高中生物精品教學(xué)課件：生物的變異、育種的變化.ppt

生物的變異包括可遺傳的變異和不可遺傳的變異，現(xiàn)代生物進(jìn)化理論包括現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的由來和現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的內(nèi)容。其中生物變異的來源及其在育種上的應(yīng)用是高考的重點(diǎn)內(nèi)容之一，試題往往通過新的背景材料，綜合考查多種育種知識(shí)，對(duì)能力要求很高。,預(yù)期對(duì)本部分知識(shí)考查的內(nèi)容及考查方式為：(1)結(jié)合基因控制蛋白質(zhì)的合成過程，考查基因突變的產(chǎn)生機(jī)理、結(jié)果分析和特性的理解；(2)結(jié)合生物變異的來源，通過創(chuàng)設(shè)新情境考查生物育種相關(guān)知識(shí)；(3) 結(jié)合基因突變、遺傳的基因定律，考查種群基因頻率和基因頻率的計(jì)算；(4)結(jié)合自然選擇學(xué)說和現(xiàn)代生物進(jìn)化理論解釋生物的進(jìn)化和物種的形成。另外，需要特別注意染色體結(jié)構(gòu)變異的類型，以及個(gè)別染色體數(shù)目的增減所涉及減數(shù)分裂過程中異常的判斷。,復(fù)習(xí)中，關(guān)于染色體結(jié)構(gòu)變異與基因突變、基因重組的區(qū)別要采取對(duì)比的方式在理解的基礎(chǔ)上歸納記憶；有關(guān)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的內(nèi)容，要理解和掌握相關(guān)的概念，如基因頻率、基因型頻率、種群、基因庫(kù)、物種、隔離等，理解新物種形成的基本觀點(diǎn)，并能夠應(yīng)用有關(guān)理論，舉例說明某種生物的進(jìn)化過程。,一、基因突變的特點(diǎn)和原因、基因重組及其意義： 1基因變突 A特點(diǎn)： (1)普遍性(突變的范圍) 突變發(fā)生于所有生物中，是一種最廣泛的可遺傳變異來源，不論病毒、原核生物還是真核生物，不論是無性生殖還是有性生殖，只要進(jìn)行遺傳物質(zhì)復(fù)制即可以在遺傳物質(zhì)復(fù)制時(shí)發(fā)生基因突變。以RNA為遺傳物質(zhì)的病毒，由于RNA是一條單鏈，更不穩(wěn)定，因而突變頻率更高，出現(xiàn)的變異也更多，這給研制疫苗帶來困難，如SARS病毒、艾滋病病毒、禽流感病毒等。,(2)變異“隨機(jī)性”的剖析 時(shí)間上的隨機(jī)：它可發(fā)生于生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期，甚至在趨于衰老的個(gè)體中也很容易發(fā)生，如老年人易得皮膚癌等。 部位上的隨機(jī)：基因突變既可發(fā)生于體細(xì)胞中，又可發(fā)生于生殖細(xì)胞中，若為前者，一般不傳遞給后代，若為后者，則可產(chǎn)生攜帶突變基因的生殖細(xì)胞，進(jìn)而通過生殖傳向子代。,(3)基因突變?yōu)楹我话阌泻Γ?在長(zhǎng)期的進(jìn)化過程中，生物無論在形態(tài)、結(jié)構(gòu)還是生理上都已經(jīng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一并能夠適應(yīng)環(huán)境，即遺傳基礎(chǔ)是均衡的?；蛲蛔兇蚱屏嗽羞z傳基礎(chǔ)的均衡性，從而引起不同程度的有害后果，表現(xiàn)為生活力和可育性的降低、壽命縮短甚至死亡。但并非所有的基因突變都是有害的，有些突變也會(huì)產(chǎn)生有利的或既無利也無害的變異。,(4)突變的不定向性(多方向性) 一個(gè)基因可以向不同的方向發(fā)生突變。產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因如控制小鼠毛色的灰色基因(Ay)可突變成為黃色基因(AY)，也可以變成黑色基因(a)，這就是復(fù)等位基因產(chǎn)生的原因。,B與性狀的關(guān)系： (1)基因片段上堿基對(duì)的種類發(fā)生改變不一定會(huì)導(dǎo)致生物性狀的改變，原因可有三： 突變部位可能在非編碼部位(內(nèi)含子和非編碼區(qū))。 基因變突后形成的密碼子與原密碼子決定的是同一種氨基酸。 基因突變?nèi)魹殡[性突變，如AAAa，也不會(huì)導(dǎo)致性狀的改變。,(2)基因突變對(duì)后代性狀的影響 基因突變發(fā)生在體細(xì)胞有絲分裂過程中，突變可通過無性生殖傳給后代，但不會(huì)通過有性生殖傳給后代。 基因突變發(fā)生在精子或卵細(xì)胞形成的減數(shù)分裂過程中，突變可能通過有性生殖傳給后代。 生殖細(xì)胞的突變率一般比體細(xì)胞的突變率高，這是因?yàn)樯臣?xì)胞在減數(shù)分裂時(shí)對(duì)外界環(huán)境變化更加敏感。 (3)基因突變引起性狀的改變，具有突變性狀的個(gè)體能否把突變基因傳給后代，要看這種突變性狀是否有很強(qiáng)的適應(yīng)環(huán)境的能力。若有，則為有利突變，可通過繁殖傳給后代；否則為有害突變，被淘汰掉。,2基因重組： (1)能發(fā)生重組的基因是：.非同源染色體上的非等位基因(自由組合)；.同源染色體上的非等位基因(交叉交換)；.不同物種的基因(基因工程導(dǎo)入)。,(2)傳統(tǒng)意義上的基因重組 傳統(tǒng)意義上的基因重組只能發(fā)生在進(jìn)行有性生殖的同種生物之間。 傳統(tǒng)意義上的基因重組是在減數(shù)分裂過程中實(shí)現(xiàn)的，而不是精子與卵細(xì)胞的結(jié)合過程中實(shí)現(xiàn)的。 減數(shù)分裂過程中實(shí)現(xiàn)的基因重組要在后代性狀中體現(xiàn)出來必須通過精子與卵細(xì)胞結(jié)合產(chǎn)生新個(gè)體來實(shí)現(xiàn)，因此對(duì)通過減數(shù)分裂而實(shí)現(xiàn)基因重組使生物體性狀發(fā)生改變這一現(xiàn)象來說，減數(shù)分裂形成不同類型配子是因，而受精作用產(chǎn)生不同性狀的個(gè)體則是果。,(3)基因重組分類 分子水平的基因重組，如通過對(duì)DNA的剪切、拼接而實(shí)施的基因工程。 特點(diǎn)：可克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。 染色體水平的基因重組：減數(shù)分裂過程中非姐妹染色單體交叉互換，以及非同源雜色體自由組合而導(dǎo)致的基因重組。 特點(diǎn)：難以突破遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，可產(chǎn)生新的基因型、表現(xiàn)型，但不能產(chǎn)生新的基因。,細(xì)胞水平的基因重組，如動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)以及植物體細(xì)胞雜交技術(shù)下的大規(guī)模的基因重組。 特點(diǎn)：可克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。,二、染色體變異及變異方式在育種上的應(yīng)用： 1三種可遺傳變異的比較,說明：三種可遺傳的變異都為生物的進(jìn)化提供了原材料。 基因突變可產(chǎn)生新的基因，為進(jìn)化提供了最初的原材料，是生物變異的根本來源。 基因重組的變異頻率高，為進(jìn)化提供了廣泛的選擇材料，是形成生物多樣性的重要原因之一。,2常見育種方式比較：,3.可遺傳變異與不可遺傳變異的區(qū)別,例1 人體甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞具有很強(qiáng)的攝碘能力。臨床上常用小劑量的放射性同位素131I治療某些甲狀腺疾病，但大劑量的131I對(duì)人體會(huì)產(chǎn)生有害影響。積聚在細(xì)胞內(nèi)的131I可能直接( ) A插入DNA分子引起插入點(diǎn)后的堿基序列改變 B替換DNA分子中的某一堿基引起基因突變 C造成染色體斷裂、缺失或易位等染色體結(jié)構(gòu)變異 D誘發(fā)甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞基因突變并遺傳給下一代,解析 本題考查誘發(fā)基因突變的因素及原理。131I是一種放射性物質(zhì)，大劑量131I能產(chǎn)生大量放射性，誘發(fā)基因突變。I不是堿基類似物，不能插入DNA分子序列中，不能替換DNA分子中的堿基，其誘發(fā)的基因突變?yōu)轶w細(xì)胞變異，不能遺傳給下一代，因此其原因可能是造成染色體斷裂、缺失或易位等染色體結(jié)構(gòu)變異。 答案 C,育種專家在稻田中發(fā)現(xiàn)一株十分罕見的“一稈雙穗”植株，經(jīng)鑒定該變異性狀是由基因突變引起的。下列敘述正確的是( ) A這種現(xiàn)象是由顯性基因突變成隱性基因引起的 B該變異株自交可產(chǎn)生這種變異性狀的純合個(gè)體 C觀察細(xì)胞有絲分裂中期染色體形態(tài)可判斷基因突變發(fā)生的位置 D將該株水稻的花粉離體培養(yǎng)后即可獲得穩(wěn)定遺傳的高產(chǎn)品系,答案 B 解析 本題考查基因突變的有關(guān)知識(shí)。盡管是“罕見” 突變，也不能說明該變異是隱性突變，只有通過試驗(yàn)鑒定，方能說明其突變類型；基因突變是DNA上某堿基對(duì)的增添、缺失或替換引起的，顯微鏡下不能觀察的到；花藥離體培養(yǎng)后，需用秋水仙素誘導(dǎo)加倍后，才能得到穩(wěn)定遺傳的高產(chǎn)品系。通過該變異植株自交，看后代是否發(fā)生性狀分離，如果出現(xiàn)性狀分離，則為雜合子，不出現(xiàn)性狀分離則為純合子，B正確。,例2 雄家蠶的性染色體為ZZ，雌家蠶為ZW。已知幼蠶體色正?；?T)與油質(zhì)透明基因(t)是位于Z染色體上的一對(duì)等位基因，結(jié)天然綠色繭基因(G)與白色繭基因(g)是位于常染色體上的一對(duì)等位基因，T 對(duì)t，G對(duì)g為顯性。 (1)現(xiàn)有一雜交組合：ggZTZTGGZtW，F(xiàn)1中結(jié)天然綠色繭的雄性個(gè)體所占比例為_，F(xiàn)2中幼蠶體色油質(zhì)透明且結(jié)天然綠色繭的雌性個(gè)體所占比例為_。,(2)雄性蠶產(chǎn)絲多，天然綠色蠶絲銷路好?，F(xiàn)有下列基因型的雄、雌親本：GGZtW、GgZtW、ggZtW、GGZTZt、ggZTZt、GgZtZt，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)雜交組合，利用幼蠶體色油質(zhì)透明易區(qū)別的特點(diǎn)，從F1中選擇結(jié)天然綠色繭的雄蠶用于生產(chǎn)(用遺傳圖解和必要的文字表述)。,解析 (1)遺傳圖解如下：,所以F2中體色油質(zhì)透明且結(jié)天然綠色繭的雌性個(gè)體基因組成所占比例為G_ZtW，所占比例為3/41/43/16。 (2)見圖解 從孵化出的F1幼蠶中，淘汰體色油質(zhì)透明的雌家蠶，保留體色正常的雄家蠶用于生產(chǎn)或,P：基因型 GgZtZt GGZTW F2：基因型 GGZTZt GgZTZt GGZtW GgZtW,P：基因型 GgZtZt GGZTW F2：基因型 GGZTZt GgZTZt GGZtW GgZtW 從孵化出的F1幼蠶中，淘汰體色油質(zhì)透明的雌家蠶，保留體色正常的雄家蠶用于生產(chǎn),下圖中，甲、乙表示水稻兩個(gè)品種，A、a和B、b表示分別位于兩對(duì)同源染色體上的兩對(duì)等位基因，表示培育水稻新品種的過程，則下列說法錯(cuò)誤的是( ),A過程簡(jiǎn)便，但培育周期長(zhǎng) B和的變異都發(fā)生于有絲分裂間期 C過程常用的方法是花藥離體培養(yǎng) D過程與