2021年江苏高考生物复习课件：专题13 生物的变异

3.单倍体、二倍体和多倍体 (1)形成区别
组数不定,可 为一、二或多 个染色体组
所含染色体
受精卵
二倍体(两个染色体组)
生物体 多倍体(三个或三个以上染色体组,
有几个染色体组就叫几倍体)
(2)判断方法
三、实验:低温诱导植物染色体数目的变化 1.实验过程
2.主要实验试剂 (1)卡诺氏液:⑩ 固定细胞形态 。 (2)改良苯酚品红染液: 使染色体着色 。 (3)解离液(质量分数为15%的盐酸溶液和体积分数为95%的酒精溶液按 1∶1的比例混合): 使组织中的细胞相互分离开 。
实例 21三体综合征 三倍体无子西瓜
如图中雄果蝇体细胞染色体中的一个染色体组可表示为 ③ Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y 。 (2)特点:形态和功能各不相同,共同控制生物的 ④ 生长、发育、遗传和变异 的一组⑤ 非同源染色体 。 (3)判断方法 a.根据“染色体形态”判断
判断方法:染色体组数=细胞中同种形态的染色体条数(不分“黑” “白”)。如上图中A、B、C、D 4个细胞中分别含有4个、1个、2个、2 个染色体组。 b.根据“基因型”判断 判断方法:染色体组数=基因型中控制同一性状的基因个数(不分显隐性)。 如基因型为AaBbCc和AAaaBBbb的个体分别含有2个和4个染色体组。 c.异源多倍体的染色体组判断 普通小麦的染色体组为AABBDD,其中A、B、D各代表一个染色体组,所 以普通小麦含有6个染色体组,属于异源六倍体。若其与二倍体黑麦(RR) 杂交,得到的后代染色体组为ABDR(不育的四倍体),用秋水仙素处理后可 得到可育的八倍体小黑麦(AABBDDRR)。
知能拓展
提升 辨析染色体结构变异与基因突变和基因重组的方法
1.辨析基因突变和染色体结构变异 (1)方法
(2)示例
2.染色体结构变异中的易位与基因重组中交叉互换的比较
比较项目 变异类型
范围 交换对象
易位 染色体结构变异 非同源染色体之间
非等位基因
交叉互换 基因重组 同源染色体内部非姐妹染色单 体之间 等位基因
4.缺点:多倍体植株发育延迟、结实率低,多倍体育种一般只适用于植物。 5.实例:三倍体无子西瓜
(1)两次
传粉
第一次传粉:杂交获得⑯ 三倍体种子 第二次传粉:刺激子房发育成⑰ 果实
(2)三倍体西瓜无子的原因:三倍体西瓜在减数分裂过程中,由于染色体
联会紊乱 ,不能产生正常配子。
五、育种方法的选择
肽链合成终止
增添
大
缺失
大
插入位置前不影响,影 响插入位置后的序列
缺失位置前不影响,影 响缺失位置后的序列
①增添或缺失的位置 越靠前,对肽链的影响 越大;②增添或缺失的 碱基数是3的倍数,则仅 影响个别氨基酸
(2)基因突变不一定导致生物性状改变的3个原因 a.DNA分子上突变部分可能在非编码部位(如内含子和非编码区)。 b.由于密码子的简并性,多种密码子可决定同一种氨基酸,因此某碱基改变, 不一定改变蛋白质中氨基酸的种类。 c.若基因突变为常染色体隐性突变,如AA中一个A→a,此时性状不改变。 7.基因突变对后代的影响 (1)如基因突变发生在有丝分裂过程中,可以通过无性生殖传递给子代。由 于多数生物进行有性生殖,所以体细胞突变对后代影响较小。 (2)如果基因突变发生在减数分裂过程中,可以通过配子传递给后代。对于 进行有性生殖的生物来说,对后代影响较大。 8.意义:基因突变是新基因产生的途径,是生物变异的根本来源,是生物进化 的原材料。
(5)⑩ 多害少利 性:可能破坏生物体与现有环境的协调关系。
6.基因突变与生物性状的关系
(1)基因突变可能会影响生物性状
原因:基因突变→mRNA上密码子改变→编码的氨基酸可能改变→蛋白质
的结构和功能改变→生物性状改变。
突变类型
影响范围
对肽链的影响
备注
替换
小
只改变1个氨基酸的种 替换的结果也可能使
类或不改变
考点3 育种
一、杂交育种 1.原理:① 基因重组 。 2.过程 (1)植物:选择具有不同优良性状的亲本② 杂交 ,获得F1→F1自交→获得 F2→③ 鉴别、选择 需要的类型,自交至不发生性状分离为止。 (2)动物:选择具有不同优良性状的亲本杂交,获得F1→F1雌雄个体交配→获 得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交,选择后代不发生性状分离 的F2个体。 3.优点:操作简便,可以把多个品种的④ 优良性状 集中在一起。 4.缺点:获得新品种的周期⑤ 长 。
二、诱变育种 1.原理:⑥ 基因突变 。 2.农作物诱变育种的过程
3.优点 (1)可以提高⑧ 突变频率 ,在较短时间内获得更多的优良变异类型。 (2)大幅度地⑨ 改良某些性状 。 4.缺点:有利变异个体往往不多,需处理大量材料。 三、单倍体育种(以二倍体植物为例) 1.原理:主要是⑩ 染色体(数目)变异 。
图示
3.辨析基因突变与基因重组 (1)根据细胞分裂方式
①如果有丝分裂过程中姐妹染色单体上基因不同,则为基因突变的结果,如 图甲。 ②如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同,可能发生了基因突变 或交叉互换,如图乙。
(2)根据变异前体细胞的基因型 ①如果亲代基因型为AA或aa,则引起姐妹染色单体上A与a不同的原因是 基因突变。 ②如果亲代基因型为Aa,则引起姐妹染色单体上A与a不同的原因是基因 突变或交叉互换。
(2)癌变的机理
物理致癌因子:主要指各种辐射等
致癌因子 化学致癌因子:如亚硝酸盐、黄曲霉素等
病毒致癌因子:如Rous肉瘤病毒等
正常细胞 (3)癌细胞的特征
生长和分裂失控 癌细胞
(4)原癌基因和抑癌基因 a.原癌基因和抑癌基因是人和动物细胞中的DNA上本来就存在与癌变相 关的基因,它们属于体内正常细胞中正常且必需的基因。 b.原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的,这类基因一 旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强,就可能引起细胞癌变。 c.抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或者促进细胞凋亡,这 类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性,也可能引起细胞 癌变。
二、基因重组(在此只考虑真核生物) 1.概念
2.类型
类型
自由组合型
交叉互换型
图像
实质 时期
非同源染色体上非等位基因间 的重组
减数第一次分裂后期
同源染色体上非等位基因间的 重组
减数第一次分裂四分体时期
3.结果:产生新的基因型。 4.意义 (1)是 生物变异 的来源之一。 (2)为 生物进化 提供材料。 (3)是形成 生物多样性 的重要原因之一。 5.基因重组概念理解的3个误区 (1)基因重组发生在减数分裂形成配子时,而受精过程发生的是雌雄配子随 机结合,没有发生基因重组。 (2)基因重组的实质是非等位基因的重组,所以一对等位基因不能发生基因 重组。 (3)交叉互换≠基因重组。如果交叉互换发生在同源染色体之间叫基因重 组;如果发生在非同源染色体之间叫易位,属于染色体结构变异。
实践探究
应用 生活中的变异问题分析
情境材料 波黑战争和科索沃战争期间贫铀弹的使用,致使许多人身患癌 症或白血病,贫铀弹的危害主要是放射性污染,其使生物体产生了变异。
问题探讨 (1)贫铀弹的放射性污染属于哪种诱变因素?上述资料说明环 境中的诱变因素对基因突变有着怎样的作用? (2)贫铀弹的放射性污染使生物体产生的变异能否遗传给后代?为什么? (3)由放射性污染引发的变异除染色体变异外,还有哪种变异?该变异的特 点有哪些?
2.主要方法
3.优点: 明显缩短育种年限 ,二倍体植物单倍体育种所得个体均为 纯合体 。
4.缺点:技术复杂。 四、多倍体育种 1.原理: 染色体(数目)变异 。 2.过程:秋水仙素或低温处理 萌发的种子或幼苗 ,诱导细胞染色体数 目加倍。 3.优点:操作简单,得到的多倍体植株茎秆粗壮,叶片、果实和种子比较大, 营养物质含量丰富。
考点清单Βιβλιοθήκη 考点1 基因突变与基因重组一、基因突变 1.基因突变的实例之一——镰刀型细胞贫血症的产生
(1)图示中a、b、c过程分别代表① DNA复制 、② 转录 和③ 翻译 。 突变主要发生在a过程中。 (2)患者贫血的直接原因是血红蛋白异常,根本原因是发生了④ 基因突变
,碱基对由 突变成 。 2.基因突变的概念和时期 (1)概念:DNA分子中发生碱基对的⑤ 替换、增添和缺失 ,而引起的基 因结构的改变。 (2)时期:主要发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期。 3.基因突变实例之二——细胞的癌变 (1)结肠癌产生的原因
4.基因突变的原因
类型 外因
内因
举例
引发突变原因
物理因素
紫外线、X射线
损伤细胞内DNA
化学因素 亚硝酸、碱基类似物
改变核酸的碱基
生物因素
某些病毒
影响宿主细胞DNA等
DNA分子复制偶尔发生错误、DNA的碱基组成 发生改变等
5.特点 (1)⑥ 普遍 性:所有生物均可发生基因突变。 (2)⑦ 随机 性:生物个体发育的任何时期、细胞内不同的DNA分子、 同一DNA分子的不同部位。 (3)⑧ 低频 性:自然状态下,突变频率很低。 (4)⑨ 不定向 性:一个基因可以向不同方向发生突变而产生复等位基 因,还可能发生回复突变。
要点点拨 (1)贫铀弹的放射性污染属于物理因素。环境中的诱变因素可 以提高基因突变的突变率。 (2)不一定。当射线作用于生殖细胞时,引起的基因突变可能遗传给后代, 导致新生儿畸形;发生在体细胞中的基因突变一般不能通过有性生殖遗传 给下一代。 (3)基因突变。该变异的特点是具有普遍性、随机性、不定向性(多方向 性)、低频性、多害少利性,但对生物有利还是有害并不是绝对的,随环境 等具体情况而变。
考点2 染色体变异
一、染色体结构变异的类型
类型 缺失
图像
联会异常
重复
实例 人的5号染色体片段缺 失导致猫叫综合征