变异进化给学生.ppt
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1、一轮复习教材教法分析必修二遗传与进化浙科版 第四、五、六章人教版 第四、五、六、七章,浙科版:第四章生物的变异;第五章生物的进化 第六章遗传病与人类健康人教版:第四章基因的表达 第五章基因突变和其他变异 第六章从杂交育种到基因工程 第七章现代进化理论,2008年29.物种形成、育种与染色体变异有性生殖,考查知识点:,2009年3,30题基因重组、基因突变与有性生殖的关系,2011年 30.(16分)减数分裂 染色体变异 杂交实验 基因与性状的关系果蝇的2号染色体上存在朱砂眼(a)和褐色眼(b)基因,减数分裂时不发生交叉互换。aa个体的褐色素合成受到抑制,bb个体的朱砂色素合成受到抑制。正常果蝇
2、复眼的暗红色是这两种色素叠加的结果。(1)a和b是_性基因,就这两对基因而言,朱砂眼果蝇的基因型包括_。(2)用双杂合体雄蝇(K)与双隐性纯合体雌蝇进行测交实验,母本果蝇复眼为_色。子代表现型及比例为暗红眼:白眼=1:1,说明父本的A、B基因与染色体的对应关系是_。(3)在近千次的重复实验中,有6次实验的子代全部为暗红眼,但反交却无此现象。从减数分裂的过程分析,出现上述例外的原因可能是:_的一部分_细胞未 能正常完成分裂,无法产生_。(4)为检验上述推测,可用_观察切片,统计_的比例,并比较_之间该比值的差异。,(1)隐 aaBb、aaBB(2)白 A、B在同一条2号染色体上,(3)父本 次级
3、精母 携带有a、b基因的精子(4)显微镜 次级精母细胞与精细胞 K与只产生一种眼色后代的雄蝇,辨析下列叙述是否正确单细胞生物的代谢包括体内和体外化学反应 叶绿体和线粒体是细胞能量代谢的中心基因工程的载体具有合成抗生素的标记基因基因 胚胎移植技术能够提高动物的抗病力沸水浴时肽键断裂导致胰岛素生物活性的丧失ATP水解产生的能量用于放能反应,变异和育种部分,2011年北京卷考试说明变异和育种,课标要求生物的变异和育种,一、生物的变异的复习思路,分析遗传变异的来源、特点、意义,归类分析:归纳变异的来源,分析每种变异 发生时间,原理,特点,意义,应用,列表比较:基因重组、基因突变、染色体变异 增加项目:
4、不同生物不同细胞变异种类的差异 自然发生与人工技术 两个维度,典型例题:,实例判断练习与分析分析思路,核心知识准确表述,生物的变异1.变异的概念 生物的亲子代之间及同一亲代所生的各子代之间,均有或多或少的差异,这种差异就是变异。变异强调亲子代之间或子代不同个体之间的差异,而遗传强调亲子代之间的相似性。,表现型改变,基因型改变,环境条件改变,可设计的问题,并举例说明1.是不是环境因素引起的变异就一定不能遗传?2.可遗传的变异一定能遗传给过代吗?什么情况下可遗传的变异才能传到后代?3.是不是发生在生殖细胞中的变异一定能遗传?,(一)、基因突变落实内容,实例概念类型时间特点原因意义应用,1、什么叫基
5、因?基因与DNA、染色体之间的关系?,2、请举出基因突变的几个例子,基因突变的概念?碱基对增添、缺失或改变的含义?,可以设计的问题,5、碱基对的改变是否一定改变性状?,3、基因突变体现了遗传物质的哪一特点?,4、什么情况下不发生性状的改变?,7、什么时候可能发生基因突变?,8、基因突变的不定向的含义?,11、为什么会发生基因突变?启示?,9、什么细胞可能发生基因突变?哪些生物可能发生基因突变?,10、突变的基因哪些可以遗传到子代?,6、基因突变的结果是什么?是否引起基因种类、数目、排序的改变?,12、基因突变对生物有何影响?,13、基因突变的频率如何?理由?,16、基因突变与染色体变异的关系?
6、,15、基因突变与基因重组的关系?,14、基因突变的意义?,17、如何鉴定某性状的改变是否由基因突变引起的?,谷氨酸,缬氨酸,正常,异常,_原因,_原因,镰刀型细胞贫血症是由_引起的一种遗 传病,是由于基因的_发生了改变产生的。,病因:,基因突变,分子结构,根本,直接,(一)、基因突变落实内容1、实例:镰刀型细胞贫血症产生的原因(书P81),2、概念:指基因结构的改变,包括DNA碱基对的增添、缺失和改变。,基因突变是染色体的某一个位点上基因的改变。突变总是从一个基因变成它的等位基因。,新基因,等位基因,D,d,替换,缺失,增添,基因突变的本质,基因突变类型对氨基酸序列的影响,主要影响生物的形态
7、结构,影响生物的代谢过程,导致某个特定生化功能的改变或丧失,导致个体活力下降,甚至死亡,按性状改变的结果分,3、类型:,普遍性随机性稀有性多害性多向性,4、时间:,5、特点:,有丝分裂、减数第一次分裂间期,DNA复制时,(1)内因:碱基种类、数目、排列顺序改变,物理、化学、生物因素,6、原因:,(2)外因:,基因突变的成因,野生型基因,正常复制,野生型基因,诱变因素,物理因素(紫外线等),化学因素(污染物等),生物因素(病毒等),复制差错,基因结构改变,突变型基因,野生性状,突变性状,是生物变异的根本来源,为生物的进化提供了最初的原材料。,基因,新基因(等位基因),基因型(改变),表现型(改变
8、),引发生物变异,7.基因突变的意义:,可以产生新的基因,思考:基因突变会改变基因的数量和排序吗?本质是改变了什么?,基因突变,改变:基因型、遗传信息、密码子,不变:基因数目和排序、遗传规律,可能改变:生物的性状,思考:基因突变不一定会改变性状的原因?,1.由于多种密码子决定同样一种氨基酸(遗传密码的简并性),2.发生在真核生物基因结构的内含子内,3.隐性突变在杂合状态下也不会引起性状的改变,4.某些突变虽改变了蛋白质中个别氨基酸的个别位置的种类,但并不影响该蛋白质的功能。,5.由于某些性状由多基因决定,某基因的改变了,但共同作用于此性状的其他基因未改变,其性状可能也不改变。,6.性状表现是遗
9、传基因和环境因素共同作用的结果,在某些环境条件下,改变了的基因可能并不会在性状上表现出来。,基因突变,病毒的增殖,原核生物的二分裂,无丝分裂,有丝分裂,减数分裂,举例说出基因的分布和基因突变的范围?,线粒体,叶绿体,细菌的质粒,拟核,细胞核,DNA病毒或RNA病毒,基因突变,定义,原因,特点,意义,应用,碱基对增添、缺失、改变,普遍性,随机性,低频性,多害少利性,不定向性,根本原因,外因,人工诱变育种,知识结构,(二)、基因重组落实的内容,基因重组的概念类型时间结果意义,1.什么叫基因重组?真核生物的基因重组有哪些类型?2.自然界的真核生物的基因重组发生在什么时候?3.基因重组能产生新的基因么
10、?能产生新的基因型么?4.基因重组现象仅存在于真核生物吗?基因重组的范围?5.基因重组和基因突变的区别?6.基因重组和染色体变异的区别?7.基因重组的意义?8.人类如何利用生物的基因重组?,可设计的问题,基因重组的含义、成因和意义是什么?,随机重组交换重组,有性生殖过程,控制不同性状的基因重新组合,概 念:,类 型:,时间:,基因重组,非的 非同源染色体上等位基因自由组合,A,a,b,B,A,a,B,b,Ab和aB,AB和ab,基因重组的根本原因,同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换,基因重组的根本原因,同源染色体之间交换示意图,供选择的图片,基因重组的结果,实质:减数分裂中的基因重组和受精过程
11、中雌雄配子的随机结合产生了新的基因型的后代,但未改变基因的“质”和“量”。,意义:非常丰富,未进化提供了吩咐的材料,加速了进化进程,人的体细胞中有23对染色体,请你根据自由组合定律的计算,一位父亲可能产生多少种染色体组成不同的精子?那母亲产生的卵细胞呢?不考虑基因突变和互换,如果要保证子女中有两个所有基因完全相同的个体,子女的数量至少要是多少?,223,223,246+1,基因重组的广义理解:,基因重组是所有生物都可能发生的基本的遗传现象 无论高等生物,还是在细菌(如肺炎双球菌的转化)也属于基因重组、病毒中,都存在基因重组 基因工程也属于控制不同性状的基因重新组合,属于非自然的基因重组,可以发
12、生在不同种生物之间,能够定向改变生物性状。,不仅会发生在减数分裂过程中,也会发生在体细胞中 不仅可以发生在细胞核内的基因之间,也可以发生在线粒体和叶绿体的基因之间。,原核生物的基因重组有转化、转导和接合等方式。转化:受体细胞直接吸收来自供体细胞的DNA片段,并使它整合到自己的基因组中,从而获得供体细胞部分遗传性状的现象。接合供体菌和受体菌的完整细胞经直接接触而传递大段DNA遗传信息的现象。转导:通过噬菌体媒介,将供体细胞DNA片段带进受体细胞中,使后者获得前者的部分遗传性状的现象。自然界中转导现象较普遍,可能是低等生物进化过程中产生新的基因组合的一种基本方式。,例:该细胞处于细胞分裂的什期?有
13、丝分裂后期或减数第二次分裂后期,2.造成B和b不同的原因是什么?A.基因突变B.交叉互换,例:区期中减数分裂题,(3)图13中具有同源染色体的是_细胞,乙细胞中的和组成_,和是_,甲细胞中有_个染色体组。,(4)图13中丙细胞含有_条染色单体,该细胞处于_期。(5)图13中丁细胞的名称为_,如果丁细胞中的M为X染色体,则N一定是_,若M的姐妹染色单体上出现等位基因,其原因是发生了_。,小结:基因突变与基因重组的比较,碱基对增添|缺失|替换引起基因结构变化,,产生新基因,不产生新基因,产生新基因型,生物变异的根本来源,为生物的进化提供原始材料,有性生殖中,控制不同性状的基因重新组合的过程,普遍性
14、、随机性、低频性、多害少利性、不定向性。,非常丰富,自发突变、诱发突变,细胞分裂间期,DNA复制过程中,减数第一次分裂前、后期,生物变异的来源之一,对生物的进化有重要意义。,非同源染色体自由组合或交叉互换,(三)染色体变异落实知识,概念种类染色体结构变异种类、实质和对生物的影响染色体数目变异的种类三体、缺体、染色体组、单倍体、二倍体、多倍体,可以设计的问题:,染色体变异有哪些种类?染色体结构变异与基因突变的区别?染色体结构变异与交叉互换的区别?什么是染色体组、单倍体、二倍体、多倍体?,染色体结构的改变:缺失、重复、倒位、易位,染色体数目的改变,非整倍体,整倍体,染色体组二倍体多倍体及形成单倍体
15、及形成,染色体变异概念:光学显微镜下可见的染色体结构或数目的改变,种类,染色体变异的原因:环境因素引起如低温可诱 导染色体变异发生时间:减数或有丝分裂的分裂间期或分裂期,和基因突变的区别:,基因突变-分子水平 的变异,在光学显微镜下无法直接观察到。,染色体变异-细胞水平的变异,可用显微镜直接观察到。,识图析图,判断:4幅图解分别表示染色体结构变异的哪种类型?提示 缺失 倒位 重复 易位,1.染色体结构的变异,猫叫综合症,染色体结构变异实质:改变染色体上,基因的 排序和数目,甲,乙,2、染色体数目的变异,(1)个别增加:21三体综合症,先天性睾丸发育不全综合征(47,XXY)等,(2)个别减少:
16、如缺一条X(现行性腺发育不良)等,(3)以染色组为基数成倍增加或减少,尝试让学生画图分析:能够举例,并结合减数分裂过程加以分析:同源染色体如XY没分离的后果;染色单体没分离的后果;也可以放到遗传病分析。,21三体综合征(先天性愚型),人类正常男性染色体,21三体综合征,例 对21三体综合症患者进行染色体组型分析时,发现此人体细胞内多了一条21号染色体,染色体组成为47条,可能是由于该病人的亲代在形成配子时()A次级精母细胞分裂的后期,两条21号染色 体移向一侧B次级卵母细胞分裂的后期,两条21号染色体 移向一侧C初级精母细胞分裂的后期,21号两条同源染 色体移向一侧D初级卵母细胞分裂的后期,2
17、1号两条同源染 色体移向一侧,ABCD,果蝇体细胞染色体组成,6+XX 6+XY,画一画:画出果蝇产生的精子与卵细胞中染色体的组成图,想一想:1.配子中的染色体几条,它们的大小结构相同吗,它们是什么关系?,雌果蝇产生的配子,雄果蝇产生的配子,3.什么叫染色体组?同一个染色体组中的染色体有那些特点?同一个染色体组中的染色体上的基因有什么特点?基因组的概念是什么?,想一想:2.蜜蜂体细胞的染色体为16对(32条),减数分裂产生的卵细胞不经过受精作用可发育为雄蜂,你认为卵细胞中的染色体上的基因有什么特点?,A一个染色体组中不含同源染色体。B一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。C一个染
18、色体组中含有控制生物性状的一整套基因,但不能重复。(不考虑XY染色体差异)D.二倍体生物生殖细胞中所含有的一组染色体,概念,分析:下图表示各含有几个染色体组?,A,B,C,D,可见,细胞中同源染色体有几条就是有几个染色体组,分析:你知道基因型为AaBb,AAaBBB,ABc分别含几个染色组呢?,可见,同一种性状的基因有几个代表有几个组,动动手:画出细胞中AaBb,AAaBBB,ABc相应的染色体与基因关系模式图?,例:一个染色体组是指:,A.来自父方或者母方的全部染色体B.所有生殖细胞的全部染色体C.二倍体生物配子内的全部染色体D.体细胞中形态、结构彼此不相同的染色体组合,例:一个染色体组是指
19、:,A.来自父方或者母方的全部染色体B.所有生殖细胞的全部染色体C.二倍体生物配子内的全部染色体D.体细胞中形态、结构彼此不相同的染色体组合,4,判断标准是:,染色体组的数目=染色体数/染色体形态数。,韭菜细胞共有32条染色体,有8中形态,则韭菜的体细胞中含有几个染色体组呢?,(1)如何区分单倍体、二倍体、多倍体?,与染色体组相关的几个概念,思考:1.为什么引入单倍体的概念?单倍体是一个物种吗?最大的应用价值是什么?2。多倍体和单倍体生物的特点?由此推测染色体结构变异产生的三体和缺体哪个对生物的影响大?,一般由未受精的卵细胞发育而来。,常用花药离体培养法。,由于外界环境条件的剧变,影响了细胞分
20、裂时纺锤体的形成而使染色体数目加倍产生的。,秋水仙素(常用且最有效)处理萌发的种子或幼苗,影响了细胞分裂时纺锤体的形成而使染色体数目加倍产生的。,(2)单倍体和多倍体的形成,构建知识网络,基因重组、基因突变和染色体变异的比较,类型,细胞分裂间期,减数第一次分裂前期或后期,细胞分裂过程中,可遗传变异与不可遗传变异的比较,实验探究,探究某一变异性状是否是可遗传变异的方法思路,1.若染色体变异,可直接借助显微镜观察染色体形态、数目、结构是否改变。2.与原来类型在相同环境下种植,观察变异性状是否消失,若不消失则为可遗传变异,反之则为不可遗传变异。3.设计杂交实验,根据实验结果确定变异性状的基因型是否改
21、变。,例(10新课标)在白花豌豆品种栽培园中,偶然发现了一株开红花的豌豆植株,推测该红花表现型的出现是花色基因突变的结果。为了确定该推测是否正确,应检测和比较红花植株与白花植株中()A花色基因的碱基组成 B花色基因的DNA序列C细胞的DNA含量 D细胞的RNA含量,B,微观:从分子水平检测基因突变,例(10江苏卷)6育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗”植蛛,经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。下列叙述正确的是()A.这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的 B.该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体 C.观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置 D.将该株水稻的花粉离
22、体培养后即可获得稳定遗传的高产品系,B,宏观:设计杂交实验从性状水平检测基因突变,思路:举例说出各种育种方法的过程 处理方法 生物材料 遗传的变异类型 选择培育结果,列表比较:人工育种方法(适当加入基因工程,细胞工程,胚胎工程育种,微生物育种):重在分析各自的程序,主要优缺点 增加:杂种优势的利用,实践:会根据育种目的选择不同的育种方法,典型例题:,能根据图解,区分各种育种方法,分析原理,材料选择,品种获得,每一步的处理方法,二、生物变异在育种上应用,设计的问题:,什么情况下选择杂交育种?程序?优缺点?单倍体育种的过程?和杂交育种相比的优缺点?人工诱导多倍体的方法和原理?三倍体西瓜的获得过程?
23、举例说明异源多倍体的获得过程?,概念:,利用物理因素或化学因素来处理生物,使生物发生基因突变,从中选育出具有优良性状个体的育种方法。,依据原理:,基因突变,常用方法:,用物理因素或化学因素或空间诱变育种来处理生物(萌发的种子,幼苗,愈伤组织等)。,优点:,缺点:,1.诱变育种(可由学生先设计育种流程,师生共同分),应用:,植物、微生物育种,诱变育种的优点是能够提高突变率,在较短的时间内获得更多的优良变异类型。,诱变育种的局限性是诱发突变的方向难以掌握,突变体难以集中多个理想性状。,要想克服这些局限性,可以扩大诱变后代的群体,增加选择的机会。,已知在荔枝的性状控制中,D(无绿线)对d(有绿线)显
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