《生物的变异与进化》PPT课件.ppt

考点一生物的变异考点解读1.基因突变2基因重组3染色体结构和数目的变异 1 (2 0 1 0 福 建 高 考 )下 图 为 人 WNK4 基 因 部 分 碱 基 序 列 及 其 编 码 蛋 白 质 的 部 分 氨 基 酸 序 列 示 意 图 。 已 知 WNK4 基 因 发 生 一 种 突 变 ， 导 致 1 1 6 9 位 赖 氨 酸 变 为 谷 氨 酸 。 该 基 因 发 生 的 突 变 是 ( ) A 处 插 入 碱 基 对 GCB 处 碱 基 对 AT替 换 为 GCC 处 缺 失 碱 基 对 ATD 处 碱 基 对 GC替 换 为 AT 解 析 本 题 考 查 基 因 突 变 和 基 因 指 导 蛋 白 质 合 成 过 程 的 知识 ， 意 在 考 查 识 图 和 析 图 的 能 力 以 及 对 基 因 突 变 的 理 解 。 根据 图 中 1 1 6 8 位 的 甘 氨 酸 的 密 码 子 GGG， 可 知 WNK4 基 因 是 以其 DNA分 子 下 方 的 一 条 脱 氧 核 苷 酸 链 为 模 板 转 录 形 成 mRNA的 ，那 么 1 1 6 9 位 的 赖 氨 酸 的 密 码 子 是 AAG， 因 此 取 代 赖 氨 酸 的 谷氨 酸 的 密 码 子 最 可 能 是 GAG， 由 此 可 推 知 该 基 因 发 生 的 突 变是 处 碱 基 对 A T被 替 换 为 G C， 故 正 确 选 项 为 B。答 案 B 1 三 种 可 遗 传 变 异 比 较比较基因突变基因重组染色体变异适用范围一切生物(包括病毒)均可发生只发生于进行“有性生殖”的真核生物中发生于真核生物中(无性生殖、有性生殖均可发生)发生时期生物个体发育任何时期减数第一次分裂四分体时期及减数第一次分裂后期细胞分裂期 科目一考试 http:/ 2016年科目一模拟考试题科目二考试 http:/ 2016年科目二考试技巧、考试内容、考试视频 比较基因突变基因重组染色体变异变异实质因碱基对增添、缺失或改变而导致基因内部分子结构发生改变四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换减数第一次分裂后期，随非同源染色体自由组合非同源染色体上的非等位基因重新组合(自由组合定律) 人为基因重组(基因工程)细胞分裂过程中染色体结构发生变异(增添、缺失、易位、颠倒180等) 细胞分裂过程中染色体数目(个别或成组)增加或减少 比较基因突变基因重组染色体变异结果基因发生了“质变”产生了新基因(原基因的等位基因)基因既未发生质变，也未发生量变，但发生了“重新搭配”改变了基因型基因未发生质变，但发生了“量变”或“排列次序”的改变检测只能通过基因检测，光学显微镜下观察不到通过重组性状推测，光学显微镜下观察不到可选分裂部位细胞用光学显微镜观察染色体形态结构或数目 比较基因突变基因重组染色体变异共性均可导致生物遗传组成(基因型)的改变，属可遗传变异，与仅由环境条件引起的不可遗传变异有本质的不同 2 几 种 育 种 方 式 的 比 较育种方式原理方法优点杂交育种基因重组杂交使不同个体的优良性状集中于一个个体上诱变育种基因突变物理、化学、生物因素诱变提高变异频率，加速育种进程单倍体育种染色体变异花药离体培养、秋水仙素处理缩短育种的年限 育种方式原理方法优点多倍体育种染色体变异秋水仙素处理提高产量和营养成分基因工程基因重组目的基因导入受体细胞定向改造生物的遗传特性体细胞杂交技术细胞膜的流动性、细胞的全能性细胞融合、植物组织培养克服远源杂交不亲和的障碍 3 辨 析 单 倍 体 和 多 倍 体比较项目单倍体多倍体概念体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体成因自然成因单性生殖的结果外界环境条件剧变人工诱导花药离体培养秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 比较项目单倍体多倍体发育过程 比较项目单倍体多倍体发育起点配子受精卵或合子判断方法发育起点为配子发育起点为受精卵或合子植株特点植株弱小植株粗大、营养物质含量高，生长发育迟缓可育性高度不育可育，但结实性差应用单倍体育种多倍体育种 考点二生物的进化考点解读1.自然选择学说的主要内容2现代生物进化理论简介 2 (2 0 1 0 江 苏 高 考 )根 据 现 代 生 物 进 化 理 论 ， 下 列 观 点 中正 确 的 是 ( )A 人 工 培 育 的 新 物 种 只 能 生 活 在 人 工 环 境 中B 生 物 进 化 的 方 向 与 基 因 突 变 的 方 向 一 致C 冬 季 来 临 时 植 物 叶 中 可 溶 性 糖 含 量 增 高 是 为 了 更 好地 防 止 冻 害D 受 农 药 处 理 后 种 群 中 抗 药 性 强 的 个 体 有 更 多 机 会将 基 因 传 递 给 后 代 解 析 本 题 考 查 现 代 生 物 进 化 理 论 ， 意 在 考 查 对 所 学 基 础知 识 的 迁 移 判 断 能 力 。 A项 中 人 工 培 育 的 新 物 种 有 的 也 可 以生 活 在 野 外 如 杂 交 水 稻 等 ； 基 因 突 变 是 不 定 向 的 ， 生 物 进 化的 方 向 取 决 于 自 然 选 择 的 方 向 ， 故 B项 叙 述 错 。 C项 中 冬 季来 临 时 ， 植 物 体 内 可 溶 性 糖 含 量 增 加 ， 增 大 了 细 胞 内 溶 液 的浓 度 ， 降 低 了 凝 固 点 ， 有 利 于 适 应 寒 冷 环 境 ， 而 不 是 为 了 适应 寒 冷 环 境 ， 故 C项 叙 述 错 。 农 药 处 理 后 选 择 了 具 有 抗 药 性的 个 体 ， 淘 汰 了 没 有 抗 药 性 的 个 体 ， 因 此 抗 药 性 强 的 个 体 生存 下 来 并 繁 殖 的 机 会 大 大 增 加 ， 故 D项 叙 述 正 确 。答 案 D 1 种 群 与 物 种 的 内 在 联 系一 个 物 种 可 以 包 括 许 多 种 群 ， 同 一 个 物 种 的 多 个 种 群之 间 存 在 着 地 理 隔 离 ， 长 期 发 展 下 去 可 成 为 不 同 亚 种 ，进 而 可 能 形 成 多 个 新 种 2 区 分 “ 物 种 形 成 ” 与 “ 生 物 进 化 ”内容物种形成生物进化标志生殖隔离的出现基因频率的改变变化后生物与原物种的关系属于不同物种仍属同一物种二者联系生物进化的实质是基因频率的改变，此改变可大可小，未必会突破物种界限生物进化未必会导致新物种形成若新物种形成，则表明生物一定发生了进化 3 .物 种 形 成 的 三 种 典 型 模 式 （ 1 ） 渐 变 式 如 加 拉 帕 戈 斯 群 岛 上 几 种 地 雀 的 形 成 (2 )骤 变 式 如 自 然 界 多 倍 体 植 物 的 形 成骤 变 式 物 种 的 形 成 主 要 是 通 过 形 成 异 源 多 倍 体 或 同 源 多倍 体 的 方 式 形 成 新 物 种 。(3 )人 工 创 造 新 物 种 通 过 植 物 体 细 胞 杂 交 (如 番 茄 马铃 薯 )、 多 倍 体 育 种 (如 八 倍 体 小 黑 麦 )等 方 式 也 可 以 创造 新 物 种 。 热点一生物的变异热点指数命题点本热点内容包括基因突变及其特点、两种典型的基因重组、染色体结构变异与数目变异类型及生物变异原理在育种上的应用等命题角度上述相关内容一直是高考热点所在，除以选择题形式考查生物变异类型、原因及特点外，更多的是与具体育种方案相结合命制大型非选择题，近年对基因突变与染色体变异的鉴定考查有上升趋势 例 1 (2 0 1 0 江 苏 高 考 )育 种 专 家 在 稻 田 中 发 现 一 株 十 分 罕 见 的“ 一 秆 双 穗 ” 植 株 ， 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 体 培 养 后 即 可 获 得 稳 定 遗 传 的 高 产品 系 解 析 本 题 考 查 生 物 变 异 的 相 关 知 识 ， 意 在 考 查 分 析 判断 与 应 用 能 力 。 据 题 意 可 知 ， 该 植 株 发 生 基 因 突 变 之 后 当代 性 状 就 改 变 了 ， 由 此 推 出 该 基 因 突 变 属 于 显 性 突 变 ， 该植 株 为 杂 合 子 ， 故 A项 错 误 ； 该 植 株 为 杂 合 子 ， 自 交 后 可 产生 这 种 变 异 性 状 的 纯 合 子 ， 故 B项 正 确 ； 基 因 突 变 与 染 色 体变 异 是 两 种 不 同 的 变 异 ， 不 可 以 通 过 观 察 染 色 体 的 形 态 来判 断 基 因 突 变 的 位 置 ， 故 C项 错 误 ； D项 中 仅 进 行 花 药 离 体培 养 而 没 有 用 秋 水 仙 素 诱 导 染 色 体 加 倍 ， 故 得 到 的 是 高 度不 育 的 单 倍 体 植 株 。答 案 B (1 )正 确 界 定 “ 易 位 ” 与 “ 交 叉 互 换 ”染色体易位交叉互换图解区别发生于非同源染色体之间发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间属于染色体结构变异属于基因重组可在显微镜下观察到在显微镜下观察不到 (2 )正 确 界 定 “ 染 色 体 组 ” 与 “ 单 倍 体 基 因 组 ” 染 色 体 组 三 要 素a 一 个 染 色 体 组 中 不 含 同 源 染 色 体 (不 含 等 位 基 因 )；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 色 体 组 中 含 有 控 制 生 物 性 状 的 一 整 套 基 因 ，但 不 重 复 。 单 倍 体 基 因 组 ：含 本 物 种 DNA分 子 所 携 带 的 全 部 遗 传 信 息a 对 于 有 性 别 分 化 的 生 物 (二 倍 体 )：一 个 单 倍 体 基 因 组 常 染 色 体 /2 2 条 异 型 性 染 色 体b 对 于 无 性 别 分 化 的 生 物 ：一 个 单 倍 体 基 因 组 一 个 染 色 体 组 染 色 体 数 /2 举 例 ： 果 蝇 的 “ 染 色 体 组 ” 与 “ 单 倍 体 基 因 组 ” 1 下 图 表 示 的 变 异 类 型 为 基 因 突 变 的 是 ( )A B C D 均 不 是 答 案 ： D解 析 ： 据 图 可 知 ， 表 示 同 源 染 色 体 A1 和 A2 的 配 对 情 况 ，若 A1 正 常 ， A2 发 生 的 改 变 可 能 是 染 色 体 片 段 缺 失 ； 中 发生 的 是 染 色 体 中 某 一 片 段 位 置 颠 倒 ， 属 于 染 色 体 结 构 的 变异 ； 中 两 条 同 源 染 色 体 的 非 姐 妹 染 色 单 体 间 交 换 部 分 染色 体 片 段 ， 属 于 基 因 重 组 。 热点二生物的进化热点指数命题点本热点内容主要包括达尔文自然选择学说的主要内容；现代生物进化理论；物种形成的三个重要环节及种群基因频率的计算等命题角度高考对此部分内容的考查多集中于以选择题形式考查现代生物进化理论及其与达尔文进化论的比较、自然选择实质、种群基因频率的计算等 例 2 (2 0 1 0 天 津 高 考 )某 地 区 从 1 9 6 4 年 开 始 使 用 杀 虫 剂 杀灭 蚊 子 幼 虫 ， 至 1 9 6 7 年 中 期 停 用 。 下 图 是 五 年 间 蚊 子 幼 虫基 因 型 频 率 变 化 曲 线 。 R表 示 杀 虫 剂 抗 性 基 因 ， S表 示 野 生敏 感 型 基 因 。 据 图 回 答 ： (1 )R基 因 的 出 现 是 _的 结 果 。(2 )在 RR基 因 型 频 率 达 到 峰 值 时 ， RS、 SS基 因 型 频 率 分 别为 4 %和 1 %， 此 时 R基 因 的 频 率 为 _。(3 )1 9 6 9 年 中 期 RR基 因 型 几 近 消 失 ， 表 明 在 _的 环境 条 件 下 ， RR基 因 型 幼 虫 比 SS基 因 型 幼 虫 的 生 存 适 应能 力 _。(4 )该 地 区 从 此 不 再 使 用 杀 虫 剂 ， 预 测 未 来 种 群 中 ， 最 终频 率 最 高 的 基 因 型 是 _， 原 因 是_。 解 析 本 题 以 基 因 型 频 率 变 化 曲 线 为 载 体 考 查 现 代 生 物进 化 理 论 及 基 因 频 率 的 计 算 ， 同 时 考 查 分 析 能 力 。(1 )新 基 因 的 出 现 是 基 因 突 变 的 结 果 。 (2 )RS、 SS基 因 型 频率 分 别 是 4 %和 1 %， 则 RR的 基 因 型 频 率 为 9 5 %， 则 R的 基 因频 率 为 9 5 % 4 % 2 9 7 %。 (3 )根 据 现 代 生 物 进 化 理 论 观点 ， 适 者 生 存 ， 不 适 者 被 淘 汰 ， 因 此 1 9 6 7 年 中 期 停 用 杀 虫剂 后 ， RR基 因 型 频 率 下 降 ， SS基 因 型 频 率 上 升 ， 说 明 在 不使 用 杀 虫 剂 的 环 境 条 件 下 ， RR基 因 型 幼 虫 比 SS基 因 型 幼 虫 答 案 (1 )基 因 突 变 (2 )9 7 %(3 )不 再 使 用 杀 虫 剂 低(4 )SS 在 不 使 用 杀 虫 剂 的 环 境 条 件 下 ， 持 续 的 选 择 作用 使 R基 因 频 率 越 来 越 低的 生 存 适 应 能 力 低 。 (4 )由 (3 )分 析 可 知 ， 不 再 使 用 杀 虫 剂 ，SS基 因 型 幼 虫 更 能 适 应 环 境 ， RR基 因 型 幼 虫 不 适 应 环 境 ，从 而 使 S基 因 频 率 上 升 ， R基 因 频 率 下 降 ， 这 样 的 持 续 选择 作 用 导 致 SS基 因 型 频 率 最 高 。 (1 )达 尔 文 自 然 选 择 学 说 与 现 代 生 物 进 化 理 论 的 比 较 (2 )人 工 选 择 和 自 然 选 择 的 区 别 与 联 系 区 别 ： 二 者 选 择 的 标 准 不 同 ， 目 的 不 同 。 人 工 选 择 的 标准 为 “ 是 否 对 人 类 有 利 ” ， 对 人 类 有 利 的 基 因 或 性 状 保 留下 来 ， 不 利 的 被 淘 汰 ， 该 性 状 对 生 物 的 生 存 不 一 定 有 利 ；而 自 然 选 择 的 标 准 为 “ 是 否 有 利 于 该 生 物 的 生 存 ” ， 有 利于 该 生 物 生 存 的 性 状 (或 基 因 )就 保 留 下 来 ， 不 利 的 就 淘 汰 。如 野 鸡 飞 翔 能 力 强 产 蛋 率 低 ， 较 强 的 飞 翔 能 力 有 利 于 其 逃避 敌 害 ， 即 有 利 于 生 存 ； 家 鸡 飞 翔 能 力 极 差 产 蛋 率 很 高 ，善 飞 但 产 蛋 少 的 家 鸡 肯 定 要 被 淘 汰 。 可 见 ， 人 工 选 择 与 自然 选 择 有 很 大 的 差 别 ， 因 此 明 确 目 的 是 区 分 二 者 的 关 键 。 联 系 ： 二 者 都 使 被 选 择 的 种 群 的 基 因 频 率 发 生 改 变 。 2 下 列 为 现 代 生 物 进 化 理 论 的 概 念 图 ， 以 下 说 法 正 确 的 是 ( ) A 是 生 物 的 突 变 和 重 组B 是 自 然 选 择C 是 自 然 选 择 学 说D 是 物 种 多 样 性 解 析 ： 生 物 进 化 的 实 质 是 基 因 频 率 的 改 变 ； 突 变 和 基 因 重组 导 致 了 基 因 频 率 的 改 变 ； 现 代 进 化 理 论 的 核 心 是 自 然 选择 学 说 ； 生 物 的 多 样 性 包 含 三 个 层 次 ， 基 因 的 多 样 性 、 物种 的 多 样 性 和 生 态 系 统 的 多 样 性 。 因 此 A、 B、 D对 应 、 、 代 表 的 含 义 叙 述 错 误 。答 案 ： C 热点三生物变异原理在育种实践中的应用热点指数命题点本热点内容主要是各种育种方案的原理、方法、优点、缺点，特别是育种方案设计等命题角度农牧业产品产量与质量的提高直接关系民生，优良品种的培育是人们孜孜追求的目标，因此，育种问题一向被视作高考热点与难点，历年高考多以大型遗传设计或分析题呈现，分值重，区分度高，应予以高度重视 例 3 (2 0 1 0 安 徽 高 考 )如 图 所 示 ， 科 研 小 组 用 6 0 Co照 射 棉 花 种子 ， 诱 变 当 代 获 得 棕 色 (纤 维 颜 色 )新 性 状 ， 诱 变 1 代 获 得 低 酚(棉 酚 含 量 )新 性 状 。 已 知 棉 花 的 纤 维 颜 色 由 一 对 基 因 (A、 a)控制 ， 棉 酚 含 量 由 另 一 对 基 因 (B、 b)控 制 ， 两 对 基 因 独 立 遗 传 。 (1 )两 个 新 性 状 中 ， 棕 色 是 _性 状 ， 低 酚 是 _性 状 。(2 )诱 变 当 代 中 ， 棕 色 、 高 酚 的 棉 花 植 株 的 基 因 型 是_， 白 色 、 高 酚 的 棉 花 植 株 的 基 因 型 是 _。 (3 )棕 色 棉 抗 虫 能 力 强 ， 低 酚 棉 产 量 高 。 为 获 得 抗 虫 高 产 棉花 新 品 种 ， 研 究 人 员 将 诱 变 1 代 中 棕 色 、 高 酚 植 株 自 交 ，每 株 自 交 后 代 种 植 在 一 个 单 独 的 区 域 ， 从 _的 区域 中 得 到 纯 合 棕 色 、 高 酚 植 株 。 请 你 利 用 该 纯 合 体 作 为一 个 亲 本 ， 再 从 诱 变 1 代 中 选 择 另 一 亲 本 ， 设 计 一 方 案 ，尽 快 造 育 出 抗 虫 高 产 (棕 色 、 低 酚 )的 纯 合 棉 花 新 品 种 (用遗 传 图 解 和 必 要 的 文 字 表 示 )。 解 析 本 题 考 查 生 物 性 状 显 隐 性 的 判 断 ， 以 及 诱 变 育 种 和单 倍 体 育 种 等 知 识 ， 意 在 考 查 综 合 分 析 能 力 和 语 言 表 达 能 力 。(1 )从 诱 变 当 代 棕 色 、 高 酚 个 体 自 交 ， 后 代 出 现 棕 色 和 白 色 ，说 明 棕 色 为 显 性 ； 从 诱 变 当 代 白 色 、 高 酚 个 体 自 交 ， 后 代 出现 低 酚 和 高 酚 性 状 ， 说 明 低 酚 为 隐 性 。 (2 )从 诱 变 当 代 个 体 自交 后 代 的 表 现 型 即 可 判 断 出 棕 色 、 高 酚 的 棉 花 植 株 的 基 因 型为 AaBB； 白 色 、 高 酚 的 棉 花 植 株 的 基 因 型 为 aaBb。 (3 )依 题意 ， 要 尽 快 获 得 纯 合 的 棕 色 低 酚 植 株 (AAbb)， 结 合 已 知 纯 合体 AABB， 只 要 从 诱 变 子 代 中 选 取 白 色 低 酚 (aabb)个 体 ， 并 利用 单 倍 体 育 种 的 方 法 即 可 。 在 书 写 遗 传 图 解 时 ， 需 要 标 明 表现 型 、 基 因 型 ， 同 时 注 明 必 要 的 文 字 如 花 药 离 体 培 养 、 秋 水仙 素 处 理 等 。 答 案 (1 )显 性 隐 性(2 )AaBB aaBb(3 )不 发 生 性 状 分 离 (或 全 为 紫 色 棉 ， 或 没 有 出 现 白 色 棉 ) 几 种 育 种 方 法 之 “ 最 ”(1 )最 简 捷 的 育 种 方 法 杂 交 育 种 。(2 )最 盲 目 的 育 种 方 法 诱 变 育 种 。(3 )最 具 预 见 性 的 育 种 方 法 基 因 工 程 育 种 。 此 外 ， 单 倍体 育 种 “ 可 明 显 缩 短 育 种 年 限 ” ， 细 胞 工 程 育 种 可 “ 打破 生 殖 隔 离 培 育 杂 种 ” ， 多 倍 体 育 种 可 “ 增 加 营 养 物 质含 量 ” 。 3 普 通 小 麦 中 高 秆 抗 病 (TTRR)和 矮 秆 易 感 病 (ttrr)两 对 品 种 ， 控 制 两 对 性 状 的 基 因 分 别 位 于 两 对 同 源 染 色 体 上 ， 实 验 小 组 利 用 不 同 的 方 法 进 行 了 如 下 三 组 实 验 ： 下 列 相 关 叙 述 正 确 的 是 ( )A 组 中 F1 获 得 F2 的 方 法 是 自 交 ， F2 的 矮 秆 抗 病 类 型 中 ，能 稳 定 遗 传 的 比 例 为 1 /6B 、 、 三 类 矮 秆 抗 病 植 株 中 ， 最 可 能 产 生 不 育 配 子的 是 。 因 为 基 因 突 变 一 般 是 有 害 的C 、 、 三 组 方 法 中 ， 最 不 容 易 获 得 矮 秆 抗 病 小 麦 品种 的 是 组 ， 因 为 基 因 突 变 频 率 低 且 不 定 向D 通 过 矮 秆 抗 病 获 得 矮 秆 抗 病 小 麦 新 品 种 可 利 用 生 长 素诱 导 染 色 体 加 倍 的 方 法 解 析 ： 组 F2 的 矮 秆 抗 病 类 型 (ttR_)中 能 稳 定 遗 传 的 比 例 为1 /3 ； 、 、 三 类 矮 秆 抗 病 植 株 中 最 可 能 产 生 不 育 配 子的 应 为 ， 因 为 单 倍 体 染 色 体 联 会 紊 乱 ， 一 般 是 不 育 的 。诱 变 育 种 具 有 较 大 的 盲 目 性 ， 最 不 易 获 得 目 标 品 种 ， 由 经 秋 水 仙 素 处 理 所 得 到 的 矮 秆 抗 病 植 株 全 为 纯 合 子 。答 案 ： C