学法大视野高考生物一轮复习 专题12 生物的变异与育种课件

专题十二生物的变异与育种专题十二生物的变异与育种考点一基因突变和基因重组考点一基因突变和基因重组1.基因突变基因突变增添增添缺失缺失结构结构根本根本原材料原材料2.基因重组基因重组有性有性有性有性非非非非非姐妹染色单体非姐妹染色单体基因突变及与生物性状的关系基因突变及与生物性状的关系1.基因突变的原因分析基因突变的原因分析2.基因突变对生物性状的影响基因突变对生物性状的影响(1)基因突变对蛋白质的影响基因突变对蛋白质的影响碱基对碱基对影响范围影响范围对氨基酸序列的影响对氨基酸序列的影响替换替换小小只改变只改变1个氨基酸或不改变个氨基酸或不改变增添增添大大不影响插入位置前的序列而影响插入位置后的序列不影响插入位置前的序列而影响插入位置后的序列缺失缺失大大不影响缺失位置前的序列而影响缺失位置后的序列不影响缺失位置前的序列而影响缺失位置后的序列(2)基因突变不一定导致生物性状改变原因分析基因突变不一定导致生物性状改变原因分析突变可能发生在没有遗传效应的突变可能发生在没有遗传效应的DNA片段。片段。基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。基因突变若为隐性突变，如基因突变若为隐性突变，如AAAa，不会导致性状的改变。，不会导致性状的改变。基因重组的类型基因重组的类型(1)自由组合型自由组合型发生时间：减发生时间：减后后重组类型：非同源染色体上的非等位基因重组重组类型：非同源染色体上的非等位基因重组图示图示(2)交叉互换型交叉互换型发生时间：减发生时间：减前期前期重组类型：同源染色体非姐妹染色单体间交叉互换导致同一重组类型：同源染色体非姐妹染色单体间交叉互换导致同一条染色体上非等位基因重组条染色体上非等位基因重组图示图示(3)人工基因重组人工基因重组基因工程：将外源基因导入受体细胞，实基因工程：将外源基因导入受体细胞，实现基因重组现基因重组比较基因突变与基因重组比较基因突变与基因重组1.基因突变与基因重组的比较基因突变与基因重组的比较项目项目基因突变基因突变基因重组基因重组发生发生时期时期有丝分裂间期有丝分裂间期减减分裂前的间期分裂前的间期减减分裂后期分裂后期减减分裂前期分裂前期产生产生原因原因物理、化学、生物因素物理、化学、生物因素碱基对的增添、缺失、替换碱基对的增添、缺失、替换基因结构的改变基因结构的改变交叉互换、自由组合交叉互换、自由组合基因重新组合基因重新组合应用应用诱变育种诱变育种杂交育种杂交育种2.“三看法三看法”判断姐妹染色单体上基因突变与基因重组判断姐妹染色单体上基因突变与基因重组(1)一看亲子代基因型一看亲子代基因型如果亲代基因型为如果亲代基因型为BB或或bb，则引起姐妹染色单体，则引起姐妹染色单体B与与b不同不同的原因是基因突变。的原因是基因突变。如果亲代基因型为如果亲代基因型为Bb，则引起姐妹染色单体，则引起姐妹染色单体B与与b不同的原因不同的原因是基因突变或交叉互换。是基因突变或交叉互换。(2)二看细胞分裂方式二看细胞分裂方式如果是有丝分裂中染色单体上基因不同，则为基因突变的结如果是有丝分裂中染色单体上基因不同，则为基因突变的结果。果。如果是减数分裂过程中染色单体上基因不同，可能发生了基如果是减数分裂过程中染色单体上基因不同，可能发生了基因突变或交叉互换。因突变或交叉互换。(3)三看细胞分裂图三看细胞分裂图如果是有丝分裂后期图像，两条子染色体上的两基因不同，如果是有丝分裂后期图像，两条子染色体上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图甲。则为基因突变的结果，如图甲。如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(同白或同同白或同黑黑)上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图乙。上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图乙。如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(颜色不一颜色不一致致)上的两基因不同，则为交叉互换上的两基因不同，则为交叉互换(基因重组基因重组)的结果，如图丙的结果，如图丙(其其B处颜色为处颜色为“灰色灰色”)1.误认为基因突变就是误认为基因突变就是“DNA中碱基对的增添、缺失、替换中碱基对的增添、缺失、替换”点拨点拨基因突变基因突变DNA中碱基对的增添、缺失、替换中碱基对的增添、缺失、替换基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片段，不具有遗传效应的片段，不具有遗传效应的DNA片片段也可发生碱基对的改变。段也可发生碱基对的改变。有些病毒有些病毒(如如SARS病毒病毒)的遗传物质是的遗传物质是RNA，RNA中碱基的中碱基的增添、缺失、替换引起病毒性状变异，广义上也称基因突变。增添、缺失、替换引起病毒性状变异，广义上也称基因突变。2.误认为基因突变只发生在分裂间期误认为基因突变只发生在分裂间期点拨点拨引起基因突变的因素分为外部因素和内部因素。外部因引起基因突变的因素分为外部因素和内部因素。外部因素对素对DNA的损伤不仅发生在间期，而是在各个时期都有；另外，的损伤不仅发生在间期，而是在各个时期都有；另外，外部因素还可直接损伤外部因素还可直接损伤DNA分子或改变碱基序列，并不是通过分子或改变碱基序列，并不是通过DNA的复制来改变碱基对，所以基因突变不只发生在间期。的复制来改变碱基对，所以基因突变不只发生在间期。3.将基因突变的结果将基因突变的结果“产生新基因产生新基因”与与“产生等位基因产生等位基因”混淆混淆点拨点拨不同生物的基因组组成不同，病毒和原核细胞的基因组不同生物的基因组组成不同，病毒和原核细胞的基因组结构简单，基因数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位结构简单，基因数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位基因。因此，真核生物基因突变可产生它的等位基因，而原核基因。因此，真核生物基因突变可产生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突变产生的是一个新基因。生物和病毒基因突变产生的是一个新基因。4.混淆基因重组与基因突变的意义混淆基因重组与基因突变的意义“说词说词”点拨点拨关注基因突变和基因重组的常考关注基因突变和基因重组的常考“说词说词”比较项目比较项目基因突变基因突变基因重组基因重组生物变异生物变异 生物变异的生物变异的“根本根本”来源来源生物变异的生物变异的“重要重要”来源来源生物进化生物进化为生物进化提供原始材为生物进化提供原始材料料为生物进化提供为生物进化提供“丰富丰富”的材料的材料生物多样生物多样性性形成生物多样性的形成生物多样性的“根本根本”原因原因形成生物多样性的形成生物多样性的“重要重要”原因之一原因之一【案例】【案例】下图为具有下图为具有2对相对性状的某自花传粉的植物种群对相对性状的某自花传粉的植物种群中甲植株中甲植株(纯种纯种AABB)的一个的一个A基因和乙植株基因和乙植株(纯种纯种AABB)的的一个一个B基因发生突变的过程基因发生突变的过程(已知已知A基因和基因和B基因是独立遗传基因是独立遗传的的)，请分析该过程，回答下列问题。，请分析该过程，回答下列问题。上述两个基因发生突变发生在上述两个基因发生突变发生在DNA复制复制的过程中，是由的过程中，是由碱碱基对替换基对替换引起的。引起的。考点二染色体变异与育种考点二染色体变异与育种1.染色体结构变异染色体结构变异数目数目排列排列顺序顺序2.染色体数目变异染色体数目变异配子配子受精卵受精卵受精卵受精卵3.单倍体、多倍体的判断技巧单倍体、多倍体的判断技巧单倍体单倍体4.生物育种生物育种杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种判断正误判断正误(1)染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异(2014江苏高考，江苏高考，7A)( )(2)染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力(2014江苏高考，江苏高考，7B)( )(3)染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响(2014江苏高考，江苏高考，7C)( )(4)XYY个体的形成及三倍体无子西瓜植株的高度不育均与减个体的形成及三倍体无子西瓜植株的高度不育均与减数分裂中同源染色体的联会行为有关数分裂中同源染色体的联会行为有关(2013安徽高考，安徽高考，4改改编编)( )(5)染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加(2011海南高海南高考，考，19A)( )辨析染色体结构变异与基因突变、基因重组的区别辨析染色体结构变异与基因突变、基因重组的区别1.易位与交叉互换易位与交叉互换 染色体易位染色体易位交叉互换交叉互换图解图解区别区别发生于非同源染色体之间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发生于同源染色体的非姐妹染色单体间体间属于染色体结构变异属于染色体结构变异属于基因重组属于基因重组可在显微镜下观察到可在显微镜下观察到在显微镜下观察不到在显微镜下观察不到2.染色体的缺失、重复、倒位与基因突变的区别染色体的缺失、重复、倒位与基因突变的区别3.“缺失缺失”的辨析的辨析DNA分子上若干基因的缺失，属于染色体变异；分子上若干基因的缺失，属于染色体变异；DNA分子上分子上若干碱基对的缺失，属于基因突变。若干碱基对的缺失，属于基因突变。 “三法三法”判定染色体组判定染色体组(1)根据染色体形态判定根据染色体形态判定细胞中形态、大小完全相同的染色体有几条，则有几个染色体细胞中形态、大小完全相同的染色体有几条，则有几个染色体组。如图组。如图A中形态、大小完全相同的染色体为中形态、大小完全相同的染色体为1条，所以有条，所以有1个个染色体组。图染色体组。图B中彼此相同的中彼此相同的(比如点状的比如点状的)有有3条，故有条，故有3个染个染色体组。同理，图色体组。同理，图C中有中有1个染色体组，图个染色体组，图D中有中有2个染色体组。个染色体组。(2)根据基因型判定根据基因型判定在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因(包括同一包括同一字母的大、小写字母的大、小写)出现几次，则含有几个染色体组。如图甲所出现几次，则含有几个染色体组。如图甲所示基因型为示基因型为ABC，所以有，所以有1个染色体组。图乙所示基因型为个染色体组。图乙所示基因型为AAa，A(a)基因有基因有3个，即含有个，即含有3个染色体组。同理，图丙中有个染色体组。同理，图丙中有2个染色体组，图丁中有个染色体组，图丁中有3个染色体组。个染色体组。注：注：判定染色体组的数目时只需参考其中任意一对等位基因的判定染色体组的数目时只需参考其中任意一对等位基因的数量即可。数量即可。(3)根据染色体数和染色体的形态数推算根据染色体数和染色体的形态数推算染色体组数染色体数染色体组数染色体数/染色体形态数。如果蝇体细胞中有染色体形态数。如果蝇体细胞中有8条条染色体，分为染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为种形态，则染色体组的数目为2。 “三看三看”法判断生物变异的类型法判断生物变异的类型低温诱导染色体加倍实验分析低温诱导染色体加倍实验分析1.低温诱导染色体加倍的原理、步骤与现象低温诱导染色体加倍的原理、步骤与现象2.归纳实验中各种液体的作用归纳实验中各种液体的作用(1)卡诺氏液：固定细胞形态。卡诺氏液：固定细胞形态。(2)体积分数为体积分数为95%的酒精：冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液。的酒精：冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液。(3)解离液解离液(质量分数为质量分数为15%的盐酸溶液和体积分数为的盐酸溶液和体积分数为95%的酒的酒精为精为11混合混合)：使组织中的细胞相互分离。：使组织中的细胞相互分离。(4)清水：洗去解离液，防止解离过度影响染色。清水：洗去解离液，防止解离过度影响染色。(5)改良苯酚品红染液：使染色体着色，便于观察染色体的形态、改良苯酚品红染液：使染色体着色，便于观察染色体的形态、数目、行为。数目、行为。1.误认为单倍体只含一个染色体组或认为含多个染色体组者均误认为单倍体只含一个染色体组或认为含多个染色体组者均为多倍体为多倍体点拨点拨单倍体强调的是由配子发育而来的个体，其细胞中染单倍体强调的是由配子发育而来的个体，其细胞中染色体组数取决于配子中所含染色体组数，可能为色体组数取决于配子中所含染色体组数，可能为1组、组、2组或组或多组。含多个染色体组的个体是单倍体还是多倍体取决于其多组。含多个染色体组的个体是单倍体还是多倍体取决于其发育起点是发育起点是“配子配子”还是受精卵，若为前者，一定是单倍体，还是受精卵，若为前者，一定是单倍体，若为后者，一定是多倍体。若为后者，一定是多倍体。2.错将四倍体错将四倍体AAaa(由由Aa秋水仙素诱导后形成秋水仙素诱导后形成)产生的配子类型产生的配子类型及比例算作及比例算作1AA2Aaaa点拨点拨AAaa产生配子状况可按下分析，由于产生配子状况可按下分析，由于染色体染色体互为同源染色体，减数分裂时互为同源染色体，减数分裂时四条染色体分至细胞两极是四条染色体分至细胞两极是“随机随机”的，故最的，故最终产生的子细胞染色体及基因状况应为终产生的子细胞染色体及基因状况应为与与(AA与与aa)、与与(Aa与与Aa)、与与(Aa与与Aa)，由此可见，由此可见，AAaa产生的配子类型及比例为产生的配子类型及比例为1AA4Aa1aa而不是而不是AAAaaa121。3.混淆混淆“三体三体”与与“三倍体三倍体”点拨点拨三倍体是指体细胞中含三个染色体组的个体，其每种形三倍体是指体细胞中含三个染色体组的个体，其每种形态的染色体为态的染色体为“三三相同三三相同”(如图如图1所示所示)；三体则是二倍体；三体则是二倍体(含两含两个染色体组个染色体组)，只是其中某形态的染色体，只是其中某形态的染色体“多出了一条多出了一条”而成为而成为3条，其余染色体均为两两相同条，其余染色体均为两两相同(如图如图2所示所示)。综合研判模板综合研判模板变异原理在育种实践中的应用变异原理在育种实践中的应用【典例】【典例】 如图甲是五种不同育种方法的示意图，请据图回答：如图甲是五种不同育种方法的示意图，请据图回答：图甲图甲(1)图中图中AD表示的育种方法的原理是表示的育种方法的原理是_，ABC表表示的育种方法与示的育种方法与AD的相比较，其优越性在于的相比较，其优越性在于_。(2)图中图中E过程对种子或幼苗进行相关处理时，最佳作用时期是过程对种子或幼苗进行相关处理时，最佳作用时期是细胞的细胞的_，请列举一种能引起，请列举一种能引起E过程变化的化学物质：过程变化的化学物质：_；F过程最常用的一种化学试剂的作用原理是过程最常用的一种化学试剂的作用原理是_。(3)图中图中GJ过程中涉及的生物技术有过程中涉及的生物技术有_。(4)假设假设A、b代表玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。代表玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。现有现有AABB、aabb两个品种，为培育出优良品种两个品种，为培育出优良品种AAbb，可采，可采用的方法如图乙所示，有关叙述不正确的是用的方法如图乙所示，有关叙述不正确的是()A.由品种由品种AABB、aabb经过经过过程培育出新品种的育种方过程培育出新品种的育种方式的优点在于可以将多种优良性状集中在一个生物体上式的优点在于可以将多种优良性状集中在一个生物体上B.与与过程的育种方法相比，过程的育种方法相比，过程的优势是明显缩短过程的优势是明显缩短了育种年限了育种年限C.图中图中A_bb的类型经过的类型经过过程，子代中过程，子代中AAbb与与aabb的数量比的数量比是是31D.过程在完成目的基因和运载体的结合时，必须用到的工具过程在完成目的基因和运载体的结合时，必须用到的工具酶是限制性核酸内切酶酶是限制性核酸内切酶【解题流程】【解题流程】 【模板构建】【模板构建】 1.模型法分析育种过程图解模型法分析育种过程图解(1)首先要识别图解中各字母表示的处理方法：首先要识别图解中各字母表示的处理方法：A杂交，杂交，D自交，自交，B花药离体培养，花药离体培养，C秋水仙素处理，秋水仙素处理，E诱变处理，诱变处理，F秋水仙素处理，秋水仙素处理，G转基因技术，转基因技术，H脱分化，脱分化，I再分化，再分化，J包裹人工种皮。这是识包裹人工种皮。这是识别各种育种方法的主要依据。别各种育种方法的主要依据。2.育种方法归纳育种方法归纳