高三生物一轮复习《生物的变异与育种》ppt课件.ppt

生物的变异与进化1 基因重组2 基因突变 3 染色体变异 4 生物育种方法,不遗传的变异,可遗传的变异,有丝和减数分裂,减数分裂,有丝和减数分裂,(2011江苏卷)在有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生的变异是(多选)ADNA复制时发生碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变B非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组C非同源染色体之间变换一部分片段，导致染色体结构变异D着丝粒分裂后形成的两条染色体不能移向两极，导致染色体数目变异,ACD,指具有不同遗传性状的雌、雄个体进行有性生殖时，控制不同性状的基因重新组合，导致后代不同于亲本类型的现象或过程。,一、基因重组,受精卵,卵子,精子,受精,发育,新个体,有性生殖的过程,思考：1、基因重组发生在什么时期？ 2、基因重组时染色体的行为？ 3、若有n对等位基因位于n对同源染色体上，则有几种类型配子？,意义：为生物变异提供了极其丰富的来源,是生物多样性的主要原因之一。,思考：1、产生新的基因型/基因？ 2、原核生物可以基因重组吗？,新策略P115,A,(2008宁夏理综，5)以下有关基因重组的叙述，错误的是A非同源染色体的自由组合能导致基因重组B非姐妹染色体的交换可引起基因重组C .纯合体自交因基因重组导致子代性状分离D同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关,C,由于DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失而引起的基因结构的改变。,增添,替换,缺失,二、基因突变,哪种突变对性状影响最小？如何减小影响？,1、基因突变的类型,（3）生化突变：,（1）致死突变：,（2）性状突变：,个体活力下降，甚至死亡,性状改变,影响代谢，导致特定生化功能改变或下降,1910年，赫里克医生的诊所来了一位黑人病人，病人脸色苍白，四肢无力，是严重的贫血病患者。对病人做血液检查时发现，红细胞在显微镜不是正常的圆饼形，而是又长又弯的镰刀形，称镰刀型细胞贫血症。,1956年，英国科学家英格拉姆发现镰刀状细胞贫血症患者血红蛋白异常，一条多肽链上的谷氨酸被缬氨酸取代。,人类镰刀型贫血病的形成,正常,异常,谷氨酸,缬氨酸,氨基酸,蛋白质,DNA,mRNA,此病是人类在出生数个月以后，出现以智力障碍、脑电波异常、头发细黄、皮肤色浅，等为主要病症的常染色体单基因隐性遗传病。,苯丙酮尿症,3.基因突变发生的范围,（1）真核生物（有丝分裂、减数分裂、无丝分裂)； （2）原核生物（二分裂）； （3）病毒（增殖）。,2.基因突变的时间：,即DNA复制时,主要发生在细胞分裂间期,笔记,4.基因突变的原因：,物理：,X射线、射线、紫外线、激光等,化学：,亚硝酸、硫酸二乙酯、碱基类似物等,生物：,包括病毒和某些细菌等,内部因素：,复制偶发错误、碱基组成改变,外部因素,5.基因突变的特点：,1）普遍性：现象在自然界中广泛存在.,2）随机性：可发生在生物个体发育的任何时期；细胞内不同 的DNA分子上；同一个DNA分子的不同部位。3）不定向性,4）在自然状态下，基因突变频率低(基因突变的频率比较：生殖细胞体细胞；分裂旺盛的细胞停止分裂的细胞。),5)多害少利,6.基因突变对子代的影响：基因突变发生在有丝分裂过程中，一般不遗传，但有些植物可以通过无性生殖传递给后代。如果发生在减数分裂过程中，可以通过配子传递给后代。7.基因突变对性状的影响,不一定改变生物性状,8.基因突变的意义,产生新基因的途径； 生物变异根本来源；生物进化原始材料； 可进行诱变育种,9. 诱变育种,a.非编码区发生突变 b.隐性突变 c.在密码子的简并性范围内突变,笔记,判定方法(1)选取突变体与其他已知未突变体杂交，据子代性状表现判断。(2)让突变体自交，观察子代有无性状分离而判断。,突变种类显性突变：aaAa(当代表现)隐性突变：AAAa(当代不表现，一旦表现即为纯合体),笔记,思考：1、除了真核生物细胞核DNA可以发生突变，还有哪些DNA复制时也可以突变？2、RNA可以发生突变吗？3、突变改变基因的数目，结构还是染色体数目？,细胞质内DNA、原核细胞DNA、病毒DNA,更易发生突变,只改变基因的结构而产生新基因,1、下列有关基因突变的叙述，正确的是A不同基因突变的频率是相同的B基因突变的方向是由环境决定的C一个基因可以向多个方向突变D细胞分裂的中期不发生基因突变,C,(2010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,(2011广东卷)最近，可以抵抗多数抗生素的“超级细菌”引人关注，这类细菌含有超强耐药性基因NDM1，该基因编码金属 内酰胺酶，此菌耐药性产生的原因是(多选)()。A定向突变B抗生素滥用C. 金属内酰胺酶使许多抗菌药物失活D通过染色体交换从其他细菌获得耐药基因,BC,(2010福建卷)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1169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,B,1、任何生物都能突变2、任何时间都能突变，发生在体细胞和生殖细胞,多方向性,定向性,稀有性,常见性,可逆性,可重复性,无害性,1、有性生殖中非常普遍2、发生在减数分裂产生生殖细胞时,有害性,需外界诱因刺激,不需外界诱因刺激,自然发生,普遍性,1、如图为有性生殖过程的图解。基因突变和基因重组均可发生在 A. B. C. D.,B,2、(1)图中为 (2)减数分裂过程中造成B、b不同的原因有 造成B、b不同的根本原因 。 （3）若为体细胞有丝分裂(如根尖分生区细胞、受精卵等)，则只能是 造成的；,次级精母细胞或第一极体,基因突变,交叉互换,基因突变,基因突变,三、染色体变异,概念：光学显微镜可见的染色体结构的改变和数目的增减。,染色体结构的改变：缺失、重复、倒位、易位,染色体数目的改变：,个别染色体增减,染色体成倍增减,类型,与基因突变的区别,基因突变：染色体上某一个位点上基因的改变，光学显微镜下不可见。,如XO、XXY、XYY、21三体综合征,（一）染色体结构变异概念：染色体结构的改变，使排列在染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。,缺失：染色体中某一片段的缺少，片段上的基因也随之减少。,重复：染色体中增加了某一片段。,倒位：染色体中某一片段的位置颠倒了1800。,易位：染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上。（注意与交叉互换的区别）,与基因突变中的缺失的区别？,对应病例见新策略P122,交叉互换与易位的区别,思考：染色体结构变异对生物性状及个体的影响？,性状改变，多数变异不利，甚至死亡,(易错高考题)染色体之间的交叉互换可能导致染色体的结构或基因序列的变化。下列图中甲、乙两图分别表示两种染色体之间的交叉互换模式，丙、丁、戊图表示某染色体变化的三种情形。则下列有关叙述正确的是,A甲可以导致戊的形成B乙可以导致丙的形成C甲可以导致丁或戊两种情形的产生D乙可以导致戊的形成,D,个别染色体数目的增加或减少,染色体组成倍的增加或减少,（二）染色体数目的变异,整倍体变异,非整倍体变异,（二）染色体数目变异：,1、非整倍体变异:细胞内个别染色体的增加或减少。,1)增加：,如21三体综合征,2)减少：如性腺发育不良,21三体综合征（先天愚型），患者比正常人多一条染色体-21号染色体是三条，其症状表现为智力低下，身体发育缓慢等。,性腺发育不良（Turner综合征），女性患者少了一条X染色体，外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。,（1）染色体组,细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息的一组染色体。,2.整倍体变异：以染色体组的形式成倍地增加或减少,减数分裂,雄性果蝇,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,（2）染色体组的符合条件：,例1：一个染色体组是指：,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,C,例3.有三种生物个体它们的基因型分别是AaaBBbccc 、Abcd、AaBbCC，这三种生物体细胞内含有染色体组的数目分别是：,判断标准是:,细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染 色体组 .,3 1 2,判断标准是：,在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因出现几次，则有几个染色体组。,例2.如图所示的三种细胞内各含有几个染色体组呢?,（3）如何确认染色体组,例4.韭菜细胞共有32条染色体，有8种形态，则韭菜的体细胞中含有几个染色体组呢？,4,判断标准是:,染色体组的数目=染色体数/染色体形态数。,（1）细胞中含有一个染色体组的是 图。（2）细胞中含有两个染色体组的是 图。（3）细胞中含有三个染色体组的是 图。（4）细胞中含有四个染色体组的是 图。,D G,C H,A B,E F,（4）与染色体组相关的几个概念,（1）如何区分单倍体、二倍体、多倍体？,例6.下列属于单倍体的是( )。 A、二倍体种子长出的幼苗 B、四倍体的植株枝条扦插长成的植株 C、六倍体小麦的花粉离体培养成的幼苗 D、用鸡蛋孵化出的小鸡,例5.用花药离体培养法得到马铃薯单倍体植株,当它进行减数分裂时,能观察到染色体两两配对的现象,共有12对.据此判断该马铃薯是( ). A.二倍体 B.三倍体 C.四倍体 D.六倍体,C,C,2 20 1,2 12 1,4 48 四,21 六 3,一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,例8.下列有关水稻的叙述，错误的是（ ）。A. 二倍体水稻含有两个染色体组。B. 二倍体水稻经秋水仙素处理，可得到四倍体水稻，稻穗、 米粒变大。C. 二倍体体水稻与四倍体水稻杂交，可得到三倍体水稻， 含有三个染色体组。D. 二倍体水稻的花粉经离体培养，可得到单倍体水稻，稻穗 米粒小。,例7.某一些地区一些玉米植株比一般玉米植株健壮，果穗大、子粒多，因此这些植株可能是（ ）。 A单倍体 B一倍体 二倍体 多倍体,D,植株弱小，一般高度不育。,多倍体植株的特点：,茎杆粗壮，叶片、果实、种子比较大，营养物质丰富，但是发育迟缓结实率低,D,单倍体植株的特点：,三种可遗传变异的比较,1、一母生九仔，连母十个样2、高产量青霉菌株3、第一位镰刀型贫血症4、黄圆与绿皱的F2代四种表现型9：3：3：15、同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换6、抗虫棉7、无籽西瓜9、猫叫综合症10、21三体综合症11、禽流感爆发12、肺炎双球菌转化试验13、雄蜂15、单倍体小麦17、产胰岛素的南瓜18.基因型为AAB的个体,基因突变基因重组染色体畸变,【训练】下面描述的生物变异属于可遗传的变异且生物界各种生物都有可能产生的是()。长在边际的玉米比田中心的玉米粗壮产量高流感病毒有几百个变种，且新亚种不断产生“R型活菌加热杀死的S型菌”后代产生S型活菌果蝇的白眼豌豆的黄色皱粒、绿色圆粒人类的红绿色盲人类的镰刀型细胞贫血症猫叫综合征高山草甸多倍体植物居多A BC D,C,四、生物育种方法,中国的荔枝主要分布在南方广东、广西、福建、台湾等地。尤其是广东地区，栽培面积占全国的70。其中，增城“西园挂绿”至为珍贵，被称为“荔枝之王”。“西园挂绿”外壳红中带绿，四分微绿六分红，每个荔枝都环绕有一圈绿线，果肉洁白晶莹，清甜爽口，挂齿留香，风味独特。,植物育种的方法,已知在荔枝的性状控制中，D（无绿线）对d（有绿线）显性，T（有甜味）对t（无甜味）显性。现有两株普通荔枝，一株的基因型是DDTT，另一株的基因型是ddtt。据题回答：（一）、假如你是育种专家，能否利用普通荔枝得到“西园挂绿”（ddTT）？请简要介绍你的育种方案。,典型例题讲解,绿甜 绿无甜,ddTt,ddTT,杂交,F3,思考：要培育出一个能稳定遗传的植物品种至少要几年？,方案一：杂交育种,假设现有长毛立耳猫（BBEE）和短毛折耳猫（bbee），你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBee）？写出育种方案（图解）,长毛折耳猫,短毛折耳猫,长毛立耳猫,试一试：动物育种的方法,Bbee,长立 长折 短立 短折,BBee,BBee,Bbee,bbee,bbee,长折,短折,长折,长折,短折,杂交,F3,长折,短折,依据原理：,常用方法：,优点：,缺点：,杂交育种,杂交育种是利用基因重组的原理，一般发生在有性生殖的减数分裂过程中。微生物一般不能进行减数分裂，因此一般不用杂交育种的方法对微生物进行育种,思考：1、杂交育种能否用于微生物育种？,2、还有其它育种方法吗？,方案二：诱变育种,依据原理：,常用方法：,优点：,缺点：,诱变育种,应用,应用：,农作物新品种的培育 新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点。如“黑农五号”大豆，产量提高了16%，含油量比原来提高了2.5%。,在作物方面，应用诱变育种我国已培育出100多种水稻、小麦、玉米、大豆等优良品种。,用于微生物育种 例如青霉素的选育。1943年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素20单位/mL。后来人们对青霉菌多次进行X射线、紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株，目前青霉素的产量已达到5000060000单位/mL。,还有其他方法吗？,方案三：单倍体育种,3、单倍体育种,原理,优点,方法,缺点,思考：四倍体生物的配子经过花药离体培养得到的单倍体植株可育吗？,可育,（二）为了改良“西园挂绿”，增城领导欲招聘高级育种工程师一名。要求在不改变“西园挂绿”原有外观品质的前提下把“西园挂绿”改良为无核、果大、糖分含量多。若你前往应聘，该怎样设计育种方案？,方案提示：借鉴三倍体无子西瓜的育种方式 （多倍体育种）,4、多倍体育种,原理,优点,方法,缺点,同源多倍体异源多倍体,四倍体西瓜，染色体组来自一个物种,八倍体小黑麦，由2个或2个以上的物种杂交，杂种自然加倍或人工加倍形成,（三） 荔枝介壳虫害严重影响了“西园挂绿”的产量，以前果农常采用喷洒农药、放养寄生蜂等方法来防治。如今科学家在一种细菌体内找到了它的抗性基因（L），请设计育种方案来有效减轻荔枝介壳虫危害。,提取目的基因目的基因与运载体结合将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与表达筛选出符合要求的新品种。,方案提示：转基因技术,原理,方法,缺点,优点,转基因技术,基因重组,杂交自交选 优,集优,耗时长,基因突变，染色体畸变,人工诱变，选育,染色体畸变,花药离体培养，再秋水仙素处理,明显缩短育种年限,技术复杂,染色体畸变,用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,果实大，营养物质含量高,发育延迟，结实率降低,基因重组,提取，构建，导入，检测与表达,定向的改变生物的性状，克服了种间杂交的障碍,操作技术复杂，可能引起生态危机,提高突变频率，加速育种过程，或大幅度改良某些品种,有利变异少，须大量处理实验材料,杂交育种,诱变育种,单倍体育 种,多倍体育种,练习1以下是五种不同育种方法示意图：,1、 下图是用某种作物的两个品种和分别培育出、品种的示意图，试分析回答： AABB E Ab - D AaBb F AAbb-aabb G AAaaBBbb-（1）用和培育所采用的D和F步骤分别是 和 。其应用的遗传学原理是 。（2）用培育所采用的E和H步骤分别是 和 。其应用的遗传学原理是 。（3）用培育所采用的G步骤是 。其遗传学原理是 。,H,杂交,自交,基因重组,花药离体培养,秋水仙素处理幼苗,染色体畸变,秋水仙素处理幼苗,染色体畸变,练习题,现有耐储存、不抗病（aabb）和不耐储存、抗病（AABB）的番茄品种，现要培育耐储存、抗病的番茄，你想要选用育种的方式是什么？为什么？具体操作步骤是怎样的？,1常规方法： 杂交育种2最快速方法：单倍体育种3创造新性状：诱变育种4创造新品种：诱变育种 杂交育种 单倍体育种5使同种生物位于不同个体的优良性状集中于同一个体的育种方法:杂交育种 单倍体育种6使不同种生物位于不同个体的优良性状集中于同一个体的育种方法:转基因技术7需要组织培养的方法：转基因技术,