2022年高考生物基础知识综合复习第七单元生物的变异与进化专题16生物的变异与育种课件

1、专题16生物的变异与育种课标解读教材内容学业水平1.概述碱基的替换、插入或缺失会引发基因中碱基序列的改变碱基对的替换、插入或缺失会引发基因序列的改变水平二2.阐明基因中碱基序列的改变有可能导致它所编码的蛋白质及相应的细胞功能发生变化,甚至带来致命的后果基因序列改变可能会影响其编码的蛋白质水平一3.描述细胞在某些化学物质、射线以及病毒的作用下,基因突变概率可能提高,而某些基因突变能导致细胞分裂失控,甚至发生癌变(1)有些因素能提高基因突变概率(2)某些基因突变能导致细胞分裂失控(3)基因突变可应用于诱变育种水平一课标解读教材内容学业水平4.阐明进行有性生殖的生物在减数分裂过程中,染色体所发生的自

2、由组合和交叉互换,会导致控制不同性状的基因重组,从而使子代出现变异(1)非同源染色体间的自由组合导致基因重组(2)同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换导致基因重组(3)基因重组可应用于杂交育种(4)转基因技术可以实现物种间的基因重组水平二5.举例说明染色体结构和数量的变异都可能导致生物性状的改变甚至死亡(1)染色体结构变异可能导致生物性状的改变(2)染色体数目变异能导致生物性状的改变(3)染色体变异可应用于单倍体育种和多倍体育种水平二知识点1知识点2知识点3基因突变1.基因突变的概念及方式(1)基因突变的概念基因内部特定核苷酸序列发生改变的现象或过程。(2)基因突变的方式知识点1知识点2知识

3、点32.基因突变的表型变化、特点、意义及诱发因素 项目内容分析表型变化形态突变:主要影响生物的形态结构,可从表型的明显差异来识别生化突变: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致死突变:导致个体活力下降,甚至死亡条件致死突变:突变体在某些条件下可以成活,而在另一些条件下致死知识点1知识点2知识点3项目内容分析特点多方向性:基因A可突变为基因a1、a2、a3稀有性:在自然状态下,生物的基因突变频率一般是很低的可逆性:显性基因可以突变为隐性基因,隐性基因也可突变为显性基因多数有害性:大多数的基因突变会给生物带来不利的影响知识点1知识点2知识点3项目内容分析意义生物变异的根本来源,也是

4、生物进化的原材料诱发因素物理因素,如各种射线的照射、温度剧变等化学因素,各种能改变DNA分子中碱基排列顺序的化合物,如亚硝酸、碱基类似物等生物因素,如麻疹病毒等,它们的毒素或代谢产物对DNA分子都有诱变作用知识点1知识点2知识点33.基因突变与癌变(1)原癌基因与抑癌基因项目原癌基因抑癌基因功能控制细胞生长和分裂编码的蛋白质是正常细胞增殖过程中的负调控因子突变(或异常)突变或过量表达引起正常细胞发生癌变突变后丧失其细胞增殖的负调控作用,导致细胞周期失控而发生癌变知识点1知识点2知识点3(2)致癌因素与癌症的发生 内因:原癌基因与抑癌基因等系列基因改变多个基因突变癌变知识点1知识点2知识点3原癌

5、基因与抑癌基因的易错点分析癌变的产生是内因(基因突变)与外因(环境因素)共同作用的结果。原癌基因与抑癌基因不是一种基因,而是一类基因,两者均为细胞内的正常基因,并且癌变是在致癌因子的作用下多基因突变累加的结果。知识点1知识点2知识点34.诱变育种(1)概念:利用物理因素或化学因素诱导生物发生基因突变,进而选育新品种的过程。(2)原理:基因突变。(3)方法:物理因素,如X射线、射线、紫外线、激光等;化学因素,如亚硝酸、硫酸乙二酯等。(4)特点优点:a.提高突变概率;b.能在较短时间内有效地改良生物品种的某些性状;c.改良作物品质,增强抗逆性。不足:实际操作中需处理大量的材料,并具有一定的盲目性。

6、知识点1知识点2知识点3对于诱变育种材料的选择细胞分裂时DNA进行复制,此时容易诱发基因突变,诱变育种时多选择细胞分裂旺盛的萌发的种子或幼苗作育种材料。知识点1知识点2知识点3考向1基因突变的机理典例1人类的镰刀形细胞贫血症是由血红蛋白基因中一个碱基对A-T替换成了T-A,引起血红蛋白结构改变所致。该实例不能说明的是()A.该变异属于致死突变B.基因突变是可逆的C.碱基对替换会导致遗传信息改变D.基因控制生物性状知识点1知识点2知识点3答案 B解析 镰刀形细胞贫血症患者的红细胞容易破裂,使人患溶血性贫血,严重时会导致死亡,该变异属于致死突变,A项正确;人类镰刀形细胞贫血症的发病原因是基因突变,

7、不能说明基因突变具有可逆性的特点,B项错误;人类的镰刀形细胞贫血症是由于血红蛋白基因中一个碱基对A-T替换成了T-A,说明控制血红蛋白的基因中遗传信息发生改变,C项正确;基因突变导致血红蛋白结构改变,使人患镰刀形细胞贫血症,说明基因能控制生物性状,D项正确。知识点1知识点2知识点3考向2基因突变的特点典例2(2020浙江7月学考)人类镰刀形细胞贫血症的根本原因是控制血红蛋白的基因发生了碱基替换,患者红细胞容易破裂,严重时会导致死亡。该实例说明基因突变具有()A.普遍性B.有害性C.可逆性D.多方向性答案 B 知识点1知识点2知识点3考向3基因突变的诱因典例3诱导基因突变的因素有物理因素、化学因

8、素和生物因素。下列诱因中属于生物因素的是()A.病毒感染B.紫外线照射C.秋水仙素处理D.摄入亚硝酸盐答案 A解析 病毒感染属于生物因素,A项正确;紫外线照射属于物理因素,B项错误;秋水仙素处理属于化学因素,C项错误;摄入亚硝酸盐属于化学因素,D项错误。知识点1知识点2知识点3考向4基因突变与细胞癌变典例4下列关于细胞癌变的说法,错误的是()A.癌细胞与正常细胞相比,遗传信息有所不同B.某基因表达的蛋白质能促进细胞凋亡,该基因可能是抑癌基因C.原癌基因和抑癌基因是细胞中不正常的基因D.原癌基因突变或过量表达或抑癌基因突变都可能引起细胞癌变答案 C解析 癌细胞与正常细胞相比,遗传信息有所不同,A

9、项正确;某基因表达的蛋白质能促进细胞凋亡,该基因可能是抑癌基因,B项正确;原癌基因和抑癌基因是细胞中正常的基因,C项错误;原癌基因突变或过量表达或抑癌基因突变都可能引起细胞癌变,D项正确。知识点1知识点2知识点3考向5诱变育种典例5下列属于诱变育种的是()A.用射线处理籼稻种子,培育出早熟的新品种B.将抗虫基因转入普通棉花的体细胞中,培育出抗虫棉C.用秋水仙素处理二倍体草莓幼苗,培育出多倍体草莓D.将抗病黄果肉番茄与易感病红果肉番茄杂交,培育出新品种知识点1知识点2知识点3答案 A解析 用射线处理籼稻种子,能诱发基因突变,从而培育出早熟的新品种,A项符合题意;将抗虫基因转入普通棉花的体细胞中,

10、培育出抗虫棉,属于基因工程,原理是基因重组,B项不符合题意;用秋水仙素处理二倍体草莓幼苗,培育出多倍体草莓,原理是染色体数目变异,C项不符合题意;将抗病黄果肉番茄与易感病红果肉番茄杂交,培育出新品种,属于杂交育种,原理是基因重组,D项不符合题意。知识点1知识点2知识点3基因突变对生物性状的影响 类型影响范围对氨基酸序列的影响替换小可改变1个氨基酸或不改变,也可使翻译提前终止插入大不影响插入位置前的序列,影响插入位置后的序列缺失大不影响缺失位置前的序列,影响缺失位置后的序列知识点1知识点2知识点3基因重组1.基因重组的概念、类型及意义(1)概念具有不同遗传性状的雌、雄个体进行有性生殖时,控制不同

11、性状的基因重新组合,导致后代出现不同于亲本类型的现象或过程。时期图示原因减数第一次分裂后期组合形式:AB和ab或Ab和aB随着非同源染色体的自由组合,其上的非等位基因也自由组合知识点1知识点2知识点3(2)类型非同源染色体间的自由组合知识点1知识点2知识点3同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换 时期图示原因减数第一次分裂四分体时期同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体的交换而发生交换(3)意义:导致生物性状的多样性,为动、植物育种和生物进化提供丰富的物质基础。知识点1知识点2知识点32.杂交育种(1)概念:有目的地将两个或多个品种的优良性状组合在一起,培育出更优良的新品种。一般可以通过杂交、

12、选择、纯合化等手段培养出新品种。(2)原理:基因重组。(3)过程:双亲P(、)杂交F1自交F2选出表型符合要求的个体自交F3选出稳定遗传的个体推广种植。知识点1知识点2知识点33.转基因技术(1)概念:利用分子生物学和基因工程的手段,将某种生物的基因(外源基因)转移到其他生物物种中,使其出现原物种不具有的新性状的技术。(2)原理:基因重组。知识点1知识点2知识点3(3)转基因技术的操作流程(以培育转基因植物为例) 知识点1知识点2知识点3(4)转基因技术的优点和缺点。优点a.人为增加生物变异的范围,实现种间遗传物质的交换。b.针对性更强,效率更高,经济效益更明显。缺点:可能会破坏生态环境、威胁

13、人类健康等。知识点1知识点2知识点3转基因技术的要点分析(1)对于自然界而言,转基因技术未创造新基因,也未创造新性状。但对于转基因生物而言,其获得了新的基因,进而获得了新性状。(2)转基因技术能够实现种间基因交流,克服生物种间杂交不亲和的障碍。(3)生物的变异一般是不定向的,但是转基因技术定向改造了生物,所引起的生物变异属于定向变异。知识点1知识点2知识点3考向1基因重组的发生时期典例1下图为雌性果蝇体内部分染色体的行为及细胞分裂图像,其中能够体现基因重组的是()A.B.C.D.知识点1知识点2知识点3答案 B解析 发生了同源染色体非姐妹染色单体之间的交叉互换,属于基因重组;属于染色体结构变异

14、中的易位;是有丝分裂后期,不发生基因重组;非同源染色体自由组合属于基因重组。知识点1知识点2知识点3考向2杂交育种 典例2(2021浙江7月学考)“杂交水稻之父”袁隆平院士长期致力于杂交水稻育种研究,为我国粮食的持续稳定增产做出了杰出贡献。杂交水稻是通过不同的水稻品种杂交,获得的具有杂种优势的新品种。这种育种方法属于()A.杂交育种B.诱变育种C.单倍体育种D.多倍体育种答案 A解析 杂交水稻是通过不同的水稻品种杂交获得的,这种育种方法属于杂交育种。知识点1知识点2知识点3考向3转基因技术典例3将某种海鱼的抗冻基因导入番茄细胞中,培育成耐低温的番茄新品种。这种导入外源基因的方法属于()A.杂交

15、育种B.转基因技术C.单倍体育种D.多倍体育种答案 B解析 将一种生物的基因导入另一种生物体内需要采用转基因技术。知识点1知识点2知识点3针对不同目的的杂交育种程序(1)培育显性纯合品种动物: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。知识点1知识点2知识点3(2)培育隐性纯合品种(植物)选取双亲(P)杂交()F1 F2选出表型符合要求的个体推广种植。(3)培育杂合品种在农业生产上,水稻、玉米等作物的杂合子具有高产、抗性强等杂种优势,但种子只能种一年。培育基本步骤如下:选取符合要求的纯种双亲(P)杂

16、交()F1(即为所需品种)。知识点1知识点2知识点3染色体畸变1.染色体畸变的类型染色体畸变包括染色体结构变异和染色体数目变异。2.染色体结构变异(1)概念:染色体发生断裂后,在断裂处发生错误连接而导致染色体结构不正常的变异。知识点1知识点2知识点3(2)类型 知识点1知识点2知识点33.染色体数目变异(1)概念:生物细胞中染色体数目的增加或减少。知识点1知识点2知识点3(3)单倍体、二倍体和多倍体染色体组:一般将二倍体生物的一个配子中的全部染色体称为染色体组,其中包含了该种生物的一整套遗传物质。单倍体:由配子不经受精,直接发育而来,其体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。二倍体:由体细胞发

17、育而来,具有两个染色体组的个体。多倍体:体细胞中所含染色体组数超过两个的生物。(4)非整倍体变异实例人类的卵巢发育不全症,即特纳综合征。其致病原因是缺少一条性染色体。21-三体综合征。其致病原因是多了一条21号染色体。知识点1知识点2知识点34.单倍体育种与多倍体育种(1)单倍体育种概念:利用单倍体作为中间环节产生具有优良性状的可育纯合子的育种方法。原理:基因重组和染色体数目变异。过程:用杂交方法获得杂种F1F1的花药经花药离体培养单倍体幼苗(再经秋水仙素处理)可育纯合植株新品种。特点:缩短育种年限;能排除显隐性干扰,提高效率。单倍体植株特点:一般植株小而弱,而且高度不育。知识点1知识点2知识

18、点3单倍体育种误区分析(1)花药离体培养获得的是单倍体植株,而单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理,一般情况下获得可育纯合子。(2)单倍体育种能够明显缩短育种年限是针对显性纯合子而言,若选育的对象为隐性个体,最简单和最快速的方法为杂交育种。(3)单倍体育种的原理是基因重组和染色体畸变,其中基因重组发生的时期不是亲本杂交时,而是F1进行减数分裂产生配子时。(4)单倍体育种时,花药离体培养过程为植物组织培养阶段,细胞只进行有丝分裂,不进行减数分裂,因此不能发生基因重组,可发生基因突变或染色体畸变等变异。知识点1知识点2知识点3(2)多倍体育种方法:利用低温处理或秋水仙素处理萌发的种子、幼苗等,

19、使其染色体加倍。原理:染色体数目变异。多倍体植株特点:细胞较大,细胞内有机物的含量高、抗逆性强,在生产上具有很高的经济价值。实例:三倍体无籽西瓜的培育、异源八倍体小黑麦等。知识点1知识点2知识点35.生物变异类型的综合分析 比较项目可遗传的变异不遗传的变异遗传物质发生改变不发生改变遗传情况能在后代中再次出现仅限于当代表现应用价值为生物进化和培育新品种提供材料无育种价值,但在生产上可利用改良环境条件来影响性状的表现,以获取高产优质产品知识点1知识点2知识点3比较项目可遗传的变异不遗传的变异联系知识点1知识点2知识点3考向1染色体结构变异典例1-1(2020浙江1月选考)某条染色体经处理后,其结构

20、发生了如下图所示的变化。这种染色体结构的变异属于()A.缺失B.倒位C.重复D.易位答案 B解析 分析图示可知,相关基因片段发生180颠倒,为染色体畸变中的倒位。知识点1知识点2知识点3典例1-2(2021浙江1月学考)野生果蝇的复眼由正常眼变成棒眼和超棒眼,是由于某个染色体中发生了如下图所示变化,a、b、c表示该染色体中的不同片段。棒眼和超棒眼的变异属于染色体畸变中的()A.缺失B.重复C.易位D.倒位答案 B解析 棒眼比正常眼多了1个b基因,超棒眼比正常眼多了2个b基因,两者变异均属于染色体畸变中的重复。知识点1知识点2知识点3考向2染色体数目变异典例2人类某遗传病的染色体核型如下图所示。

21、该变异类型属于()A.基因突变B.基因重组C.染色体结构变异D.染色体数目变异知识点1知识点2知识点3答案 D解析 由图示可知,21号染色体为3条,比正常人多了一条,故该变异为染色体数目变异。知识点1知识点2知识点3考向3染色体组数分析典例3(2021浙江A9协作体联考)下列关于染色体组的叙述,错误的是()A.体细胞中含有一个染色体组的生物肯定为单倍体B.一个染色体组可含有本物种一套或二套遗传信息C.一个染色体组中既含有常染色体也含有性染色体D.一个染色体组中每条染色体的DNA的碱基序列不同知识点1知识点2知识点3答案 B解析 由生殖细胞直接发育成的个体属于单倍体,单倍体体细胞中不一定只有一个

22、染色体组,但体细胞中含有一个染色体组的生物肯定为单倍体,A项正确;一个染色体组含有本物种一整套遗传信息,B项错误;一个染色体组中既含有常染色体也含有性染色体,C项正确;一个染色体组中每条染色体的DNA的碱基序列不同,D项正确。知识点1知识点2知识点3考向4单倍体、二倍体及多倍体分析典例4下列关于单倍体、二倍体和多倍体的叙述,错误的是()A.由受精卵发育成的生物,其体细胞中有几个染色体组,就叫几倍体B.由配子发育成的生物,体细胞中无论有几个染色体组,都叫单倍体C.单倍体一般高度不育,多倍体植株一般茎秆粗壮,果实和种子比较大D.多倍体植株染色体组数加倍,产生的配子数加倍,有利于育种知识点1知识点2

23、知识点3答案 D解析 由受精卵发育成的个体,其体细胞中含有几个染色体组,该生物就是几倍体,A项正确;凡是由配子发育而来的个体,均称为单倍体,体细胞中可以含有一个或几个染色体组,B项正确;单倍体由配子发育而来,一般高度不育,多倍体一般茎秆粗壮,果实和种子较大,C项正确;三倍体在减数分裂形成配子时,同源染色体联会紊乱,不能形成正常的配子,D项错误。知识点1知识点2知识点3考向5单倍体育种典例5(2020浙江7月学考)用宽叶(D)不抗病(t)烟草与窄叶(d)抗病(T)烟草培育宽叶抗病烟草新品种的方法如下:下列叙述正确的是()A.过程是自交B.过程是花药离体培养C.过程是人工授粉D.过程常使用秋水仙素

24、处理知识点1知识点2知识点3答案 D解析 分析图示可知,表示杂交,A项错误;表示获得花药,B项错误;表示花药离体培养获得单倍体,C项错误;表示染色体数目加倍过程,常用秋水仙素或低温处理,D项正确。知识点1知识点2知识点3考向6单倍体育种与多倍体育种的比较典例6下列关于单倍体育种和多倍体育种的叙述,正确的是()A.两种育种方式一般都需要用秋水仙素处理萌发的种子B.两种育种方式依据的主要的遗传学原理相同C.单倍体育种和多倍体育种都可以大大缩短育种的年限D.将二倍体西瓜的花粉传给四倍体西瓜的雌蕊,即可结出无籽西瓜知识点1知识点2知识点3答案 B解析 单倍体高度不育,没有种子,因此单倍体育种时只能用秋

25、水仙素处理单倍体幼苗,A项错误;两种育种方式依据的主要的遗传学原理相同,都是染色体变异,B项正确;单倍体育种可以大大缩短育种的年限,C项错误;将二倍体西瓜的花粉传给四倍体西瓜的雌蕊,结出的西瓜的种子是三倍体,该三倍体种子再种下去长成的植株才会结出无籽西瓜,D项错误。知识点1知识点2知识点3考向7多种育种方式比较典例7(2020浙江绍兴选考模拟)下列关于生物育种的叙述,错误的是()A.杂交育种可以有目的地将两个或多个品种的优良性状组合在一起B.诱变育种能在较短时间内有效改良生物品种的某些性状C.单倍体育种可以得到具有某些优良性状的可育纯合子D.多倍体育种得到的新品种全是不可育的多倍体知识点1知识

26、点2知识点3答案 D解析 杂交育种是一种最常规的育种方法,它可将两个或多个品种的优良性状组合在一起,再经过选择和培育获得具有多个优良性状的新品种,A项正确;诱变育种能在较短时间内有效改良生物品种的某些性状,B项正确;单倍体育种可以得到具有某些优良性状的可育纯合子,C项正确;在多倍体育种中,秋水仙素的作用是抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成,从而增加细胞中染色体的数目,所以多倍体育种得到的新品种一般都是可育的,D项错误。知识点1知识点2知识点31.染色体组数判断方式(1)根据染色体形态判断细胞内形态、大小完全相同的染色体有几条,则含有几个染色体组。下图所示的细胞中,形态、大小完全相同的染色体在a中有三条,b中两两相同,c中各不相同,则可判定a、b、c分别含有的染色体组数为三、二、一。知识点1知识点2知识点3(2)根据基因型判断控制同一性状的基因出现几次,就含几个染色体组每个染色体组内不含等位基因和相同基因,如下图所示:dg中依次含有的染色体组数为四、二、三、一。知识点1知识点2知识点