生命的延续遗传与变异

生命的延续遗传与变异第1页/共69页生命的延续、遗传与变异专题三第2页/共69页知识体系

成体(子代.2N)有性生殖个体发育减数分裂卵细胞

(N)精子

(N)受精作用受精卵

(2N)幼体(2N)

成体(亲代.2N)无性生殖性状遗传相似

变异相异变不变DNA(绝大多数生物)RNA(极少数病毒)染色体(主要载体)基因遗传物质第3页/共69页考纲解读:1.植物的营养生殖是无性生殖在生产上的典型应用,也是比较好的一个命题点.2.掌握同源染色体,姐妹染色单体,联会,四分体等基本概念3.理解染色体和DNA在减数分裂中的数量变化.4.有丝分裂和减数分裂的区别和联系.5.生物个体发育的过程6.同位素标记法考察组织细胞的分化和来源7.以种子为背景材料的历届高考题第4页/共69页专题三：生命的延续、遗传与变异一、种类

无性生殖

——

概念、意义、种类（分裂生殖、出芽生殖、孢子生殖、营养生殖）

生殖：植物的组织培养、动物的克隆

有性生殖——概念、种类、意义区别：孢子、配子、卵细跑、精子、合子、受精卵第一部分：生物的生殖和发育第5页/共69页生殖种类名称名称概念举例

有性生殖同配生殖结合成合子的两个配子，形态和大小相同低等的动、植物，如藻类、真菌异配生殖结合成合子的两个配子，形态大小不同，一个稍大一些，一个稍小一些绿藻、原生动物卵式生殖由精子和卵细胞结合而成，精子特别小，而卵细胞特别大高等动物、高等植物单性生殖在进行有性生殖的动物中，卵细胞不经受精，单独发育成子代的生殖方式蜜蜂（雄蜂）、蚜虫、水蚤、蒲公英、第6页/共69页专题三：生命的延续、遗传与变异二、有性生殖细胞的形成：减数分裂1、精子和卵子的形成过程及不同点2、减数分裂和有丝分裂的比较3、判断细胞的分裂图象4、减数分裂中细胞数目、染色体数目及基因的变化规律第7页/共69页减数分裂与有丝分裂的区别比较减数分裂有丝分裂不同点子细胞形成生殖细胞形成体细胞同源染色体有同源染色体的联会现象,形成四分体，同源染色体彼此分离无联会现象,不形成四分体，不分离细胞分裂分裂两次,产生四个子细胞,染色体数目减半分裂一次,产生两个子细胞,染色体数相同相同点都有纺锤体出现，染色体复制一次,均有子细胞产生第8页/共69页精子与卵细胞形成过程的比较

精子的形成卵细胞的形成不同点形成部位精巢卵巢过程有变形期无变形期性细胞数四个精子一个卵细胞、三个极体相同点染色体复制一次,细胞分裂两次,生殖细胞中染色体数减半第9页/共69页从表格式、坐标式的角度认识有丝分裂和减数分裂1、表格式第10页/共69页2、坐标式第11页/共69页.从图解式角度认识有丝分裂和“减数分裂第12页/共69页3.从细胞分裂结果来认识有丝分裂与减数分裂(1)看子细胞数目。1)有丝分裂的结果产生2个子细胞；2)精原细胞经减数分裂产生4个精细胞；3)卵原细胞经减数分裂产生1个卵细胞和3个极体。(2)看子细胞的形态变化。1)有丝分裂产生的子细胞，大小相同；2)精子形成过程需经变形阶段；3)卵细胞的形成不经变形阶段，但型体大。第13页/共69页第14页/共69页专题三：生命的延续、遗传与变异蜂王卵细胞雄蜂工蜂受精卵幼虫

减数分裂直接发育减数分裂精子受精作用喂食花粉喂食蜂王浆蜜蜂的发育(2N=32)(N)♂♀♀(N)(N)(2N)(2N)(2N)思考：雄蜂个体发育的起点是什么？蜜蜂的性别是由什么来决定的？某蜜蜂种群的性别比例是哪一种？此例能说明生物的性状由什么来决定？

思考第15页/共69页专题三：生命的延续、遗传与变异(N=16)精细胞精子(N=16)(N=16)雄蜂的假减数分裂精原细胞小细胞(无染色体，后退化消失)次级精母细胞小细胞(16条染色体，后退化消失)初级精母细胞(N=16)(N=16)次级精母细胞变形第16页/共69页蛙的个体发育第17页/共69页鸡的个体发育过程：胚的发育第18页/共69页人的个体发育：胚胎发育第19页/共69页发育的遗传学基础①核酸是个体发育的基础，主要是DNA②遗传信息的活化表达过程就是个体发育的过程发育的细胞学基础细胞的分裂和细胞的分化，导致个体的组织、器官的形成，是个体发育的基础发育/调节①植物激素调控营养生长和生殖生长②甲状腺素和性激素是调节个体发育的两种主要激素发育/代谢为个体发育提供物质和能量个体发育/进化①重演律—个体发育是系统发育短暂而又迅速重演。②进化的胚胎学证据发育/环境①个体发育过程是不断与环境进行物质和能量的交换过程②各种生态因素是个体发育的外因个体发育和其它章节的联系点：第20页/共69页专题四：生命的延续、遗传与变异注意以下问题：

1、种子的形成、种子的萌发、幼苗形成后的营养供应。

2、卵生动物胚胎发育与胎生动物胚胎发育的营养供应。

3、同一粒种子中胚和胚乳基因型的关系。

4、极体与极核的比较

5、胚囊和囊胚的区别第21页/共69页1.(’03·新课程·5)用甲地的高产优质枣树品种改造乙地生长健壮、但果实产量低、品质差的枣林，最经济、有效的技术是

A用甲地的枣树花粉给乙地枣树授粉

B挖去乙地的枣树，种植甲地枣树的种子

C挖去乙地的枣树，用甲地枣树的枝条进行扦插

D将甲地枣树的芽或枝条嫁接到乙地枣树上

【分析】本题考查营养繁殖的有关知识，考查理论简单，但创设了实际生

产情境，考生认真分析就不会出错。

【解析】用A、B、C三种方法改造乙地品种时间长且复杂。用D方法周期短

、最经济、最有效。故选项D正确。

第22页/共69页2.(’03·广东·22)

一般地说，干旱条件下育成的作物品种，适于在干旱地区种植；潮湿条件下育

成的作物品种，适于在潮湿地区种植。在这里，干旱和潮湿条件所起的作用是

A诱发基因突变B引起染色体变异

C选择基因型D导致基因重组

【解析】生物的性状受基因控制，生物适应环境的特性也受基因控制，作物耐旱、耐湿同样受基因控制。故选项C正确。第23页/共69页3.(’01·广东、河南·19)

下图表示蛙的受精卵发育至囊胚过程中，DNA总量、每个细胞体积、所有细胞体

积之和、有机物总量的变化趋势(横坐标为发育时间)，其中正确的是

A①②B①③

C②④D③④

第24页/共69页【分析】本题涉及的知识是蛙胚在发育中由受精卵发育至囊胚阶段的DNA总量、每个细胞的体积和有机物总量的变化。这些知识需要考生综合细胞有丝分裂、新陈代谢及教材中胚胎发育图解所示的含义等有关知识进

行综合分析回答，所以本题在能力方面，主要考查考生对学科内知识的综合能力，同时也考查其运用简单的图表描述生命现象的能力。解答该题的思路，应结合有关知识对表示DNA

总量、细胞体积和有机物总量的变化等坐标图逐一分析，然后选择供选答案。

【解析】蛙受精卵发育至囊胚的过程中，由于细胞不断分裂，故DNA的总量逐渐增多；又因细胞分裂所需的营养全部来自卵巢，并非来自外界，故分裂后的细胞体积越来越小。事实上，由于细胞分裂等生命活动的消耗，其有机物总量亦减少。故选项A正确。

第25页/共69页考纲解读：1、理解遗传的物质基础2、掌握基因的分离规律和自由组合规律3、掌握遗传病系谱图的遗传方式的判断方法及相关的几率计算4、对生物染色体组数与生物体倍数需会分析5、几种育种方式的比较第26页/共69页专题三：生命的延续、遗传与变异一、DNA是主要的遗传物质DNA是遗传物质肺炎双球菌的转化实验(1928年，英，格里菲思)

肺炎双球菌从无毒的R型转化为有毒的S型，其毒性的来源是菌体外的荚膜蛋白质。在本实验中加热杀死的是蛋白质，而DNA分子能耐110℃高温，所以仍能指挥合成荚膜蛋白，这是实验成功的关键。第27页/共69页1944年，美，艾弗里实验

噬菌体侵染细菌实验思考：在本实验中为什么选择S、P的同位素分别对蛋白质和DNA进行标记？为什么不选C或H？此实验用到同位素标记法，很有典型性，许多知识都要用到，也是考试命题点，要在理解的基础上灵活应用。（2）RNA也是遗传物质。（某些病毒）第28页/共69页二、“基因的表达”学法指导1、概念的学习（1）基因与性状的。控制生物性状的基本单位。（2）基因与DNA的。有遗传效应的DNA片段。（3）基因与遗传信息的。基因上四种脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息。（4）基因与染色体。在染色体上呈线性排列。染色体是基因的主要载体。第29页/共69页

编码区：能够编码蛋白质，原核基因此区是连贯的，而真核基因此区不连贯，有外显子和内含子(不能编码蛋的序列)之别非编码区：有调控遗传信息表达的核苷酸序列，在编码区的上游的非编码区有RNA聚合酶的结合位点基因的结构第30页/共69页2、比较法（1）DNA和RNA的比较元素组成基本单位化学结构空间结构DNARNA第31页/共69页DNA和RNA的比较元素组成基本单位化学结构空间结构DNAC、H、O、N、P脱氧核苷酸(A、T、G、C)脱氧核苷酸长链双螺旋结构RNAC、H、O、N、P核糖核苷酸(A、U、G、C)核糖核苷酸链单链结构第32页/共69页（2）复制、转录和翻译的比较。复制转录翻译时间场所模板原料条件产物特点信息传递方向第33页/共69页复制转录翻译时间分裂间期生长发育整个过程场所细胞核细胞核核糖体模板DNA的两条链DNA一条链mRNA原料脱氧核苷酸核糖核苷酸氨基酸条件ATP、酶ATP、酶tRNA产物两个DNA单链的mRNA蛋白质特点半保留边解旋边转录顺次合成信息传递方向DNA—DNADNA—mRNAmRNA—蛋白质第34页/共69页三、巧用“三口之家”进行遗传方式判断1、父母无病生下患病女孩（常染色体隐性遗传）2、父母有病生下无病女孩（常染色体显性遗传）无中生有是隐性，隐性遗传看女病。有中生无是显性，显性遗传看女病。第35页/共69页

判断遗传系谱图遗传方式的主要步骤：

1、先寻找“无中生有”或“有中生无”的典型性家庭

2、若没有“无中生有”或“有中生无”则显隐性都有可能，需结合图谱采用排除法来分析。第36页/共69页3、各种遗传方式的特点：遗传方式患者性别比例是否代代连续发病率常显男女相当连续高常隐男女相当不连续低X显女多于男连续高X隐男多于女不连续低第37页/共69页四、有关遗传概率计算的解决总结1、利用自由组合定律来进行遗传概率的计算例、具有独立遗传的两对相对性状的纯种杂交（AABB×aabb），F1自交得F2，请从下面供选答案中选出与下列问题相符的正确答案：A、1/8B、1/4C、3/8D、9/16E、5/8（1）F2中亲本类型的比例是（）（2）F2中新的重组类型的比例是（）（3）F2中双显性状的比例是（）（4）F2中纯合子的比例是（）（5）F2中重组类型的杂合子比例是（）（6）F2中AaBb的比例是（）（7）F2中Aabb的比例是（）第38页/共69页

答案:(1)A(2)C(3)D(4)B(5)B(6)B(7)A第39页/共69页2、人类遗传病的概率计算（基因的分离定律）例、某家族中有成员患甲种隐性遗传病（由基因Bb控制），有成员患乙种隐性遗传病（由基因Aa控制）见下面的遗传系谱图。现已查明6号不携带致病基因。请问：（1）甲种遗传病的致病基因位于_____染色体上，乙种遗传病的致病基因位于_____染色体上甲病女性乙病男性896第40页/共69页（2）写出下列两个个体的基因型.个体8：___个体9:_____。（3）若8号和9号婚配，子女中只患一种病的概率为____，同时患两种病的概率为_____。答案：（1）X常（2）aaXBXB或aaXBXb；AAXbY或AaXbY（3）3/81/16第41页/共69页五、遗传学部分几个计算公式的推导问题1、基因型为Aa的个体连续自交n代，后代中杂合子的比例？纯合子的比例？显性性状个体的比例和隐性性状个体的比例？答案：杂合子Aa---1/2n纯合子AA+aa---1-1/2n显性性状个体AA+Aa----（2n+1）/2n+1隐性性状个体aa---（2n-1）/2n+1

问题2、某DNA分子中有1000个碱基对，其中有600个腺嘌呤，复制n次后需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸个数？Sn=m（2n-1）第42页/共69页问题3、含有对等位基因（分别位于对同源染色体上）的个体自交，产生的配子类型，子代基因组合方式、子代基因型、表现型种类？配子类型子代基因组合方式子代基因型种类子代表现型的种类1对214131212对224232223对23433323…………………………N对2n4n3n2n第43页/共69页六、染色体组数与生物体倍数的辨析1、个体发育的起点

（1）如果生物体由受精卵或合子发育而来，生物体细胞内有几个染色体组就是几倍体。（2）如果生物体是由生殖细胞（卵细胞或花粉）直接发育而来，不管细胞内有几个染色体组都叫单倍体。2、染色体组数：细胞中相同的染色体有几条则含有几个染色体组在细胞、生物体的基因型中，相同座位上的基因出现几次就是几个染色体组。第44页/共69页七、几种育种方式的比较比较杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种原理常用方法特点实例基因重组用物理或化学因素处理生物选择具有相对性状的亲本杂交，连续自交，不断选种产生新的基因组合，育种时间长小麦、水稻等高产青霉菌株的培育产生新的基因，育种时间短基因突变用花药离体培养单倍体，秋水仙素处理单倍体幼苗得到的全是纯合体，育种时间短水稻的花药培养等染色体变异染色体变异用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗染色体增倍，植株茎秆粗壮…3N无籽西瓜的培育抗虫棉目的性强，育种时间短，克服了远缘杂交的障碍提取，结合，导入，检测与表达DNA重组第45页/共69页其它育种方式：1、利用植物激素育种。如无子番茄

原理：适宜浓度的生长素可以促进果实的发育方法：在未受粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素类似物溶液，子房就可以发育成无子果实。特点：由于生长素所起的作用是促进果实的发育，并不能导致植物的基因型的改变，所以该种变异类型是不遗传的。说明：该种方法适用于植物。

2、利用细胞工程育种。（见下表）第46页/共69页原理植物体细胞杂交细胞核移植方法用两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并且把杂种细胞培育成新植物体的方法。操作步骤包括：用酶解法去掉细胞壁、用诱导剂诱导原生质体融合、将杂种细胞进行组织培养等。是把一生物的细胞核移植到另一生物的去核卵细胞中，再把该细胞培育成一个新的生物个体。操作步骤包括：吸取细胞核、将移植到去核卵细胞中、培育（可能要使用胚胎移植技术）等。举例“番茄马铃薯”杂种植株鲤鲫移核鱼，克隆动物等特点可克服远缘杂交不亲合的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。说明该种方法须植物组织培养等技术手段的支持。该种方法有时须胚胎移植等技术手段的支持。2、细胞工程育种第47页/共69页历届和育种相关的试题1、（2003高考全国卷、新课程卷·26）小麦品种是纯合体，生产上用种子繁殖，现要选育矮杆（aa）、抗病（BB）的小麦新品种；马铃薯品种是杂合体（有一对基因杂合即为杂合体），生产上通常用块茎繁殖。现要选育黄肉（Yy）、抗病(Rr)的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序，以及马铃薯品种间杂交育种程序。要求用遗传图解表示并加以简要说明。（写出包括亲本在内的前三代即可）

第48页/共69页答案：

小麦第一代AABB

×

aabb亲本杂交（3分）

↓第二代F1

AaBb

种植F1代自交（2分）

↓自交第三代F2

A＿B＿，A＿bb，aaB＿，aabb种植F2代，选矮杆、抗病（aaB_），继续自交，期望下代获得纯合体（2分）

马铃薯第一代

yyRr×

Yyrr亲本杂交（3分）↓第二代

YyRr，yyRr，Yyrr，yyrr种植，选黄肉、抗病（YyRr）（3分）

第三代

YyRr用块茎繁殖（2分）第49页/共69页2．下图表示棉花品种①和②两个品系培育出新品种的可能方法，I～Ⅵ表示培育过程，请回答：第50页/共69页(1)由品种①和②经过过程I、V培育出新品种的育种方式是_________________。(2)由品种④经过过程Ⅲ培育品种⑤常用的方法是_____________________。(3)由品种⑤经过过程Ⅵ培育品种⑥常用_________________方法。(4)由品种①直接形成品种③的过程Ⅱ被称为_____________________。(5)由品种③经过过程Ⅳ培育品种⑥的最简便方法是__________________。(6)若外源基因D为苏云金芽孢杆菌质粒的抗虫基因，在品种⑦中有了同样的杀虫蛋白，该品种的种植在环境保护上的重要作用是___________________.第51页/共69页参考答案：(1)杂交育种

(2)花药离体培养

(3)多倍体育种

(4)人工诱变(诱变育种)(5)自交

(6)减少环境污染第52页/共69页3、番茄在运输和贮藏过程中，由于过早成熟而易腐烂。应用基因工程技术，通过抑制某种促进果实成熟激素的合成，可使番茄贮藏时间延长，培育耐贮藏的番茄新品种。此转基因番茄已于1993年在美国上市，请回答

（1）促进果实成熟的重要激素是？它能够发生的化学反应类型有＿＿＿、___、___。

（2）在培育转基因番茄的操作中，所用的基因的“剪刀”是_______，基因的“针线”是_________，基因的“运输工具”是________________。

（3）与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程来培育新品种的主要优点是________________、_____________和___________________。第53页/共69页答案（1）乙烯加成氧化聚合（2）限制性内切酶DNA连接酶运载体（3）目的性强育种周期短克服运缘杂交的障碍第54页/共69页4、如下图所示为发酵工程生产产品的流程图，据图回答：

（1）能生产人生长激素的工程菌是通过①培养的，①是__________；高青霉素菌种是通过②培育的，②_________，③是_________。

（2）整个过程的中心阶段是发酵，要随时取样检测培养基中的细菌数目、产物浓度等。同时，要严格控制_________和通气量、转速等发酵条件。

（3）若⑥是单细胞蛋白的话，⑥是_______，氨基酸、维生素属⑦中的_________产物。

第55页/共69页答案：（1）基因工程诱变育种细胞工程（2）溶氧量、温度、pH

（3）微生物菌体初级代谢第56页/共69页

5．右图是用DNA测序仪测出的某人DNA片段的碱基排列顺序。下列四幅图是DNA测序仪测出的另外四人DNA片段的碱基排列顺序，请认真比较这四幅图，其中与右图碱基排列顺序最相似的是C第57页/共69页高考试题回顾1、右图为某单基因遗传病系谱图，4号和6号表示男性患者，则3号是杂合体的机率A．2/3B．1/2C．1/3或2/3D．1/2或2/3D2、一对夫妇生了一个性染色体为XXY的儿子。如果母亲是色盲，父亲、儿子色觉正常，此染色体变异发生在什么之中?如果父亲是色盲，母亲、儿子色觉正常，则此染色体变异发生在什么之中?如果父亲正常，母亲、儿子是色盲，则此染色体变异发生在什么之中?其中正确的是哪一组A．精子、卵细胞、不确定B．精子、不确定、卵细胞C．卵细胞、精子、不确定D．卵细胞、不确定、精子B第58页/共69页3．基因A、B、C分别控制酶1、酶2和酶3的合成，可将一原本无色的物质转变为黑色素，即：无色物质→X物质→Y物质→黑色素。则基因型为AaBbCc的两个个体交配，出现黑色子代的概率为

A．1／64B．3／64C．27／64D．9／64

酶1酶2酶3C4、基因型的AaBb的个体与基因型为aaBb的个体杂交，两对基因独立遗传，则后代中A、表现型4种，比例为3:1:3:1；基因型6种

B、表现型2种，比例为3:1，基因型3种C、表现型4种，比例为9:3:3:1；基因型9种D、表现型2种，比例为1:1，基因型3种A第59页/共69页5．如果基因型为Aa的个体自交产生的后代在某一环境中的生存能力或竞争能力是AA=Aa>aa，则在长期的选择过程中，下列能比较正确地表示A基因和a基因之间的比例变化的曲线是A第60页/共69页5、玉米幼苗的绿色和白色是一对相对性状（控制该相对性状的基因用G和g表示），以杂合体自交产生的种子为材料做实验，将其中400粒种子播种在有光处，另400粒种子播种在暗处，数日后，种子萌发成幼苗，统计结果如下表：

性状

分析此表能得出的结论有

A．绿色为显性性状，白色为隐性性状

B．叶绿素的形成与光照有关

C．叶色的性状只是由基因型决定的

D．从理论上推断，杂合体自交产生的种子的基因型应为GG、Gg、gg

幼苗数目

绿

色

白

色黑

暗0398光

照29898环境ABD第61页/共69页6、某医院X光检查室医生萧先生生育了一儿（萧虎）、一女（萧妹），萧虎患有伴X染色体单基因隐性疾病，萧妹患有常染色体单基因显性疾病。萧虎、萧妹的父母、祖父母、外祖父母均无这两种疾病。家人怀疑萧虎、萧妹的患病均与父亲的工作环境有关，医院方却坚持只有一个孩子的患病可能与此有关。（1）医院方认为

（萧虎或萧妹）的患病可能与父亲的工作环境有关。试阐明理由。

（2）有人建议，若萧虎、萧妹将来与健康人（假设均不携带致病基因）结婚生育，为了尽量减少子代继承致病基因的概率，应该考虑选择孩子的性别。①你认为此建议合理、不合理或部分合理？

。②请用遗传图解的形式阐明你的观点（大写字母表示显性基因，小写字母表示隐性基因，字母自设。）遗传图解一：

遗传图解二：

第62页/共69页参考答案：（1）萧妹

因为萧妹所患疾病是显性基因控制的，其父母若携带此基因，必然会表现出该疾病例的性状既然萧妹的父母携带此致病基因，则只可能是他们的生殖细胞发生了基因突变。X射线是诱导基因突变的因素之一，其父亲的工作环境经常存X射线污染，故可怀疑萧妹的患

病与此有关（2）①此建议部分合理

②遗传图解第63页/共69页7、下图是某一家族的遗传系谱。请分析回答有关问题

（1）请在以下四种遗传病类型中，选出该图所示的遗传病最可能是哪一类型，并简述判断的理由。

A．常染色体显性遗传

B．常染色体隐性遗传

C．X染色体显性遗传

D．