专题遗传变异和进化课件

2.与核酸有关的几种重要的酶二、中心法则及其应用1.中心法则及其补充中心法则体现了DNA的两大基本功能：（1）遗传信息传递功能：Ⅰ过程体现了DNA传递遗传信息的功能，它是通过DNA复制完成的，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。（2）遗传信息表达功能：Ⅱ、Ⅲ过程共同体现了DNA表达遗传信息的功能，它是通过转录和翻译完成的，发生在个体发育的过程中。2.中心法则中遗传信息的传递过程(1)在生物生长繁殖过程中遗传信息的传递过程为：(2)在细胞内蛋白质合成过程中，遗传信息的传递过程(如胰岛细胞中胰岛素的合成)为：(3)含逆转录酶的RNA病毒在寄主细胞内繁殖过程中，遗传信息的传递过程为：RNADNAmRNA蛋白质(4)DNA病毒(如噬菌体)在寄主细胞内繁殖过程中，遗传信息的传递过程为：(5)RNA病毒(如烟草花叶病毒)在宿主细胞内繁殖过程中，遗传信息的传递过程为：3.复制、转录和翻译的比较①DNA的复制是半保留复制，利用同位素标记法和密度梯度离心技术可以证明；②基因是有遗传效应的DNA片段，随着DNA的复制而复制；遗传信息的表达实际上就是基因的表达；③原核生物DNA的复制和转录主要在细胞质中进行。转录产物≠mRNA（1）莫误解转录概念：转录是指以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，其产物是RNA，包括mRNA、tRNA、rRNA三种。【易错典例】（2011·海南高考）下列关于RNA的叙述，错误的是A.少数RNA具有生物催化作用B.真核细胞内mRNA和tRNA都是在细胞质中合成的C.mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基称为密码子D.细胞中有多种tRNA，一种tRNA只能转运一种氨基酸【易错分析】（1）知识掌握不全面，以偏概全。误认为只有蛋白质才是酶，具有催化作用，错选A项；事实上，酶的化学本质是有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA。（2）未理清概念间的关系，错误地把tRNA与氨基酸当做一一对应关系，事实上，一种tRNA只能转运一种氨基酸，而一种氨基酸可对应多种tRNA。【解析】选B。少数rRNA具有酶的作用，即能催化生物化学反应，故A正确。真核细胞中，DNA主要存在于细胞核中，故转录的主要场所是细胞核；又因线粒体和叶绿体中也有少量DNA，故真核细胞的细胞质中也能合成少量的mRNA和tRNA，B错误。密码子是指mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基，C正确。密码子有64种，有3种是终止密码子，其余61种能决定氨基酸，每种密码子对应一种反密码子，即对应一种tRNA，因此细胞内有61种tRNA；每种tRNA对应一种氨基酸，D正确。遗传信息并非都在染色体上（1）含义理解上的错误：在以DNA为遗传物质的生物中，遗传信息是DNA的脱氧核苷酸的排列顺序；在以RNA为遗传物质的生物中，遗传信息是RNA的核糖核苷酸的排列顺序。（2）存在位置有差异：DNA中的遗传信息主要存在于染色体上，此外，线粒体、叶绿体、质粒和拟核中也有DNA，其上也含有遗传信息；RNA病毒的遗传信息存在于RNA上。（3）并不是DNA分子上所有的脱氧核苷酸排列顺序都是遗传信息，基因之间的区域不含遗传信息。（4）无论是细胞中DNA上的遗传信息，还是病毒中RNA上的遗传信息，遗传信息的传递均遵循中心法则。（5）若遗传信息存在于染色体上，其遗传符合遗传定律；其他位置的遗传信息遗传时不遵循遗传定律。【易错典例】(2010·海南高考)下列关于遗传信息传递的叙述，错误的是A.线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则B.DNA中的遗传信息是通过转录传递给mRNA的C.DNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序D.DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则【易错分析】（1）基础知识掌握不牢固，导致错误理解题意。误认为只有细胞核DNA中的遗传信息才遵循中心法则，实际上，中心法则是生物体中所有遗传信息传递时都遵循的共同法则。（2）对知识点理解片面、不深刻。只知道“蛋白质中氨基酸的排列顺序是通过翻译由mRNA直接决定的”，不知道“mRNA中的核苷酸序列是由DNA决定的”。【解析】选D。A中，线粒体和叶绿体中也有少量的DNA和RNA，其能够进行DNA复制、转录和翻译的过程，遵循中心法则，故A正确；B和C中，DNA能够通过转录将遗传信息传递给mRNA，进一步通过翻译完成蛋白质的合成，所以DNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序，故B、C正确；D中，DNA病毒中的核酸只有DNA，在宿主细胞内能进行DNA复制、转录、翻译的过程，故其遗传信息的传递遵循中心法则，故D错误。例5．(2010·山东理综，27)100年来，果蝇作为经典模式生物在遗传学研究中备受重视。请根据以下信息回答问题：(1)黑体残翅雌果蝇与灰体长翅雄果蝇杂交，F1全为灰体长翅。用F1雄果蝇进行测交，测交后代只出现灰体长翅200只、黑体残翅198只。如果用横线(——)表示相关染色体，用A、a和B、b分别表示体色和翅型的基因，用点(·)表示基因位置，亲本雌雄果蝇的基因型可分别图示为__________和____________。F1雄果蝇产生的配子的基因组成图示为__________。(2)卷刚毛弯翅雌果蝇与直刚毛直翅雄果蝇杂交，在F1中所有雌果蝇都是直刚毛直翅，所有雄果蝇都是卷刚毛直翅。控制刚毛和翅型的基因分别位于________和________染色体上(如果在性染色体上，请确定出X或Y)，判断前者的理由是

。控制刚毛和翅型的基因分别用D、d和E、e表示，F1雌雄果蝇的基因型分别为________和________。F1雌雄果蝇互交，F2中直刚毛弯翅果蝇占的比例是________。X常刚毛性状与性别有关且每种刚毛性状雌雄均有(或：交叉遗传)1/8实验步骤：①_________________________________________；②___________________________________________________；③___________________________________________________。结果预测：Ⅰ.如果_____________________________________，则X染色体上发生了完全致死突变；Ⅱ.如果_______________________________________________

，则X染色体上发生了不完全致死突变；Ⅲ.如果_______________________________________________，则X染色体上没有发生隐性致死突变。这只雄蝇与正常雌蝇杂交F1互交(或：F1雌蝇与正常雄蝇杂交)统计F2中雄蝇所占比例(或：统计F2中雌雄蝇比例)F2中雄蝇占1/3(或：F2中雌：雄＝2∶1)F2中雄蝇占的比例介于1/3至1/2之间(或：F2中雌：雌在1∶1～2∶1之间)F2中雄蝇占1/2(或：F2中雌：雄＝1∶1)(3)假设某隐性致死突变基因有纯合致死效应(胚胎致死)，无其他性状效应。根据隐性纯合体的死亡率，隐性致死突变分为完全致死突变和不完全致死突变。有一只雄果蝇偶然受到了X射线辐射，为了探究这只果蝇X染色体上是否发生了上述隐性致死突变，请设计杂交实验并预测最终实验结果。三、基因和性状的关系1.基因控制生物的性状2.基因与性状的数量关系（1）一个基因一种性状（2）一个基因多种性状（3）多个基因一种性状一、分离定律和自由组合定律的比较①分离定律的实质为“等位基因随同源染色体的分开而分离，进入到不同的配子中”，而不是指性状的分离；性状分离比是分离定律的检测指标。②自由组合定律的实质是“非同源染色体上的非等位基因的自由组合”，而不能说成“非等位基因的自由组合”。③基因的自由组合发生在减数第一次分裂后期，而不指受精时精卵的自由组合。拓展提升1.利用分离定律中的典型数据判断亲代基因型2.利用9∶3∶3∶1判断子代中重组个体所占比例子代中重组个体所占的比例分别为3/8和5/8。子代中纯合子占1/4，重组纯合子占1/8。1.已知玉米的体细胞中有10对同源染色体，下表为玉米6个纯系的表现型、相应的基因型（字母表示）及所在的染色体。品系②～⑥均只有一种性状是隐性的，其他性状均为显性。下列有关说法正确的是（）A.若通过观察和记录后代中节的长短来验证基因分离定律，选作亲本的组合可以是①和②B.若要验证基因的自由组合定律，可选择品系①和④做亲本进行杂交C.选择品系③和⑤做亲本杂交得F1，F1自交得F2，则F2表现为长节高茎的植株中，纯合子的概率为1/9D.玉米的高度与胚乳颜色这两种性状的遗传遵循自由组合定律【解析】选C。据题意可知，品系①和②控制节长短的基因型是DD×DD，后代不发生性状分离，无法验证基因的分离定律，故A错误。品系①和④只有控制胚乳味道的基因型是SS×ss，可用来验证基因的分离定律，不能验证基因的自由组合定律；品系③和⑤，控制相对性状的基因型是bbDD×BBdd，亲本杂交得F1，F1自交得F2，其中B_D_为长节高茎，占9/16，其中只有BBDD是纯合子，占1/9；控制玉米的高度与胚乳颜色这两对性状的基因位于一对同源染色体上，与“位于非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合”不符。2.几种交配类型的比较：交配类型含义作用杂交①植物的异株异花受粉②动物不同基因型个体间的交配①探索控制生物性状的基因的传递规律②将不同优良性状集中到一起，得到新品种③显隐性性状判断自交①植物的自花(或同株异花)受粉②基因型相同的动物个体间的交配①可不断提高种群中纯合子的比例②植物纯合子、杂合子的鉴定测交F1与隐性纯合子相交，从而测定F1的基因组成①验证遗传基本规律理论解释的正确性②动物纯合子、杂合子的鉴定正交反交相对而言，正交中父方和母方分别是反交中母方和父方检验是细胞核遗传还是细胞质遗传3.特殊遗传现象的分析：a．表型模拟环境改变所引起的表型改变，有时与由某基因引起的表型变化很相似，这叫做表型模拟。例如黑腹果蝇的野生型是长翅的，而突变型(vgvg)是残翅的，长翅对残翅是显性。用一定的高温处理残翅果蝇的幼虫，以后个体长大羽化为成虫后，翅膀接近于野生型。不过它们的基因型还是vgvg，它们和一般突变型个体(vgvg)交配，并在常温下培育子代时，子代个体的翅膀都是残翅的，所以在这个例子中，用高温处理残翅个体，可使突变型个体模拟野生型的表型。b．致死基因致死基因是指某个基因的存在能使个体或配子致死，有以下几种情况：据致死基因的显隐性可分为：①隐性纯合致死；②显性纯合致死。据致死基因发生作用的不同发育阶段可分为：①配子致死：指致死基因在配子时期发生作用，从而不能形成具有生活力的配子；②合子致死：指致死基因在胚胎时期或成体阶段发生作用，从而不能形成活的幼体或个体早夭的现象。三、伴性遗传与遗传基本规律的关系1.与分离定律的关系(1)符合基因的分离定律伴性遗传是由性染色体上的基因所控制的遗传，若就一对相对性状而言，则为一对等位基因控制的一对相对性状的遗传，遵循基因的分离定律。(2)正、反交结果有差异常染色体上的基因，正反交结果往往相同；而性染色体上的基因，正反交结果一般不同，且往往与性别相联系。如：正常母亲色盲父亲色盲母亲正常父亲XBXB×XbYXbXb×XBY↓↓XBXbXBYXBXbXbY女儿正常儿子正常女儿正常儿子色盲(携带者)（携带者）2.与基因自由组合定律的关系控制一对相对性状的基因在常染色体上，控制另一对相对性状的基因在性染色体上，解答这类题的原则如下：（1）位于性染色体上的基因控制的性状按伴性遗传处理；（2）位于常染色体上的基因控制的性状按基因分离定律处理，整体上则按基因自由组合定律处理。3.伴性遗传的特殊性（1）有些基因只存在于X染色体上，Y染色体上无相应的等位基因，从而存在单个隐性基因控制的性状也能表达的情况，如XbY。（2）Y染色体上携带的基因在X染色体上无相应的等位基因，只限于在相同性别的个体之间传递。（3）X、Y染色体同源区段上存在等位基因，这些基因控制的性状在后代中的性状表现是否有性别之分，要视具体基因型而定，不能一概而论。如：左图与性别有关，而右图与性别无关。♀XaXa×XaYAXAXa×XaYa↓↓XaYAXaXaXAXa、XaXaXaYa、XAYa(♂全为显性)（♀全为隐性）（♀♂中显隐性均为1∶1）（4）性状的遗传与性别相联系。在写基因型、表现型以及统计后代比例时一定要与性别联系。拓展提升1.“排除法”分析遗传系谱图（1）确认或排除伴Y染色体遗传观察遗传系谱图↓父病子全病，女全不病→伴Y染色体遗传父病子女均有患者→非伴Y染色体遗传（2）确定遗传性状的显、隐性①无中生有→隐性遗传病②有中生无→显性遗传病（3）确定是常染色体遗传还是伴X染色体遗传①已确定为隐性遗传病父亲正常女儿患病母亲患病儿子正常女患者的父亲或儿子都患病→伴X染色体隐性遗传②已确定为显性遗传病父亲患病女儿正常母亲正常儿子患病男患者的母亲和女儿都患病→伴X染色体显性遗传→常染色体隐性遗传→常染色体显性遗传自由组合定律中的9∶3∶3∶1的变式含两对等位基因的纯合子杂交产生的F1自交，依据自由组合定律，通常情况下子代产生比例为9∶3∶3∶1的四种表现型，但出现异常比例时两对等位基因仍遵循自由组合定律，属于9∶3∶3∶1的变式，总结如下：除以上异常比例外还可能出现13∶3，即双显性、双隐性和一种单显性表现出同一种性状，另一种单显性表现出另一种性状。【易错典例】(2011·福建高考)二倍体结球甘蓝的紫色叶对绿色叶为显性，控制该相对性状的两对等位基因（A、a和B、b）分别位于3号和8号染色体上。下表是纯合甘蓝杂交实验的统计数据：请回答：（1）结球甘蓝叶色性状的遗传遵循

定律。（2）表中组合①的两个亲本基因型为

，理论上组合①的F2紫色叶植株中，纯合子所占的比例为

。（3）表中组合②的亲本中，紫色叶植株的基因型为________________。若组合②的F1与绿色叶甘蓝杂交，理论上后代的表现型及比例为

。答案：（1）自由组合(2)AABB、aabb1/5(3)AAbb（或aaBB）紫色叶∶绿色叶=1∶1（4）【易错典例】（2011·潍坊模拟）如果在一个种群中，基因型AA的比例占25%，基因型Aa的比例占50%，基因型aa的比例占25%。已知基因型为aa的个体失去求偶繁殖能力，则随机交配一代后，子代中基因型为aa的个体所占的比例为A.1/6B.1/9C.1/16D.1/4【易错分析】(1)将自交和自由交配混淆，按自交计算该题。即1/3AA×AA→1/3AA，2/3Aa×Aa→1/6AA、1/3Aa、1/6aa，因此aa占1/6，误选A项。（2）审题不仔细，计算时忘记“基因型aa的个体失去求偶繁殖能力”，将亲本中可育型Aa比例算作1/2，故后代中aa所占比例为1/2×1/2×1/4＝1/16，误选C项。【解析】选B。由题意可知，可育个体的基因型为AA和Aa，其中Aa占2/3，仅Aa自交的后代可产生基因型为aa的个体，故aa的概率为2/3×2/3×1/4＝1/9。进化变异不可遗传的变异可遗传的变异基因突变基因重组染色体变异时间特点结果意义时期分类结果意义种类染色体组二倍体单倍体多倍体进化的原材料拉马克的进化学说达尔文的自然选择学说现代生物进化理论共同进化与生物多样性的形成应用育种单倍体育种杂交育种诱变育种基因工程育种细胞工程育种多倍体育种基因突变概念：DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变，引起的基因结构的改变。时期：有丝分裂间期和减数第一次分裂间期意义：产生新基因，是生物变异的根本来源，为生物进化提供最初的原材料。特点：普遍性、随机性、低频率、多害少利性、不定向性实例：镰刀型细胞贫血症思考?基因突变的概念、发生时期、意义、特点及实例原因：外因是外界环境条件（生物、物理、化学因素）；内因是DNA复制过程中基因中脱氧核苷酸的种类、数量、排列顺序发生局部改变。

1、基因发生突变时，其性状是否一定发生改变？基因突变时，其性状未必改变：

若突变发生于非编码区或真核基因的内含子内;若改变了的密码子与原密码子仍对应同一种氨基酸，此时性状不改变;若基因突变为隐性突变，如AA中其中一个A→a，此时性状也不改变。有些情况下的基因突变会引起性状的改变如：

突变显性提示2、基因突变产生的具有突变性状的个体能否将突变基因稳定遗传给后代？要看这种突变是发生在体细胞还是生殖细胞;

还要看这种突变性状是否有很强的适应环境的能力。

也属于基因突变，且因为RNA是单链，在传递过程中更易发生突变。这也正是RNA病毒易发生变种和不易防治的主要原因。3、以RNA为遗传物质的生物，其RNA上核苷酸的序列若发生变化（增添、缺失或改变），是否属于基因突变。提示基因重组概念:是指生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。类型：1.减数分裂时非同源染色体上的非等位基因间的自由组合2.减数分裂四分体时，同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换3.异源基因重组[基因拼接技术或DNA重组技术]（基因工程）区别：1与2是在有性生殖（减数分裂）过程中实现的。3是在对基因改造、重组后导入受体细胞内通过无性繁殖，使重组基因表达，产生出人类需要的基因产物。思考?

基因重组的概念、类型、发生时期及意义基因工程思考?基因工程的内容、操作环境、对象、水平、工具、过程、步骤和结果

？

基本内容：基因拼接技术或DNA重组技术操作环境：生物体外操作对象：基因操作水平：DNA分子水平操作工具：限制性内切酶、DNA连接酶、运载体基本过程：剪切----拼接----导入----表达基本步骤：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、目的基因的检测和表达结果：人类需要的基因产物染色体变异思考?

染色体变异的概念、类型及产生原因概念:染色体的结构或数目的改变。类型：染色体的结构变异染色体的数目变异缺失：染色体中的某一段的缺失片段上的基因也随之缺失重复：除正常染色体外还多了一些染色体部分倒位：一条染色体的一个片断断裂后倒转180度后重新接合易位：一条染色体的一个片断移接到另一条非同源染色体上实例：猫叫综合症（人第5号染色体部分缺失引起的遗传病）个别染色体的增加或减少染色体组倍性增加染色体组倍性减少细胞工程植物体细胞杂交动物细胞克隆不同植物的细胞融合，使遗传物质组成改变通过核移植使遗传物质组成改变4、区分“交叉互换”与“易位”交叉互换易位属性内涵结果基因重组染色体结构变异减数分裂四分体时期同源染色体非姐妹染色体单体交叉互换对应片段细胞分裂过程中一条染色体的某片段移接到另一条非同源染色体上同源染色体上互换等位基因导致染色单体上基因重组新接入片段在其对应的同源染色体上无等位或相同基因提示染色体变异思考？染色体组的概念及二倍体、多倍体、单倍体的概念、成因与特点染色体组：细胞中的一组非同源染色体，形态和功能各不相同，但携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息。二倍体：概念：实例：体细胞中含有两个染色体组的个体。几乎全部的动物、过半数的高等植物多倍体：概念：成因：特点：体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。外界条件剧变，有丝分裂过程受阻，染色体数目加倍。茎秆粗壮，叶片果实种子较大，营养物质含量高，发育延迟，结实率低。基因突变基因重组本质发生时间类型适用范围染色体变异一、三种可遗传变异比较产生了新基因，基因“质”变“量”不变产生新基因型，性状重新组合，基因“质”、“量”均不变基因数目或排序改变，“质”不变有丝分裂和减数第一次分裂的间期主要减数第一次分裂有丝分裂和减数分裂理化生因素或自身生理因素引起的碱基对的增添、缺失、改变交叉互换;自由组合;基因工程。结构变异;个别染色体增减;染色体组数目增减。所有生物（包括病毒），无性生殖、有性生殖均可发生真核生物有性生殖核基因、基因工程真核生物，无性生殖、有性生殖均可发生基因突变基因重组检测育种意义染色体变异一、三种可遗传变异比较诱变育种杂交育种单倍体育种;多倍体育种。一般无法用显微镜检出，可进行基因检测（DNA探针）或依据性状表现确认可在光镜下检出进化意义生物变异的根本来源，是生物进化的原材料为变异提供丰富来源，对生物进化具有十分重要的意义大多对生物体不利，甚至导致生物体死亡例1

基因突变和染色体变异的比较中，叙述不正确的是A.基因突变是在分子水平上的变异，染色体结构变异是在细胞水平上的变异B.基因突变只能通过基因检测，染色体结构变异可通过光学显微镜比较染色体进行检测C.基因突变不会导致基因数目改变，染色体结构变异会导致基因数目改变

D.基因突变和染色体结构变异最终都会引起生物性状的改变

规律技巧

对于基本概念的掌握要注意概念之间的比较，基因突变、染色体变异、基因重组等都可以进行列表比较，这是一种非常好的复习方法。二、染色体组、二倍体、单倍体、多倍体

1、染色体组1）染色体组的特点非同源形态大小全部遗传信息无考点精讲：染色体组数目的判别常用方法：①细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组，如图有

个染色体组。②根据基因型来判断。控制同一性状的基因出现几次，则有几个染色体组。如基因型为Aa的细胞或生物体含有2个染色体组。4AABB的细胞内含

个染色体组。AAaaBBbb的细胞内含

个染色体组。练习：244.与染色体组相关的几个概念两看一看：二看：受精卵发育生物体生殖细胞(配子)发育生物体二倍体或多倍体一定是单倍体(不管有几个染色体组)受精卵发育生物体两个染色体组三个或三个以上染色体组二倍体多倍体（1）如何区分单倍体、二倍体、多倍体？单倍体、二倍体和多倍体二倍体：由受精卵发育而成的个体，体细胞中有两

个染色体组的叫做二倍体；体细胞中含有三个及以上染色体组的叫多倍体体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体叫单倍体1、单倍体只含有一个染色体组2、二倍体生物的单倍体只含有一个染色体组3、如果是受精卵发育成的个体，体细胞中有几个染色体组，

就称为几倍体。4、如果是生殖细胞未经受精直接发育的个体，

无论细胞中有多少个染色体组，仍是单倍体×单倍体多倍体自然条件：人工条件：自然条件：人工条件：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单倍体多倍体来源植株

特点应用诱导

方法植株弱小

高度不育茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加单倍体育种多倍体育种由生殖细胞直接发育常用花药离体培养秋水仙素处理萌发的种子或幼苗单倍体与多倍体的区别由受精卵发育成考点精讲：如何确定是单倍体？还是几倍体？关键看来源：若是由受精卵发育而来的个体，则含有几个染色体组就叫几倍体；若是由配子（或花粉）直接发育而来的个体，则不论含几个染色体组都叫单倍体。3个染色体组的个体二倍体×四倍体三倍体六倍体的花粉离体培养单倍体考点精讲：单倍体特点及育种单倍体育种：特点：植株

，高度

。A×B→F1花粉→4种单倍体植株→4种纯种植株→优良品种杂交花药离体培养秋水仙素筛选基因重组植物组织培养染色体数目加倍优点：缩短了育种年限（2年）

获得的后代均为纯种个体矮小不育花药离体培养→P高杆抗病DDTT×矮杆感病ddttF1高杆抗病DdTt配子DTDtdTdtDTDtdTdtDDTTDDttddTTddtt↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓纯合体秋水仙素→↑需要的矮抗品种㈡单倍体育种第1年第2年P高杆抗病DDTT×矮杆感病ddttF1高杆抗病DdTt↓F2D_T_D_ttddT_ddttddTT㈠杂交育种↓第1年第2年第3~6年××↑需要的矮抗品种矮抗考点精讲：单倍体育种缩短育种年限归纳：与育种相关的一组重要化学试剂及应用应用范围作用试剂名称生长素硫酸二乙酯秋水仙素纤维素酶聚乙二醇（PEG）细胞分裂素培育无子果实、植物组织培养诱变育种单倍体育种、多倍体育种植物体细胞杂交植物体细胞杂交植物组织培养促进果实发育及愈伤组织生根作为化学诱变剂诱发基因突变作为化学诱变剂诱导染色体加倍水解细胞壁成分以制备原生质体作为诱导剂诱导融合诱导细胞分裂及愈伤组织中芽的分化诱导细胞融合技术复杂，需与杂交育种结合明显缩短育种年限花药离体培养成单倍体，再诱导染色体倍染色体组成倍减少单倍体育种有利变异少，需大量处理供试材料提高变异频率，加速育种进程，大幅度改良性状用物理或化学方法处理生物基因突变人工诱变育种育种时间长使位于不同个体的优良性状集中于同一个体上基因重组杂交育种缺点优点常用方法原理类型杂交筛选自交再筛选考纲要求6育种方法小结保持亲本的优良性状嫁接、扦插、分根、压条、克隆等DNA结构稳定性及其复制无性繁殖有许多理论和技术问题未解决克服远源杂交的不亲和性去细胞壁不同植物体细胞原生质融合组织培养染色体变异植物体细胞杂交技术复杂突破杂交育种的不亲和性①提取目的基因②获得重组DNA分子③重组DNA分子导入受体细胞④目的基因的检测和表达

基因重组（广义）基因工程结实率降低，可育性差获得营养物质含量高的品种常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗染色体组成倍增加多倍体育种缺点优点常用方法原理类型练习种群基因频率生殖隔离克服了远缘杂交不亲和的障碍杂交ABC秋水仙素基因突变基因工程植物组织培养胚分析：考查不同育种方式的特点与区别，是综合性较强的题。对相似内容进行对比分析，也是学习生物学的重要方法之一。探究点四现代生物进化理论的基本论点及其计算种群是生物进化的基本单位;突变和基因重组产生原材料;自然选择决定生物进化的方向;隔离是物种形成的必要条件。①种群是生物进化的基本单位②突变（基因突变、染色体变异）和基因重组产生生物进化的原材料③自然选择决定生物进化的方向④隔离是物种形成的必要条件种群判定、基因库、基因频率计算随机不定向；不能决定生物进化的方向使种群的基因频率发生定向地改变使不同种群间的个体基因不能自由交流地理隔离生殖隔离（新物种形成的标志）考点17：生物进化的历程①物种形成的一般步骤：②有些物种的形成不经过地理隔离自然选择1自然选择2原种变异1变异2变异类型1变异类型2新种1新种2生殖隔离基因频率定向改变地理隔离经过长期的地理隔离形成生殖隔离如多倍体植物的形成考点18：生物进化与生物多样性的关系①不同环境的定向选择使生物向不同的方向进化；物种的形成意味着生物类型的增加②共同进化：不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展③生物多样性的形成：基因的多样性、物种多样性、生态系统多样性

生物实验

近年的高考试题可以看出，实验题所占比分较大，其中直接来源于课本的实验题越来越少，而具有材料背景的新情景探究性实验题越来越多。高考中，生物实验的考查重点主要是实验设计的能力，即对实验设计作出假设、设计对照、设计实验步骤，分析和预期实验结果，并加以处理和判断等。 实验题型大致可分为以下几类：实验操作题、实验原理题、实验设计题、实验评价题、实验步骤补充完善题。本专题主要介绍生物实验基本原则、实验中如何处理变量的关系以及对各类实验题型的分析。其应试策略为：一、教材基础实验1.观察类实验①显微镜使用：以上实验除了“观察植物细胞的质壁分离与复原”可使用低倍镜外，其余均需使用高倍显微镜。②实验材料选择及原因：a.观察DNA、RNA在细胞中的分布材料：不能选用哺乳动物成熟的红细胞。原因：无细胞核，也就几乎不含DNA、RNA；b.观察细胞的有丝分裂或低温诱导染色体加倍材料：呈正方形的根尖分生区细胞。原因：长方形的细胞可能是根尖的伸长区或成熟区的细胞，没有分裂能力，故只能用正方形的根尖分生区细胞；c.观察细胞的减数分裂材料：可以是动物的精巢或植物的雄蕊，而不宜选用动物的卵巢或植物的雌蕊。原因：雄配子的数量远远多于雌配子，更容易观察到进行减数分裂的细胞。2.鉴定类实验①鉴定蛋白质时，双缩脲试剂B液不能过量，因为过量的双缩脲试剂B液会与试剂A液反应，使溶液呈蓝色，从而掩盖生成的紫色。②绿叶中色素的提取的原理——无水乙醇提取法；色素分离的原理——纸层析法。3.实习和研究性课题①调查方法：取样调查法。可根据不同的调查目的和对象应用不同的取样方法。②调查选材：为使实验获得成功，常选用一些容易调查的内容，如植物种群密度的调查选择容易辨别个体的双子叶植物；遗传病的调查选择发病率高的遗传病等。③随机调查：调查的随机性决定了调查的准确性，所以应做到无区别对待调查对象，以确保调查的准确性。4.探究类实验（1）生物实验中的变量①实验变量（自变量）与反应变量。实验变量是指实验中由实验者操纵的因素或条件，而反应变量是指由实验变量引起的变化结果，二者之间是前因后果的关系。实验的目的就在于获得和解释前因与后果。②无关变量。无关变量是指实验中除实验变量外的影响实验结果与现象的因素或条件。（2）部分探究实验的注意事项①探究温度(pH)对酶活性的影响时，必须在达到预设的温度(pH)的条件下，再让反应底物与酶接触，避免在未达到预设的温度(pH)时反应底物已与酶接触发生反应，影响实验结果。②探究酵母菌细胞呼吸的方式时：a.新配制的质量分数为5％的葡萄糖溶液先加热煮沸以杀死里面的微生物、除去溶液中的空气，等冷却(防止高温杀死酵母菌)后再将食用酵母菌加入；b.酵母菌培养液应封口放置一段时间，待酵母菌将瓶内的氧气消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，以保证检测到的一定是酵母菌无氧呼吸产生的CO2使澄清的石灰水变混浊。③探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度a.装置的设计应有利于观察，如观察促进生根的实验可以用水培法。b.所设组别除用不同浓度的生长素类似物处理外，还要增加一组用蒸馏水处理的做空白对照。④探究培养液中的酵母菌数量的动态变化a.从试管中吸出培养液进行计数之前，要轻轻振荡几次，使酵母菌均匀分布，以确保计数准确，减小误差。b.该探究不需要设置对照，因为随着时间的延续，酵母菌种群数量的变化，在时间上形成前后自身对照，但要获得准确的实验数据，必须重复实验，求得平均值。c.对于压在小方格界线上的酵母菌，应只计算相邻两边及其顶角的酵母菌。d.实验结束后，用试管刷蘸洗涤剂擦洗血细胞计数板的做法是错误的，正确的方法是浸泡和冲洗。5.教材经典实验二、验证性实验和探究性实验三、实验设计一般步骤1.取材、分组、编号取材时要注意数量和生理及发育状态相同，用具要相同等，即无关变量要相同且适宜，不影响实验结果。2.变量处理根据单一变量原则和对照原则，对不同组别进行变量处理，通过不同的实验结果来达到实验目的。3.根据需要可进行进一步相同处理其他因素相同且最适的条件下继续处理。4.检测、观察、统计、比较必须找出具体的观察和记录对象，观察、记录、统计、比较实验数据和现象。实验设计中“使用恰当的语言表述”应注意的问题①实验材料选择a.植物：“大小相似，长势相同的同种植株”。b.动物：“体重（体长）、年龄、生长趋势相同”，有时甚至要“性别”相同。c.有时可以叙述为“生长状况基本相同的个体”。②试剂选择a.在量上难以做到准确的量化描述时，应尽可能用“定性”的语言表达，要注意“等浓度”、“等体积”、“适量的”、“一定量的”等词的运用；b.实验时间和条件上用“一段时间”、“适宜的温度、pH”等语言。(1)掌握高中生物教材实验的基本操作技能。(2)重视对课本实验的分析，能联系生物学科的有关基本理论，分析所观察到的实验现象。(3)挖掘课本知识点中所蕴含的实验因素。生物学的每一个知识结论都是在观察、实验的基础上得出的，所以在平时的复习中要注意多挖掘知识结论中所蕴含的科学实验思想和方法。第一个要素：假设第一项原则：假设验证原则①假设：较概括的假定科学实验遵循的程序准则：假设——预期——验证②预期：较具体的推断③验证：用事实证实或证伪实验方法要素及处理要素关系的基本原则1．假设与假设验证原则：第二个要素：变量第二项原则：单一变量原则①实验变量(自变量)①实验目的：操纵自变量，获取因变量②实验关键：控制无关变量，减少干扰变量③一个实验变量对应观测一个反应变量：如A实验变量对应观测A反应变量，不可混入B反应变量②反应变量(因变量)③无关变量(控制变量)④额外变量(干扰变量)2.变量与单一变量原则：第三个要素：控制第三项原则：平衡控制原则①严格操纵控制实验变量与反应变量①单组法：对同一对象，既用A法，又用B法②等组法：对象状况相等，甲用A法，乙用B法③轮组法：甲组用A法→B法，乙组用B法→A法②力求平衡抵消无关变量与额外变量3.控制与平衡控制原则：4.对照与实验对照原则：第四个要素：对照第四项原则：实验对照原则设置对照，消除无关变量对实验结果的影响，增加实验结果的可信度①空白对照：指明不做任何实验处理的对照组②自身对照：实验与对照在同一对象上进行③条件对照：给实验组某种处理，给对照组另一条件的处理④相互对照：几个实验组相互对照第五个要素：捕获与解释第五项原则：真实客观原则①捕获：捕捉、记录由实验变量而引起的反应变量的变化和结果，即捕获事实要实事求是，客观真实，力戒主观臆造②解释：论证、说明实验变量与反应变量的因果关系，并推出结论，即解释事实5.捕获、解释与真实客观原则：

【典例1】为验证甲状腺激素能促进蝌蚪发育，将27只同种、同时孵化且大小相同的蝌蚪，随机均分为三组，饲养的水、饲料和温度等培养条件相同且适宜。甲组加入甲状腺激素、乙组加入甲状腺激素抑制剂、丙组不加入药剂。饲养一段时间后，观察其生长情况。(1)请根据实验“单一变量”原则回答下列问题。①本实验中同种蝌蚪和相同饲养条件属于()②甲组加入的甲状腺激素是()③甲组的变化和结果是()A．自变量B．因变量C．额外变量D．无关变量(2)本实验的关键步骤是(A．定时喂食C．定时观察B．定时换水D．用药量合理

(3)实验中选取同种、同时孵化的大小相同的蝌蚪来做实验，其目的是________________________________。

[思路点拨]单一变量原则：控制其他因素不变，只改变其中一个因素(要研究的因素)，观察其对实验结果的影响。遵循单一变量原则，对实验结果进行科学的分析，增强实验结果的可信度与说服力。自变量是指实验中要研究和控制的因素或条件。因变量是指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。无关变量是指实验中除实验变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件。[答案](1)DAB(2)D(3)排除无关变量对实验结果的影响探究A动物蛋白对小鼠生长的影响

资料：饲料中的蛋白含量一般低于20%；普通饲料可维持小鼠正常生长；A动物蛋白有可能用于饲料生产。一、研究目的：探究A动物蛋白对小鼠生长的影响。二、饲料：1．基础饲料：基本无蛋白质的饲料。2．普通饲料(含12%植物蛋白)：基础饲料＋植物蛋白。3．试验饲料：基础饲料＋A动物蛋白。三、实验分组：实验组号小鼠数量/只饲料饲养时间/天110基础饲料21210试验饲料1(含6%A动物蛋白)21310试验饲料2(含12%A动物蛋白)21410试验饲料3(含18%A动物蛋白)21510试验饲料4(含24%A动物蛋白)21610ⅠⅡ备注：小鼠的性别组成、大小、月龄、饲喂量和饲养环境均相同。实验方法和检测指标：略①实验组6中，Ⅰ应该为______，原因是_____________；Ⅱ应该为______，原因是_________________。②要直观和定量地反映小鼠的生长情况，可以测量小鼠的______________和______________。

解析：本题要了解实验的几个基本原则，如等量原则，单一变量原则，对照原则。实验条件如培养时间、小鼠数量以及生长状况要保证一致，这样实验结果才具有准确性和可比性。确定该实验的观察指标：体重和体长。要探究A动物蛋白对小鼠生长的影响，不同含量A动物蛋白的组合即2、3、4、5为实验组，且为相互对照组；第1组为空白对照组，排除基础饲料对实验结果的影响；还缺乏另外一个对照组来排除植物蛋白对实验结果的影响，即第6组，所以Ⅰ应该为普通饲料，饲养时间为无关变量，应处于相同且适宜的状态，所以Ⅱ应该为21；反应变量的检测方法可以选择测量小鼠的平均体长和平均体重。答案：(1)③紫色(2)①普通饲料要排除普通饲料中的植物蛋白对实验结果的影响21无关变量应该处于相同且适宜的状态②平均体长平均体重

各类实验题解题策略题型一实验原理题

实验原理是选择实验材料、药品，设计实验步骤和预期实验结果的依据。实验原理有的在实验题干的叙述中，有的是课本中的实验原理。通常要求学生结合实验材料、实验步骤、实验现象或实验结果对实验原理进行解析，解决有关问题，考查对生物学基础知识和生物学实验的理解与应用能力。我们应该注意以下两点：(1)要熟记教材中每个实验的基本原理，并将所学的知识迁移到新的实验情景中。(2)要记住待检测物质与某种鉴定试剂产生的颜色反应。

【典例2】某校生物兴趣小组想设计一个实验来证明血浆中含有葡萄糖，老师给他们提供了下列材料用具：加有柠檬酸钠的鸡血、试管、离心器、三脚架、酒精灯、大烧杯、石棉网、火柴、清水等。(1)在实验过程还需要的一种试剂是__________________。(2)该实验的原理是___________________________。

[思路点拨]实验中要鉴定血浆中含有葡萄糖，还需要斐林试甲液：0.1g/mL的NaOH，乙液：0.05g/mL的CuSO4。实验原理是还原性糖能与斐林试剂在加热的条件下发生反应产生砖红色沉淀。[答案](1)斐林试剂(2)还原性糖能与斐林试剂发生反应产生砖红色沉淀【跟踪训练】2．下列有关实验及显色结果的叙述中，正确的是()

A．水浴加热条件下，蔗糖与斐林试剂反应生成砖红色沉淀 B．沸水浴条件下，脱氧核苷酸与二苯胺反应呈现蓝色 C．常温条件下，蛋白质与双缩脲试剂反应呈现紫色 D．常温条件下，脂肪与苏丹Ⅲ反应呈现红色

解析：还原性糖与斐林试剂反应生成砖红色沉淀，而蔗糖不是还原性糖。DNA能与二苯胺反应呈现蓝色，而不是脱氧核苷酸。蛋白质与双缩脲试剂反应呈现紫色。脂肪与苏丹Ⅲ反应呈现橘黄色，与苏丹Ⅳ反应呈现红色。C题型二实验操作题

实验操作题主要考查实验的操作技巧、注意事项、实验步骤与程序。要求必须参与实验，仔细观察，掌握实验操作技能。该题型一般以选择题的形式出现，也有的是以改正或完善实验步骤的简答题的形式出现。解答过程中应该注意以下两点：(1)要熟悉考纲要求的所有实验的操作步骤、实验注意事项等。(2)观察类实验中通常用到了显微镜和染色技术，在复习中要不断总结归纳。【典例3】下列有关显微镜操作的叙述中，错误的是(A．标本染色较深，观察时应选用凹面反光镜和大光圈B．将位于视野右上方的物像移向中央，应向右上方移动玻片标本C．若转换高倍物镜观察，需要先升镜筒，以免镜头破坏玻片标本D．转换高倍物镜之前，应先将所要观察的物像移到视野正中央

[思路点拨]标本染色较深时透光性较差，视野相对较暗，观察时应选用凹面镜和大光圈增大进光量；物像位于视野右上方，则玻片标本位于左下方，要移向中央应向右上方移动玻片标本；转换高倍镜观察，只需转动转换器换上高倍物镜即可，若视野不清晰，可调细准焦螺旋；在转换高倍镜之前，将要观察的物像先移到视野中央，以便在较小的视野中观察到物像。[答案]C【跟踪训练】

3．某同学在实验室中做“观察洋葱表皮细胞的质壁分离和复原”这个实验时，在实验室老师的帮助下，进行了一系列的创新实验，实验步骤和现象如下表：实验组5分钟的现象再过5分钟滴加清水5分钟①0.3g·mL－1蔗糖溶液x无变化质壁分离复原②0.5g·mL－1蔗糖溶液质壁分离y无变化③1mol·L－1KNO3溶液质壁分离质壁分离复原z④1mol·L－1醋酸溶液无变化细胞大小无变化细胞大小无变化对上表的推断或解释不正确的是()

A．x为质壁分离，因为细胞壁伸缩性弱于原生质层 B．y为质壁分离，可能导致细胞失水过多而死亡 C．z为细胞稍增大，细胞液颜色逐渐变浅 D．④组无变化是因为细胞吸水量等于失水量

解析：本题主要考察质壁分离和复原实验。A选项中，滴加清水5分钟后质壁分离复原可知，开始5分钟发生了质壁分离，原因为细胞壁伸缩性弱于原生质层。B选项中，滴加清水无变化，说明细胞开始发生了质壁分离，因为浓度过大，导致细胞失水过多而死亡。C选项中，第二个5分钟后，细胞质壁分离复原，再加清水，细胞吸水，细胞稍增大，细胞液颜色逐渐变浅。D选项中，醋酸浓度过大，将细胞杀死，观察不到质壁分离和复原现象。D题型三实验设计题

题目给出实验目的及一些材料，让考生设计实验方案。解答这类题目应首先根据题目的要求和给出的条件，确定所考查的知识点及相关的实验原理，设计便于操作的实验方案。其基本思路是：(1)找出实验目的：确定是探究性实验还是验证性实验。(2)确定自变量、因变量和无关变量：找出单一变量，确定对照组和实验组的设置，控制无关变量，明确观测指标。(3)分析材料用具、原理，学会制作简易流程图。(4)实验步骤要遵循对照原则和控制好变量，注意实验材料的选择和培养条件。(5)根据实验目的预测结果、得出结论。注意探究性实验和验证实验的不同回答：①“验证性”实验：要根据所学知识和原理，分析得出应有的实验结果和推出相应的结论，此时一般只有一个结果和相应的结论，结论是合理的、科学的、肯定的。不少结论是在题目要求验证的内容中寻找。②“探究性”实验：要根据原理、目的，预测出可能的结果和推出相应的结论，此时一般有几个不同结果及相应的结论。

【典例4】小王发现黑暗中生长的大豆幼苗比阳光下生长的大豆幼苗高得多。请设计一个实验方案，探究不同光照强度对大豆植株高度的影响，并预测实验结果。

实验材料和用具：大豆种子(200粒)、光照培养箱(光照强度范围0～10000Lux，温度、湿度等均可自行设定)、培养皿、直尺等。(1)实验方案：_______________________________。(2)实验结果预测：___________________________。

[思路点拨]在设计实验过程中，注意遵循对照、单一变量原则、平行重复等科学原则，所以至少分三组，且要有黑暗作为对照，每组必须有一定数量的种子，且数量相等，排除无关变量对实验的影响。预测实验结果要根据题中所给的自然现象，即黑暗中生长的大豆幼苗比阳光下生长的大豆幼苗高得多，即可得出正确答案。[答案](1)①实验材料：选出180粒大小一致的种子，分成六组，每组30粒，在培养皿中培养；②培养条件和光照强度：0、2000、4000、6000、8000、10000Lux，温度25℃，培养一周；③测定指标：用直尺测量植株高度，计算每组的平均值[注：要求至少分为三组，每组有一定数量的种子，光照强度必须有0Lux(黑暗)。](2)随光照强度增加，植株高度下降【跟踪训练】

4．胰高血糖素对小白鼠和人具有相同的生理作用。为了验证“胰高血糖素具有升高血糖的生理作用”，请以小白鼠为实验对象设计实验步骤。

实验材料和用具：正常实验小白鼠2只，生理盐水，用生理盐水配制的适宜浓度的胰高血糖素溶液，班氏糖定性试剂，注射器，试管，烧杯等。

实验步骤：(实验提示：采用腹腔注射给药，给药剂量不作实验设计要求；给药1小时后，用注射器在小鼠膀胱处穿刺取尿液。)

(1)取两支试管分别编号为1号和2号，各加入等量的班氏糖定性试剂。(2)确定1只鼠为实验鼠，腹腔注射胰高血糖素溶液；另一只鼠为对照鼠，腹腔注射等量生理盐水。

(3)给药1小时后，对两只小白鼠进行膀胱处穿刺取尿液，实验鼠尿液放入1号试管内，对照鼠尿液放入2号试管内。 (4)将两支试管摇匀后，放入盛有开水的烧杯内水浴加热，待冷却后，观察两支试管溶液颜色的变化题型四实验评价和修正题

实验评价就是利用已有的生物学知识，从实验取材、药品试剂、步骤及操作、结果及预测等进行评价，从而正确解答有关内容。对实验方案评价时，要注意从以下几方面入手： (1)有无对照(如果有，则看对照设计是否合理)，是否遵循单一变量原则和等量原则。(2)实验材料及器材的选择、使用是否正确。(3)实验方法、步骤是否合理。(4)是否采取正确的方法进行实验结果的检测和记录。【典例5】为探究温度对酶活性的影响，某同学设计了如下实验方案：(1)取三支试管并各注入2mL可溶性淀粉溶液。(2)向各试管中加入1mL唾液。(3)将三支试管分别放在37℃的温水、沸水和冰块中；两支试管中的pH为6.8，一支试管中的pH为2，摇匀后各自维持温度5min。(4)向各试管滴加2滴碘液(注：处于沸水中的试管待温度下降后再滴加碘液)。(5)观察各试管溶