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1、第3讲 变异 育种与进化 一 生物变异的问题汇总 1 基因突变 基因重组和染色体变异的适用范围及产生机理 1 基因突变 2 基因重组 3 染色体变异 适用范围 所有生物 机理 基因的 发生改变 适用范围 自然情况下 真核生物 机理 基因的 和 适用范围 机理 染色体的 和 发生变化 分子结构 自由组合交叉互换 真核生物 结构数目 2 染色体结构变异与基因突变的区别 1 判断 的变异类型 缺失增添倒位基因突变 2 比较 与 变异的差异 镜检结果 显微镜下 能或不能 观察到 显微镜下 能或 不能 观察到 是否能产 生新基因 变异的 实质 基因数目或排列顺序改 变 的替换 增 添和缺失 不能 不产生
2、产生 碱基对 能 3 交叉互换与染色体易位的比较 交叉互换染色体易位 图解 区别发生在 之间 发生在 之间 属于 属于 变异 同源染色体的非 姐妹染色单体 非同源染色体 基因重组染色体结构 4 判定单倍体 二倍体和多倍体 单倍体 单倍体 两个 多倍体 花药离体培养 二 不同需求的育种方法的选择 1 将两个或多个品种的优良性状集中在一起 要用 方 法 2 若要快速获得纯种 则用 方法 3 若要培育原来没有的性状 则可用 方法 4 若要提高品种质量 提高营养物质含量 可用 方 法 5 若要克服远缘杂交不亲和的障碍 则可以选择 育 种 6 若要培育隐性性状个体 则可用 只要出现 即可 杂交育种 单倍
3、体育种 诱变育种 多倍体育种 基因工程 自交或杂交 该性状 三 图解法理解生物进化 1 比较达尔文自然选择学说和现代生物进化理论 变异 自然选择 多样 性适应性 种群 基因频率 突变和基因重组 隔离 2 新物种形成的基本环节 1 补充图中字母代表的内容 A B C 2 生物进化的判断标准是 3 新物种的形成不一定经过B过程的原因 3 新物种形成的标志 突变与基因重组地理隔离生殖隔离 种群基因频率的改变 新物种的形成还 有爆发式和人工创造新物种 生殖隔离 1 2013江苏高考 T11B 某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很 难获得成熟种子 为尽快推广种植 可采用花粉粒组织培养获 得单倍体苗 分析 花
4、粉粒是减数分裂产生的 经过了基因重组 且组织培养 形成的单倍体往往比较弱小且高度不育 不能保存该种珍稀花 卉的优良性状 2 2012广东高考 T6D 科学家用人工合成的染色体片段 成功 替代了酵母菌的第6号和第9号染色体的部分片段 得到的重组 酵母菌能存活 从而改变了酵母菌的进化方向 分析 生物变异是随机的 不定向的 酵母菌导入人工合成的染 色体片段 增加了遗传多样性 但不能改变进化方向 其进化方 向由自然选择决定 3 2012江苏高考 T5C 外来物种入侵能改变生物进化的速度 和方向 分析 外来物种入侵会导致本地生物多样性的锐减 因此会影响 生物进化的速度和方向 4 2012江苏高考 T5D
5、 突变的可遗传性阻碍生物进化 分析 突变可为生物进化提供原材料 5 2011安徽高考 T4C 积聚在细胞内的131I可能直接诱发甲状 腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代 分析 放射性同位素131I能诱发甲状腺滤泡上皮细胞发生基因 突变 但由于是体细胞的基因突变 因此不能遗传给下一代 6 2011海南高考 T19C 染色体片段的缺失和重复必然导致基 因种类的变化 分析 染色体片段的缺失和重复属于染色体变异 只能改变基因 的数目 不会导致基因种类的变化 基因突变会导致基因种类的 变化 7 2011海南高考 T19D 染色体片段的倒位和易位必然导致 基因排列顺序的变化 分析 染色体主要是由DNA和
6、蛋白质组成的 染色体的倒位和 易位必然导致基因排列顺序的变化 8 2011江苏高考 T22B 在有丝分裂和减数分裂的过程中均可 产生非同源染色体之间发生自由组合 导致基因重组 分析 自然情况下 基因重组发生在减数第一次分裂前 后期 有丝分裂过程中不会发生基因重组 9 2011江苏高考 T6B 生物进化的实质是种群基因型频率的 改变 分析 生物进化的实质是种群基因频率的改变 热点考向 1 生物变异的类型及特点 典例1 2013 烟台模拟 权威遗传机构确认 济南发现的一 例染色体异常核型即46 XY t 6 8 为世界首例 该例异常核型 属于染色体平衡易位携带者 染色体平衡易位是造成流产和畸 形儿
7、的重要因素 由于没有遗传物质丢失 患者表现及智力均与 正常人一样 某女性患者的1和5号染色体易位 染色体异常核 型可表示为46 XX t 1 5 下列说法错误的是 A 经染色后 在光学显微镜下可观察到染色体易位 B 46 XY t 6 8 表示某男性患者6和8号染色体易位 C 只有缺失和重复这两类染色体结构变异才能导致某条染色体 基因数量的改变 D 染色体易位不属于基因重组 这种变异是可遗传的 解题探究 1 探究某一变异性状是否是可遗传变异的方法思路 若是染色体变异 可直接借助 观察 是否改变 与原来类型在相同环境下生长 观察 是否消失 若 不消失 则为 反之为 设计 实验 根据实验结果确定变
8、异性状的 是否改变 提示 显显微镜镜 染色体的形态态 结结构和数目 变变异性状 可遗传遗传 的变变异 不可遗传遗传 的变变异 杂杂交 基因型 2 涉及基因种类和数量的变化 基因突变基因重组染色体变异 种类 不改变 数量不改变 提示 改变变 不改变变 不改变变 改变变 解析 选选C 染色体变变异在光学显显微镜镜下可以观观察到 由题题 中信息 某女性患者的1和5号染色体易位 染色体异常核型可 表示为为46 XX t 1 5 可知46 XY t 6 8 表示某男性患者6和 8号染色体易位 就一条染色体来说说 缺失 重复 易位都可导导 致基因数量的改变变 染色体易位是染色体结结构的改变变 属于染 色体
9、变变异 其基因的排列顺顺序发发生了变变化 即遗传遗传 物质发质发 生了 改变变 属于可遗传遗传 的变变异 总结总结 提升 基因突变变 基因重组组和染色体变变异的相关问题问题 辨析 1 关于 互换换 问题问题 同源染色体上非姐妹染色单单体的交叉 互换换 属于基因重组组 非同源染色体之间间的互换换 属于染色体结结 构变变异中的易位 2 关于 缺失 问题问题 DNA分子上若干基因的缺失属于染色体 变变异 DNA分子上若干碱基对对的缺失 属于基因突变变 3 关于变变异的水平问题问题 基因突变变 基因重组组属于分子水平 的变变化 光学显显微镜镜下观观察不到 染色体变变异属于细细胞水平的 变变化 光学显显
10、微镜镜下可以观观察到 4 不同生物可遗传变遗传变 异的类类型分析 病毒的可遗传变遗传变 异唯一 来源是基因突变变 细细菌等原核生物不含染色体 所以不存在染色 体变变异 变式训练 普通果蝇的3号染色体上的3个基因 按猩红眼 桃 色眼 三角翅脉的顺序排列 St P DI 同时 这3个基因在另一 种果蝇中的顺序是St DI P 我们把这种染色体结构变异方式称 为倒位 仅仅这一倒位的差异便构成了两个物种之间的差别 据此 下列说法正确的是 A 倒位和发生在同源染色体之间的交叉互换一样 属于基因重 组 B 倒位后的染色体与其同源染色体完全不能发生联会 C 自然情况下 这两种果蝇之间不能产生可育子代 D 由
11、于倒位没有改变基因的种类 发生倒位的果蝇性状不变 解析 选选C 倒位属于染色体结结构的变变异 同源染色体之间间 的交叉互换换属于基因重组组 倒位后的染色体与其同源染色体也 可能发发生联联会 这这两种果蝇蝇属于两个物种 它们们之间间存在生殖 隔离 因此两种果蝇蝇之间间不能产产生可育子代 倒位虽虽然没有改 变变基因的种类类 但也可以使果蝇蝇性状发发生改变变 热点考向 2 生物变异在育种上的应用 典例2 2013 浙江高考 在玉米中 控制某种除草剂抗性 简称抗性 T 与除草剂敏感 简称非抗 t 非糯性 G 与糯性 g 的基因分别位于两对同源染色体上 有人以纯合的非抗非 糯性玉米 甲 为材料 经过EM
12、S诱变处理获得抗性非糯性个体 乙 甲的花粉经EMS诱变处理并培养等 获得可育的非抗糯性个 体 丙 请回答 1 获得丙的过程中 运用了诱变育种和 育种 技术 2 若要培育抗性糯性的新品种 采用乙与丙杂交 F1只出现 抗性非糯性和非抗非糯性的个体 从F1中选择表现型为 的个体自交 F2中有抗性糯性个体 其比例是 3 采用自交法鉴定F2中抗性糯性个体是否为纯合子 若自交后 代中没有表现型为 的个体 则被鉴定个体为纯合 子 反之则为杂合子 请用遗传图解表示杂合子的鉴定过程 4 拟采用转基因技术改良上述抗性糯性玉米的抗虫性 通常 从其他物种获得 将其和农杆菌的 用合适 的限制性核酸内切酶分别切割 然后借
13、助 连接 形成 重组DNA分子 再转移到该玉米的培养细胞中 经筛选和培养等 获得转基因抗虫植株 解题探究 1 四种基本育种方法的比较 项目杂交育种诱变育种 多倍体 育种 单倍体 育种 原理基因重组 方法 激光 射线 或化学药 品处理 秋水仙素 处理 花药离 体培养 后加倍 优点 可集中优 良性状 时间短 器官大和 营养物质 含量高 缩短育 种年限 缺点 只适用于 提示 基因突变变 染色体变变异 染色体变变异 杂杂交 萌发发的种子或幼苗 育种年限长长 盲目性大及突变频变频 率较较低 植物 2 明确单倍体育种和多倍体育种方式有关的问题 一倍体一定是单倍体吗 单倍体一定是一倍体吗 二倍体物种所形成的
14、单倍体中 其体细胞中只含有一个染色 体组 这种说法对吗 为什么 如果是四倍体 六倍体物种形成的单倍体 其体细胞中就含 有两个或三个染色体组 可以称它为二倍体或三倍体 这种说法 对吗 单倍体中可以只有一个染色体组 但也可以有多个染色体组 对吗 提示 一倍体一定是单单倍体 单单倍体不一定是一倍体 对对 因为为在进进行减数分裂形成配子时时 同源染色体分开 导导致 染色体数目减半 不对对 尽管其体细细胞中含有两个或三个染色体组组 但因为为是 由配子发发育成的个体 因此 只能称为单为单 倍体 对对 如果本物种是二倍体 则则其配子所形成的单单倍体中含有一 个染色体组组 如果本物种是四倍体等 则则其配子所形
15、成的单单倍体 含有两个染色体组组等 解析 本题综题综 合考查查了单单倍体育种 诱变诱变 育种 杂杂交育种 和基因工程育种等相关内容 1 甲ttGG产产生的花粉为为tG 在EMS的诱变诱变 下 通过过花药药离体培 养获获得单单倍体tg 再由单单倍体tg获获得可育的丙 非抗糯性 ttgg 需要秋水仙素处处理使染色体加倍 这这个过过程属于单单倍体 育种 2 甲ttGG通过诱变产过诱变产 生乙TtGG 乙和丙ttgg杂杂交 可以获获得 TtGg和ttGg 从中选选出表现现型为为抗性非糯性TtGg的个体自交 F2 中有抗性糯性T gg的个体 其比例为为3 16 3 采用自交法 纯纯合子不会发发生性状分离
16、 杂杂合子出现现性状分 离 F2中抗性糯性T gg的个体有可能为为TTgg 其自交结结果不会 发发生性状分离 如果出现现性状分离且抗性糯性 非抗糯性 3 1 则为杂则为杂 合子Ttgg 4 转转基因技术术的第一步是获获取目的基因 可以从其他生物直接 获获取抗虫基因 用同一种限制性核酸内切酶分别别切割目的基因 和质质粒 然后在DNA连连接酶的作用下将其拼接到运载载体质质粒上 构建基因表达载载体 农农杆菌转转化法中是将目的基因插入Ti质质粒 的T DNA中 然后通过农过农 杆菌转转化法导导入受体细细胞玉米细细胞中 通过组织过组织 培养获获得抗虫植株 最后鉴鉴定和筛选筛选 答案 1 单单倍体 2 抗性非糯性 3 16 3 非抗糯性 P 抗性糯性 Ttgg F1 雌配子 雄配子 Tgtg TgTTgg 抗性糯性 Ttgg 抗性糯性 tgTtgg 抗性糯性 ttgg 非抗糯性 抗性糯性 非抗糯性 3 1 4 抗虫基因 或目的基因 Ti质粒 DNA连接酶 总结总结 提升 多倍体和单单倍体的比较较及应应用 1 多倍体和单单倍体的比较较 项项目多倍体单单倍体 自然 成因 外界环环境条件剧变剧变单单性生
