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1、人教版 生物（高中）,专题十二 可遗传变异与育种,生物二轮复习课件,1.基因重组及其意义()。 2.基因突变的特征和原因()。 3.染色体结构变异和数目变异()。 4.生物变异在育种上的应用()。 5.转基因食品的安全()。,考纲展示,知识网络,1. 概念：由于DNA分子中发生_的增添、缺失和替换，而引起的基因结构的改变。,考点一、基因突变,碱基对,2. 实例：镰刀型细胞贫血症,谷氨酸,缬氨酸,CAT,GAA,考点解析,(1)直接原因：组成血红蛋白分子的一个_被替换。,(2)根本原因：控制血红蛋白合成的基因中一个_改变。,氨基酸,碱基对,3. 基因突变的原因、特点、时间和意义,替换,缺失,物理
2、因素,化学因素,普遍性,低频性,新基因,要点探究,1.发生的过程及时间,基因突变发生在细胞分裂间期DNA分子复制的过程中，即突变DNADNA。,2引起基因突变的因素及其作用的大致机理,2. 基因突变与性状的关系,(1)基因突变与其影响,(2)基因突变不改变生物性状的特例,不具有遗传效应的DNA片段中的“突变”不引起基因突变，不引起性状变异。 由于多种密码子决定同一种氨基酸，因此某些基因突变也不引起性状的改变。 某些基因突变虽改变了蛋白质中个别位置的氨基酸种类，但并不影响蛋白质的功能。 隐性突变在杂合子状态下也不会引起性状的改变。,特别提醒,1. 除真核生物在细胞分裂间期DNA分子复制过程中出现
3、差错发生突变外，细胞质内DNA、原核细胞DNA、病毒DNA复制时也可出现差错而发生突变。 2. 以RNA为遗传物质的生物，其RNA上核糖核苷酸序列发生变化，也引起基因突变，且RNA为单链结构，在传递过程中更易发生突变。 3. 基因突变不改变染色体上基因的数量，只改变基因的结构而产生新基因。,(1)基因突变发生在有丝分裂过程中，一般不遗传，但有些植物可能通过无性生殖传递给后代。(2)如果发生在减数分裂过程中，可以通过配子传递给后代。,2基因突变不一定都能遗传给后代,不同生物的基因组组成不同，病毒和原核细胞的基因组结构简单，基因数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位基因。因此，真核生物基因突变可
4、产生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突变产生的是一个新基因。,1基因突变不一定都产生等位基因,易 错 警 示,1. 基因突变的类型及性状表现特点,(1)显性突变：如aA，该突变一旦发生即可表现出相应性状。 (2)隐性突变：如Aa，突变性状一旦在生物个体中表现出来，该性状即可稳定遗传。,2. 验证基因突变实验设计的思路,(1)验证生物变异是基因突变还是环境影响：可以把矮秆植株与原始亲本种植在相同的环境条件下，观察比较两者的表现型是否相同，若相同则说明变异是由环境引起的。 (2)验证基因突变的显隐性：可让矮秆植株和原始亲本杂交，若出现性状分离，则说明为显性突变，若没有出现性状分离，则说明为隐性突
5、变。,考点二、基因重组,1. 概念：在生物体进行_的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。,有性生殖,2类型比较,四分体,非姐妹染色单体,非等位基因,运载体,3.意义 基因重组能够产生多样化的基因组合的子代，其中可能有一些子代会含有适应某种变化的、_的基因组合，就可能出现适应多变环境的个体，从而在多变环境中繁衍下去。所以基因重组是_的重要来源之一，对生物的_具有重要意义。,生存所必需,生物变异,进化,特别提醒,1. 受精过程中不进行基因重组。2. 基因重组只能产生新基因型和重组性状，不能产生新基因和新性状。,要点探究,1.类型,(1)分子水平的基因重组 如通过对DNA的剪切、拼接而实施的基因工
6、程。 特点：可克服远缘杂交不亲和的障碍。 (2)染色体水平的基因重组 减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换，以及非同源染色体上非等位基因的自由组合而导致的基因重组。特点：难以突破远缘杂交不亲和的障碍，可产生新的基因型、表现型，但不能产生新的基因。,(3)细胞水平的基因重组 如动物细胞融合技术以及植物体细胞杂交技术下的大规模的基因重组。 特点：可克服远缘杂交不亲和的障碍。,2. 基因突变与基因重组的区别和联系,特别提醒,根据题意来确定如图变异的类型,1. 若为体细胞有丝分裂(如根尖分生区细胞、受精卵等)，则只能是基因突变造成的； 2. 若为减数分裂，则原因是基因突变(间期)或基因重组
7、(减数第一次分裂)；3. 若题目中问造成B、b不同的根本原因，应考虑可遗传变异中的最根本来源基因突变；,4. 若题目中有分裂时期提示，如减前期造成的则考虑交叉互换，间期造成的则考虑基因突变。5. 自然状况下，原核生物不会发生基因重组。 6. 交叉互换基因重组。如果交叉互换发生在同源染色体之间叫基因重组；如果发生在非同源染色体之间叫易位，属于染色体结构变异。,知识拓展,突变和基因重组图解,1. “互换”问题：同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换，属于基因重组；非同源染色体之间的交叉互换属于染色体结构变异中的易位。 2. “缺失”问题：DNA分子上若干基因的缺失属于染色体变异；而DNA分子中若干碱
8、基对的缺失属于基因突变。 3. “变异水平”问题：基因突变和基因重组属于分子水平，光学显微镜下观察不到；染色体变异属于细胞水平的变化，光学显微镜下可观察到。4. “不同生物的变异类型”问题：病毒和原核生物可遗传变异的来源是基因突变；进行无性生殖的真核生物可遗传变异的来源是基因突变和染色体变异；进行有性生殖的真核生,物可遗传变异的来源是基因突变、基因重组和染色体变异。5. “单倍体是否可育”问题：不要认为所有的单倍体都是高度不育。绝大多数生物为二倍体，其单倍体只含一个染色体组，故高度不育。但是若生物体细胞中含有4、8等偶数个染色体组，则其单倍体可产生正常配子，因而可育。 6. “基因突变是否可引
9、起性状改变”问题：不一定，由于密码子具有简并性，突变后导致密码子变但是对应的氨基酸不一定变；突变成的隐性基因在杂合子中不会引起性状改变；某些突变虽然改变蛋白质中的氨基酸，但是不一定改变蛋白质的功能；不具有遗传效应的DNA片段的突变也不会引起性状改变。,缺失,重复,倒位,易位,考点三、染色体变异,1、染色体的结构变异,2、染色数目的增减,类型 个别染色体的增加或减少。 以染色体组形式成倍增加或减少,染色体组：,真核细胞内的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。 一个染色体组包含了该物种的每对同源染色体中的一条。,3、计算细胞内染色体组数目的方法,等于细胞
10、内形态相同的染色体数目。 等于细胞或生物体的基因型中控制同一性状的基因的个数。,该细胞含有 个染色体组。,4,3,基因型为AAAABbbbRRrr的细胞含有 个染色体组。,二倍体： 多倍体： 单倍体：,由受精卵发育而成，体细胞中含有2个染色体组的个体。,由受精卵发育而成，体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体。,体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。,4、二倍体，多倍体和单倍体,5、单倍体和多倍体的区别 起点不同： 单倍体是由配子发育而来； 多倍体是由受精卵发育而来。 染色体组数目不同： 单倍体可以含有一个或多个染色体组； 多倍体一定含有三个或三个以上的染色体组。,6、多倍体育种 方法：
11、原理： 优点： 缺点： 实例：,用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。,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。,染色体数目变异,三倍体无子西瓜的培育,发育延迟，结实率低,7、单倍体育种 方法： 原理： 优点： 缺点： 应用：,花药离体培养,染色体数目变异,植株弱小，而且高度不育，能缩短育种年限,方法复杂，成活率低。,抗病植株的育成,考点四、杂交育种和诱变育种,物理因素或化学因素,基因突变,基因重组,基因突变,有性生殖,新基因,突变率,新基因,少,要点探究,1、几种遗传育种的方法比较,特别提醒,1诱变育种与杂交育种相比，前者能产生前所未有的新基因，创造变异新类型；
12、后者不能产生新基因，只是实现原有基因的重新组合。 2在所有育种方法中，最简捷、常规的育种方法杂交育种。3有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，其最简便的方法是自交。4若培育植物为营养繁殖，如土豆、地瓜等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。,5根据不同育种需求选择不同的育种方法。 (1)将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体上，可利用杂交育种，亦可利用单倍体育种。(2)要求快速育种，则运用单倍体育种。 (3)要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，可利用诱变育种和杂交育种相结合的方法。 (4)要求提高品种产量，提高营养物质含量，可运用多倍体育种。,1. 不能区分花药离体培
13、养与单倍体育种的关系。单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理两个过程。花药离体培养只得到单倍体，只有经过秋水仙素处理才能得到纯合植株。 2. 不明确杂交育种中纯合子的筛选方法。植物杂交育种一般用自交，动物杂交育种一般用测交。 3. 不能准确选择育种方法而出现失误，如“最简捷”的方法是杂交育种，明显缩短育种年限的是单倍体育种。4. 原核生物不能进行减数分裂，所以不能运用杂交的方法进行育种，如细菌的育种一般采用的方法是诱变育种。,易 错 警 示,不能正确判断生物育种的方法和过程,考点五、基因工程及其应用,1概念的理解,DNA重组,基因,分子,定向,限制酶,DNA连接酶,运载体,受体,3步骤：提取
14、目的基因目的基因与_结合将目的基因导入_目的基因的_,运载体,受体细胞,检测与鉴定,育种,药物,环境,要点探究,2有关基因工程的相关提醒(1)限制酶在第一步和第二步操作中都用到，且要求是同一种酶，目的是产生相同的黏性末端；第二步中两种工具酶都用到。 (2)质粒是最常用的运载体，不要把质粒和运载体等同，除此之外，噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。运载体的化学本质为DNA，其基本单位为脱氧核苷酸。 (3)目的基因表达的标志：通过翻译合成相应的蛋白质。 (4)通过基因工程培育的抗虫棉，只能抗虫，不能抗病毒、细菌。,1. 容易混淆的DNA连接酶和DNA聚合酶 (1)DNA连接酶：在两个DNA片段之间形
15、成磷酸二酯键。 (2)DNA聚合酶：可将单个的脱氧核苷酸加到已有的脱氧核苷酸序列上，形成磷酸二酯键。 (3)相同点：这两种酶都是蛋白质，可以形成两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。2.限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用部位都是脱氧核苷酸之间形成的磷酸二酯键(不是氢键)，只是一个切开，一个连接。 3. 要想从DNA上切下某个基因，应切2个切口，产生4个黏性末端。,易 错 警 示,4. 原核生物基因(如抗虫基因来自苏云金芽孢杆菌)可为真核生物(如棉花)提供目的基因。5. 微生物常被用做受体细胞的原因是其具有繁殖快、代谢快、目的基因产物多的特点。 6. 动物受体细胞一般选用受精卵，植物受体细胞可以是体细胞，但需与植物组织培养技术相结合。 7. 对基因操作是否成功不但要在分子水平上鉴定还要在个体水平上鉴定。 8. 目的基因指要表达的基因，标记基因指运载体上且用于鉴定筛选的基因。,DNA连接酶、DNA聚合酶等的比较：,谢谢！,
