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1、必修2遗传与进化 第三单元生物的变异、育种和进化 第一讲生物的变异 第二讲人类遗传病与生物育种 第三讲生物的进化 专题培优课巧用数学思想解遗传与进化计算题,目 录,教材知识问题化梳理,一、基因突变 (1)概念：DNA分子中发生碱基对的 ，而引起的 的改变。,替换、增添或缺失,基因结构,普遍性,低频性,新基因,生物变异,原始材料,(4)连线表示诱发基因突变的因素：,二、基因重组 (1)实质：控制不同性状的基因 。,重新组合,非等位基因,交叉互换,转基因,(3)结果：产生 ，导致 出现。 (4)意义：形成生物多样性的重要原因之一。,新的基因型,重组性状,三、染色体变异 1连线表示染色体结构变异的类
2、型,2染色体数目变异 (1)单倍体、二倍体和多倍体： 单倍体：体细胞中含有 染色体数目的个体。 二倍体：由 发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。 多倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有_ 染色体组的个体。,配子中,受精卵,三个或,三个以上,(2)单倍体育种和多倍体育种：,图中a和c操作是秋水仙素处理，其作用原理是。 图中b过程是。 单倍体育种的优点是。,萌发的种子或幼苗,秋水仙素抑制纺锤体形成,花药离体培养,明显缩短育种年限,一、在小题集训中洞悉命题视角 1判断有关基因突变和基因重组叙述的正误。 (1)A基因突变为a基因，a基因还可能再突变为A基因。 (2011海南卷T8A)( ) (2
3、)人类镰刀形细胞贫血症发生的根本原因是基因突变。 (2008上海卷T7A)( ) (3)非同源染色体自由组合，导致在减数分裂过程中发生基因重组。 (2009福建卷T3B改编)( ) (4)非姐妹染色单体的交叉互换可引起基因重组。 (2008宁夏卷T5B)( ),效果自评组合式设计,2判断有关染色体变异叙述的正误。 (1)染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化。 (2011海南卷T19C)( ) (2)染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化。 (2011海南卷T19D)( ) (3)低温可抑制染色体着丝点分裂，使子染色体不能分别移向两极。 (2010福建卷T3A)( ) (4)多
4、倍体形成过程增加了非同源染色体重组的机会。 (2009广东卷T7D)( ),3判断下图中发生的变异类型。(2009上海卷T22 改编),二、在回顾教材图表中强化学科能力,据雌雄果蝇染色体图解回答下列问题。 (1)请写出果蝇一个染色体组的染色体组成。 答案：、X或、Y。 (2)若染色体中DNA分子某碱基对G/C缺失或染色体中某一片段缺失，它们分别属于哪种变异类型？ 答案：基因突变，染色体结构变异(缺失)。 (3)若某一雌果蝇减数分裂形成的卵细胞染色体组成为、X、X，这属于哪种变异类型？ 答案：染色体数目变异。,基因突变与基因重组,1.基因突变的原因分析,2基因重组图解分析,3基因突变与基因重组的
5、比较,基因突变,基因重组,变异 本质,基因分子结构发生改变,原有基因的重新组合,发生 时间,通常在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期,减数第一次分裂四分体时期和减数第一次分裂后期,适用 范围,所有生物(包括病毒),进行有性生殖的真核生物和基因工程中的原核生物,基因突变,基因重组,结果,产生新基因(等位基因)，控制新性状,产生新基因型，不产生新基因,意义,是生物变异的根本来源，生物进化的原始材料,生物变异的重要来源，有利于生物进化,应用,人工诱变育种,杂交育种,联系,通过基因突变产生新基因，为基因重组提供了自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础,例(2012江苏高考)某植株的一 条染色体发
6、生缺失突变，获得该缺失染色体 的花粉不育，缺失染色体上具有红色显性基 因B，正常染色体上具有白色隐性基因b(见右图)。如以该植株为父本，测交后代中部分表现为红色性状。下列解释最合理的是 (),A减数分裂时染色单体1或2上的基因b突变为B B减数第二次分裂时姐妹染色单体3与4自由分离 C减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合 D减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换,解析由于“缺失染色体的花粉不育”，所以以该植株为父本，理论上测交后代应该全部表现为白色性状。后代中出现部分红色性状，可能是图示染色单体1或2上的基因b突变为B，但这种可能性很小，故A项不是最合理的；也有可能是减数第一次分裂的
7、四分体时期非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，B基因转移到染色单体1或2上，这种情况最为常见，D项解释最合理。 答案D,规律方法,姐妹染色单体中等位基因来源的判断,1.染色体结构变异,染色体易位,交叉互换,图解,染色体变异,染色体易位,交叉互换,区别,发生于非同源染色体之间,发生于同源染色体的非姐妹染色单体间,属于染色体结构变异,属于基因重组,可在显微镜下观察到,在显微镜下观察不到,2染色体的缺失、重复、倒位与基因突变的区别,3染色体组数量的判断,(1)根据染色体的形态判断。 细胞内同一形态的染色体共有几条，则该细胞中含有几个染色体组。如图甲中与1号(或2号)相同的染色体共有4条，此细胞有4个染
8、色体组。 (2)根据基因型判断。 控制同一性状的基因(读音相同的大、小写字母)出现几次，则含有几个染色体组。如图乙中基因型为AaaaBbbb，任一种基因有4个，则该细胞中含有4个染色体组。 (3)根据染色体的数目和染色体的形态数来推算。染色体组的数目染色体数/染色体形态数。如雌果蝇体细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为2个。,4单倍体、二倍体和多倍体的比较,单倍体,二倍体,多倍体,发育来源,配子,受精卵,染色体组,1至多个,2,3个或3个以上,形成原因,自然 成因,单性生殖,正常的有性生殖,外界环境条件剧变,人工 诱导,花药离体培养,秋水仙素处理单倍体幼苗,秋水仙素处理萌发的种
9、子或幼苗,单倍体,二倍体,多倍体,形成过程,单倍体,二倍体,多倍体,特点,植株弱小，高度不育,正常可育,果实、种子较大，营养物质含量丰富，生长发育延迟，结实率低,举例,蜜蜂的雄蜂,几乎全部的动物和过半数的高等植物,香蕉(三倍体)；马铃薯(四倍体)；八倍体小黑麦,例2(2013武汉名校调研)下图是四种不同的植物体体细胞染色体组成，下列说法正确的是(),A甲、乙、丙、丁分别属于二倍体、三倍体、单倍体和四倍体 B乙个体的细胞中最多含有18条染色体 C丙细胞发生基因突变，自然状态下突变基因可以通过有性生殖遗传给后代 D丁产生的可遗传的变异来源有三种,解析甲、乙、丁若是由本物种配子发育来的，则都属于单倍
10、体；乙个体的细胞在正常有丝分裂情况下，后期染色体最多，为18条，但如果发生染色体数目变异，则染色体可能超过18条；丙的体细胞中只含一个染色体组，不能进行正常的减数分裂，其突变基因不可能通过有性生殖遗传给后代；丁产生的可遗传的变异来源有三种，即基因突变、基因重组和染色体变异。 答案D,规律方法,变异类型与细胞分裂的关系,变异类型,细胞分裂方式,基因突变,可发生于无丝分裂、有丝分裂、减数分裂,基因重组,减数分裂,染色体变异,有丝分裂、减数分裂,易误点,不能判断基因突变与生物性状的关系,失误类型,知识理解类失误,认知纠偏,1基因突变对蛋白质结构的影响,碱基对,影响范围,对氨基酸序列的影响,替换,小,
11、只改变1个氨基酸或不改变,增添,大,插入位置前不影响，影响插入后的序列,缺失,大,缺失位置前不影响，影响缺失后的序列,2基因突变对性状的影响 (1)基因突变影响性状： 原因：突变引起密码子改变，最终表现为蛋白质功能改变，影响生物性状。例如镰刀型细胞贫血症。 (2)基因突变不影响性状： 原因：若基因突变发生后，引起了mRNA上的密码子改变，但由于一种氨基酸可对应多个密码子，若该改变了的密码子与原密码子对应的是同一种氨基酸，此时突变基因控制的性状不改变；若基因突变为隐性突变，如AA中其中一个Aa，此时性状也不改变。,3基因突变的结果是产生新基因，并不全是产生等位基因 不同生物的基因组组成不同，病毒
12、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。,设误角度,高考命题常从以下角度设置陷阱,(1)已知基因突变的类型，推断生物性状改变的状况。 (2)已知氨基酸的密码子和蛋白质中氨基酸的排列顺 序，确定基因突变的类型。,1如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对，不可能的后果是 () A没有蛋白质产物 B翻译为蛋白质时在缺失位置终止 C所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸 D翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化 解析：基因的中部若编码区缺少1个核苷酸对，该基因仍然能表达，但是表
13、达产物(蛋白质)的结构发生变化，有可能出现下列三种情况：翻译为蛋白质时在缺失位置终止、所控制合成的蛋白质减少或者增加多个氨基酸、缺失部位以后的氨基酸序列发生变化。 答案：A,2(2010福建高考)下图为人WNK4基因部分碱基序列及其 编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生一种突变，导致1 169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是 (),A处插入碱基对GC B处碱基对AT替换为GC C处缺失碱基对AT D处碱基对GC替换为AT 解析：根据图中1 168位的甘氨酸的密码子GGG，可知WNK4基因是以其DNA分子下方的一条脱氧核苷酸链为模板转录形成mRNA的，那么1 169位的赖
14、氨酸的密码子是AAG，因此取代赖氨酸的谷氨酸的密码子最可能是GAG，由此可推知该基因发生的突变是处碱基对AT被替换为GC。 答案：B,有关变异原因与变异类型的实验探究,1可遗传变异与不可遗传变异的探究 (2)植物可通过无性生殖方式产生子代，在适宜条件下培养，观察子代是否出现该变异性状。,2染色体变异与基因突变的判别 基因突变是分子水平的变异，在光学显微镜下是观察不到的，而染色体变异是细胞水平的变异，在光学显微镜下一般可以观察到。因此制作正常亲本与待测变异亲本的有丝分裂临时装片，找到中期图进行结构与数目的比较可以区分染色体变异与基因突变。,3显性突变和隐性突变的判定,(2)判定方法： 选取突变体
15、与其他已知未突变体杂交，据子代性状表现判断。 让突变体自交，观察子代有无性状分离而判断。,案例示法,典例遗传学上将染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失的现象叫缺失，若一对同源染色体中两条染色体在相同区域同时缺失叫缺失纯合子，若仅一条染色体发生缺失而另一条正常叫缺失杂合子。缺失杂合子的生活力降低但能存活，缺失纯合子常导致个体死亡。现有一红眼雄果蝇XAY与一白眼雌果蝇XaXa杂交，子代中出现一只白眼雌果蝇。请采用两种方法判断这只白眼雌果蝇的出现是由缺失造成的 ，还是由基因突变引起的。 方法一：_。 方法二：_。,解题指导 (1)镜检法：对于染色体变异，可通过显微镜检测的方法，观察该果蝇分裂的细胞中染色体结构是否发生改变，确定该变异是来自基因突变还是染色体缺失。 (2)杂交法：利用题干中的信息“缺失纯合子导致个体死亡”这一现象，将该果蝇与红眼雄果蝇杂交，观察并统计子代雌雄个体数目的比例来确定该变异的来源。若为基因突变，则XaXaXAYXAXa、XaY，子代雌雄比例为11，若该变异为染色体缺失造成，则XaXXAYXAXa、XAX、XaY、XY(致死)，子代雌雄比例为21。,标准答案,方法一：取该果蝇有分裂能力的细胞制成装片，显微镜下观察染色体结构，若染色体正常，可能是基因突变引起的
