高考生物總復習 第四單元 遺傳的分子基礎 第14講 生物變異的來源及變異在育種上的應用課件.ppt

第14講 生物變異的來源及變異 在育種上的應用,考試標準,1.生物變異的來源：(1)基因重組(a)；(2)基因突變(b)；(3)染色體畸變(a)；(4)染色體組(a)；(5)二倍體、多倍體和單倍體(a)。2.生物變異在生產上的應用：(1)雜交育種、誘變育種、單倍體育種和多倍體育種(a)；(2)雜交育種和誘變育種在農業(yè)生產中的應用(b)；(3)轉基因技術(a)；(4)生物變異在生產上的應用；(5)轉基因生物和轉基因食品的安全性。,考點一 基因突變和基因重組(a、b/a、b),知識梳理,1.變異的類型,(1)不遺傳的變異： 引起的變異，遺傳物質沒有改變，不能進一步遺傳給后代。 (2)可遺傳的變異： 所引起的變異。 (3)可遺傳的變異來源： 、 、 。,環(huán)境因素,遺傳物質改變,基因突變,基因重組,染色體畸變,2.基因重組(a/a),(1)含義：具有不同遺傳性狀的雌、雄個體進行 時，控制不同性狀的基因 ，導致后代 的現象或過程。 (2)發(fā)生時期和原因,有性生殖,重新組合,不同于親本類型,后期,非等位基因,四分體時期,等位基因,3.基因突變(b/b),(3)意義：基因重組的結果導致 ，為動植物 和生物 提供豐富的物質基礎。 (1)概念：由于基因內部核酸分子上的特定核苷酸序列發(fā)生改變的現象或過程。 DNA分子上堿基對的 、 或 引起基因結構的改變。 (2)意義：生物變異的 ，對生物進化和選育新品種具有非常重要的意義。,生物性狀的多樣性,育種,進化,缺失,增加,替換,根本來源,生化突變,誘發(fā)突變,(5)誘發(fā)因素： 因素(如各種射線)、 因素(如亞硝酸鹽等)、 因素(如麻疹病毒等)。,普遍,多方向,稀有,可逆,有害,物理,化學,生物,mRNA,蛋白質,遺傳性狀,替換,(1)自然條件下基因重組發(fā)生的時間是M后期和四分體時期，而不是受精作用發(fā)生時。 (2)自然條件下基因重組只發(fā)生在真核生物中，病毒和原核生物中不發(fā)生基因重組。 (3)在沒有誘發(fā)因素的作用下，基因突變也會自發(fā)產生，其自發(fā)突變率很低。 (4)基因突變是DNA分子水平上基因內部堿基對種類和數目的改變，基因的數目和位置并未改變。,(5)基因突變一定會導致基因結構的改變，但卻不一定引起生物性狀的改變。 (6)生殖細胞的突變率一般比體細胞的突變率高，這是因為生殖細胞在減數分裂時對外界環(huán)境變化更加敏感。 (7)基因突變的有害性是相對的，這取決于生物生存的環(huán)境條件，如昆蟲基因突變產生的殘翅性狀，若在陸地上，則為不利變異，而在多風的島嶼上，反而對生存有利。,1.基因重組可以發(fā)生在( ),細胞有絲分裂后期 四分體時期 減數第一次分裂后期 細胞分裂間期 A. B. C. D. 解析 基因重組包括四分體時期發(fā)生的交叉互換及減后期發(fā)生的非等位基因的自由組合，故選C。 答案 C,對點小練,2.(2015浙江杭州檢測)下面有關基因重組的說法不正確的是( ),A.基因重組發(fā)生在減數分裂過程中 B.基因重組產生原來沒有的新基因 C.基因重組是生物變異的重要來源 D.基因重組能產生原來沒有的重組性狀 解析 基因重組只會產生新的基因型，不會產生新基因。 答案 B,3.(2015浙江寧波檢測)洋蔥根尖分生區(qū)細胞中由一個著絲粒相連的兩條染色單體所攜帶的基因不完全相同，其原因是( ),A.復制出現差錯 B.發(fā)生過交叉互換 C.同源染色體相互配對發(fā)生紊亂 D.發(fā)生了自由組合 解析 洋蔥根尖分生區(qū)細胞只能進行有絲分裂，不進行減數分裂，故不發(fā)生B、C、D狀況，姐妹染色單體上基因不同的原因應為DNA復制發(fā)生差錯。 答案 A,4.(2016金麗衢十二校聯考)有科學家在人類遺傳學的會議上提出，雖然同卵雙胞胎可能共享他們全部的DNA，但他們的基因也不完全一樣。下列與同卵雙胞胎基因差異相關的分析中，合理的是( ),A.母親形成次級卵母細胞時，非同源染色體發(fā)生自由組合 B.該雙胞胎是由兩個卵細胞分別與精子受精形成的受精卵發(fā)育而來的 C.個體發(fā)育的有絲分裂過程中，間期染色體上某一基因發(fā)生基因突變 D.父親的精原細胞在產生精細胞過程中，同源染色體的非姐妹染色單體發(fā)生交換 解析 同卵雙胞胎所含遺傳物質理應相同，但在個體發(fā)育的有絲分裂中可發(fā)生基因突變，從而產生新基因。,C,5.(2016浙江金麗衢聯考)人類鐮刀形細胞貧血癥的病因如圖。下列敘述正確的是( ),A.過程需要DNA聚合酶的參與 B.過程一般在血漿中進行 C.與對應的tRNA由3個堿基組成 D.該基因的非模板鏈為圖中GTA所在的鏈,解析 為轉錄過程，需要RNA聚合酶，A錯誤；為翻譯過程，在細胞的核糖體進行，B錯誤；為mRNA上的密碼子GUA，tRNA由核糖核苷酸構成，包括核糖、磷酸、堿基，C錯誤；此過程以CAT所在的鏈為模板鏈合成mRNA，GTA所在的鏈為非模板鏈，D正確。 答案 D,考點二 染色體畸變(a/a),知識梳理,1.染色體結構變異(a/a),(1)概念：是指染色體發(fā)生斷裂后，在斷裂處發(fā)生 而導致染色體結構不正常的變異。,錯誤連接,(2)類型(連一連),2.染色體數目變異(a/a),(1)含義：生物細胞中 的增加或減少。 (2)類型 整倍體變異：體細胞的染色體數目以 的形式成倍增加或減少。 非整倍體變異：體細胞中 的增加或減少。,染色體數目,染色體組,個別染色體,3.單倍體、二倍體和多倍體,(1)染色體組：一般將二倍體生物 中的全部染色體稱為一個染色體組，其中包含了該種生物生長發(fā)育的 。 (2)單倍體：體細胞中含有 染色體數目的個體。 (3)二倍體：由 發(fā)育而來，體細胞中含有兩個染色體組的個體。 (4)多倍體：由受精卵發(fā)育而來，體細胞中含有 染色體組的個體。,一個配子,一整套遺傳物質,本物種配子,受精卵,三個或三個以上,特別提醒 (1)界定“交叉互換”型基因重組與易位 與同源染色體交叉互換不同，“易位”發(fā)生于非同源染色體之間。 (2)單倍體一倍體 單倍體是由配子發(fā)育形成的個體，可能含有多個染色體組。 一倍體只含有一個染色體組，一定屬于單倍體。,(3)巧判二倍體、多倍體與單倍體,1.下列情況中與染色體變異無關的是( ),A.第5號染色體短臂缺失引起的遺傳病 B.第21號染色體多一條的唐氏綜合癥 C.同源染色體之間交換了對應部分的結構 D.用花藥培養(yǎng)出了單倍體植株 解析 同源染色體之間交換了對應部分的結構應屬交叉互換，它可引發(fā)基因重組，與染色體變異無關。 答案 C,對點小練,2.下圖是某染色體結構變異示意圖，圖中“17”表示染色體片段，“”表示著絲粒，則該變異類型為( ),A.易位 B.缺失 C.倒位 D.重復 解析 圖示信息表明，與變異前相比該異常染色體多了“2、3”片段，應屬染色體結構變異中的“重復”。 答案 D,3.(2016浙江金麗衢十二校聯考)圖中顯示了染色體及其部分基因，對和過程最恰當的表述分別是( ),A.交換、缺失 B.倒位、缺失 C.倒位、易位 D.交換、易位 解析 過程中F與m位置相反，表示是染色體的倒位，過程只有F，沒有m，但多出了一段原來沒有過的染色體片段，表示是染色體的易位，故C正確。 答案 C,4.(2015浙江余姚質檢)關于單倍體、二倍體、三倍體和八倍體的敘述，正確的是( ),A.體細胞中只有一個染色體組的個體才是單倍體 B.體細胞中含有兩個染色體組的個體一定是二倍體 C.六倍體小麥花藥離體培養(yǎng)所得個體是三倍體 D.八倍體小黑麥的單倍體有四個染色體組 解析 只要由單方配子發(fā)育而成，無論其含有幾個染色體組，均應屬于單倍體；體細胞中含有兩個染色體組的個體若由受精卵發(fā)育而來，應為二倍體，若由配子發(fā)育而來則應屬于單倍體；六倍體小麥花藥離體培養(yǎng)所得個體是單倍體。 答案 D,5.(2016紹興模擬)觀察如圖的ah所示的細胞圖，關于它們所含的染色體組數的敘述，正確的是( ),A.細胞中含有一個染色體組的是h圖 B.細胞中含有二個染色體組的是c、d、f圖 C.細胞中含有三個染色體組的是a、b圖 D.細胞中含有四個染色體組的是e圖,解析 細胞中含有一個染色體組的是d、g圖，A錯誤；細胞中含有二個染色體組的是c圖，B錯誤；細胞中含有三個染色體組的是a、b圖，C正確；細胞中含有四個染色體組的是e、f圖，D錯誤。 答案 C,考點三 生物變異在生產上的應用,知識梳理,1.雜交育種(a/a),(1)含義：有目的地將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀組合在一起，培育出更優(yōu)良的新品種的方法。一般可以通過 、選擇、 等手段培養(yǎng)出新品種。 (2)育種原理： 。 (3)方法：雜交 選種 。,雜交,純合化,基因重組,自交,自交,2.誘變育種(a/a),(1)含義：利用 因素或 因素誘導生物發(fā)生變異，并從變異后代中選育新品種的過程。 (2)育種原理： 。 (3)方法： 誘變、 誘變。,物理,化學,基因突變和染色體畸變,輻射,化學,突變頻率,較短時間,抗逆性,3.單倍體育種(a/a),(1)含義：利用 作為中間環(huán)節(jié)產生具有優(yōu)良性狀的 的育種方法。 (2)原理： 。 (4)單倍體育種程序 獲得雜種F1 F1花藥離體培養(yǎng)形成 ，并誘導其分化成幼苗 用 處理幼苗，獲得 植株,單倍體,可育純合子,染色體數目變異,縮短育種年限,顯隱性,常規(guī)方法,愈傷組織,秋水仙素,可育的純合,4.多倍體育種(a/a),(1)方法：用 處理 的種子、幼苗等，使染色體 。 (2)誘導劑作用機理：抑制細胞分裂時 的形成，因此染色體雖已復制，但不能分離，最終導致 。 (3)實例：三倍體無籽西瓜的培育,秋水仙素,萌發(fā),加倍,紡錘體,染色體數目加倍,秋水仙素,四倍體,三倍體,染色體配對紊亂,5.轉基因技術,(1)概念：指利用分子生物學和基因工程的手段，將某種生物的 轉移到其他生物物種中，使其出現原物種不具有的 的技術。 (2)原理： 。 (3)過程 用人工方法將 導入受體細胞 目的基因整合到受體細胞的染色體上 在受體細胞內得以表達，并能穩(wěn)定遺傳 (4)特點： 改變生物性狀。,基因（外源基因）,新性狀,基因重組,目的基因,目的基因,定向,(1)雜交育種不一定需要連續(xù)自交。若選育顯性優(yōu)良純種，則需要連續(xù)自交篩選直至性狀不再發(fā)生分離；若選育隱性優(yōu)良純種，則只要在子二代出現該性狀個體即可。 (2)誘變育種與雜交育種相比，前者能產生前所未有的新基因，創(chuàng)造變異新類型；后者不能產生新基因，只是實現原有基因的重新組合。,(3)針對不同育種目標如何選擇育種方案,1.將抗蟲基因導入玉米的體細胞中，培育成抗蟲玉米新品種，該育種方法屬于( ),A.單倍體育種 B.轉基因育種 C.雜交育種 D.多倍體育種 解析 利用轉基因技術培育新品種的育種方法應屬于轉基因育種。 答案 B,對點小練,2.(2016紹興一中模擬)秋水仙素和低溫都能誘導染色體數目加倍，其原理分別是( ),A.都能抑制紡錘體的形成 B.抑制紡錘體的形成、抑制姐妹染色單體的分離 C.都能抑制核糖體的形成 D.都能抑制中心體的形成 解析 秋水仙素誘導染色體數目加倍的原理是：秋水仙素能抑制紡錘體的形成，使子染色體不能移向細胞兩極，從而引起細胞內染色體數目加倍。低溫能誘導染色體數目加倍的原理是：低溫能抑制紡錘體的形成，使子染色體不能移向細胞兩極，從而引起細胞內染色體數目加倍。因此，秋水仙素和低溫都能誘導染色體數目加倍的原理相同，都是抑制紡錘體的形成。,A,3.下列關于培育生物新品種的敘述，正確的是( ),A.誘變育種獲得的新品種都能穩(wěn)定遺傳 B.單倍體育種是為了獲得單倍體新品種 C.多倍體育種得到的新品種果實較小 D.雜交育種可獲得集中雙親優(yōu)良性狀的新品種 解析 誘變育種獲得的新品種不一定都是純合子，故誘變育種獲得的新品種不一定都能穩(wěn)定遺傳；進行單倍體育種是為了快速獲得新品種。 答案 D,4.(2016溫州十校聯考)下列實踐活動包含轉基因技術的是( ),A.水稻F1花藥經培養(yǎng)和秋水仙素處理，獲得基因型純合新品種 B.抗蟲小麥與矮稈小麥雜交，獲得抗蟲矮稈小麥 C.將含抗病基因的重組DNA導入玉米細胞，經組織培養(yǎng)獲得抗病植株 D.用射線照射大豆，獲得種子性狀發(fā)生變異的大豆,解析 水稻F1花藥經培養(yǎng)和染色體加倍，獲得基因型純合新品種，這采用了單倍體育種的方法，并沒有采用基因工程技術，A錯誤；抗蟲小麥與矮稈小麥雜交，獲得抗蟲矮稈小麥，這采用了雜交育種的方法，并沒有采用基因工程技術，B錯誤；將含抗病基因的重組DNA導入玉米細胞，經組織培養(yǎng)獲得抗病植株，這采用了基因工程技術，C正確；用射線照射大豆使其基因結構發(fā)生改變，獲得種子性狀發(fā)生變異的大豆，這采用了可誘變育種的方法，并沒有采用基因工程技術，D錯誤。 答案 C,1.基因重組是通過有性生殖過程實現的，其結果是導致生物性狀的多樣性，為動植物育種和生物進化提供豐富的物質基礎。 2.基因突變是指由于基因內部核酸分子上的特定核苷酸序列發(fā)生改變的現象或過程。 3.DNA分子上堿基對的缺失、增加或替換都可以引起核苷酸序列的變化，因而引起基因結構的改變。 4.基因突變是生物變異的根本來源，對生物進化和選育新品種具有非常重要的意義。 5.基因突變的特點：普遍性；多方向性；稀有性；可逆性；有害性。,6.染色體畸變是指生物細胞中染色體在數目和結構上發(fā)生的變化。 7.染色體結構變異是指染色體發(fā)生斷裂后，在斷裂處發(fā)生錯誤連接而導致染色體結構不正常的變異，包括缺失、重復、倒位、易位。 8.染色體結構變異會使位于染色體上的基因的數目和排列順序發(fā)生改變。 9.染色體數目變異是指生物細胞中染色體數目的增加或減少，可分為整倍體變異和非整倍體變異。,10.一般將二倍體生物一個配子中的全部染色體稱為染色體組，其中包含了該種生物的一整套遺傳物質，這組染色體的形態(tài)結構、功能各不相同，但卻攜帶著能控制該生物生長發(fā)育的全部遺傳信息。 11.雜交育種、誘變育種的原理分別是基因重組和基因突變，單倍體育種、多倍體育種的原理均是染色體畸變。 12.轉基因技術是指利用分子生物學和基因工程的手段，將某種生物的基因轉移到其他生物物種中，使其出現原物種不具有的新性狀的技術。,