（天津专用）高考生物二轮复习 第8讲 生物的变异与进化课件-人教版高三全册生物课件.pptx

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1、第第8 8讲生物的变异与进化讲生物的变异与进化-2-一、生物的变异1.需明确推断生物变异类型的3个角度(1)生物类型推断法(2)细胞分裂方式推断法-3-(3)变异水平推断法-4-2.基因重组与减数分裂、基因工程的关系-5-6-3.染色体结构变异、基因突变、基因重组的区别(1)染色体结构变异(易位)与基因重组(交叉互换)-7-(2)染色体结构变异与基因突变的区别变异范围不同。基因突变是在DNA分子水平上的变异,只涉及基因中一个或几个碱基的改变,这种变化在光学显微镜下观察不到。而染色体结构变异是细胞水平的变异,涉及染色体的某一片段的改变,这一片段可能含有若干个基因,这种变化在光学显微镜下可观察到。

2、变异的结果不同。基因突变引起基因结构的改变,基因数目未变,生物的性状不一定改变。而染色体结构变异引起排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变,生物的性状发生改变。-8-二、生物变异在育种上的应用1.据图厘清“5”种生物育种方法(1)各字母代表的处理方法A:杂交,D:自交,B:花药离体培养,C:用秋水仙素处理幼苗,E:诱变处理,F:秋水仙素处理,G:转基因技术。-9-(2)判断育种方法及其依据的原理-10-2.关于育种方法的几个注意事项(1)动植物杂交育种的区别:植物杂交育种中纯合子的获得只能通过逐代自交的方法,不能通过测交方法,子代留种;而动物杂交育种中纯合子的获得一般通过测交的方法,亲代

3、留种。(2)原核生物不能运用杂交育种,如细菌的育种一般采用诱变育种。(3)花药离体培养只是单倍体育种中的一个程序,要想得到纯合子,还需用秋水仙素处理单倍体幼苗使其染色体数目加倍。(4)多倍体育种中用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,而单倍体育种只能用秋水仙素处理幼苗,而不能处理萌发的种子。-11-三、生物的进化1.厘清生物进化理论的知识脉络-12-2.现代生物进化理论中的“两、两、三、三”-13-3.种群基因频率的三种计算方法(1)“定义法”求解基因频率(2)“公式法”求解基因频率(以常染色体上一对等位基因A、a为例)A基因频率=AA基因型频率+1/2Aa基因型频率,a基因频率=aa基因型频率+1

4、/2Aa基因型频率。-14-(3)运用遗传平衡定律求解基因频率在一个进行有性生殖的自然种群中,当等位基因只有一对(A、a)时,设p代表A基因的频率,q代表a基因的频率,则(p+q)2=p2+2pq+q2=1。其中p2是AA(纯合子)的基因型频率,2pq是Aa(杂合子)的基因型频率,q2是aa(纯合子)的基因型频率。-15-考点一考点二可遗传的变异类型及其在育种中的应用 1.(2017天津理综)基因型为AaBbDd的二倍体生物,其体内某精原细胞减数分裂时同源染色体变化示意图如下。下列叙述正确的是()A.三对等位基因的分离均发生在次级精母细胞中B.该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子

5、C.B(b)与D(d)间发生重组,遵循基因自由组合定律D.非姐妹染色单体发生交换导致了染色体结构变异 答案解析解析关闭图示表示发生了同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换,不属于染色体变异,D项错误。由于B和b所在的片段发生了交叉互换,因此B和b的分离发生在初级精母细胞和次级精母细胞中,而A、a和D、d的分离只发生在初级精母细胞中,A项错误。本题只研究了一对同源染色体,一个细胞经减数分裂会得到4个精子,4个精子的基因型分别为AbD、ABD、abd、aBd,B项正确。B(b)与D(d)位于一对同源染色体上,不遵循自由组合定律,C项错误。答案解析关闭B-16-考点一考点二2.(2019天津理综)

6、叶色变异是由体细胞突变引起的芽变现象。红叶杨由绿叶杨芽变后选育形成,其叶绿体基粒类囊体减少,光合速率减小,液泡中花青素含量增加。下列叙述正确的是()A.红叶杨染色体上的基因突变位点可用普通光学显微镜观察识别B.两种杨树叶绿体基粒类囊体的差异可用普通光学显微镜观察C.两种杨树叶光合速率可通过“探究光照强弱对光合作用强度的影响”实验作比较D.红叶杨细胞中花青素绝对含量可通过“植物细胞的吸水和失水”实验测定 答案解析解析关闭据分析可知,基因突变不可以用普通光学显微镜观察识别,因为基因是有遗传效应的DNA片段,DNA在普通光学显微镜下观察不到,A项错误。叶绿体的形态在普通光学显微镜下可以观察到,但叶绿

7、体的结构在普通光学显微镜下观察不到,基粒类囊体属于生物膜,是叶绿体的内部结构,所以在普通光学显微镜观察不到,B项错误。由题干信息可知,要使红叶杨和绿叶杨的光合作用强度相等,红叶杨需要更强的光照,原因是红叶杨比绿叶杨的叶绿体基粒类囊体少,光合速率小,因此,两种杨树叶光合速率可通过“探究光照强弱对光合作用强度的影响”实验作比较,C项正确。红叶杨细胞中花青素的相对含量可通过“植物细胞的吸水和失水”实验测定,若要测定花青素的绝对含量需要进一步实验,D项错误。答案解析关闭C-17-考点一考点二3.(2016全国理综)基因突变和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源。回答下列问题。(1)基因突变和染色体

8、变异所涉及的碱基对的数目不同,前者所涉及的数目比后者。(2)在染色体数目变异中,既可发生以染色体组为单位的变异,也可发生以为单位的变异。(3)基因突变既可由显性基因突变为隐性基因(隐性突变),也可由隐性基因突变为显性基因(显性突变)。若某种自花受粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变,且在子一代中都得到了基因型为Aa的个体,则最早在子代中能观察到该显性突变的性状;最早在子代中能观察到该隐性突变的性状;最早在子代中能分离得到显性突变纯合子;最早在子代中能分离得到隐性突变纯合子。答案答案:(1)少(2)染色体(3)一二三二-18-考点一考点二解析解析:(1)基因突变是指基因中碱基对的增添

9、、缺失或替换,发生在基因内部,是个别碱基或部分碱基的变化,所涉及的碱基数目往往比较少;染色体变异往往会改变基因的数目和排列顺序,所涉及的碱基数目比较多。(2)染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异,染色体数目变异又包括个别染色体数目的变异和以染色体组的形式发生的变异。(3)发生显性突变时,子一代个体(Aa)由于具有了显性基因A,可直接表现突变性状,其自交后,在子二代会获得AA、Aa两种显性个体,但无法确定哪一个为纯合子,只有让两种显性个体再分别自交,自交后代不发生性状分离的个体才是显性突变纯合子。发生隐性突变时,子一代个体虽然具有了隐性基因a,但由于基因A的作用,子一代不能表现隐性性状,

10、子一代自交得到的子二代中的aa个体才可表现隐性突变性状,具有该突变性状的个体即为隐性突变纯合子。-19-考点一考点二所以,最早在子一代中能观察到该显性突变的性状;最早在子二代中能观察到该隐性突变的性状;最早在子三代中能分离得到显性突变纯合子(AA);最早在子二代中能分离得到隐性突变纯合子(aa)。-20-考点一考点二通技法利用4个“关于”区分3种变异(1)关于“互换”:同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换,属于基因重组;非同源染色体之间的互换,属于染色体结构变异中的易位。(2)关于“缺失或增加”:DNA分子上若干基因的缺失或重复(增加),属于染色体结构变异;DNA分子上若干碱基对的缺失、

11、增添,属于基因突变。(3)关于变异的水平:基因突变、基因重组属于分子水平的变化,在光学显微镜下观察不到;染色体变异属于细胞水平的变化,在光学显微镜下可以观察到。(4)关于变异的“质”和“量”:基因突变改变基因的质,不改变基因的量;基因重组不改变基因的质,一般不改变基因的量,转基因技术会改变基因的量;染色体变异不改变基因的质,会改变基因的量或基因的排列顺序。-21-考点一考点二4.(2019天津五区模拟)某多年生植物(2n=10),茎的高度由一对等位基因(E和e)控制。研究发现,茎的高度与显性基因E的个数有关(EE为高秆、Ee为中秆、ee为矮秆),并且染色体缺失会引起花粉不育。请回答下列问题。(

12、1)花粉形成过程中,在减数第一次分裂后期细胞内有对同源染色体。(2)育种工作者将一正常纯合高秆植株(甲)在花蕾期用射线照射后,让其自交,发现子代有几株中秆植株(乙),其他均为高秆植株。子代植株(乙)出现的原因有三种假设:假设一,仅由环境因素引起;假设二,射线照射植株(甲)导致其发生了隐性突变;假设三,射线照射植株(甲)导致一个染色体上含有显性基因的片段丢失。-22-考点一考点二射线照射花蕾期的植株(甲)后,植株叶芽细胞和生殖细胞均发生了突变,但在自然条件下,叶芽细胞突变对子代的性状几乎无影响,其原因是。现欲确定哪个假设正确,进行如下实验:将中秆植株(乙)在环境条件相同且适宜的自然条件下单株种植

13、,并严格自交,观察并统计子代的表现型及比例。请你预测可能的结果并得出相应结论:。答案答案:(1)5(2)突变发生在体细胞中(体细胞突变),一般不能遗传给后代若子代性状全为高秆,则假设一成立;若子代性状中高秆中秆矮秆=121,则假设二成立;若子代性状高秆中秆=11,则假设三成立-23-考点一考点二解析解析:(1)减数第一次分裂后期,细胞中染色体数目与体细胞相同,因此此时细胞中含有5对同源染色体。(2)叶芽细胞属于体细胞,而体细胞突变一般不遗传给子代,因此植株叶芽细胞突变对子代的性状几乎无影响。本题应该根据三个假设逆向解题。将中秆植株(乙)在环境条件相同且适宜的自然条件下单株种植,并严格自交,观察

14、并统计子代的表现型及比例。若假设一正确,该变异仅由环境因素引起,则其基因型仍为EE,自交子代都表现为高秆。若假设二正确,射线照射植株(甲)导致其发生了隐性突变,则其基因型为Ee,自交后代的基因型及比例为EEEeee=121,因此子代的表现型及比例为高秆中秆矮秆=121。若假设三正确,射线照射植株(甲)导致一个染色体上含有显性基因的片段丢失,则其基因型为E_,由于染色体缺失会引起花粉不育,则其自交后代的基因型及比例为EEE_=11,因此子代的表现型及比例为高秆中秆=11。-24-考点一考点二5.已知果蝇的红眼(W)和白眼(w)是一对相对性状,相应基因位于X染色体上。从真实遗传的白眼雌果蝇与红眼雄

15、果蝇的单对交配中,获得如下后代:670只红眼雌果蝇,658只白眼雄果蝇,1只白眼雌果蝇。回答下列相关问题(注:性染色体组成异常的果蝇中,有1条X染色体的果蝇为雄性,有2条X染色体的果蝇为雌性)。(1)请写出题干中果蝇杂交的遗传图解(不考虑这只白眼子代雌果蝇)。(2)对于该例白眼雌果蝇的存在,请给予三种可能的可遗传变异类型及其详细解释。变异类型:,解释:。变异类型:,解释:。变异类型:,解释:。-25-考点一考点二答案答案:(1)如下图所示(2)基因突变亲本雄果蝇在减数分裂过程中XW突变成Xw,含Xw的雄配子与含Xw的雌配子结合并发育成白眼雌果蝇染色体数目变异亲本雌果蝇减数分裂时X与X染色体未分

16、离,产生了含有XwXw的卵细胞,该配子与含Y的精子结合并发育成白眼雌果蝇染色体结构变异X染色体上缺失W基因的精子与含Xw的雌配子结合并发育成白眼雌果蝇-26-考点一考点二6.研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株,决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。请回答下列问题。-27-考点一考点二(1)要判断该变异株的育种价值,首先要确定它的物质是否发生了变化。(2)在选择育种方法时,需要判断该变异株的变异类型。如果变异株是个别基因的突变体,则可采用育种方法,使早熟基因逐渐,培育成新品种1。为了加快这一进程,还可以采集变异株的进行处理,获得高度纯合的后代,选育成新品种2,这种方法称为育种。(3)如

17、果该早熟植株属于染色体组变异株,可以推测该变异株减数分裂中染色体有多种联会方式,由此造成不规则的,产生染色体数目不等、生活力很低的,因而得不到足量的种子。即使得到少量后代,早熟性状也很难稳定遗传。这种情况下,可考虑选择育种方法,其不足之处是需要不断制备,成本较高。-28-考点一考点二(4)新品种1与新品种3均具有早熟性状,但其他性状有差异,这是因为新品种1选育过程中基因发生了多次,产生的多种基因型中只有一部分在选育过程中保留下来。答案答案:(1)遗传(2)纯合花药单倍体(3)染色体分离配子组培苗(4)重组-29-考点一考点二解析解析:(1)某变异株是否有育种价值关键是看其遗传物质是否发生了变化

18、。(2)自交会逐代提高纯合子的比例。为加快育种进程一般采用单倍体育种:先采集变异植株的花药进行离体培养,获得单倍体植株;再用秋水仙素处理单倍体植株幼苗,进而获得纯合的变异植株。(3)染色体组变异会导致联会紊乱,造成不规则的染色体分离,会产生染色体数目不等、生活力很低的配子。组织培养得到的个体可保持亲本的优良性状,但需不断制备组培苗,成本较高。(4)育种方法的原理为基因重组,控制不同性状的基因在选育过程中会发生多次重组,产生多种基因型,只有部分基因型在选育过程中保留下来,保留下来的基因型可能与原早熟柑橘植株的基因型不同。-30-考点一考点二通技法依据关键词判断育种方法-31-考点一考点二生物的进

19、化 1.(2018海南)为判断生活在不同地区的两个种群的鸟是否属于同一物种,下列做法合理的是()A.了解这两个种群所在地区之间的距离后作出判断B.观察这两个种群个体之间是否存在生殖隔离现象C.将两个种群置于相同环境条件下,比较其死亡率D.将两个种群置于相同环境条件下,比较其出生率 答案解析解析关闭新物种形成的标志是生殖隔离的形成,因此为判断生活在不同地区的两个种群的鸟是否属于同一物种,可观察这两个种群个体之间是否存在生殖隔离现象。若存在生殖隔离现象则不属于同一个物种,反之则属于同一个物种。答案解析关闭B-32-考点一考点二2.下列关于生物进化的叙述,错误的是()A.某物种仅存一个种群,该种群中

20、每个个体均含有这个物种的全部基因B.虽然亚洲与非洲之间存在地理隔离,但两洲人之间并没有生殖隔离C.无论是自然选择还是人工选择作用,都能使种群基因频率发生定向改变D.古老地层中都是简单生物的化石,而新近地层中含有复杂生物的化石 答案解析解析关闭一个种群中全部个体所含的全部基因,叫作这个种群的基因库,每个个体只含这个种群的部分基因,A项错误。亚洲和非洲之间存在地理隔离,但两洲人之间并未产生生殖隔离,B项正确。自然选择和人工选择都会使具有某种性状的个体数量增多,相应基因的频率不断提高,从而使种群基因频率发生定向改变,C项正确。不同生物化石的出现和地层的形成有平行的关系。在越古老的地层中,挖掘出的化石

21、所代表的生物结构越简单,分类地位越低等;在越新近的地层中,挖掘出的化石所代表的生物结构越复杂,分类地位越高等,D项正确。答案解析关闭A-33-考点一考点二3.(2019广西南宁检测)下图为太平洋岛屿上鸟类的分布情况,甲岛分布着S、L两种鸟,乙岛上的鸟类是S鸟的迁移后代,下列相关叙述错误的是()A.甲岛上所有的鸟类称为一个种群B.可遗传变异为乙岛鸟类的进化提供了可能C.乙岛上的鸟类与S鸟可能存在生殖隔离D.甲、乙岛上的自然条件决定了鸟类的进化方向 答案解析解析关闭根据题干信息可知,甲岛上分布着S、L两种鸟,因此甲岛上所有的鸟类不是一个种群,A项错误。可遗传变异为生物进化提供原材料,B项正确。乙岛

22、上的鸟类是S鸟的迁移后代,由于两个岛的环境不同,长期的地理隔离可能导致乙岛上的鸟类与甲岛上的S鸟产生生殖隔离,C项正确。自然选择决定生物进化的方向,D项正确。答案解析关闭A-34-考点一考点二4.(2019天津理综)囊鼠的体毛深色(D)对浅色(d)为显性,若毛色与环境差异大则易被天敌捕食。调查不同区域囊鼠深色表现型频率,检测并计算基因频率,结果如下图。-35-考点一考点二下列叙述错误的是()A.深色囊鼠与浅色囊鼠在不同区域的分布现状受自然选择影响B.与浅色岩P区相比,深色熔岩床区囊鼠的杂合子频率低C.浅色岩Q区的深色囊鼠的基因型为DD、DdD.与浅色岩Q区相比,浅色岩P区囊鼠的隐性纯合子频率高

23、 答案解析解析关闭据图分析可知,深色囊鼠在深色熔岩床区表现型频率高,而在浅色岩P区和浅色岩Q区频率较低,因此,深色囊鼠与浅色囊鼠在不同区域的分布现状受自然选择影响,A项正确。浅色岩P区囊鼠的深色表现型频率(DD、Dd)为0.18,D基因的频率为0.1,设DD的频率为x,Dd的频率为y,则x+y=0.18,x+1/2y=0.1,则x=0.02,y=0.16,浅色岩P区囊鼠的杂合子频率为0.16,同理,深色熔岩床区囊鼠的杂合子(Dd)频率=0.5,与浅色岩P区相比,深色熔岩床区囊鼠的杂合子频率高,B项错误。囊鼠的体毛深色(D)对浅色(d)为显性,因此,浅色岩Q区的深色囊鼠的基因型为DD、Dd,C项

24、正确。浅色岩Q区隐性纯合子(dd)的频率=1-0.5=0.5,而浅色岩P区囊鼠的隐性纯合子(dd)的频率=1-0.18=0.82,因此,与浅色岩Q区相比,浅色岩P区囊鼠的隐性纯合子频率高,D项正确。答案解析关闭B-36-考点一考点二5.红绿色盲是一种常见的伴X染色体隐性遗传病。假设在一个数量较大的群体中,男女比例相等,XB的基因频率为80%,Xb的基因频率为20%,下列说法正确的是()A.该群体男性中的Xb的基因频率高于20%B.一对表现正常的夫妇,不可能生出患红绿色盲的孩子C.在这一人群中,XbXb、XbY的基因型频率依次为2%、10%D.如果不采取遗传咨询、基因诊断等措施,该群体中色盲的发

25、病率会越来越高 答案解析解析关闭基因频率与性别无关,因此该群体男性中的Xb的基因频率等于20%,A项错误。一对表现正常的夫妇,如果女性是携带者,可能会生出患红绿色盲的孩子,B项错误。按照遗传平衡定律计算,女生色盲XbXb的基因型频率为Xb的基因频率的平方,即20%20%=4%,但男女比例为11,则XbXb的频率为4%1/2=2%。由于男性色盲患者只有一条X染色体,则男性的X基因频率就是基因型频率,为20%,但男女比例为11,则XbY的频率为20%1/2=10%,C项正确。采取遗传咨询、基因诊断等措施可以降低色盲的发病率,但是如果不采取遗传咨询、基因诊断等措施,该群体中色盲的发病率不会越来越高,D项错误。答案解析关闭C-37-考点一考点二通易错自交和自由交配时基因(型)频率变化不同(1)自交:种群个体自交时,子代中纯合子增多,杂合子减少,基因型频率发生改变。自交过程不改变基因频率。(2)自由交配:在无基因突变、各种基因型的个体生活力相同的状态下,处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗传平衡定律,种群的基因频率、基因型频率不变。如果一个种群没有处于遗传平衡状态,自由交配不改变基因频率,但改变基因型频率。