高三生物一轮复习精品汇编:变异与育种、人类的遗传病与优生、生物的进化.pdf
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1、变异与育种、人类遗传病与优生、生物的进化基础过关题第一节基因突变和基因重组可遗传变异的三个来源:基因突变,基因重组,染色体变异。都会引起遗传物质的改变,但不一定都能传给后代。一、基因突变的实例1、镣刀型细胞贫血症症状病因基因中的碱基替换直接原因:血红蛋白分了结构的改变根本原因:控制血红蛋白分子合成的基因结构的改变2、基因突变概念:DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变,而基因数目未变。基因突变,性状不一定改变(利氨基酸可能由几种密码子决定,突变的隐性基因在杂合子中不表现);基因突变不一定遗传给后代(如皮肤细胞),发生在有丝分裂过程中遗传给后代的概率较低,而发生在减数分
2、裂过程中,通过配子传给后代的概率较高。二、基因突变的原因和特点1、基因突变的原因有内因和外因物理因素:如紫外线、X射线诱发突变(外因以化学因素:如亚硝酸、碱基类似物 生物因素:如某些病毒自然突变(内因)2、基因突变的特点普遍性随机性不定向性低频性多害少利性3、基因突变的时间有丝分裂或减数第一次分裂间期4.基因突变的意义:是新基因产生的途径:生物变异的根本来源:是进化的原始材料三、基因重组1、基因重组的概念 随机重组(减数第一次分裂后期)2、基因重组的类型yI 交换重组(四分体时期)3.时间:减数第一次分裂过程中(减数第一次分裂后期和四分体时期)4.基因重组的意义四、基因突变与基因重组的区别基因
3、突变基因重组本质基因的分子结构发生改变,产生了新基因,也可以产生新其因型,事现了新的性状。不同基因的重新组合,不产生新基因,而是产生新的基因型,使不同性状中;新川企发生时间及原因细胞分裂间期DNA分子复制时,由于外界理化因素引起的碱基对的替换、增添或缺失。减数第诙分裂后期中,随着同源染色体的分开,位于非同源染色体上的非等位基因进行了自由组合;四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换。条件外界环境条件的变化和内部因素的相互作用。有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞。意义生物变异的根本来源,是生物进化的原材料.生物变异的来源之一,是形成生物多样性的重要原因。发生可能突变频率低,但普遍存在。有性生殖中非
4、常普遍。第二节染色体变异一、染色体结构的变异(猫叫综合征)1、概念r 缺失2、变异类型 重复J 倒位易位注:易位是非 同源染色体之间的交换,所以属于染色体变异。而四分体时期同源染色体之间 的交换为基因重组。二、染色体数目的变异i.染色体组的概念及特点2.常见的一些关于单倍体与多倍体的问题一倍体一定是单倍体吗?单倍体一定是一倍体吗?(一倍体一定是单倍体;单倍体不一定是一倍体。)二倍体物种所形成的单倍体中,其体细胞中只含有一个染色体组,这种说法对吗?为什么?(答:对,因为在体细胞进行减数分裂形成配子时,同源染色体分开,导致染色体数目减半。)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
5、或三个染色体组,我们可以称它为二倍体或三倍体,这种说法对吗?(答:不对,尽管其体细胞中含有两个或三个染色体组,但因为是正常的体细胞的配子所形成的物种,因此,只能称为单倍体。)(4)单倍体中可以只有个染色体组,但也可以有多个染色体组,对吗?(答:对,如果本物种是二倍体,则其配子所形成的单倍体中含有一个染色体组;如果本物种是四倍体,则其配子所形成的单倍体含有两个或两个以上的染色体组。)3.总结:多倍体育种方法:单倍体育种方法:组 织单倍体人 秀 导 染色 体 加 僭二二倍体域n多 倍 体 纯系(指 每 对染 色 体1:成 对 的 服因 那 是 纯介 的)花 药 的 离体 培 猝培 齐 _4丝*分
6、裂AB ABf Ab Ab“ab abAABBA AbbaaBBaabb列表比较多倍体育种和单倍体育种:多倍体育种单倍体育种原理染色体组成倍增加染色体组成倍减少,再加倍后得到统独(指每对染色体上成对的基因都是纯合的)常用方法秋水仙素处理萌发的种子、幼苗花药的离体培养后,人工诱导染色体加倍优点器官大,提高产量和营养成分明显缩短育种年限缺点适用于植物,在动物方面难以开展技术复杂一些,须与杂交育种配合4.染色体组数目的判断(1)细胞中同种形态的染色体有几条,细胞内就含有几个染色体组。问:图中细胞含有几个染色体组?(2)根据基因型判断细胞中的染色体数目,根 据细胞的基本型确定控制每一性状的基因出现的次
7、数,该次数就等于染色体组数。问:图中细胞含有几个染色体组?(3)根据染色体数目和染色体形态数确定染色体数目。染色体组数=细胞内染色体数目/染色体形态数果蝇的体细胞中含有8 条染色体,4 对同源染色体,即染色体形态数为4(X、Y视为同种形态染色体),染色体组数目为2。人类体细胞中含有46条染色体,共 23对同源染色体,即染色体形态数是2 3,细胞内含有2 个染色体组。图二4.三倍体无子西瓜的培育过程图示:2 N秋水仙素F 1 3 N (种子)播种培育辛3 N x 2 N 3|联会紊乱Fz三倍体无籽西瓜注:亲本中要用四倍体植株作为母本,二倍体作为父本,两次使用二倍体花粉的作用是不同的。单倍体一般都
8、是高度不育(孕)的,减数分裂无法联会或联会紊乱造成的。第三节人类遗传病1 .遗传病产生原因:遗传物质发生改变。先天性疾病并不一定都是遗传病。2.特 点:单基因遗传病的特点:在同胞中发病率较高,在群体中发病率较低多基因遗传病的特点:在群体中发病率较高3 .人类遗传病的检测与预防(1)遗传病的产前诊断与优生的关系产前诊断:羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查以及基因诊断(2)遗传咨询与优生的关系医生对咨询对象进行身体检查,了解家庭病史,对是否患有某种疾病作出诊断,进过分析遗传病的遗传方式推算出后代的再发风险率,并且提出防治政策和建议。(3)禁止近亲结婚:三代以及三代以内的直系和旁系血亲原因:近亲之间
9、携带相同隐性致病基因的概率较大。(4)适龄生育:年龄过大,患病概率升高,如2 1三体综合症。第 四 节生物进化一、达尔文自然选择学说(一)、达尔文自然选择学说的主要内容1 .过度 繁 殖 一 一 选择的基础生物体普遍具有很强的繁殖能力,能产生很多后代,不同个体间有一定的差异。2.生存斗争一一进化的动力、外因、条件大量的个体由于资源空间的限制而进行生存斗争。在生存斗争中大量个体死亡,只有少数的个体生存下来。生存斗争包括三方面:(1)生物与无机环境的斗争(2)种内斗争(3)种间斗争生存斗争对某些个体的生存不利,但对物种的生存是有利的,并推动生物的进化。3.遗传变异一 一 进化的内因在生物繁殖的过程
10、中普遍存在着遗传变异现象,生物的变异是不定向的,有的变异是有利的,有的是不利的,其中具有有利变异的个体就容易在生存斗争中获胜生存下去,反之,具有不利变异个体就容易被淘汰。4.适者生存一 一 选择的结果适者生存,不适者被淘汰是自然选择的结果。自然选择只选择适应环境的变异类型,通过多次选择,使生物的微小有利变异通过繁殖遗产给后代,得以积累和加强,使生物更好的适应环境,逐渐产生了新类型。所以说变异不是定向的,但自然选择是定向的,决定着进化的方向。其相互关系如下 进化基本观点是1.遗传和变异是白然选择的内因;2.过度繁殖不仅提供了更多变异,而且还加剧了生存斗争;3.变异殷是不定向的,定向的自然选择决定
11、了生物进化的方向:4.生存斗争是自然选择的过程,是进化的动力:5.适应是自然选择的结果;6.自然选择是一个长期、缓慢、连续的过程。(二)、达尔文的自然选择学说的历史局限性和意义(三)、达尔文以后进化理论的发展三、种群基因频率的改变与生物进化(-)种群是生物进化的基本单位1、种群:生活在一定区域的同种生物的全部个体叫种群。种群特点:种群中的个体不是机械的集合在一起,而是通过种内关系组成一个有机的整体,个体间可以彼此交配,并通过繁殖将各自的基因传递给后代。2、基因库3、基因频率、基因型频率及其相关计算A 1基因频率=.-.A1+A2+A3+.An基因型频率=该基因型的个体数目该种群个体总数两者联系
12、:(1)种群众一对等位基因的频率之和等于1,基因型频率之和也等于1。(2)一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率杂合子的频率。2(-)突变和基因重组产生进化的原材料可遗传的变异:基因突变、染色体变异、基因重组突变包括基因突变和染色体变异突变的有害或有利不是绝对的,取决于生物的生存环境(三)自然选择决定生物进化的方向生物进化的实质是基因频率的改变二、隔离与物种的形成(一)、物种的概念1、物种的概念 地 理 隔 离 量 变2、隔 离 一I生 殖 隔 离 质 变注:一个物种的形成必须要经过生殖隔离,但不一定经过地理隔离,如多倍体的产生。(二)、种群与物种的区别与联系种群物种概念生活在一定区域的同
13、种生物的全部个体能够在自然状况下相互交配并且产生可育后代的一群生物范围较小范围内的同种生物的个体分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成判断标准种群必须具备“三同”;即同一时间、同i地点、同一物种主要是形态特征和能否自由交配并产生可育后代联系一个物种可以包括许多种群,同一个物种的多个种群之间存在着地理隔离,长期发展下去可成为不同亚种,进而可能形成多个新种。地 理 隔 离T R断基因交流不同的突变基因重组和选择一 基 因 频率向不同方向改变 种群基因库出现差异一 差异加大 一 生 殖隔离新物种形成、生物进化理论在发展现代生物进化理论核心是自然选择学说考点分析一.单倍体与多倍体的区别二、系谱图中遗
14、传方式的判断隐性:无中生有f有是隐;显性:双亲均患,后代有正常;伴X隐:母病儿全病,女病父必病;伴X显:父病女全病,儿病母必病;伴Y及胞质三、系谱图中遗传病类型的判断与分析1、首先确定遗传病是否为伴Y遗传病代代相传,且患者只有男性,没有女性。2、其次确定系谱图中的遗传病是显性遗传还是隐性遗传(1)双亲正常,子女有患者,(即“无中生有”)则该病必为隐性遗传。(2)双亲患病,子女有正常者,(即“有中生无”)则该病必为显性遗传。3、再次判断遗传病是常染色体还是伴X染色体遗传(1)已知为隐性遗传时:若出现父亲表现正常,而其女儿中有患者,或出现母亲是患者,而其儿子表现正常,则一定是常染色体隐性遗传。母亲
15、有病,儿子一定有病,则为伴X染色体隐性遗传病。(2)已知为显性遗传时:若出现父亲是患者,而其女儿有正常的,或出现母亲正常,而其儿子有患者,则一定是常染色体显性遗传父亲患病,女儿一定有病,则 为 伴 X染色体显性遗传病。四、现代生物进化理论和达尔文进化论比较共同点:能解释生物进化的原因和生物的多样性、适应性。不同点:达尔文的进化论没有阐明遗传和变异的本质以及自然选择的机理,而现代生物进化论克服了这一缺点。达尔文的进化论着重研究生物个体的进化。而现代生物进化论强调群体的进化,认为种群是生物进化的基本单位。达尔文的进化论中,自然选择来自过度繁殖和生存斗争,而现代生物进化论中,则将选择归于不同基因型有
16、差异的延续,没有生存斗争,自然选择也在进行。五、基因频率的常用计算方法(1)通过基因型计算基因频率设二倍体生物种群中的染色体的某一座位上有一对等位基因,记作A和 a,假如种群中被调查的个体有n个,三种类型的基因组成为:AA、A a 和 a a。在被调查对象中所占的个数分别为 m、n z 和 n3 基因A的频率为P,a 基因频率为q,则 p=2 n i+n2/2 n,q=n2+2 n3/2 r i o(2)通过基因频率计算基因频率,即一个等位基因的频率等于它的纯合子频率与2杂合子频率之和,用教材例子讲解如下:A A 基因频率为30/1 00=0.3,A a 基因型频率为6 0/1 00=0.6,
17、a a 基因型频率为1 0/1 00=0.1。则 A基因的频率为0.3+1/2 X 0.6=0.6,a 基因的频率为了 0.1+1/2 X 0 6=0.4。所以,种群一对等位基因的频率之和等于1,种群中基因型频率之和也等于l o种群中基因频率的变化,就是指种群中某个等位基因频率的变化,导致种群基因库的变迁,所以说,生物进化过程的实质就是种群基因频率发生变化的过程。六、几组易混概念辨析(1)基因频率和基因型频率基因频率是某个种群中某一基因出现的比例,基因频率=种群中该基因的总数/种群中该等位的基因总数。影响基因频率改变的因素有不随机交配、自然选择、遗传漂变和迁移等。基因型频率是指群体中某基因型所
18、占的百分比。基因频率的计算往往根据基因型的比例,而基因型频率的计算又与前面学过的遗传的基本规律密切相关。(2)物种形成与生物进化两者不是一回事,任何基因频率的改变,不论其变化大小如何,都属于进化的范围。而作为物种的形式,则必须当基因频率的改变在突破种的界限形成生殖隔离时,方可以成立。因此隔离是物种形成的必要条件,而不是生物进化的必要条件。(3)生殖隔离和地理隔离地理隔离是山于地理上的障碍,使彼此间无法的相遇而不能交配。它使同一物种的生物分成不同的种群。生殖隔离是指种群间的个体不能自由交配,或者交配后不能产生可育后代的现象。这种隔离主要是由于遗传组成上的差异而造成的。生殖隔离不一定在地理上隔开,
19、只要彼此不能杂交或能杂交而不能产生可育后代是生殖隔离。生殖隔离是新物种形成的标志。一般来讲,先有地理隔离,再形成生殖隔离,这种形成新物种的方式称为异地物种形成(渐变式)。但是有时没有地理隔离,也能产生新物种,如植物中多倍体的形成,这种形成新物种的方式称为异地物种形成(爆发式)。(4)基因库、基因频率、基因型频率基因库:是指一个种群所含的全部基因。每个个体所含的基因只是种群基因库中的一个组成部分。种群越大,基因库也越大,反之,种群越小基因库也就越小。当种群变得很小时,就有可能失去遗传的多样性,从而失去了进化上的优势而逐渐被淘汰。基因频率:指某种基因在某个种群中出现的比例。如果在种群足够大,没有基
20、因突变,生存空间和食物都无限的条件下,即没有生存压力,种群内个体之间的交配又是随机的情况下,种群内的基因频率是不变的。但这种条件在自然状态下是不存在的,即使在实验室条件下也很难做到。实际情况是由于存在基因突变、基因重组、自然选择以及遗传漂变和迁移等因素,种群的基因频率总是在不断变化的。这种基因频率的变化的方向是由自然选择决定的。所以生物进化的实质就是种群基因频率发生变化的过程。基因型频率:是群体中任何一个个体的某一种基因型所占的百分比。七、几倍体的判别(1)如果生物体由受精卵或合子发育而来,则体细胞中有几个染色体组,就叫几倍体。染色体组数的判断方法可按:第一,细胞内相同的染色体(即同源染色体)
21、有几条,就有几个染色体组;第二,在基因型中,同一种基因出现几次,则有几个染色体组,如体细胞中基因 型 为AAaaBBBb的生物为四倍体,而AaBB的生物则是二倍体2)如果生物是由生殖细胞-卵细胞或花粉(花药)直接发育而来,则不管细胞内有几个染色体组,都叫单倍体。2.变异与育种的联系单倍体、一倍体、二倍体、多倍体(1)单倍体:由配子发育而来,体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。单倍体体细胞中所含有的染色体数目是本物种体细胞的一半。(2)一倍体则指体细胞中含有一个染色体组的个体,一定是单倍体。植株弱小,高度不育,少见。(3)二倍体:由受精卵发育而成的,体细胞中含有两个染色体组的个体,较为常见。
22、(4)多倍体:体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。茎杆粗壮,果实、种子较大,糖类利蛋白质等含量高。植物中很常见,如马铃薯是四倍体、香蕉是三倍体。(5)它们之间的联系y)雌性配子、户倍体单倍体 卜 合 子 生 物 体J 雄性配子1 Q倍体八.生物进化与多样性的形成生物进化其实就是种群基因频率改变的过程。突变和基因重组使生物个体间出现可遗传的差异。种群产生的变异是不定向的,经过长期的自然选择和种群的繁殖使有利变异基因不断积累,不利变异基因逐代淘汰,使种群的基因频率发生了定向改变,导致生物朝一定方向缓慢进化。因此,定向的自然选择决定了生物进化的方向。生物多样性的形成:是长期自然选择的结果,包括
23、基因的多样性、物种的多样性、生态系统的多样性。地球上生物的生存环境是多样的,在不同的环境中自然选择的方向是不同的,不同的选择的方向形成不同的生物类型,最后形成不同的物种。不同的物种,其基因库中的基因也是不同的,就形成了基因的多样性。九、细胞质遗传和从性遗传细胞质遗传是由细胞质中的遗传物质控制的性状遗传方式。与核遗传不同,不遵循遗传的基本规律。细胞质基因控制的性状在遗传中,后代总是表现出母本相似的性状。其原因是受精卵细胞质中的遗传物质都是来自卵细胞,即受精卵中的细胞质都是来自母方,父方不提供细胞质中的遗传物质,只提供细胞核中的遗传物质,雄配子对此性状不发生影响。在研究细胞质遗传时,正交和反交的结
24、果是不同的。如果假定甲品种作父本和乙品种作母本相交定为正交,则以乙品种作父本和甲品种作母本相交则为反交,如果正反交结果不同,可判断为细胞质遗传。从性遗传是指由常染色体上基因控制的性状,在表现型上受个体性别影响的现象。如绵羊的有角和无角受常染色体上一对等位基因控制,有角基因H为显性,无角基因h为隐性,在杂合体(H h)中,公羊表现为有角,母羊则无角,这说明在杂合体中,有角基因H的表现是受性别影响的。见下表。这种影响是通过性激素起作用的。基因型公羊的表现型母羊的表现型H H有角有角H h有角无角H h无角无角从性遗传和伴性遗传的表现型都同性别有着密切的联系,但它们是两种截然不同的遗传方式,伴性遗传
25、的基因位于性染色体上,而从性遗传的基因位于常染色体上。总结归纳一、种碧E 与物种种群物种概念指生活在同一区域内的同种生物个体的集合。种群是生物进化、生活和繁殖的单位。同种群内的个体之间可以进行基因交流是指具有一定的形态结构的生理功能,能够在自然状态下相互交配,并且产生可育后代的一群生物生活地域同一地点一定自然区域,同一地点或不同地点判断标准种群是同一地点的同种生物,它通过个体间的交配而保持一个共同的基因库主要是形态特征和能否自由交配并产生可育后代相互联系物种是分类学的单位,反映了生物的本质属性;种群是生态学的单位,是同 物种个体的集合体,也是物种存在的具体形式,是物种繁殖、进化的基本单位。一个
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