高三一輪復(fù)習(xí)生物：生物的變異 教案

高三一輪復(fù)習(xí)教案生物的變異高考要求：1.基因重組及其意義Ⅱ2.基因突變的特征和原因Ⅱ3.染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異Ⅰ4.生物變異在育種上的應(yīng)用Ⅱ5.轉(zhuǎn)基因食品的安全Ⅰ6.人類遺傳病的類型及檢測(cè)預(yù)防Ⅰ7.人類基因組計(jì)劃及意義Ⅰ一、生物變異不可遺傳變異生物的變異基因突變突變結(jié)構(gòu)變異可遺傳的變異染色體變異個(gè)別染色體數(shù)目增減基因重組數(shù)目變異以染色體組形式成倍增減辨析：由環(huán)境引起的變異是不能夠遺傳的。（錯(cuò)）例：下列屬于可遺傳的變異的是A.由于水肥充足，小麥出現(xiàn)穗大粒多的性狀B.紫外線照射使人患皮膚癌C.在棕色獼猴的自然種群中出現(xiàn)了白色的獼猴D.人由于曬太陽(yáng)而使皮膚變黑例：已知家雞的無(wú)尾對(duì)有尾是顯性。現(xiàn)用有尾雞（甲群體）自交產(chǎn)生的受精卵來(lái)孵小雞，在孵化早期向卵內(nèi)注射微量胰島素，孵化出的小雞就表現(xiàn)出無(wú)尾的性狀（乙群體）。為研究胰島素在小雞孵化過(guò)程中是否引起基因突變，可行性方案是：A、甲群體X甲群體，孵化早期不向卵內(nèi)注射胰島素B、乙群體X乙群體，孵化早期向卵內(nèi)注射胰島素C、甲群體X乙群體，孵化早期向卵內(nèi)注射胰島素D、甲群體X乙群體，孵化早期不向卵內(nèi)注射胰島素二、基因突變1.概念：DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的替換、增添和缺失而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變，叫做基因突變。舉例：（1）堿基對(duì)替換：鐮刀型細(xì)胞貧血癥（2）堿基對(duì)增添：豌豆的皺粒（3）堿基對(duì)缺失：囊性纖維病2.時(shí)期：有絲分裂間期或減數(shù)第一次分裂間期例：下列細(xì)胞不容易發(fā)生基因突變的是A、精原細(xì)胞B、蛙的紅細(xì)胞C、神經(jīng)細(xì)胞D、根尖分生區(qū)細(xì)胞3.原因：內(nèi)因（自發(fā)突變）：DNA復(fù)制發(fā)生差錯(cuò)、堿基組成發(fā)生改變等外因（誘發(fā)突變）：物理因素X射線紫外線等化學(xué)因素亞硝酸堿基類似物等病毒因素4.結(jié)果：使一個(gè)基因突變產(chǎn)生等位基因。但生物的性狀不一定發(fā)生改變。①密碼子的簡(jiǎn)并性②顯性純合子突變?yōu)殡s合子5.特點(diǎn)：①普遍性所有生物都可以發(fā)生例：噬菌體、大腸桿菌、酵母菌、豌豆的可遺傳變異分別有哪些來(lái)源？②隨機(jī)性A.時(shí)間隨機(jī)：可以發(fā)生在個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期（發(fā)生的越早，對(duì)個(gè)體的影響越大）例：大麗花的紅色（C）對(duì)白色（c)為顯性，一株雜合大麗花植株有許多分支，盛開眾多紅色花朵，其中有一朵花半邊紅色半邊白色，這可能是哪個(gè)部位的C基因突變?yōu)閏造成的？

A、幼苗的體細(xì)胞B、早期葉芽的體細(xì)胞

C、花芽分化時(shí)的細(xì)胞D、雜合植株產(chǎn)生的性細(xì)胞B.部位隨機(jī)：細(xì)胞DNA基因強(qiáng)調(diào)：基因突變?nèi)舭l(fā)生在配子中，可以遺傳給后代；若發(fā)生在體細(xì)胞中，一般不能遺傳。但有些植物的體細(xì)胞基因突變可以通過(guò)無(wú)性繁殖傳遞。③不定向性一個(gè)基因可以向不同的方向發(fā)生突變，產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因。辨析：一個(gè)基因中的任何一個(gè)堿基對(duì)都可以發(fā)生替換，這體現(xiàn)基因突變的哪個(gè)特點(diǎn)？例：人類常色體上β-珠蛋白基因（A′），既有顯性突變(A)，又有隱性突變(a),突變均可導(dǎo)致地中海貧血。一對(duì)皆患地中海盆血的夫妻生下了一個(gè)正常的孩子，這對(duì)夫妻可能A.都是純合子(體) B.都是雜合子(體)C.都不攜帶顯性突變基因 D.都攜帶隱性突變基因④低頻性強(qiáng)調(diào)：雖然基因突變的頻率很低，但是當(dāng)一個(gè)種群有很多個(gè)體時(shí)，就有可能產(chǎn)生各種各樣的隨機(jī)突變，足以提供豐富的可遺傳的變異。⑤多害性基因突變的害與利是相對(duì)的而不是絕對(duì)的。舉例：昆蟲的殘翅突變?cè)陉懙厣鲜怯泻ν蛔?，但是在?jīng)常刮大風(fēng)的海島上卻是有利突變。舉例：鐮刀型細(xì)胞貧血癥的基因突變，在大多數(shù)地區(qū)是有害的，但是在非洲流行惡性瘧疾的地區(qū)，卻是有利的。辨析：基因突變可能對(duì)個(gè)體的生存是有害的，但對(duì)種群的進(jìn)化卻是有利的。（對(duì)）6.意義：產(chǎn)生新基因的途徑，是生物變異的根本來(lái)源，是生物進(jìn)化的原始材料。三、基因重組1.概念：生物體在進(jìn)行有性生殖的過(guò)程中，控制不同性狀的基因的重新組合。辨析：Aa自交，發(fā)生性狀分離，屬于基因重組。（錯(cuò)）2.類型（時(shí)期）：①交叉互換：減數(shù)第一次分裂前期，位于同源染色體上的非等位基因由于同源染色體上非姐妹染色單體的交換而進(jìn)行重新組合。②自由組合：減數(shù)第一次分裂后期，位于非同源染色體上的非等位基因由于非同源染色體自由組合而進(jìn)行重新組合。③基因工程：特殊類型的基因重組。辨析：基因重組發(fā)生在受精作用的過(guò)程中。（錯(cuò)）3.結(jié)果：產(chǎn)生新的基因型。辨析：基因重組可以產(chǎn)生新的基因。（錯(cuò)）基因重組可以產(chǎn)生新的性狀。（錯(cuò)）4.意義：是生物變異的來(lái)源之一（豐富來(lái)源），對(duì)生物進(jìn)化具有重要意義（提供原材料）。辨析：沒有基因突變就沒有基因重組。(對(duì))例：下圖是某個(gè)二倍體動(dòng)物的幾個(gè)細(xì)胞分裂示意圖(數(shù)字代表染色體，字母代表染色體上帶有的基因)。據(jù)圖判斷不正確的是()A．該動(dòng)物的性別是雄性的B．乙細(xì)胞表明該動(dòng)物發(fā)生了基因突變或基因重組C．1與2或1與4的片段交換，前者屬基因重組，后者屬染色體結(jié)構(gòu)變異D．丙細(xì)胞不能進(jìn)行基因重組四、染色體變異（一）結(jié)構(gòu)變異缺失：（貓叫綜合征）重復(fù)：（果蠅棒眼）倒位：易位：結(jié)果：會(huì)使染色體上基因的數(shù)量或排列順序發(fā)生變化，從而引起生物體性狀的變化。重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)：（1）區(qū)分基因突變和染色體結(jié)構(gòu)變異變化基因種類基因數(shù)量變異水平基因突變（增添、缺失）個(gè)別堿基對(duì)變化不變分子水平染色體變異（增添、缺失）染色體片段不變變化細(xì)胞水平（2）區(qū)分染色體易位與染色體交叉互換例：右圖中①和②表示發(fā)生在常染色體上的變異。①和②所表示的變異類型分別屬于A.重組和易位B.易位和易位C.易位和重組D.重組和重組（二）數(shù)目變異（1）個(gè)別染色體數(shù)目的增減例：21三體綜合征：又稱為先天愚型，唐氏綜合征。思考：唐氏綜合癥的發(fā)病原因是什么？例：番茄是二倍體植物(染色體2N＝24)。有一種三體，其6號(hào)染色體的同源染色體有三條(比正常的番茄多了一條6號(hào)染色體)。三體在減數(shù)分裂聯(lián)會(huì)時(shí)，形成一個(gè)二價(jià)體和一個(gè)單價(jià)體；3條同源染色體中的任意2條隨意配對(duì)聯(lián)會(huì)，另1條同源染色體不能配對(duì)，減數(shù)第一次分裂的后期，組成二價(jià)體的同源染色體正常分離，組成單價(jià)體的1條染色體隨機(jī)地移向細(xì)胞的任何一極，而其他如5號(hào)染色體正常配對(duì)、分離(如圖所示)。(1)在方框中繪出三體番茄減數(shù)第一次分裂后期圖解。(只要畫出5、6號(hào)染色體就可以，并用“5、6號(hào)”字樣標(biāo)明相應(yīng)的染色體)(2)設(shè)三體番茄的基因型為AABBb，則花粉的基因型及其比例是________________。則根尖分生區(qū)連續(xù)分裂兩次所得到的子細(xì)胞的基因型為________。(3)從變異的角度分析，三體的形成屬于________，形成的原因是________________________________________________________________________。(4)以馬鈴薯葉型(dd)的二倍體番茄為父本，以正常葉型的三體番茄為母本(純合體)進(jìn)行雜交。試回答下列問題：①假設(shè)D(或d)基因不在第6號(hào)染色體上，使F1的三體植株正常葉型與二倍體馬鈴薯葉型雜交，雜交子代葉型的表現(xiàn)型及比例為________。②假設(shè)D(或d)基因在第6號(hào)染色體上，使F1的三體植株正常葉型與二倍體馬鈴薯葉型雜交，雜交子代葉型的表現(xiàn)型及比例為________。答案：(1)如圖(2)ABB∶ABb∶AB∶Ab=1∶2∶2∶1AABBb(3)染色體(數(shù)目)變異減數(shù)第一次分裂有一對(duì)同源染色體未分開或是減數(shù)第二次分裂有一對(duì)姐妹染色單體未分開，而是移向了同一極，這樣形成的異常配子和正常減數(shù)分裂形成的配子結(jié)合成的受精卵發(fā)育而成(4)①正常葉型∶馬鈴薯葉型=1∶1②正常葉型∶馬鈴薯葉型=5∶1（2）以染色體組的形式成倍得增減1.染色體組：非同源染色體；形態(tài)，功能各不相同；攜帶著控制生物生長(zhǎng)發(fā)育的全部遺傳信息。例：白菜、甘藍(lán)均為二倍體，體細(xì)胞染色體數(shù)目分別為20和18。以白菜為母本，甘藍(lán)為父本，經(jīng)人工授粉后，將雌蕊離體培養(yǎng)，得到“白菜-甘藍(lán)”雜種植株。該雜種植株的體細(xì)胞中染色體數(shù)目為19條，含有2個(gè)染色體組。若將白菜和甘藍(lán)進(jìn)行體細(xì)胞雜交，則雜種植株的體細(xì)胞中含有4個(gè)染色體組，染色體數(shù)位38條。辨析：染色體組與單倍體基因組染色體組：23條染色體組：4條染色體組：10條人果蠅玉米單倍體基因組：24條單倍體基因組：5條單倍體基因組：10條2.二倍體、多倍體和單倍體的概念二倍體：由受精卵發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體叫做二倍體。多倍體：由受精卵發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體叫做多倍體。單倍體：體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體叫做單倍體。思考：多倍體為什么在植物中很常見，在動(dòng)物中卻很少見呢？（植物多是雌雄同體的，動(dòng)物卻多是雌雄異體的）辨析：?jiǎn)伪扼w的體細(xì)胞中一定含有一個(gè)染色體組。（錯(cuò)）體細(xì)胞中含有一個(gè)染色體組的個(gè)體一定是單倍體。（對(duì)）單倍體經(jīng)秋水仙素處理后，得到的一定是二倍體。（錯(cuò)）單倍體經(jīng)秋水仙素處理后，得到的一定是純合體。（錯(cuò)）思考：如何區(qū)分二倍體，多倍體和單倍體呢？配子：不管有幾個(gè)染色體組，都叫做單倍體。發(fā)育來(lái)源受精卵：有幾個(gè)染色體組，就是幾倍體。3.多倍體和單倍體的特點(diǎn)多倍體：莖稈粗壯、器官膨大、營(yíng)養(yǎng)豐富；成熟較晚、結(jié)實(shí)率低。單倍體：植株弱小，高度不育。4.多倍體的形成原因及誘導(dǎo)方法成因：細(xì)胞分裂前期，紡錘體的形成受到抑制，導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞兩極（著絲點(diǎn)正常分裂），使細(xì)胞不能分裂為子細(xì)胞，染色體數(shù)目加倍。誘導(dǎo)方法：秋水仙素或低溫處理萌發(fā)的種子或幼苗。（作用機(jī)理相同）實(shí)驗(yàn)：低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化（1）材料用具：洋蔥顯微鏡載玻片蓋玻片冰箱卡諾氏液改良苯酚品紅鹽酸酒精（2）方法步驟：①培養(yǎng)洋蔥，生根。②低溫處理（4℃,36h）。③卡諾氏液固定根尖，酒精沖洗。④制作裝片：解離漂洗染色制片⑤觀察（先低倍鏡觀察后高倍鏡觀察）5.單倍體的成因①孤雌生殖（蜜蜂）②花藥離體培養(yǎng)五、生物育種（一）選擇育種周期長(zhǎng)，可選擇的范圍有限。（二）雜交育種1、概念：將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過(guò)交配集中在一起，再經(jīng)過(guò)選擇和培育，獲得新品種的方法。2、原理：基因重組。3、方法：例：有兩個(gè)水稻品種，AABB（高桿抗?。┖蚢abb（矮稈感病）。如何利用雜交育種的方法，培育出能穩(wěn)定遺傳的矮稈抗病類型。4、優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，能集中優(yōu)良性狀。5、缺點(diǎn)：育種周期長(zhǎng)，不能創(chuàng)造新基因，只能利用原有的基因進(jìn)行重新組合。6、適用范圍：能進(jìn)行有性生殖的動(dòng)植物。（三）誘變育種1.概念：利用理化因素來(lái)處理生物，使生物發(fā)生基因突變。2.原理：基因突變3.方法：X射線，紫外線，激光；亞硝酸，硫酸二乙酯等。4.優(yōu)點(diǎn)：能產(chǎn)生新基因，提高突變率，大幅度改變生物的某些性狀。5.缺點(diǎn)：誘變方向難以控制，難以集中多個(gè)優(yōu)良性狀。6.實(shí)例：太空椒高產(chǎn)青霉菌黑農(nóng)五號(hào)大豆。7.適用范圍：幾乎所有生物。例：甲磺酸乙酯(EMS)能使鳥嘌呤(G)的N位置上帶有乙基而成為7-乙基鳥嘌呤，這種鳥嘌呤不與胞嘧啶(C)配對(duì)而與胸腺嘧啶(T)配對(duì)，從而使DNA序列中G—C對(duì)轉(zhuǎn)換成A—T對(duì)。育種專家為獲得更多的變異水稻親本類型，常先將水稻種子用EMS溶液浸泡，再在大田種植，通?？色@得株高、穗形、葉色等性狀變異的多種植株。請(qǐng)回答下列問題。(1)經(jīng)過(guò)處理后發(fā)現(xiàn)一株某種性狀變異的水稻，其自交后代中出現(xiàn)兩種表現(xiàn)型，說(shuō)明這種變異為突變。(2)用EMS浸泡種子是為了提高，某一性狀出現(xiàn)多種變異類型，說(shuō)明變異具有。(3)EMS誘導(dǎo)水稻細(xì)胞的DNA發(fā)生變化，而染色體的不變。(4)經(jīng)EMS誘變處理后表現(xiàn)型優(yōu)良的水稻植株也可能攜帶有害基因，為了確定是否攜帶有害基因，除基因工程方法外，可采用的方法有、。(5)誘變選育出的變異水稻植株還可通過(guò)PCR方法進(jìn)行檢測(cè)，通常該植株根、莖和葉都可作為檢測(cè)材料，這是因?yàn)椤！敬鸢浮?1)顯性(2)基因突變頻率不定向性(3)結(jié)構(gòu)和數(shù)目(4)自交花藥離體培養(yǎng)形成單倍體、秋水仙素誘導(dǎo)加倍形成二倍體(5)該水稻植株體細(xì)胞基因型相同（四）多倍體育種1.方法：秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗2.原理：染色體變異3.優(yōu)點(diǎn)：器官膨大營(yíng)養(yǎng)豐富莖稈粗壯4.缺點(diǎn)：發(fā)育遲緩結(jié)實(shí)率低5.適用范圍：植物6.舉例：三倍體西瓜八倍體小黑麥例：三倍體無(wú)子西瓜的培育思考題：①為什么以一定濃度的秋水仙素滴在二倍體幼苗的芽尖？思考題：①為什么以一定濃度的秋水仙素滴在二倍體幼苗的芽尖？②四倍體植株上所結(jié)的西瓜，瓜皮是幾倍體？③三倍體植株所結(jié)的西瓜，為什么沒有種子？一顆都沒有嗎？④二倍體植株給三倍體傳粉的目的是什么？⑤無(wú)子西瓜和無(wú)子番茄相比，有什么特點(diǎn)？⑥如何解決無(wú)子西瓜的繁殖問題？原理試劑方法無(wú)籽原因能否遺傳無(wú)籽西瓜染色體變異秋水仙素見上聯(lián)會(huì)紊亂能無(wú)籽番茄生長(zhǎng)素處理生長(zhǎng)素或類似物去雄套袋涂抹套袋未授粉不能（五）單倍體育種1.原理：染色體變異2.方法：花藥離體培養(yǎng)→秋水仙素處理例：有兩個(gè)水稻品種，AABB（高桿抗?。┖蚢abb（矮稈感?。Ｈ绾卧谧疃虝r(shí)間內(nèi)，培育出能穩(wěn)定遺傳的矮稈抗病類型。3.優(yōu)點(diǎn)：縮短育種年限4.缺點(diǎn)：操作復(fù)雜，常需與雜交育種相配合。例：改良缺乏某種抗病性的水稻品種，不宜采用的方法是A．誘變育種 B．單倍體育種C．基因工程育種 D．雜交育種5.適用范圍：有性雜交的植物例：為了提高玉米的產(chǎn)量，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的都是雜交種，但雜交玉米的性狀不能穩(wěn)定遺傳，因此農(nóng)民每年都要購(gòu)買雜交種?，F(xiàn)有長(zhǎng)果穗（A）白粒（b）和短果穗（a）黃粒（B）兩個(gè)玉米雜合子品種，為了達(dá)