2024届高考生物一轮复习：专题八 变异与进化

专题八：生物的变异与进化 学习目标： 1、从认知内化、学习态度等方便总结本模块的知识提升点。 2、通过过关和内化提升，综合运用生物代谢、遗传规律等解决相关问题。 3、总结反思、查漏补缺，调整心态。 探究学习 活动一 完善基因突变及其他变异的思维导图： 重点关注 1、可遗传变异包括那些类型； 2、单倍体、二倍体、多倍体的判断； 3、四种育种方式的原理及过程 活动二 设计育种方案：构建“矮抗小麦” 活动三 种群基因频率的计算：总结种群基因频率的计算方法 　　DNA分子中发生碱基对的 、＿＿ 和 ，而引起的 的改变。 替换 增添 缺失 基因碱基序列 一、基因突变的概念和类型 碱基对的三种改变方式对性状的影响相同吗？ 类型 影响范围 对氨基酸序列的影响 碱基替换 小 只改变1个氨基酸或不改变 碱基增添 大 插入前位置不影响，影响插入后的序列 碱基缺失 大 缺失前位置不影响，影响缺失后的序列 思考： 1.基因突变一般会发生在什么时侯呢？ 2.基因突变都会遗传给后代吗？ 3.生物性状的改变一定是由基因突变引起的吗？ 基因突变的实例--（镰状细胞贫血症、细胞的癌变） 抑癌基因和原癌基因突变 存在 癌细胞的特点：①能够无限增殖 ②形态结构发生显著变化 ③细胞膜上的 糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性降低，容易在体内分散和转移 ①外来因素 物理因素 化学因素 生物因素 紫外线、X射线及其他辐射能损伤细胞的DNA 亚硝酸盐、碱基类似物等能改变核酸的碱基 某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA ②内部因素—— DNA分子复制偶尔发生错误、DNA碱基组成发生改变 诱发突变 自发突变 二、基因突变的原因 （夏季涂抹防晒霜、青少年少上网，少用手机） （不喝反复烧开的水、少吃烧烤和油炸食品） （接种乙肝疫苗） ①普遍性 ②随机性 ③低频性 ④多害少利性 ⑤不定向性 基因突变的意义： 基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源， 为生物的进化提供了原材料。 三、基因突变的特点 三、基因突变在育种方面的应用 诱变育种的基本原理是基因突变，诱变育种是利用物理因素和化学试剂处理生物，使生物发生基因突变，提高基因突变频率，再通过适当的筛选方法获得所需要的高产优质种子的育种方法。 诱变育种存在的主要问题：有益突变频率仍然较低，变异的方向和性质难以控制。 X射线 基因重组：生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合 一、基因重组发生的原因（类型） ①减Ⅰ后期非同源染色体上的 非等位基因自由组合（自由组合型） ②减Ⅰ前期同源染色体的 非姐妹染色单体之间的局部互换（互换性） 基因重组的意义:是产生新基因型的途径；是生物变异的来源之一；是生物的进化的材料 二、基因重组在育种方面的应用 杂交育种的原理是基因重组 优点：可人为的把两个生物的优良性状集于一体 缺点：时间长，需及时发现优良性状 （一）细胞内的个别染色体数目的改变 （二）染色体以染色体组的形式成倍增加或减少 染色体数目的变异 染色体组 染色体组：细胞中大小、形态、功能各不相同几乎携带控制生物生长发育、遗传变异的一整套遗传信息的一组非同源染色体。 要构成一个染色体组，应具备的条件： 1、不含同源染色体； 2、染色体形态、功能各不相同； 3、几乎携带控制生物生长发育、遗传变异的 一整套遗传信息。 b.根据基因型判断： 控制同一性状的相同基因或等位基因出现几次，就含有几个染色体组； 即：一种字母（不管大小写）有几个就为几组 a.根据染色体形态判断: 细胞中形态相同的染色体（即同源染色体）有几条，则含有几个染色体组。 二倍体和多倍体 二倍体：由受精卵发育而成的，体细胞中有两个染色体组的个体。 多倍体：由受精卵发育而成的，体细胞中含有三个或三个以上的染色体组的个体。特点：① 茎杆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类、蛋白质等含量增高②生长慢，发育延迟，结实率低 多倍体育种 ①低温处理；②秋水仙素处理萌发种子或幼苗。 原理是： 秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，导致细胞中的染色体不能移向两极，从而引起细胞内的染色体数目加倍。 花药离 体培养 普通植株 AaBB 减数 分裂 花粉 AB、aB 单倍体幼苗 AB、aB 秋水仙 素处理 纯合子幼苗 AABB、aaBB 筛选所需的品种 优点： 明显缩短育种年限、子代都是纯合子 单倍体育种的措施和优点 措施： 单倍体：生物体细胞中含有的染色体数与本物种配子中的一样。由配子（精子或卵细胞）直接发育而成的个体。 特点：植株弱小，且高度不育   杂交育种 诱变育种 多倍体育种 单倍体育种 原理 基因重组 基因突变 染色体变异 染色体变异 方法   杂交→自交→筛选→连续自交直至不出现性状分离为止 诱变因素 处理后筛选 用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 花药离体培养→秋水仙素加倍→幼苗→选育 优点   操作简捷 提高变异频率，大幅度改良某些性状 到多倍体子代，各种器官大、营养成分高、抗性强 明显缩短育种年限 缺点 育种年限长，需7—8年 具有不定向性，有利变异少，需要处理大量的供试材料，具有不确定性 只适用于植物，发育延迟，结实率低 技术复杂，需与杂交育种配合 试总结四种育种的方法、原理、优点、缺点，在生产中根据具体需要如何确定育种方案 a c d e f b 1.缺失： 染色体中某一片段缺失。 2.重复： 染色体中增加某一片段。 a b c d e f b 染色体结构的变异 3.易位： 染色体中的某一片段移接到另一条非同源染色体上 c d e f g h i j k 4.倒位： 染色体中某一片段的位置颠倒了180° b c d e a f c d e b （果蝇缺刻翅的形成。） （果蝇棒状眼的形成。） （夜来香的变异、果蝇花斑眼的形成） （果蝇卷翅的形成） 16 一单基因遗传病 X隐：红绿色盲、血友病、进行性肌营养不良 X显：抗维生素D佝偻病 常隐：白化病、先天性聋哑、苯丙酮尿症 常显：多指病、并指病、软骨发育不全 二、多基因遗传病 唇裂、无脑儿、原发性高血压和青少年型糖尿病等 三、染色体异常遗传病 猫叫综合征、21三体综合征和性腺发育不良等 人类遗传病 人类遗传病是指由于遗传物质改变而引起的人类疾病，主要可以分为单基因遗传病、 多基因遗传病和染色体异常遗传病三大类。 产前诊断 遗传咨询 （1）检测手段： ①羊水检查 ②B超检查 ③孕妇血细胞检查 ④绒毛细胞检查 ⑤基因检测（基因检测是指通过检测人体细胞中的DNA序列，以了解人体的基本状况。） （2）能诊断的疾病： 染色体疾病 先天性畸形 遗传病的检测和预防 1、医生对咨询对象进行身体检查，了解家族病史，对是否患有某种遗传病做出诊断 2、分析遗传病的传递方式 3、推算出后代的再发风险率 3、向咨询对象提出防治对策和建议，如进行产前诊断、终止妊娠等 1.从某个种群中随机抽出200个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是80、100和20，计算A和a的基因频率。 2.某工厂有男女职工各100名，对他们进行调查时发现：女性色盲基因的携带者为10人，患者5人，男性患者7人，那么这个群体中色盲基因的频率为?  3.一瓢虫种群中有黑色（B）和红色（b）两种体色的个体，这一性状由一对等位基因控制。如果基因型为BB的个体占4%，Bb的个体占32%，则B和b的基因频率分别为（ ） A.60%、40% B.64%、36% C.20%、80% D.32%、68% 4.调查某校学生中关于某种性状的各种基因型及比例为： 则该校学生中XB和Xb的基因频率分别是多少？ 5.一个随机交配的群体，某一相对性状中，显性性状表现型的频率是0.36，则杂合子的频率为（ ） A．0.32 B．0.4 C．0.48 D．0.6 达尔文的自然选择学说 拉马克的进化学说 （进化原因：用进废退、获得性遗传） （进化原因：过度繁殖（基础）、生存斗争（动力）、 遗传变异（内因）、适者生存（结果）） 种群：生活在一定区域的同种生物全部个体的集合 基因频率 含义：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率 范围：一个种群的基因库 计算方式： M %=100% m %=100% 新物种的形成过程 突变和基因重组 （不同岛屿上的鸟类基因频率发生不同变化） 自然选择 （各岛屿食物和栖息条件各不相同） 生殖隔离 （不同种群的基因库形成明显差异） 1.新物种形成的标志是生殖隔离的形成 2.物种形成的必要条件是隔离 现代生物进化理论 适应是 的结果； 是生物进化的基本单位； 和 提供进化的原材料； 导致种群基因频率的 ，进而通过 形成新的物种；生物进化的实质是 ；生物进化的过程实际上是 、 协同进化的过程；生物多样性是 的结果。 一、求种群基因频率的方法 Ⅰ、利用公式 Ⅱ、已知基因型频率，求基因频率 Ⅲ、利用遗传平衡定律（已知基因型频率，求基因频率） PAA=PA2 PAa=2×PA×Pa Paa=Pa2 一、求种群基因型频率的方法 Ⅰ、利用公式 Ⅱ、利用遗传平衡定律（已知基因频率，求基因型频率） PAA=PA2 PAa=2×PA×Pa Paa=Pa2 基因频率=100% 基因频率= 基因型频率=100% $$