《遺傳變異進(jìn)化專題》PPT課件.ppt

1、株洲市四中高三生物備課組,專題 ：遺傳變異與生物進(jìn)化,復(fù)習(xí)自查,主干知識(shí)整合,精典例題導(dǎo)引,考綱重點(diǎn)透析,高考趨勢(shì)展望,能力提升訓(xùn)練,復(fù)習(xí)自查,想一想，遺傳和變異、進(jìn)化，這兩章你學(xué)過(guò)的主要知識(shí)有哪些？它們之間有何內(nèi)在聯(lián)系？請(qǐng)你嘗試著對(duì)這些知識(shí)進(jìn)行有機(jī)整合，構(gòu)建一個(gè)較為完整的知識(shí)體系。,主干知識(shí)整合,遺傳物質(zhì)基礎(chǔ),遺傳變異的規(guī)律,生物進(jìn)化,DNA,證據(jù),肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),噬菌體侵染細(xì)菌,過(guò)程結(jié)果結(jié)論,結(jié)構(gòu)特點(diǎn),結(jié)構(gòu)層次,復(fù)制,準(zhǔn)確無(wú)誤,出現(xiàn)差錯(cuò),遺傳,基因突變,傳遞遺傳信息,DNA,基因,具有遺傳效應(yīng)的片斷,比較,真核細(xì)胞基因的結(jié)構(gòu),原核細(xì)胞基因的結(jié)構(gòu),表達(dá),轉(zhuǎn)錄,翻譯,酶、某些激素,結(jié)構(gòu)蛋白

2、,影響細(xì)胞代謝,決定細(xì)胞結(jié)構(gòu),主要載體,染色體,常染色體,基因,遺傳規(guī)律,變異規(guī)律,質(zhì)基因,核基因,細(xì)胞質(zhì)遺傳,特點(diǎn),特點(diǎn)的成因,非等位基因,等位基因,常染色體上,性染色體上 (伴性遺傳及特點(diǎn)),分離規(guī)律,非同源染色體上 的非等位基因,同源染色體上 的非等位基因,自由組合規(guī)律,重新組合,核遺傳,遺傳,基因重組,基因突變,染色體,基因重組,結(jié)構(gòu)、數(shù)目改變,染色體變異,可遺傳 的變異,人類的遺傳病,育種,雜 交 育 種,誘 變 育 種,多 倍 體 育 種,單 倍 體 育 種,細(xì)胞工程育種,基因工程育種,比較,單基因遺傳病,多基因遺傳病,染色體遺傳病,自然選擇,自然選擇學(xué)說(shuō),現(xiàn)代生物進(jìn)化論,生物進(jìn)化

3、,生物適應(yīng)性,新物種,生物多樣性,典型例題,1、下面介紹的是有關(guān)DNA研究的科學(xué)實(shí)驗(yàn)： （一）1952年，赫爾希和蔡斯，完成了著名的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，下面是實(shí)驗(yàn)的部分過(guò)程： (1)、該實(shí)驗(yàn)最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路是， 在該實(shí)驗(yàn)中是如何實(shí)現(xiàn)這一設(shè)計(jì)思路的 ,設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)地、直接地去觀察它們地作用。,用35S和32P分別 標(biāo)記不同地噬菌體，然后分別侵染未被標(biāo)記的細(xì)菌，觀 察35S和32P在子代噬菌體中的存在情況。,(2)、寫出以上實(shí)驗(yàn)的部分操作過(guò)程： 第一步：； 第二步：。,用32P標(biāo)記噬菌體的DNA,用32P標(biāo)記噬菌體和未標(biāo)記的細(xì)菌混合,(3)、離心管上清液和沉淀物中的主要生物分別

4、是 _ (4)、該實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明了。,噬菌體、細(xì)菌,噬菌體DNA進(jìn)入到細(xì)菌細(xì)胞中,(5)、子代噬菌體的DNA分子的兩條鏈中所含 的P元素是，解釋原因 (6)、子代噬菌體的衣殼合成場(chǎng)所是，合成的過(guò)程包括_和_。,31P 和31P或31P 和32P,因?yàn)樽哟删w的 DNA是以親代噬菌體的DNA為模板以細(xì)菌細(xì)胞中脫氧核 苷酸為原料復(fù)制來(lái)的。,細(xì)菌的核糖體,轉(zhuǎn)錄,翻譯,考綱重點(diǎn)透析,考綱要求1 ： DNA是主要的遺傳物質(zhì) 放射性同位素標(biāo)記法的運(yùn)用： 放射性同位素主要用來(lái)跟蹤某些化學(xué)元素所存在的化合物的變化規(guī)律或該化合物在生物 體內(nèi)的變化規(guī)律。 在做標(biāo)記時(shí) ，要注意選擇被 標(biāo)記的元素在某種物質(zhì)中是唯一的

5、。,2、聚合酶鏈?zhǔn)桨l(fā)應(yīng)(PCR)是生物學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室以少量樣品制備大量DNA的生化技術(shù)，反應(yīng)系統(tǒng)必需以反應(yīng)中新合成的DNA作為下一輪循環(huán)反應(yīng)的模板其過(guò)程如下圖：,游離核苷酸溶液中的DNA樣品,DNA互補(bǔ)鏈分離開來(lái),以核苷酸溶液為原料合成DNA新的互補(bǔ)鏈,循環(huán)往復(fù),(1)、這一技術(shù)模擬了生物體內(nèi)的哪一生理過(guò)程中_,(2) 、產(chǎn)生的通過(guò)PCR反應(yīng)DNA與樣品DNA完全一樣，原因：,DNA獨(dú)特的雙螺結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供了精確的模板，堿基互補(bǔ)配對(duì)原因保證了DNA復(fù)制精確進(jìn)行。,復(fù)制,(3)、此過(guò)程與轉(zhuǎn)錄有哪兩點(diǎn)明顯 不同？,、參與的酶不同 、配對(duì)的方式 不同 、模板不同 、原料不同 、產(chǎn)物不同,(4)、若加入

6、基因含有306個(gè)堿基對(duì)，那么其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物最多含有_個(gè)密碼子,102,不同，因?yàn)樵思?xì)胞中的編碼子，不能是連續(xù)的，而真核細(xì)胞的基因的編碼子區(qū)中有內(nèi)含子，不能編碼蛋白質(zhì)，所以不同。,(5)、真核細(xì)胞和原核細(xì)胞中的基因含堿基對(duì)的數(shù)目相同，它們控制合成的蛋白質(zhì)中所含氨基酸的數(shù)目一般來(lái)說(shuō)是否相同？為什么？,考綱要求DNA的功能 復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯比較表,、下圖中表示果蠅細(xì)胞染色體及基因組成,b表示該個(gè)體形成配子時(shí)某對(duì)染色體行為，,下表中顯示的關(guān)基因與性狀的關(guān)系，請(qǐng)據(jù)圖表分析回答：,(1)、若不發(fā)生b 行為，則圖 a果蠅形成的配子中有3 個(gè)隱性基因的染色體組有_種,試舉一例 ,4,（1、3、6、8）或（1、4、6

7、、8） 或（2、3、6、8）或（2、4、6、8）,(2)、圖b中細(xì)胞名稱為_，該細(xì)胞最終形成的配子的基因型_ (3)、該果蠅的表現(xiàn)型為_ 若只考慮體色和眼，則讓該果蠅與基因型相同的異性果蠅交配，后代表現(xiàn)型比例為：灰身長(zhǎng)翅50%、灰身殘翅25 %、黑身長(zhǎng)翅25%，請(qǐng)問(wèn)這二對(duì)相對(duì)性狀的遺傳是否符合基因的自由組合規(guī)律？為什么 ？,不符合，因?yàn)楹蟠誀罘蛛x比不符合兩對(duì)相對(duì)性狀的自由組合定律應(yīng)出現(xiàn)的比例。,這二對(duì)相對(duì)性狀在后代中出現(xiàn)重組性狀的原因是：,在減數(shù)分裂過(guò)程中同源染色體中的非姐妹染色單體進(jìn)行了交叉互換。,初級(jí)卵母細(xì)胞,BV/Bv/bV/bv,灰身殘翅細(xì)眼紅眼雌果蠅,(4)、預(yù)測(cè)果蠅種群中白眼在雌

8、雄類型中的比例大小，并說(shuō)明理由 ？,白眼雄果蠅多于白 眼雌果蠅，因?yàn)榘籽凼前樾赃z傳，在雄果蠅內(nèi)只需1 個(gè)Xw就表現(xiàn)為白眼。,(5)、下列果蠅細(xì)胞中不能存在6+XX染色體組成( ) A、次級(jí)精母細(xì)胞 B、雌果蠅休細(xì)胞 C、次級(jí)卵母細(xì)胞 D、初級(jí)精母細(xì)胞,D,考綱要求 遺傳的基本定律與減數(shù) 分裂的關(guān)系,減數(shù)分裂過(guò)程中，隨著同源染色體分離同源染色體上的等位基因分離；非同源染色體的自由組合，非同源染色體上的非等位基因自由組合。,4、下圖是患甲?。@性基因?yàn)锳，隱性基因?yàn)閍）和乙病（顯性基因?yàn)锽，隱性基因?yàn)閎）兩種遺傳病的系譜圖。據(jù)圖回答：,(1)甲病致病基因位于染色體上，為性基因。 （2）從系譜圖上可

9、看出甲病的遺傳特點(diǎn)是，,常染色體,顯,世代相傳,子代患病，則親代之一必，若II-5與另一正常人婚配，則其子女患甲病的概率是。,（3）致乙病基因位于染色體上，為性遺傳，乙病的遺傳特點(diǎn)是，系譜中I-2的基因型為 III-2的基因型為,患病,1/2,X,隱,隔代交叉遺傳,AaXBXb,AaXbY,考綱要求4 遺傳系譜判斷,第一步.先判顯隱性,1.利用典型的系譜圖以圖判圖，一目了然,2.如果沒(méi)有典型的系譜圖可用下列特征來(lái)判斷,代代相連，子代患病雙親之一必患病,代間相隔，子女正常雙親正常,發(fā)病率較高（約1/2以上）,發(fā)病率較低（約1/3以下）,遺傳病,遺傳特點(diǎn),第二步.判斷是伴性遺傳還是常染色體上的遺傳

10、,1.利用典型的系譜圖,常隱,常隱或X隱,結(jié)論：無(wú)中生有，生女有病為常隱,常顯,常顯或X顯,結(jié)論：有中生無(wú)，生女無(wú)病為常顯,2.如果沒(méi)有典型的系譜圖，可根據(jù)下列特征來(lái)判斷,遺傳病,遺傳特點(diǎn),5、良種對(duì)于提高農(nóng)作物產(chǎn)量、品質(zhì)和抗病性等具有重要作用。目前培養(yǎng)良種有多種途徑。其一是具有不同優(yōu)點(diǎn)的親本雜交，從其后代選擇理想的變異類型，變異來(lái)源于，選育過(guò)程中性狀的遺傳遵循，和連鎖互換的規(guī)律。其二是通過(guò)射線處理，改變已有品種的個(gè)別重要性狀，變異來(lái)源于。其三是改變?nèi)旧w數(shù)目，例如用秋水仙素處理植物的分生組織，經(jīng)過(guò)培育和選擇能得到植株。,基因重組,基因分離定律,基因自由組合定律,基因突變,多倍體,考綱要求5

11、三種可遺傳變異的比較,基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，產(chǎn)生新的基因,基因的重新組合，產(chǎn)生新的基因型，使性狀重新組合。,染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)量發(fā)生變化，導(dǎo)致基因的數(shù)目或排列順序改變,細(xì)胞分裂間期復(fù)制時(shí)堿基對(duì)增添、缺失或改變,減數(shù)第一次分裂時(shí)，四分體的非姐妹染色單體交叉互換；減I后期非同源染色體的自由組合； 人為的基因重組,多倍體成因：有絲分裂或減數(shù)第一次分裂中紡錘體形成受阻。 單倍體成因：配子未受精直接發(fā)育,外界條件的劇變或內(nèi)部因素的作用,多倍體：外界條件劇變或內(nèi)部因素的作用,所有生物,有性生殖的真核生物,真核生物,技術(shù)復(fù)雜，需與雜交育種結(jié)合,明顯縮短育種年限,花藥離體培養(yǎng)成單倍體，再誘導(dǎo)染色體倍,染色體組成

12、倍減少,單倍體育種,有利變異少，需大量處理供試材料,提高變異頻率，加速育種進(jìn)程，大幅度改良性狀,用物理或化學(xué)方法處理生物,基因突變,人工誘變育種,育種時(shí)間長(zhǎng),使位于不同個(gè)體的優(yōu)良性狀集中于同一個(gè)體上,基因重組,雜交 育種,缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn),常用方法,原理,類型,雜交 篩選 自交 再篩選,考綱要求6 育種方法小結(jié),保持親本的優(yōu)良性狀,嫁接、扦插、分根、壓條、克隆等,DNA結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及其復(fù)制,無(wú)性繁殖,有許多理論和技術(shù)問(wèn)題未解決,克服遠(yuǎn)源雜交的不親和性,去細(xì)胞壁 不同植物體細(xì)胞原生質(zhì)融合 組織培養(yǎng),染色體變異,植物體細(xì)胞雜交,技術(shù)復(fù)雜,突破雜交育種的不親和性,提取目的基因 獲得重組DNA分子 重組DNA

13、分子導(dǎo)入受體細(xì)胞目的基因的檢測(cè)和表達(dá),基因重組 （廣義）,基因 工程,結(jié)實(shí)率降低，可育性差,獲得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高的品種,常用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗,染色體組成倍增加,多倍體育種,缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn),常用方法,原理,類 型,鐮刀細(xì)胞貧血癥是由常染色體上的隱性致病基因引起，患者在幼年時(shí)期夭折，現(xiàn)在A、B兩地區(qū)進(jìn)行調(diào)查，其中B 地區(qū)流行瘧疾。兩地區(qū)人群中各種基因型的比例如下：,1、鐮刀型細(xì)胞貧血癥發(fā)病的直接原是 根本 原因是,血紅蛋白的結(jié)構(gòu)變化,編碼蛋白質(zhì)基因的一個(gè)堿基對(duì)改變,(2)、在A地區(qū)人群中A的基因頻率為_，B地區(qū)人群中a 的基因頻率為_ (3)如果B地區(qū)消滅瘧疾，若干年后再進(jìn)行調(diào)查，將發(fā)現(xiàn)AA

14、的基因頻率將會(huì)_,96.5%,49.5%,上升,考綱要求7遺傳變異與生物進(jìn)化,突變、基因重組為生物進(jìn)化提供了原始材料，遺傳使一個(gè)個(gè)小小的變異逐步積累，自然選擇使基因頻率定向改變,高考趨勢(shì)展望,遺傳變異與進(jìn)化往往都有分值較高的遺傳學(xué)大題。這部分高考題目標(biāo)及趨勢(shì)如下： 1、對(duì)遺傳變異基礎(chǔ)知識(shí)的理解能力 （1）、遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)：DNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù) ， DNA的結(jié)構(gòu)與復(fù)制，基因?qū)π誀畹目刂?（2）、兩大遺傳規(guī)律及其在實(shí)踐中的應(yīng)用。 （3）性別決定和伴性遺傳及其應(yīng)用 （4）遺傳變異來(lái)源及其在育種上的應(yīng)用 （5）細(xì)胞質(zhì)遺傳機(jī)理及遺傳特點(diǎn) （6）基因工程概念、操作步驟及應(yīng)用,2、應(yīng)用遺傳變異、基因工程的理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題 應(yīng)用遺傳學(xué)理論知識(shí)指導(dǎo)生物學(xué)科研、生產(chǎn)和生活實(shí)踐。,A、B、C,活的S型菌,加熱殺死的S型細(xì)菌中含有某種促成R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化的物質(zhì),能力提升訓(xùn)練,2、把S型細(xì)菌的DNA、蛋白質(zhì)和多糖莢膜分離出來(lái)，加入已培養(yǎng)了R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中，結(jié)果：,（1）、此實(shí)驗(yàn)最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路是,設(shè)法把DNA、蛋白質(zhì)、莢膜多糖等物質(zhì)分開，單獨(dú)、直接的去觀察它們的作用。,（2）培養(yǎng)基中含有細(xì)菌所需的營(yíng)養(yǎng)要素，一般可分為 和 。 在培養(yǎng)基的表面可見一個(gè)個(gè)細(xì)菌的群體，叫,碳源,氮源,水,無(wú)機(jī)鹽,生長(zhǎng)因子,菌落,（3）從該實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知肺炎雙