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2019-2020年高三生物專題復習 生物的變異教案 一. 教學內(nèi)容： 復習生物的變異 生物的變異 二. 學習重點： 基因突變的特點及人工誘變的應用，多倍體育種及單倍體育種。 三. 學習過程： （一）基因突變： 1. 概念：由DNA分子中發(fā)生堿基對的增添、缺失、改變，而引起基因結構的改變。 實例：鐮刀型貧血癥。 2. 結果：形成等位基因。 3. 時期：在DNA復制時——有絲分裂的間期、減數(shù)分裂的間期。 4. 意義：生物變異的根本來源。為生物進化提供了最初的原始材料。 5. 特點： （1）普遍性：各種生物體均可能發(fā)生。 （2）隨機性：生物體的各個細胞隨時可能發(fā)生。 發(fā)生在體細胞不可遺傳給后代，發(fā)生在生殖細胞可能遺傳給后代。 發(fā)生時期越早，對生物個體性狀影響越大。 （3）突變率低： （4）多害少利：利、害不是絕對的，依據(jù)環(huán)境的變化而定。 （5）不定向：變?yōu)楹畏N等位基因不確定，并且突變是可逆的。 6. 突變分類： 自然突變：在自然條件下發(fā)生的。 人工誘變：人為誘發(fā)產(chǎn)生的，提高突變率，提供更多的變異性狀以便選擇。 方法：物理——射線、紫外線、激光等。 化學——亞硝酸、硫酸二乙酯、秋水仙素 太空技術——特殊環(huán)境條件 （二）基因重組： 1. 時期：減數(shù)分裂：自由組合：非同源染色體上的非等位基因之間。 交叉互換：同源染色體上的非等位基因之間。 受精作用：不同的精子和不同的卵細胞結合。 2. 意義：生物多樣性的原因之一，生物個體性狀的差異，主要是基因重組的結果。 為變異提供了豐富的來源。 3. 基因工程：不同生物的基因進行重新組合。 比較： 基因突變 基因重組 基因工程 DNA復制（間期） 有性生殖（減Ⅰ、受精作用） 細胞外人為處理 等位基因互變 非等位基因重組（同種生物） 不同生物基因重組 產(chǎn)生新基因 原有基因的重新組合 原有基因的重新組合 （三）染色體變異： 1. 染色體結構的變異： （1）概念：染色體結構的改變，使排列在染色體上的基因的數(shù)目和排列順序發(fā)生改變，從而導致性狀的變異。 （2）類型：缺失、重復、易位、倒位 （3）特點： ① 一般可以進行顯微鏡檢測，染色體發(fā)生變異時，往往出現(xiàn)聯(lián)會現(xiàn)象異常，形成“環(huán)”。 ② 形成不平衡配子：減數(shù)分裂后同時產(chǎn)生正常配子和異常配子。 ③ 絕大多數(shù)變異對生物不利，有的甚至死亡。 2. 染色體數(shù)目的變異： （1）以染色體條數(shù)為單位的增加或缺失而引起的變異： 先天愚型：47，+21，患者細胞中有三條21號染色體。 性腺發(fā)育不良：45，XO，患者只有一條性染色體。 （2）以染色體組為單位的倍增或倍減而引起的變異： ① 二倍體：經(jīng)受精卵發(fā)育的個體，體細胞中有兩個染色體組。 人等絕大多數(shù)動物、過半數(shù)的植物。 ② 多倍體：經(jīng)受精卵發(fā)育的個體，體細胞中有三個或三個以上染色體組。 香蕉3n，馬鈴薯4n，小麥6n。 ③ 單倍體：經(jīng)配子發(fā)育的生物體。 花粉發(fā)育的植物體、蜜蜂中的雄蜂。 3. 多倍體育種： 植株特點：植株莖桿粗壯，葉片、果實和種子都比較大，糖類、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量高。 （1）八倍體小麥： （2）三倍體西瓜： 比較： 無子蕃茄 不經(jīng)傳粉受精 生長素處理 縮短生長周期 二倍體果實 無子西瓜 經(jīng)花粉刺激 秋水仙素處理 不發(fā)育的種子 三倍體果實 4. 單倍體育種： 植株特點：植株弱小、高度不育 （1）育種優(yōu)點：迅速獲得純系品種，縮短育種年限。 （2）育種過程： 四. 疑難點撥： 1. 理解誘變育種的優(yōu)缺點： 其優(yōu)點是提高了基因突變率，這是與自然突變相比較的結果，實踐中突變率仍然較低，因多數(shù)有害，甚至致死，必須大量處理實驗材料大量繁殖后代，才能選育出有價值的品種，因此有成本較高，處理時間較長的缺點。 2. 有關基因重組發(fā)生的生理過程： 主要發(fā)生在生物有性生殖的過程中： 在減數(shù)第一次分裂過程中，由于同源染色體聯(lián)會時，會發(fā)生交叉互換的現(xiàn)象，就會導致同源染色體上的非等位基因隨之重新組合；由于非同源染色體會隨機進入一個細胞，也會導致非同源染色體上所攜帶的非等位基因隨之重組。 在受精過程中，精子和卵細胞是隨機結合的。例如同是AaBb產(chǎn)生的配子，若ab與AB結合會表現(xiàn)出一種性狀，若ab與Ab結合則會表現(xiàn)出另一種性狀。 3. 異種生物的基因重組途徑： 基因工程，主要利用DNA重組技術，通過對不同生物的DNA拼接，完成基因重組。 植物體細胞雜交，不同植物的體細胞融合，在對融合細胞進行組織培養(yǎng)，完成基因重組。 4. 單倍體和多倍體的判斷： 若已知生物的體細胞含有3個染色體組，是否是三倍體？ 進行判斷的關鍵是，此生物體是由受精卵發(fā)育來的還是配子發(fā)育來的，若是由受精卵發(fā)育來的，則該生物是三倍體；若是由配子發(fā)育來的，則該生物是單倍體。 單倍體是一個比較名詞概念，不是數(shù)量概念，單倍體生物可以含有一個或多個染色體組。 【模擬試題】 一. 選擇題： 1. 從某煙草的陳種子中榨出一種油，再用這種油處理該煙草的新鮮種子，處理后新種子長出的幼苗突變率與陳種子長出的幼苗突變率一樣。這個事實說明（ ） A. 陳種子長出的突變幼苗屬于自然突變 B. 處理種子長出的突變幼苗屬于誘發(fā)突變 C. 細胞代謝的產(chǎn)物是誘變因子之一 D. 煙草容易發(fā)生基因突變 2. 大麗花的紅色（C）對白色（c）為顯性，一株雜合的大麗花植株有許多分枝，盛開眾多花朵，其中有一朵花半邊紅色半邊白色，這可能是哪個部位的基因突變?yōu)椋阍斐傻模? ） A. 幼苗的體細胞 　　　　　B. 早期葉芽的體細胞 C. 花芽分化時的細胞 　　　　D. 雜合植株產(chǎn)生的性細胞 3. 下列為某一段多肽鏈和控制它合成的DNA雙鏈的一段?！?甲硫氨酸-脯氨酸-蘇氨酸-甘氨酸-纈氨酸-”。 密碼表：甲硫氨酸AUG 脯氨酸CCA、CCC、CCU 蘇氨酸ACU、ACC、ACA 甘氨酸GGU、GGA、GGG 纈氨酸GUU、GUC、GUA 根據(jù)上述材料，下列描述中，錯誤的是（ ） A. 這段DNA中的①鏈起了轉錄模板的作用 B. 決定這段多肽鏈的遺傳密碼子依次是AUG、CCC、ACC、GGG、GUA C. 這條多肽鏈中有4個“一CO—NH一”的結構 D. 若這段DNA的②鏈右側第二個堿基T為G替代，這段多肽中將會出現(xiàn)兩個脯氨酸 4. 對一個動物個體來說，幾乎所有的體細胞都含有相同的基因，但細胞與細胞之間存在功能的差異，這是因為它們合成不同的（ ） A. 轉運RNA B. 信使RNA C. 組蛋白 D. 核糖體 5. 下圖所示為自然界遺傳信息在三種生物大分子間的流動。下列說法正確的是（ ）A. 1、2、4途徑常見，其他從未被認識到 B. 2、4、9途徑常見，其他幾乎從未被認識到 C. 2、3途徑常見，1、3很少見 D. 1、2、4途徑常見，3、7、5少見，其他未被認識到 6. 下圖進行有性生殖的同一種生物體內(nèi)的有關細胞分裂圖像，下列說法中不正確的是（ ） A. 中心法則所表示的生命活動主要發(fā)生在圖⑤時期 B. 基因重組的發(fā)生與圖①有關而與圖③無直接關系 C. 圖②所示分裂方式，其間期突變產(chǎn)生的新基因傳給后代的可能性要大于圖③ D. 雄性動物體內(nèi)，同時具有圖①～圖⑤所示細胞的器官是睪丸而不可能是肝臟 7. 基因為Ａa的西瓜經(jīng)秋水仙素加倍后，形成的四倍體在減數(shù)分裂時，形成配子的基因型比例是（ ） A. 3:1 B. 1:2:1 C. 1:4:1 D. 1:6:1 8. 玉米間作與單作相比，可以明顯提高產(chǎn)量。易染病抗倒伏玉米甲（aaBB）與抗病易倒伏玉米乙（AAbb）間作，甲株所結玉米胚、胚乳的基因型分別是（ ） ① AaBb ② aaBB ③ AAbb ④ AaaBBb ⑤ aaaBBB ⑥AAAbbb A. ①④ B. ③⑥ C. ①②④⑤ D. ②③⑤⑥ 9. 如果科學家通過轉基因工程，成功地把一位女性血友病患者的造血細胞進行改造，使其凝血功能恢復正常。那么，她后來所生的兒子中（ ） A. 全部正常 B. 一半正常 C. 全部有病 D. 不能確定 10. 運用不同生物學原理，可培育出各種符合人類需要的生物品種。下列敘述錯誤的是（ ） A. 培育青霉素高產(chǎn)菌株是利用基因突變的原理 B. 培育無子西瓜是利用基因重組的原理 C. 培育八倍體小黑麥利用的是染色體變異的原理 D. 培育無子番茄利用的是生長素促進果實發(fā)育的原理 11. 一雌蜂和一雄蜂交配產(chǎn)生F1代，在F1代雌雄個體交配產(chǎn)生的F2代中，雄蜂基因型共有AB、Ab、aB、ab四種，雌蜂的基因型共有AaBb、Aabb、aaBb、aabb四種，則親本的基因型是（ ） A. aabb AB B. AaBb Ab C. Aabb aB D. AABB ab 12. 如果在一個種群中，基因型AA的比例占25%，基因型Aa的比例為50%，基因型aa的比例占25%。已知基因型aa的個體失去求偶和繁殖的能力，則隨機交配一代后，基因型aa的個體所占的比例為（ ） A. 1/16 B. 1/9 C. 1/8 D. 1/4 13. 上海醫(yī)學院遺傳研究所成功培育出第一頭攜帶人白蛋白的轉基因牛，他們還研究出一種可以大大提高基因表達水平的新方法，使轉基因動物乳汁中的白蛋白提高了30多倍，這標志著我國轉基因研究向產(chǎn)業(yè)化的目標邁進了一步。那么“轉基因動物”是指（ ） A. 提供基因的動物 B. 基因組中錄入了外源基因的動物 C. 基因組出現(xiàn)了新基因的動物 D. 能表達基因遺傳信息的動物 14. 蘿卜的體細胞內(nèi)有９對染色體，白菜的體細胞中也有９對染色體，現(xiàn)將蘿卜和白菜雜交，培育出能自行開花結籽的新作物，這種作物最少應有多少個染色體（ ） A. 9 B. 18 C. 36 D. 72 15. 具有兩對相對性狀（兩對等位基因分別位于兩對同源染色體上）的純合體雜交，于二代中重組性狀個體數(shù)占總個體數(shù)的比例為（ ） A. 3/8 B. 5/8 C. 3/8或5/8 D. 1/16或9/16 16. 豌豆灰種皮（G）對白種皮（g）為顯性，黃子葉（Y）對綠 葉（y）為顯性。每對性狀的雜合體（F1）自交后代（F2）均表現(xiàn)為3:1的性狀分離比。以上種皮顏色的分離比和子葉顏色的分離比分別來自對以下哪代植株所結種子的統(tǒng)計？（ ） A. F1植株和F1植株 B. F2植株和F2植株 C. F1植株和F2植株 D. F2植株和F1植株 17. 下圖是甲、乙兩種生物的體細胞內(nèi)染色體情況示意圖，則染色體數(shù)與圖示相同的甲、乙兩種生物體細胞的基因型可依次表示為（ ） A. 甲：AaBb 乙：AAaBbb B. 甲：AaaaBBbb 乙：AaBB C. 甲：AAaaBbbb 乙：AaaBBb D. 甲：AaaBbb 乙：AaaaBbbb 18. 突變型的面包霉能按下圖合成氨基酸A和B，正常的面包霉只能合成氨基酸B，而氨基酸A是面包霉的必需氨基酸。如果要從各種面包霉中篩選出能合成氨基酸A的面包霉，所用的培養(yǎng)基應不含（ ） A. 氨基酸A B. 氨基酸B C. 酶① D. 酶④ 19. 將基因型為AaBbCcDD和AABbCcDd的向日葵雜交，按基因自由組合規(guī)律，后代中基因型為AABBCCDd的個體比例應為（ ） A. 1/8 B. 1/16 C. 1/32 D. 1/64 20. 在下列人類生殖細胞中，哪兩種生物細胞的結合會產(chǎn)生先天愚型的男性患兒 （ ） ① 23A+X ② 22A+X ③ 2lA+Y ④ 22A+Y A. ①和③ B. ②和③ C. ①和④ D. ②和④ 21. 對某生物的一對同源染色體進行分析得知，該對同源染色體在減數(shù)分裂過程中能夠發(fā)生交換，若該生物形成m個卵細胞里含交換染色體的卵細胞有n個，從理論上計算，在減數(shù)分裂過程中，發(fā)生交換的初級卵母細胞應占（ ） A. B. C. D. 22. 某地區(qū)一些玉米植株比一般玉米植株早熟、生長整齊而健壯，果穗大、籽粒多，因此這些植株可能是（ ） A. 單倍體 B. 三倍體 C. 四倍體 D. 雜交種 23. IA、IB、i三個等位基因控制ABO血型且位于常染色體上，色盲基因b位于X染色體上。請分析下面的家譜圖，圖中有的家長和孩子是色盲，同時也標出了血型情況。在小孩剛剛出生后，這對夫婦因某種原因調(diào)錯了一個孩子，請指出調(diào)錯的孩子是（ ） A. 1和3 B. 2和6 C. 2和5 D. 2和4 24. 已知西瓜R紅瓤（R）對黃瓤（r）為顯性。第一年將黃瓤西瓜種子種下，發(fā)芽后用秋水仙素處理，得到四倍體西瓜植株。以該四倍體植株作母本，二倍體純合紅瓤西瓜為父本進行雜交，并獲得三倍體植株，開花后再授以純合紅瓤二倍體西瓜的成熟花粉，所結無籽西瓜瓤的顏色和基因型分別是（ ） A. 紅瓤、RRr B. 紅瓤、Rrr C. 紅瓤、RRR D. 黃瓤、rrr 25. 一個基因型為AaBb的個體，兩對基因位于一對染色體，但在形成配子時非姐妹染色單體之間發(fā)生了交換，基因從而發(fā)生了交換，那么，這兩對等位基因的分離發(fā)生于（ ） A. 卵原細胞中 B. 減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂 C. 都在第二次分裂中 D. 都在第一次分裂中 26. 科學家用納米技術制造出一種“生物導彈”，可以攜帶DNA分子。把它注射入組織中，可以通過細胞的內(nèi)吞作用的方式進入細胞內(nèi)，DNA被釋放出來，進入到細胞核內(nèi)，最終整合到細胞染色體中，成為細胞基因組的一部分，DNA整合到細胞染色體中的過程，屬于（ ） A. 基因突變 B. 基因重組 C. 基因互換 D. 染色體變異 二. 簡答題： 27. 現(xiàn)有三個番茄品種，A品種的基因型為AABBdd，B品種的基因型為AabbDD，C品種的基因型為aaBBDD三對等基因分別位于三對同源染色體上，并且分別控制葉形、花色和果形三對相對性狀。請回答： （1）如何運用雜交育種的方法利用以上三個品種獲得基因型為aabbdd的植株？（用文字簡要描述獲得過程即可） （2）如果從播種到獲得種子需要一年，獲得基因型為aabbdd的植株最少需要幾年？ （3）如果要縮短獲得aabbdd植株的時間，可采用什么方法？（寫出方法的名稱即可） 28. 現(xiàn)有兩個小麥品種，一個純種麥性狀是高桿（D），抗銹?。═）；另一個純種麥的性狀是矮桿（d），易染銹?。╰）。兩對基因獨立遺傳。 育種專家提出了如下圖所示Ⅰ、Ⅱ兩種育種方法以獲得小麥新品種。問： （1）要縮短育種年限，應選擇的方法是 ，依據(jù)的變異原理是 ；另一種方法的育種原理是 。 （2）圖中①和④基因組成分別為 。 （3）（二）過程中，D和d的分離發(fā)生在 ；（三）過程采用的方法稱為 ；（四）過程常用的化學藥劑是 。 （4）（五）過程產(chǎn)生的抗倒伏抗銹病植株中的純合體占 ；如果讓F1按（五）、（六）過程連續(xù)選擇自交三代，則⑥中符合生產(chǎn)要求的能穩(wěn)定遺傳的個體占 。 （5）如將方法Ⅰ中獲得的③⑤植株雜交，再讓所得到的后代自交，則后代的基因型比例為 。 29. 請閱讀下列材料： 材料一：由于細胞的密度不同，在地面上受重力影響，細胞的融合非常困難，在太空進行此試驗比在地面試驗細胞融合率大大提高。“神舟”四號飛船上曾進行了B淋巴細胞和骨髓瘤細胞的融合、黃花煙草原生質(zhì)體和“革新”一號煙草原生質(zhì)體的融合兩個科學實驗，在電融合儀內(nèi)經(jīng)過160分鐘后，終于獲得成功。 材料二：下圖為哺乳動物生殖過程及相關細胞工程的示意圖，其中b為卵細 胞，c、d為體細胞。根據(jù)以上材料回答： （1）細胞融合技術與傳統(tǒng)的有性雜交相比，其優(yōu)越性在于 。在太空進行細胞融合與在地面進行細胞融合相比，其優(yōu)越性在于 。 （2）動物細胞融合技術最重要的用途是 。 （3）動物個體甲、乙的產(chǎn)生分別屬于 生殖和 生殖。 （4）在“神舟”四號飛船上舉行的“太空融合”，與上圖中的方法 的原理相同。 （5）人工誘導動物細胞融合除物理法、化學法外，還可用 作為誘導劑。根據(jù)上述材料，你認為在“神舟”四號上所用的方法是 。 30. 請閱讀下列幾段文字后回答： A. 有人把蠶的DNA分離出來，用一種酶“剪切”下制造絲蛋白的基因，再從細菌細胞中提取一種叫“質(zhì)粒”的DNA分子，把它和絲蛋白基因拼接在一起再送回細菌細胞中，結果，此細菌就有生產(chǎn)蠶絲的本領。 B. 法國科學家發(fā)現(xiàn)，玉米、煙草等植物含有類似人體血紅蛋白的基因，如加入“Fe”原子，就可以制造出人的血紅蛋白，從而由植物提供醫(yī)療中所需要的人體血液。 C. 瑞士科學家找到了一種與果蠅眼睛形成有關的基因，將此基因注入果蠅幼蟲不同細胞以后，果蠅的翅和其他部位都長出了眼睛。這為人造“器官”供移植使用提供了可能。 D. 1991年，我國復旦大學遺傳所科學家成功的進行了世界上首例用基因療法治療血友病的臨床實驗：我國科學家還通過將高等動物生長激素基因移入泥鰍的受精卵，獲得比普通泥鰍重三倍的大泥鰍。 E. 江蘇農(nóng)科院開展“轉基因抗蟲棉”的科技攻關研究，成功的將有關基因導入棉花細胞中，得到的棉花新品種對棉鈴蟲等害蟲毒殺效果高達80％～100％。 （1）所有這些實驗統(tǒng)稱為________工程，所有這些實驗的結果，有沒有生成前所未有的新型蛋白質(zhì)?______________； （2）A段中實驗結果的細菌具有生產(chǎn)蠶絲的本領，說明__________； （3）B段中由玉米、煙草的基因生產(chǎn)人類血紅蛋白為什么要加入“Fe”原子?_________，植物中含類似人類血紅蛋白基因，從進化上看，說明_______； （4）瑞士科學家的實驗說明 ；我國“863”計劃15周年成果展覽中類似的實例是 。 （5）人類基因組計劃(HGP)測定了人體中________條染色體的基因序列，D段中血友病基因療法中有關的染色體是________染色體；我國科學家培育出的大泥鰍稱為________產(chǎn)品，你認為此類產(chǎn)品的研究推廣應做到________； （6）“轉基因抗蟲棉”抗害蟲的遺傳信息傳遞可以表示為________，該項科技成果在環(huán)境保護上的重要作用是________，科學家們預言，此種“轉基因抗蟲棉”獨立種植若干代以后，也將出現(xiàn)不抗蟲的植株，此現(xiàn)象來源于________________。 【試題答案】 一. 1—5 CCDBD 6—10 BCCCB 11—15 ABBCC 16—20 DCADC 21—26 CDCBBB 二. 27. （1）A與B雜交得到雜交一代；雜交一代與C雜交，得到雜交二代；雜交二代自交，可以得到基因為aabbdd的種子；該種子可以長成基因為aabbdd的植株 （2）4年 （3）單倍體育種技術 28. （1）Ⅰ 染色體變異和基因重組 （2）DT ddTT （3）減數(shù)分裂第一次分裂 花藥離體培養(yǎng) 秋水仙素 （4）1/3 2/3 （5）1:2:1 29. （1）克服了遠緣雜交不親和的障礙 解決了因兩種細胞密度不同而難以融合的問題 （2）制備單克隆抗體 （3）有性 無性 （4）三 （5）滅活的病毒 物理方法 30. （1）基因 沒有 （2）蠶的絲蛋白基因在細菌體內(nèi)得以表達 （3）人類的血紅蛋白是一種含F(xiàn)e的特殊蛋白質(zhì) 不同生物之間具有一定的親緣關系 （4）簡單的基因可控制較為復雜的器官的形成 人耳鼠、克隆牛 （5）24 X 轉基因泥鰍 積極探索和研究，經(jīng)過長期的實驗以后再決定是否推行，以免破壞生態(tài)平衡 （6）DNA→RNA→蛋白質(zhì) 減輕農(nóng)藥對環(huán)境的污染 基因突變