高三生物总复习可遗传变异教案-课件.doc
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1、可遗传变异适用学科生物适用年级高三适用区域人教版课时时长(分钟)120知识点基因突变的特征和原因基因重组及意义染色体结构变异和数目变异生物变异在育种上的应用低温诱导染色体加倍杂交育种和诱变育种现代生物进化理论生物进化和生物多样性的形成教学目标1. 使同学了解可遗传变异的类型和各类型的特点和意义2. 让学生学会生物变异在育种上的应用3. 使同学掌握杂交育种和诱变育种的方法,了解生物进化的理论教学重点1. 知道可遗传变异的类型和各类型的特征2. 知道染色体组、基因组的概念,学会判断多倍体和单倍体3. 掌握诱变育种、单倍体育种、多倍体育种、杂交育种、基因工程育种的原理及应用4. 能够利用进化理论解释
2、进化历程中的现象5. 基因频率及基因型频率的相关计算教学难点1. 简述可遗传变异的类型及特征2. 能够判断多倍体和单倍体,掌握染色体组和基因组的概念和区别3. 几种育种方法的原理和比较4. 基因频率和基因型频率的相关计算教学过程一、课堂导入 可遗传的变异是由遗传物质的变化引起的变异,可传给下一代。可遗传的变异的来源主要分为基因重组、基因突变和染色体变异。本节课就详细来讲授可遗传变异的类型和各类型的特点及应用。二、复习预习 项目 基因突变 基因重组 染色体变异适用范围生物种类 所有生物自然状态下进行有性生殖的生物 真核生物生殖方式 无性生殖、 有性生殖 有性生殖 无性生殖、有性生殖类型自然突变、
3、诱发突变交叉互换、自由组合染色体结构变异、染色体数目变异原因DNA复制(有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期)过程出现差错减数分裂时非同源染色体上的非等位基因自由组合或同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换内外因素影响使染色体结构出现异常,或细胞分裂过程中,染色体的分开出现异常实质产生新的基因(改变基因的质,不改变基因的量)产生新的基因型(不改变基因的质,一般也不改变基因的量,但转基因技术会改变基因的量)基因数目或基因排列顺序发生改变(不改变基因的质)关系基因突变是生物变异的根本来源,为基因重组提供原始材料。三种可遗传变异都为生物进化提供了原材料三、知识讲解考点1 基因突变1概念:DNA分
4、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。2部位:若发生在配子中,将遵循遗传规律传递给后代。若发生在体细胞中,一般不能遗传。3原因:诱发生物发生基因突变并提高突变频率的因素可分为三类:物理因素、化学因素和生物因素。4特点:在生物界中是普遍存在的;基因突变是随机发生的、不定向的;在自然状态下,基因突变的 频率很低;5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,是生物进化的原始材料。(一)基因突变的分子机制(二)基因突变的结果基因突变引起基因“质”的改变,产生了原基因的等位基因,改变了基因的表现形式,如由Aa(隐性突变)或aA(显性突变),但并未改变染色体上基因的数量和
5、位置。(1) 基因突变与氨基酸改变的对应关系碱基对影响范围对氨基酸的影响对蛋白质结构的影响替换小只改变1个氨基酸或不改变增添大不影响插入位置前的序列,影响插入位置后的序列若开始增添1个碱基对,则再增添2个,5个即3n2或减少1个、4个即3n1(n0,且为整数)对蛋白质结构影响就会小一些碱基对影响范围对氨基酸的影响对蛋白质结构的影响缺失大不影响缺失位置前的序列,影响缺失位置后的序列若开始缺失1个碱基对,则再减少2个,5个即3n2或增添1个、4个即3n1(n0,且为整数)对蛋白质结构影响就会小一些(2)基因突变与性状改变当控制某性状的基因发生突变时,其性状未必改变,其原因如下:若突变发生于真核生物
6、基因结构的内含子内,此基因转录的信使RNA仍未改变(但前体RNA改变),因而合成的蛋白质也不发生改变,此时性状不改变。若突变发生后,引起了信使RNA上的密码子改变,但由于一种氨基酸可对应多个密码子,若改变后的密码子与原密码子仍对应同一种氨基酸,此时突变基因控制的性状也不改变。若基因突变为隐性突变,如AA中其中一个Aa,此时性状也不改变。易错点分析:基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基对种类和数目的改变,基因的数目和位置并未改变。基因突变发生于所有生物中,一般发生于遗传物质的复制过程中。考点2 基因重组(一) 蛋白质的结构1概念:在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的非等位基因的重新组合
7、。2类型:(1)自由组合(非同源染色体上的非等位基因)。 (2)交叉互换(同源染色体上的非等位基因)。3实现途径:有性生殖(减数分裂)。4意义:(1)为生物变异提供了极其丰富的来源。 (2)形成生物多样性的重要原因之一。 (3)对于生物的进化具有十分重要的意义。重组类型同源染色体上非等位基因的重组非同源染色体上非等位基因间的重组DNA分子重组技术发生时间减数第一次分裂四分体时期减数第一次分裂后期体外与载体重组和导入细胞内与细胞内基因重组发生机制同源染色体非姐妹染色单体之间交叉互换导致染色单体上的基因重新组合同源染色体分开,等位基因分离,非同源染色体自由组合,导致非同源染色体上非等位基因间的重组
8、目的基因经载体导入受体细胞,导致受体细胞中基因重组重组类型同源染色体上非等位基因的重组非同源染色体上非等位基因间的重组DNA分子重组技术图像示意易错点分析:基因重组是真核生物有性生殖过程中产生可遗传变异的最重要来源,是形成生物多样性的重要原因。考点3 染色体变异(一)染色体结构变异与基因突变的比较(1)变异范围不同基因突变是在DNA分子水平上的变异,只涉及基因中一个或几个碱基的改变,这种变异只能通过基因检测,在光学显微镜下观察不到。染色体结构的变异是在染色体水平上的变异,涉及到染色体的某一片段的改变,这一片段可能含有若干个基因,这种变异在光学显微镜下可观察到。(2)变异的方式不同基因突变包括基
9、因中碱基对的增添、缺失或替换三种类型;染色体结构变异包括染色体片段的缺失、重复、倒位和易位。它们的区别可用图示表示:(3)变异的结果不同基因突变引起基因结构的改变,基因数目未变,生物的性状不一定改变。染色体结构变异引起基因数目和排列顺序改变,从而导致生物的性状改变。(二)染色体的结构和数目变异项目 染色体结构的变异 染色体数目的变异概念 由染色体结构改变而引起的变异 由染色体数目改变而引起的变异项目染色体结构的变异染色体数目的变异 类型缺失:染色体中某一片断缺失重复:染色体中增加某一片断易位:染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上 倒位:染色体中某一片段位置颠倒 个别染色体的增加或减少 染色
10、体组的增加或减少结果使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变使基因的数量增加或减少,性状改变幅度较大(三)与染色体数目变异有关的概念1染色体组:细胞中的一组非同源染色体,它们在形态和功能上各不相同,携带着控制生物的生长、发育、遗传和变异的全部遗传信息。2二倍体:由受精卵发育而来,体细胞中含有含有染色体组的个体。3多倍体(1)概念:由受精卵发育而来,体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体。(2)特点:多倍体植株茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大、糖类和蛋白质等营养物质含量丰富。(3)应用:人工诱导多倍体方法:用秋水仙素和低温处理萌发的种子或幼苗。原理:秋水仙素或低温处理能够抑制纺锤体的形成
11、,导致染色体不能移向细胞两极,引起细胞内 染色体数目加倍。4单倍体(1)概念:由未受精的生殖细胞发育而来,体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。(2)特点:与正常植株相比,单倍体植株长得弱小,且高度不育。(3)应用:单倍体育种。易错点分析:染色体结构变异引起的是基因的数目或排列顺序的改变;染色体结构变异对生物往往是不利的,有时甚至导致生物个体死亡,染色体变化可以通过光学显微镜观察到。如果生物体是由受精卵(或合子)发育形成的,其体细胞内含有几个染色体组就称为几倍体。如果生物体是由生殖细胞(卵细胞或花粉)直接发育来的,不论体细胞内含有几个染色体组,都称为单倍体。 由于一个染色体组内,各染色体的形
12、态、大小均不相同,故细胞内染色体组数目可按下列三种方法加以判别。方法一:细胞内形态相同的染色体(同源染色体)有几条,则含有几个染色体组,如甲图所示细胞中相同的染色体有4条,则此细胞中有4个染色体组(每个染色体组含3条形态和功能上各不相同的染色体)。方法二:在细胞或生物体的基因型中,控制同一性状的同一种基因(同音字母,不分大小写)出现几次,则有几个染色体组,如乙图所示基因型为AAaBBb的细胞或生物体含有3个染色体组。方法三:根据染色体的数目和染色体的形态数来推算,染色体组的数目染色体数染色体形态数,如果蝇体细胞中有8条染色体,分为4种形态,则染色体组的数目为2。考点4 生物变异在育种上的应用(
13、一)杂交育种与诱变育种杂交育种诱变育种原理基因重组基因突变过程选择具有不同优良性状的亲本,通过杂交获得F1,F1自交或杂交获得F2,筛选获得需要的类型用射线和化合物等理化因素诱导正在分裂 的细胞发生基因突变,并选取所需要的类型应用改良作物品质,提高农作物单位面积产量,选育家畜、家禽优良品种主要用于农作物诱变育种和微生物育种(二)几种育种方法的比较名称原理方法优点缺点应用杂交育种基因重组m培育纯合子品种:杂交自交筛选出符合要求的表现型,通过自交至不发生性状分离为止使分在同一物种不同品种中的多个优良性状集中于同一个体上育种时间一般比较长;局限于同种或亲缘关系较近的个体;需及时发现优良品种用纯种高秆
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