專題生物的變異與進化

專題生物的變異與進化專題生物的變異與進化專題生物的變異與進化整個DNA分子缺失或加倍基因重復或缺失或位置變化DNA分子部分區(qū)段改變(重復、缺失、倒位、易位)產生新基因（等位基因）堿基對的改變(點突變)產生新的基因型基因的重新組合正確區(qū)分三種可遺傳的變異(顯微鏡可觀察到變化)雜交育種誘變育種多倍體、單倍體育種通過閱讀報刊，我們能增長見識，擴大自己的知識面。專題生物的變異與進化專題生物的變異與進化專題生物的變異與進化1整個DNA分子缺失或加倍基因重復或缺失或位置變化DNA分子部分區(qū)段改變(重復、缺失、倒位、易位)產生新基因（等位基因）堿基對的改變(點突變)產生新的基因型基因的重新組合正確區(qū)分三種可遺傳的變異(顯微鏡可觀察到變化)數目變異結構變異染色體變異基因突變基因重組結果本質變異種類應用雜交育種誘變育種多倍體、單倍體育種整個DNA分子缺失或基因重復或缺失或位置變化DNA分子部分區(qū)21.引起基因突變的因素主要有三類：物理因素、化學因素、生物因素堿基類似物5-Br尿嘧啶（BU）引起的突變：A┅TA┅TA┅BU第一次復制A┅TG┅BUG┅CA┅BU第二次復制第三次復制

（5-Br尿嘧啶是核酸的代謝產物，它有兩種互變的異構體，一種結構象胸腺嘧啶，另一種結構則象胞嘧啶。）1.引起基因突變的因素主要有三類：堿基類似物5-Br尿嘧啶32.類型：堿基替換：同義突變、錯義突變、無義突變增添或缺失：移碼突變（1或2堿基缺失或插入）或密碼子缺失或插入（3個堿基同時）⑵基因突變發(fā)生在：

()A．DNA→RNA的過程中

B．DNA→DNA的過程中

C．RNA→蛋白質的過程

D．RNA→攜帶氨基酸的過程二、基因突變的時間：有絲分裂間期、減數Ⅰ分裂間期B2.類型：B4三、基因突變的特點：1、基因突變在生物界具有普遍性：

2、基因突變是隨機發(fā)生的：——如何理解？

基因突變可以發(fā)生在生物個體發(fā)育的任何時期和生物體內的任何細胞。

基因突變按其部位可分為體細胞突變（a）和生殖突變（b）兩種，則（）

A．a、b均發(fā)生在有絲分裂的間期

B．a、b均發(fā)生在減數分裂的間期

C．a發(fā)生在有絲分裂的間期，b發(fā)生在減數分裂

第一次分裂的間期

D．a發(fā)生在有絲分裂的間期，b發(fā)生在減數分裂

第二次分裂的間期C三、基因突變的特點：1、基因突變在生物界具有普遍性：

2、基5四、基因突變與生物進化：生物的哪些方面的基因突變有利于生物的生存,從而有利于生物的進化？植物的抗病性、耐旱性、抗鹽堿性等突變微生物的抗藥性突變等

基因突變對絕大多數個體是不利的，但卻是生物進化的重要因素之一。你認為這一說法是（）

A、正確?；蛲蛔冸m對多數個體不利，但它為定向的自然選擇奠定了基礎

B、正確?；蛲蛔冸m對多數個體不利，但基因突變的方向與生物進化的方向是一致的

C、不正確。因為基因突變不利于個體的繁殖，會導致物種滅絕

D、不正確。因為基因突變導致個體死亡，不利于生物進化A四、基因突變與生物進化：生物的哪些方面的基因突變有利于生物的6五、基因突變與育種（誘變育種）：1、人工誘變與微生物菌體的選育：高產青霉菌種的選育（20單位→85000單位）2、高產或抗性農作物的培育相對于自然突變而言，誘變育種具有何優(yōu)點？與基因工程、細胞工程育種有何區(qū)別？⑵缺點：有利的個體往往不多。

⑴優(yōu)點：提高突變頻率，加速育種進程，大幅度改良生物性狀。五、基因突變與育種（誘變育種）：1、人工誘變與微生物菌體7基因重組基因自由組合同源染色體非姐妹染色單體間的交叉互換

(注意：非同源染色體非姐妹染色單體間交叉互換是易位）同源染色體的交叉互換非同源染色體的自由組合減數第一次分裂基因重組基因自由組合同源染色體非同源染色體減數第一次8基因突變基因重組本質發(fā)生時間及原因條件意義發(fā)生的可能性基因結構改變，產生新的基因，出現(xiàn)新的性狀不產生新的基因，產生新的基因型，不同性狀的重新組合細胞分裂間期，DNA分子復制的時候，由于外界理化因素或自身生理因素影響引起的堿基變化減數第一次分裂后期，非同源染色體的自由組合，和聯(lián)會四分體時期同源染色體之間交換片段外界環(huán)境條件和內部因素相互作用有性生殖過程中進行減數分裂形成生殖細胞生物變異的根本來源，是生物進化的原材料生物變異的來源之一，是形成生物多樣性的重要原因突變頻率低，但普遍存在有性生殖中非常普遍基因突變基因重組本質發(fā)生時間及原因條件意義發(fā)生的可能性基因結9染色體變異一.概念：

光學顯微鏡可見的染色體結構的改變和數目的變化。染色體結構的改變染色體數目的改變非整倍體整倍體染色體組二倍體多倍體及形成單倍體及形成染色體變異一.概念：

光學顯微鏡可見的染色體結10二.染色體結構的變異：

1、缺失：染色體中某一片段的缺少，片段上的基因也隨之減少。2、重復：染色體中增加了某一片段。3、倒位：染色體中某一片段的位置顛倒了1800。4、易位：染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上。二.染色體結構的變異：1、缺失：染色體中某一片段的缺少，片11三.染色體數目變異：1、細胞內個別染色體的增加或減少：(1)增加：如21三體綜合癥(2)減少:如性腺發(fā)育不良2、細胞內染色體數目以染色體組的形式成倍地增加或減少。三.染色體數目變異：1、細胞內個別染色體的增加或減少：(1)123.染色體組雌果蠅產生的配子雄果蠅產生的配子3.染色體組雌果蠅產生的配子雄果蠅產生的配子13細胞中的一組非同源染色體，它們在形態(tài)和功能上各不相同，但是攜帶著控制一種生物生長發(fā)育、遺傳和變異的全部信息的一組染色體。（1）概念例1：一個染色體組是指：A.來自父方或者母方的全部染色體B.所有生殖細胞的全部染色體C.二倍體生物配子內的全部染色體D.體細胞中形態(tài)、結構彼此不相同的染色體組合細胞中的一組非同源染色體，它們在形態(tài)和功能上各不相同，14A．一個染色體組中不含同源染色體。B．一個染色體組中所含的染色體形態(tài)、大小和功能各不相同。C．一個染色體組中含有控制生物性狀的一整套基因，但不能重復。（不考慮XY染色體差異）D.二倍體生物生殖細胞中所含有的一組染色體（2）染色體組的符合條件：A．一個染色體組中不含同源染色體。（2）染色體組的符合條件：15例3.有三種生物個體它們的基因型分別是AaaBBbccc、Abcd、AaBbCC，這三種生物體細胞內含有染色體組的數目分別是：甲含有:＿＿＿乙含有:＿＿＿丙含有:＿＿＿3個2個1個判斷標準是:

細胞內形態(tài)相同的染色體有幾條，則含有幾個染色體組.312判斷標準是：在細胞或生物體的基因型中，控制同一性狀的基因出現(xiàn)幾次，則有幾個染色體組。例2.如圖所示的三種細胞內各含有幾個染色體組呢?（3）怎樣確認染色體組呢？乙丙甲A.a.BbCCCaAaBbBCCAbCd例3.有三種生物個體它們的基因型分別是AaaBBbccc、164.與染色體組相關的幾個概念兩看一看：二看：受精卵發(fā)育生物體生殖細胞

(配子)發(fā)育生物體二倍體或多倍體一定是單倍體(不管有幾個染色體組)受精卵發(fā)育生物體兩個染色體組三個或三個以上染色體組二倍體多倍體（1）如何區(qū)分單倍體、二倍體、多倍體？4.與染色體組相關的幾個概念兩看一看：二看：受精卵發(fā)育生物體17單倍體多倍體自然條件：人工條件：自然條件：人工條件：一般由未受精的卵細胞發(fā)育而來。常用花藥離體培養(yǎng)法。由于外界環(huán)境條件的劇變，影響了細胞分裂時紡錘體的形成而使染色體數目加倍產生的。秋水仙素（常用且最有效）處理萌發(fā)的種子或幼苗，影響了細胞分裂時紡錘體的形成而使染色體數目加倍產生的。（2）單倍體和多倍體的形成單倍體多倍體自然條件：人工條件：自然條件：人工條件：一般由未18例8.下列有關水稻的敘述，錯誤的是（）。A.二倍體水稻含有兩個染色體組。B.二倍體水稻經秋水仙素處理，可得到四倍體水稻，稻穗、米粒變大。C.二倍體體水稻與四倍體水稻雜交，可得到三倍體水稻，含有三個染色體組。D.二倍體水稻的花粉經離體培養(yǎng)，可得到單倍體水稻，稻穗、

米粒小。例7.某一些地區(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、子粒多，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D植株弱小，一般高度不育。多倍體植株的特點：莖桿粗壯，葉片、果實、種子比較大，營養(yǎng)物質豐富，但是發(fā)育遲緩結實率低D單倍體植株的特點：例8.下列有關水稻的敘述，錯誤的是（）。例7.191:無籽西瓜的培育①用秋水仙素處理二倍體西瓜幼苗得到四倍體西瓜；

②用二倍體西瓜與四倍體西瓜雜交，得到三倍體的西瓜種子；

③三倍體西瓜聯(lián)會紊亂，不能產生正常的配子；④三倍體西瓜的雌蕊授以二倍體西瓜的花粉后子房能發(fā)育成西瓜。四、育種1:無籽西瓜的培育①用秋水仙素處理二倍體西瓜幼苗得到四倍體202.普通小麥的形成過程1414一粒小麥山羊草14另一種山羊草7777雜交種不育配子配子147147配子配子雜交種不育281442加倍異源多倍體二粒小麥141428加倍異源多倍體普通小麥注：這也是物種形成的一種方式。2.普通小麥的形成過程1414一粒小麥山羊草14另一種山羊草213：單倍體育種：利用高莖皺粒豌豆和矮莖圓粒豌豆培育高莖圓粒豌豆高皺

DDtt雜合高圓DdTt矮圓ddTT花藥離體培養(yǎng)高圓DT矮皺dt高皺Dt矮圓dT純合高圓DDTT加倍純合矮皺ddtt加倍純合高皺DDtt加倍純合矮圓ddTT加倍3：單倍體育種：利用高莖皺粒豌豆和矮莖圓粒豌豆培育高莖圓粒豌224.為什么說單倍體育種能明顯縮短育種年限？花藥離體培養(yǎng)→P高桿抗病

DDTT×矮桿感病

ddttF1高桿抗病

DdTt配子DTDtdTdtDTDtdTdtDDTTDDttddTTddtt↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓純合體秋水仙素→↑需要的矮抗品種單倍體育種第1年第2年P高桿抗病

DDTT×矮桿感病

ddttF1高桿抗病

DdTt↓F2D_T_D_ttddT_ddttddTT雜交育種↓第1年第2年第3~6年××↑需要的矮抗品種矮抗4.為什么說單倍體育種能明顯縮短育種年限？花藥離體培養(yǎng)→P高23培育抗蟲棉技術要求高可以定向改變性狀（目的性強），克服遠緣雜交不親和障礙基因拼接基因重組三倍體無子西瓜的培育培育矮抗小麥培育青霉素高產菌株培育矮抗小麥只適用于植物技術復雜，需與雜交育種配合有利變異少需大量處理供試材料育種時間長器官大型，營養(yǎng)含量高明顯縮短育種年限提高變異頻率加速育種進程使位于不同個體的優(yōu)良性狀集中于一個個體上用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗花藥離體培養(yǎng)用物理或化學的方法處理生物將具有不同優(yōu)良性狀的兩親本雜交、連續(xù)自交染色體變異染色體變異基因突變基因重組基因工程育種實例缺點優(yōu)點常用方法原理多倍體育種單倍體育種誘變育種雜交育種類型5.幾種主要育種方法的比較培育抗蟲棉技術要求高可以定向改變性狀（目的性強），克服遠緣雜24基因工程

原理：

基因重組

基因工程原理：基因重組25五、人類遺傳病與優(yōu)生遺傳病的概念：遺傳物質異常引起的先天性疾病。遺傳病的類型單基因遺傳病遺傳病的危害我國遺傳病現(xiàn)狀：發(fā)病率1/5-1/4危害：嚴重降低人口素質給本人、家庭及社會造成嚴重的經濟、精神負擔優(yōu)生概念：讓每個家庭生育健康的孩子措施:禁止近親結婚、進行遺傳咨詢

提倡適齡生育、產前診斷顯性遺傳病

隱性遺傳病多基因遺傳病染色體異常遺傳病注意與先天疾病和家族性疾病的區(qū)別五、人類遺傳病與優(yōu)生遺傳病的概念：遺傳物質異常引起的先天性疾26請大家指出下列遺傳病各屬于何種類型？

（1）苯丙酮尿癥A.常顯

（2）21三體綜合征B.常隱

（3）抗維生素D佝僂病C.X顯

（4）軟骨發(fā)育不全D.X隱

（5）紅綠色盲 E.多基因遺傳病

（6）青少年型糖尿病F.常染色體病

（7）性腺發(fā)育不良G.性染色體病請大家指出下列遺傳病各屬于何種類型？27六、進化論進化論的奠基者六、進化論進化論的奠基者281.現(xiàn)代進化理論的由來意義：能科學地解釋生物進化的原因，生物多樣性和適應性，但不能解釋遺傳變異的本質及自然選擇對可遺傳變異的作用?，F(xiàn)代進化理論：以自然選擇學說為核心內容基礎動力內因結果1.現(xiàn)代進化理論的由來意義：能科學地解釋生物進化的原因，生292.現(xiàn)代進化理論的內容突變等位基因基因重組不定向變異微小有利變異顯著有利變異基因頻率的改變新物種定向進化有性生殖選擇多次選擇、

遺傳積累基本觀點：種群是生物進化的基本單位，生物進化的實質是種群基因頻率的改變。突變和基因重組，自然選擇及隔離是物種形成過程的三個基本環(huán)節(jié)，通過它們的綜合作用，種群產生分化，最終導致新物種形成。在這個過程中，突變和基因重組產生生物進化的原材料，自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進化的方向，隔離是新物種形成的必要條件。2.現(xiàn)代進化理論的內容突變等位基因基因重組30生物進化的大致過程和規(guī)律⑴原始生命原始原核生物（異養(yǎng)厭氧）自養(yǎng)原核生物真核生物⑵水生陸生、無性生殖有性生殖（變溫）有性生殖（恒溫）真核生物出現(xiàn)的意義：結構和功能更復雜；為有性生殖（能產生更大變異）奠定了基礎。生物進化的大致過程和規(guī)律⑴原始生命原始原核生物（異養(yǎng)厭31這個種群的基因頻率(包括基因型頻率)一代代穩(wěn)定不變，保持平衡。這就是遺傳平衡定律，也稱哈代—溫伯格平衡。p+q=1p+2pq+q=122P代表一對等位基因中A的基因頻率，q代表另一個等位基因a的基因頻率

AA的基因型頻率=

aa的基因型頻率=

Aa的基因型頻率=ｐ２2ｐｑｑ２

5．遺傳平衡這個種群的基因頻率(包括基因型頻率)一代代32親代基因型的頻率AA（30%）Aa（60%）aa（10%）配子的比率A（）A（）a（）a（）親代的基因頻率A（）a（）子一代基因型的頻率AA（）Aa（）aa（）子一代基因頻率A（）a（）子一代配子的比率A（）A（）a（）a（）子二代基因型的頻率AA（）Aa（）aa（）30%30%30%10%60%40%36%48%16%60%40%36%24%24%16%36%48%16%子三代以及若干代以后，種群的基因頻率和基因型頻率會和子一代一樣嗎？從后代的基因頻率和基因型頻率的計算結果中，發(fā)現(xiàn)了什么現(xiàn)象？

親代基因型的頻率AA（30%）Aa（60%）aa（10%）配33

自然界的種群的基因頻率要穩(wěn)定不變，必須要滿足哪幾個條件？1、種群足夠大2、種群中的個體能自由隨機交配3、沒有自然選擇4、沒有遷入和遷出5、沒有突變發(fā)生

根據孟德爾遺傳法則，一個種群的等位基因頻率，在上下代是穩(wěn)定不變的，也就是說種群是穩(wěn)定不變的。這種現(xiàn)象在自然界的種群中會發(fā)生嗎？自然界的種群的基因頻率要穩(wěn)定不變，必須要滿足哪幾346．常染色體遺傳方面的基因頻率計算①通過基因型計算基因頻率基因頻率=種群中該基因的總數／種群中該等位基因的總數。例9：從某個種群中隨機抽出100個個體，測知基因型為AA、Aa和aa的個體分別是30、60和10個。就這對等位基因來說，每個個體可以看做含有2個基因。那么，這100個個體共有200個基因，其中，A基因有2×30+60=120個，a基因有2×10+60=80個。于是，在這個種群中，A基因的頻率為：120÷200=60%a基因的頻率為：80÷200=40%6．常染色體遺傳方面的基因頻率計算35②通過基因型頻率計算基因頻率⑴由基因型頻率數值算出結果例10：從某種生物種群中隨機抽出一定數量的個體，其中基因型為AA的個體占24%，基因型為