生物的变异与进化（课堂PPT）

1、专题四遗传、变异和进化第三讲生物的变异与进化最新考纲2-4 生物的变异（1）基因重组及其意义 ()（2）基因突变的特征和原因 () （3）染色体结构变异和数目变异 ()（4）生物变异在育种上的应用 ()（5）转基因食品的安全 ()2-6 生物的进化（1）现代生物进化理论的主要内容 ()（2）生物进化与生物多样性的形成 ()三种可遗传变异相关知识的整合考点1概念DNA分子中发生碱基对替换、增添、缺失而引起的基因结构改变有性生殖的过程中 控制不同性状的 基因重新组合染色体数目或结构 发生变化而导致 生物性状发生变异适用范围生物种类所有生物均可发生自然状态下只发生于真核生物有性生殖过程中，为核遗传真

2、核生物细胞增殖 过程中均可发生生殖方式无性生殖、有性生殖有性生殖无性生殖、有性生殖类型自然突变诱发突变交叉互换自由组合人工DNA拼接技术体细胞杂交染色体结构变异染色体数目变异发生时期DNA复制时(有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期)减数分裂四分体时期及 减数第一次分裂细胞分裂期产生机理DNA上发生碱基对的增添、缺失、改变，从而引起DNA碱基序列即遗传信息的改变非同源染色体上非等位基因的自由组合；同源染色体姐妹染色单体片段交叉互换细胞分裂受阻，体细胞中染色体组成倍地增加；直接由生物的配子发育而来，使染色体组数成倍地减少基因突变基因重组染色体变异基因突变的原因、特点新的基因新的基因基因重组与进化

3、的关系细胞分裂图示交叉互换与染色体易位的区别（1）基因片段上碱基对的种类发生改变不一定会导致生物性状的改变，原因可有三： 突变部位可能在非编码部位(内含子和非编码区)。 基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。 基因突变若为隐性突变，如AAAa，也不会导致性状的改变。（2）基因突变对后代性状的影响 基因突变发生在体细胞有丝分裂过程中，突变可通过无性生殖传给后代，但不会通过有性生殖传给后代。 基因突变发生在精子或卵细胞形成的减数分裂过程中，突变可能通过有性生殖传给后代。 生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率高，这是因为生殖细胞在减数分裂时对外界环境变化更加敏感。（3）基因突变引起性

4、状的改变，具有突变性状的个体能否把突变基因传给后代，要看这种突变性状是否有很强的适应环境的能力。若有，则为有利突变，可通过繁殖传给后代，否则为有害突变，被淘汰掉。基因突变与性状的关系人工诱导自然成因形成过程秋水仙素处理 萌发的种子或幼苗秋水仙素处理 单倍体幼苗花药离体培养外界环境条件剧变正常的有性生殖单性生殖形成原因3个或3个以上2个1至多个染色体组由受精卵发而来 体细胞中含有 3个或3个以上 染色体组的个体由受精卵发育而来 体细胞含有 2个染色体组的个体体细胞中含有 本物种配子染色体数的个体概念单倍体、二倍体和多倍体单倍体二倍体多倍体常见育种 知识的整合考点2转基因技术 将目的基因 导入生物

5、体内 培育新品种秋水仙素 处理萌发的种子或幼苗花药离体培养然后再加倍辐射诱变 激光诱变 空间诱变 选育纯种： 杂交自交 选优自交 选育杂种： 杂交杂交种 常用方式育种程序基因重组染色体变异染色体变异基因突变基因重组原理基因工程育种多倍体育种单倍体育种诱变育种杂交育种杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种优点使位于不同 个体优良性状集中到 一个个体上操作简便提高变异频率加速育种进程大幅度地改良某些性状明显缩短 育种年限所得品种为 纯合子器官巨大 提高产量 营养成分高打破物种界限定向 改变生物性状缺点育种时间长不能克服 远缘杂交不亲和的障碍有利变异少 需大量处理 实验材料有很大盲目性技术

6、复杂 需与 杂交育种配合只适用植物 发育延迟 结实率降低有可能 引发生态危机（1）单一性状类型：生物的优良性状是由某对基因控制的单一性 状，其呈现方式、育种方式、原理及举例列表如下： 项目方式育种方法原理举例单一性状无有基因工程基因重组能产生人胰岛素的大肠杆菌普通羊群中出现短腿安康羊有无诱变育种基因突变不能产生高丝氨酸脱氢酶的菌种高产青霉素菌株少多多倍体育种染色体变异三倍体无子西瓜关于育种方案的“选取”（2）两个或多个性状类型：两个或多个性状分散在不同的品种 中，首先要实现控制不同性状基因的重组，再选育出人们所 需要的品种，这可以从不同的水平上加以分析： 个体水平上：运用杂交育种的方法实现控制

7、不同优良性状基因 的重组。为了缩短育种年限，可采用单倍体育种 的方法。 细胞水平上：利用植物体细胞杂交，从而实现遗传物质的重组。 分子水平上：应用转基因技术将控制优良性状的基因导入另一 生物体内，从而实现基因重组。（1）育种的目的：育种的根本目的是培育具有优良性状（抗逆性 好、生活力强、产量高、品质优良）的新品种，以便更好地 为人类服务。从基因组成上看，目标品种可能是纯合子，可 防止后代发生性状分离，便于制种和推广；也有可能是杂合 子，即利用杂种优势的原理，如杂交水稻的培育、玉米的制 种等。（2）不同需求的育种方法 若要培育隐性性状个体，则可用自交或杂交，只要出现该性状 即可。 有些植物如小麦

8、、水稻等，杂交实验较难操作，则最简便的方 法是自交。 若要快速获得纯种，则用单倍体育种方法。 若实验植物为营养繁殖类如土豆、地瓜等，则只要出现所需性 状即可，不需要培育出纯种。不同需求的育种方法选择与分析 若要培育原先没有的性状，则可用诱变育种。 若要提高品种产量，提高营养物质含量，可用多倍体育种。 动、植物杂交育种中应特别注意语言叙述： 植物杂交育种中纯合子的获得一般通过逐代自交的方法； 动物杂交育种中纯合子的获得一般不通过逐代自交，而通过双 亲杂交获得F1，F1雌雄个体间交配，选F2与异性隐性纯合子测交 的方法。生物进化相关问题的整合考点3现代生物进化理论与达尔文自然选择学说的比较达尔文自

9、然选择学说现代生物进化理论基本观点遗传变异是自然选择的内因；过度繁殖为自然选择提供更多的 选择材料，加剧了生存斗争；变异一般是不定向的，定向的自 然选择决定着生物进化的方向；生存斗争是自然选择的过程，是 生物进化的动力；适者生存是自然选择的结果；自然选择过程是一个长期、缓慢 连续的过程种群是生物进化的基本单位，生 物进化的实质在于种群基因频率 的改变；突变和基因重组、自然选择及隔 离是物种形成过程的三个基本环 节；突变和基因重组提供了生物进化 的原材料；自然选择使种群的基因频率定向 改变并决定生物进化的方向；隔离是新物种形成的必要条件现代生物进化理论与达尔文自然选择学说的比较基因频率的计算方法

10、定义法：根据定义“基因频率是指某种基因在某个种群中出现的比例” 基因频率基因位置法： 若某基因在常染色体上 基因频率 若某基因只出现在X染色体上 基因频率借助基因型频率：若基因在常染色体上，则该对等位基因中，显(或隐)性基因的频率显(或隐)性纯合体基因型频率1/2杂合体基因型频率100%某基因总数种群个体数2某基因总数某基因和其等位基因的总数100%某基因总数2雌性个体数雄性个体数100%哈迪温伯格公式法：在一个有性生殖的自然种群中 当种群较大 种群内个体间的交配是随机的 没有突变发生、新基因加入 自然选择时存在以下公式 (pq)2p22pqq21其中 p 一个等位基因的频率 q 另一个等位基

11、因的频率 p2 一个等位基因纯合子（如AA）的频率 2pq 杂合子的频率 q2 另一个纯合子（aa）的频率由基因频率求基因型频率的方法运用现代进化理论分析生物的进化适应性和新物种的形成原因内因遗传保留有利变异，变异为选择提供原始材料外因生物生存的各种环境条件，如各种生态因素对生物的影响相互 作用生物生存的各种环境条件对生物的变异进行选择淘汰不利变异，积累和加强有利变异，推动着生存斗争表现为生物的进化结果适应性环境对生物的变异进行定向选择使有利变异在生物类群中得到积累和加强，形成了生物的适应性多样性物种 形成 同一物种的不同种群，由于生活环境的变化形成了具有不同适应性的生物类群当变异积累到一定程度而出现生殖隔离时，便形成了新物种 同一物种的不同类型及新物种的出现均表现为生物的多样性 进化生物新类型的形成导致生物进化物种的形成是生物进化的质的飞跃1生物进化的实质是种群基因频率的改变，因此，可认为生物基因频率发生了 改变就意味着生物发生了进化。2生物进化不等于物种的形成。物种形成的必要条件是生殖隔离，是基因频率 改变发展到不能实现基因交流的程度实现的。3物种形成的方式 （1）物种的形成有多种方式，主要为渐变式。 （2）爆发式物种的形成主要是以染色体数目变化的方式形