二轮变异育种和进化

二轮变异育种和进化第1页，共46页，2023年，2月20日，星期三不可遗传的变异知识网络可遗传的变异变异基因突变基因重组染色体变异时间特点结果意义时期分类结果意义种类染色体组二倍体单倍体多倍体进化的原材料进化拉马克的进化学说达尔文的自然选择学说现代生物进化理论共同进化与生物多样性的形成应用育种单倍体育种杂交育种诱变育种基因工程育种细胞工程育种多倍体育种第2页，共46页，2023年，2月20日，星期三基因突变、基因重组、染色体变异的辨析：下列描述各来源哪种变异类型？①果蝇的白眼②豌豆的黄色皱粒、绿色圆粒③三倍体无籽西瓜的形成④人类的色盲⑤非同源染色体上非等位基因的自由组合⑥人类的镰刀型细胞贫血症⑦染色体中缺失一个基因

⑧染色体中缺失一个碱基对⑨同源染色体的非姐妹染色单体之间发生局部交换

⑩一条染色体上某一片段移接到另一条非同源染色体上第3页，共46页，2023年，2月20日，星期三基因突变基因重组本质发生时间类型适用范围染色体变异一、三种可遗传变异比较产生了新基因，基因“质”变“量”不变产生新基因型，性状重新组合，基因“质”、“量”均不变基因数目或排序改变，“质”不变有丝分裂和减数第一次分裂的间期主要减数第一次分裂有丝分裂和减数分裂理化生因素或自身生理因素引起的碱基对的增添、缺失、改变交叉互换;自由组合;基因工程。结构变异;个别染色体增减;染色体组数目增减。所有生物（包括病毒），无性生殖、有性生殖均可发生真核生物有性生殖核基因、基因工程真核生物，无性生殖、有性生殖均可发生第4页，共46页，2023年，2月20日，星期三基因突变基因重组检测育种意义染色体变异一、三种可遗传变异比较诱变育种杂交育种单倍体育种;多倍体育种。一般无法用显微镜检出，可进行基因检测（DNA探针）或依据性状表现确认可在光镜下检出进化意义生物变异的根本来源，是生物进化的原材料为变异提供丰富来源，对生物进化具有十分重要的意义大多对生物体不利，甚至导致生物体死亡第5页，共46页，2023年，2月20日，星期三变异一、基因突变、基因重组和染色体变异的比较（1）判断分析：“基因突变都可遗传”（）“某基因突变其性状一定改变”（）XX突变发生于真核生物基因结构的内含子存在密码子的简并性基因突变为隐性突变，如AA中其中一个A→a2、基因突变产生的具有突变性状的个体能否将突变基因稳定遗传给后代？要看这种突变是发生在体细胞还是生殖细胞;

还要看这种突变性状是否有很强的适应环境的能力。第6页，共46页，2023年，2月20日，星期三例1

基因突变和染色体变异的比较中，叙述不正确的是

A.基因突变是在分子水平上的变异，染色体结构变异是在细胞水平上的变异

B.基因突变只能通过基因检测，染色体结构变异可通过光学显微镜比较染色体进行检测

C.基因突变不会导致基因数目改变，染色体结构变异会导致基因数目改变

D.基因突变和染色体结构变异最终都会引起生物性状的改变

D第7页，共46页，2023年，2月20日，星期三考点二生物的可遗传变异与育种第8页，共46页，2023年，2月20日，星期三第9页，共46页，2023年，2月20日，星期三(07年江苏高考)基因突变是生物变异的根本来源。关于基因突变特点的说法正确的A.无论是低等还是高等生物都可能发生突变B.生物在个体发育的特定时期才可发生突变C.突变只能定向形成新的等位基因D.突变对生物的生存往往是有利的A第10页，共46页，2023年，2月20日，星期三4、区分“交叉互换”与“易位”交叉互换易位属性内涵结果基因重组染色体结构变异减数分裂四分体时期同源染色体非姐妹染色体单体交叉互换对应片段细胞分裂过程中一条染色体的某片段移接到另一条非同源染色体上同源染色体上互换等位基因导致染色单体上基因重组新接入片段在其对应的同源染色体上无等位或相同基因提示第11页，共46页，2023年，2月20日，星期三变式题

如下图表示基因型为RR的某动物细胞，下列有关叙述中错误的是A.图中R与r互为等位基因B.图中基因r只能是基因突变产生C.该细胞中含有2个染色体组D.图中a与a′的分离发生在减Ⅱ分裂后期或有丝分裂后期第12页，共46页，2023年，2月20日，星期三例题一：下列与变异有关的叙述中，不正确的是（ ）A.子代的性状分离是基因重组的结果B.用二倍体植物的花药离体培养，不能得到叶片和果实较小的单倍体植物C.肺炎双球菌抗药性的变异来源只能是基因突变D.若蝗虫的一个次级精母细胞中由一个着丝点相连的两条染色单体所携带的基因不完全相同，其原因可能是交叉互换或基因突变变异√第13页，共46页，2023年，2月20日，星期三二、染色体组、二倍体、单倍体、多倍体

1、染色体组1）染色体组的特点非同源形态大小全部遗传信息无第14页，共46页，2023年，2月20日，星期三例2.甲、乙由受精卵发育而来，请据图回答：⑴甲是____倍体生物的体细胞，乙是____倍体生物的体细胞。四二⑵甲的一个染色体组含有____条染色体，如果由该生物的卵细胞单独培育成的生物的体细胞含有____个染色体组，是____倍体。3二单第15页，共46页，2023年，2月20日，星期三⑴根据染色体形态判断：细胞内形态相同的染色体有几条，就含有几个染色体组。⑵根据基因型判断：如：基因型为AAaaBBbbCCccDDdd和ABcd的细胞相同或等位基因（含大、小写）出现几次，就有几个染色体组。2）染色体组的判断方法第16页，共46页，2023年，2月20日，星期三（2）如何判断二倍体、单倍体和多倍体？变异①由受精卵发育而成的个体，含有几个染色体组，就叫几倍体。②由配子发育而成的个体，不论含有几个染色体组，都称为单倍体。a.单倍体可理解为“单一”的配子（不经过两两结合）直接发育而成的个体。b.单倍体是生物个体，而不是配子，所以精子、卵细胞、花粉属于配子，但不是单倍体。第17页，共46页，2023年，2月20日，星期三染色体组、二倍体、单倍体、多倍体1、染色体组2、二倍体、单倍体、多倍体的判断首先要考虑到生物体个体发育的直接来源;2）染色体组的判断方法1）染色体组的特点再看体细胞内有多少个染色体组。第18页，共46页，2023年，2月20日，星期三变异例题二：下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述，不正确的是（ ）A.一个染色体组中不含同源染色体B.由受精卵发育成的，体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体C.单倍体生物体细胞中不一定只含有一个染色体组D.人工诱导多倍体的唯一方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗√第19页，共46页，2023年，2月20日，星期三杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种原理方法优点缺点应用基因重组基因突变染色体变异杂交→自交→选优→自交物理、化学因素诱变花药的离体培养，再秋水仙素处理用一定浓度的秋水仙素处理萌发种子或幼苗使不同个体的优良性状集中于一个个体中提高突变率、创造新的变异类型明显缩短育种进程茎秆粗壮，器官大，营养含量高育种时间长需大量处理材料、人体伤害、环境污染技术复杂，须与杂交育种配合发育延迟，结实率低培育矮秆抗病小麦高产青霉菌、太空椒快速培育矮秆抗病小麦三倍体无籽西瓜、八倍体小黑麦、三、八种主要育种方法的比较第20页，共46页，2023年，2月20日，星期三基因工程育种植物体细胞杂交育种动物体细胞克隆育种植物组织培养原理方法优点缺点应用基因重组细胞的全能性细胞核的全能性细胞的全能性提取→重组→导入→检测与表达植物体细胞杂交→植物组织培养核移植→细胞培养→胚胎移植离体细胞等→脱分化→再分化→继续培养目的性强，周期短，能克服远～克服了远缘杂交不亲和障碍克服远缘～抢救濒危动物等保持亲本的优良性状技术问题安全隐患还不能完全按人们的意愿表达转基因抗虫棉白菜—甘蓝克隆羊“多莉”无病毒植物的培育三、八种主要育种方法的比较技术复杂第21页，共46页，2023年，2月20日，星期三(2)单倍体育种包括杂交、花药离体培养和秋水仙素处理三个步骤，不能误认为单倍体育种只是经花药离体培养，获得单倍体植株。(3)在多倍体育种的过程中，秋水仙素的作用机理是抑制纺锤体的形成，从而使染色体数目加倍；选用萌发的种子或幼苗，是因为萌发的种子或幼苗细胞分裂旺盛。第22页，共46页，2023年，2月20日，星期三(1)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。①若要培育隐性性状个体，可用自交或杂交，只要出现该性状即可。②有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，其最简便的方法是自交。③若要快速获得纯种，可用单倍体育种方法。④若要提高品种产量，提高营养物质含量，可用多倍体育种。⑤若要培育原先没有的性状，可用诱变育种。第23页，共46页，2023年，2月20日，星期三⑥若实验植物为营养繁殖，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。

(2)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。第24页，共46页，2023年，2月20日，星期三例3（09年广东卷）为了快速培育抗某种除草剂的水稻，育种工作者综合应用了多种育种方法，过程如下。请回答问题。（1）从对该种除草剂敏感的二倍体水稻植株上取花药离体培养，诱导成

幼苗。（2）用射线照射上述幼苗，目的是

；然后用该除草剂喷洒其幼叶，结果大部分叶片变黄，仅有个别幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织具有

。单倍体诱发基因突变抗该除草剂的能力第25页，共46页，2023年，2月20日，星期三例3（09年广东卷）为了快速培育抗某种除草剂的水稻，育种工作者综合应用了多种育种方法，过程如下。请回答问题。（3）取该部分绿色组织再进行组织培养，诱导植株再生后，用秋水仙素处理幼苗，使染色体

，获得纯合

倍体，移栽到大田后，在苗期喷洒该除草剂鉴定其抗性。（4）对抗性的遗传基础做一步研究，可以选用抗性植株与

杂交，如果

，表明抗性是隐性性状。F1自交，若F2的性状分离比为15（敏感）：1（抗性），初步推测

。加倍二纯合敏感性植株F1都是敏感型该抗性植株中有两个基因发生了突变第26页，共46页，2023年，2月20日，星期三归纳：与育种相关的一组重要化学试剂及应用应用范围作用试剂名称生长素硫酸二乙酯秋水仙素纤维素酶聚乙二醇（PEG）细胞分裂素培育无子果实、植物组织培养诱变育种单倍体育种、多倍体育种植物体细胞杂交植物体细胞杂交植物组织培养促进果实发育及愈伤组织生根作为化学诱变剂诱发基因突变作为化学诱变剂诱导染色体加倍水解细胞壁成分以制备原生质体作为诱导剂诱导融合诱导细胞分裂及愈伤组织中芽的分化诱导细胞融合第27页，共46页，2023年，2月20日，星期三第28页，共46页，2023年，2月20日，星期三种群基因频率生殖隔离克服了远缘杂交不亲和的障碍杂交ABC秋水仙素基因突变第29页，共46页，2023年，2月20日，星期三基因工程植物组织培养胚分析：考查不同育种方式的特点与区别，是综合性较强的题。对相似内容进行对比分析，也是学习生物学的重要方法之一。第30页，共46页，2023年，2月20日，星期三育种几种育种方法的比较（1）如何根据不同的育种要求选择不同的育种方法？①将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体上——②要求快速育种——③要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状——④要求提高品种产量，提高营养物质含量——杂交育种或单倍体育种单倍体育种诱变育种和杂交育种相结合的方法多倍体育种第31页，共46页，2023年，2月20日，星期三育种(2)现有基因型为BBEE和bbee的两种植物或动物，欲通过杂交育种方式来培育基因型为BBee的植物或动物品种，请用图解表示育种过程（体会动植物杂交育种的区别）。第32页，共46页，2023年，2月20日，星期三育种总结：植物杂交育种中纯合子的获得一般通过逐代自交的方法；而动物杂交育种中纯合子的获得一般通过测交的方法。第33页，共46页，2023年，2月20日，星期三育种(3)无子西瓜和无子番茄的区别比较数目无子西瓜无子番茄培育原理染色体变异生长素促进果实发育处理试剂秋水仙素生长素类似物，如2，4-D处理部位萌发的种子或幼苗未授粉的雌蕊柱头无子原因三倍体植物在减数分裂中同源染色体联会紊乱，不能形成正常的配子而无子未授粉，胚珠内的卵细胞没有经过受精，所以果实中没有形成种子性状能否遗传可遗传不可遗传第34页，共46页，2023年，2月20日，星期三（4）澄清“可遗传”与“可育”育种确认是否为可遗传变异的唯一标准是看“遗传物质是否发生变化”。“可遗传”≠“可育”：三倍体无子西瓜、骡子、单倍体等均表现“不育”，但它们均属可遗传变异——其遗传物质已发生变化，这与仅由环境引起的不可遗传变异有着本质区别，如无子番茄的“无子”。第35页，共46页，2023年，2月20日，星期三育种例题三：下列技术中不能获得抗锈高产小麦新品种的是（）A.诱变育种B.细胞融合C.花药离体培养D.转基因√第36页，共46页，2023年，2月20日，星期三四、现代生物进化理论的理解进化——解释新物种形成的过程①达尔文的自然选择学说（变异→选择→遗传）第37页，共46页，2023年，2月20日，星期三进化②现代生物进化理论：物种形成方式主要有两种：渐变式和骤变式a.渐变式（主要）b.骤变式：骤变式物种的形成主要是由异源多倍体的染色体变异的方式形成新物种，一旦出现就可以很快达到生殖隔离。第38页，共46页，2023年，2月20日，星期三①种群是生物进化的基本单位②突变（基因突变、染色体变异）和基因重组产生生物进化的原材料③自然选择决定生物进化的方向④隔离是物种形成的必要条件种群判定、基因库、基因频率计算随机不定向；不能决定生物进化的方向使种群的基因频率发生定向地改变使不同种群间的个体基因不能自由交流地理隔离生殖隔离（新物种形成的标志）第39页，共46页，2023年，2月20日，星期三例题四：下图表示生物新物种形成的基本环节，对图示分析正确的是 （ ）进化A.图中A表示基因突变和基因重组，为进化提供原材料B.种群基因频率的定向改变是形成新物种的前提C.图中B表示地理隔离，是新物种形成的必要条件D.图中C表示生殖隔离，指两种生物不能杂交产生后代√第40页，共46页，2023年，2月20日，星期三五、种群基因频率和基因型频率的计算进化（1）已知调查的各种基因型的个体数，计算基因频率第41页，共46页，2023年，2月20日，星期三进化（2）已知基因型频率求基因频率计算公式：一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+1/2×杂合子的频率（3）X染色体上基因的基因频率计算第42