專題六生物變異與進(jìn)化

1、專題六生物變異與進(jìn)化專題六 生物的變異與進(jìn)化考綱要求內(nèi)容要求生物的變異（1）基因重組及其意義（2）基因突變的特征和原因（3）染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異（4）生物變異在育種上的應(yīng)用（5）轉(zhuǎn)基因食品的安全性生物的進(jìn)化現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容生物進(jìn)化與生物多樣性的形成專題六生物變異與進(jìn)化應(yīng)試策略 生物的變異主要包括基因突變、基因重組和染色體變異?；蛲蛔儼l(fā)生在 DNA 復(fù)制過程中,可以聯(lián)系有絲分裂和減數(shù)分裂進(jìn)行理解與掌握；基因重組和染色體變異則發(fā)生在減數(shù)分裂和受精作用過程中；生物工程中的基因工程和細(xì)胞工程等也可以使生物出現(xiàn)變異。 關(guān)于生物進(jìn)化的內(nèi)容,由于考查的相對較少,一般不做重點內(nèi)容準(zhǔn)備,可以通過

2、掌握相關(guān)概念擴(kuò)展到生物進(jìn)化的內(nèi)容和實質(zhì)。這一部分知識與前面相聯(lián)系的內(nèi)容是基因頻率和基因型頻率,熟練掌握這兩個知識點,將有助于解決一些遺傳方面的計算題。專題六生物變異與進(jìn)化生物變異的類型 基因突變可能有利,可能有害,但也可能既無利也無害,即是中性的。 基因突變具有普遍性、隨機(jī)性和不定向性等特點。 基因重組是生物變異的來源之一,是形成生物多樣性的重要原因之一。 生物的變異可能導(dǎo)致遺傳物質(zhì)的增加、減少或重新排列。變異可能發(fā)生在形成生殖細(xì)胞中,也可能發(fā)生在體細(xì)胞中,并不是所有的變異都能遺傳給下一代。在有性生殖的生物中,只有那些發(fā)生在生殖細(xì)胞形成中的變異才能夠遺傳下去。專題六生物變異與進(jìn)化 基因突變是指

3、 DNA 分子中發(fā)生堿基對的替換、增添或缺失,而引起基因結(jié)構(gòu)發(fā)生的改變。如果蛋白質(zhì)的一個氨基酸發(fā)生了改變,蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能就可能發(fā)生變化。不是所有的基因突變都會使蛋白質(zhì)發(fā)生改變,因為 mRNA 上3個堿基組成一個密碼子,編碼一個氨基酸,由于簡并,不同的密碼子可以編碼相同的氨基酸。 鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由于控制血紅蛋白基因中的一個堿基發(fā)生了改變,導(dǎo)致血紅蛋白中的一個氨基酸發(fā)生改變而引起的遺傳病。鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的血紅蛋白分子結(jié)構(gòu)與正常人的血紅蛋白分子結(jié)構(gòu)不同,正是由于這種不同,患者的紅細(xì)胞不是呈圓餅狀而呈鐮刀狀,這樣的紅細(xì)胞容易破裂,使人患溶血性貧血,嚴(yán)重的會導(dǎo)致人死亡。專題六生物變異

4、與進(jìn)化生物變異的比較可遺傳的變異不遺傳的變異基因變異染色體變異基因突變基因重組 結(jié)構(gòu)變異 數(shù)目變異變異的本質(zhì)基因結(jié)構(gòu)改變基因重新組合染色體結(jié)構(gòu)異常染色體數(shù)目異常環(huán)境改變（遺傳物質(zhì)不改變）遺傳情況按一定方式遺傳和表現(xiàn)不遺傳鑒別方法觀察、雜交、測交觀察、染色體檢查改變環(huán)境條件專題六生物變異與進(jìn)化意義產(chǎn)生新基因，為基因重組和進(jìn)化提供素材 產(chǎn)生新基因型 產(chǎn)生新品種 關(guān)系人類遺傳健康 關(guān)系人類遺傳健康。植物多倍體能改良植物性狀 改變環(huán)境條件，也能影響性狀應(yīng)用價值 誘變育種遺傳病篩查雜交育種遺傳病篩查遺傳健康遺傳病篩查單倍體育種多倍體育種 改變環(huán)境條件，獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)續(xù)表專題六生物變異與進(jìn)化聯(lián)系基因性狀環(huán)境

5、相互作用不遺傳的變異（直接影響）基因重組 基因突變 染色體變異誘因（間接影響）可遺傳的變異表達(dá)續(xù)表專題六生物變異與進(jìn)化幾種育種方法的比較 從雜交育種到基因工程 , 育種技術(shù)是隨著人類對遺傳和變異規(guī)律認(rèn)識的逐步深入而不斷發(fā)展的 , 但不同方法有各自的優(yōu)點和局限性。 雜交育種是通過雜交將親本的基因進(jìn)行重新組合 , 將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起， 從而選育新品種的育種方法。原理：運(yùn)用分離定律、自由組合定律進(jìn)行人工育種。缺點：育種年限較長。專題六生物變異與進(jìn)化 人工誘變育種是利用物理因素或化學(xué)因素來處理生物 , 誘發(fā)基因突變 , 提高突變率 , 創(chuàng)造新基因類型 , 有利于加速育種進(jìn)程。

6、但誘發(fā)突變的方向是不定向的。原理：用物理、化學(xué)方法處理生物，使基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。優(yōu)點：變異頻率高，穩(wěn)定較快，可縮短育種進(jìn)程。缺點：需處理大量材料。 單倍體育種原理：花粉粒直接培育出單倍體植株，經(jīng)過人工誘導(dǎo)使染色體加倍，形成純合體。優(yōu)點：明顯縮短育種年限。專題六生物變異與進(jìn)化 基因工程育種原理：利用DNA重組技術(shù)，引入目的基因，培育新品種。實例：抗蟲棉。 作物空間技術(shù)育種將農(nóng)作物種子帶到太空，種子受太空輻射及微重力等多種空間因素的綜合作用，種子內(nèi)遺傳物質(zhì)發(fā)生改變，產(chǎn)生新變異。原理：基因突變。實例：太空椒。專題六生物變異與進(jìn)化 雜交育種親代 DDRRDDRR ddrrddrr (高稈抗銹病) （矮

7、稈不抗銹?。?雜交 雜種第一代 DdRrDdRr 自交第二代 D_R_ ddR_ D_rr ddrrD_R_ ddR_ D_rr ddrr 高抗 矮抗 高不抗 矮不抗 連續(xù)自交 選擇純種的矮稈抗病的品種作為種子專題六生物變異與進(jìn)化 多倍體是指生物體的體細(xì)胞中含有三個或三個以上染色體組的生物個體。多倍體在動物中極少見,但在植物中很常見。自然界中的多倍體動物多指雌雄同體的動物 ( 這些動物既具有雄性生殖器官，也具有雌性生殖器官 ), 如扁形動物和蚯蚓。多倍體大多數(shù)發(fā)生在植物界。很多蕨類植物為多倍體,大約有47%的開花植物為多倍體。 人類有 46 條 ( 23 對 ) 染色體,分別是 44 條常染色

8、體和兩條性染色體。男性的兩條性染色體分別為 X 和 Y, 女性的兩條性染色體都為X。如果減數(shù)分裂形成生殖細(xì)胞時出現(xiàn)異常,男性中的 X 和 Y 染色體或者女性中的兩條 X 染色體不能正常分離,就會在生殖細(xì)胞中出現(xiàn)性染色體異常的情況。異常的生殖細(xì)胞經(jīng)過受精作用形成受精卵,發(fā)育成的個體常常具有各種各樣的綜合征。例如,只有一條 X 染色體的女性就會出現(xiàn)性腺發(fā)育不良癥狀,這種病稱為特納氏綜合征。專題六生物變異與進(jìn)化 基因工程是人們按照自己的意愿,把一種生物的某種基因 ( 目的基因 ) 提取出來,加以修飾改造,然后通過載體放到另一種生物的細(xì)胞里,定向地改造生物的遺傳性狀,迅速培育出生物新品種或新性狀。 基

9、因工程常用的工具包括限制酶(切割DNA分子)、連接酶 (“縫合”DNA片段)和運(yùn)載體(如質(zhì)粒)。 基因工程定向地改造生物的遺傳性狀?；静僮鞑襟E：1. 目的基因的獲取。 2. 基因表達(dá)載體的構(gòu)建。 3. 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞并培養(yǎng)。 4. 目的基因的檢測和鑒定。專題六生物變異與進(jìn)化現(xiàn)代生物進(jìn)化理論 種群是生物進(jìn)化的基本單位。 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)。突變和基因重組提供了生物進(jìn)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(jìn)化的方向。隔離是新物種形成的必要條件。專題六生物變異與進(jìn)化現(xiàn)代生物進(jìn)化理論圖解： 自然選擇可以通過兩種機(jī)制來影響基因的頻率。一

10、種情況是,當(dāng)純合子中的一種類型 ( 如aa ) 適應(yīng)性不如其他兩種基因型( 如 Aa 或 AA ),不利的等位基因的頻率將會逐漸下降直至最后被淘汰。在某些情況下,也可能是兩種純合子 (AA和aa)的適應(yīng)性都不如雜合子,即雜合子表現(xiàn)出雜種優(yōu)勢, 在這樣的種群中,兩種等位基因都會處于相對穩(wěn)定的共存狀態(tài),在瘧疾流行的地區(qū),雜合體鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者不易感染瘧疾就充分說明了這種情況。小種群新物種原種群地理隔離基因頻率定向改變生殖隔離自然選擇遺傳變異專題六生物變異與進(jìn)化 哈代溫伯格平衡是一個簡單的數(shù)學(xué)公式,該公式可以用來表示種群基因庫中基因的平衡狀態(tài),也可用于計算種群中的基因和基因型的頻率,特別是作為一

11、種研究基因變化和衡量其變化速率的計算工具。如果一個群體滿足以下條件：個體數(shù)量足夠大。交配是隨機(jī)的。沒有突變、遷移和遺傳漂變。沒有新基因加入。沒有自然選擇。 那么這個群體中的各等位基因頻率和基因型頻率在一代一代的遺傳中保持平衡（不變）。專題六生物變異與進(jìn)化哈代溫伯格平衡公式表示如下：AAAAAaAaaAaAaaaa A aA aA Aa a種群中基因型為AA的頻率用p2來表示基因型為aa的頻率用q2來表示雜合子Aa和aA的頻率為2pq（p+q)2=p2+2pq+q2=1基因型頻率P2=顯性純合子的頻率2pq=雜合子的頻率q2=隱性純合子的頻率基因頻率P=基因A的頻率q=基因a的頻率專題六生物變異

12、與進(jìn)化利用q2來計算q的值。用1減去q以求得p的值（即p=1q）。求p2(p2=pp)的值。計算雜合子的值（2pq）。專題六生物變異與進(jìn)化 細(xì)胞分裂產(chǎn)生新細(xì)胞 細(xì)胞分化產(chǎn)生新細(xì)胞類型 基因突變產(chǎn)生新基因 基因重組產(chǎn)生新基因型 生殖隔離產(chǎn)生新物種你知道嗎？專題六生物變異與進(jìn)化例1 基因型為AaBBccDD的二倍體生物，可產(chǎn)生不同基因型的配子種類數(shù)是（ ） A.2 B.4 C.8 D.16A專題六生物變異與進(jìn)化例2 用豌豆進(jìn)行遺傳試驗時，下列操作錯誤的是（ ）A.雜交時，須在開花前除去母本的雄蕊B.自交時，雌蕊和雄蕊都無需除去C.雜交時，須在開花前除去母本的雌蕊D.人工授粉后，應(yīng)套袋C專題六生物變

13、異與進(jìn)化例3 下列關(guān)于人類遺傳病的敘述，錯誤的是（ ）A.單基因突變可導(dǎo)致遺傳病B.染色體結(jié)構(gòu)的改變可以導(dǎo)致遺傳病C.近親婚配可增加隱性遺傳病的發(fā)病風(fēng)險D.環(huán)境因素對多基因遺傳病的發(fā)病無影響D專題六生物變異與進(jìn)化例4 下表有關(guān)基因表達(dá)的選項中，不可能的是（ ）基因表達(dá)的細(xì)胞表達(dá)產(chǎn)物A細(xì)菌抗蟲蛋白基因抗蟲棉葉肉細(xì)胞細(xì)菌抗蟲蛋白B人酪氨酸酶基因正常人皮膚細(xì)胞人酪氨酸酶C動物胰島素基因大腸桿菌工程菌細(xì)胞動物胰島素D兔血紅蛋白基因兔成熟紅細(xì)胞兔血紅蛋白D專題六生物變異與進(jìn)化例5 自然狀況下，雞有時會發(fā)生性反轉(zhuǎn)，如母雞逐漸變?yōu)楣u。已知雞的性別由性染色體決定。如果性反轉(zhuǎn)公雞與正常母雞交配，并產(chǎn)生后代，后

14、代中母雞與公雞的比例是（ ）A.10 B.11C.21 D.31C專題六生物變異與進(jìn)化例6 人的i、IA、IB基因可以控制血型。在一般情況下，基因型ii表現(xiàn)為O型血，IAIA或IAi為A型血，IBIB或IBi為B型血，IAIB為AB型血。以下有關(guān)敘述中，錯誤的是（ ）A.子女之一為A型血時，雙親至少有一方一定是A型血B.雙親之一為AB型血時，不能生出O型血的孩子C.子女之一為B型血時，雙親之一有可能是A型血D.雙親之一為O型血時，子女不可能是AB型血A專題六生物變異與進(jìn)化例7 紅眼雌果蠅與白眼雄果蠅交配，子代雌雄果蠅交配產(chǎn)生的后代中，紅眼雄果蠅占1/4，白眼雄果蠅占1/4，紅眼雌果蠅占1/2。

15、下列敘述錯誤的是（ ）A.紅眼對白眼為顯性B.顏色遺傳符合分離定律C.眼色和性別表現(xiàn)自由組合D.紅眼和白眼基因位于X染色體上C專題六生物變異與進(jìn)化例8 金魚草的紅花（A）對白花（a)為不完全顯性，紅花金魚草與白花金魚草雜交得到F1 , F1自交產(chǎn)生F2,F2中紅花個體所占的比例為（ ）A.1/4 B.1/2 C.3/4 D.1A專題六生物變異與進(jìn)化例9 據(jù)下圖，下列選項中不遵循基因自由組合規(guī)律的是（ ）A.B. C. D. ADa Bd CBcA aD dBBAaAaCccCDdA專題六生物變異與進(jìn)化例10 Rh血型由一對等位基因控制。一對夫婦的Rh血型都是Rh陽性，已生3個孩子中有一個是Rh陽性，其他兩個是Rh陰性，再生一個孩子是Rh陽性的概率是（ ）A.1/4 B.1/3 C.1/2 D.3/4D專題六生物變異與進(jìn)化例11 血液正常凝固因子H對不易凝固因子h為顯性，則下圖中甲、乙的基因分別為（ ）甲甲乙乙不易凝固 男正常凝固 男正常凝固