變異育種進(jìn)化教案

1、 專題六變異、育種與進(jìn)化一、知識(shí)要點(diǎn)：1生物的變異（1）生物變異的類型（2）三種可遺傳變異的比較項(xiàng)目基因突變基因重組染色體變異適用范圍生物種類所有生物自然狀態(tài)下能進(jìn)行有性生殖的生物真核生物生殖方式無(wú)性生殖、有性生殖有性生殖無(wú)性生殖、有性生殖（3）三種可遺傳變異的判斷類型自然突變、誘發(fā)突變交叉互換、自由組合染色體結(jié)構(gòu)變異、染色體數(shù)目變異原因DNA復(fù)制（有絲分裂間期、減數(shù)分裂第一次分裂的間期）過(guò)程出現(xiàn)差錯(cuò)減數(shù)分裂時(shí)非同源染色體上的非等位基因自由組合或同源染色體的非姐妹染色單體間發(fā)生交叉互換內(nèi)外因素影響使染色體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)異常，或細(xì)胞分裂過(guò)程中，染色體的分開(kāi)出現(xiàn)異常實(shí)質(zhì)產(chǎn)生新的基因（改變基因的質(zhì)，不改變

2、基因的量）產(chǎn)生新的基因型（不改變基因的質(zhì)，一般也不改變基因的量，但轉(zhuǎn)基因技術(shù)會(huì)改變基因的量）基因數(shù)目或基因排列順序發(fā)生改變（不改變基因的質(zhì)）關(guān)系基因突變是生物變異的根本來(lái)源，為基因重組提供原始材料。三種可遺傳變異都為生物進(jìn)化提供了原材料（4）染色體組和基因組染色體組：細(xì)胞中的一組非同源染色體，它們?cè)谛螒B(tài)和功能上各不相同，但是攜帶著控制一種生物生長(zhǎng)發(fā)育、遺傳和變異的全部信息。其特點(diǎn)：一個(gè)染色體組中所含的染色體大小、形態(tài)和功能各不相同。一個(gè)染色體組中不含有同源染色體，當(dāng)然也就不含有等位基因。一個(gè)染色體組中含有控制該物種生物性狀的一整套基因。二倍體生物的生殖細(xì)胞中所含有的一組染色體可看成一個(gè)染色體組

3、。不同種的生物，每個(gè)染色體組所包括的染色體數(shù)目、形態(tài)和大小是不同的?；蚪M：一般的定義是二倍體生物的單倍體細(xì)胞中的全套染色體為一個(gè)基因組，或是二倍體生物的單倍體細(xì)胞中的全部基因?yàn)橐粋€(gè)基因組。對(duì)二倍體生物而言，基因組計(jì)劃則為測(cè)定單倍體細(xì)胞中全部DNA分子的脫氧核苷酸序列，有性染色體的生物其基因組包括一個(gè)染色體組的常染色體加上兩條性染色體。沒(méi)有性染色體的生物其基因組與染色體組相同。（4）單倍體和多倍體的比較單倍體是指體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體。多倍體由合子發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組。對(duì)于體細(xì)胞中含有三個(gè)染色體組的個(gè)體，是屬于單倍體還是三倍體，要依據(jù)其來(lái)源進(jìn)行判斷：若直

4、接來(lái)自配子，就為單倍體；若來(lái)自受精卵，則為三倍體。特別提醒：關(guān)于“互換”問(wèn)題。同源染色體上非姐妹染色單體的交叉互換，屬于基因重組；非同染色體之間的互換，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。關(guān)于“缺失”問(wèn)題。DNA分子上若干基因的缺失屬于染色體變異；DNA分子上若干堿基對(duì)的缺失，屬于基因突變。關(guān)于變異的水平問(wèn)題。基因突變、基因重組屬于分子水平的變化，光學(xué)顯微鏡下觀察不到；染色體變異屬于亞細(xì)胞水平的變化，光學(xué)顯微鏡下可以觀察到。關(guān)于不同生物可遺傳變異的類型問(wèn)題。病毒的可遺傳變異惟一來(lái)源是基因突變；細(xì)菌等原核生物不含染色體，所以不存在染色體變異。在真核生物中，上述三種類型都存在。2生物變異在育種中的應(yīng)用（1

5、）常見(jiàn)的幾種育種方法的比較項(xiàng)目 雜交育種 誘變育種 單倍體育種 多倍體育種 原理 基因重組 基因突變 染色體變異 染色體變異 常用方法 雜交自交選優(yōu)自交；雜交雜種 輻射誘變等 花藥離體培養(yǎng)，然后用秋水仙素處理使其加倍，得到純合體 秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 優(yōu)點(diǎn) 使位于不同個(gè)體的優(yōu)良性狀集中在一個(gè)個(gè)體上 可提高變異頻率或出現(xiàn)新的性狀，加速育種進(jìn)程 明顯縮短育種年限 器官巨大，提高產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)成分 缺點(diǎn) 時(shí)間長(zhǎng)，需及時(shí)發(fā)現(xiàn)優(yōu)良性狀 有利變異少，需大量處理實(shí)驗(yàn)材料，具有不定向性 技術(shù)復(fù)雜；與雜交育種相結(jié)合 適用于植物，在動(dòng)物中難于開(kāi)展 （2）關(guān)于育種方案的選取單一性狀類型：生物的優(yōu)良性狀是由某對(duì)基

6、因控制的單一性狀，其呈現(xiàn)方式、育種方式、原理及舉例列表如下：項(xiàng)目方式育種方法原理舉例單一性狀無(wú)有基因工程基因重組能產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌加熱殺死的S型肺炎雙球菌對(duì)R型的轉(zhuǎn)化有無(wú)誘變育種基因突變太空椒等太空植物高產(chǎn)青霉素菌株少多多倍體育種染色體變異三倍體無(wú)子西瓜兩個(gè)或多個(gè)性狀類型：兩個(gè)或多個(gè)性狀分散在不同的品種中，首先要實(shí)現(xiàn)控制不同性狀基因的重組，再選育出人們所需要的品種，這可以從不同的水平上加以分析：a個(gè)體水平上：運(yùn)用雜交育種方法實(shí)現(xiàn)控制不同優(yōu)良性狀基因的重組。為了縮短育種年限，可采用單倍體育種的方法。b細(xì)胞水平上：利用植物體細(xì)胞雜交，從而實(shí)現(xiàn)遺傳物質(zhì)的重組。c分子水平上：應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將控制

7、優(yōu)良性狀的基因?qū)肓硪簧矬w內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)基因重組。3. 基因頻率及基因型頻率的計(jì)算（1）基因頻率的計(jì)算方法定義法：根據(jù)定義“基因頻率是指某種基因在某個(gè)種群中出現(xiàn)的比例”，基因頻率?；蛭恢梅ǎ喝裟郴蛟诔Ｈ旧w上，則基因頻率 ，若某基因只出現(xiàn)在X染色體上，則基因頻率 。 借助基因型頻率：若基因在常染色體上，則該對(duì)等位基因中，顯（或隱）性基因的頻率顯（或隱）性純合體基因型頻率1/2雜合體基因型頻率。（2）由基因頻率求基因型頻率的方法哈迪溫伯格公式法：在一個(gè)有性生殖的自然種群中，當(dāng)種群較大，種群內(nèi)個(gè)體間的交配是隨機(jī)的，沒(méi)有突變發(fā)生、新基因加入和自然選擇時(shí)，存在以下公式（pq）2p22pqq21，其

8、中p代表一個(gè)等位基因的頻率，q代表另一個(gè)等位基因的頻率，p2代表一個(gè)等位基因純合體（如AA）的頻率，2pq代表雜合體的頻率，q2代表另一個(gè)純合體（aa）的頻率。4現(xiàn)代生物進(jìn)化理論（1）基礎(chǔ)理論：（2）物種形成的方式：物種的形成主要為漸變式。爆發(fā)式物種的形成主要是以染色體數(shù)目變化的方式形成新物種，一旦出現(xiàn)可以很快達(dá)到生殖隔離。 染色體結(jié)構(gòu)變化是形成新物種的另一種方式，發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變化的個(gè)體和原始物種雜交，可育性降低，形成初步的生殖隔離，以后經(jīng)過(guò)進(jìn)一步演化形成新的物種。二、習(xí)題鞏固：15­BrU(5­溴尿嘧啶)既可以與A配對(duì)，又可以與C配對(duì)。將一個(gè)正常的具有分裂能力的細(xì)胞，接

9、種到含有A、G、C、T、5­BrU五種核苷酸的適宜培養(yǎng)基上，至少需要經(jīng)過(guò)幾次復(fù)制后，才能實(shí)現(xiàn)細(xì)胞中某DNA分子某位點(diǎn)上堿基對(duì)從TA到GC的替換A2次 B3次 C4次 D5次2右圖表示某生物細(xì)胞中兩條染色體及其部分基因。下列四種情況的產(chǎn)生不屬于該細(xì)胞染色體結(jié)構(gòu)變異的是A B C D3如圖表示人體細(xì)胞中某對(duì)同源染色體不正常分離的情況。如果一個(gè)類型A的卵細(xì)胞成功地與一個(gè)正常的精子受精，將會(huì)得到的遺傳病可能是A鐮刀型細(xì)胞貧血癥 B苯丙酮尿癥C21三體綜合征 D白血病4某植物種群中，r基因純合的個(gè)體不能存活。已知該種群的基因型分別為YYRR、YyRR、yyRR、YYRr、YyRr、yyRr，它

10、們的基因型頻率依次為30%、20%、20%、10%、10%、10%。計(jì)算Y和y的基因頻率依次為A55%和45% B45%和55%C27.5%和22.5% D22.5%和27.5%5在某作物育種時(shí)，將、兩個(gè)植株雜交，得到，將再作如圖所示處理。下列分析錯(cuò)誤的是A由到過(guò)程一定發(fā)生了非同源染色體上非等位基因的自由組合B由×的育種過(guò)程中，依據(jù)的主要原理是染色體變異C若的基因型為AaBbdd，則植株中能穩(wěn)定遺傳的個(gè)體占總數(shù)的1/4D由到過(guò)程可能發(fā)生突變和基因重組下圖表示某種小鼠的進(jìn)化過(guò)程，X、Y、Z表示生物進(jìn)化中的基本環(huán)節(jié)。下列說(shuō)法正確的是 A.小鼠性狀的改變一定引起該小鼠種群的進(jìn)化B.X表示基

11、因突變和染色體變異，為進(jìn)化提供原材料C.Y使該種群基因頻率發(fā)生定向改變，決定了進(jìn)化的方向D.Z表示地理隔離，阻斷了種群間基因的交流，導(dǎo)致新種產(chǎn)生7植株M和植株N是兩個(gè)不同物種的純系二倍體植物，現(xiàn)用以下兩種方案培育新品種： 若上述方案能培育成功，理論上新品種A植株1和植株2的染色體數(shù)目存在差異 B植株1和植株2細(xì)胞質(zhì)中遺傳物質(zhì)存在差異C植株1和植株2之間存在生殖隔離 D植株1和植株2的培育都須經(jīng)歷組織培養(yǎng)8.18世紀(jì)初，一位生物學(xué)家在某山谷里發(fā)現(xiàn)老鼠種群中有少量的有輕微趾蹼的個(gè)體（絕大多數(shù)個(gè)體無(wú)趾蹼）。1900年，由于修筑一條沙壩，使老鼠的棲息地變成了沼澤。若干年后調(diào)查發(fā)現(xiàn)，這條山谷的老鼠絕大部

12、分有趾蹼，偶爾才能找到少數(shù)無(wú)趾蹼的老鼠。最能解釋這種變化的是有趾蹼老鼠比無(wú)趾蹼老鼠繁殖力強(qiáng) 由于環(huán)境的變化，基因頻率發(fā)生了定向改變趾蹼是由顯性基因控制的 有趾蹼的老鼠是適應(yīng)沼澤環(huán)境的類型 為了適應(yīng)沼澤環(huán)境，沒(méi)有趾蹼的老鼠長(zhǎng)出了趾蹼 A B C D9.下列說(shuō)法正確的是A生物的精子或卵細(xì)胞一定都是單倍體B體細(xì)胞中含有3個(gè)或3個(gè)以上染色體組的必定是多倍體C六倍體小麥花藥離體培育成的個(gè)體是三倍體D八倍體小黑麥花藥離體培育成的個(gè)體是含有4個(gè)染色體組的單倍體10我國(guó)研究人員發(fā)現(xiàn)“DEP1”基因的突變能促進(jìn)超級(jí)稻增產(chǎn)，這一發(fā)現(xiàn)將有助于研究和培育出更高產(chǎn)的水稻新品種。以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是A水稻產(chǎn)生的突變基因不一定

13、能遺傳給它的子代B該突變基因可能在其他農(nóng)作物增產(chǎn)中發(fā)揮作用 C水稻基因突變產(chǎn)生的性狀對(duì)于生物來(lái)說(shuō)大多有利D該突變基因所表達(dá)出的蛋白質(zhì)與水稻產(chǎn)量密切相關(guān)11對(duì)以下幾種育種方法的分析正確的是A將大麥中與抗旱節(jié)水有關(guān)的基因?qū)胄←溈膳嘤购倒?jié)水小麥新品種B兩個(gè)親本的基因型是AAbb和aaBB，遵循基因自由組合定律，要培育出aabb最簡(jiǎn)單的方法是單倍體育種C用雜交育種方法可以使植物體表達(dá)動(dòng)物蛋白 D用人工誘導(dǎo)多倍體育種可以獲得早熟、健壯、果穗大、籽粒多的玉米新品種12.A、a和B、b是控制兩對(duì)相對(duì)性狀的兩對(duì)等位基因，位于1號(hào)和2號(hào)這一對(duì)同源染色體上，1號(hào)染色體上有部分來(lái)自其它染色體的片段，如圖所示。下

14、列有關(guān)敘述不正確的是A.A和a、B和b均符合基因的分離定律B.可以通過(guò)顯微鏡來(lái)觀察這種染色體移接現(xiàn)象C.染色體片段移接到1號(hào)染色體上的現(xiàn)象稱為基因重組D.同源染色體上非姐妹染色單體發(fā)生交叉互換后可能產(chǎn)生4種配子13.染色體之間的交 叉互換可能導(dǎo)致染色體的結(jié)構(gòu)或基因序列的變化。下列圖中，甲、乙兩圖分別表示兩種染色體之間的交叉互換模式，丙、丁、戊圖表示某染色體變化的三種情形。則下列有關(guān)敘述正確的是A 甲可以導(dǎo)致戊的形成 B甲可以導(dǎo)致丁或戊兩種情形的形成C乙可以導(dǎo)致丙的形成 D乙可以導(dǎo)致戊的形成14.右圖表示共同生活在一起的兩個(gè)種群，一個(gè)種群主要以a為食，另一個(gè)種群以b為食，它們所吃的食物有些是共同

15、的，以c表示。（圖B表示A經(jīng)過(guò)自然選擇形成的結(jié)果）。下列分析不正確的是A兩個(gè)種群間存在著競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系B自然選擇使以c為食的個(gè)體逐漸減少C自然選擇一定會(huì)使兩種群中的一種滅亡D兩個(gè)種群在競(jìng)爭(zhēng)中最終適應(yīng)環(huán)境15.下表列出了兩個(gè)雜交組合及后代染色體的數(shù)目，相關(guān)說(shuō)法正確的是 一二雜交組合獅（38）虎（38）白菜（20）甘藍(lán)（18）后代獅虎獸（38）白菜-甘藍(lán)（38）A獅與虎能交配產(chǎn)生獅虎獸，無(wú)生殖隔離 B獅虎獸個(gè)體間能正常交配產(chǎn)生可育后代C體細(xì)胞雜交獲得的“白菜甘藍(lán)”可育D植物多倍體只能通過(guò)體細(xì)胞雜交獲得16.右圖是某細(xì)胞中一對(duì)同源染色體形態(tài)示意圖（af、a+f+代表基因）。下列有關(guān)敘述不正確的

16、是 A該對(duì)染色體構(gòu)成一個(gè)四分體，含4個(gè)DNA分子 B該細(xì)胞中染色體發(fā)生了結(jié)構(gòu)變異 C該細(xì)胞中染色體的變化導(dǎo)致缺失部分基因 D該細(xì)胞可能產(chǎn)生基因組成為adc+bef的配子17.下列有關(guān)生物進(jìn)化的敘述正確的是A突變是指基因突變 B直接受自然選擇的是基因型C種群基因庫(kù)產(chǎn)生差別是導(dǎo)致生殖隔離的前提D二倍體西瓜與四倍體西瓜屬于同一物種18.前不久，甘肅瀕危動(dòng)物研究中心精心挑選出兩個(gè)家族的25匹普氏野馬放歸到自然環(huán)境中去。有人預(yù)計(jì)，數(shù)年以后，這些野馬將發(fā)展成為一個(gè)野生種群。下列敘述正確的是A. 野外的普氏野馬各種基因的頻率都將會(huì)發(fā)生不斷的變化B. 野外的普氏野馬某些基因的頻率將發(fā)生定向的變化C. 野外的普

17、氏野馬有助于該生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力穩(wěn)定性的增強(qiáng)D. 野外的普氏野馬與圈養(yǎng)的普氏野馬因環(huán)境不同而產(chǎn)生生殖隔離19.下圖表示染色體變異的幾種情況，說(shuō)法正確的是a圖可用來(lái)表示細(xì)胞中個(gè)別染色體的增加b圖所示變化一般發(fā)生在四分體時(shí)期c圖是三倍體生物的體細(xì)胞中染色體組成d圖的變化將導(dǎo)致染色體上基因減少ABCD20.右圖是果蠅細(xì)胞的染色體組成，以下說(shuō)法正確的是A染色體1、2、4、5組成果蠅的一個(gè)染色體組B染色體3、6之間的交換屬于基因重組C控制果蠅紅眼或白眼的基因位于2號(hào)染色體上D果蠅單倍體基因組可由1、2、3、6、7的DNA分子組成21.現(xiàn)有通過(guò)用二倍體蕃茄幼葉進(jìn)行組織培養(yǎng)形成的多株植物，隨機(jī)等量地分成兩組，分

18、別編號(hào)為A和B，通過(guò)用三倍體無(wú)籽西瓜幼葉進(jìn)行組織培養(yǎng)形成的多株植物，隨機(jī)等量地分成兩組，分別編號(hào)為C和D，將A.B.C.D四組植株進(jìn)行適當(dāng)處理，并在適宜的條件下栽培一段時(shí)間后，預(yù)期結(jié)果與處理相對(duì)應(yīng)正確的一組是組號(hào)未開(kāi)花前對(duì)雌蕊開(kāi)花時(shí)期對(duì)雌蕊繼續(xù)套袋一段時(shí)間后取下結(jié)的果實(shí)A不套袋不涂抹生長(zhǎng)素溶液不套袋無(wú)籽蕃茄B套袋涂抹一定濃度的生長(zhǎng)素溶液繼續(xù)套袋取下有籽蕃茄C不套袋授以二倍體的花粉不套袋無(wú)籽大西瓜D套袋不授以花粉繼續(xù)套袋取下無(wú)籽大西瓜22.下列關(guān)于生物變異和進(jìn)化的敘述，不正確的是A基因突變的有害或有利往往取決于環(huán)境條件B只有經(jīng)過(guò)基因突變、自然選擇及隔離才能形成新物種C生物體內(nèi)的基因突變屬于可遺傳

19、變異D環(huán)境條件穩(wěn)定時(shí)種群的基因頻率也會(huì)發(fā)生變化23.如圖表示某二倍體生物細(xì)胞分裂的某一時(shí)期，其中一條染色體的兩條姐妹染色單體上分別含A和a兩個(gè)基因，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是A.此細(xì)胞曾發(fā)生過(guò)基因突變B.此細(xì)胞可表示有絲分裂的中期C.此細(xì)胞曾發(fā)生過(guò)非姐妹染色單體的交叉互換D.圖中表示有3條染色體、6個(gè)DNA分子和2個(gè)染色體組24.下列哪項(xiàng)形成了新物種A二倍體的西瓜經(jīng)秋水仙素處理成為四倍體西瓜B樺尺矍體色的基因頻率由S(灰色)95%變?yōu)閟（黑色）95C馬與驢交配產(chǎn)生了騾D克隆多莉羊25.下列變異的原理一般認(rèn)為屬于基因重組的是A將轉(zhuǎn)基因的四倍體與正常的二倍體雜交，生產(chǎn)出不育的轉(zhuǎn)基因三倍體魚(yú)苗B血紅蛋白氨

20、基酸排列順序發(fā)生改變，出現(xiàn)某些血紅蛋白病C一對(duì)表現(xiàn)型正常的夫婦，生下了一個(gè)既白化又色盲的兒子D高產(chǎn)青霉素的菌株、太空椒等的培育26.遺傳學(xué)檢測(cè)兩個(gè)人的體細(xì)胞中兩種基因組成，發(fā)現(xiàn)甲為AaB，乙為AABb。對(duì)于甲缺少一個(gè)基因的原因分析，錯(cuò)誤的是A染色體結(jié)構(gòu)變異 B染色體數(shù)目差異C基因突變 D可能是男性27.玉米(2N20)是重要的糧食作物之一。已知玉米的高稈、易倒伏(A)對(duì)矮稈、抗倒伏(a)為顯性，抗病(B)對(duì)易感病(b)為顯性，控制上述兩對(duì)性狀的基因分別位于兩對(duì)同源染色體上?，F(xiàn)有兩個(gè)純合的玉米品種甲(AABB)和乙(aabb)，據(jù)此培養(yǎng)AAbb品種。根據(jù)材料分析回答：(1)由品種AABB、aabb經(jīng)過(guò)a、b、c過(guò)程培育出新品種的育種方式稱為_(kāi)，F(xiàn)2的高稈抗病玉米中純合子占_。(2)將圖1中F1與另一玉米品種丙雜交，后代的表現(xiàn)型及其比例如圖2所示，則丙的基因型為_(kāi)。(3)過(guò)程e常采用_由AaBb得到Ab個(gè)體。與過(guò)程a、b、c的育種方法相比，過(guò)程a、e、f的優(yōu)勢(shì)是_。與過(guò)程g的育種方式相比，過(guò)程d育種的優(yōu)勢(shì)是_。(4