高三生物第二十講學(xué)生版

1、 凹凸個性化教育 高三生物總復(fù)習(xí)專用教案【親愛的同學(xué)：每一日所付出的代價都比前一日高，因?yàn)槟愕纳窒塘艘惶?，所以每一日都要更積極。今天太寶貴，不應(yīng)該為酸苦的憂慮和辛澀的悔恨所銷蝕，抬起下巴，抓住今天，它不再回來。】第二十講 從雜交育種到基因工程 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論第1節(jié) 雜交育種與誘變育種一、雜交育種1.概念：是將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配集中一起，再經(jīng)過選擇和培育，獲得新品種的方法。2.原理：基因重組。通過基因重組產(chǎn)生新的 基因型，從而產(chǎn)生新的優(yōu)良性狀。3.優(yōu)點(diǎn)：可以將兩個或多個優(yōu)良性狀集中在一起。4.缺點(diǎn)：不會創(chuàng)造新基因，且雜交后代會出現(xiàn)性狀分離，育種過程緩慢，過程復(fù)雜。二、誘變育

2、種1.概念：指利用物理或化學(xué)因素來處理生 物，使生物產(chǎn)生基因突變，利用這些變異育成新品種的方法。2.誘變原理：基因突變3.誘變因素： （1）物理：X射線，紫外線，射線等。 （2）化學(xué)：亞硝酸，硫酸二乙酯等。4.優(yōu)點(diǎn)：可以在較短時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良性狀。5.缺點(diǎn)：因?yàn)榛蛲蛔兙哂胁欢ㄏ蛐郧矣欣耐蛔兒苌伲哉T變育種具有一定盲目性，所以利用理化因素出來生物提高突變率，且需要處理大量的生物材料，再進(jìn)行選擇培育。三、四種育種方法的比較雜交育種誘變育種多倍體育種單倍體育種原理基因重組基因突變?nèi)旧w變異染色體變異方法雜交激光、射線或化學(xué)藥品處理秋水仙素處理萌發(fā)種子或幼苗花藥離體培養(yǎng)后加倍優(yōu)點(diǎn)可集中優(yōu)良性

3、狀時間短器官大和營養(yǎng)物質(zhì)含量高縮短育種年限缺點(diǎn)育種年限長盲目性及突變頻率較低動物中難以開展成活率低，只適用于植物舉例高桿抗病與矮桿感病雜交獲得矮桿抗病品種高產(chǎn)青霉菌株的育成三倍體西瓜抗病植株的育成第二節(jié) 基因工程及其應(yīng)用1.概念2.原理 基因重組3.基因工程的基本工具（1）.基因的“剪刀” （ _） _能夠?qū)NA分子進(jìn)行切割，它具有專一性和特異性。即一種內(nèi)切酶只對DNA分子內(nèi)特定的堿基序列中的特定位點(diǎn)發(fā)生作用，把它切開。（2.）基因的“針線” （_） 能夠?qū)⑾拗泼盖虚_的黏性末端連接起來，從而使兩個DNA片段連接起來。注：限制酶與連接酶作用的位點(diǎn)都是磷酸二酯鍵（3）基因的運(yùn)載體 作用：將外源基

4、因送入受體細(xì)胞種類：質(zhì)粒、噬菌體和動物病毒。其中_是基因工程中最常用的運(yùn)載體，最常用的質(zhì)粒是大腸桿菌的質(zhì)粒。特點(diǎn)：是細(xì)胞染色體外能自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA 分子，存在于許多細(xì)菌及酵母菌等生物中。條件：(1)能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定保存，并對宿主細(xì)胞正常生活沒有影響；(2)具有多個限制酶切點(diǎn)，便于與外源基因連接(3) 具有某些標(biāo)記基因，便于目的基因檢測基因工程的別名基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)操作環(huán)境生物體外操作對象基因操作水平DNA分子水平操作工具基因的剪刀、針線、運(yùn)載體基本過程剪刀拼接導(dǎo)入表達(dá)結(jié)果人類需要的基因產(chǎn)物4.基因工程的基本步驟提取目的基因途徑：直接分離基因或人工合成基因目的基因與

5、運(yùn)載體結(jié)合將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測和表達(dá)用同一種限制酶處理目的基因和運(yùn)載體，借助DNA連接酶使目的基因和運(yùn)載體結(jié)合形成重組DNA 重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞 根據(jù)標(biāo)記基因判斷目的基因?qū)肱c否根據(jù)受體細(xì)胞特定的性狀判斷目的基因表達(dá)與否例題：下圖中AE表示幾種不同育種方法 甲A. 乙B. C. AABBDD × RR ABDR AABBDDRR普通小麥 黑麥 不育雜種 小黑麥 DDTT × ddtt F1 F2 能穩(wěn)定遺傳的D. 高稈 矮稈 矮稈抗銹病的品種 抗銹病 易染銹病 DDTT × ddtt F1 配子 幼苗 能穩(wěn)定遺傳的E. 高稈 矮稈 矮稈抗銹病的

6、品種 抗銹病 易染銹病 F. 其它生物基因 植物細(xì)胞 新細(xì)胞 具有新性狀的植物體 A：克隆 B：誘變育種 C：多倍體育種 D：雜交育種E：單倍體育種 F：基因工程榆林教學(xué)資源網(wǎng) 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論一、【知識梳理】（一）、拉馬克的進(jìn)化學(xué)說和達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說1.拉馬克的進(jìn)化學(xué)說_和_是生物不斷進(jìn)化的主要原因。2.達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說 （1）內(nèi)容：_ 、_、遺傳變異和適者生存。 （2）意義：科學(xué)地解釋了_的原因和_ 形成的原因。 （3）局限性： 對_ 的本質(zhì)不能做出科學(xué)的解釋。 對生物進(jìn)化的解釋局限于_ 水平。 強(qiáng)調(diào)物種形成都是_ 的結(jié)果，不能很好地解釋物種大爆發(fā)等現(xiàn)象。2：練一練（2009

7、83;廣東理基，47）由于蟹類的捕食，某種海洋蝸牛種群中具有較厚外殼的個體的比例 逐漸增加。對這個現(xiàn)象的解釋，正確的（ ） A.人工選擇 B.適者生存 C.用進(jìn)廢退 D.定向變異 （二）、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論1.發(fā)展 （1）對于生物進(jìn)化過程中遺傳和變異的研究，已經(jīng)從_水平深入到_水平； （2）關(guān)于自然選擇的作用等問題的研究，已經(jīng)從以_為單位發(fā)展到以_為基本單位。2.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的內(nèi)容 （1）種群是_的基本單位，也是_的基本單位。 影響種群基因頻率發(fā)生變化的因素：_、_、_、遷移和遺傳漂變等。 生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是_發(fā)生變化。（2）_和_產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料?？蛇z傳的變異來源：_、_和_。生物變異是

8、_的，只產(chǎn)生生物進(jìn)化的_，不能決定生物進(jìn)化的方向。生物變異的利與害并不是絕對的，取決于_。（3）_決定生物進(jìn)化的方向。原因：不斷淘汰_變異的基因，積累_變異的基因。結(jié)果：種群的基因頻率發(fā)生_改變。（4）隔離導(dǎo)致_的形成。類型：常見的有_和_。實(shí)質(zhì)：_不能進(jìn)行自由交流。新物種形成標(biāo)志：達(dá)到生殖隔離。提示：通過能或雜交和雜交后能否產(chǎn)生可育后代。（三）、共同進(jìn)化與生物多樣性的形成1.共同進(jìn)化 （1）概念：不同_之間、_之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展。 （2）原因：生物與生物之間的_和生物與無機(jī)環(huán)境之間的_。2.生物多樣性 （1）內(nèi)容：基因多樣性、_多樣性、_多樣性。 （2）形成原因：生物的_。 （3

9、）研究生物進(jìn)化歷程的主要依據(jù)：_。（四）、構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)二、高頻考點(diǎn)突破考點(diǎn)一 自然選擇學(xué)說和現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的理解及比較（一）深化拓展1.自然選擇學(xué)說的主要內(nèi)容及內(nèi)在聯(lián)系 （1）圖示原始物種的過度繁殖+有限的生活資源 （2）解讀自然選擇的對象a.直接對象是生物的變異性狀（表現(xiàn)型）。b.間接對象是相關(guān)的基因型。c.根本對象是與變異性狀相對應(yīng)的基因。即自然選擇的實(shí)質(zhì)是環(huán)境對變異所對應(yīng)的基因的選擇，因而可以改變種群的基因頻率。自然選擇的因素：對生物的變異起選擇作用的是個體所處的自然環(huán)境。自然選擇的動力：生存斗爭。a.類型：包括種內(nèi)斗爭、種間斗爭（競爭）、生物與無機(jī)環(huán)境之間的斗爭。b.意義：生存斗爭對

10、生物的某些個體的生存不利，但對物種的生存是有利的，并能推動生物的進(jìn)化。c.原因：過度繁殖+有限的生活資源。自然選擇的結(jié)果：適者生存，不適者被淘汰。兩個方向圖示變異不定向，自然選擇定向。2.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論內(nèi)容解讀 （1）種群是生物進(jìn)化的基本單位概念定義外延種群生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體叫做種群；種群是繁殖和進(jìn)化的基本單位無生殖隔離；同一區(qū)域基因庫一個種群中全部個體所含有的全部基因種群內(nèi)所有個體，所有細(xì)胞，所有基因提醒：種群既是進(jìn)化的基本單位，也是繁殖的基本單位。生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)（標(biāo)志）：基因頻率改變。某段時間內(nèi)若基因頻率未改變，則未進(jìn)化，反之則進(jìn)化。例：一年前A=0.6、a=0.4，若一

11、年后仍然是A= 0.6、a=0.4，則一年中未進(jìn)化。（2）突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料可遺傳變異的三個來源：基因突變、基因重組和 染色體變異（基因突變和染色體變異屬于突變）。由于突變和重組都是隨機(jī)的、不定向的，因此它們只是提供了生物進(jìn)化的原材料，不能決定生物進(jìn)化的方向。提醒 ： 可遺傳變異包括基因突變、染色體變異和基因重組，而基因突變和染色體變異合稱突變。突變性狀是有利還是有害是相對的，取決于環(huán)境條件。如昆蟲的殘翅性狀在正常環(huán)境中不利，但在多風(fēng)的島上則是有利的。變異是不定向的，因不定向性決定了變異只能為進(jìn)化提供原材料，而不能決定進(jìn)化方向。不可遺傳變異不能提供進(jìn)化的原材料。（3）自然選擇決

12、定生物進(jìn)化的方向經(jīng)自然選擇導(dǎo)致 變異是不定向的 不利變異被淘汰，有利變異逐漸積累 種群的基因頻率發(fā)生定向改變 生物朝一定方向緩慢進(jìn)化提醒：自然選擇的實(shí)質(zhì)：定向改變基因頻率。變異與環(huán)境的關(guān)系：變異在環(huán)境變化之前已經(jīng)產(chǎn)生，環(huán)境只是起選擇作用，不是影響變異的因素，不要夸大其作用，通過環(huán)境的選擇將生物個體中產(chǎn)生的不定向的有利變異選擇出來，其余變異遭到淘汰。例如噴灑殺蟲劑只是將抗藥性強(qiáng)的個體選擇出來，而不是使害蟲產(chǎn)生抗藥性。3.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論與達(dá)爾文進(jìn)化論的比較 （1）共同點(diǎn)：都能解釋生物進(jìn)化的原因和生物的多樣性、適應(yīng)性。 （2）不同點(diǎn)：達(dá)爾文進(jìn)化論沒有闡明遺傳和變異的本質(zhì)以及自然選擇的作用機(jī)理，而現(xiàn)

13、代生物進(jìn)化理論克服了這個缺點(diǎn)。 達(dá)爾文的進(jìn)化論研究生物個體的進(jìn)化，而現(xiàn)代生物進(jìn)化論則強(qiáng)調(diào)群體的進(jìn)化，認(rèn)為種群是生物進(jìn)化的基本單位。 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)基因頻率的改變，從分子水平上闡述，而自然選擇學(xué)說從性狀水平解釋進(jìn)化。 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論強(qiáng)調(diào)隔離在物種形成中的作用。4.隔離導(dǎo)致物種的形成 物種形成的三種典型模式： （1）漸變式如加拉帕戈斯群島上13種地雀的形成。（2）驟變式如自然界多倍體植物的形成驟變式物種的形成主要是通過異源多倍體的染色體畸變的方式形成新物種，一出現(xiàn)可以很快形成生殖隔離（基因頻率改變）。此種方式多見于植物。（3）人工創(chuàng)造新物種通過植物體細(xì)胞雜交（如番茄馬鈴薯）、

14、多倍體遠(yuǎn)源雜交（如甘蔗蘿卜）、多倍體育種（如八倍體小黑麥）等方式也可以創(chuàng)造新物種。提醒：新物種形成不一定經(jīng)過地理隔離，但不管哪種方式都需要達(dá)到生殖隔離。（二）對位訓(xùn)練1.（2009·廣東生物，26）物種起源出版已有150年，但依然深深影響著現(xiàn)代科學(xué)研究，達(dá)爾文（多選） ( ) A.提出了適者生存，不適者被淘汰的觀點(diǎn) B.提出了用進(jìn)廢退的理論 C.認(rèn)為種群是生物進(jìn)化的基本單位 D.認(rèn)識到變異廣泛存在并能遺傳給后代2.（2008·山東理綜，5）下列與生物進(jìn)化相關(guān)的描述，正確的是 ( ) A.進(jìn)化總是由突變引起的 B.進(jìn)化時基因頻率總是變化的 C.變異個體總是適應(yīng)環(huán)境的 D.進(jìn)化

15、改變的是個體而不是群體考點(diǎn)二 相關(guān)概念的比較辨析(一)、深化拓展1.生物進(jìn)化和物種形成的區(qū)別與聯(lián)系內(nèi)容物種形成生物進(jìn)化標(biāo)志生殖隔離出現(xiàn)基因頻率改變變化后生物與原生物關(guān)系新物種形成，生殖隔離，質(zhì)變生物進(jìn)化，基因頻率改變，量變二者聯(lián)系只有不同種群的基因庫產(chǎn)生了明顯差異，出現(xiàn)生殖隔離才形成新物種；進(jìn)化不一定產(chǎn)生新物種，新物種產(chǎn)生一定存在進(jìn)化2.種群和物種的區(qū)別與聯(lián)系（1）物種是自然狀態(tài)下能夠交配并產(chǎn)生可育后代的一群生物，一個物種可能在不同地點(diǎn)和時間形成不同的種群。（2）種群是同一種生物、同一地點(diǎn)、同一時間形成的一個群體。種群“小”，不同種群間有地理隔離；物種“大”，不同物種間有生殖隔離。（3）判斷生

16、物是不是同一物種，如果來歷不明，形態(tài)結(jié)構(gòu)相似，可靠依據(jù)是是否存在生殖隔離。若出現(xiàn)生殖隔離，則不是同一物種。（4）二者關(guān)系可借助下圖理解。3.地理隔離和生殖隔離區(qū)別與聯(lián)系類型定義特點(diǎn)舉例關(guān)系地理隔離同一種生物由于地理上的障礙而分成不同的種群，使得種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象同種生物地理隔離消失后仍然可以進(jìn)行基因交流山東的玉米和河北的玉米一般先經(jīng)過長期的地理隔離，然后形成生殖隔離；有時不經(jīng)過地理隔離直接形成生殖隔離，例如多倍體的產(chǎn)生生殖隔離不同物種之間一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育的后代永久性不能進(jìn)行基因交流驢和馬4.自然選擇和人工選擇區(qū)別與聯(lián)系 自然選擇人工選擇誰來

17、選擇自然環(huán)境條件人選擇目的有利于生物生存有利于人類實(shí)例害蟲和病菌抗藥性肉食雞、蛋雞等聯(lián)系都能改變基因頻率，使生物進(jìn)化（二）、對位訓(xùn)練3.有關(guān)基因頻率和生物進(jìn)化的關(guān)系，正確的說法是 （ ） A.生物只要發(fā)生進(jìn)化，基因頻率就會改變 B.只有在新物種形成時，才會發(fā)生基因頻率的改變 C.基因頻率的改變不一定引起生物的進(jìn)化 D.生物在進(jìn)化過程中不一定引起基因頻率的改變4.下列關(guān)于隔離的敘述，不正確的是 （ ） A.阻止了種群間的基因交流 B.物種的形成都必定先經(jīng)過長期的地理隔離 C.遺傳組成上的差異是產(chǎn)生生殖隔離的根本原因 D.多倍體植物的產(chǎn)生不需要經(jīng)過地理隔離考點(diǎn)三 基因頻率和基因型頻率比較及計(jì)算(一

18、)、深化拓展1.比較概念定義外延基因頻率一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因的比率進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是基因頻率的改變基因型頻率指群體中具有某一基因型的個體所占的比例，其計(jì)算公式為：（該基因型個體數(shù)/該種群個體總數(shù)）×100%基因型頻率改變，基因頻率不一定改變2.計(jì)算 （1）常染色體遺傳方式 設(shè)有N個個體的種群，AA、Aa、aa的個體數(shù)分別是n1、n2、n3，A、a的基因頻率分別用PA、Pa表示，AA、Aa、aa的基因型頻率分別用PAA、PAa、Paa表示，則： 由以上公式可得出下列結(jié)論： 在種群中一對等位基因的頻率之和等于1，基因型頻率之和也等于1。 一個等位基因的頻率=該等位基因純合子

19、的頻率+1/2雜合子的頻率。（2）伴X染色體遺傳方式在一個工廠中，男女職工各100名，女性中，色盲基因（Xb）攜帶者為5人，色盲患者為1人；男性中色盲患者為8人，則Xb的基因頻率為：提醒：XY型性別決定生物，基因在X染色體上，Y染色體上無等位基因，計(jì)算時只計(jì)X染色體上的基因數(shù)不考慮Y染色體。ZW型性別決定也是這樣。已知人群中，伴X隱性男性患者的比例為p，則可認(rèn)為這個人群中此基因頻率為p，由此可計(jì)算女性中患病的頻率為p2。例色盲男性中發(fā)病率7%，女性中發(fā)病率為(7%)20.5%。（3）哈代溫伯格定律成立前提：a.種群非常大；b.所有雌雄個體之間自由交配； c.沒有遷入和遷出；d.沒有自然選擇；e

20、.沒有基因突變。計(jì)算公式a.當(dāng)?shù)任换蛑挥袃蓚€時（A、a），設(shè)p表示A的基因頻率，q表示a的基因頻率，則基因型AA的頻率為p2，Aa的頻率為2pq，aa的頻率為q2。b.當(dāng)告訴基因型aa的頻率為X%時，則a的基因頻率為 ，A的基因頻率為 AA基因型頻率為( )2；Aa基因型頻率為（二）、對位訓(xùn)練5.某植物種群中，AA基因型個體占30%，aa基因型個體占20%。若該種群植物自交，后代中AA、aa基因型個體出現(xiàn)的頻率以及A、a基因頻率分別為 （ ） A.55%、45%、45%、55% B.425%、32.5%、45%、55% C.55%、45%、55%、45% D.42.5%、32.5%、55%、

21、45%6.在自然條件下，基因型為aa個體的出現(xiàn)幾率是0.01%,在理想狀態(tài)下，雜合子出現(xiàn)的幾率是 。 三、解題思路探究（一）思維誤區(qū)警示1、易錯分析：對生物進(jìn)化的觀點(diǎn)辨析不清 （1）物種包括各個不同地域的同一物種多個不同種群，范圍較大，而種群是一定地域內(nèi)同種生物個體的總和，范圍較小。 （2）種群基因庫指種群內(nèi)全部個體的所有基因，若有n個個體，每個個體平均有m個基因，則基因庫中應(yīng)有nm個基因，指個數(shù)不是指種類。 （3）因地理隔離造成兩個亞種，如東北虎和華南虎，應(yīng)為同一個物種，仍能進(jìn)行交配繁殖產(chǎn)生后代。但地理隔離不一定是高山、河流的阻隔，兩個池塘中的鯉魚也存在地理隔離。（4）突變性狀是有利還是有害是相對的，取決于環(huán)境條件。如昆蟲的殘翅性狀在正常環(huán)境中不利，但在多風(fēng)的島上則是有利的。 （5）基因頻率與生物進(jìn)化的關(guān)系。只要基因頻率改變，生物就進(jìn)化，只要生物進(jìn)化，基因頻率一定改變。若基因頻率不變，則生物就不進(jìn)化，基因頻率是否改變是判斷生物是否進(jìn)化的有效依據(jù)。 （6）可遺傳變異包括基因突變、染色體變異和基因重組，而基因突變和染色體變異合稱突變。（7）生物多樣性指基因（遺傳）多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性，不能說種群多樣性。 （8）共同進(jìn)化既包括生物與生物之間，也包括生物與環(huán)境之間。 （9）判斷是否是同一