1、生物的變異與進(jìn)化1 基因重組2 基因突變 3 染色體變異 4 生物育種方法,不遺傳的變異,可遺傳的變異,有絲和減數(shù)分裂,減數(shù)分裂,有絲和減數(shù)分裂,(2011江蘇卷)在有絲分裂和減數(shù)分裂的過(guò)程中均可產(chǎn)生的變異是(多選) ADNA復(fù)制時(shí)發(fā)生堿基對(duì)的增添、缺失或改變，導(dǎo)致基因突變 B非同源染色體之間發(fā)生自由組合，導(dǎo)致基因重組 C非同源染色體之間變換一部分片段，導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異 D著絲粒分裂后形成的兩條染色體不能移向兩極，導(dǎo)致染色體數(shù)目變異,ACD,指具有不同遺傳性狀的雌、雄個(gè)體進(jìn)行有性生殖時(shí)，控制不同性狀的基因重新組合，導(dǎo)致后代不同于親本類型的現(xiàn)象或過(guò)程。,一、基因重組,受精卵,卵子,精子,受精,

2、發(fā)育,新個(gè)體,有性生殖的過(guò)程,思考：1、基因重組發(fā)生在什么時(shí)期？ 2、基因重組時(shí)染色體的行為？ 3、若有n對(duì)等位基因位于n對(duì)同源染色體上，則有幾種類型配子？,意義：為生物變異提供了極其豐富的來(lái)源,是生物多樣性的主要原因之一。,思考：1、產(chǎn)生新的基因型/基因？ 2、原核生物可以基因重組嗎？,新策略P115,A,(2008寧夏理綜，5)以下有關(guān)基因重組的敘述，錯(cuò)誤的是 A非同源染色體的自由組合能導(dǎo)致基因重組 B非姐妹染色體的交換可引起基因重組 C .純合體自交因基因重組導(dǎo)致子代性狀分離 D同胞兄妹間的遺傳差異與父母基因重組有關(guān),C,由于DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的替換、增添或缺失而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變

3、。,增添,替換,缺失,二、基因突變,哪種突變對(duì)性狀影響最??？如何減小影響？,1、基因突變的類型,（3）生化突變：,（1）致死突變：,（2）性狀突變：,個(gè)體活力下降，甚至死亡,性狀改變,影響代謝，導(dǎo)致特定生化功能 改變或下降,1910年，赫里克醫(yī)生的診所來(lái)了一位黑人病人，病人臉色蒼白，四肢無(wú)力，是嚴(yán)重的貧血病患者。對(duì)病人做血液檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，紅細(xì)胞在顯微鏡不是正常的圓餅形，而是又長(zhǎng)又彎的鐮刀形，稱鐮刀型細(xì)胞貧血癥。,1956年，英國(guó)科學(xué)家英格拉姆發(fā)現(xiàn)鐮刀狀細(xì)胞貧血癥患者血紅蛋白異常，一條多肽鏈上的谷氨酸被纈氨酸取代。,人類鐮刀型貧血病的形成,正常,異常,谷氨酸,纈氨酸,氨基酸,蛋白質(zhì),DNA,mRN

4、A,此病是人類在出生數(shù)個(gè)月以后，出現(xiàn)以智力障礙、腦電波異常、頭發(fā)細(xì)黃、皮膚色淺，等為主要病癥的常染色體單基因隱性遺傳病。,苯丙酮尿癥,3.基因突變發(fā)生的范圍,（1）真核生物（有絲分裂、減數(shù)分裂、無(wú)絲分裂)； （2）原核生物（二分裂）； （3）病毒（增殖）。,2.基因突變的時(shí)間：,即DNA復(fù)制時(shí),主要發(fā)生在細(xì)胞分裂間期,筆記,4.基因突變的原因：,物理：,X射線、射線、紫外線、激光等,化學(xué)：,亞硝酸、硫酸二乙酯、堿基類似物等,生物：,包括病毒和某些細(xì)菌等,內(nèi)部因素：,復(fù)制偶發(fā)錯(cuò)誤、堿基組成改變,外部因素,5.基因突變的特點(diǎn)：,1）普遍性：現(xiàn)象在自然界中廣泛存在.,2）隨機(jī)性：可發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育

5、的任何時(shí)期；細(xì)胞內(nèi)不同 的DNA分子上；同一個(gè)DNA分子的不同部位。 3）不定向性,4）在自然狀態(tài)下，基因突變頻率低(基因突變的頻率比較：生殖細(xì)胞體細(xì)胞；分裂旺盛的細(xì)胞停止分裂的細(xì)胞。),5)多害少利,6.基因突變對(duì)子代的影響： 基因突變發(fā)生在有絲分裂過(guò)程中，一般不遺傳，但有些植物可以通過(guò)無(wú)性生殖傳遞給后代。 如果發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中，可以通過(guò)配子傳遞給后代。 7.基因突變對(duì)性狀的影響,不一定改變生物性狀,8.基因突變的意義,產(chǎn)生新基因的途徑； 生物變異根本來(lái)源； 生物進(jìn)化原始材料； 可進(jìn)行誘變育種,9. 誘變育種,a.非編碼區(qū)發(fā)生突變 b.隱性突變 c.在密碼子的簡(jiǎn)并性范圍內(nèi)突變,筆記,判定

6、方法 (1)選取突變體與其他已知未突變體雜交，據(jù)子代性狀表現(xiàn)判斷。 (2)讓突變體自交，觀察子代有無(wú)性狀分離而判斷。,突變種類 顯性突變：aaAa(當(dāng)代表現(xiàn)) 隱性突變：AAAa(當(dāng)代不表現(xiàn)，一旦表現(xiàn)即為純合體),筆記,思考： 1、除了真核生物細(xì)胞核DNA可以發(fā)生突變，還有哪些DNA復(fù)制時(shí)也可以突變？ 2、RNA可以發(fā)生突變嗎？ 3、突變改變基因的數(shù)目，結(jié)構(gòu)還是染色體數(shù)目？,細(xì)胞質(zhì)內(nèi)DNA、原核細(xì)胞DNA、病毒DNA,更易發(fā)生突變,只改變基因的結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生新基因,1、下列有關(guān)基因突變的敘述，正確的是 A不同基因突變的頻率是相同的 B基因突變的方向是由環(huán)境決定的 C一個(gè)基因可以向多個(gè)方向突變 D細(xì)

7、胞分裂的中期不發(fā)生基因突變,C,(2010新課標(biāo))在白花豌豆品種栽培園中，偶然發(fā)現(xiàn)了一株開(kāi)紅花的豌豆植株，推測(cè)該紅花表現(xiàn)型的出現(xiàn)是花色基因突變的結(jié)果。為了確定該推測(cè)是否正確，應(yīng)檢測(cè)和比較紅花植株與白花植株中()。 A花色基因的堿基組成 B花色基因的DNA序列 C細(xì)胞的DNA含量 D細(xì)胞的RNA含量,B,(2011廣東卷)最近，可以抵抗多數(shù)抗生素的“超級(jí)細(xì)菌”引人關(guān)注，這類細(xì)菌含有超強(qiáng)耐藥性基因NDM1，該基因編碼金屬 內(nèi)酰胺酶，此菌耐藥性產(chǎn)生的原因是(多選)()。 A定向突變 B抗生素濫用 C. 金屬內(nèi)酰胺酶使許多抗菌藥物失活 D通過(guò)染色體交換從其他細(xì)菌獲得耐藥基因,BC,(2010福建卷)下

8、圖為人WNK4基因部分堿基序列及其編碼蛋白質(zhì)的部分氨基酸序列示意圖。已知WNK4基因發(fā)生一種突變，導(dǎo)致1169位賴氨酸變?yōu)楣劝彼帷Ｔ摶虬l(fā)生的突變是()。 A處插入堿基對(duì)GC B處堿基對(duì)AT替換為GC C處缺失堿基對(duì)AT D處堿基對(duì)GC替換為AT,B,1、任何生物都能突變 2、任何時(shí)間都能突變，發(fā)生在體細(xì)胞和生殖細(xì)胞,多方向性,定向性,稀有性,常見(jiàn)性,可逆性,可重復(fù)性,無(wú)害性,1、有性生殖中非常普遍 2、發(fā)生在減數(shù)分裂產(chǎn)生生殖細(xì)胞時(shí),有害性,需外界誘因刺激,不需外界誘因刺激,自然發(fā)生,普遍性,1、如圖為有性生殖過(guò)程的圖解?；蛲蛔兒突蛑亟M均可發(fā)生在 A. B. C. D.,B,2、(1)圖中

9、為 (2)減數(shù)分裂過(guò)程中造成B、b不同的原因有 造成B、b不同的根本原因 。 （3）若為體細(xì)胞有絲分裂(如根尖分生區(qū)細(xì)胞、受精卵等)，則只能是 造成的；,次級(jí)精母細(xì)胞或第一極體,基因突變,交叉互換,基因突變,基因突變,三、染色體變異,概念：光學(xué)顯微鏡可見(jiàn)的染色體結(jié)構(gòu)的改變和數(shù)目的增減。,染色體結(jié)構(gòu)的改變：缺失、重復(fù)、倒位、易位,染色體數(shù)目的改變：,個(gè)別染色體增減,染色體成倍增減,類型,與基因突變的區(qū)別,基因突變：染色體上某一個(gè)位點(diǎn)上基因的改變，光學(xué)顯微鏡下不可見(jiàn)。,如XO、XXY、XYY、 21三體綜合征,（一）染色體結(jié)構(gòu)變異概念：染色體結(jié)構(gòu)的改變，使排列在染色體上的基因的數(shù)目和排列順序發(fā)生改

10、變，從而導(dǎo)致性狀的變異。,缺失：染色體中某一片段的缺少，片段上的基因也隨之減少。,重復(fù)：染色體中增加了某一片段。,倒位：染色體中某一片段的位置顛倒了1800。,易位：染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上。 （注意與交叉互換的區(qū)別）,與基因突變中的缺失的區(qū)別？,對(duì)應(yīng)病例見(jiàn)新策略P122,交叉互換與易位的區(qū)別,思考：染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)生物性狀及個(gè)體的影響？,性狀改變，多數(shù)變異不利，甚至死亡,(易錯(cuò)高考題)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

11、的形成 B乙可以導(dǎo)致丙的形成 C甲可以導(dǎo)致丁或戊兩種情形的產(chǎn)生 D乙可以導(dǎo)致戊的形成,D,個(gè)別染色體數(shù)目的增加或減少,染色體組成倍的增加或減少,（二）染色體數(shù)目的變異,整倍體變異,非整倍體變異,（二）染色體數(shù)目變異：,1、非整倍體變異:細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或減少。,1)增加：,如21三體綜合征,2)減少：如性腺發(fā)育不良,21三體綜合征（先天愚型），患者比正常人多一條染色體-21號(hào)染色體是三條，其癥狀表現(xiàn)為智力低下，身體發(fā)育緩慢等。,性腺發(fā)育不良（Turner綜合征），女性患者少了一條X染色體，外觀表現(xiàn)為女性，但性腺發(fā)育不良，沒(méi)有生育能力。,（1）染色體組,細(xì)胞中的一組非同源染色體，在形態(tài)和功

12、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的一組染色體。,2.整倍體變異：以染色體組的形式成倍地增加或減少,減數(shù)分裂,雄性果蠅,A一個(gè)染色體組中不含同源染色體。 B一個(gè)染色體組中所含的染色體形態(tài)、大小和功能各不相同。 C一個(gè)染色體組中含有控制生物性狀的一整套基因，但不能重復(fù)。（不考慮XY染色體差異） D.二倍體生物生殖細(xì)胞中所含有的一組染色體,（2）染色體組的符合條件：,例1：一個(gè)染色體組是指：,A.來(lái)自父方或者母方的全部染色體 B.所有生殖細(xì)胞的全部染色體 C.二倍體生物配子內(nèi)的全部染色體 D.體細(xì)胞中形態(tài)、結(jié)構(gòu)彼此不相同的染色體組合,C,例3.有三種生物個(gè)體它們的基

13、因型分別是AaaBBbccc 、 Abcd、AaBbCC，這三種生物體細(xì)胞內(nèi)含有染色體組 的數(shù)目分別是：,判斷標(biāo)準(zhǔn)是:,細(xì)胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條，則含有幾個(gè)染 色體組 .,3 1 2,判斷標(biāo)準(zhǔn)是：,在細(xì)胞或生物體的基因型中，控制同一性狀的基因出現(xiàn)幾次，則有幾個(gè)染色體組。,例2.如圖所示的三種細(xì)胞內(nèi)各含有幾個(gè)染色體組呢?,（3）如何確認(rèn)染色體組,例4.韭菜細(xì)胞共有32條染色體，有8種形態(tài)，則韭菜的體細(xì)胞中含有幾個(gè)染色體組呢？,4,判斷標(biāo)準(zhǔn)是:,染色體組的數(shù)目=染色體數(shù)/染色體形態(tài)數(shù)。,（1）細(xì)胞中含有一個(gè)染色體組的是 圖。 （2）細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的是 圖。 （3）細(xì)胞中含有三個(gè)染色體組

14、的是 圖。 （4）細(xì)胞中含有四個(gè)染色體組的是 圖。,D G,C H,A B,E F,（4）與染色體組相關(guān)的幾個(gè)概念,（1）如何區(qū)分單倍體、二倍體、多倍體？,例6.下列屬于單倍體的是( )。 A、二倍體種子長(zhǎng)出的幼苗 B、四倍體的植株枝條扦插長(zhǎng)成的植株 C、六倍體小麥的花粉離體培養(yǎng)成的幼苗 D、用雞蛋孵化出的小雞,例5.用花藥離體培養(yǎng)法得到馬鈴薯單倍體植株,當(dāng)它進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí),能觀察到染色體兩兩配對(duì)的現(xiàn)象,共有12對(duì).據(jù)此判斷該馬鈴薯是( ). A.二倍體 B.三倍體 C.四倍體 D.六倍體,C,C,2 20 1,2 12 1,4 48 四,21 六 3,一般由未受精的卵細(xì)胞發(fā)育而來(lái)。,常用花藥

15、離體培養(yǎng)法。,由于外界環(huán)境條件的劇變，影響了細(xì)胞 分裂時(shí)紡錘體的形成而使染色體數(shù)目加 倍產(chǎn)生的。,秋水仙素（常用且最有效）處理萌發(fā)的 種子或幼苗，影響了細(xì)胞分裂時(shí)紡錘體 的形成而使染色體數(shù)目加倍產(chǎn)生的。,（2）單倍體和多倍體的形成,例8.下列有關(guān)水稻的敘述，錯(cuò)誤的是（ ）。 A. 二倍體水稻含有兩個(gè)染色體組。 B. 二倍體水稻經(jīng)秋水仙素處理，可得到四倍體水稻，稻穗、 米粒變大。 C. 二倍體體水稻與四倍體水稻雜交，可得到三倍體水稻， 含有三個(gè)染色體組。 D. 二倍體水稻的花粉經(jīng)離體培養(yǎng)，可得到單倍體水稻，稻穗 米粒小。,例7.某一些地區(qū)一些玉米植株比一般玉米植株健壯，果穗大、子粒多，因此這些植

16、株可能是（ ）。 A單倍體 B一倍體 二倍體 多倍體,D,植株弱小，一般高度不育。,多倍體植株的特點(diǎn)：,莖桿粗壯，葉片、果實(shí)、種子比較大， 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富，但是發(fā)育遲緩結(jié)實(shí)率低,D,單倍體植株的特點(diǎn)：,三種可遺傳變異的比較,1、一母生九仔，連母十個(gè)樣 2、高產(chǎn)量青霉菌株 3、第一位鐮刀型貧血癥 4、黃圓與綠皺的F2代四種表現(xiàn)型9：3：3：1 5、同源染色體的非姐妹染色單體的交叉互換 6、抗蟲(chóng)棉 7、無(wú)籽西瓜 9、貓叫綜合癥 10、21三體綜合癥 11、禽流感爆發(fā) 12、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化試驗(yàn) 13、雄蜂 15、單倍體小麥 17、產(chǎn)胰島素的南瓜 18.基因型為AAB的個(gè)體,基因突變 基因重組 染色體畸

17、變,【訓(xùn)練】下面描述的生物變異屬于可遺傳的變異且生物界各種生物都有可能產(chǎn)生的是()。 長(zhǎng)在邊際的玉米比田中心的玉米粗壯產(chǎn)量高流感病毒有幾百個(gè)變種，且新亞種不斷產(chǎn)生“R型活菌加熱殺死的S型菌”后代產(chǎn)生S型活菌果蠅的白眼豌豆的黃色皺粒、綠色圓粒人類的紅綠色盲人類的鐮刀型細(xì)胞貧血癥貓叫綜合征高山草甸多倍體植物居多 A B C D,C,四、生物育種方法,中國(guó)的荔枝主要分布在南方廣東、廣西、福建、臺(tái)灣等地。尤其是廣東地區(qū)，栽培面積占全國(guó)的70。其中，增城“西園掛綠”至為珍貴，被稱為“荔枝之王”?！拔鲌@掛綠”外殼紅中帶綠，四分微綠六分紅，每個(gè)荔枝都環(huán)繞有一圈綠線，果肉潔白晶瑩，清甜爽口，掛齒留香，風(fēng)味獨(dú)特

18、。,植物育種的方法,已知在荔枝的性狀控制中，D（無(wú)綠線）對(duì)d（有綠線）顯性，T（有甜味）對(duì)t（無(wú)甜味）顯性?，F(xiàn)有兩株普通荔枝，一株的基因型是DDTT，另一株的基因型是ddtt。據(jù)題回答： （一）、假如你是育種專家，能否利用普通荔枝得到“西園掛綠”（ddTT）？請(qǐng)簡(jiǎn)要介紹你的育種方案。,典型例題講解,綠甜 綠無(wú)甜,ddTt,ddTT,雜交,F3,思考：要培育出一個(gè)能穩(wěn)定遺傳的植物品種至少要幾年？,方案一：雜交育種,假設(shè)現(xiàn)有長(zhǎng)毛立耳貓（BBEE）和短毛折耳貓（bbee），你能否培育出能穩(wěn)定遺傳的長(zhǎng)毛折耳貓（BBee）？寫出育種方案（圖解）,長(zhǎng)毛折耳貓,短毛折耳貓,長(zhǎng)毛立耳貓,試一試：動(dòng)物育種的方法

19、,Bbee,長(zhǎng)立 長(zhǎng)折 短立 短折,BBee,BBee,Bbee,bbee,bbee,長(zhǎng)折,短折,長(zhǎng)折,長(zhǎng)折,短折,雜交,F3,長(zhǎng)折,短折,依據(jù)原理：,常用方法：,優(yōu)點(diǎn)：,缺點(diǎn)：,雜交育種,雜交育種是利用基因重組的原理，一般發(fā)生在有性生殖的減數(shù)分裂過(guò)程中。微生物一般不能進(jìn)行減數(shù)分裂，因此一般不用雜交育種的方法對(duì)微生物進(jìn)行育種,思考： 1、雜交育種能否用于微生物育種？,2、還有其它育種方法嗎？,方案二：誘變育種,依據(jù)原理：,常用方法：,優(yōu)點(diǎn)：,缺點(diǎn)：,誘變育種,應(yīng)用,應(yīng)用：,農(nóng)作物新品種的培育 新品種具有抗病力強(qiáng)、產(chǎn)量高、品質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)。如“黑農(nóng)五號(hào)”大豆，產(chǎn)量提高了16%，含油量比原來(lái)提高了2.

20、5%。,在作物方面，應(yīng)用誘變育種我國(guó)已培育出100多種水稻、小 麥、玉米、大豆等優(yōu)良品種。,用于微生物育種 例如青霉素的選育。1943年從自然界分離出來(lái)的青霉菌只能產(chǎn)生青霉素20單位/mL。后來(lái)人們對(duì)青霉菌多次進(jìn)行X射線、紫外線照射以及綜合處理，培育成了青霉素高產(chǎn)菌株，目前青霉素的產(chǎn)量已達(dá)到5000060000單位/mL。,還有其他方法嗎？,方案三：?jiǎn)伪扼w育種,3、單倍體育種,原理,優(yōu)點(diǎn),方法,缺點(diǎn),思考：四倍體生物的配子經(jīng)過(guò)花藥離體培養(yǎng)得到的單倍體植株可育嗎？,可育,（二）為了改良“西園掛綠”，增城領(lǐng)導(dǎo)欲招聘高級(jí)育種工程師一名。要求在不改變“西園掛綠”原有外觀品質(zhì)的前提下把“西園掛綠”改良為

21、無(wú)核、果大、糖分含量多。若你前往應(yīng)聘，該怎樣設(shè)計(jì)育種方案？,方案提示：借鑒三倍體無(wú)子西瓜的育種方式 （多倍體育種）,4、多倍體育種,原理,優(yōu)點(diǎn),方法,缺點(diǎn),同源多倍體 異源多倍體,四倍體西瓜， 染色體組來(lái)自一個(gè)物種,八倍體小黑麥， 由2個(gè)或2個(gè)以上的物種雜交，雜種自然加倍或人工加倍形成,（三） 荔枝介殼蟲(chóng)害嚴(yán)重影響了“西園掛綠”的產(chǎn)量，以前果農(nóng)常采用噴灑農(nóng)藥、放養(yǎng)寄生蜂等方法來(lái)防治。如今科學(xué)家在一種細(xì)菌體內(nèi)找到了它的抗性基因（L），請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)育種方案來(lái)有效減輕荔枝介殼蟲(chóng)危害。,提取目的基因目的基因與運(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(cè)與表達(dá)篩選出符合要求的新品種。,方案提示：轉(zhuǎn)基因技術(shù),原理,方法,缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn),轉(zhuǎn)基因技術(shù),基因重組,雜交自交選 優(yōu),集優(yōu),耗時(shí)長(zhǎng),基因突