1、生物的變異和進化專題復習撰稿教師：李文強 責編：陳莉章節概述基因突變及其他變異、從雜交育種到基因工程、現代生物進化理論。本專題內容主要介紹了生物的變異類型、各種變異的原因、生物變異在育種上的應用，并聯系現代生物技術，討論了轉基因技術的簡要操作和相關應用。通過現代生物進化理論主要內容的介紹，使學生了解生物進化的原因、進化的實質，并能夠自我分析生物進化與生物多樣性的形成。掌握生物的變異，應當注意和減數分裂和遺傳等知識的結合，只有在遺傳的基礎上才能真正理解生物變異的原理和原因。另外，本部分知識和生產和生活實踐聯系比較密切，要注意培養學生理論聯系實踐的能力，并提高生物學語言表達能力。對于生物的進化，應

2、當注重基本概念的理解，如種群、基因庫、基因頻率、隔離、共同進化等，準確理解這些概念是掌握該內容的關鍵。目標認知學習目標：理解基因重組及其意義；知道基因突變的特征和原因；掌握染色體結構變異和數目變異；學會分析生物變異在育種上的應用；理解現代生物進化理論的主要內容。重點：生物變異的類型和應用；現代生物進化理論的主要內容難點：生物變異在育種上的應用知識要點梳理知識網絡圖：知識鏈接：基因突變及其他變異生物變異的三種類型：基因突變、基因重組、染色體變異；各種變異類型的原因和應用；人類遺傳病的類型及優生措施。從雜交育種到基因工程雜交育種、誘變育種等育種技術的原理、過程、應用；基因工程及其應用現代生物進化理

3、論現代生物進化理論的由來；種群基因頻率的改變與生物進化；隔離與物種的形成；共同進化與生物多樣性的形成。知識結構梳理：基因突變與基因重組的區別 基因突變基因重組本質基因的分子結構發生改變，產生了新基因，也可以產生新基因型，出現了新的性狀。不同基因的重新組合，不產生新基因，而是產生新的基因型，使不同性狀重新組合。發生時間及原因細胞分裂間期DNA分子復制時，由于外界理化因素引起的堿基對的替換、增添或缺失。減數第一次分裂后期中，隨著同源染色體的分開，位于非同源染色體上的非等位基因進行了自由組合；四分體時期非姐妹染色單體的交叉互換。條件外界環境條件的變化和內部因素的相互作用。有性生殖過程中進行減數分裂形

4、成生殖細胞。意義生物變異的根本來源，是生物進化的原材料。生物變異的來源之一，是形成生物多樣性的重要原因。發生可能突變頻率低，但普遍存在。有性生殖中非常普遍。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染色體變異染色體變異方法雜交激光、射線或化學藥品處理秋水仙素處理萌發種子或幼苗花藥離體培養后加倍優點可集中優良性狀時間短器官大和營養物質含量高縮短育種年限缺點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青霉菌株的育成三倍體西瓜抗病植株的育成基因工程基因工程的別名基因拼接技術或DNA重組技術操作環境生

5、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、運載體基本過程剪刀拼接導入表達結果人類需要的基因產物達爾文的自然選擇學說自然選擇的內容主要有4點：過渡繁殖、生存斗爭、遺傳變異、適者生存。關于自然選擇的原理重點在于理解。遺傳和變異是生物進化的內在因素，變異是自然選擇的原始材料。變異是不定向的，而且是普遍存在的。即使環境沒有發生變化，變異也會發生。如果環境變化劇烈，變異發生的頻率可能高一些，但不能決定變異的方向。環境只是對變異進行選擇，這種選擇作用是定向的，被選擇的變異類型總是對環境適應的，不能適應的類型終將被淘汰，所以生存下來的生物都是對環境適應的，適應是自然選擇的結果。自然選

6、擇的具體表現形式是生存斗爭，生存斗爭是生物進化的動力。生物多樣性是長期自然選擇的結果。地球上的生物生存的環境是多種多樣的，在不同的環境中生存的生物，自然選擇的方向是不同的。不同的選擇方向形成不同的生物類型，最后形成不同的物種。不同的物種，其基因庫中的基因組成也是不同的，這就形成了遺傳的多樣性。所以生物多樣性的內容主要包括3個方面：物種的多樣性、遺傳的多樣性和生態環境的多樣性，這3個內容之間是互相聯系的。保護生物的多樣性，首先要保護環境的多樣性，環境的多樣性是生物多樣性存在的前提。生物進化的原材料突變和基因重組可遺傳的變異是生物進化的原始材料，可遺傳的變異主要來自基因突變、基因重組和染色體變異，

7、在生物進化理論中，常將基因突變和染色體變異統稱為突變。基因突變是指DNA分子結構的改變，即基因內部脫氧核苷酸的排列順序發生改變。基因突變是普遍存在的。根據突變發生的條件可分為自然突變和誘發突變兩類。不管在什么樣的條件下發生突變，都是隨機的，沒有方向性。染色體變異包括染色體結構的變異和染色體數量的變異，染色體數量的變異又包括個體染色體的增加或減少(非整倍數變化）和成倍地增加或減少（整倍數變化）兩種類型。其中染色體結構的變異與非整倍數變異，由于破壞了生物體內遺傳物質的平衡，所以一般對生物的生命活動是不利的，有時甚至是致命的，在生物進化過程中的意義不大。但染色體整倍數的變化沒有破壞原有遺傳物質的平衡

8、，能夠加強生物體的某些生命活動，對生物的進化，特別是某些新物種的形成有一定的意義如自然界中多倍物種的形成。基因重組是指染色體間基因的交換和組合。是由于減數分裂過程中，同一個核內染色體復制后發生重組和互換，結果就產生了大量與親本不同的基因組合的配子類型。又由于在有性生殖過程中，雌雄配子的結合是隨機的，進一步增加了后代性狀的變異類型。基因重組實際包括了基因的自由組合定律和基因的連鎖與互換定律。突變和基因重組都是不定向的，有有利的，也有不利的。但有利和不利不是絕對的，這要取決于環境條件。環境條件改變了，原先有利的變異可能變得不利，而原先不利的變異可能變得有利。等位基因是通過基因突變產生的，并在有性生

9、殖過程中通過基因重組而形成多種多樣的基因型，從而使種群出現大量的可遺傳變異。變異是不定向的，變異只是給生物進化提供原始材料，不能決定生物進化的方向。生物進化的方向是由自然選擇來決定的。自然選擇決定生物進化的方向種群中產生的變異是不定向的，經過長期的自然選擇，其中的不利變異被不斷淘汰，有利變異則逐漸積累，從而使種群的基因頻率發生定向的改變，導致生物朝著一定的方向緩慢地進化。引起基因頻率改變的因素主要有三個：選擇、遺傳漂變和遷移。選擇即環境對變異的選擇，即保存有利變異和淘汰不利變異的過程。選擇的實質是定向地改變群體的基因頻率。選擇是生物進化和物種形成的主導因素，已經發生的變異能否保留下來繼續進化或

10、成為新物種的基礎必須經過自然選擇的考驗，則自然選擇決定變異類型的生存或淘汰。自然選擇只保留與環境相協調的變異類型（有利變異），可見自然選擇是定向的。經過無數次選擇，使一定區域某物種的有利變異的基因得到加強，不利變異的基因逐漸清除，從而改變了物種在同區域或不同區域內的基因頻率（達爾文只是在個體水平上注意到不同性狀的保留與否，而不能從分子水平對自然選擇的結果加以分析），形成同一區域內物種的新類型或不同區域內同一物種的亞種，或經長期的選擇，使基因頻率的改變達到生殖隔離的程度，便形成新的物種。選擇決定著不同類型變異的命運，也就決定了生物進化與物種形成的方向。遺傳漂變是指：如果種群太小，含有某基因的個體

11、在種群中的數量又很少的情況下，可能會由于這個個體的突然死亡或沒有交配而使這個基因在這個種群中消失的現象。一般而言，種群越小，遺傳漂變就越顯著。遷移是指含有某種基因的個體在從一個地區遷移到另一個地區的機會不均等，而導致基因頻率發生改變。如一對等位基因A和a，如果含有A基因的個體比含有a基因的個體更多地遷移到一個新的地區，那么在這個新地區建立的新種群的基因頻率就發生了變化。隔離在物種形成中的作用隔離是指將一個種群分隔成許多個小種群，使彼此不能交配，這樣不同的種群就會向不同的方向發展，就有可能形成不同的物種。隔離常有地理隔離和生殖隔離兩種。地理隔離是指分布在不同自然區域的種群，由于地理空間上的隔離即

12、使彼此間無法相遇而不能進行基因交流。一定的地理隔離及相應區域的自然選擇，可使分開的小種群朝著不同方向分化，形成各自的基因庫和基因頻率，產生同一物種的不同亞種。分類學上把只有地理隔離的同一物種的幾個種群叫亞種。生殖隔離是指種群間的個體不能自由交配，或者交配后不能產生出可育的后代的現象。一定的地理隔離有助于亞種的形成，進一步的地理隔離使它們的基因庫和基因頻率繼續朝不同方向發展，形成更大的差異。把這樣的群體和最初的種群放一起，將不發生基因交流，說明它們已經和原來的種群形成了生殖屏障，即生殖隔離。如果只有地理隔離，一旦發生某種地質變化，兩個分開的小種群重新相遇，可以再融合在一起。地理隔離是物種形成的量

13、變階段，生殖隔離是物種形成的質變時期。只有地理隔離而不形成生殖隔離，只能產生生物新類型或亞種，絕不可能產生新的物種。生殖隔離是物種形成的關鍵，是物種形成的最后階段，是物種間真正的界線。生殖隔離保持了物種間的不可交配性，從而也保證了物種的相對穩定性。生殖隔離分受精前隔離和受精后隔離。教材中提到生物因求偶方式、繁殖期、開花季節、花形態等的不同而不能受精屬于受精前生殖隔離。胚胎發育早期死亡或產生后代不屬于受精后生殖隔離。規律方法指導染色體組數目的判斷（1）細胞中同種形態的染色體有幾條，細胞內就含有幾個染色體組 。（2） 根據基因型判斷細胞中的染色體數目，根據細胞的基本型確定控制每一性狀的基因出現的次

14、數，該次數就等于染色體組數。（3）根據染色體數目和染色體形態數確定染色體數目。染色體組數=細胞內染色體數目/染色體形態數果蠅的體細胞中含有8條染色體，4對同源染色體，即染色體形態數為4（X、Y視為同種形態染色體），染色體組數目為2。人類體細胞中含有46條染色體，共23對同源染色體，即染色體形態數是23，細胞內含有2個染色體組。基因頻率的計算（1）通過不同基因型個體數計算基因頻率例：中心血站調查了1788個MN血型血，其中397人是M型（LMLM），861人是MN性（LMLN），530人是N型（LNLN），請分別計算LM和LN的基因頻率。據題意可知，M型者含有兩個LM基因，MN型者含有一個LM基

15、因和一個LN基因，N型者含有兩個LN基因，故本題應如此計算：LM%(2×397816)/(1788×2)×100%46.3%，LM%(8162×530)/(1788×2)× 選擇后 由上述數據可知，若選擇繼續下去，后代中BB將減少，bb將增多。經典例題透析 1 關于基因突變的下列敘述中，錯誤的是 ( )A基因突變是指基因結構中堿基對的增添、缺失或改變B基因突變是由于基因中脫氧核苷酸的種類、數量和排列順序的部分改變而發生的C基因突變可以在一定的外界環境條件或生物內部因素的作用下引起的D基因突變的頻率是很低的，并且都是有害的解析 本題主要

16、考查對基因突變的全面理解。A項說明了基因的本質，B項闡明了基因突變的原因，C項指出了引起基因突變的因素，所以都是正確的。D項錯誤，基因突變發生頻率很低，而且一般是有害的，但有一些突變是中性的，還有少數是有利的，這正是誘變育種的依據。參考答案 D2 基因A與a1、a2、a3的關系如圖，該圖不能說明的是 ( )A基因突變是不定向的 B等位基因的出現是基因突變的結果C正常基因與致病基因可以通過突變而轉化D這些基因的轉化遵循自由組合定律解析 本例主要考查基因突變的不定向性和可逆性，以及基因突變的結果。圖示表明通過基因突變產生等位基因，而突變的不定向性導致產生復等位基，它們之間可相互轉變。由于是等位之間的變化情況，所以本圖與基因的自由組合定律無關。參考答案 D3 將生物隨飛船帶人太空，可進行多項科學研究，如植物種子經太空返回地面后種植往往能得到新的變異性。這種變異的來源主要是植物種子經太空中的_輻射后，其_發生變異，現把這種育種方式稱為_，其優點有 _解析 本題綜合考查人工誘變育種的原理、方法和優點，問題立意新，考生必須要將所學學科知識與具體問題情景結合起來。太空育種主要利用空間輻射和微重力，誘發種子細胞DNA基因突變。參考答案 宇宙射線；遺傳物質(或基因或DNA)；誘變育種；提高突變頻率，加快育種進程4 用生物進化論的觀點解釋病菌抗藥性不斷增強的原因是A使用抗菌素的劑量不斷加大，