第8講生物的變異、育種與進(jìn)化一、基因突變1．由于DNA分子中發(fā)生________的增添、缺失和替換，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。堿基對2.實例：鐮刀型細(xì)胞貧血癥谷氨酸纈氨酸CATGAA(1)直接原因：組成血紅蛋白分子的一個________被替換。(2)根本原因：控制血紅蛋白合成的基因中一個________改變。氨基酸堿基對3.基因突變的原因、特點、時間和意義原因內(nèi)因DNA分子中發(fā)生堿基對的

、增添和

，而引起基因結(jié)構(gòu)的改變外因某些誘變因素：

、

和生物因素特點(1)________：在生物界中普遍存在(2)隨機(jī)性：生物個體發(fā)育的任何時期和部位(3)________：突變頻率很低(4)不定向性：可以產(chǎn)生一個以上的等位基因(5)多害少利性：一般是有害的，少數(shù)有利發(fā)生時間DNA復(fù)制時，如有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期意義①________產(chǎn)生的途徑，②生物變異的根本來源，③生物進(jìn)化的原始材料替換缺失物理因素化學(xué)因素普遍性低頻性新基因4.基因突變對生物性狀的影響(1)基因突變對蛋白質(zhì)的影響堿基對影響范圍對氨基酸序列的影響替換小只改變1個氨基酸或不改變增添大不影響插入位置前的序列而影響插入位置后的序列缺失大不影響缺失位置前的序列而影響缺失位置后的序列(2)基因突變不一定導(dǎo)致生物性狀改變原因分析①突變可能發(fā)生在沒有遺傳效應(yīng)的DNA片段。②基因突變后形成的密碼子與原密碼子決定的是同一種氨基酸。③基因突變?nèi)魹殡[性突變，如AA→Aa，不會導(dǎo)致性狀的改變。5.基因突變注意點1.除真核生物在細(xì)胞分裂間期DNA分子復(fù)制過程中出現(xiàn)差錯發(fā)生突變外，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)DNA、原核細(xì)胞DNA、病毒DNA復(fù)制時也可出現(xiàn)差錯而發(fā)生突變。2.以RNA為遺傳物質(zhì)的生物，其RNA上核糖核苷酸序列發(fā)生變化，也引起基因突變，且RNA為單鏈結(jié)構(gòu)，在傳遞過程中更易發(fā)生突變。3.基因突變不改變?nèi)旧w上基因的數(shù)量，只改變基因的結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生新基因。(1)基因突變發(fā)生在有絲分裂過程中，一般不遺傳，但有些植物可能通過無性生殖傳遞給后代。

(2)如果發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，可以通過配子傳遞給后代。②基因突變不一定都能遺傳給后代不同生物的基因組組成不同，病毒和原核細(xì)胞的基因組結(jié)構(gòu)簡單，基因數(shù)目少，而且一般是單個存在的，不存在等位基因。因此，真核生物基因突變可產(chǎn)生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突變產(chǎn)生的是一個新基因。①基因突變不一定都產(chǎn)生等位基因1.分子水平的基因重組①如通過對DNA的剪切、拼接而實施的基因工程。②特點：可克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。2.染色體水平的基因重組①減數(shù)分裂過程中同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換，以及非同源染色體上非等位基因的自由組合而導(dǎo)致的基因重組。

②特點：難以突破遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，可產(chǎn)生新的基因型、表現(xiàn)型，但不能產(chǎn)生新的基因。3.細(xì)胞水平的基因重組①如動物細(xì)胞融合技術(shù)以及植物體細(xì)胞雜交技術(shù)下的大規(guī)模的基因重組。②特點：可克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。二、基因重組意義：基因重組是生物變異的來源之一，對生物的進(jìn)化具有重要意義(1)染色體的缺失、重復(fù)、倒位與基因突變的區(qū)別(如下圖所示)

(2)“缺失”的辨析DNA分子上若干基因的缺失，屬于染色體變異；DNA分子上若干堿基對的缺失，屬于基因突變。三、染色體變異1.染色體結(jié)構(gòu)變異(3)易位與交叉互換

三、染色體變異1.染色體結(jié)構(gòu)變異比較易位交叉互換交換對象非同源染色體，非等位基因同源染色體，等位基因圖示基因突變改變基因的質(zhì)(基因結(jié)構(gòu)改變，成為新基因)，不改變基因的量基因重組不改變基因的質(zhì)，也不改變基因的量，但改變基因間組合搭配方式，即改變基因型(注：轉(zhuǎn)基因技術(shù)可改變基因的量)染色體變異不改變基因的質(zhì)，但會改變基因的量或改變基因的排列順序2.染色體數(shù)目變異盲點錯混查清(1)某基因發(fā)生插入突變后，使mRNA增加了一個三堿基序列AAG，表達(dá)的肽鏈增加了1個氨基酸，故突變前后最多有1個氨基酸不同(

)(2)基因突變使DNA序列發(fā)生的變化，都能引起生物性狀變異(2019·江蘇高考，T4B)(

)(3)A基因突變?yōu)閍基因，a基因還可能再突變?yōu)锳基因(

)(4)基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，HIV的遺傳物質(zhì)是RNA，不能發(fā)生基因突變 (

)(5)基因突變產(chǎn)生的新基因不一定傳遞給后代(

)(6)染色體片段的缺失和重復(fù)必然導(dǎo)致基因種類的變化(

)(7)在有絲分裂和減數(shù)分裂過程中，非同源染色體之間交換一部分片段，導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異(

)(8)多倍體植株染色體組數(shù)加倍，產(chǎn)生的配子數(shù)加倍，有利于育種(2019·江蘇高考，T4D)(

)×√××√×√×例1：P53-2．(2019·青海師范大學(xué)附屬中學(xué)期末)已知某DNA片段上有基因A、無效片段和基因B，其分布如圖所示，現(xiàn)將某外來DNA片段(m)插入位點a或b，下列關(guān)于變異類型的說法正確的是()A．若m為無效片段且插入位點a，則發(fā)生了基因突變B．若m為無效片段且插入位點b，則發(fā)生了染色體變異C．若m為有效片段且插入位點a，則發(fā)生了基因重組D．若m為有效片段且插入位點b，則發(fā)生了染色體變異C變異有多種類型,高考中常考查變異類型的判斷以及以此為信息載體進(jìn)行相關(guān)實驗探究。現(xiàn)對相關(guān)知識歸納如下:1.不可遺傳變異與可遺傳變異拓展:生物變異類型的判斷與實驗探究2.基因突變和基因重組3.顯性突變與隱性突變(1)含義(2)判定方法: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（雌雄異株不行）,觀察子代有無性狀分離而判斷。4.染色體變異與基因突變(1)判斷依據(jù):光學(xué)顯微鏡下能觀察到的是染色體變異,不能觀察到的是基因突變。(2)具體操作:制作正常個體與待測變異個體的有絲分裂臨時裝片,找到中期圖進(jìn)行染色體結(jié)構(gòu)與數(shù)目的比較可以判斷是否發(fā)生了染色體變異。5.變異類型實驗探究類解題思路1.育種方式及原理辨析(1)誘變育種的原理四、生物育種的原理及應(yīng)用(2)單倍體育種與雜交育種的原理雜交育種是將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配集中到一起，再經(jīng)過選擇和培育，獲得新品種的方法。(3)多倍體育種的原理2.根據(jù)不同的需求選擇育種的方法(1)若要培育隱性性狀個體，則可用

，只要出現(xiàn)該性狀即可。(2)有些植物如小麥、水稻等，雜交實驗較難操作，則最簡便的方法是

。(3)若要快速獲得純種，則用

方法。(4)若實驗植物為

類如馬鈴薯、甘薯等，則只要出現(xiàn)所需性狀即可，不需要培育出純種。(5)若要培育原先沒有的性狀，則可用

。(6)若要定向改變生物的性狀，可利用

育種。自交或雜交自交單倍體育種營養(yǎng)繁殖誘變育種基因工程四、生物育種的原理及應(yīng)用盲點錯混查清(1)單倍體育種和多倍體育種的原理都是染色體變異(

)(2)弱小且高度不育的單倍體植株，進(jìn)行加倍處理后可用于育種(2019·江蘇高考，T4C)

(

)(3)三倍體西瓜植株的高度不育與減數(shù)分裂同源染色體聯(lián)會行為有關(guān)(

)(4)抗病植株連續(xù)自交若干代，純合抗病植株的比例逐代降低(

)(5)人工誘變育種可提高突變率，但不一定出現(xiàn)人們所需要的性狀(

)(6)單倍體育種過程包括花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理萌發(fā)的種子兩大階段(

)(7)多倍體育種得到的整個植株，并不是所有細(xì)胞的染色體數(shù)目都加倍(

)(8)若要使原品系營養(yǎng)器官“增大”或“加強”可采用單倍體育種(

)√√√×√×√×例2：P55-2．(2014·全國卷Ⅰ)現(xiàn)有兩個純合的某作物品種：抗病高稈(易倒伏)和感病矮稈(抗倒伏)品種，已知抗病對感病為顯性，高稈對矮稈為顯性，但對于控制這兩對相對性狀的基因所知甚少。回答下列問題：(1)在育種實踐中，若利用這兩個品種進(jìn)行雜交育種，一般來說，育種目的是獲得具有________________優(yōu)良性狀的新品種。(2)雜交育種前，為了確定F2的種植規(guī)模，需要正確預(yù)測雜交結(jié)果。若按照孟德爾遺傳定律來預(yù)測雜交結(jié)果，需要滿足3個條件：條件之一是抗病與感病這對相對性狀受一對等位基因控制，且符合分離定律；其余兩個條件是抗病矮桿高稈與矮稈這對相對性狀受一對等位基因控制，且符合分離定律；控制這兩對相對性狀的基因位于非同源染色體上(3)為了確定控制上述這兩對性狀的基因是否滿足上述3個條件，可用測交實驗來進(jìn)行檢驗。請簡要寫出該測交實驗的過程。將純合的抗病高稈與感病矮稈植株雜交，產(chǎn)生F1，讓F1與感病矮稈雜交。

五、生物的進(jìn)化1.達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說①內(nèi)容：過度繁殖、生存斗爭、遺傳變異和適者生存。②意義：科學(xué)地解釋了生物進(jìn)化和生物多樣性形成的原因。③局限性：對遺傳和變異的本質(zhì)不能作出科學(xué)的解釋；對生物進(jìn)化的解釋局限于個體水平；強調(diào)物種形成都是漸變的結(jié)果，不能很好地解釋物種大爆發(fā)等現(xiàn)象。

五、生物的進(jìn)化2.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論(1)種群是生物進(jìn)化的基本單位①種群：生活在____________________的全部個體。②基因庫：一個種群中全部個體所含有的________。③基因頻率：一個種群基因庫中，某個基因占全部___________的比率。一定區(qū)域的同種生物全部基因等位基因數(shù)(2)可遺傳的變異基因突變?nèi)旧w變異基因重組突變?yōu)樯镞M(jìn)化提供了原材料五、生物的進(jìn)化(3)自然選擇決定生物進(jìn)化的方向變異是_________→經(jīng)自然選擇不利變異被_____，有利變異逐漸積累→種群的基因頻率發(fā)生________→導(dǎo)致生物朝一定方向緩慢進(jìn)化。不定向的淘汰定向改變(4)隔離與物種的形成①物種：能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生________的一群生物稱為一個物種，簡稱種。②隔離：不同種群間的個體，在自然條件下基因不能________的現(xiàn)象叫做隔離，包括兩種類型：________和生殖隔離。③作用：________是物種形成的必要條件，________的形成標(biāo)志著新物種的形成。可育后代自由交流地理隔離隔離生殖隔離2.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論五、生物的進(jìn)化3.共同進(jìn)化與生物多樣性的形成(1)共同進(jìn)化①概念：不同物種之間，

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

。生物與無機(jī)環(huán)境相互選擇相互影響4.生物多樣性的形成①內(nèi)容：________多樣性、物種多樣性、________多樣性。②形成原因：生物的共同進(jìn)化。③研究生物進(jìn)化歷程的主要依據(jù)________。基因生態(tài)系統(tǒng)化石盲點錯混查清(1)由于農(nóng)田的存在，某種松鼠被分隔在若干森林斑塊中，不同森林斑塊中的松鼠屬于不同種群，存在生殖隔離(2018·江蘇高考，T19C)(

)(2)無論是自然選擇還是人工選擇作用，都能使種群基因頻率發(fā)生定向改變(2017·江蘇高考，T7C)(

)(3)長舌蝠為長筒花的唯一傳粉者，兩者相互適應(yīng)，共同(協(xié)同)進(jìn)化(

)(4)生殖隔離是物種朝不同方向發(fā)展的決定性因素(

)(5)自然選擇通過作用于個體而影響種群的基因頻率(

)(6)生物進(jìn)化的方向與基因突變的方向一致(

)(7)害蟲抗藥性增強，是因為殺蟲劑刺激害蟲產(chǎn)生抗藥性，并在后代中不斷積累(

)(8)不同物種之間、生物與環(huán)境之間在