第三講生物的變異與進化1.生物的變異：基因突變(特征、原因II)；基因重組(類型、意義II)；染色體結構和數目的變異(I);生物變異在育種上的應用(II)。2.人類遺傳病(I)：人類遺傳病類型；人類遺傳病的監測和預防；人類基因組方案及意義3.生物的進化(II)：現代生物進化理論的主要內容；生物進化與生物多樣性的形成目標引領知識網絡獨立自學獨立自學1.請說出不可遺傳變異與可遺傳變異的區別？獨立自學1、以下屬于可遺傳的變異的是〔〕①玉米由于水肥充足而長得穗大粒足②用生長素處理獲得無籽番茄③四倍體西瓜與普通西瓜雜交獲得無籽西瓜④用射線照射后獲得的青霉素高產菌株⑤雜交獲得矮稈抗病小麥⑥秋水仙素處理獲得八倍體小黑麥⑦普通羊群中偶爾出現的能穩定遺傳的短腿安康羊⑧利用基因工程獲得的抗蟲棉⑨利用植物體細胞雜交獲得的雜種植株薯茄2、這些可遺傳變異依次屬于什么樣的原理？③④⑤⑥⑦⑧⑨獨立自學3、以下關于變異的表達不正確的選項是〔〕A．可遺傳變異的性狀一定是可以遺傳給后代的B．多指癥和白化病是由基因突變引起的男女發病幾率相等的疾病C．變異的產生一般是不定向的，但有些變異的產生是定向的D．乳酸菌的可遺傳變異的來源只有基因突變E．生物變異的根本來源是基因突變請試闡述你判斷的理由請說出可遺傳變異的幾種類型？A基因突變一、基因突變的概念及原因：由于DNA分子中發生堿基對的增添、缺失或改變，而引起的基因結構的改變。⑴以下變異屬于基因突變的是()A、玉米籽粒播于肥沃土壤，植株結的穗大粒飽；播于貧瘠土壤，結的穗小粒癟B、黃色飽滿粒與白色凹陷粒玉米雜交，F2出現黃色凹陷粒與白色飽滿粒玉米C、在野外的棕色獼猴群中出現一只白色獼猴D、小麥花藥離體培養成的植株產生的變異C二、基因突變的時間：有絲分裂間期、減數Ⅰ分裂間期引起基因突變的因素主要有三類：物理因素、化學因素、生物因素思考:當某DNA堿基發生改變，是否一定會導致生物性狀發生改變？

答：不一定。因為發生改變的堿基可能有以下兩種情況：1、該堿基位于DNA無效片段上〔或基因的內含子中〕；2、該堿基改變后形成的密碼子與原來的密碼子決定同一種氨基酸。另外：假設突變為原有基因的隱性基因也不會表現出來。引導探究三、基因突變的特點：1、基因突變在生物界具有普遍性：

2、基因突變是隨機發生的：——如何理解？

基因突變按其部位可分為體細胞突變〔a〕和生殖突變〔b〕兩種，那么〔〕

A．a、b均發生在有絲分裂的間期

B．a、b均發生在減數分裂的間期

C．a發生在有絲分裂的間期，b發生在減數分裂

第一次分裂的間期

D．a發生在有絲分裂的間期，b發生在減數分裂

第二次分裂的間期C基因突變可以發生在生物個體發育的任何時期和生物體內的任何細胞。

有人說：發生在體細胞中的突變和發生在生殖細胞中的突變一般都是可以傳遞給后代的，該話對嗎？請闡述判斷的理由。

體細胞突變通過什么方法能傳遞給后代？

錯，發生在生殖細胞中的突變可以通過受精作用直接傳遞給后代；但發生在體細胞中的突變一般是不能傳遞給后代的。植物組織培養、克隆、植物體細胞雜交、基因工程等手段。3、對一種生物而言，自然條件下，基因突變的頻率是很低的。〔生殖細胞突變率為10-5——10-8〕能否人為提高基因突變頻率？如行那么通過什么方法？對一個種群的基因庫而言，基因突變的頻率是否也很低？對生物進化有否重要意義？等位基因iA、iB、i之間的關系如右以下圖，該圖不能表示的表達是()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．等位基因之間可通過突變相互轉化D．這些基因的傳遞遵循自由組合規律上述等位基因iA、iB、i的最本質區別是〔〕A．基因iA、iB控制顯性性狀，而i控制隱性性狀B．在減數分裂時等位基因iA與i或iA與iB或iB與i彼此別離C．三者的堿基對序列不同D．iA或iB均對i起顯性作用iA．iB．iDC4、基因突變是不定向的5、大多數基因突變對生物體是有害的，少數基因突變對生物體是有利的。

一種果蠅的基因突變體在210C的氣溫下，生活能力很差，但是，當氣溫上升到25.50C時，突變體的生活能力大大提高了。這說明〔〕Ａ、突變是不定向的Ｂ、突變是隨機發生的Ｃ、突變的有害或有利取決于環境條件Ｄ、環境條件的變化對突變體都是有利的突變的有利和有害是相對的，以下對這一問題的認識，哪一項為哪一項不正確的〔〕A．突變的利與害可因生物的不同生存環境而異B．突變的利與害可因人類的需求不同而異C．有的突變對生物生存有害，但對生物進化有利D．有的突變對生物生存有利，對生物進化也有利CB四、基因突變與生物進化：

基因突變對絕大多數個體是不利的，但卻是生物進化的重要因素之一。你認為這一說法是〔〕A、正確。基因突變雖對多數個體不利，但它為定向的自然選擇奠定了根底B、正確。基因突變雖對多數個體不利，但基因突變的方向與生物進化的方向是一致的C、不正確。因為基因突變不利于個體的繁殖，會導致物種滅絕D、不正確。因為基因突變導致個體死亡，不利于生物進化A果蠅有104對基因，每個基因的突變率是10-5，對于一個等數量的種群〔108個〕來說，每一個種群出現突變數是2×104×10-5×108=2×107。這說明〔〕

A、突變都是有害的

B、突變是為生物進化產生了原材料

C、每個基因的突變頻率很高

D、突變的有害有利不是絕對的容易在生存斗爭中獲勝而生存下來的生物個體是A、類似親本的個體B、體型高大的個體C、結構復雜的個體D、具有有利變異的個體DB五、基因突變與育種〔誘變育種〕：1、人工誘變與微生物菌體的選育：高產青霉菌種的選育〔20單位→85000單位〕2、高產或抗性農作物的培育相對于自然突變而言，誘變育種具有何優點？與基因工程、細胞工程育種有何區別？⑵缺點：有利的個體往往不多。⑴優點：提高突變頻率，加速育種進程，大幅度改進生物性狀。基因重組基因自由組合同源染色體非姐妹染色單體間的交叉互換

(注意：非同源染色體非姐妹染色單體間交叉互換是易位〕

同源染色體的交叉互換非同源染色體的自由組合減數第一次分裂獨立自學基因突變基因重組本質發生時間及原因條件意義發生的可能性基因結構改變，產生新的基因，出現新的性狀不產生新的基因，產生新的基因型，不同性狀的重新組合細胞分裂間期，DNA分子復制的時候，由于外界理化因素或自身生理因素影響引起的堿基變化減數第一次分裂后期，非同源染色體的自由組合，和聯會四分體時期同源染色體之間交換片段外界環境條件和內部因素相互作用有性生殖過程中進行減數分裂形成生殖細胞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突變頻率低，但普遍存在有性生殖中非常普遍染色體變異一.概念：

光學顯微鏡可見的染色體結構的改變和數目的變化。染色體結構的改變染色體數目的改變非整倍體整倍體染色體組二倍體多倍體及形成單倍體及形成獨立自學二.染色體結構的變異：1、缺失：染色體中某一片段的缺少，片段上的基因也隨之減少。2、重復：染色體中增加了某一片段。3、倒位：染色體中某一片段的位置顛倒了1800。4、易位：染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上。三.染色體數目變異：1、細胞內個別染色體的增加或減少：(1)增加：如21三體綜合癥(2)減少:如性腺發育不良2、細胞內染色體數目以染色體組的形式成倍地增加或減少。3.染色體組雌果蠅產生的配子雄果蠅產生的配子

細胞中的一組非同源染色體，它們在形態和功能上各不相同，但是攜帶著控制一種生物生長發育、遺傳和變異的全部信息的一組染色體。〔1〕概念例1：一個染色體組是指：A.來自父方或者母方的全部染色體B.所有生殖細胞的全部染色體C.二倍體生物配子內的全部染色體D.體細胞中形態、結構彼此不相同的染色體組合C例3.有三種生物個體它們的基因型分別是AaaBBbccc

、Abcd、AaBbCC，這三種生物體細胞內含有染色體組的數目分別是：甲含有:＿＿＿乙含有:＿＿＿丙含有:＿＿＿3個2個1個判斷標準是:細胞內形態相同的染色體有幾條，那么含有幾個染色體組.3

12判斷標準是：在細胞或生物體的基因型中，控制同一性狀的基因出現幾次，那么有幾個染色體組。例2.如下圖的三種細胞內各含有幾個染色體組呢?〔2〕怎樣確認染色體組呢？乙丙甲A.a.BbCCCaAaBbBCCAbCd例4.韭菜細胞共有32條染色體，有8種形態，那么韭菜的體細胞中含有幾個染色體組呢？4判斷標準是:染色體組的數目=染色體數/染色體形態數。(3).與染色體組相關的幾個概念〔1〕如何區分單倍體、二倍體、多倍體？〔2〕單倍體和多倍體的形成例6.以下有關水稻的表達，錯誤的選項是〔〕。A.二倍體水稻含有兩個染色體組。B.二倍體水稻經秋水仙素處理，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，含有三個染色體組。D.二倍體水稻的花粉經離體培養，可得到單倍體水稻，稻穗、

米粒小。例5.某一些地區一些玉米植株比一般玉米植株早熟，生長整齊而健壯，果穗大、子粒多，因此這些植株可能是〔〕。A．單倍體B．三倍體Ｃ．四倍體Ｄ．雜交種D植株弱小，一般高度不育。多倍體植株的特點：莖桿粗壯，葉片、果實、種子比較大，營養物質豐富，但是發育緩慢結實率低D單倍體植株的特點：培育抗蟲棉技術要求高可以定向改變性狀〔目的性強〕，克服遠緣雜交不親和障礙基因拼接基因重組三倍體無子西瓜的培育培育矮抗小麥培育青霉素高產菌株培育矮抗小麥只適用于植物技術復雜，需與雜交育種配合有利變異少需大量處理供試材料育種時間長器官大型，營養含量高明顯縮短育種年限提高變異頻率加速育種進程使位于不同個體的優良性狀集中于一個個體上用秋水仙素處理萌發的種子或幼苗花藥離體培養用物理或化學的方法處理生物將具有不同優良性狀的兩親本雜交、連續自交染色體變異染色體變異基因突變基因重組基因工程育種實例缺點優點常用方法原理多倍體育種單倍體育種誘變育種雜交育種類型幾種主要育種方法的比較類型細胞工程育種細胞融合技術核移植技術原理基因重組、染色體變異遺傳，力爭不改變，不算是育種常用方法細胞融合、組織培養將具備所需性狀的體細胞核移植到去核卵細胞中優點可以按人類意愿定向改變性狀（目的性強），克服遠緣雜交不親和障礙保護瀕危物種缺點技術要求高技術要求高實例白菜甘藍、番茄馬鈴薯各種克隆動物為什么說單倍體育種能明顯縮短育種年限？花藥離體培養→P高桿抗病

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需要的矮抗品種矮抗人類遺傳病與優生遺傳病的概念：遺傳物質異常引起的先天性疾病。遺傳病的類型單基因遺傳病遺傳病的危害我國遺傳病現狀：發病率1/5-1/4危害：嚴重降低人口素質給本人、家庭及社會造成嚴重的經濟、精神負擔優生概念：讓每個家庭生育健康的孩子措施:禁止近親結婚、進行遺傳咨詢

提倡適齡生育、產前診斷顯性遺傳病

隱性遺傳病多基因遺傳病染色體異常遺傳病請大家指出以下遺傳病各屬于何種類型？

〔1〕苯丙酮尿癥A.常顯

〔2〕21三體綜合征B.常隱

〔3〕抗維生素D佝僂病C.X顯

〔4〕軟骨發育不全D.X隱

〔5〕紅綠色盲 E.多基因遺傳病

〔6〕青少年型糖尿病F.常染色體病

〔7〕性腺發育不良G.性染色體病現代進化理論的由來意義：能科學地解釋生物進化的原因，生物多樣性和適應性，但不能解釋遺傳變異的本質及自然選擇對可遺傳變異的作用。現代進化理論：以自然選擇學說為核心內容根底動力內因結果現代生物進化理論1．種群是生物進化的根本單位(1)種群：生活在一定區域的__________的全部個體。(2)基因庫：一個種群中全部個體所含有的全部基因。(3)基因頻率：在一個種群基因庫中，某個基因占__________________的比率。(4)生物進化的實質：種群__________定向改變。[解惑]種群在繁衍過程中，個體有新老交替，基因卻代代相傳，因此，研究生物的進化僅僅研究個體是否與環境相適應是不夠的，還必須研究種群的基因組成變化。同種生物全部等位基因數基因頻率基因突變染色體變異不定向原材料3．自然選擇決定生物進化的方向(1)原因：不斷淘汰不利變異的基因，積累有利變異的基因。(2)結果：種群的基因頻率發生________改變。4．隔離導致物種形成(1)隔離類型：常見的有_________和_________。(2)隔離實質：________不能自由交流。(3)物種形成三個根本環節：_______________、________及________。(4)新物種形成的標志：_________。定向地理隔離生殖隔離基因突變和基因重組自然選擇隔離生殖隔離共同進化與生物多樣性的形成1．共同進化(1)概念：不同物種之間、____