第第 3 講講 變異、育種和進(jìn)化變異、育種和進(jìn)化 【考綱要求】【考綱要求】 1.基因重組及其意義基因重組及其意義()。 2.基因突變的特征和原因基因突變的特征和原因()。 3.染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異()。 4.生物變異在育種上的應(yīng)用生物變異在育種上的應(yīng)用()。 5.轉(zhuǎn)基因食品的安全轉(zhuǎn)基因食品的安全()。 6.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容()。 7.生物進(jìn)化與生物多樣性的形成生物進(jìn)化與生物多樣性的形成()。 考點(diǎn)串講一、幾種可遺傳變異方式的比較考點(diǎn)串講一、幾種可遺傳變異方式的比較 基因突變基因突變 基因重組基因重組 染色體變異染色體變異 本質(zhì)本質(zhì) 基因基因結(jié)構(gòu)改變結(jié)構(gòu)改變 原有原有基因基因重新組合重新組合 染色體結(jié)構(gòu)、數(shù)目改變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)、數(shù)目改變 分類分類 堿基對(duì)替換、堿基對(duì)替換、增添、缺失增添、缺失 交叉互換型交叉互換型 自由組合型自由組合型 結(jié)構(gòu)：重復(fù)結(jié)構(gòu)：重復(fù) 缺失缺失 易位易位 倒位倒位 數(shù)目：個(gè)別或組數(shù)數(shù)目：個(gè)別或組數(shù) 發(fā)生發(fā)生時(shí)間時(shí)間 有絲、減數(shù)分有絲、減數(shù)分裂間期裂間期 減減前期、后期前期、后期 結(jié)構(gòu)變異：間期結(jié)構(gòu)變異：間期 數(shù)目變異：后期數(shù)目變異：后期 適用適用范圍范圍 所有生物所有生物 （含病毒）（含病毒） 有性生殖的真核生物有性生殖的真核生物 基因工程的原核生物基因工程的原核生物 真核生物真核生物 結(jié)果結(jié)果 產(chǎn)生新基因產(chǎn)生新基因 產(chǎn)生新的基因型產(chǎn)生新的基因型 基因數(shù)目或順序改變基因數(shù)目或順序改變 育種育種 誘變育種誘變育種 雜交育種雜交育種 單倍體、多倍體育種單倍體、多倍體育種 思考：思考：1.1.基因突變都有那些特點(diǎn)？基因發(fā)生改變一定會(huì)引基因突變都有那些特點(diǎn)？基因發(fā)生改變一定會(huì)引起性狀改變嗎？起性狀改變嗎？ 2.2.易位和交叉互換的區(qū)別？易位和交叉互換的區(qū)別？ 不能不能 能能 基因重組基因重組 染色體結(jié)構(gòu)變異染色體結(jié)構(gòu)變異 同源染色體的非姐同源染色體的非姐妹染色單體妹染色單體之間之間 非同源染色體非同源染色體之間之間 圖解圖解 交叉互換交叉互換 染色體易位染色體易位 能否在顯微能否在顯微鏡下觀察鏡下觀察 變異類型變異類型 發(fā)生位置發(fā)生位置 3.單倍體、二倍體和多倍體的區(qū)分單倍體、二倍體和多倍體的區(qū)分 單倍體單倍體 單倍體單倍體 受精卵受精卵 兩個(gè)兩個(gè) 三個(gè)或三個(gè)三個(gè)或三個(gè) 幾個(gè)染色體組幾個(gè)染色體組 類型類型 雜交育種雜交育種 誘變育種誘變育種 單倍體育種單倍體育種 多倍體育種多倍體育種 基因工程基因工程 原理原理 基因重組基因重組 基因突變基因突變 染色體變異染色體變異 染色體變異染色體變異 基因重組基因重組 常用常用方法方法 用物理或化用物理或化學(xué)方法處理學(xué)方法處理 秋水仙素處秋水仙素處理理萌發(fā)種子萌發(fā)種子或幼苗或幼苗 提取提取結(jié)合結(jié)合導(dǎo)入導(dǎo)入檢檢測(cè)與表達(dá)測(cè)與表達(dá) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 集不同個(gè)集不同個(gè)體優(yōu)良性體優(yōu)良性狀于一體狀于一體 提高變異率提高變異率加速育種進(jìn)加速育種進(jìn)程程 明顯縮短育明顯縮短育種年限種年限 器官個(gè)大，器官個(gè)大，營養(yǎng)含量高營養(yǎng)含量高 定向改變性定向改變性狀，克服遠(yuǎn)狀，克服遠(yuǎn)緣雜交不親緣雜交不親和障礙和障礙 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 育種時(shí)間育種時(shí)間長長 有利變異少有利變異少供試材料多供試材料多 技術(shù)復(fù)雜，技術(shù)復(fù)雜，需配合雜交需配合雜交育種育種 發(fā)育遲緩發(fā)育遲緩 結(jié)實(shí)率低結(jié)實(shí)率低 技術(shù)復(fù)雜、技術(shù)復(fù)雜、可能引起生可能引起生態(tài)危機(jī)態(tài)危機(jī) 實(shí)例實(shí)例 矮抗小麥矮抗小麥 高產(chǎn)青霉素高產(chǎn)青霉素菌株菌株 矮抗小麥矮抗小麥 無子西瓜無子西瓜 抗蟲棉抗蟲棉 考點(diǎn)串講二、幾種主要育種方法的比較考點(diǎn)串講二、幾種主要育種方法的比較 雜交雜交F1F1自自交交選優(yōu)選優(yōu)連續(xù)自交連續(xù)自交 雜交雜交F1F1花花藥離體培養(yǎng)藥離體培養(yǎng)秋水仙素秋水仙素處理處理選育選育 解題模板解題模板 遺傳圖解法展示單倍體育種和雜交育種的關(guān)系遺傳圖解法展示單倍體育種和雜交育種的關(guān)系 1.完善現(xiàn)代生物進(jìn)化理論圖解完善現(xiàn)代生物進(jìn)化理論圖解 地理隔離地理隔離 自然選擇自然選擇 自然選擇學(xué)說自然選擇學(xué)說 基因多樣性、物種多樣基因多樣性、物種多樣 性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性 考點(diǎn)串講三、生物的進(jìn)化考點(diǎn)串講三、生物的進(jìn)化 2.比較達(dá)爾文自然選擇學(xué)說與現(xiàn)代生物進(jìn)比較達(dá)爾文自然選擇學(xué)說與現(xiàn)代生物進(jìn)化理論化理論 變異變異 自然選擇自然選擇 多樣性多樣性 適應(yīng)性適應(yīng)性 種群種群 基因頻率基因頻率 突變和基因重組突變和基因重組 隔離隔離 突變和基因重組突變和基因重組 基因頻率改變基因頻率改變 改變改變 積累積累 基因庫的差別基因庫的差別 生殖隔離生殖隔離 標(biāo)志著標(biāo)志著 地理隔離地理隔離 時(shí)間時(shí)間 擴(kuò)大擴(kuò)大 自然選擇自然選擇 新物種形成新物種形成 導(dǎo)致導(dǎo)致 導(dǎo)致導(dǎo)致 總結(jié)：總結(jié)： 物種形成基本環(huán)節(jié)：物種形成基本環(huán)節(jié)： 1 1、突變和基因重組突變和基因重組產(chǎn)生產(chǎn)生進(jìn)化的原材料進(jìn)化的原材料 2 2、自然選擇自然選擇決定生物進(jìn)決定生物進(jìn)化的方向化的方向 3 3、隔離隔離導(dǎo)致物種的形成導(dǎo)致物種的形成 判斷：判斷：生物進(jìn)化一定導(dǎo)生物進(jìn)化一定導(dǎo)致新物種形成（致新物種形成（ ） 基因頻率、基因型頻率計(jì)算：基因頻率、基因型頻率計(jì)算： 法一、已知個(gè)體數(shù)目法一、已知個(gè)體數(shù)目: : 某基因頻率某基因頻率= = 該等位基因的總數(shù)該等位基因的總數(shù) 某基因的數(shù)目某基因的數(shù)目 例例1.1.對(duì)某校學(xué)生對(duì)某校學(xué)生16001600人進(jìn)行色盲調(diào)查：人進(jìn)行色盲調(diào)查：780780名女生中有患名女生中有患者者2323人、攜帶者人、攜帶者5252人；人；820820名男生中有患者名男生中有患者6565人，那么該人，那么該群體中色盲基因的頻率是群體中色盲基因的頻率是( )( ) A A4.4% 4.4% B B5.1% 5.1% C C6.8% 6.8% D D10.2%10.2% C X Xb b= 2X2Xb bX Xb b+X+XB BX Xb b 2(X2(XB BX Xb b+X+XB BX Xb b+X+XB BX Xb b)+)+（X XB BY+XY+Xb bY Y） 法二、已知基因型頻率：法二、已知基因型頻率： 純合子頻率純合子頻率 + 1/2雜合子頻率雜合子頻率 例例2.2. 某人群中：某人群中：X XB BX XB B（42%42%）、）、X XB BX Xb b（8%8%）、）、X Xb bX Xb b（2%2%）、）、X XB BY Y（44%44%）、）、X Xb bY Y（4%4%），則），則X XB B和和X Xb b的基因頻率分別是的基因頻率分別是 . . 90%90%、10%10% 1.(2013 海南卷，海南卷，22)某二倍體植物染色體上的基因某二倍體植物染色體上的基因 B2是由其是由其等等位基因位基因 B1突變而來的，如不考慮染色體變異，下列敘述突變而來的，如不考慮染色體變異，下列敘述錯(cuò)誤的是錯(cuò)誤的是 ( ) A.該突變可能是堿基對(duì)替換或堿基對(duì)插入造成的該突變可能是堿基對(duì)替換或堿基對(duì)插入造成的 B.基因基因 B1和和 B2編碼的蛋白質(zhì)可以相同，也可以不同編碼的蛋白質(zhì)可以相同，也可以不同 C.基因基因 B1和和 B2指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成時(shí)使用同一套遺傳密碼指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成時(shí)使用同一套遺傳密碼 D.基因基因 B1和和 B2可可同時(shí)存在于同一個(gè)體細(xì)胞中或同一個(gè)配同時(shí)存在于同一個(gè)體細(xì)胞中或同一個(gè)配 子中子中 D 2. A、a 和和 B、b 是控制兩對(duì)相對(duì)性狀的兩是控制兩對(duì)相對(duì)性狀的兩對(duì)等位基因，位于對(duì)等位基因，位于 1號(hào)和號(hào)和 2 號(hào)這一對(duì)同源染色體上，號(hào)這一對(duì)同源染色體上，1 號(hào)染色體上有部分來自其號(hào)染色體上有部分來自其他染色體的片段，如圖所示。下列有關(guān)敘述不正確的是他染色體的片段，如圖所示。下列有關(guān)敘述不正確的是 ( ) A.A 和和 a、B 和和 b 均符合基因的分離定律均符合基因的分離定律 B.可以通過顯微鏡來觀察這種染色體移接現(xiàn)象可以通過顯微鏡來觀察這種染色體移接現(xiàn)象 C.染色體片段染色體片段移接到移接到 1 號(hào)染色體上的現(xiàn)象稱為基因重組號(hào)染色體上的現(xiàn)象稱為基因重組 D.同源染色體上非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換后可能同源染色體上非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換后可能 產(chǎn)生產(chǎn)生 4 種配子種配子 C 1.1.實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)原理： (1)(1)有絲分裂后期著絲點(diǎn)分裂有絲分裂后期著絲點(diǎn)分裂，子染色體在紡錘體作用下，子染色體在紡錘體作用下移向兩極，進(jìn)而平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去。移向兩極，進(jìn)而平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去。 (2)(2)低溫抑制紡錘體形成低溫抑制紡錘體形成，阻止細(xì)胞分裂，使染色體加倍。，阻止細(xì)胞分裂，使染色體加倍。 2.2.實(shí)驗(yàn)流程：實(shí)驗(yàn)流程： 3.3.注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)： （1 1）選）選分生組織細(xì)胞分生組織細(xì)胞作為材料；作為材料； （2 2）固定的目的固定的目的是為了能觀察到細(xì)胞生活狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)；是為了能觀察到細(xì)胞生活狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)； （3 3）本實(shí)驗(yàn)觀察到的細(xì)胞是）本實(shí)驗(yàn)觀察到的細(xì)胞是死細(xì)胞死細(xì)胞。 （4 4）低溫處理時(shí)應(yīng)）低溫處理時(shí)應(yīng)設(shè)置對(duì)照設(shè)置對(duì)照組：組：低溫、低溫、00、常溫、常溫處理處理 實(shí)驗(yàn)：低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化實(shí)驗(yàn)：低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化 根尖培養(yǎng)根尖培養(yǎng) 低溫誘導(dǎo)低溫誘導(dǎo) 固定（卡諾氏液）固定（卡諾氏液） 制片（解離制片（解離漂洗漂洗染色染色壓片）壓片） 觀察（先低倍觀察（先低倍鏡再高倍鏡）鏡再高倍鏡）