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變異 育種 進化 E X Y X X E a a B b B b e A a 二者雜交后基因型為AaBbXEXe的個體占多少 aaBbXEXe AaBbXEYaa Aa Aa Bb Bb Bb XEXe XEY XEXe1 4 性狀 基因型 環(huán)境 改變 改變 改變 不可遺傳的變異 可遺傳的變異 基因重組 基因突變 染色體變異 生物的變異 生物的后代出現(xiàn)不同于親本的性狀 一 基因突變 指基因結(jié)構(gòu)的改變 包括DNA堿基對的增添 缺失和改變 實質(zhì) 有絲分裂 減數(shù)第一次分裂間期 DNA復(fù)制時 自然突變和人工誘變 變異的根本來源 為生物進化提供原材料 普遍性隨機性稀有性多害性多向性 堿基對排列順序的改變 概念 時間 類型 特點 意義 1 內(nèi)因 堿基種類 數(shù)目 排列順序改變 物理 化學(xué) 生物因素 優(yōu)點 提高突變頻率 加速育種進程 大幅度改良生物性狀 缺點 盲目性大 有利的個體往往不多 原因 2 外因 7 應(yīng)用 誘變育種 人工誘變育種優(yōu)缺點 例1 原核生物中某一基因的編碼區(qū)起始端插入了一個堿基對 在插入位點的附近 再發(fā)生下列哪種情況有可能對其編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)影響最小 A 置換單個堿基對B 增加4個堿基對C 缺失3個堿基對D 缺失4個堿基對 例2 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 則 A a b均發(fā)生在有絲分裂的間期B a b均發(fā)生在減數(shù)分裂的間期C a發(fā)生在有絲分裂的間期 b發(fā)生在減數(shù)分裂第一次分裂的間期D a發(fā)生在有絲分裂的間期 b發(fā)生在減數(shù)分裂第二次分裂的間期 C 例3 下列關(guān)于變異的敘述不正確的是 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(fā)病幾率相等的疾病C 變異的產(chǎn)生一般是不定向的 但有些變異的產(chǎn)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 A 例4 下列屬于可遺傳的變異的是 玉米由于水肥充足而長得穗大粒足 用生長素處理獲得無籽番茄 四倍體西瓜與普通西瓜雜交獲得無籽西瓜 用射線照射后獲得的青霉素高產(chǎn)菌株 雜交獲得矮稈抗病小麥 秋水仙素處理獲得八倍體小黑麥 普通羊群中偶爾出現(xiàn)的能穩(wěn)定遺傳的短腿安康羊 利用基因工程獲得的抗蟲棉 利用植物體細胞雜交獲得的雜種植株薯茄 二 基因重組 基因自由組合 減I后期 同源染色體非姐妹染色單體間交叉互換 減I前期 注意 非同源染色體非姐妹染色單體間交叉互換是易位 重組DNA技術(shù) 基因工程技術(shù) 工具 運載體 限制酶 DNA連接酶過程 1 提取目的基因2 目的基因與運載體結(jié)合3 將目的基因?qū)胧荏w細胞4 目的基因的檢測和表達 三 染色體變異 一 概念 光學(xué)顯微鏡可見的染色體結(jié)構(gòu)的改變和數(shù)目的變化 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 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 二 染色體結(jié)構(gòu)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(fù) 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(shù)目變異 1 細胞內(nèi)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(fā)育不良 2 細胞內(nèi)染色體數(shù)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(chǎn)生的配子 雄果蠅產(chǎn)生的配子 A 一個染色體組中不含同源染色體 B 一個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 二倍體生物生殖細胞中所含有的一組染色體 概念 例 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(nèi)的全部染色體D 體細胞中形態(tài) 結(jié)構(gòu)彼此不相同的染色體組合 判斷標準是 1 細胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條 則含有幾個染色體組 312 判斷標準是 2 在細胞或生物體的基因型中 控制同一性狀的基因出現(xiàn)幾次 則有幾個染色體組 如圖所示的三種細胞內(nèi)各含有幾個染色體組呢 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(nèi)含有染色體組的數(shù)目分別是 怎樣確認染色體組呢 4 判斷標準是 韭菜細胞共有32條染色體 有8中形態(tài) 則韭菜的體細胞中含有幾個染色體組呢 3 染色體組的數(shù)目 染色體數(shù) 染色體形態(tài)數(shù) 4 與染色體組相關(guān)的幾個概念 1 如何區(qū)分單倍體 二倍體 多倍體 C C 例題拓展 1 用花藥離體培養(yǎng)法得到馬鈴薯單倍體植株 當(dāng)它進行減數(shù)分裂時 能觀察到染色體兩兩配對的現(xiàn)象 共有12對 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 2 下列屬于單倍體的是 A 二倍體種子長出的幼苗B 四倍體的植株枝條扦插長成的植株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 一般由未受精的卵細胞發(fā)育而來 常用花藥離體培養(yǎng)法 由于外界環(huán)境條件的劇變 影響了細胞分裂時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 影響了細胞分裂時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 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(yǎng)物質(zhì)豐富 但是發(fā)育遲緩結(jié)實率低 D 單倍體植株的特點 例題 3 某一些地區(qū)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 四倍體 雜交種 4 下列有關(guān)水稻的敘述 錯誤的是 A 二倍體水稻含有兩個染色體組 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 整個DNA分子缺失或加倍 基因重復(fù)或缺失或位置變化 DNA分子部分區(qū)段改變 重復(fù) 缺失 倒位 易位 產(chǎn)生新基因 等位基因 堿基對的改變 產(chǎn)生新的基因型 基因的重新組合 另 顯微鏡可觀察到變化 雜交育種 誘變育種 多倍體 單倍體育種 正確區(qū)分三種可遺傳的變異 1 無籽西瓜的培育 用秋水仙素處理二倍體西瓜幼苗得到四倍體西瓜 用二倍體西瓜與四倍體西瓜雜交 得到三倍體的西瓜種子 三倍體西瓜聯(lián)會紊亂 不能產(chǎn)生正常的配子 三倍體西瓜的雌蕊授以二倍體西瓜的花粉后子房能發(fā)育成西瓜 四 育種 2 普通小麥的形成過程 普通小麥 注 這也是物種形成的一種方式 3 單倍體育種 利用高莖皺粒豌豆和矮莖圓粒豌豆培育高莖圓粒豌豆 純合高圓DDTT 加倍 5 幾種主要育種方法的比較 五 現(xiàn)代生物進化理論 一 進化學(xué)說1 拉馬克關(guān)于進化的用進廢退學(xué)說拉馬克是進化論的奠基者 他在18世紀初提出了用進廢退的進化學(xué)說 所有生物是由更古老生物進化來的 生物由低等向高等逐漸進化的 生物的各種適應(yīng)性特征的形成都是由于用進廢退和獲得性遺傳 2 達爾文的自然選擇學(xué)說內(nèi)容 過度繁殖 基礎(chǔ) 生存斗爭 動力 遺傳變異 內(nèi)因 適者生存 結(jié)果 1 種群是生物進化的基本單位 2 物種形成的三個基本環(huán)節(jié) 觀點 生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變 突變和重組產(chǎn)生進化的原材料 自然選擇決定生物進化的方向 隔離導(dǎo)致物種的形成 二 現(xiàn)代生物進化理論 種群是生物進化的單位突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料自然選擇決定生物進化的方向隔離導(dǎo)致物種形成 二 現(xiàn)代生物進化理論 以自然選擇學(xué)說為核心的現(xiàn)代生物進化理論 其基本觀點是 種群是生物進化的基本單位 生物進化的實質(zhì)在于種群基因頻率的改變 突變和基因重組 自然選擇 隔離是物種形成過程的三個基本環(huán)節(jié) 通過它們的綜合作用 種群產(chǎn)生分化 最終導(dǎo)致新物種的形成 在這個過程中 突變和基因重組產(chǎn)生生物進化的原材料 自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進化的方向 隔離是新物種形成的必要條件 1 基因頻率基因頻率是指某種基因在某個種群中出現(xiàn)的比例 基因頻率可用抽樣調(diào)查的方法來獲得 并且 A a 1 進化實質(zhì) 種群基因頻率發(fā)生變化的過程 2 基因型頻率基因型頻率是指群體中某一個個體的任何一個基因型所占的百分比 AA Aa aa 1 3 遺傳平衡定律遺傳平衡定律是由英國數(shù)學(xué)家哈代和德國醫(yī)生溫伯格分別于1908年和1909年獨立證明的 這一定律又稱哈代 溫伯格定律 它是指在一個極大的隨機交配的種群中 在沒有突變 選擇和遷移的條件下 種群的基因頻率和基因型頻率可以世代相傳不發(fā)生變化 保持平衡 若種群中一等位基因為A和a 設(shè)p為A的基因頻率 q為a的基因頻率 p q A a 1 則 p q 2 p2 2pq q2 1 又因為在一種群中 AA Aa aa 1 所以p2 AA A A 為AA的基因型頻率 q2 aa a a 為aa的基因型頻率 即 2pq Aa 2 A a 為Aa的基因型頻率 1 常染色體遺傳方面的基因頻率計算 通過基因型計算基因頻率基因頻率 種群中該基因的總數(shù) 種群中該等位基因的總數(shù) 例1 從某個種群中隨機抽出100個個體 測知基因型為AA Aa和aa的個體分別是30 60和10個 就這對等位基因來說 每個個體可以看做含有2個基因 那么 這100個個體共有200個基因 其中 A基因有2 30 60 120個 a基因有2 10 60 80個 于是 在這個種群中 A基因的頻率為 120 200 60 a基因的頻率為 80 200 40 通過基因型頻率計算基因頻率 由基因型頻率數(shù)值算出結(jié)果例4 從某種生物種群中隨機抽出一定數(shù)量的個體 其中基因型為AA的個體占24 基因型為Aa的個體占72 基因型為aa的個體占4 基因A和基因a的頻率分別是 A 24 72 B 36 64 C 57 43D 60 40 解析 根據(jù)題意 在100個個體中 AA占24個 Aa占72個 aa占4個 即在200個基因中 A的基因有2 24 72 120個 基因頻率為120 200 60 a的基因頻率為40 答案為D 也可以用另一方法 A的基因頻率為 2 24 72 2 60 則a的基因頻率為40 計算時運用遺傳平衡公式 例5 在某一個種群中 已調(diào)查得知 隱性性狀者 等位基因用A a表示 占16 那么該種群的AA Aa基因型個體出現(xiàn)的概率分別為 A 0 36 0 48B 0 36 0 24C 0 16 0 48D 0 48 0 36 解析 第一步已知隱性性狀者即aa的基因型頻率為16 那么a基因的頻率為0 4 A的基因頻率為1 0 4 0 6 第二步將其看作在理想的狀態(tài)下 運用遺傳平衡公式進行計算 AA A A 0 6 0 6 0 36 Aa 2 A a 2 0 6 0 4 0 48答案為A A a的基因頻率即為人群 理想狀態(tài)下 中生殖細胞的概率 結(jié)合情況如下表 則AA的基因型頻率為0 36 Aa的基因型頻率為0 24 0 24 0 48 2 伴X遺傳方面的基因頻率計算這類題目的特殊點是 X染色體總數(shù)的正確計算 因為男性中只有一個X染色體 所以計算男性X染色體總數(shù)時不需要乘以2 這樣就能夠得出正確的結(jié)果 例7 對某校學(xué)生進行色盲遺傳病調(diào)查研究后發(fā)現(xiàn) 780名女生中有患者23人 攜帶者52人 820名男生中有患者65人 那么該群體中色盲基因的頻率是 A 4 4 B 5 1 C 6 8 D 10 2 C 生物進化的大致過程和規(guī)律 真核生物出現(xiàn)的意義 結(jié)構(gòu)和功能更復(fù)雜 為有性生殖 能產(chǎn)生更大變異 奠定了基礎(chǔ) 物種形成和生物進化 任何基因頻率的改變 不論其變化的大小如何 均屬于生物進化的范疇 而作為物種的形成 則必須當(dāng)基因頻率的改變導(dǎo)致生殖隔離是 才算完成 它們在基因頻率的改變程度上是有很大差別的 因而隔離是物種形成的必要條件 而非生物進化的必要條件 雜交 自交 基因重組 花藥離體培養(yǎng) 秋水仙素 單倍體 明顯縮短育種年限 用秋水仙素處理 多倍體 染色體變異 下圖為五種不同育種方法示意圖 據(jù)圖回答 圖中A D方向所示的途徑表示育種方式 A B C的途徑表示育種方式 這兩種育種方式相比較 后者的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在 B常用的方法為 E方法所運用的原理是 C F過程中最常采用的藥劑是 由G J的過程中涉及到的生物工程技術(shù)有和 雜交 單倍體 明顯縮短育種年限 花藥離體培養(yǎng) 基因突變 秋水仙素 基因工程 DNA拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)或轉(zhuǎn)基因技術(shù) 植物組織培養(yǎng)技術(shù) 練習(xí) 歷屆和育種相關(guān)的試題 1 小麥品種是純合體 生產(chǎn)上用種子繁殖 現(xiàn)要選育矮桿 aa 抗病 BB 的小麥新品種 馬鈴薯品種是雜合體 有一對基因雜合即為雜合體 生產(chǎn)上通常用塊莖繁殖 現(xiàn)要選育黃肉 Yy 抗病 Rr 的馬鈴薯新品種 請分別設(shè)計小麥品種間雜交育種程序 以及馬鈴薯品種間雜交育種程序 要求用遺傳圖解表示并加以簡要說明 寫出包括親本在內(nèi)的前三代即可 答案 小麥第一代AABB aabb親本雜交 3分 第二代F1AaBb種植F1代自交 2分 自交第三代F2A B A bb aaB aabb種植F2代 選矮桿 抗病 aaB 繼續(xù)自交 期望下代獲得純合體 2分 馬鈴薯第一代yyRr Yyrr親本雜交 3分 第二代YyRr yyRr Yyrr yyrr種植 選黃肉 抗病 YyRr 3分 第三代YyRr用塊莖繁殖 2分 2 下圖表示棉花品種 和 兩個品系培育出新品種的可能方法 I 表示培育過程 請回答 1 由品種 和 經(jīng)過過程I V培育出新品種的育種方式是 2 由品種 經(jīng)過過程 培育品種 常用的方法是 3 由品種 經(jīng)過過程 培育品種 常用 方法 4 由品種 直接形成品種 的過程 被稱為 5 由品種 經(jīng)過過程 培育品種 的最簡便方法是 6 若外源基因D為蘇云金芽孢桿菌質(zhì)粒的抗蟲基因 在品種 中有了同樣的殺蟲蛋白 該品種的種植在環(huán)境保護上的重要作用是 雜交育種 花藥離體培養(yǎng) 多倍體育種 人工誘變 誘變育種 自交 減少環(huán)境污染 3 番茄在運輸和貯藏過程中 由于過早成熟而易腐爛 應(yīng)用基因工程技術(shù) 通過抑制某種促進果實成熟激素的合成 可使番茄貯藏時間延長 培育耐貯藏的番茄新品種 此轉(zhuǎn)基因番茄已于1993年在美國上市 請回答 1 促進果實成熟的重要激素是 它能夠發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)類型有 2 在培育轉(zhuǎn)基因番茄的操作中 所用的基因的 剪刀 是 基因的 針線 是 基因的 運輸工具 是 3 與雜交育種 誘變育種相比 通過基因工程來培育新品種的主要優(yōu)點是 和 加成氧化聚合 乙烯 限制性內(nèi)切酶 DNA連接酶 運載體 目的性強 育種周期短 克服遠緣雜交的障礙 4 右圖是用DNA測序儀測出的某人DNA片段的堿基排列順序 下列四幅圖是DNA測序儀測出的另外四人DNA片段的堿基排列順序 請認真比較這四幅圖 其中與右圖堿基排列順序最相似的是 C 五 人類遺傳病與優(yōu)生 遺傳病的概念 遺傳物質(zhì)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(xiàn)狀 發(fā)病率1 5 1 4 危害 嚴重降低人口素質(zhì)給本人 家庭及社會造成嚴重的經(jīng)濟 精神負擔(dān) 優(yōu)生 概念 讓每個家庭生育健康的孩子 措施 禁止近親結(jié)婚 進行遺傳咨詢提倡適齡生育 產(chǎn)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 請大家指出下列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(fā)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(fā)育不良G 性染色體病