生物的变异和进化省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第1页第2页正常正常增多增多降低降低成倍增多或降低成倍增多或降低第3页怎样判断染色体组数？怎样判断染色体组数？第4页染色体结构变异是怎样产生？染色体结构变异是怎样产生？缺失缺失重复重复易位易位断片断片断裂断裂同源染色体同源染色体非同源染色体非同源染色体倒位倒位同源染色体同源染色体首先是断裂首先是断裂,然后看接在那儿然后看接在那儿,随之造成各种结构改变随之造成各种结构改变第5页会使排列在染色体上基因数目或排列次序改变会使排列在染色体上基因数目或排列次序改变第6页缺失还是重复？缺失还是重复？第7页第8页交叉交换交叉交换自由组合自由组合基因拼接基因拼接图图和和表示某精原表示某精原细胞中一段细胞中一段DNADNA分子，分子，分别位于一对同源染分别位于一对同源染色体两条非姐妹染色色体两条非姐妹染色体单体相同位置上。体单体相同位置上。发生变异属于？发生变异属于？第9页基因突变：基因突变：什么变了？什么时间变？什么变了？什么时间变？变原因？后果？特点？意义？变原因？后果？特点？意义？碱基正确改变基因结构基因结构1.1.概念：概念：(替换、缺失、增添替换、缺失、增添)2.2.时间：时间：DNADNA复制时（间期）复制时（间期）3.3.原因原因内因：内因：外因：外因：理、化、生原因理、化、生原因第10页5.1 5.1 基因突变和基因重组基因突变和基因重组 二二.基因突变：基因突变：变后果？特点？意义？变后果？特点？意义？性状变吗？变程度？能遗传吗？性状变吗？变程度？能遗传吗？4.4.后果：后果：性状不一定变：性状不一定变：一个氨基酸有各种密码子一个氨基酸有各种密码子非编码蛋白质区段突变非编码蛋白质区段突变性状变程度：性状变程度：碱基增添、丢失引发改变大碱基增添、丢失引发改变大遗传：遗传：体细胞中体细胞中(有丝分裂有丝分裂)普通不遗传普通不遗传生殖细胞中生殖细胞中(减数分裂减数分裂)受精后遗传给子代受精后遗传给子代隐性突变隐性突变第11页5.5.特点：特点：普遍性普遍性 随机性随机性低频性低频性多害少利性多害少利性不定向性不定向性（产生等位基因）（产生等位基因）6.6.意义：意义：产生产生新新基因基因变异根原来源进化进化原始材料原始材料7.7.应用应用诱变育种诱变育种原理：原理：优点：优点：缺点：缺点：实例：实例：方法：方法：基因突变基因突变提升频率提升频率,大幅度改良一些性状大幅度改良一些性状.需大量处理试验材料需大量处理试验材料青霉素高产菌株青霉素高产菌株辐射、激光、化学试剂、太空诱变辐射、激光、化学试剂、太空诱变第12页以下关于基因突变叙述中，正确是：以下关于基因突变叙述中，正确是：A.亲代基因突变一定能传递给子代亲代基因突变一定能传递给子代B.子代取得突变基因一定能改变性状子代取得突变基因一定能改变性状C.突变基因一定由理化或生物原因诱发突变基因一定由理化或生物原因诱发D.突变基因一定有基因结构上改变突变基因一定有基因结构上改变亮氨酸密码子有以下几个：亮氨酸密码子有以下几个：UUA、UUG、CUU、CUA、CUG,当某基因片断中当某基因片断中GAT突变为突变为AAC时，这种时，这种突变结果对该生物影响突变结果对该生物影响A.一定有害一定有害 B.一定有利一定有利C.有害概率大于有利概率有害概率大于有利概率 D.既无害又无利既无害又无利第13页基因突变和基因重组区分基因突变和基因重组区分 项目项目变异变异 能产生 新 发生发生 时期时期 特点特点基因突变基因突变基因重组基因重组基因基因基因基因组合组合有丝分裂间期、减有丝分裂间期、减间期间期 （DNADNA复制时复制时）减减四分体时期和后期四分体时期和后期突变率突变率低低非常非常丰富丰富一虎生九子，连母一虎生九子，连母十个样十个样 一群红眼一群红眼果蝇中出现果蝇中出现1 1个白眼个白眼果蝇果蝇基因突变基因突变基因重组基因重组(基因型基因型)第14页可遗传变异可遗传变异(遗传物质遗传物质)基因重组基因重组基因突变基因突变染色体变异染色体变异表现型表现型基因型基因型(决定决定)环境条件环境条件（影响影响）+改变改变改变改变不可遗传变异不可遗传变异改变改变起源起源改变改变第15页玉米胚乳由有色（玉米胚乳由有色（C C）对无色（）对无色（c c）、透明（）、透明（WxWx）对不透明（）对不透明（wxwx）两）两对相对性状控制，且都位于玉米第对相对性状控制，且都位于玉米第9 9号染色体上。进行杂交试验号染色体上。进行杂交试验（如图所表示）时，其中雌性亲本（如图所表示）时，其中雌性亲本9 9号染色体上，有一个号染色体上，有一个“纽结纽结”，而且还有部分来自，而且还有部分来自8 8号染色体号染色体“片断片断”，而正常，而正常9 9号染色体没有纽号染色体没有纽结和结和“片断片断”。（1 1）8 8号染色体片断移接到号染色体片断移接到9 9号染色体上现象称为号染色体上现象称为 。（2 2）两亲本杂交，假如）两亲本杂交，假如F1F1代有代有 种不一样于亲本表现型，种不一样于亲本表现型，则说明雌性亲本则说明雌性亲本 ，从而造成了基因重组现象发生。从而造成了基因重组现象发生。易位易位 2 2同源染色体非姐妹染色单体间发生交叉交换同源染色体非姐妹染色单体间发生交叉交换第16页 以（以（）为关键当代生物进化理论，）为关键当代生物进化理论，其基本观点是其基本观点是（）是生物进化基本单位，生是生物进化基本单位，生物进化实质在于种群（物进化实质在于种群（）改变。（）改变。（）（）（）及（）及（）是物种形成过程）是物种形成过程三个基本步骤，经过它们综合作用，种群产生分化，三个基本步骤，经过它们综合作用，种群产生分化，最终造成新物种形成。在这个过中，（最终造成新物种形成。在这个过中，（）产生生物进化原材料，（）产生生物进化原材料，（）使种群）使种群基因频率定向改变并决定生物进化方向，（基因频率定向改变并决定生物进化方向，（）是新物种形成必要条件。）是新物种形成必要条件。自然选择学说自然选择学说种群种群基因频率基因频率突变和基因重组突变和基因重组自然选择自然选择隔离隔离突变和基因重组突变和基因重组自然选择自然选择隔离隔离进进 化化第17页1）基因突变产生有利变异决定生物进化方向）基因突变产生有利变异决定生物进化方向2）受农药处理后种群中抗药性强个体有更多机去将）受农药处理后种群中抗药性强个体有更多机去将基因传递给后代基因传递给后代3）自然选择经过作用于个体而影响种群基因频率）自然选择经过作用于个体而影响种群基因频率4）在自然条件下，某随机交配种群中等位基因）在自然条件下，某随机交配种群中等位基因A、a频率改变只与环境选择作用相关频率改变只与环境选择作用相关5）物种形成能够不经过隔离）物种形成能够不经过隔离6）进化实质是基因型频率改变）进化实质是基因型频率改变7）自然选择直接选择对象是个体表现型。）自然选择直接选择对象是个体表现型。(第18页8）种群基因库间差异是产生生殖隔离根本原因。）种群基因库间差异是产生生殖隔离根本原因。9）在长久生物进化过程中，含有捕食关系两种生物互为选）在长久生物进化过程中，含有捕食关系两种生物互为选择原因。择原因。10）共同进化包含不一样物种之间、生物与无机环境之间不）共同进化包含不一样物种之间、生物与无机环境之间不停进化和发展。停进化和发展。11）突变、基因重组、自然选择都会直接造成基因频率改变。）突变、基因重组、自然选择都会直接造成基因频率改变。12）种群是生物繁殖基本单位，也是生物进化基本单位。）种群是生物繁殖基本单位，也是生物进化基本单位。13）一个符合遗传平衡群体，不论是自交还是相互交配，其）一个符合遗传平衡群体，不论是自交还是相互交配，其基因频率及基因型频率都不再发生改变。基因频率及基因型频率都不再发生改变。第19页一个有大风大浪岛屿上，昆虫翅，要么一个有大风大浪岛屿上，昆虫翅，要么尤其发达，要么无翅。尤其发达，要么无翅。原始原始昆虫昆虫有翅有翅力大力大有翅有翅力小力小无翅无翅有翅有翅力大力大大风大浪大风大浪生存生存生存生存淘汰淘汰无翅无翅不一样变不一样变异异自然选择自然选择决定变异利与弊，决定变异利与弊，是定向是定向自然选择自然选择经过作用于经过作用于个体个体从而从而定向定向影响影响种群基因频率种群基因频率自然选择中，直接收选择自然选择中，直接收选择是表现型是表现型第20页 下列图是长久使用某种农药后，害虫数量随时间改下列图是长久使用某种农药后，害虫数量随时间改变曲线图。请解释这种现象。变曲线图。请解释这种现象。时间数量抗药抗药个体个体抗药抗药个体个体抗药抗药个体个体选选择择不是诱导抗药性出现不是诱导抗药性出现第21页该该种群自交种群自交子一代基因型频率、基因频率各是多子一代基因型频率、基因频率各是多少少某昆虫种群中，绿色翅基因为某昆虫种群中，绿色翅基因为A,A,褐色翅基因为褐色翅基因为a a，调，调查发觉查发觉AAAA、AaAa、aaaa个体分别占个体分别占3030、6060、10,10,那么那么A A、a a基因频率是：基因频率是：A 60%a 40%AAAA：45%45%AaAa：30%30%aaaa：25%25%A 60%a 40%基因型基因型频率频率第22页在某种群基因库中，在某种群基因库中，b基因突变成为基因基因突变成为基因B，其，其后若干世代繁衍过程中，后若干世代繁衍过程中，B基因频率在种群中改基因频率在种群中改变如图变如图3所表示。所表示。图3基因突变基因突变生物进化原材料生物进化原材料直接引发基因频率改变直接引发基因频率改变第23页一个较大动物种群中有一个基因一个较大动物种群中有一个基因R，另一个，另一个较小同种动物种群中有等位基因较小同种动物种群中有等位基因R和和r，经，经抽样测定，小种群中抽样测定，小种群中R频率为频率为0.6。因为某。因为某种原因，大种群中部分个体迁入小种群，种原因，大种群中部分个体迁入小种群，结果新种群有结果新种群有12%个体来自大种群。迁移个体来自大种群。迁移后新种群中后新种群中R基因频率为基因频率为A.0.648B.0.72C.0.768 D.0.88迁入、迁出迁入、迁出第24页 转基因抗虫棉能够有效地用于棉铃虫防转基因抗虫棉能够有效地用于棉铃虫防治。在大田中种植转基因抗虫棉同时，间治。在大田中种植转基因抗虫棉同时，间隔种植少许非转基因棉花或其它作物，供隔种植少许非转基因棉花或其它作物，供棉铃虫取食。这种做法主要目标是：棉铃虫取食。这种做法主要目标是：减缓棉铃虫抗性基因频率增加速度减缓棉铃虫抗性基因频率增加速度转基因抗虫棉是新物种吗？转基因抗虫棉是新物种吗？第25页图中地雀A与地雀B能够交配产生可育后代，地雀C与地雀A、B之间不能相互交配。下列图1、2、3是关于地雀进化、发展过程示意图 第26页当代生物进化理论主要内容当代生物进化理论主要内容是种群基因频率改变是种群基因频率改变 是自然选择学说是自然选择学说物种物种.基因基因.生态系统多样性生态系统多样性 是内、外原因影响是内、外原因影响第27页以下关于种群说法不正确是以下关于种群说法不正确是 （）A.种群是生物进化基本单位种群是生物进化基本单位B.种群是生物繁殖基本单位种群是生物繁殖基本单位C.池塘里鱼是一个种群池塘里鱼是一个种群 D.同一个群个体能够自由交配同一个群个体能够自由交配C种群种群:生活在一定区域内同种生物生活在一定区域内同种生物全部个体全部个体第28页基因库基因库一个种群一个种群中中全部个体全部个体所含有所含有全部全部基因基因叫这个种群基因库。叫这个种群基因库。基因频率基因频率在一个种群基因库一个种群基因库中，某基因某基因占全部全部等位基因等位基因 比率叫做基因频率。此种基因个数此种基因个数 种群中该对等位基因总个数种群中该对等位基因总个数某种基因某种基因某种基因某种基因基因频率基因频率基因频率基因频率=第29页某昆虫种群中，绿色翅基因为某昆虫种群中，绿色翅基因为A,A,褐色翅基因为褐色翅基因为a a，调，调查发觉查发觉AAAA、AaAa、aaaa个体分别占个体分别占3030、6060、10,10,那么那么A A、a a基因频率是多少基因频率是多少常染色体基因频率计算常染色体基因频率计算用基因频率概念计算用基因频率概念计算用基因型频率计算基因频率用基因型频率计算基因频率A 60%a 40%第30页性染色体基因频率计算性染色体基因频率计算某小区全部人口刚好男女各某小区全部人口刚好男女各400人，在进行人，在进行红绿色盲普查时，发觉女性中有红绿色盲普查时，发觉女性中有10人患色人患色盲，男性患者有盲，男性患者有22人。人。12名未生育女性是名未生育女性是红绿色盲基因携带者，红绿色盲基因携带者，18名色觉正常妇女名色觉正常妇女儿子患色盲。请问，这个小区红绿色盲基儿子患色盲。请问，这个小区红绿色盲基因频率为因频率为 A6 B7.5 C约约5.6 D约约8.1某基因个数某基因个数男性个体数男性个体数+女性个体数女性个体数X2第31页某昆虫种群中，绿色翅基因为某昆虫种群中，绿色翅基因为A,A,褐色翅基因为褐色翅基因为a a，调，调查发觉查发觉AAAA、AaAa、aaaa个体分别占个体分别占3030、6060、10,10,那么那么A A、a a基因频率是：基因频率是：亲代亲代子一代子一代 子二代子二代 子三代子三代基因基因型频型频率率AA30%Aa60%aa10%基因基因频率频率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%40%60%40%36%48%16%数学模型数学模型若种群中一等位基因为若种群中一等位基因为A和和a，设，设A基因频率基因频率=p，a基因频率基因频率=q(pq)=A%+a%=1p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=1-遗传平衡定律遗传平衡定律第32页种群足够大种群足够大种群个体间交配是随机种群个体间交配是随机没有突变产生没有突变产生没有新基因加入没有新基因加入没有自然选择没有自然选择遗传平衡条件遗传平衡条件:适用范围适用范围遗传平衡在自然状态下是无法到达，但在一个足够大种群中，遗传平衡在自然状态下是无法到达，但在一个足够大种群中，假如个体间是假如个体间是自由交配自由交配且没有显著且没有显著自然选择自然选择，我们往往近似地我们往往近似地看作符合遗传平衡看作符合遗传平衡。如人类种群、果蝇种群等比较大群体中，。如人类种群、果蝇种群等比较大群体中，一些单基因性状一些单基因性状遗传是能够应用遗传平衡定律。遗传是能够应用遗传平衡定律。某地域每某地域每10000人中有一个白化病患者，求基因人中有一个白化病患者，求基因频率和携带者基因型频率？频率和携带者基因型频率？1/100,99/100,198/10000第33页高秆抗病高秆抗病矮秆不抗病矮秆不抗病AABBP:aabbF1:矮秆抗病矮秆抗病 AaBbF2：高秆高秆抗病抗病A_B_ 高秆高秆不抗病不抗病 A_bb矮秆矮秆抗病抗病aaB_ 矮秆矮秆不抗病不抗病 aabb矮秆矮秆抗病抗病aaB_连续自交连续自交 aaBB矮秆抗病矮秆抗病第第1年年第第1年年第第2年年第第36年年原理：基因重组原理：基因重组基因重组为进化基因重组为进化提供原材料提供原材料基因突变为进化基因突变为进化提供最原始材料提供最原始材料基因重组基因重组不直接改变基因频率不直接改变基因频率选择选择第34页AAbbAABBaaBB aabb秋水仙素秋水仙素处理处理高秆抗病高秆抗病矮秆不抗病矮秆不抗病AABBP:aabbF1:矮秆抗病矮秆抗病 AaBbF2：高秆高秆抗病抗病A_B_ 高秆高秆不抗病不抗病 A_bb矮秆矮秆抗病抗病aaB_ 矮秆矮秆不抗病不抗病 aabb矮秆矮秆抗病抗病aaB_连续自交连续自交 aaBB矮秆抗病矮秆抗病Ab花药离体培养花药离体培养ABaBab单倍体单倍体 幼苗幼苗选择选择第第1年年第第2年年第第1年年第第2年年第第36年年 aaBB矮秆抗病矮秆抗病选择选择原理：染色体变异原理：染色体变异染色体变异为进化提供原材料染色体变异为进化提供原材料影响基因频率改变影响基因频率改变第35页物种：能够在自然状态下相互交配且产生可育后物种：能够在自然状态下相互交配且产生可育后代一群生物代一群生物生殖隔离生殖隔离:不一样物种之间普通是不能相互交配，即使交不一样物种之间普通是不能相互交配，即使交配成功，也不能产生可育后代，这种现象叫生殖隔离。配成功，也不能产生可育后代，这种现象叫生殖隔离。新物种形成唯一标准是生殖隔离新物种形成唯一标准是生殖隔离根本原因：基因库差异根本原因：基因库差异第36页一个全部由基因型为一个全部由基因型为Aa豌豆植株组成种群，经过豌豆植株组成种群，经过连续连续n代自交，取得子代中，代自交，取得子代中，Aa频率为频率为(1/2)n，AA和和aa频率均频率均 为。依据当代生物为。依据当代生物进化理论，能够必定该种群在这些年中进化理论，能够必定该种群在这些年中()。发生了隔离发生了隔离发生了基因突变发生了基因突变发生了自发生了自然选择然选择发生了基因型频率改变发生了基因型频率改变没有发生没有发生生物进化生物进化A BC D第37页急性早幼粒细胞白血病是最凶险一个白血病，发病机理以下列图所表示，国家最高科学技术奖取得者王振义院士创造“诱导分化疗法”联合应用维甲酸和三氧化二砷治疗该病。维甲酸经过修饰PMLRARa，使癌细胞重新分化“改邪归正”；三氧化二砷则能够引发这种癌蛋白降解，使癌细胞发生部分分化并最终进入凋亡。第38页某生物两对染色体发生变异和减数分裂时配对如图某生物两对染色体发生变异和减数分裂时配对如图2 2所所表示，则减数分裂后含有哪组染色体配子产生成活后表示，则减数分裂后含有哪组染色体配子产生成活后代可能性最大代可能性最大?A A和和、和和 B B和和、和和C C和和、和和 D D各种组合结果没有区分各种组合结果没有区分关于植物染色体变异叙述，正确是关于植物染色体变异叙述，正确是关于植物染色体变异叙述，正确是关于植物染色体变异叙述，正确是A A A A染色体组整倍性改变必定造成基因种类增加染色体组整倍性改变必定造成基因种类增加染色体组整倍性改变必定造成基因种类增加染色体组整倍性改变必定造成基因种类增加B B B B染色体组非整倍性改变必定造成新基因产生染色体组非整倍性改变必定造成新基因产生染色体组非整倍性改变必定造成新基因产生染色体组非整倍性改变必定造成新基因产生C C C C染色体片段缺失和重复必定造成基因种类改变染色体片段缺失和重复必定造成基因种类改变染色体片段缺失和重复必定造成基因种类改变染色体片段缺失和重复必定造成基因种类改变D D D D染色体片段倒位和易位必定造成基因排列次序改变染色体片段倒位和易位必定造成基因排列次序改变染色体片段倒位和易位必定造成基因排列次序改变染色体片段倒位和易位必定造成基因排列次序改变第39页现今人工种植小麦为异源六倍体，体细胞中含有现今人工种植小麦为异源六倍体，体细胞中含有4242条染色体；野条染色体；野生二倍体长穗偃麦草体细胞中含有生二倍体长穗偃麦草体细胞中含有1414条染色体。小麦育种教授李条染色体。小麦育种教授李振声经过多年杂交育种试验研究，利用野生偃麦草与普遍小麦杂振声经过多年杂交育种试验研究，利用野生偃麦草与普遍小麦杂交，选育出了含有相对稳定抗病性且高产优质小麦新品种交，选育出了含有相对稳定抗病性且高产优质小麦新品种“小偃小偃”系列品种。请分析以下杂交试验过程并回答下列问题。系列品种。请分析以下杂交试验过程并回答下列问题。（1 1）普通小麦与二倍体长穗偃麦草杂交得到）普通小麦与二倍体长穗偃麦草杂交得到F1F1不育，其原因是不育，其原因是F1F1 ，说明普通小麦与二倍体长穗偃麦草之间存在，说明普通小麦与二倍体长穗偃麦草之间存在_。欲利用。欲利用F1F1培育出可育后代，可采取方法是培育出可育后代，可采取方法是_，这么得到可育后代是，这么得到可育后代是_倍体。倍体。（2 2）李振声在小麦与偃麦草杂交后代中选育出了）李振声在小麦与偃麦草杂交后代中选育出了“蓝单体蓝单体”小小麦品种，该小麦体细胞中含有麦品种，该小麦体细胞中含有4141条染色体，其中条染色体，其中4040条染色体来自条染色体来自小麦，小麦，1 1条染色体来自偃麦草，该染色体上携带蓝色基因，所以条染色体来自偃麦草，该染色体上携带蓝色基因，所以“蓝单体蓝单体”籽粒展现浅蓝色。研究发觉蓝色基因有累加效应，即籽粒展现浅蓝色。研究发觉蓝色基因有累加效应，即籽粒颜色随基因增加而加深。若籽粒颜色随基因增加而加深。若“蓝单体蓝单体”品种小麦自交，后代品种小麦自交，后代籽粒颜色表现型有籽粒颜色表现型有_等类型，它们体细胞中染色等类型，它们体细胞中染色体数依次是体数依次是_，此变异类型属于，此变异类型属于_。第40页第41页第42页玉米胚乳由有色（玉米胚乳由有色（C C）对无色（）对无色（c c）、透明（）、透明（WxWx）对不透明（）对不透明（wxwx）两）两对相对性状控制，且都位于玉米第对相对性状控制，且都位于玉米第9 9号染色体上。进行杂交试验号染色体上。进行杂交试验（如图所表示）时，其中雌性亲本（如图所表示）时，其中雌性亲本9 9号染色体上，有一个号染色体上，有一个“纽结纽结”，而且还有部分来自，而且还有部分来自8 8号染色体号染色体“片断片断”，而正常，而正常9 9号染色体没有纽号染色体没有纽结和结和“片断片断”。（1 1）8 8号染色体片断移接到号染色体片断移接到9 9号染色体上现象称为号染色体上现象称为 。（2 2）两亲本杂交，假如）两亲本杂交，假如F1F1代有代有 种不一样于亲本表现型，种不一样于亲本表现型，则说明雌性亲本则说明雌性亲本 ，从而造成了基因重组现象发生。在显微镜下观察基因重组现象，从而造成了基因重组现象发生。在显微镜下观察基因重组现象，需将需将F1F1代新类型组织细胞制成代新类型组织细胞制成 ，利用染色体上，利用染色体上 对对C C和和wxwx标识，观察到标识，观察到 染色体，则说明可能发生了基因重染色体，则说明可能发生了基因重组。组。易位易位 有纽结无片断或有片断无纽结有纽结无片断或有片断无纽结2 2同源染色体非姐妹染色单体间发生交叉交换同源染色体非姐妹染色单体间发生交叉交换暂时装片暂时装片纽结和片断纽结和片断第43页牡丹二倍体牡丹二倍体牡丹三倍体牡丹三倍体第44页