高三生物第二轮复习-专题4-生物的变异.pptx
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1、专题四专题四生物的遗传、变异与进化生物的遗传、变异与进化 达尔文自然达尔文自然选择学说选择学说注:注:“可遗传可遗传”与与“可育可育”确认是否为可遗传变异的唯一依据是看确认是否为可遗传变异的唯一依据是看“遗传物质是否发生变化遗传物质是否发生变化”。“可遗传可遗传”“可育可育”三倍体无子西瓜、骡子、单倍体等均表现三倍体无子西瓜、骡子、单倍体等均表现“不育不育”,但它们均属可遗传变,但它们均属可遗传变异异其遗传物质已发生变化,若将其体细胞培养为个体,则可保持其变其遗传物质已发生变化,若将其体细胞培养为个体,则可保持其变异性状异性状这与仅由环境引起的不可遗传变异有着本质区别。这与仅由环境引起的不可遗
2、传变异有着本质区别。无子番茄的无子番茄的“无子无子”原因是植株未受粉,生长素促进了果实发育,这种原因是植株未受粉,生长素促进了果实发育,这种“无子无子”性状性状是不可保留到子代的,将无子番茄进行组织培养时,若能正常受粉,则可结是不可保留到子代的,将无子番茄进行组织培养时,若能正常受粉,则可结“有子果有子果实实”。第第1 1讲讲 生物的变异生物的变异 变异原因的探究变异原因的探究性状基因型环境条件,所以某生物的变异原因性状基因型环境条件,所以某生物的变异原因应从外因和应从外因和内因两个方面内因两个方面加以分析。如果是因为遗传物质加以分析。如果是因为遗传物质(或基因或基因)的改变引的改变引起的,此
3、起的,此变异可在其自交后代或与其他个体的杂交后代中再次出变异可在其自交后代或与其他个体的杂交后代中再次出现现(即能遗传即能遗传),如果仅仅是环境条件的改变引起,则不能遗传给,如果仅仅是环境条件的改变引起,则不能遗传给自交后代或杂交后代,所以,自交后代或杂交后代,所以,可以用自交或杂交的方法确定变可以用自交或杂交的方法确定变异的原因异的原因;或者;或者将变异个体和正常个体培养在相同的条件下将变异个体和正常个体培养在相同的条件下,两者没有出现明显差异,则原来的变异性状是由环境引起的。两者没有出现明显差异,则原来的变异性状是由环境引起的。三种可遗传变异的比较三种可遗传变异的比较比较项目比较项目基因突
4、变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异变异变异的本质的本质基因的分子结构基因的分子结构发生改变发生改变原有基因的原有基因的重新组合重新组合染色体结构或染色体结构或数目发生改变数目发生改变发生时间发生时间有丝分裂间期和有丝分裂间期和减减间期间期减减前期和前期和后期后期细胞分裂期细胞分裂期适适用用范范围围生物生物种类种类所有生物均可发生所有生物均可发生自然状态下真自然状态下真核生物核生物真核生物细胞增真核生物细胞增殖过程均可发生殖过程均可发生生殖生殖类型类型无性生殖、有性无性生殖、有性生殖生殖有性生殖有性生殖无性生殖、有无性生殖、有性生殖性生殖产生结果产生结果产生新基因、新产生新基因、新的
5、基因型的基因型产生新基因型,产生新基因型,没产生新基因没产生新基因没产生新基因,没产生新基因,基因数目或顺序基因数目或顺序发生变化发生变化鉴定方法鉴定方法光镜下均无法检出,可根据是否光镜下均无法检出,可根据是否有新性状或新性状组合确定有新性状或新性状组合确定光镜下可检光镜下可检出出应用应用诱变育种诱变育种杂交育种杂交育种单倍体、多单倍体、多倍体育种倍体育种联系联系三者均属于可遗传的变异,都为生物三者均属于可遗传的变异,都为生物的进化提供了原材料;的进化提供了原材料;基因突变产生新的基因,是生物变异基因突变产生新的基因,是生物变异的根本来源;的根本来源;基因突变是基因重组的基础;基因突变是基因重
6、组的基础;基因重组是形成生物多样性的重要原基因重组是形成生物多样性的重要原因之一。因之一。1.基因突变基因突变(1)特点特点普普遍遍性性:不论原核生物还是真核生物都普遍存在,个体发育的任何时期都可发生基因突变。随机性随机性:生物个体任何部位,只要有DNA复制,就可能发生基因突变。低频性:低频性:自然情况下突变率很低多多害害少少利利性性:所以在诱变育种中要大量地处理供试材料,才可能获得人们所需要的突变基因。不定向性:不定向性:一个基因可朝不同方向突变,形成多种突变基因。(2)人工诱变人工诱变原理:原理:利用物理、化学因素处理生物,使它发生基因突变。方法方法 物理方法:辐射诱变、激光诱变;化学方法
7、:用秋水仙素、硫酸二乙酯、亚硝酸等处理。过程:过程:生物 物理、化学因素 基因突变变异类型选育良种。意义:意义:提高变异频率,创造动物、植物和微生物新品种。注:注:显性突变与隐性突变的判定显性突变与隐性突变的判定受到物理、化学因素的影响,受到物理、化学因素的影响,AA个体如果突变成个体如果突变成Aa个体,则在当代不会表现出来,只有个体,则在当代不会表现出来,只有Aa个体自交个体自交后代才会有后代才会有aa变异个体出现,因此这种变异个体一旦变异个体出现,因此这种变异个体一旦出现即是纯合体。出现即是纯合体。如果如果aa个体突变成个体突变成Aa个体,则当代就会表现出性状。个体,则当代就会表现出性状。
8、因此我们可以选择突变体与其他已知未突变体杂交,因此我们可以选择突变体与其他已知未突变体杂交,通过观察后代变异性状的比例来判断基因突变的类型。通过观察后代变异性状的比例来判断基因突变的类型。对于植物还可以利用突变体自交观察后代有无性状分对于植物还可以利用突变体自交观察后代有无性状分离来进行显性突变与隐性突变的判定。离来进行显性突变与隐性突变的判定。2基因重组的类型基因重组的类型(1)减数分裂形成配子时,减数分裂形成配子时,上的非等位基因的上的非等位基因的 。(2)减数分裂形成减数分裂形成 时期,同源染色体上的非姐妹时期,同源染色体上的非姐妹染色单体上的染色单体上的 的交换。的交换。(3)DNA重
9、组技术。重组技术。非同源染色体非同源染色体自由组合自由组合四分体四分体等位基因等位基因 3染色体变异染色体变异(1)类型类型染色体结构变异、染色体数目变异。(2)二倍体、多倍体和单倍体的判定二倍体、多倍体和单倍体的判定二倍体和多倍体是由受精卵受精卵发育而来的。多倍体还可以通过体细胞杂交而来,如白菜甘蓝异源四倍体。可根据其体细胞中的染色体组数来判断。单倍体是指含有本物种配子染色体数目的个体。单倍体通常是由生殖细胞不经过受精作用直接发育而成。其存在的前提是本物种体细胞中的染色体组数是偶数(如二倍体、四倍体、六倍体)的生物,才有可能形成单倍体。单倍体的体细胞中也可以含有多个染色体组。单倍体的体细胞中
10、也可以含有多个染色体组。如普通小麦(六倍体)经花药离体培育而成的小麦苗,称为普通小麦的单倍体,而不称作三倍体。【注注意意】关关于于单单倍倍体体和和多多倍倍体体的的育育性性,主主要要看看其其染染色色体体组组的的组组成成(来来源源和和数数目目),凡凡具具奇奇数数个个染染色色体体组组的的个个体体如如染染色色体体组组为为A、AAA不不可可育育,具具异异源源偶偶数数个个染染色色体体组组的的个个体体如如染染色色体体组组为为AB、AAAB亦亦不不可可育育,但但经经加加倍倍后后均均可可育育(注注意意:这这里里的的字字母母代表染色体组,而不是代表基因代表染色体组,而不是代表基因)。一、染色体组数的判定一、染色体
11、组数的判定1染色体组是指真核细胞中形态和功能各不相同,但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息的一组非同源染色体。要构成一个染色体组应具备以下几条:(1)一个染色体组中不含同源染色体,但源于同一个祖先种。(2)一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。(3)一个染色体组中含有控制该种生物性状的一整套基因,但不能重复。细细胞胞内内形形态态相相同同的的染染色色体体(同同源源染染色色体体)有有几几条条,则则含含有有几几个个染染色色体体组组。如如右右图图细细胞胞中中相相同同的的染染色色体体有有4条条,此此细胞中有细胞中有4个染色体组。个染色体组。根根据据基基因因型型来来判判断断。
12、在在细细胞胞或或生生物物体体的的基基因因型型中中,控控制制同同一一性性状状的的基基因因出出现现几几次次,则则有有几几个个染染色色体体组组。如如右右图图基基因因型型为为AAaaBBBb的的细细胞胞或或生生物物体体含含有有4个个染染色色体体组组。这种方法仅适合于判断同源多倍体。这种方法仅适合于判断同源多倍体。根根据据染染色色体体的的数数目目和和染染色色体体的的形形态态数数来来推推算算。染染色色体体组组的的数数目目=染染色色体体数数/染染色色体体形形态态数数。例例如如,果果蝇蝇体体细细胞胞中中有有8条条染染色色体体,分分为为4种种形形态态,则则染染色色体体组组的的数数目目为为2。【注注意意】根根据据
13、染染色色体体组组的的数数目目可可判判断断生生物物是是二二倍倍体体还还是是多多倍倍体体,但但一一般般不不能能用用于于直直接接判判断断单单倍倍体体,通通常常以以n表表示示一一个个染染色色体体组组,2n和和n分分别别代代表表体体细细胞胞和和配配子子染染色色体组。体组。(3)(3)单倍体、二倍体和多倍体的比较单倍体、二倍体和多倍体的比较人类基因组计划:人类基因组计划:于20世纪80年代提出,由美、英、日、中、德、法等国参加完成的针对人体23对染色体全部DNA的碱基对(3109)序列进行排序,对大约25 000基因进行染色体定位,构建人类基因组遗传图谱和物理图谱的国际合作研究计划。于2000年完成了人类
14、基因组“工作框架图”。2001年公布了人类基因组图谱及初步分析结果。1、遗传图谱(、遗传图谱(genetic map)2、物理图谱(、物理图谱(physical map)3、序列图谱、序列图谱 4、转录图谱、转录图谱基因组基因组就是一个物种中所有DNA分子携带的全部遗传信息 人类基因组人类基因组就是指人体DNA分子携带的全部遗传信息 人类单倍体基因组人类单倍体基因组由24条DNA分子组成。二、蜂群里三种蜂的发育及分工情况二、蜂群里三种蜂的发育及分工情况 三三、原核生物的可遗传变异、原核生物的可遗传变异 原核生物在自然情况下,只进行无性生殖(二分裂),而且,DNA裸露,不形成染色体。所以,自然状
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