2020年生物专题复习：生物的变异和进化

2020年生物专题复习：生物的变异和进化

一、教学内容

基因突变和基因重组

染色体变异

杂交育种与诱变育种

二、教学重点

（1）基因突变的概念及特点.

（2）基因突变的原因.

（3）染色体数目的变异

（4）遗传和变异规律在改良农作物和培育家畜品种等方面的应用.

三、教学难点

（1）基因突变和基因重组的意义.

（2）染色体组的概念.

（3）二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系.

（4）各种育种方法的比较

四、具体内容

（一）基因突变和基因重组

1.基因突变

（1）基因突变的定义：由于DNA分子中发生碱基对的增添，缺失或改变而引起的基因结构的改变叫基因突变.

（2）基因突变的结果：

使一个基因变成它的等位基因（产生新的基因）可以引起一定的表现型变化

（3）基因突变的时间：主要发生在DNA复制时.

（4）基因突变的意义：提供了新的基因（有可能产生前所未有的新性状）为生物进化提供了最初的原材料，是变异的根本来源

（5）基因突变如何产生的？（诱因）

（6）基因突变的主要特点：

①普遍性：只要内因（基因变化）和外因（诱导因素）同时存在控制任何性状的基因

都可以发生突变

②随机性：只要是在DNA复制时，在生物个体发育中的任何时期任何细胞都可以发生基因突变.

③突变率很低：（低频性）原因：自然状态下DNA分子结构相对稳定，具有严格的复制机制.如生殖细胞的突变率为10—5—10—8

④有害性：由于生物是长期进化的产物，已与环境取得了高度的协调，因此基因突变往往是有害的，如人类的遗传病，植物的白化苗，但也有少数突变是有利的，如植物的抗病性耐旱性突变，微生物的抗药性突变等.另外，突变的有害和有利，有时可以针对不同个体而言，如微生物的抗药性对人类有害，但对生物生存有利，同时突变的有利和有害还与环境因素有关，在一种环境条件下的有利突变可能会由于环境的改变而成为有害突变.

⑤不定向性：一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的等位基因，但基因突变只能在控制同一性状的范围突变

A1

A2

A

A3

a

a1

2.基因重组

（1）概念：生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合.

（2）类型：①随机重组（自由组合）：减数分裂时，随非同源染色体的自由组合，非等位基因也相应自由组合.

②交换重组（交叉互换）：减数分裂的四分体时期，由于同源染色体的非姐妹染色单体之间常发生局部交换，也能导致基因重组.

因此，基因重组一定要通过有性生殖来实现，因为只有在有性生殖的减数分裂过程中才会有基因的自由组合和交叉互换.

（3）基因重组的意义

通过有性生殖实现的基因重组，为生物变异提供了极其丰富的来源，是形成生物多样性的重要原因之一，对于生物的进化有着非常重要的意义.

（二）染色体变异

1.染色体组与染色体组数目的判别方法

染色体组是指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点：

（1）一个染色体组中不含同源染色体.

（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生物性状的一整套基因，但不能重复. 要确定某生物体细胞中染色体组的数目，可从以下几个方面考虑：

① 根据下图判断：判断的依据是，细胞中形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组.如下图，甲图中形态相同的染色体有两条，故含有2个染色体组，每个染色体组含有3条染色体；同理，乙图细胞中含有3个染色体组，丙图细胞中含有4个染色体组.

② 根据基因型判断，由于相同的基因（控制同一性状的基因）位于形态相同的染色体上（或同源染色体上），所以在细胞或生物体的基因型中，相同的基因出现几次，则有几个染色体组.例如，基因型为AaBb 的细胞中，含有2个染色体组；基因型为AAaBbb 的细胞中，含有3个染色体组；基因型为AAaaBBbb 的细胞中，含有4个染色体组.图示分别如下：

③ 根据染色体的数目和染色体的形态数来推算，染色体组的数目=

染色体形态数

染色体数

.

如，果蝇体细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为2个.

2. 二倍体和多倍体 ① 二倍体

由受精卵发育而成的、体细胞中含有两个染色体组的个体称为二倍体.如人、玉米、果蝇等.

雌配子中含有一个染色体组，雄配子中也含有一个染色体组，这样雌雄配子结合后形成的合子中就含有两个染色体组，这样的个体就是二倍体，在自然界中，几乎所有的动物和过半数的植物是二倍体.二倍体的生物在进行有性生殖时，通过减数分裂形成配子时，随着同源染色体的分离，二个染色体组也彼此分开，分别分配到两个配子中，所以二倍体生物产生的有性生殖细胞（精子和卵细胞）中含有一个染色体组，在其精子或卵细胞中均不存在同源染色体，也不存在等位基因.但所有染色体上的基因加在一起是一套完整的遗传信息.

② 多倍体

A . 多倍体的概念

多倍体是指体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体.

多倍体在植物中是广泛存在的，其中多数分布于被子植物中，在动物中比较少见. 三倍体：体细胞中含有三个染色体组的个体称为三倍体.如香蕉，是天然的三倍体. 四倍体：体细胞中含有四个染色体组的个体称为四倍体.如棉花、马铃薯等. 六倍体：体细胞中含有六个染色体组的个体称为六倍体.如普通小麦. 讨论：三倍体香蕉能否通过有性生殖繁殖后代?

不能.因为香蕉是三倍体植物，含有三个染色体组，其胚囊母细胞或花粉母细胞在进行