高三生物二輪復(fù)習(xí)課件第4單元-3-變異育種與進(jìn)化

專題三生物的變異、育種與進(jìn)化[考綱要求]

1.基因重組及其意義（Ⅱ）2.基因突變的特征和原因（Ⅱ）3.染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異（Ⅰ）4.生物變異在育種上的應(yīng)用（Ⅱ）5.轉(zhuǎn)基因食品的安全（Ⅰ）6.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容（Ⅱ）7.生物進(jìn)化與生物多樣性的形成（Ⅱ）8.實(shí)驗(yàn)：低溫誘導(dǎo)染色體加倍外界環(huán)境條件普遍性、低頻性、不定向性、隨機(jī)性產(chǎn)生新的基因減Ⅰ的四分體時(shí)期和后期新基因型缺失、易位、倒位、重復(fù)基因重組基因突變?nèi)旧w變異染色體變異基因重組種群自然選擇隔離生物多樣性1.界定三類基因重組重組類型非同源染色體上非等位基因間的重組同源染色體上非等位基因間的重組人工基因重組（DNA重組）發(fā)生時(shí)間時(shí)期目的基因?qū)爰?xì)胞后圖像示意減Ⅰ后期減Ⅰ四分體考點(diǎn)一三種可遺傳變異及其比較2.突破生物變異的3大問題（1）關(guān)于“互換”問題同源染色體上非姐妹染色單體的交叉互換，屬于基因重組——參與互換的基因?yàn)椤?/p>

”；非同源染色體之間的互換，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位——參與互換的基因?yàn)椤?/p>

”。等位基因非等位基因比較易位交叉互換交換對(duì)象非同源染色體,非等位基因同源染色體,等位基因圖示三看法確認(rèn)交叉互換與易位（2）關(guān)于“缺失”問題DNA分子上若干“基因”的缺失屬于

；基因內(nèi)部若干“堿基對(duì)”的缺失，屬于

。（3）涉及基因“質(zhì)”與“量”的變化①基因突變——改變基因的質(zhì)（基因結(jié)構(gòu)改變，成為新基因），不改變基因的量。②基因重組——不改變基因的質(zhì)，也不改變基因的量，但改變基因間組合搭配方式，即改變基因型（注：轉(zhuǎn)基因技術(shù)可改變基因的量）。③染色體變異——不改變基因的質(zhì)，但會(huì)改變基因的量或改變基因的排列順序。染色體變異基因突變3.基因突變與基因重組的比較基因突變基因重組變異本質(zhì)發(fā)生改變

的重新組合發(fā)生時(shí)間通常在有絲分裂

和減數(shù)第一次分裂

和減數(shù)第一次分裂適用范圍所有生物(包括病毒)進(jìn)行

和基因工程中的原核生物基因分子結(jié)構(gòu)間期減數(shù)第一次分裂前的間期原有基因四分體時(shí)期后期有性生殖的真核生物結(jié)果

，控制新性狀產(chǎn)生新基因型，不產(chǎn)生

意義

生物變異的重要來源，有利于生物進(jìn)化應(yīng)用聯(lián)系通過基因突變產(chǎn)生新基因，為基因重組提供了自由組合的新基因，基因突變是基因重組的基礎(chǔ)產(chǎn)生新基因(等位基因)新基因是生物變異的根本來源，生物進(jìn)化的原始材料人工誘變育種雜交育種“兩看”法界定二倍體、多倍體、單倍體1.經(jīng)X射線照射的紫花香豌豆品種，其后代中出現(xiàn)了幾株開白花植株，下列敘述錯(cuò)誤的是（）A.白花植株的出現(xiàn)是對(duì)環(huán)境主動(dòng)適應(yīng)的結(jié)果，有利于香豌豆的生存B.X射線不僅可引起基因突變，也會(huì)引起染色體變異C.通過雜交實(shí)驗(yàn)，可以確定是顯性突變還是隱性突變D.觀察白花植株自交后代的性狀，可確定是否是可遺傳變異[鞏固練習(xí)]解析白花植株的出現(xiàn)是由于X射線照射引起的基因突變，不一定有利于生存，A項(xiàng)錯(cuò)誤；X射線可引起基因突變和染色體變異，B項(xiàng)正確；應(yīng)用雜交實(shí)驗(yàn)，通過觀察其后代的表現(xiàn)型及比例，可以確定是顯性突變還是隱性突變，C項(xiàng)正確；白花植株自交后代若有白花后代，可確定為可遺傳變異，否則為不遺傳變異，D項(xiàng)正確。答案

A育種方式及原理辨析（1）誘變育種原理（2）單倍體育種與雜交育種的關(guān)系考點(diǎn)二變異原理在育種實(shí)踐中的應(yīng)用（3）多倍體育種的原理分析注：多倍體育種中秋水仙素可處理“萌發(fā)的種子或幼苗”，單倍體育種中秋水仙素只能處理“單倍體幼苗”，切不可寫成處理“種子”。紡錘體雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種基因工程育種原理基因重組染色體變異基因重組常用方式①選育純種：雜交→

→選優(yōu)→②選育雜種：

→雜交種輻射誘變、激光誘變、空間誘變培養(yǎng)，然后再使染色體數(shù)目秋水仙素處理的種子或幼苗轉(zhuǎn)基因(DNA重組)技術(shù)將導(dǎo)入生物體內(nèi)，培育新品種基因突變?nèi)旧w變異自交自交雜交花藥離體加倍萌發(fā)目的基因幾種常見育種方式的比較育種程序甲品種×乙品種F1?F2

?性狀穩(wěn)定遺傳的新品種

生物地面理太空飛化處理船搭載

多種變異

新品種取相關(guān)植株花粉

花藥離

體培養(yǎng)

人工誘導(dǎo)染,

色體數(shù)目加倍若干植株

新品種正常幼苗秋水仙素染色體數(shù)目加倍新品種目的基因＋運(yùn)載體重組DNA分子

導(dǎo)入受體細(xì)胞

培育轉(zhuǎn)基因生物人工選育人工選育人工選育人工選育單倍體

幼苗優(yōu)點(diǎn)①使位于不同個(gè)體的優(yōu)良性狀

到一個(gè)個(gè)體上②操作可以提高變異的頻率、加速育種進(jìn)程且大幅度地改良某些性狀①明顯縮短育種年限②所得品種為純合子器官巨大，提高產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)成分打破物種界限，定向改變生物的性狀集中簡(jiǎn)便缺點(diǎn)①②不能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙有利變異少，需大量處理實(shí)驗(yàn)材料(有很大盲目性)技術(shù)復(fù)雜且需與雜交育種配合只適用于植物，發(fā)育

，結(jié)實(shí)率有可能引發(fā)生態(tài)危機(jī)應(yīng)用培育矮稈抗銹病小麥青霉素高產(chǎn)菌株、太空椒快速培育矮稈抗銹病小麥三倍體無子西瓜、八倍體小黑麥轉(zhuǎn)基因“向日葵豆”、轉(zhuǎn)基因抗蟲棉育種時(shí)間長(zhǎng)延遲低拓展提升1.雜交育種不一定需要連續(xù)自交。若選育顯性優(yōu)良品種，則需要連續(xù)自交篩選直至性狀不再發(fā)生分離；若選育隱性優(yōu)良品種，則只要在F2出現(xiàn)該性狀個(gè)體即可。2.誘變育種與雜交育種相比，二者最大的區(qū)別在于誘變育種能創(chuàng)造出新基因。前者能產(chǎn)生前所未有的新基因，創(chuàng)造變異新類型；后者不能產(chǎn)生新基因，只是實(shí)現(xiàn)原有基因的重新組合。3.注：雜交育種和雜種優(yōu)勢(shì)

兩者都是將兩個(gè)品種中的優(yōu)良性狀集中到一個(gè)親本上，但雜交育種培育成能穩(wěn)定遺傳的純合子，雜種優(yōu)勢(shì)主要是利用雜種F1的優(yōu)良性狀，并不要求遺傳學(xué)上的穩(wěn)定。4．根據(jù)不同育種需求選擇不同的育種方法。在所有育種方法中，最簡(jiǎn)捷、常規(guī)的育種方法——雜交育種(1)將兩親本的兩個(gè)不同優(yōu)良性狀集中于同一生物體上，可利用雜交育種，亦可利用單倍體育種。(2)要求快速育種，則運(yùn)用單倍體育種。(3)要求大幅度改良某一品種，使之出現(xiàn)前所未有的性狀，可利用誘變育種和雜交育種相結(jié)合的方法。(4)要求提高品種產(chǎn)量，提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量，可運(yùn)用多倍體育種。

育種方案的選擇（1）欲獲得從未有過的性狀——誘變育種，如對(duì)從不抗旱的玉米誘變處理獲得抗旱品種。（2）欲將分散于不同品系的性狀集中在一起（優(yōu)勢(shì)組合）——雜交育種，如利用抗倒伏不抗銹病的小麥和抗銹病不抗倒伏的小麥培育出既抗銹病、又抗倒伏的“雙抗”品系。（3）欲增大原品種效應(yīng)（如增加產(chǎn)量、增加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量等）——多倍體育種,如用二倍體西瓜人工誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍獲得“四倍體”,進(jìn)而與二倍體雜交培育成“三倍體無子西瓜”。（4）欲縮短獲得“純合子”時(shí)間——單倍體育種（常針對(duì)優(yōu)良性狀受顯性基因控制者）,如獲得ddTT的矮稈抗病小麥品種。2.普通小麥中有高稈抗?。═TRR）和矮稈易感?。╰trr）兩個(gè)品種，控制兩對(duì)性狀的基因分別位于兩對(duì)同源染色體上。實(shí)驗(yàn)小組利用不同的方法進(jìn)行了如下三組實(shí)驗(yàn)：下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說法，不正確的是（）A.A組和B組都利用雜交的方法，目的是一致的B.A組F2中的矮稈抗病植株Ⅰ可以用于生產(chǎn)的占1/3C.B組F2中的矮稈抗病植株Ⅱ可以直接用于生產(chǎn)D.C組育種過程中，必須用γ射線處理大量的高稈抗病植株，才有可能獲得矮稈抗病植株答案

C應(yīng)特別關(guān)注“最簡(jiǎn)便”“最準(zhǔn)確”“最快”“產(chǎn)生新基因、新性狀或新的性狀組合”等育種要求①最簡(jiǎn)便——側(cè)重于技術(shù)操作，雜交育種操作最簡(jiǎn)便。②最快——側(cè)重于育種時(shí)間，單倍體育種所需時(shí)間明顯縮短。③最準(zhǔn)確——側(cè)重于目標(biāo)精準(zhǔn)度，基因工程技術(shù)可“定向”改變生物性狀。④產(chǎn)生新基因（或新性狀）——側(cè)重于“新”即原本無該性狀，誘變育種可產(chǎn)生新基因，進(jìn)而出現(xiàn)新性狀（注：雜交育種可實(shí)現(xiàn)性狀重新組合，并未產(chǎn)生新基因，也未產(chǎn)生新性狀，如黃色圓粒豌豆與綠色皺粒豌豆雜交，產(chǎn)生黃色皺粒組合，這里的黃色與皺粒性狀原來就有，只是原來未組合而已）。1.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論圖解考點(diǎn)三生物的進(jìn)化2.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論與達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的比較達(dá)爾文自然選擇學(xué)說現(xiàn)代生物進(jìn)化理論基本觀點(diǎn)①

是自然選擇的內(nèi)因；②

為自然選擇提供更多的選擇材料，加劇了生存斗爭(zhēng)①

是生物進(jìn)化的基本單位，生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于種群

的改變；②突變和基因重組、

及

是物種形成過程的三個(gè)基本環(huán)節(jié)遺傳變異過度繁殖種群基因頻率自然選擇隔離基本觀點(diǎn)③

一般是不定向的，定向的

決定著生物進(jìn)化的方向；④

是自然選擇的過程，是生物進(jìn)化的動(dòng)力；⑤

是自然選擇的結(jié)果；⑥自然選擇過程是一個(gè)長(zhǎng)期、緩慢、連續(xù)的過程③

提供了生物進(jìn)化的原材料；④

使種群的基因頻率定向改變并決定生物進(jìn)化的方向；⑤

是新物種形成的必要條件不同點(diǎn)沒有闡明遺傳變異的本質(zhì)以及自然選擇的作用機(jī)理，著重研究生物個(gè)體進(jìn)化從分子水平上闡明了自然選擇對(duì)遺傳變異的作用機(jī)理，強(qiáng)調(diào)群體進(jìn)化，認(rèn)為種群是生物進(jìn)化的基本單位共同點(diǎn)都能解釋

和生物的多樣性、適應(yīng)性變異自然選擇生存斗爭(zhēng)適者生存突變和基因重組自然選擇隔離生物進(jìn)化的原因3.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論中的“三、三、兩、兩”基因頻率生殖隔離基因交流突變和基因重組自然選擇隔離地理隔離（1）隔離、物種形成與進(jìn)化的關(guān)系①生物進(jìn)化≠物種的形成a.生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變，物種形成的標(biāo)志是生殖隔離的產(chǎn)生。b.生物發(fā)生進(jìn)化，并不一定形成新物種，但是新物種的形成要經(jīng)過生物進(jìn)化，即生物進(jìn)化是物種形成的基礎(chǔ)。②物種形成與隔離的關(guān)系：物種的形成不一定要經(jīng)過地理隔離，但必須要經(jīng)過生殖隔離。（2）“新物種”必須具備兩個(gè)條件①與原物種間已形成生殖隔離（不能雜交或能雜交但后代不育）。②物種必須是可育的。如三倍體無子西瓜、騾子均不可稱“物種”，因?yàn)樗鼈兙恰安挥钡模谋扼w西瓜相對(duì)于二倍體西瓜則是“新物種”，因它與二倍體西瓜雜交產(chǎn)生的子代（三倍體西瓜）不育，意味著二者間已產(chǎn)生生殖隔離，故已成為另類物種。4.易錯(cuò)警示！自交與自由交配后代的基因頻率和基因型頻率的變化分析(1)雜合子連續(xù)自交時(shí)，盡管基因頻率不變，但后代的基因型頻率會(huì)發(fā)生改變，表現(xiàn)為純合子的頻率不斷增大，雜合子的頻率不斷減小。(2)在無基因突變、各種基因型的個(gè)體生活力相同時(shí)，自由交配遵循遺傳平衡定律，上下代之間