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1、生物变异、育种和进化生物变异、育种和进化 临沂三中临沂三中 彭丽娟彭丽娟 知识内容知识内容要要求求（l）基因重组及其意义）基因重组及其意义（2）基因突变的特征和原因）基因突变的特征和原因（3）染色体结构变异和数目变异）染色体结构变异和数目变异（4）生物变异在育种上的应用）生物变异在育种上的应用（5）现代生物进化理论的主要内容）现代生物进化理论的主要内容（6）生物进化与生物多样性的形成）生物进化与生物多样性的形成 1.(20111.(2011广广东东卷卷)最近，可以抵抗多数抗生素的“超级细菌”引人关注，这类细菌含有超强耐药性基因NDM1，该基因编码金属内酰胺酶，此菌耐药性产生的原因是(双选)()
2、A定向突变 B抗生素滥用 C金属内酰胺酶使许多抗菌药物失活 D通过染色体交换从其他细菌获得耐药基因BCDC4.(2013山东，山东，27）（）（14分）某二倍体植物宽叶（分）某二倍体植物宽叶（M）对窄叶（）对窄叶（m）为显性，高）为显性，高茎（茎（H）对矮茎（）对矮茎（h）为显性，红花（）为显性，红花（R）对白花（）对白花（r）为显性。基因）为显性。基因M、m与基与基因因R、r在在2号染色体上，基因号染色体上，基因H、h在在4号染色体上。号染色体上。（4）现有一有一宽叶叶红花突花突变体，推体，推测其体其体细胞内与胞内与该表表现型相型相对应的基因的基因组成成为图甲、乙、丙中的一种，其他同源染色体
3、数目及甲、乙、丙中的一种，其他同源染色体数目及结构正构正常。常。现只有各种缺失一条染色体的植株可供只有各种缺失一条染色体的植株可供选择，请设计一步一步杂交交实验，确定，确定该突突变体的基因体的基因组成是哪一种。（注：各型配子活力相同；成是哪一种。（注：各型配子活力相同；控制某一性状的基因都缺失控制某一性状的基因都缺失时，幼胚死亡），幼胚死亡）实验步步骤：观察、察、统计后代表后代表现性及比例性及比例结果果预测：若若 ，则为图甲所示的基因甲所示的基因组成；成；若若 ，则为图乙所示的基因乙所示的基因组成；成；若若 ，则为图丙所示的基因丙所示的基因组成。成。普遍性、低频性、不定向性、普遍性、低频性、不
4、定向性、随机性、多害少利性随机性、多害少利性产生新的基因产生新的基因减减的前期和后期的前期和后期只产生新基因型，只产生新基因型，不产生新基因不产生新基因缺失、易位、颠倒、重复缺失、易位、颠倒、重复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基因重组基因重组种群种群自然选择自然选择隔离隔离物种多样性物种多样性考点一考点一 三种可遗传变异三种可遗传变异基因突变基因突变基因重组基因重组 染色体变异染色体变异基因重组基因重组易位易位染色染色体变异体变异基因突变基因突变基因重组基因重组观察不到观察不到 染色体变异染色体变异可以观察到可以观察到基因突变基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组转
5、基因转基因合子（或受精卵）合子（或受精卵）生殖细胞生殖细胞卵细胞卵细胞花粉花粉基因突变基因突变环境因素环境因素遗传遗传物质的变化物质的变化【高考警示钟高考警示钟】基因突变对生物体的影响并不一定比染色体变异小基因突变对生物体的影响并不一定比染色体变异小,基因突变不改变生物体内基因的数量，染色体变异基因突变不改变生物体内基因的数量，染色体变异可以改变生物体内基因的数量。可以改变生物体内基因的数量。但不要误以为染色但不要误以为染色体变异一定比基因突变对生物的影响大体变异一定比基因突变对生物的影响大。有的基因。有的基因突变是致死的，其影响反而比一些染色体变异影响突变是致死的，其影响反而比一些染色体变异
6、影响大。大。1.(20111.(2011广广东东卷卷)最近，可以抵抗多数抗生素的“超级细菌”引人关注，这类细菌含有超强耐药性基因NDM1，该基因编码金属内酰胺酶，此菌耐药性产生的原因是(双选)()A定向突变 B抗生素滥用 C金属内酰胺酶使许多抗菌药物失活 D通过染色体交换从其他细菌获得耐药基因BCA.图甲所示的变异属于基因重组图甲所示的变异属于基因重组B.观察异常染色体应选择处于分观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞裂间期的细胞C.如不考虑其他染色体，理论上如不考虑其他染色体，理论上该男子产生的精子类型有该男子产生的精子类型有8 种种D.该男子与正常女子婚配能生育该男子与正常女子婚配能生育染
7、色体组成正常的后代染色体组成正常的后代20132013福建福建5.5.某男子表某男子表现型正常，但型正常，但其一条其一条14 14 号和一条号和一条21 21 号染色体相互号染色体相互连接形成一条异常染色接形成一条异常染色体，如体，如图甲。减数分裂甲。减数分裂时异常染色体的异常染色体的联会如会如图乙，配乙，配对的的三条染色体中，任意配三条染色体中，任意配对的两条染色体分离的两条染色体分离时，另一条染色，另一条染色体随机移向体随机移向细胞任一极。下列叙述正确的是胞任一极。下列叙述正确的是【解析解析】图甲显示，两条非同源染色体（一条图甲显示，两条非同源染色体（一条14 号号和一条和一条21 号染色
8、体）相互连接时，丢失了一小段染号染色体）相互连接时，丢失了一小段染色体片段，属于染色体结构变异，色体片段，属于染色体结构变异，A 错误；错误；观察染色体的最佳时期是有丝分裂中期，观察染色体的最佳时期是有丝分裂中期，B 错误；错误；分析乙图：减数第一次分裂后期，同源染色体发生分析乙图：减数第一次分裂后期，同源染色体发生分离时，图乙中配对的三条染色体，任意配对的两分离时，图乙中配对的三条染色体，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任一条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任一极，有三种可能的情况：极，有三种可能的情况：14号移向一极，异常染号移向一极，异常染色体和色体和21号同时
9、移向另一极，号同时移向另一极，异常染色体移向一异常染色体移向一极，极，14号和号和21号同时移向另一极，号同时移向另一极，21号移向一极，号移向一极，异常染色体和异常染色体和14号同时移向另一极；结果共产生六号同时移向另一极；结果共产生六种精子，种精子，C 错误；错误；通过对乙图的分析，该男子减数分裂时能产生正常通过对乙图的分析，该男子减数分裂时能产生正常的精子，那么与正常女子婚配能生育出染色体组成的精子，那么与正常女子婚配能生育出染色体组成正常的后代，正常的后代，D 正确。正确。2013山东山东27、（、（14分）某二倍体植物宽叶（分）某二倍体植物宽叶（M）对窄叶（）对窄叶（m）为显性，高茎
10、（）为显性，高茎（H）对矮茎（对矮茎（h）为显性，红花（）为显性，红花（R）对白花（）对白花（r）为显性。基因）为显性。基因M、m与基因与基因R、r在在2号染色体上，基因号染色体上，基因H、h在在4号染色体上。号染色体上。（4）现有一有一宽叶叶红花突花突变体，推体，推测其体其体细胞内与胞内与该表表现型相型相对应的基的基因因组成成为图甲、乙、丙中的一种，其他同源染色体数目及甲、乙、丙中的一种，其他同源染色体数目及结构正常。构正常。现只有各种缺失一条染色体的植株可供只有各种缺失一条染色体的植株可供选择，请设计一步一步杂交交实验，确定，确定该突突变体的基因体的基因组成是哪一种。（注：各型配子活力相同
11、；控制某一性成是哪一种。（注：各型配子活力相同；控制某一性状的基因都缺失状的基因都缺失时，幼胚死亡），幼胚死亡）实验步步骤：观察、察、统计后代表后代表现性及比例性及比例结果果预测：若若 ，则为图甲所示的基因甲所示的基因组成；成；若若 ，则为图乙所示的基因乙所示的基因组成；成；若若 ，则为图丙所示的基因丙所示的基因组成。成。宽叶红花与宽叶白花植株比例为宽叶红花与宽叶白花植株比例为1：1宽宽叶叶红红花与花与宽宽叶白花植株比例叶白花植株比例为为2：1第第种情况分析：种情况分析：宽叶红花与窄叶白花植株比例为宽叶红花与窄叶白花植株比例为2：1第第种情况分析种情况分析I图甲与测交植物杂交，得到的情况是：所
12、以宽叶红花和宽叶白花的比例是1:1II图乙与测交植物杂交，得到的情况是：所以宽叶红花和宽叶白花的比例是2:1III图丙与测交植物杂交，得到的情况是：所以宽叶红花和窄叶白花的比例是2:1答案二答案二用该突变体与缺失一条用该突变体与缺失一条2号染色体的宽叶号染色体的宽叶白花植株杂交白花植株杂交I.宽叶红花与宽叶白花植株的比为宽叶红花与宽叶白花植株的比为3:1II.后代中全部为宽叶红花后代中全部为宽叶红花III.宽叶红花与窄叶红花植株的比为宽叶红花与窄叶红花植株的比为2:1 规律总结1.基因突变只改变基因种类不改变数目基因突变只改变基因种类不改变数目2.染色体结构缺失突变体缺失部分基因染色体结构缺失
13、突变体缺失部分基因3.染色体整条缺失则整条染色体上的基因缺染色体整条缺失则整条染色体上的基因缺失失【变变式式题题】(2010扬扬州州四四模模)下列有关基因重组的叙述中，正确的是()A基因型为Aa的个体自交，因基因重组而导致子代性状分离B基因A因替换、增添或缺失部分碱基而形成它的等位基因a属于基因重组C非姐妹染色单体间的互换可能导致基因重组D造成同卵双生姐妹间性状上差异的主要原因是基因重组【解解析析】两对等位基因之间才有基因重组；B项是基因突变；同卵双生姐妹间性状上差异的主要原因是基因突变。C 方方 法法 优缺点优缺点 举例举例 原原 理理 基基因因重重组组杂交杂交-F-F1自自交交-F-F2选
14、优选优-自交自交-再再选择选择 优点优点:将不同个体将不同个体的优良性状集中的优良性状集中到同一个体上到同一个体上不不足足:育种周期长育种周期长矮秆抗矮秆抗病小麦病小麦的培育的培育杂杂交交育育种种基基因因突突变变物理或物理或化学方化学方法处理法处理筛选筛选优点：优点：提高突变提高突变率，率，加速育种进加速育种进程。程。不足：不足：有利有利变异少，需要大变异少，需要大量处理实验材料。量处理实验材料。青霉素青霉素高产菌高产菌株、太株、太空椒空椒诱诱变变育育种种考点二考点二 几种育种方法比较几种育种方法比较原理原理方法方法优点优点缺点缺点实例实例基基因因工工程程育育种种基基因因重重组组利用基利用基因
15、工程因工程技术将技术将目的基目的基因导入因导入生物体生物体内内 打破物打破物种界限种界限，定向改定向改造生物造生物性状。性状。抗虫棉，抗虫棉，超级细菌超级细菌,产生人胰产生人胰岛素的大岛素的大肠杆菌肠杆菌技术复技术复杂，可杂，可能引起能引起生态危生态危机机 方方 法法 优缺点优缺点 举例举例 原原 理理 染色染色体数体数 目变目变异异花药离体花药离体培养再培养再经经人工诱导人工诱导使染色体使染色体加倍加倍 优点：优点：明显缩短明显缩短育种年限。育种年限。是最是最快速的育种方法。快速的育种方法。不足：不足：技术复杂。技术复杂。常与杂交育种相常与杂交育种相配合。配合。快速快速培培育矮秆育矮秆抗病小
16、抗病小麦麦单单倍倍体体育育种种 染色染色体数体数 目变目变异异用用秋水仙秋水仙素素处理萌处理萌发的种子发的种子或幼苗或幼苗 优点：优点：器官较器官较大，营养物质大，营养物质含量高。含量高。不足：不足：发育延发育延迟，结实率低。迟，结实率低。三倍体三倍体无子西无子西瓜，瓜，八八倍体小倍体小黑麦黑麦多多倍倍体体育育种种 单倍体单倍体杂交杂交单倍体单倍体诱变诱变多倍体多倍体杂交杂交将这两株植株分别自交。分分别别种下自交后代从种下自交后代从长长出的自交后代中出的自交后代中选择选择具有不同具有不同优优良形状的植株良形状的植株杂杂交交，答案答案D下下图图表表示示棉棉花花品品种种和和两两个个品品系系培培育育
17、出出新新品品种种的的可可能能方方法法，I I表表示示培培育育过过程程，请回答：请回答：巩固练习巩固练习(1)(1)由品种由品种和和经过过程经过过程I I、V V培育出新品培育出新品种的育种方式是种的育种方式是_。杂交育种杂交育种(2)(2)由品种由品种经过过程经过过程培育品种培育品种常用的常用的方法方法_。花药离体培养花药离体培养(3)(3)由品种由品种经过过程经过过程培育品种培育品种常用常用_方法。方法。(4)(4)由由品品种种直直接接形形成成品品种种的的过过程程被被称称为为_。诱变育种诱变育种 (或人工诱变或人工诱变)多倍体育种多倍体育种(5)(5)由由品品种种经经过过过过程程培培育育品品种种的的最最简便方法是简便方法是_。自交自交(6)(6)若外源基因若外源基因D D为苏云金芽孢杆菌质粒为苏云金芽孢杆菌质粒的抗虫基因，在品种的抗虫基因，在品种中有了同样的杀中有了同样的杀虫蛋白，该品种的种植在环境保护上的虫蛋白，该品种的种植在环境保护上的重要作用是重要作用是_._.减少环境污染减少环境污染