1、專題六變異進化【教法指引】本專題是新課標教材必修二遺傳與進化中第五章、第六章、第七章的內容。主要內容包括基因重組及其意義、基因突變的特征和原因、染色體結構變異和數目變異、生物變異 在育種上應用、轉基因食品的安全以及有關人類優生與進化的關系，人類遺傳病的相關問題由于與遺傳定律聯系緊密，和遺傳規律并為一個專題。【專題要點】本專題考綱匯總本部分 10個知識點5個要求為n,其中基因重組的類型， 發生的時間、 基因突變發生的時間、 基因突變和基因重組的區別，染色體變異的特點， 現代生物進化理論的主要內容，生物進化與生物多樣性的形成為主要內容，總結如下： 一、基因重組的理解1 .概念：在生物體有性生殖中，

2、控制不同性狀的基因重新組合。2 .方式：有性生殖（減數分裂）、重組DN破術（基因工程）。3 .減數分裂過程中的基因重組兩種類型：四分體時期，同源染色體的非姐妹染色單體 交叉互換；（如圖1）,減數分裂第一次分裂后期中的非等位基因的自由組合（如圖 2）。2019-2020年高考生物二輪復習：變異進化專題圖24 .意義：產生了新的基因型，大大豐富了變異的來源；形成生物多樣性的原因之一、 為生物變異提供豐富的來源、對生物的進化具有重要的意義。5 .基因重組概念的整合：（如下圖）歸納：基因工程也屬于控制不同性狀的基因重新組合，屬于非自然的基因重組， 可以發生在不同種生物之間，能夠定向改變生物性狀。肺炎雙

3、球菌的轉化也屬于基因重組。基因重組產生了新的基因型，但未改變基因的“質”和“量”。、對基因突變的.理解低頻性（誘變因素隨機性復制r普遍性J 基因結構Y （改變）多事性方定向性"*一I進化的原始材料正常基因（A ）,-I堿基對增添、缺失,替換）I鵬基序列（局部改變）I遺傳僖息（局部改變）I突 基因（a ）._Lr-rE.p.*i.wiuE（等位基因）-新的基因型I 1新的性狀新的表現型基因突變歸納：概念內涵：DN冊子發生的堿基對的替換、增添和缺失；外延：基因突變是DNA子水平上某一個基因內部堿基對種類和數目的變化，基因的數目和位置并未改變。突變特征：普遍性（所有生物都可能發生基因突變）

4、；隨機性（生物個體發育的任何時期）；不定向性（向不同的方向發生突變）；低頻性（突變的頻率比較低）；多害性（多數有害，少數有利，也有中性） 。突變原 因：外在因素誘發，如物理、化學、生物因素。也存在自發進行的基因突變， 如DNA復制偶爾出現錯誤等。基因突變的時期：基因突變可發生在任何生物的細胞中，一般發生于DNAM制的時候，突變的基因在細胞分裂的間期隨DNA的復制而復制，通過細胞分裂而傳遞給子細胞，體細胞發生的基因突變一般不能傳遞給后代，而發生在生殖細胞中的突變，可以通過生殖細胞的結合傳給后代。意義：基因突變能產生等位基因，是生物變異的根本來源，為生物進化提供了最初的 原始材料。三、基因突變對性

5、狀與子代的影響1 .基因突變對性狀的影響（1）改變性狀原因：突變間接引起密碼子改變，最終表現為蛋白質功能改變，影響生物性狀。實例：鐮刀型細胞貧血癥。（2）不改變性狀，有下列兩種情況：一種氨基酸可以由多種密碼子決定（密碼的簡并性），當突變后的DNA轉錄成的密碼子仍然決定同種氨基酸時，這種突變不會引起生物性狀的改變。突變成的隱性基因在雜合子中不引起性狀的改變。突變發生在非編碼區或真核細胞基因的編碼區的內含子中。2 .基因突變對子代的影響（1）基因突變發生在有絲分裂過程中，一般不遺傳，但有些植物可以通過無性生殖傳遞給 后代。（2）如果發生在減數分裂過程中，可以通過配子傳遞給后代。（3）基因突變的頻率

6、比較：生殖細胞體細胞；分裂旺盛的細胞停止分裂的細胞。四、染色體組與染色體數目的判斷1 .染色體組與染色體數目的差別(1)染色體組是指細胞中形態和功能各不相同，但是攜帶著控制一種生物生長發育、遺傳和變異的全部信息的一組非同源染色體。要構成一個染色體組應具備以下幾條：一個染色體組中不含同源染色體。一個染色體組中所含的染色體形態、大小和功能各不相同。一個染色體組中含有控制物種生物性狀的一整套基因，但不能重復。(2)要確定某生物體細胞中染色體組的數目，可從以下幾個方面考慮：細胞中同種形態的染色體有幾條，細胞內就含有幾個染色體組。(如圖一)根據基因型判斷細胞中的染色體數目，根據細胞的基因型確定控制每一性

7、狀的基因出現的次數，該次數就等于染色體組數(如圖二) 。如基因型 AAaaBBbb的細胞生物體含有 4 個染色體組。根據染色體的數目和染色體的形態數來推算，染色體組的數目 態數。=染色體數/染色體形郴演圖二2 .單倍體與二倍體、多倍體的判定(1)由受精卵發育而成的個體，含有幾個染色體組，就叫幾倍體。(2)由配子發育而成的個體，不論含幾個染色體組，都稱為單倍體。如八倍體生物的單倍體含有4個染色體組。單倍體個體的體細胞染色體組數一般為奇數，當其進行減數分裂形成配子時，由于同源染色體無法正常聯會或聯會紊亂，不能產生正常的配子。(3)二倍體生物的配子中只含有一個染色體組。(4)含奇數倍染色體(如3組染

8、色體的三倍體和單倍體)的個體不能產生正常的配子。3 .三倍體無子西瓜中果實各部分染色體第一年所結果實第二年所結果實 (三倍體西瓜)果實位置四倍體植株上三倍體植株上果皮染色體組數43種皮染色體組數43胚染色體組數3無胚乳染色體組數5無歸納：無子番茄是不經傳粉受精，子房經生長素處理后形成的二倍體果實，其無子性狀不能遺傳。基因型配子比例自交后代的表現型比例(只有 一個A就表現A性狀)AAAAa1A： 1a3A: 1aAAAa1AA: 1AaAAAaa1AA： 4Aa： 1aa35A: 1a1Aa： 1aa4.不同倍數的個體的基因的分離Aaaa3A： 1a五、可遺傳變異三種來源的比較比較基因重組基因突

9、艾染色體變異變異實質控制不同性狀的基因 重新組合，產生新的基 因型基因分子結構發 生改變，產生新 的基因染色體組成倍增加或減少，產生新 的基因型或染色體結構發生變異產生過程減數分裂形成配子時， 非等位基因的自由組 合，或等位基因的互換復制過程中，基 因中脫氧核甘酸 的增、減和改變染色體復制后，不能形成兩個子細 胞或配子不經受精作用，而單獨發 育成個體或染色體結構的變異舊非同源染色體上的 非等位,基因的自由組 合同源染色體上的 非姐妹染色單體之間 的交叉互換自然突變 人工誘變染色體結構的變異染色體數目的變異特點發生在真核生物 進行有性生殖中，后代 中重新產生的變異類 型有一定的比例規律任何生物都

10、可發 生，頻率低，有 害變異多，是變 異的主要來源， 進化的重要因素發生在真核生物核遺傳中，多倍體 植株器官大，養分多，成熟遲，結 實少；單倍體植株弱小，高度不育； 染色體結構變異在人體遺傳病中是 比較嚴重的遺傳病實例黃圓與綠皺豌豆 雜交，后代產生黃皺與 綠圓個體鐮刀型細胞 貧血癥普通小麥（六倍體） 雄蜂、單倍體玉米六、幾種育種方法的比較名稱原理方法優點缺點應用使分散在同一育種時 間長局限于 同一種或 親緣關系 較近的個 體雜交一自交一篩選出物種或不同品用純種高稈抗病雜交基因重符合要求的表現型，種中的多個優小麥與矮稈不抗育種組通過自交至不發生性 狀分離為止良性狀集中于 同一個體上，即 “集優”

11、病小麥培育矮稈 抗病小麥誘變 育種基因突艾物理：紫外線、a 射線、微重力、激光 等處理、再篩選化學：秋水仙素、 硫酸二乙酯處理，再 篩選提高變異頻率， 加快育種進程， 大幅度改良某 些性狀有利變異 少，工作量 大，需要人 量的供試 材料高產青霉菌、“黑 農五號”大豆品 種等的培育單倍 體育 種染色體變 異（染色 體組成倍 地減少）先將花藥離體 培養，培養出單倍體 植株將單倍體幼苗 經一定濃度的秋水仙明顯縮短育種 年限，加快育種 進程技術復雜用純種高稈抗病 小麥與矮稈不抗 病小麥快速培育 矮稈抗病小麥素處理獲得純合子多倍染色體變用一定濃度的秋水仙植物莖稈粗壯，技術復雜， 發育延遲，三倍體無子西體

12、育 種異(染色 體組成倍 地增多)素處理萌發的種子或 幼苗葉片果實種子 均大，營養物質 含量提高結實率低，一般只適用于植物瓜、八倍體小黑 麥、四倍體水稻轉基 因育異源DNA(基因)提取目的基因一裝入 運載體一導入受體細 胞一目的基因的檢測目的性強；育種 周期短；克服了 遠緣雜交不親 和的障礙技術復雜，安全性問轉基因“向日葵 豆”；轉基因抗蟲種重組與表達一篩選出符合 要求的新品種題多棉七、自然選擇學說的內容外因內因1 .自然選擇學說內容的整合過度繁琉 大個體遺傳款變異生物進牝結果具宥不利變具有有利變舁,不適應環異，適應環境境的個體的個體不適者被海法生活條件有限生存斗爭適者生存2 .自然選擇的對象

13、(1)直接對象是生物的變異性狀(表現型)。(2)間接對象是相關的基,因型。(3)根本對象是與變異性狀相對應的基因。即自然選擇的實質是環境對變異所對應的 基因的選擇，因而可以改變種群的基因頻率。3 .自然選擇的因素：對生物的變異起選擇作用的是個體所處的自然環境。4 .自然選擇的動力：生存斗爭(1)類型：包括種內斗爭、種間斗爭(競爭) 、生物與無機環境之間的斗爭。(2)意義：生存斗爭對生物的某些個體的生存不利，但對物種的生存是有利的，并能 推動生物的進化。5 .自然選擇的結果：適者生存。八、現代生物進化理論的主要內容1 .種群是生物進化的基本單位個體攜帶的基因隨個體死亡而從基因庫中消失，但隨著繁殖

14、它把自身一部分基因傳給了后代，通過突變使新基因進入了基因庫。如果一個個體不能與種群中其他個體交配產生后代， 這個個體在進化上就沒有意義。2 .突變和基因重組產生進化的原材料(1)可遺傳的變異來源于基因突變、基因重組以及染色體變異。其中染色體變異和基 因突變統稱為突變。(2)基因突變產生新的等位基因。這就可能使種群的基因頻率發生變化。(3)突變的頻率雖然很低，但一個種群往往由許多個體組成，而且每一個個體中的每 一個細胞都含有成千上萬個基因，所以在種群中每一代都會產生大量的突變。(4)生物的變異是否有利取決于它們的生存環境，同樣的變異在不同的生存環境中可 能有利，也可能有害。(5)突變是不定向的，

15、基因重組是隨機的，只為進化提供原材料，而不能決定生物進 化的方向。3 .隔離與物種的形成(1)種群與物種的比較種群物種概 念生活在一定反域的同神生物的全部個體。，種群是生物進化和繁殖 的單位。同一種群內的個體之間可 以進行基因交流分布在一定自然反域內， 具有一定 的形態結構和生理功能，能夠在自 然狀態下相互交配，并且產生可育 后代的一群生物范 圍較小范圍內的同種生物的個體由分布在不同區域內的同種生物 的許多種群組成判 斷 標 準聯 系種群具備“兩同”，即同一地點，同一物種；同一物種的不同種群不 存在生殖隔離，交配能產生可育后R一個物種可以包括許多種群，如同一和 湖泊中，形成一個個彼此 同一物種

16、的多個種群之間存在地理隔屋 的亞種(或品種)，進主要是形態特征和能否自由交配 產生可育后代，不同物種間存在生 殖隔離幡I魚可以生活在不同的池塘、 被陸地隔離的種群。九長期發展下去可能成為不同 :而形成多個新物種。(2)隔離在物種形成中的作用隔離是物種形成的必要條件，包括地理隔離和生殖隔離。其實質是阻止生物之間的基因 交流，僅有地理隔離不能產生新的物種，生殖隔離才是物種形成的關鍵。(3)物種形成的兩種方式漸變式：經過長期的歷史年代逐漸形成。驟變式：在很短時間內即可形成，如自然界中多倍體的形成。4 .自然選擇決定生物進化的方向：不定向國然選卑變異通過生案斗爭實現不利變異(基因)1-有利變異(基因)

17、多達選擇和積墾種群的基因頻率通過遺傳. 定向改變一生物定向進化九、共同進化與生物多樣性5 .物種形成與生物進化兩者都是在自然選擇過程中發生的。生物進化是指同種生物的發展變化，時間可長可短，性狀變化程度不一。物種形成則是指一個物種發展為另一個物種的過程。這其中不僅包括漫長的時間、較明顯的基因型和表現型的變化，還應包括生殖隔離的存在。判斷生物是否屬于同一個物種，依據是是否出現生殖隔離，即能否交配并產生可育后代。 若出現生殖隔離，即不能交配或交配后產生不可育后代，則說明不是同一物種。6 .共同進化與生物進化的大致過程(1)共同進化在生物與生物之間的相互選擇和生物與無機環境之間的相互影響中不斷進化和發

18、展。 (2)生物進化的歷程生物進化的趨勢： 從原核生物到真核單細胞生物，再到真核多細胞生物； 從異養生物到自養生物；從厭氧生物到需氧生物；從無性生殖到有性生殖；從低等到高等；從水生到陸 生。(3)生物多樣性層次遺傳多樣性：指遺傳信息的總和、包括地球上所有動植物、微生物個體的基因。物種多樣性：地球上生物有機體的多樣性。生態系統多樣性：生物圈中生態環境、生物群落和生態過程的多樣性。生物多樣性成因：生物與環境共同進化的結果。(4)進化過程中的關鍵點：氧氣的出現：自養型生物的出現，為還原二氧化碳，奪得水中的氫，生成了氧氣。出現需氧型生物，使生物代謝的速度大大加快，從而加快了生物的進化；形成臭氧層， 臭氧可以吸收紫外線，從而減少陸地上紫外線的攝入量，使水