搜索
第1页共11页第第六六讲讲变变异异与与进进化化考情分析一、本讲考点：1．生物的变异(1)基因突变(2)基因重组(3)染色体结构的变异(4)染色体数目的变异2．人类遗传病与优生(1)人类的遗传病(2)遗传病对人类的危害(3)优生的概念和措施3．进化(1)自然选择学说的主要内容(2)现代生物进化理论简介二、考点解读：本专题涉及到的内容主要有生物变异的种类、变异的物质基础、生物的变异对生物进化的影响、现代生物进化理论以及在生物进化过程中物种形成的基本规律。生物的变异涉及到农业、渔业、养殖业、畜牧业等新品种的培育过程；理解新物种的形成规律能够更深层次理解环境保护的意义。本讲内容近年来在高考中涉及较少，常被考生忽视。考考向向走走势势预测2006年高考，该部分的命题趋势是：(1)强调分析能力的考查。要求学生正确描述和理解所给出的信息，并能运用相关的概念和原理来分析和解决问题。(2)重视各章节内容的相关联系，如物种的形成与基因频率、遗传规律、环境因素等的联系等。(3)重视考查理论在生产、生活中的运用。如生物变异内容中有关诱变育种、单倍体育种、多倍体育种等。(4)重视学科内综合的考查。最近几年遗传、变异与进化部分的高考题中，往往是将有关知识综合在一起进行考查，考查单一知识点的题目很少。在综合题中，常将遗传规律、遗传的物质基础、变异与育种等揉为一体进行考查。考考训训指指南南复习迎考中要注意抓住一条主线，即以基因突变、染色体变异和自然选择为重点的进化变异规律及其应用的综合。突出一个重点，即自然界中物种一般是怎样形成的。第二十二课生物的变异、进化与物种形成主主干干知知识识整整合合1．基因突变(1)基因突变的实质：基因突变就是DNA分子中脱氧核苷酸的的改变。现代遗传学已证明，单个碱基的改变就可以改变遗传信息的内容，从而改变基因所控制合成的蛋白质中的氨基酸。镰刀型细胞贫血症的病因就是一例。现代分子基因学证明血红蛋白分子有100多种变化，都是蛋白质多肽链上变化。其原因除了控制血红蛋白分子的DNA上的碱基改变以外，还有控制合成血红蛋白分子的DNA的碱基序列发生碱基对的增添或缺失。由此可见，基因突变就是基因第2页共11页结构的改变，是由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变。基因突变通常是染色体上或线粒体、叶绿体上个别基因所发生的分子结构的变化，也称为“点突变”。由于基因突变是在极微小的部位上发生的变化，只能通过遗传学的方法看它是否在杂交后代中出现分离来鉴定，在光学显微镜下看不到染色体上有什么变化。(2)基因突变的特点：①基因突变的随机性：基因突变可以发生在生物个体发育的和生物体的。一般来说，在生物个体发育的过程中，基因突变发生的时期越迟，生物体表现突变的部分就越。如果基因突变发生在体细胞部分，而且是显性，那么当代个体就会出现镶嵌现象。例如家蚕中曾发生过有半边透明、半边不透明皮肤的两合体，这是由于卵裂时产生的体细胞突变，并由此发育成家蚕的油蚕新品种。如果突变发生在时期，就会通过受精而直接遗传给后代，导致后代产生突变型。实验表明，能够传递给下一代的突变发生的时期一般都在形成生殖细胞前，减数分裂的间期。因此即使产卵率很高的昆虫，在孵化出来的后代个体中，突变型的出现也是十分稀少的。体细胞的突变虽然不能直接传递给后代，而且突变后的体细胞在生长上往往竞争不过周围正常的体细胞，因而受到抵制、排斥，但对于能进行营养繁殖的植物，只要把突变的芽或枝条采取营养繁殖的方法，便可保留下来。许多果树和花卉植物的著名品种，就是通过“芽变”流传下来的。②基因突变的有害性：大多数有表型效应的基因突变对生物的发育是有害的，人类的遗传病基本上都是形成的，因为生物现有的性状都是经过长期进化形成的遗传均衡系统，任何基因突变将会破坏和扰乱原来遗传基础均衡，不利于生长和发育。例如玉米的白苗突变，由于它缺乏叶绿素，不能制造营养物质而死亡。但是有害性也不是绝对的，当条件改变了，有害的突变可转化为无害，甚至有利。例如水稻矮秆突变，在多风高肥地区可抗倒伏。又如雄性不育突变对作物本身是有害的，但在杂交优势利用上，可以免除人工去雄，提高杂交制种效率。③基因突变的多向性：1个基因可以向不同方向发生突变，产生1个以上的。如：控制小鼠毛色的灰色基因(A＋)可以突变成黄色(AY)，也可以突变成黑色基因(a)；人类的ABO血型是由IA、IB、i3个复等位基因组成的；血红蛋白发现有100多个突变类型。但是基因突变都是有限制范围的，如小鼠基因的突变只限制在色素这个范围内。2．基因重组(1)基因重组的概念：基因重组是指生物体在进行的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。主要是通过(2)基因重组的原理：在生物体进行形成配子时，随着的分离，非同源染色体自由组合，位于上的非等位基因也表现为自由组合。或在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常发生局部的交换，同一对同源染色体上的非等位基因之间也发生基因重组。基因重组是通过有性生殖过程实现的，进行无性生殖的生物没有基因重组这一(3)基因重组的意义：为提供了丰富的来源，这是形成的重要原因之一，对于具有十分重要的意义，是3．染色体变异(1)染色体结构的变异：染色体结构变异有这几种，染色体结构变异大多对生物体是不利的，有的甚至导致生物体的死亡。原因是：染色体结构的改变都会使排列在染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。(2)染色体数目的变异：染色体数目的变异分为两类：一类是细胞中的染色体地增加或减少，即整倍体；另一类是细胞内染色体的增加或减少，即非整倍体。①染色体组：是指包含控制生物体生长发育、遗传和变异的的一组完整的非同源染色体。在一个染色体组中的每个染色体大小、形状都不一样，不存在，也不存在个染色体上的所有的基因的总和是一套生物个体发育过程所需要的完整的遗传信息，称为一个第3页共11页②二倍体：是指体细胞中含有的个体，在自然界中过半数的植物和几乎所有的动物是二倍体。如人、玉米、果蝇等。③多倍体：是指体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体。④多倍体的形成：主要是受条件或生物内部因素的干扰下，的形成受到破坏，以致染色体不能被移向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，于是就形成染色体数目加⑤单倍体：单倍体是指体细胞中含有直接发育而来的个体。对二倍体生物而言，单倍体生物体细胞中只有一个染色体组，不能形成有遗传效应的配子，故二倍体生物的单倍体是高度不孕的。六倍体生物的单倍体含有3个染色体组，减数分裂时不能实现完全的联会配对，产生的配子无效应，故也是高度不孕的。四倍体生物的单倍体细胞中含有2个染色体组，如果四倍体是同源四倍体，则形成的单倍体中还有同源染色体，减数分裂时能完成联会配对，这种单倍体是可育的。如对普通西瓜的幼苗用处理后，得到四倍体的西瓜植4．自然选择学说的基本内容及其相互关系自然选择的内容主要有4点：、。其中是生物进化的内在因素，的，而且是普遍存在的。即使环境没有发生变化，变异也会发生。如果环境变化剧烈，变异发生的频率可能高一些，但不能决定变异的方向。环境只是对变异进行选择，这种选择作用是定向的，被选择的变异类型总是对环境适应的，不能适应的类型终将被淘汰，所以生存下来的生物都是对环境适应的，是自然选择的结果。自然选择的具体表现形式是生存斗争，5．现代生物进化理论(1)种群是生物进化的单位：①种群是生物生存和生物进化的基本单位，一个物种中的一个个体是不能长期生存的，物种长期生存的基本单位是。一个个体是不可能进化的，生物的进化是通过②种群也是生物繁殖的基本单位，种群内的个体不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传递给后代。(2)生物进化的原材料——突变和基因重组：①是生物进化的原始材料，可遗传的变异主要来自基因突变、基因重组和染色体变异，在生物进化理论中，常将基因突变和染色体变异统称为②变异是不定向的，变异只是给生物进化提供原始材料，不能决定生物进化的方向。生物进化的方向是由来决定的。(3)自然选择决定生物进化的方向：生物进化的实质是种群的改变。种群中产生的变异是不定向的，经过长期的自然选择，其中不利变异被淘汰，有利变异则逐渐积累，从而使种群的(4)隔离导致物种的形成：①物种是指分布在一定自然区域内，具有一定的形态结构和生理功能，而且在自然状态下能够相互，并能够产生出后代的一群生物个体。物种与物种之间最本质的区别是有是新物种形成的必要条件，最普遍的方式是一个分布区很广的物种先通过(如东北虎和华南虎两个亚种的形成)，然后长期的地理隔离发展为②在自然界里还存在另一种物种形成方式，它往往只需要几代甚至一代就完成了，而不需要经过，一经出现可以很快达到第4页共11页重重点点难难点点聚聚集集1．基因突变的几个问题(1)发生的过程及时间：基因突变发生在细胞分裂间期(有丝分裂间期或减数分裂第一次分裂间期)的DNA分子的复制过程中。(2)基因突变与生物生殖的对应关系：无性生殖中有丝分裂过程能发生基因突变；有性生殖中减数分裂过程能发生基因突变，因而在无性生殖和有性生殖过程中都存在因基因突变而发生的变异。(3)发生基因突变的细胞：体细胞可以发生基因突变，这种突变不会导致下一代个体产生变异。有性生殖细胞也可以发生基因突变，这种突变可经受精作用直接传递给后代。2．染色体组与染色体组数目的判定(1)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条：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一种生物性状的一整套基因，但不能重复。(2)要确定某生物体细胞中染色体组数目，可从以下几个方面考虑：图6-22-1①细胞内形态相同的染色体(同源染色体)有几条，则含有几个染色体组。如图6-22-1细胞中相同的染色体有4条，此细胞中有4个染色体组；②根据基因型来判断。在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因出现几次，则有几个染色体组，如基因型为AAaBBb的细胞或生物体含有3个染色体组；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＝染色体数/染色体形态数。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。3．变异与育种育种的基本思路是通过各种方式改变生物的遗传物质，产生各种各样的变异类型，从中选育符合人类要求的变异，然后定向培育为新品种。(1)人工诱变育种：人工诱变也称诱发突变。它是人工应用各种物理、化学因素(辐射诱变、激光诱变等)引起的基因突变，它和自发突变在表现型和遗传规律上没有区别，只是在诱变条件下增加了突变出现的频率。因为基因突变是遗传物质成分和结构的改变，所以凡是能使DNA分子结构发生变化的因素都可用来诱发基因突变，可以提高变异频率，加速育种进程，其缺点也很明显，即有利突变体很少，因此育种的规模和成本必然很大。如太空椒就是用此法育成的。(2)基因重组与育种：减数分裂过程中，由于同源染色体的分离，非同源染色体的自由组合，形成不同类型的配子；在受精过程中，不同类型的精子、卵细胞融合形成多种多样的基因型，出现多种多样不同性状的个体，这是杂交育种的基础。(3)染色体数目变异在育种上的应用：①多倍体育种：常用方法：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。秋水仙素的作用原理：能够抑制正在分裂的细胞形成纺锤体，导致染色体不能分离，从而引起细胞内染色体数目加倍。染色体数目加倍的细胞继续进行正常的有丝分裂，将来就可以发育成多倍体植株。如八倍体小黑麦和三倍体无籽西瓜的培育成功。②单倍体育种：单倍体育种是指用花药离体培养的方法获得单倍体，再经过诱导使染色体数目加倍，重新恢复到正常植株的染色体数目。由于恢复的染色体是通过复制产生的，所以每个染色体的基因都是纯合的，自交产生的后代不发生性状分离，从而可以明显地缩短育种的年限。一般只需要两年即可完成。单倍体育种的基本步骤是：a．杂交，即将需要的一些优良性状通过杂交组合到同一株植物体上。b．用F1第5页共11页的花药离体培养得到单倍体，然后用秋