生物种及其变异与进化
专题六生物的变异与进化教案
专题六生物的变异与进化考纲要求应试策略生物的变异主要包括基因突变、基因重组和染色体变异。
基因突变发生在DNA 复制过程中，可以联系有丝分裂和减数分裂进行理解与掌握；基因重组和染色体变异则发生在减数分裂和受精作用过程中；生物工程中的基因工程和细胞工程等也可以使生物出现变异。
关于生物进化的内容，由于考查的相对较少，一般不做重点内容准备，可以通过掌握相关概念扩展到生物进化的内容和实质。
这一部分知识与前面相联系的内容是基因频率和基因型频率，熟练掌握这两个知识点，将有助于解决一些遗传方面的计算题。
生物变异的类型基因突变可能有利，可能有害，但也可能既无利也无害，即是中性的。
基因突变具有普遍性、随机性和不定向性等特点。
基因重组是生物变异的来源之一，是形成生物多样性的重要原因之一。
生物的变异可能导致遗传物质的增加、减少或重新排列。
变异可能发生在形成生殖细胞中，也可能发生在体细胞中，并不是所有的变异都能遗传给下一代。
在有性生殖的生物中，只有那些发生在生殖细胞形成中的变异才能够遗传下去。
基因突变是指DNA 分子中发生碱基对的替换、增添或缺失，而引起基因结构发生的改变。
如果蛋白质的一个氨基酸发生了改变，蛋白质的结构、性质和功能就可能发生变化。
不是所有的基因突变都会使蛋白质发生改变，因为mRNA 上3个碱基组成一个密码子，编码一个氨基酸，由于简并，不同的密码子可以编码相同的氨基酸。
镰刀型细胞贫血症是由于控制血红蛋白基因中的一个碱基发生了改变，导致血红蛋白中的一个氨基酸发生改变而引起的遗传病。
镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白分子结构与正常人的血红蛋白分子结构不同，正是由于这种不同，患者的红细胞不是呈圆饼状而呈镰刀状，这样的红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重的会导致人死亡。
生物变异的比较几种育种方法的比较从杂交育种到基因工程，育种技术是随着人类对遗传和变异规律认识的逐步深入而不断发展的，但不同方法有各自的优点和局限性。
杂交育种是通过杂交将亲本的基因进行重新组合，将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，从而选育新品种的育种方法。
遗传变异和生物进化的关系
遗传变异和生物进化的关系生物进化是生命演化的必然过程，是渐进的、连续的、长期的过程。
它千差万别的形态与特征，是由其内在的生物学规律和外在的环境因素相互作用的结果。
人们始终对生物进化的机制和过程充满着兴趣和研究，其中最为关键的是遗传变异对生物进化的贡献。
本文将从遗传变异的定义、作用、分类和对生物进化的影响等角度阐述遗传变异和生物进化的关系。
一、遗传变异的定义遗传变异是指在基因的表达和分子结构方面的多样性，在基因变异的基础上发生，是生命进化和自然选择的前提。
遗传变异将不同群体之间强烈的适应性差异固化到了遗传物质中，成为生物进化的基石。
遗传变异可以分为两大类：自然变异和人工变异。
自然变异是指在自然条件下发生的与环境有关的遗传变异，人工变异则是以人的手段引入的遗传变异。
二、遗传变异的作用遗传变异产生了生物在遗传上的多样性，对生命演化和进化有着很大的推动作用。
如果没有遗传变异，那么在自然选择过程中，个体之间并无差别，适者生存和自然淘汰的条件就不存在了。
因此，只有基因组内的稍微不同的成分才能使种群趋于适应其环境和生存。
在进化中，变异越高，物种的适应性和灵活性就越强。
三、遗传变异的分类自然变异主要有两种类型，一种是点突变，即基因发生基因突变，导致基因的链式结构发生变化；另一种是染色体的数目和结构变异。
有些基因调节和指导人的正常发育，这类基因的突变或变异可能导致遗传病发生。
在进化过程中，这些突变成为了生物多样性的来源，也是遗传变异的一种来源。
四、遗传变异对生物进化的影响遗传变异在生物进化中具有非常重要的作用。
生物进化是持续不断的遗传变异和自然选择的结果。
随着物种数量的增加，遗传变异的选择范围越来越大，因此生物个体之间的巨大差异会逐渐扩大。
物种的趋同性会逐渐减小，趋异性则会逐渐增大。
在这个过程中，一些适快者才能分化成不同的生物种类，成为进化中另一条分支。
除了带来生物多样性和物种分化的效应，遗传变异还能够增加物种的适应性。
高考生物试题分项解析：生物的变异育种与进化(含解析)
生物的变异、育种与进化1．（2018海南卷，14）杂合体雌果蝇在形成配子时，同源染色体的非姐妹染色单体间的相应片段发生对等交换，导致新的配子类型出现，其原因是在配子形成过程中发生了A．基因重组B．染色体重复C．染色体易位D．染色体倒位【答案】A【解析】生物体在形成配子时，同源染色体的非姐妹染色单体间的相应片段发生对等交换，导致位于非姐妹染色单体上的非等位基因进行了重组，其变异属于基因重组，A正确。
2．（2018江苏卷，4）下列关于生物进化的叙述，正确的是A．群体中近亲繁殖可提高纯合体的比例B．有害突变不能成为生物进化的原材料C．某种生物产生新基因并稳定遗传后，则形成了新物种D．若没有其他因素影响，一个随机交配小群体的基因频率在各代保持不变【答案】A3．（2018全国Ⅰ卷，6）某大肠杆菌能在基本培养基上生长，其突变体M和N均不能在基本培养基上生长，但M可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长，N可在添加了氨基酸乙的基本培养基上生长，将M和N在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合培养一段时间后，再将菌体接种在基本培养基平板上，发现长出了大肠杆菌（X）的菌落。
据此判断，下列说法不合理的是A．突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失B．突变体M和N都是由于基因发生突变而得来的C．突变体M的RNA与突变体N混合培养能得到XD．突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移【答案】C【解析】突变体M需添加了氨基酸甲的基本培养基上才能生长，可以说明突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性可能丧失，从而不能自身合成氨基酸甲，而导致必须添加氨基酸甲的基本培养基上才能生长，A正确；大肠杆菌属于原核生物，突变体M和N都是由于基因发生突变而得来，B正确；M和N的混合培养，致使两者间发生了DNA的转移，即发生了基因重组，因此突变体M与突变体N混合培养能得到X是由于细菌间DNA的转移实现的，而不是突变体M的RNA，C错误，D正确。
4．（2018海南卷，17）蜜蜂中，雌蜂是雌雄配子结合产生的二倍体，雄蜂是由未受精的卵直接发育而来的。
专题十四 生物的变异与进化
专题十四生物的变异与进化专题内容分布：生物的变异与作物育种、生物的进化考纲解读：1。
生物的变异与作物育种2。
生物的进化专题知识结构：专题复习建议：相关内容可复习4～5课时，反馈练习可用2～3课时。
本块知识包括：《基因突变和基因重组》《染色体变异》《人类遗传病与优生》三节内容和观察果蝇唾液腺巨大染色体装片一个实验。
由于基因突变是生物变异的主要来源，是生物进化的重要因素之一，基因突变的概念和原因是理解基因突变的关键；染色体组的概念是理解单倍体、二倍体、多倍体的基础；多倍体和单倍体的有关知识在育种工作中应用广泛，均是重点内容。
染色体组的概念和单倍体的概念不容易理解，是难点内容。
在复习“突变和基因重组产生进化的原材料”这部分内容时，要以“基因突变、基因重组和染色体变异是可遗传的变异的三个来源”为出发点，通过剖析典型实例，理解突变产生的等位基因通过有性生殖的基因重组，必将导致种群中出现多种多样的基因型，这就为生物进化提供了大量的原始材料。
例如，基因型为AaBb的个体，由于自交过程中不同基因的随机组合，其后代就有9种基因型。
如果种群中A基因突变产生出a1与a2，那么，A、a、a1、a2则为不同的等位基因，种群中就会出现几十种新的基因型。
所以说，种群的基因频率主要决定于基因突变频率。
基础知识分析：1.基因突变的特点（1）基因突变实际上是染色体一个位点上的基因的脱氧核苷酸的种类、数目或排列顺序发生了变化，例如果蝇的红眼由基因W控制，W变成w以后，红眼变成了白眼。
W和w 是一对同源染色体同一位点上的基因，又分别控制红眼和白眼这对相对性状，所以是一对等位基因。
可见，等位基因是由基因突变产生的。
（2）可逆性。
即正常型与突变型，从左到右称为正突变，从右到左称反突变。
原因是基因突变并非是原有基因的丧失，而是基因化学结构发生了变化。
（3）多向性。
即一个基因可以朝着不同的方向发生突变，形成多种突变。
如：A→a1，A→a2，A→a3。
生物的进化和物种起源
生物的进化和物种起源生物的进化和物种起源是生物学中的重要研究内容。
通过对生物的进化和物种起源的研究，我们可以更好地理解生物的多样性及其演化过程。
本文将探讨生物的进化和物种起源的相关概念、证据以及现代进化理论。
一、进化的概念和过程进化是指物种在漫长的时间里，通过遗传变异和自然选择逐渐改变和适应环境的过程。
进化的过程可以通过遗传变异、基因流、基因漂变、突变等方式来实现。
其中，自然选择是进化的主要驱动因素之一，它使得适应环境的个体能够生存下来并繁殖后代，从而使有利的遗传特征在种群中逐渐累积。
二、物种起源的理论物种起源的研究有多种理论，其中最为知名的是达尔文的自然选择理论和孟德尔的遗传学理论。
达尔文的自然选择理论提出了物种适应环境的机制，强调适应能力对个体生存和繁殖的重要性。
孟德尔的遗传学理论揭示了物种遗传变异的机制，强调了基因在进化中的重要作用。
三、进化证据1. 化石记录：化石是生物进化的重要证据之一。
通过研究化石，可以追溯物种的进化历程，了解物种的起源和变化过程。
2. 比较解剖学和胚胎发育：通过对不同物种的解剖结构和胚胎发育过程的比较，可以揭示它们之间的亲缘关系和进化历史。
3. 分子证据：分子生物学研究揭示了物种的进化关系。
通过对不同物种的基因组序列进行比较，可以判断它们之间的亲缘关系和演化过程。
4. 地理分布：地理分布的研究可以揭示物种的起源和演化历程。
例如，岛屿上的动植物种类通常较少，且与大陆种类存在差异，这可以解释为不同物种在地理隔离环境下独立进化的结果。
四、现代进化理论现代进化理论综合了遗传学、生态学和数学模型等多个学科的知识，提供了更为完善的解释生物进化的框架。
现代进化理论包括基因频率变化、遗传漂变、基因流、突变等概念，并通过数学模型和实验验证，深化人们对生物进化的认识。
总结：生物的进化和物种起源是生物学领域的重要研究内容。
进化是指物种通过遗传变异和自然选择不断适应环境的过程。
物种起源的理论主要有自然选择和遗传学理论。
2019届高考生物A版一轮复习课件：第九章 生物的变异与进化(共90张PPT)
考法4 （实验）低温诱导植物染色体数目变化
1.实验原理及流程
实验 原理
用低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影 响染色体被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，于是植物细 胞染色体数目发生变化
诱导培 养
将洋葱(或大葱、蒜)放在装满清水的广口瓶上，让洋葱底 部接触水面。待长出约1 cm左右的不定根，将整个装置 放入冰箱的低温室内(4 ℃)，诱导培养36 h
加 强 学 习 ,不 断提高 自身素 质。 “ 打 铁 先 要 自身硬 ”。一 年来,我 把坚持 学习作 为提高 自身素 质的关 键措施,系统学 习 了 “ xxxx”重 要 思 想和xx 届 三 中四中 全会精 神,增强 了自己 的党性 观念和 做好本 职 工 作 的 自 觉性;广 泛学习 了有关 企业管 理和市 场经济 等方面 的知识 ,初步 认识了 一 些 科 学 管 理的理 论和概 念,开阔 了自己 的眼界 ;认真 学习了 上级的 各项制 度规定 , 进 一 步 增 强 了自己 的政策 观念和 廉洁自 律意识 。特别 是在先 进性教 育活动 中,我按 时 参 加 党 组 织的各 种学习 活动,认 真学习 规定的 学习内 容和篇 目,并认真撰写和学习
2.显性突变和隐性突变的判定
(2)判定方法 ①选取突变体与其他已知未突变体杂交，据子代性状表现判断。 ②让突变体自交，观察子代有无性状分离进行判断。 结果分析：若子代全为突变型，没有正常个体，则为隐形突变； 若子代既有正常个体又有突变型，则为显性突变。
例［天津理综2016·5.6分］枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见 下表：
2.基因重组
(1)实质：控制不同性状的基因重新组合。 (2)类型：自由组合型、交叉互换型、人工重组型。 (3)结果：产生新的基因型，导致重组性状出现。 (4)意义：形成生物多样性的重要原因之一。
变异与进化汇总
第六讲生物变异与进化一、基因突变在某些因素作用下，染色体结构上看不到基因（染色体）内部发生变化而引起变异的现象。
实际是碱基的变化，包括碱基数目的变化和碱基结构的变化。
一般是在染色体上一个位点内遗传物质的化学变化，所以又称为点突变。
（一）、基因突变的类型1、形态突变型2、致死突变型：造成个体死亡或生活力明显下降。
如白化型等3、条件致死突变型：在一定条件下致死。
如T4噬菌体的温度敏感突变型。
25℃（基因突变的表现）下能在寄主细胞内存活，42℃死亡4、生化突变型：无形态表现而某种特定生化功能改变的类型。
常见某些营养缺陷型。
（二）、碱基改变与基因突变种类1、碱基种类改变：碱基替换（1）颠换：嘌呤和嘧啶之间的替换。
（2）转换：嘌呤与嘌呤之间，嘧啶与嘧啶之间的替换。
2、数目的改变：增加或减少一个或几个碱基造成的突变。
由于某种原因造成编码框的移动叫移码突变。
移码突变多容易造成无义突变。
（三）、基因突变与氨基酸顺序基因突变与氨基酸顺序的关系有下列几种：1、同义突变：碱基发生变化后，编码的氨基酸没发生变化。
2、错义突变：碱基发生变化后，编码的氨基酸发生了变化。
3、无义突变：碱基发生变化后，导致了蛋白质合成的终止（终止密码子的出现）。
4、抑制突变：由于tRNA基因突变引起了反密码子的改变，当它参与进行转译某些无义突变或错义突变的改变了的信息时，有时却“以错就错”地转译出某种氨基酸，表现出抑制突变的效应。
（四）、基因突变的特征和规律1、突变的稀有性自然条件下突变的频率低。
一般地，细菌和噬菌体等为10-4～10-10，高等生物10-5～10-8，然而，微生物繁殖周期短，实际更易于获得突变体。
另外，基因突变还受生物体内在的生理生化状态和外界环境条件（包括营养、温度、化学物质和自然界的辐射等）的影响，其中以生物的年龄和温度的影响比较明显。
例如，在诱变条件下，一般在0-25℃的范围内，每增加10℃突变率将提高2倍以上。
当温度降到0℃时也有所增加，在老龄种子的细胞内，常产生某种具有诱变作用的代谢产物——自发诱变剂，从而提高了突变频率。
生物的变异和进化专题复习
考点一：生物变异的类型、特点及判断二、基因突变与基因重组比较三、染色体结构变异种类概述举例缺失染色体中某一片段缺失引起变异果蝇缺刻翅形成、猫叫综合征增加染色体中增加某一片段引起变异果蝇棒状眼形成移接染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上夜来香变异（跟交叉互换区别）颠倒染色体某一片段位置颠倒引起的变异四、染色体数目变异两类：一类染色体数目个别增加或减少；另一类以染色体组形式成倍增加或减少二倍体多倍体单倍体概念体细胞中含有2个染色体组体细胞中含有3个以上染色体组体细胞中含有本物质配子染色体数目的个体成因有丝分裂过程染色体复制，不分开由配子发育而成特点茎秆粗壮，叶片、果实和种子比较大，含有机物多。
缺点是生长慢，结实率低单倍体植株矮小，而且高度不育应用人工诱导多倍体育种单倍体育种举例人、水稻无籽西瓜培育蜜蜂性别例1、（2010·福建）下图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。
已知WNK4基因发生一种突变，导致1169位赖氨酸变为谷氨酸。
该基因发生的突变是A．①处插入碱基对G－C B．②处碱基对A－T替换为G－C C．③处缺失碱基对A－T D．④处碱基对G－C替换为A－T例2、（2009·广东卷）为了快速培育抗某种除草剂的水稻，育种工作者综合应用了多种育种方法，过程如下。
请回答问题。
（1）从对该种除草剂敏感的二倍体水稻植株上取花药离体培养，诱导成________幼苗。
（2）用γ射线照射上述幼苗，目的是___________________；然后用该除草剂喷洒其幼叶，结果大部分叶片变黄，仅有个别幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织具有__________。
（3）取该部分绿色组织再进行组织培养，诱导植株再生后，用秋水仙素处理幼苗，使染色体________，获得纯合________，移栽到大田后，在苗期喷洒该除草剂鉴定其抗性。
（4）对抗性的遗传基础做进一步研究，可以选用抗性植株与__________________杂交，如果________，表明抗性是隐性性状。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
总结
物种是一个可随时间进化改变的个体集合。同种个体共 有遗传基因库，并与其他物种生殖隔离，使种群保持相 对稳定的基因库，抵消有性生殖带来的遗传不稳定性。
物种是进化的单位。生殖隔离和进化是导致物种之间表 型分异的原因。而物种的分异是生物对环境异质性的应 答，使不同物种适应不同的局部环境。是生物与环境相 互作用、相互适应的产物。
5.1 生物种的概念
物种（species）是生物多样性的基础。 Ray《植物志》：种是“ 形态相似的个体之集合”，具
有通过繁殖而永远延续的特点。
1753年，C.Linna《植物种志》：种是形态相似的个体 的集合， 同种个体可以自由交配，能产生可育的后代，
不同种之间的杂交则不育 。
缺点：林奈的种概念与现代生物学种概念区别在于： 他认为物种是不变的、独立的，种间没有亲缘关系。
5.2.1 基因、基因库和基因频率
基因是遗传单位，是带有可产生特定蛋白质的遗传密码的 DNA片段。基因是成对结构，由两个等位基因构成。
座位：等位基因在染色体上占据的位置。
纯合基因个体：在一个座位上有两个相同的等位基因的个 体。
杂合基因个体：在一个座位上有两个不同的等位基因的个 体。
共显性：两个等位基因都得到表达的，称共显性。
5 生物种及其变异与进化
教学目标：
1、理解生物物种的概念 2、掌握种群的遗传、变异与自然选择基本规律 3、掌握物种形成过程、形成方式
教学重点、难点：
1、重点： 物种的概念、表型的自然选择、物种形 成过程、形成方式
2、 难点： 变异、自然选择、遗传漂变、遗传瓶颈 、建立者效应
5 生物种及其变异与进化
基因型频率:(25% ) (50% ) (25% )的种群中，基因频率和
子代产生配子的基因频率： 基因型频率将世代保持
A= 25% + 1/2 (50% ) = 50% 稳定不变。这种状态称
显性：通常只有一个等位基因得到表达的，表达的等位基因 相对另一基因为显性的。
隐性：不表达的等位基因为隐性的。隐性的等位基因同样可 被遗传给后代，在没有显性基因的情况下可以得到表达。
多基因表达性状：由许多座位上的许多基因甚至是不同染色 体上的基因控制的性状。如人的身高就是多基因表达性状。 相反，一个基因也影响许多性状。
概述
种群内个体可相互交配，共有一个 基因库 (gene bank)。 基因型（genotype）：
种群内每一个个体的基因组合。种的遗传本质，是生物 性状表现所必须具备的内在因素； 表现型（phenotype）: 遗传基因的表达与环境共同作用的结果，是能够直接观 察所感受到的生物的结构和功能。是与环境结合后实际 表现出的可见性状。
E.Mayr（1982）认为“物种是由许多群体组成 的生殖单元（与其他单元生殖上隔离 ），它在 自然界中占有一定的生境位置。”
5.1 生物种的概念
不同物种存在明显的形态上的不连续性和不同 形式的生殖隔离。物种是由内在因素（生殖、 遗传、生理、生态、行为）联系起来的个体的 集合，是自然界中的一个基本进化单位和功能 单位。例：水稻和玉米，马和驴。
物种是生态系统中的功能单位。不同物种因其不同的适 应特征而在生态系统中占有不同的生态位。物种是维持 生态系统能流、物流和信息流的关键。
5.2 物种的遗传变异与选择
5.2.1 基因、基因库和基因频率 5.2.2 变异、自然选择和遗传漂变 5.2.3 遗传瓶颈和建立者效应 5.2.4 表型的自然选择类型
达尔文：认为一个物种可变为另一个物种，种间存在不 同程度的亲缘关系。
缺点：过分强调个体差异和种间的连续性，把物种 看做人为的分类单位，认为物种是为方便起见任意用 来表示一群亲缘关系密切的 个体的。
5.1 生物种的概念
近代物种的概念： 生物种是一些具有一定的形态和遗传相似性的 种群 。
基因型频率、基因频率和哈代-魏伯格定律
假设一对等位基因A、a。 哈代-魏伯格定律( Hardy-
亲代 AA × aa（随机交配） Weinberg Law):
(50% ) (50% )
是指在一个巨大的、个
F1代 F2代
A a × A a （杂交） 体交配完全随机、没有
AA ， A a， aa
其他因素干扰（如突变、 选择、迁移、漂变等）
概述 5.1 生物种的概念 5.2 物种的遗传变异与选择 5.3 物种形成 小结
课后作业 参考文献
概述
种群的遗传结构、进化机制和物种形成 是结合种群遗传学研究的种群生态学的热点之一。
种群的数量变化 与质量变化 是种群动态过程两个方 面，与种群的基因库、种群个体的基因型及表现型 直接相关。
种群个体携带有利基因，生理适应环境能力较强，个 体存活力较高，种群数量上升，从而改变种群的选择 压力，导致种群基因型和表现型频率的变化。
基因频率： 生物在将自身的遗传基因传递给下一代时，是按照不同 的频率传递的。基因频率会受到突变、选择、漂变、迁 移等因素的影响而变化。
概述
物种的进化过程： 表现为基因频率从一个世代到另一个世代的 连续变 化过程。
新物种形成 是进化过程中的决定性阶段。
种群 是遗传单位，进化单位、物种的存在单位。
属于一个种的种群之间，以及同种所有的个体成 员之间的形态与遗传的相似性大于它们与其他物 种成员的相似性。
优点：承认种内个体间的差异，将种内个体的共 性抽象提升，并同时承认种间个体的差异。
5.1 生物种的概念
1963年，美国现代生物学家E.Mayr认为“能实 际地或潜在地彼此杂交的种群的集合构成一个 种”，而“种群是某一地区具有实际或潜在杂交 能力的个体的集群”。
5.2.1 基因、基因库和基因频率
基因库：种群内存在的所有的基因组和等位基因。
彼此隔离没有杂交的种群具有隔离的基因库。 个体所携带的基因随着死亡ห้องสมุดไป่ตู้迁出从基因库中丢失，
通过突变或迁入使新基因进入基因库。
基因型频率：种群内每个基因型所占的比例。 基因频率：在种群中不同基因所占的比例。