第9课时 生物的变异、育种和进化

2．动植物杂交育种的区别 (1)方法：植物杂交育种中，纯合子的获得只能通过 逐代自交的方法获得，不能通过测交方法获取；而动物 杂交育种中，纯合子的获得一般通过测交的方法获取。
(2)实例：培育基因型为AAbb的个体
(四)二倍体、多倍体、单倍体的比较
二倍体 概念 染色 体组 来源 自然 成因 体细胞含两个 染色体组的个 体 两个 受精卵发育 正常有性生殖 多倍体 体细胞含三个 或三个以上染 色体组的个体 三个或三个以 上 受精卵发育 未减数的配子 受精；合子染 色体数目加倍 单倍体 体细胞中含本 物种配子染色 体数的个体 一至多个 配子发育 单性生殖
1.达尔文自然选择学说与现代生物进化理论的比较
达尔文认为环境条件对生物变异不是诱导而是选 择，生物产生了大量不定向变异后，由环境决定其生 存与否；现代生物进化理论则认为无论是环境的选择 还是种群内部发生突变、迁移等，一切改变基因频率 的因素必将引起生物的进化。
2．生物进化与物种形成的区别和联系 (1)区别：生物进化的实质是种群基因频率的改变， 因此，可以认为种群的基因频率发生改变就意味着生 物进化了。而物种的形成是基因频率改变到一定的程 度，直到新类群与原种群不能实现基因交流为止(产 生了生殖隔离)。可见，二者是量变和质变的关系。 (2)联系：生物发生进化，并不一定形成新物种， 但是新物种的形成要经过生物进化，即生物进化是物 种形成的基础。
原理
常用方法
优点
缺点
实例
太 空 育 种
利用太空 基因 独特的强 突变、 辐射、高 染色 真空、微 体变 重力等环 异 境，诱导 生物变异
变异具有 不定向性， 大大地提高 可能不按 突变率，加 育种目标 速育种进程， 进行。需 大幅度改良 要进行大 生物的某些 量的地面 性状 筛选、鉴 定试验
太空 椒、 水稻 等
(三)根据育种要求选择育种方式
1．不同需求的育种方法选择与分析 (1)若要培育隐性性状个体，则可用自交或杂交，只 要出现该性状即可。 (2)有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作， 则最简便的方法是自交。 (3)若要快速获得纯种，则用单倍体育种方法。 (4)若实验植物为营养繁殖类，如土豆、地瓜等，则 只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。 (5)若要培育原先没有的性状，则可用诱变育种。 (6)若要定向改变生物性状培育出新品种，可利用基 因工程育种。
D．由①和②经步骤Ⅰ、Ⅱ培育出⑤，育种时间最短
解析：步骤Ⅳ表示多倍体育种，常用物理方
法(低温)或化学方法(秋水仙素)进行处理，抑制纺
锤体形成，但不属于诱变；由③经步骤Ⅲ、Ⅴ培育
出⑤的方法属于单倍体育种，该过程育种时间最短。
(六)物种形成的三种方式
1．渐变式
2．爆发式物种的形成
3．人工培育新物种 人工诱导多倍体(如三倍体西瓜)、植物体细 胞杂交等。
主要内容
要点
(1)可遗传的变异是生物进化的原材料 (2)可遗传的变异包括基因突变、染色体 变异和基因重组 (3)突变的有害或有利取决于生物生存的 环境 (4)有性生殖过程中的基因重组，可以形 成多种多样的基因型 (5)变异的不定向性，确定了突变和基因 重组是产生进化的原材料
突变和基 因重组是 产生进化 的原材料
(4)应用：利用遗传平衡定律可由基因型频率 推知基因频率，反之亦可。
【例3】已知某环境条件下某种动物的AA和Aa 个体全部存活，aa个体在出生前会全部死亡，现该
动物的一个大群体，只有AA、Aa两种基因型，其比
例为1∶2。假设每对亲本只交配一次且成功受孕， 均为单胎。在上述环境条件下，理论上该群体随机 交配产生的第一代中AA和Aa的比例是( A A．1∶1 C．2∶1 B．1∶2 D．3∶1 )
解析：群体中AA和Aa的基因型频率分别为1/3
和2/3，由此可知A的基因频率为2/3，a的基因频
率为1/3；所以子一代中AA的个体为4/9，Aa的个 体为(2pq)=2×2/3×1/3=4/9，即AA∶Aa=1∶1。
(八)现代生物进化理论的主要内容 主要内容 要点
(1)一个种群所含有的全部基因，称为种群 的基因库。基因库代代相传，得到保持和 发展 种群是生 (2)种群中每个个体所含有的基因，只是基 物进化的 因库中的一个组成部分 单位 (3)不同的基因在基因库中的基因频率是不 同的 (4)生物进化的实质是种群基因频率发生变 化的过程
(七)种群中某基因频率和基因型频率
1．利用种群中一对等位基因组成的各基因型 个体数求解
2．利用基因型频率求解基因频率 (1)种群中某基因频率=该基因控制的性状纯合子
频率+杂合子频率
(2)求A、a的频率 A的频率=AA的频率+1/2Aa的频率 a的频率=aa的频率+1/2Aa的频率
ห้องสมุดไป่ตู้
3．利用遗传平衡定律求解基因频率和基因型频率 (1)遗传平衡定律内容：在一个进行有性生殖的自
1.(2011·广东卷)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β ­内酰胺酶，此菌
耐药性产生的原因是(双选)( BC )
A．定向突变 B．抗生素滥用
C．金属β ­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
解析：抗生素的滥用是产生“超级细菌”的外 因，抗生素相当于对细菌进行自然选择，导致了超 强耐药性基因NDM­1在该细菌中逐代积累，从而使 NDM­1基因编码较多的金属β ­内酰胺酶，由此推测
二倍体 植株 特点
举例
正常
多倍体 单倍体 器官大、营养 物质含量高， 植株弱小， 但发育迟缓、 高度不育 结实率低
几乎全部动物、 香蕉、普通小 小麦的单倍 过半数植物 麦等 体
(五)无子西瓜和无子番茄的比较
无子西瓜 培育过程 2N→4N 4N×2N→3N 同源染色体联会紊乱 3N 染色体变异(可遗传变异 ) 无子番茄 去雄→生长素处理柱头
无子原因 果肉染色体 组数 变异类型
无受精作用 2N 不可遗传变异
特别注意：由配子发育成的个体，不论含有几个染色体组， 都称为单倍体。如八倍体生物的单倍体含有四个染色体组。
【例2】图示由①②两个水稻品种分别培育出④⑤
⑥三个品种的过程，下列叙述正确的是( A )
A．步骤Ⅲ中通常使用花药离体培养法 B．步骤Ⅳ中通常用物理或化学的方法进行诱变处理 C．由③经步骤Ⅲ、Ⅴ培育出⑤的方法属于多倍体育种
诱变 育种
①物理因素(如 提高变异频 紫外线、X射线、 率，加速育 基因 激光等) 种进程，改 突变 ②化学因素(如 良生物的某 亚硝酸、硫酸 些性状 二乙酯等)诱变
原理
常用方法
优点
缺点
实例
选择具有不同优良性状 的亲本(2N)→杂交 单 →F1→F1产生的花粉离 倍 染色体 体培养→单倍体幼苗→ 体 变异 用秋水仙素处理幼苗， 育 诱导染色体加倍获得可 种 育纯合子→选择所需要 的类型 用秋水仙素处理萌发的 多 种子或幼苗(抑制纺锤体 倍 染色体 形成，导致染色体不能 体 变异 移向细胞两极，从而引 育 起细胞内染色体数目加 种 倍)
【例1】遗传变异是生物繁殖和生物多样性的基
础，下列观点不正确的是(双选)( AC ) A．体细胞发生的变异一定不能遗传给后代 B．甲流病毒不能通过基因重组和染色体变异产 生新的种类
C．人工诱变育种的基本原理属于基因突变，可
以使基因定向变异
D．同一对夫妇所生的孩子长相各不相同的原因
是发生了基因重组
解析：体细胞发生的变异如果通过有性生 殖不能传给后代，但是通过无性生殖(组织培养 )能遗传给后代；人工诱变育种属于基因突变， 但不可以使基因定向变异。
主要内容
要点
(1)种群中产生的变异是不定向的 自然选择 (2)自然选择淘汰不利变异，保留有利变异 决定生物 (3)自然选择使种群基因频率发生定向改变， 进化方向 即导致生物朝一个方向缓慢进化 (1)物种：分布在一定自然区域，具有一定形 态结构和生理功能，而且在自然状态下能相互 交配、繁殖产生可育后代的一群生物个体 隔离导致 (2)隔离：将一个种群分成若干个小种群，使 物种形成 彼此间不能交配，从而形成新的物种 (3)物种形式：同一个物种间产生变异和基因 重组，经过长期的自然选择，使种群基因频率 发生定向改变，再经过隔离作用产生新的物种
发生 时间
减数第一次分裂 四分体时期(前期 有丝分裂、减 Ⅰ)、减数第一次 数分裂过程中 分裂后期
基因突变
基因重组
染色体变异 真核生物细胞增殖 过程中均可发生 染色体结构变异的 外因有各种射线、 化学药剂、温度的 剧变等；内因有生 物体内代谢过程的 失调、衰老等。染 色体数目变异的外 因是化学药剂、温 度的剧变等
基因突变
基因重组
染色体变异 多见于植物
发生频 频率低， 有性生殖中普 率 普遍性 遍 意义
根本来源、 重要来源、形 主要来源、 成生物多样性、 进化原始 对生物进化意 材料 义重要
选育新品种
检测
光镜下均无法检出，根据 光镜下一般可以检 是否有新性状或新的性状 出(染色体水平) 组合确定。(分子水平)采 用化学检测
(一)可遗传的变异的比较
基因突变 基因重组 染色体变异
概念
是指生物体在进 DNA分子中发生碱 行有性生殖的过 基对的替换、增添、 程中，控制不同 缺失而引起的基因 性状的基因重新 结构的改变 组合的过程 发生在有丝分裂或 减数第一次分裂前 间期
染色体的数目 或结构发生改 变时，遗传信 息就随之改变， 从而导致生物 性状的变异
染色体变异
①染色体结 构变异 ②染色体数 目变异
产生了新基因，基 因种类改变，但数 结果 目不变。新基因控 制新的性状。产生 新的基因型
产生新的基 因型，不产 生新基因， 基因种类和 数目都不变。 基因重组导 致性状重新 组合