高中生物一轮专题复习精品课件——变异、育种、现代生物进化理论.ppt

变异、育种、进化变异、育种、进化 20092009届高三生物复习届高三生物复习 E E X X Y Y X X X X E E a a a a B B b b B B b b e e A A a a 二者杂交后基因型为二者杂交后基因型为AaBbXAaBbX E EX Xe e 的个体占多少？的个体占多少？ aaBbXaaBbX E EX X e e AaBbXAaBbX E EY Y aaaa AaAa AaAa Bb Bb Bb Bb Bb Bb X XE EX Xe e X X E E Y Y X XE EX Xe e 1/4 1/4 性状性状 基因型基因型 环境环境 （改变）（改变） （改变）（改变） （改变）（改变） 不可遗传的变异不可遗传的变异 可遗传的变异可遗传的变异 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 生物的变异生物的变异 不可遗传的变异不可遗传的变异 （环境条件环境条件） 可遗传的变异可遗传的变异 （遗传物质遗传物质） 基因突变基因突变 （分子水平分子水平） 基因重组基因重组 染色体变异染色体变异 （细胞水平细胞水平） 避免变异无性繁殖 利用 变异 多倍体育种 单倍体育种 杂交育种 人工诱变育种 生物的后代出现不同于亲本的性状 自然变异 人工诱导变异 按来源分 应 用 生 物 的 变 异 概念： 类 型 基因重组 基因突变 染色体变异 不可遗传的变异 可遗传 的变异 按结 果分 一、基因突变一、基因突变 指基因结构的改变，包括指基因结构的改变，包括DNADNA碱基对的增碱基对的增 添、缺失和改变。添、缺失和改变。实质？实质？ 有丝分裂、减数第一次分裂间期，有丝分裂、减数第一次分裂间期，DNADNA复制时。复制时。 自然突变和人工诱变。自然突变和人工诱变。 变异的根本来源，为生物进化提供原材料。变异的根本来源，为生物进化提供原材料。 普遍性普遍性 随机性随机性 稀有性稀有性 多害性多害性 多向性多向性 （碱基对排列顺序的改变）（碱基对排列顺序的改变） 概念：概念： 时间：时间： 类型：类型： 特点：特点： 意义：意义： （1 1）内因：）内因：碱基种类、数目、排列顺序改变碱基种类、数目、排列顺序改变 物理、化学、生物因素物理、化学、生物因素 优点：提高突变频率，加速育种进程，大幅优点：提高突变频率，加速育种进程，大幅 度改良生物性状。度改良生物性状。 缺点：盲目性大、有利的个体往往不多。缺点：盲目性大、有利的个体往往不多。 原因：原因： （2 2）外因：）外因： 7.7.应用应用诱变育种诱变育种 人工诱变育种优缺点：人工诱变育种优缺点： 例例1 1：原核生物中某一基因的编码区起始端插入了原核生物中某一基因的编码区起始端插入了 一个碱基对。在插入位点的附近，再发生下列哪种一个碱基对。在插入位点的附近，再发生下列哪种 情况有可能对其编码的蛋白质结构影响最小？（情况有可能对其编码的蛋白质结构影响最小？（ ） A A. .置换单个碱基对置换单个碱基对 B.B.增加增加4 4个碱基对个碱基对 C.C.缺失缺失3 3个碱基对个碱基对 D.D.缺失缺失4 4个碱基对个碱基对 例例2 2、基因突变按其部位可分为体细胞突变（、基因突变按其部位可分为体细胞突变（a a）和生）和生 殖突变（殖突变（b b）两种，则（）两种，则（ ） A Aa a、b b均发生在有丝分裂的间期均发生在有丝分裂的间期 B Ba a、b b均发生在减数分裂的间期均发生在减数分裂的间期 C Ca a发生在有丝分裂的间期，发生在有丝分裂的间期，b b发生在减数分裂发生在减数分裂 第一次分裂的间期第一次分裂的间期 DDa a发生在有丝分裂的间期，发生在有丝分裂的间期，b b发生在减数分裂发生在减数分裂 第二次分裂的间期第二次分裂的间期 C C 例例3 3：下列关于变异的叙述：下列关于变异的叙述不正确不正确的是的是 （ ） A A可遗传变异可遗传变异的性状一定是可以遗传给后代的的性状一定是可以遗传给后代的 B B多指症多指症和和白化病白化病是由基因突变引起的男女是由基因突变引起的男女 发病几率相等的疾病发病几率相等的疾病 C C变异的产生一般是变异的产生一般是不定向不定向的，但有些变异的，但有些变异 的产生是的产生是定向的定向的 DD乳酸菌的乳酸菌的可遗传变异可遗传变异的来源只有基因突变的来源只有基因突变 E E生物变异生物变异的根本来源是基因突变的根本来源是基因突变 A A 例例4.4.下列属于下列属于可遗传的变异可遗传的变异的是（的是（ ） 玉米由于水肥充足而长得穗大粒足玉米由于水肥充足而长得穗大粒足 用生长素处理获得用生长素处理获得无籽番茄无籽番茄 四倍体西瓜与普通西瓜杂交获得四倍体西瓜与普通西瓜杂交获得无籽西瓜无籽西瓜 用射线照射后获得的用射线照射后获得的青霉素高产菌株青霉素高产菌株 杂交获得杂交获得矮秆抗病小麦矮秆抗病小麦 秋水仙素处理获得秋水仙素处理获得八倍体小黑麦八倍体小黑麦 普通羊群中偶尔出现的能稳定遗传的普通羊群中偶尔出现的能稳定遗传的短腿安康羊短腿安康羊 利用基因工程获得的利用基因工程获得的抗虫棉抗虫棉 利用植物体细胞杂交获得的杂种植株利用植物体细胞杂交获得的杂种植株薯茄薯茄 二、基因重组二、基因重组 基因自由组合基因自由组合 ( (减减I I后期）后期） 同源染色体同源染色体非姐妹染色单体间交叉互换非姐妹染色单体间交叉互换 ( (减减I I前期）前期） ( ( 注意：注意：非同源染色体非同源染色体非姐妹染色单体间非姐妹染色单体间交叉互换是交叉互换是易位易位） 重组重组DNADNA技术（基因工程技术）技术（基因工程技术） 工具：运载体、限制酶、工具：运载体、限制酶、DNADNA连接酶连接酶 过程：过程： 1 1）提取提取目的基因目的基因 2 2）目的基因）目的基因与运载体结合与运载体结合 3 3）将目的基因）将目的基因导入导入受体细胞受体细胞 4 4）目的基因的）目的基因的检测检测和和表达表达 三、染色体变异三、染色体变异 （一）概念：（一）概念：光学显微镜可见光学显微镜可见的染色体的染色体结构结构的改变和的改变和数数 目目的变化的变化 染色体结构的改变：染色体结构的改变：缺失、重复、倒位、易位缺失、重复、倒位、易位 染色体数目的改变染色体数目的改变 非整非整倍体倍体 整倍体整倍体 染色体组染色体组 二倍体二倍体 多倍体及形成多倍体及形成 单倍体及形成单倍体及形成 （二）染色体结构的变异：（二）染色体结构的变异： 1 1、缺失：、缺失：染色体中某染色体中某 一片段的缺少，片段上的一片段的缺少，片段上的 基因也随之减少。基因也随之减少。 2 2、重复：、重复：染色体中染色体中 增加了某一片段。增加了某一片段。 3 3、倒位：、倒位：染色体中染色体中 某一片段的位置颠某一片段的位置颠 倒了倒了180180 0 0 。 4 4、易位：、易位：染色体的染色体的 某一片段移接到另一某一片段移接到另一 条非同源染色体上。条非同源染色体上。 （三）染色体数目变异：（三）染色体数目变异： 1 1、细胞内、细胞内个别个别染色体的增加或减少：染色体的增加或减少： (1)(1)增加：增加：如如2121三体综合症三体综合症 (2)(2)减少：如性腺发育不良减少：如性腺发育不良 2 2、细胞内染色体数目以、细胞内染色体数目以染色体组染色体组的形式的形式成倍成倍地增加地增加 或减少。或减少。 3. 3. 染色体组染色体组 雌雌果蝇产生的配子果蝇产生的配子 雄果蝇产生的配子雄果蝇产生的配子 A A一个染色体组中不含同源染色体。一个染色体组中不含同源染色体。 B B一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能 各不相同。各不相同。 C C一个染色体组中含有控制生物性状的一整套基因一个染色体组中含有控制生物性状的一整套基因 ，但不能重复。，但不能重复。 （不考虑（不考虑XYXY染色体差异）染色体差异） D.D.二倍体生物生殖细胞中所含有的一组染色体二倍体生物生殖细胞中所含有的一组染色体 概念概念 细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功 能上各不相同，但是携带着控制一种生物生长发能上各不相同，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染色体。育、遗传和变异的全部信息的一组染色体。 概念的变相考法概念的变相考法 染色体组的符合条件：染色体组的符合条件： 例：一个染色体组是指：例：一个染色体组是指： A.A.来自父方或者母方的全部染色体来自父方或者母方的全部染色体 B.B.所有生殖细胞的全部染色体所有生殖细胞的全部染色体 C.C.二倍体生物配子内的全部染色体二倍体生物配子内的全部染色体 D.D.体细胞中形态、结构彼此不相同的染色体细胞中形态、结构彼此不相同的染色 体组合体组合 甲甲含有含有: : 乙含有乙含有: : 丙含有丙含有: : 3 3个个 2 2个个 1 1个个 判断标准是判断标准是: : 1 1）细胞内）细胞内形态相同形态相同的染色体有几条，则的染色体有几条，则 含有几个染色体组含有几个染色体组 . . 3 1 23 1 2 判断标准是：判断标准是： 2 2）在细胞或生物体的基因型中，控制同）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。一性状的基因出现几次，则有几个染色体组。 如图所示的三种细胞内各含有几个染色体组呢如图所示的三种细胞内各含有几个染色体组呢? ? 有三种生物个体它们的基因型分别是有三种生物个体它们的基因型分别是AaaBBbcccAaaBBbccc 、 AbcdAbcd、AaBbCCAaBbCC，这三种生物体细胞内含有染色体组，这三种生物体细胞内含有染色体组 的数目分别是：的数目分别是： 怎样确认染色体组呢？怎样确认染色体组呢？ 乙乙丙丙甲甲 A A . . a a . . B B b b C C C C C C a a A A a a B B b bB B C C C C A A b b C C d d 4 4 判断标准是判断标准是: : 韭菜细胞共有韭菜细胞共有3232条染色体，有条染色体，有8 8中形态，则韭菜的中形态，则韭菜的 体细胞中含有几个染色体组呢？体细胞中含有几个染色体组呢？ 3 3）染色体组的数目）染色体组的数目= =染色体数染色体数/ /染色体形态数。染色体形态数。 4.4.与染色体组相关的几个概念与染色体组相关的几个概念 两看两看 一看：一看： 二看：二看： 受精卵受精卵 发育发育 生物体生物体 生殖细胞生殖细胞 ( (配子配子) ) 发育发育 生物体生物体 二倍体或多倍体二倍体或多倍体 一定是单倍体一定是单倍体 ( (不管有几个染色体组不管有几个染色体组) ) 受精卵受精卵 发育发育 生物体生物体 两个染色体组两个染色体组 三个或三个以三个或三个以 上染色体组上染色体组 二倍体二倍体 多倍体多倍体 （1 1）如何区分单倍体、二倍体、多倍体？）如何区分单倍体、二倍体、多倍体？ C C C C 例题拓展例题拓展 1.1.用花药离体培养法得到马铃薯单倍体植株用花药离体培养法得到马铃薯单倍体植株, ,当它进当它进 行减数分裂时行减数分裂时, ,能观察到染色体两两配对的现象能观察到染色体两两配对的现象, ,共有共有 1212对对. .据此判断该马铃薯是据此判断该马铃薯是( ).( ). A. A.二倍体二倍体 B.B.三倍体三倍体 C.C.四倍体四倍体 D.D.六倍体六倍体 2.2.下列属于单倍体的是下列属于单倍体的是( )( )。 A A、二倍体种子长出的幼苗、二倍体种子长出的幼苗 B B、四倍体的植株枝条扦插长成的植株、四倍体的植株枝条扦插长成的植株 C C、六倍体小麦的花粉离体培养成的幼苗、六倍体小麦的花粉离体培养成的幼苗 DD、用鸡蛋孵化出的小鸡、用鸡蛋孵化出的小鸡 单倍体单倍体 多倍体多倍体 自然条件：自然条件： 人工条件：人工条件： 自然条件：自然条件： 人工条件：人工条件： 一般由一般由未受精的卵细胞未受精的卵细胞发育而来。发育而来。 常用常用花药离体培养花药离体培养法。法。 由于外界环境条件的剧变，影响了由于外界环境条件的剧变，影响了细胞细胞 分裂时纺锤体的形成分裂时纺锤体的形成而使染色体数目加而使染色体数目加 倍产生的。倍产生的。 秋水仙素秋水仙素（常用且最有效）处理萌发的（常用且最有效）处理萌发的 种子或幼苗，影响了种子或幼苗，影响了细胞分裂时纺锤体细胞分裂时纺锤体 的形成的形成而使染色体数目加倍产生的。而使染色体数目加倍产生的。 （2 2）单倍体和多倍体的形成）单倍体和多倍体的形成 DD 植株弱小，一般植株弱小，一般高度不育高度不育。 多倍体植株的特点：多倍体植株的特点：茎杆粗壮，叶片、果实、种子比较大，茎杆粗壮，叶片、果实、种子比较大， 营养物质丰富，但是营养物质丰富，但是发育迟缓发育迟缓结实率低结实率低 DD 单倍体植株的特点：单倍体植株的特点： 例题例题 3 3. .某一些地区一些玉米植株比一般玉米植株早熟，生长整齐某一些地区一些玉米植株比一般玉米植株早熟，生长整齐 而健壮，果穗大、子粒多，因此这些植株可能是（而健壮，果穗大、子粒多，因此这些植株可能是（ ）。）。 A A单倍体单倍体 B B三倍体 三倍体 四倍体 四倍体 杂交种杂交种 4 4. .下列有关水稻的叙述，错误的是（下列有关水稻的叙述，错误的是（ ）。）。 A. A. 二倍体水稻含有两个染色体组。二倍体水稻含有两个染色体组。 B. B. 二倍体水稻经秋水仙素处理，可得到四倍体水稻，稻穗、二倍体水稻经秋水仙素处理，可得到四倍体水稻，稻穗、 米粒变大。米粒变大。 C. C. 二倍体体水稻与四倍体水稻杂交，可得到三倍体水稻，二倍体体水稻与四倍体水稻杂交，可得到三倍体水稻， 含有三个染色体组。含有三个染色体组。 D. D. 二倍体水稻的花粉经离体培养，可得到单倍体水稻，稻穗、二倍体水稻的花粉经离体培养，可得到单倍体水稻，稻穗、 米粒小。米粒小。 变异种类变异种类本质本质结果结果应用应用 基因突变基因突变 基因重组基因重组 染染 色色 体体 变变 异异 结构结构 变异变异 数目数目 变异变异 整个整个DNADNA分子缺分子缺 失或加倍失或加倍 基因重复或缺基因重复或缺 失或位置变化失或位置变化 DNADNA分子部分区段分子部分区段 改变改变( (重复、缺失重复、缺失 、倒位、易位、倒位、易位) ) 产生新基因（产生新基因（ 等位基因）等位基因） 碱基对的改变碱基对的改变 产生新的基因型产生新的基因型 基因的重新组合基因的重新组合 另：显微镜可另：显微镜可 观察到变化观察到变化 杂交育种杂交育种 诱变育种诱变育种 多倍体、多倍体、 单倍体育种单倍体育种 正确区分三种可遗传的变异正确区分三种可遗传的变异 1:1:无籽西瓜的培育无籽西瓜的培育 用秋水仙素处理二倍体用秋水仙素处理二倍体 西瓜幼苗得到四倍体西瓜；西瓜幼苗得到四倍体西瓜； 用二倍体西瓜与四倍体用二倍体西瓜与四倍体 西瓜杂交，得到三倍体的西西瓜杂交，得到三倍体的西 瓜种子瓜种子； 三倍体西瓜三倍体西瓜联会紊乱联会紊乱， 不能产生正常的配子不能产生正常的配子； 三倍体西瓜的雌蕊授以三倍体西瓜的雌蕊授以 二倍体西瓜的花粉后子房能二倍体西瓜的花粉后子房能 发育成西瓜发育成西瓜。 四、育种四、育种 2.2.普通小麦的形成过程普通小麦的形成过程 1414 1414 一粒小麦一粒小麦 山羊草山羊草 1414 另一种山羊草另一种山羊草 7 7 7 7 7 7 7 7 杂交种杂交种 不育不育 配配 子子 配配 子子 1414 7 7 1414 7 7 配配 子子 配配 子子 杂交种杂交种 不育不育 2828 14144242 加倍加倍 异源异源 多倍体多倍体 二粒小麦二粒小麦 1414 14142828 加倍加倍 异源异源 多倍体多倍体 普通小麦普通小麦 注：注：这也是这也是 物种形成的物种形成的 一种方式。一种方式。 3 3：单倍体育种：利用高茎皱粒豌豆和矮茎圆粒：单倍体育种：利用高茎皱粒豌豆和矮茎圆粒 豌豆培育高茎圆粒豌豆豌豆培育高茎圆粒豌豆 高皱高皱 DDttDDtt 杂合高圆杂合高圆 DdTtDdTt 矮圆矮圆 ddTTddTT 花药离花药离 体培养体培养 高圆高圆 DTDT 矮皱矮皱 dtdt 高皱高皱 DtDt 矮圆矮圆 dTdT 纯合高圆纯合高圆 DDTTDDTT 加倍加倍 纯合矮皱纯合矮皱 ddttddtt 加倍加倍 纯合高皱纯合高皱 DDttDDtt 加倍加倍 纯合矮圆纯合矮圆 ddTTddTT 加倍加倍 4.4.为什么说单倍体育种能明显缩短育种年限？为什么说单倍体育种能明显缩短育种年限？ 花药离体培养花药离体培养 P P 高杆高杆抗病抗病 DDTTDDTT 矮杆感 矮杆感病病 ddttddtt F F1 1 高杆抗病高杆抗病 DdTtDdTt 配子配子DT DT DtDtdTdTdt dt DTDTDtDtdTdTdtdt DDTTDDTT DDttDDttddTTddTT ddttddtt 纯合体纯合体 秋水仙素秋水仙素 需要的矮抗品种需要的矮抗品种 单倍体育种单倍体育种 第第1 1年年 第第2 2年年 P P 高杆高杆抗病抗病 DDTTDDTT 矮杆感 矮杆感病病 ddttddtt F F1 1 高杆抗病高杆抗病 DdTtDdTt F F2 2 D_T_D_T_ D_ttD_tt ddTddT_ _ddttddtt ddTTddTT 杂交育种杂交育种 第第1 1年年第第2 2年年第第3636年年 需要的矮抗品种需要的矮抗品种 矮抗矮抗 类型类型杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种基因工程育种基因工程育种 原理原理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染色体变异染色体变异基因重组基因重组 常用常用 方法方法 将具有不同将具有不同 优良性状的优良性状的 两亲本杂交、连两亲本杂交、连 续自交续自交 用物理或化用物理或化 学的方法处学的方法处 理生物理生物 花药离体培花药离体培 养养 用秋水仙素处用秋水仙素处 理萌发的种子理萌发的种子 或幼苗或幼苗 基因拼接基因拼接 优点优点 使位于不同使位于不同 个体的优良个体的优良 性状集中于性状集中于 一个个体上一个个体上 提高变异频提高变异频 率加速育种率加速育种 进程进程 明显缩短育明显缩短育 种年限种年限 器官大型，营器官大型，营 养含量高养含量高 可以定向改变可以定向改变 性状（目的性性状（目的性 强），克服远强），克服远 缘杂交不亲和缘杂交不亲和 障碍障碍 缺点缺点育种时间长育种时间长 盲目性大有盲目性大有 利变异少需利变异少需 大量处理供大量处理供 试材料试材料 技术复杂，技术复杂， 需与杂交育需与杂交育 种配合种配合 发育延迟，结发育延迟，结 实率低实率低 技术要求高、技术要求高、 可能引起生态可能引起生态 危机危机 实例实例矮抗小麦矮抗小麦 高产青霉素高产青霉素 菌株菌株 矮抗小麦矮抗小麦无子西瓜无子西瓜抗虫棉抗虫棉 5. 5.几种主要育种方法的比较几种主要育种方法的比较 类型类型 细胞工程育种细胞工程育种 细胞融合技术细胞融合技术核移植技术核移植技术 原理原理基因重组、染色体基因重组、染色体 变异变异 基因重组、染色体基因重组、染色体 变异变异 常用方常用方 法法 细胞融合、组织细胞融合、组织 培养培养 将具备所需性状的将具备所需性状的 体细胞核移植到去体细胞核移植到去 核卵细胞中核卵细胞中 优点优点 可以按人类意愿定可以按人类意愿定 向改变性状（目的向改变性状（目的 性强），克服远缘性强），克服远缘 杂交不亲和障碍杂交不亲和障碍 可改良动物品种或可改良动物品种或 保护濒危物种保护濒危物种 缺点缺点技术要求高技术要求高技术要求高技术要求高 实例实例 白菜甘蓝、番茄马白菜甘蓝、番茄马 铃薯铃薯 各种克隆动物各种克隆动物 五、现代生物进化理论五、现代生物进化理论 （一）进化学说（一）进化学说 1 1、拉马克关于进化的用进废退学说、拉马克关于进化的用进废退学说 拉马克是进化论的奠基者，拉马克是进化论的奠基者，他在他在1818世纪初提出了用世纪初提出了用 进废退的进化学说：进废退的进化学说：所有生物是由更古老生物进化来的所有生物是由更古老生物进化来的 ；生物由低等向高等逐渐进化的；生物的各种适应性特；生物由低等向高等逐渐进化的；生物的各种适应性特 征的形成都是由于用进废退和获得性遗传。征的形成都是由于用进废退和获得性遗传。 2 2、达尔文的自然选择学说、达尔文的自然选择学说 内容：）过度繁殖内容：）过度繁殖基础基础 ）生存斗争）生存斗争动力动力 ）遗传变异）遗传变异内因内因 ）适者生存）适者生存结果结果 1 1、种群是生物进化的基本单位、种群是生物进化的基本单位 2 2、物种形成的三个基本环节：、物种形成的三个基本环节： 观点：生物进化的实质是种群基因频率的改变观点：生物进化的实质是种群基因频率的改变 突变和重组产生进化的原材料、自然选择决定生物进化的方突变和重组产生进化的原材料、自然选择决定生物进化的方 向、隔离导致物种的形成向、隔离导致物种的形成 （二）现代生物进化理论（二）现代生物进化理论 种群是生物进化的单位种群是生物进化的单位 突变和基因重组产生进化的原材料突变和基因重组产生进化的原材料 自然选择决定生物进化的方向自然选择决定生物进化的方向 隔离导致物种形成隔离导致物种形成 （二）现代生物进化理论：（二）现代生物进化理论： 以以自然选择学说为核心自然选择学说为核心的现代生物进化的现代生物进化 理论，其理论，其基本观点基本观点是：是：种群种群是生物进化的是生物进化的 基本单位基本单位，生物进化的，生物进化的实质实质在于在于种群基因种群基因 频率的改变频率的改变。突变突变和和基因重组基因重组、自然选择自然选择 、隔离隔离是物种形成过程的三个基本环节，是物种形成过程的三个基本环节， 通过它们的综合作用，种群产生分化，最通过它们的综合作用，种群产生分化，最 终导致新物种的形成。终导致新物种的形成。 在这个过程中，在这个过程中，突变和基因重组突变和基因重组产生产生 生物进化的生物进化的原材料原材料，自然选择自然选择使种群的使种群的 基因频率定向改变并决定生物进化的基因频率定向改变并决定生物进化的方方 向向，隔离隔离是新物种形成的是新物种形成的必要条件必要条件。 1.1.基因频率基因频率 基因频率是指某种基因在某个种群中出现的基因频率是指某种基因在某个种群中出现的 比例。比例。 基因频率可用抽样调查的方法来获得，并且基因频率可用抽样调查的方法来获得，并且 ，A%+aA%+a%=1%=1。 进化实质进化实质: :种群基因频率发生变化的过程。种群基因频率发生变化的过程。 2.基因型频率 基因型频率是指群体中某一个个体的任何一 个基因型所占的百分比。 AA%+Aa%+aa%=1 3.3.遗传平衡定律遗传平衡定律 遗传平衡定律是由英国数学家哈代和德国遗传平衡定律是由英国数学家哈代和德国 医生温伯格分别于医生温伯格分别于19081908年和年和19091909年独立证年独立证 明的，这一定律又称明的，这一定律又称哈代哈代温伯格定律温伯格定律， 它是指在一个它是指在一个极大的随机交配的极大的随机交配的种群中，在种群中，在 没有突变、选择和迁移的条件下没有突变、选择和迁移的条件下，种群的基，种群的基 因频率和基因型频率可以世代相传不发生变因频率和基因型频率可以世代相传不发生变 化，保持平衡。化，保持平衡。 若种群中一等位基因为若种群中一等位基因为A A和和a a，设，设p p为为A A的基因频的基因频 率，率，q q为为a a的基因频率，的基因频率， (p(pq)q)A%+aA%+a%=1%=1， 则（则（p+qp+q） 2 2 =p=p 2 2 +2pq+q+2pq+q 2 2 1 1。 又因为在一种群中，又因为在一种群中，AA%+Aa%+aaAA%+Aa%+aa%=1%=1； 所以所以p p 2 2 AA%=A%A%AA%=A%A%，为，为AAAA的基因型频率的基因型频率 ； q q 2 2 aaaa%=%=a%aa%a%，为，为aaaa的基因型频率；的基因型频率； 即：即：2pq2pqAaAa%2A%a%2A%a%，为，为AaAa的基因的基因 型频率。型频率。 1 1常染色体遗传方面的基因频率计算常染色体遗传方面的基因频率计算 通过基因型计算基因频率通过基因型计算基因频率 基因频率基因频率= =种群中该基因的总数种群中该等位基因的种群中该基因的总数种群中该等位基因的 总数。总数。 例例1 1：从某个种群中随机抽出：从某个种群中随机抽出100100个个体，测知基因个个体，测知基因 型为型为AAAA、AaAa和和aaaa的个体分别是的个体分别是3030、6060和和1010个。个。 就这对等位基因来说，每个个体可以看做含有就这对等位基因来说，每个个体可以看做含有2 2个基因个基因 。那么，这。那么，这100100个个体共有个个体共有200200个基因，其中，个基因，其中， A A基因有基因有230+60=120230+60=120个，个， a a基因有基因有210+60=80210+60=80个。于是，在这个种群中，个。于是，在这个种群中， A A基因的频率为：基因的频率为：120200=60%120200=60% a a基因的频率为：基因的频率为： 80200=40%80200=40% 通过基因型频率计算基因频率通过基因型频率计算基因频率 由基因型频率数值算出结果由基因型频率数值算出结果 例例4 4：从某种生物种群中随机抽出一定数量的个体，：从某种生物种群中随机抽出一定数量的个体， 其中基因型为其中基因型为AAAA的个体占的个体占24%24%，基因型为，基因型为AaAa的个体的个体 占占72%72%，基因型为，基因型为aaaa的个体占的个体占4%4%，基因，基因A A和基因和基因a a的的 频率分别是频率分别是( )( ) A.24% A.24% 72% 72% B.36% B.36% 64% 64% C.57% C.57% 43 43 D.60%D.60% 40%40% 【解析解析】根据题意，在根据题意，在100100个个体中，个个体中，AAAA占占2424个，个， AaAa占占7272个，个，aaaa占占4 4个，即在个，即在200200个基因中，个基因中，A A的基因的基因 有有22422472=12072=120个，基因频率为个，基因频率为120200=60%120200=60% ，a a的基因频率为的基因频率为40%40%。（答案为（答案为DD） 也可以用另一方法：也可以用另一方法：A A的基因频率为的基因频率为(224%(224% 72%)/2=60%72%)/2=60%，则，则a a的基因频率为的基因频率为40%40%。 计算时运用遗传平衡公式：计算时运用遗传平衡公式： 例例5 5：在某一个种群中，已调查得知，隐性性状者（等：在某一个种群中，已调查得知，隐性性状者（等 位基因用位基因用A A、a a表示）占表示）占16%16%，那么该种群的，那么该种群的AAAA、AaAa基基 因型个体出现的概率分别为：因型个体出现的概率分别为： A.0.36A.0.36、0.48 B.0.360.48 B.0.36、0.24 C.0.160.24 C.0.16、0.48 0.48 D.0.48D.0.48、0.360.36 【解析解析】 第一步已知隐性性状者即第一步已知隐性性状者即aaaa的基因型频率为的基因型频率为16%16%，那，那 么么a a基因的频率为基因的频率为0.40.4、A A的基因频率为的基因频率为1-0.4=0.61-0.4=0.6。 第二步将其看作在理想的状态下，运用遗传平衡公式进第二步将其看作在理想的状态下，运用遗传平衡公式进 行计算：行计算：AA%=A%A%=0.60.6=0.36AA%=A%A%=0.60.6=0.36； AaAa%=2A%a%=20.60.4=0.48%=2A%a%=20.60.4=0.48 答案为答案为A A A A、a a 的基因频率即为人群（理想状态下）中生殖的基因频率即为人群（理想状态下）中生殖 细胞的概率，结合情况如下表：细胞的概率，结合情况如下表： 则则AAAA的基因型频率为的基因型频率为0.360.36， AaAa的基因型频率为的基因型频率为0.24+0.24=0.48 0.24+0.24=0.48 卵子卵子 精子精子 0.6A 0.6A 0.4a 0.4a 0.6A 0.6A 0.36AA0.36AA0.24Aa0.24Aa 0.4a 0.4a 0.24Aa0.24Aa0.16aa0.16aa 2.2.伴伴X X遗传方面的基因频率计算遗传方面的基因频率计算 这类题目的特殊点是：这类题目的特殊点是：X X染色体总数的正确计染色体总数的正确计 算，算，因为男性中只有一个因为男性中只有一个X X染色体，所以计算染色体，所以计算 男性男性X X染色体总数时染色体总数时不需要乘以不需要乘以2 2，这样就能，这样就能 够得出正确的结果。够得出正确的结果。 例例7 7：对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现：对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现： 780780名女生中有患者名女生中有患者2323人、携带者人、携带者5252人；人；820820名男生名男生 中有患者中有患者6565人，那么该群体中色盲基因的频率是人，那么该群体中色盲基因的频率是( )( ) A.4.4% B.5.1% C.6.8% D.10.2%A.4.4% B.5.1% C.6.8% D.10.2% C C 生物进化的大致过程和规律生物进化的大致过程和规律 原始生命原始生命原始原核生物（异养厌氧）原始原核生物（异养厌氧） 自养原核生物自养原核生物真核生物真核生物 水生水生陆生、无性生殖 陆生、无性生殖 有性生殖有性生殖 （变温）（变温） 有性生殖有性生殖 （恒温）（恒温） 真核生物出现的意义：结构和功能更复杂；为有性生殖真核生物出现的意义：结构和功能更复杂；为有性生殖 （能产生更大变异）奠定了基础。（能产生更大变异）奠定了基础。 物种形成和生物进化物种形成和生物进化 任何基因频率的改变，不论其变化的大小如何，均属于生物任何基因频率的改变，不论其变化的大小如何，均属于生物 进化的范畴。而作为物种的形成，则必须当基因频率的改变进化的范畴。而作为物种的形成，则必须当基因频率的改变 导致生殖隔离是，才算完成。它们在基因频率的改变程度上导致生殖隔离是，才算完成。它们在基因频率的改变程度上 是有很大差别的。因而隔离是物种形成的必要条件，而非生是有很大差别的。因而隔离是物种形成的必要条件，而非生 物进化的必要条件。物进化的必要条件。 练习练习. .下列表示某种农作物下列表示某种农作物和和两种品种分别培育出两种品种分别培育出三三 种品种种品种, ,根据上述过程根据上述过程, ,回答下列问题回答下列问题: : AABB AABB aabb aabb AaBbAaBb AbAb AAaaBBbbAAaaBBbb AAbbAAbb 用用和和培育培育所采用的方法所采用的方法称为称为_,_,方法方法称为称为 _,_,由由和和 培育培育所依据的原理是所依据的原理是_._. 用用培育出培育出的常用方法的常用方法是是_,_,由由培育成培育成 的过程中用化学药剂的过程中用化学药剂_处理处理的幼苗的幼苗, ,方法方法和和合合 称为称为_育种育种. .其优点是其优点是_._. 由由培育出培育出的常用方法是的常用方法是_,_,形成的形成的 叫叫_。依据的原理是。依据的原理是_。 杂交杂交 自交自交基因重组基因重组 花药离体培养花药离体培养 秋水仙素秋水仙素 单倍体单倍体明显缩短育种年限明显缩短育种年限 用用秋水仙素处理秋水仙素处理 多倍体多倍体染色体变异染色体变异 下图为五种不同育种方法示意图。据图回答：下图为五种不同育种方法示意图。据图回答： 图中图中A A、DD方向所示的途径表示方向所示的途径表示 育种方式，育种方式，ABCABC的的 途径表示途径表示 育种方式。这两种育种方式相比较，后者的育种方式。这两种育种方式相比较，后者的 优越性主要表现在优越性主要表现在 。 B B常用的方法为常用的方法为 。 E E方法所运用的原理是方法所运用的原理是 。 C C、F F过程中最常采用的药剂是过程中最常采用的药剂是 。 由 由GJGJ的过程中涉及到的生物工程技术有的过程中涉及到的生物工程技术有 和和 。 杂交杂交 单倍体单倍体 明显缩短育种年限明显缩短育种年限 花药离体培养花药离体培养 基因突变基因突变 秋水仙素秋水仙素 基因工程（基因工程（DNADNA拼接技术或拼接技术或DNADNA重重 组技术或转基因技术）组技术或转基因技术） 植物组织培养技术植物组织培养技术 练习练习 植物细胞 杂种细胞 K L 试管苗 历届和育种相关的试题历届和育种相关的试题 1 1、（、（20032003高考全国卷、新课程卷高考全国卷、新课程卷2626）小麦）小麦 品种是纯合体，生产上用种子繁殖，现要选育矮品种是纯合体，生产上用种子繁殖，现要选育矮 杆（杆（aaaa）、）、抗病（抗病（BBBB）的小麦新品种；马铃薯的小麦新品种；马铃薯 品种是杂合体（有一对基因杂合即为杂合体），品种是杂合体（有一对基因杂合即为杂合体）， 生产上通常用块茎繁殖。现要选育黄肉（生产上通常用块茎繁殖。现要选育黄肉（YyYy）、）、 抗病抗病( (RrRr) )的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种 间杂交育种程序，以及马铃薯品种间杂交育种程间杂交育种程序，以及马铃薯品种间杂交育种程 序。要求用遗传图解表示并加以简要说明。（写序。要求用遗传图解表示并加以简要说明。（写 出包括亲本在内的前三代即可）出包括亲本在内的前三代即可） 答案：答案： 小麦 小麦 第一代 第一代 AABBAABB aabbaabb 亲本杂交（亲本杂交（3 3分）分） 第二代 第二代 F F 1 1 AaBbAaBb 种植种植F F 1 1 代自交（代自交（2 2分）分） 自交自交 第三代 第三代 F F 2 2 A AB B，A Abbbb，aaBaaB，aabbaabb 种植种植F F 2 2 代，选矮杆、抗病代，选矮杆、抗病 （aaBaaB_ _），），继续自交，期望下代获得纯合体（继续自交，期望下代获得纯合体（2 2分）分） 马铃薯马铃薯 第一代 第一代 yyRryyRr YyrrYyrr 亲本杂交（亲本杂交（3 3分）分） 第二代 第二代 YyRrYyRr，yyRryyRr，YyrrYyrr，yyrryyrr 种植，选黄肉、抗病（种植，选黄肉、抗病（YyRrYyRr）（）（3 3分）分） 第三代第三代 YyRrYyRr 用块茎繁殖（用块茎繁殖（2 2分）分） 2 2下图表示棉花品种下图表示棉花品种和和两个品系培育两个品系培育 出新品种的可能方法，出新品种的可能方法，I I表示培育过程表示培育过程 ，请回答：，请回答： (1)(1)由品种由品种和和经过过程经过过程I I、V V培育出新品种的育种方培育出新品种的育种方 式是式是_。 (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方法是常用的方法是 _。 (3)(3)由品种由品种经过过程经过过程培育品种培育品种