生物的变异和进化.ppt

专题四 生物的变异和进化,变异 遗传病 进化,基因重组及其意义 基因突变的特征和原因 染色体结构变异和数目变异 生物变异在育种上的应用 转基因食品的安全,人类遗传病的类型 人类遗传病的监测和预防 人类基因组计划及意义,现代生物进化理论的主要内容 生物进化与生物多样性的形成,生物的变异,一、基因重组及其意义,1、基因重组是指在生物体进行有性繁殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。,2、（1）一类基因重组发生在生物体通过减数分裂形成配子时，随着非同源染色体的自由组合，非等位基因也自由组合，从而使由雌雄配子结合形成的受精卵发育成的子代产生变异。,（2）另一类型的基因重组发生在减数分裂形成四分体时期，位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交换而发生交换，导致染色单体上的基因重组。,3、基因重组的意义,有性生殖的基因重组有助于物种在一个无法预测将会发生什么变化的环境中生存。基因重组产生的多样化的基因组合的子代，其中可能有一些子代会含有适应某种变化的、生存所必需的基因组合。 基因重组是生物变异的主要来源，对生物的进化也具有重要的意义。,二、基因突变的特征和原因,1、基因突变是DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变，叫做基因突变。,2、基因突变的原因（外因）,物理因素,基因突变,化学因素,生物因素,（紫外线、X射线等）,（亚硝酸、碱基类似物等）,（某些病毒）,基因突变的原因（内因） 复制发生错误、DNA碱基组成发生改变。,3、基因突变的特征 基因突变在生物界中是普遍存在的。 基因突变是随机、不定向的。 在自然状态下，基因突变的频率是很低的。,4、基因突变的意义 基因突变是新基因产生的途径；是生物变异的根本来源；是生物进化的原始材料。,三、染色体结构变异和数目变异 1、染色体结构的变异 在自然条件或人为因素的影响下，染色体发生的结构变异主要有4种： 1染色体中某一片段的（缺失）； 2染色体中（增加）了某一片段； 3染色体某一片段的位置（颠倒）了180。； 4染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上。（易位）,2、染色体数目的变异 染色体数目的变异可以分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。 染色体组：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息，这样的一组染色体叫做染色体组。,雄果蝇的染色体组图解,二倍体：由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有两个染色体组（自然界中，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。） 多倍体：体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。（人工诱导多倍体的方法很多，如低温处理等。目前最常用而且最有效的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。） 单倍体：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体叫做单倍体。（蜜蜂的雄蜂只有16条染色体，是单倍体生物。）,1、原理 ： 杂交育种：基因重组 ， 人工诱变育种： 基因突变 ， 单倍体育种和多倍体育种 ：染色体变异 （单、减少，多、加倍）， 基因工程育种：引入外源基因然后基因重组。,杂交育种，人工诱变育种，单倍体育种，多倍体育种，基因工程育种五类区别 ：,四、生物变异在育种上的应用,原理 特点,2、特点： 杂交育种产生新的基因型， 人工诱变育种产生新基因， 单倍体育种花粉离体培养，然后秋水仙素处理幼苗，短时间得到纯合品种， 多倍体育种秋水仙素处理幼苗得到， 基因工程引入外源基因。 细胞工程育种应归入杂交育种，只不过利用融合技术，促进亲缘关系远的物种很快融合，得到新品种。,识别染色体组的方法,1、细胞内形态相同的染色体有几条，就含有几个染色体组。如：此细胞有四个染色体组 。 2、在细胞和生物体的基因型中，同一种基因有几个，就有几个染色体组。如：若细胞的基因型为AaaaBBbb，任一种基因各有四个，则该生物含有四个染色体组。,随堂练习,1下列有关单倍体的叙述，正确的是（） A体细胞中含有一个染色体组的个体 B体细胞中含有奇数染色体数目的个体 C体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体 D体细胞中含有奇数染色体组数目的个体 2用秋水仙素处理单倍体植株后，得到的一定是（ ） A二倍体 B多倍体 C杂合子 D纯合子,C,D,3.以下关于生物变异的叙述，正确的是（ ） A、基因突变都会遗传给后代 B、基因碱基序列发生改变，不一定导致性状改变 C、染色体变异产生的后代都是不育的 D、基因重组只发生在生殖细胞形成过程中 4.用基因型为DdTt的植株所产生的花粒经分别离体培养成幼苗，再用秋水仙素处理使其成为二倍体，这些幼苗成熟后自交后代 ( ) A全部为纯合体 B全部为杂合体 C1/4为纯合体 D1/16为纯合体,B,A,5.现有黑色短毛兔和白色长毛兔，要育出黑色长毛兔。理论上可采用的技术是 （ ） 杂交育种 基因工程 诱变育种 克隆技术 A、 B、 C、 D、 6.下图所示细胞代表四个物种的不同时期细胞，其中含有染色体组数最多的是 ( ) A B C D,D,D,遗传病,一、人类遗传病的类型 1、单基因遗传病：是指受一对等位基因控制的遗传病。 单基因遗传病可能由显性致病基因引起，如多指、并指、软骨发育不全、抗维生素D佝偻病等。 也可能由隐性基因引起，如镰刀型细胞贫血症、白化病、先天性聋哑、苯丙酮尿症等。,2、多基因遗传病：是指受两对以上的等位基因控制的人类遗传病。 多基因遗传病主要包括一些先天性发育异常 和一些常见病，如原发性高血压、冠心病、 哮喘病和青少年型糖尿病。（多基因遗传病 在群体中的发病率比较高） 3、染色体异常遗传病：是指由染色体异常引起的遗传病叫做染色体异常遗传病（简称染色体病）。 常见的染色体病三体综合症,不表现孟德尔遗传规律。 受环境影响,二、人类遗传病的监测和预防,遗传病监测和预防的意义：遗传病不仅 给患者个人带来痛苦，而且给家庭和社 会造成负担。通过遗传咨询和产前诊断 等手段，对遗传病进行检测和预防，在 一定程度上能够有效地预防遗传病的产 生和发展。,1.遗传咨询的内容和步骤,检查,了解病史,作出遗传诊断 分析遗传病的传递方式 推断后代发病几率 提出建议,2,产前诊断方法 (1)羊水检查 (2)B超检查 (3)孕妇血细胞检查 (4)基因诊断,我国婚姻法规定:直系血亲和三代以内的旁系血亲之间禁止结婚,三、人类基因组计划及意义,1.人类基因组计划（Human Genome Project,简称HGP)好比绘制人类遗传信息的地图。根据这个地图，人类可以清晰地认识到人类基因的组成、结构、功能及其相互之间的关系。人类基因组计划的实施，对于人类疾病的诊治和预防具有重要意义。 2. 人类基因组计划及其影响(正面观点和负面观点) 科学技术是一把双刃剑，既可以为人类造福，又可能带来某些负面影响,2(多选)我国婚姻法明确规定：直系血亲和三代之内的旁系血亲禁止结婚，对任何一个人来说，在下列血亲关系中属于旁系血亲的是（ ） A亲兄弟、亲姐妹 B祖父、祖母 C表兄弟、表姐妹 D外祖父、外祖母 3.下列属于遗传病的是（ ） A孕妇缺碘，导致出生的婴儿得先天性呆小症 B由于缺少维生素A，父亲和儿子均得了夜盲症 C一男子40岁发现自己开始秃发，据了解他的父亲在40岁左右也开始秃发 D一家三口，由于未注意卫生，在同一时间内均患有甲型肝炎病,AC,C,生物的进化,一、现代生物进化理论的主要内容 (一）种群是生物进化的基本单位 1种群是生活在一定区域中的 同种生物的全部个体 。 2种群的基因库是该种群中 全部个体所含有的全部基因 （二）突变和基因重组产生进化的原材料 1可遗传的变异来源于 基因突变 、 基因重组 和 染色体变异 ，其中 基因突变 和 染色体变异 统称为突变。基因突变产生新的 等位基因 ，就可能使种群的基因频率发生变化。 突变和重组 提供了生物进化的原材料。 2由于突变和基因重组都是随机的、不定向的，因此它们只是提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。,（三）自然选择决定生物进化的方向 在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生 定向 改变，导致生物朝着 一定 的方向不断进化。 （四）隔离导致新物种的形成 1隔离是 不同种群 的个体，在自然条件下 基因不能自由交流 的现象。常见的隔离有 生殖隔离 和 地理隔离 。 2生殖隔离即不同物种之间一般是 不能相互交配 的，即使 交配成功 也不能 产生可育后代 。 3地理隔离即同一种生物由于 地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流 的现象 4. 生殖隔离一旦形成，就形成了新物种。,二、生物进化与生物多样性的形成,1、生物进化的实质是种群的基因频率发生改变。 2、共同进化是指 不同物种 之间、 生物与无机环境 之间在相互影响中不断进化和发展。 例子：猎豹追捕斑马； 生物出现由厌氧到好氧。 2.生物多样性包括三个层次的内容： 基因 多样性、 物种 多样性和 生态系统 多样性。,随堂练习,1下列有关物种形成的说法不正确的是（ ） A自然选择可以定向改变种群的基因频率，因而可能导致新种的形成 B突变和基因重组可以使种群产生定向变异，因而可能导致新种的形成 C经过突变的基因重组、自然选择及隔离三个基本环节，能导致物种形成 D经过长期的地理隔离，最后出现生殖隔离，而导致物种的形成,B,2据调查，某小学的小学生中，基因型的比例为 （42.32%）、 （ 7.36%）、（0.32%）、 （46%）、 （4%），则 和 在该地区和的基因频率分别为（ ） A6%、8% B8%、92% C78%、92% D92%、8%,D,3达尔文在加拉帕戈斯群岛上发现几种地雀，分别分布于不同的小岛上，下列用现代进化 理论解释错误的是（ ） A经过长期的地理隔离而达到生殖隔离，导致原始地雀物种形成现在条件的地雀物种 B自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用有差别，最终导致这些种群的基因库变得很不相同，并逐步出现生殖隔离 C这些地雀原先属于同一雀种，从南美大陆迁来后，逐渐分布在不同的小岛上，出现不同的突变和基因重组 D地理隔离一旦形成，原来属于同一物种的地雀很快进化形成不同的物种,D,4对以自然选择学说为核心的现代生物进化理论的正确理解是（ ） 环境改变使生物产生适应性的变异 隔离是新物种形成的必要条件 变异是不定向的 变异是定向的 自然