变异进化给学生.ppt

一轮复习教材教法分析必修二遗传与进化浙科版 第四、五、六章人教版 第四、五、六、七章,浙科版：第四章生物的变异；第五章生物的进化 第六章遗传病与人类健康人教版：第四章基因的表达 第五章基因突变和其他变异 第六章从杂交育种到基因工程 第七章现代进化理论,2008年29.物种形成、育种与染色体变异有性生殖,考查知识点：,2009年3,30题基因重组、基因突变与有性生殖的关系,2011年 30.（16分）减数分裂 染色体变异 杂交实验 基因与性状的关系果蝇的2号染色体上存在朱砂眼（a）和褐色眼（b）基因，减数分裂时不发生交叉互换。aa个体的褐色素合成受到抑制，bb个体的朱砂色素合成受到抑制。正常果蝇复眼的暗红色是这两种色素叠加的结果。（1）a和b是_性基因，就这两对基因而言，朱砂眼果蝇的基因型包括_。（2）用双杂合体雄蝇（K）与双隐性纯合体雌蝇进行测交实验，母本果蝇复眼为_色。子代表现型及比例为暗红眼:白眼=1:1，说明父本的A、B基因与染色体的对应关系是_。（3）在近千次的重复实验中，有6次实验的子代全部为暗红眼，但反交却无此现象。从减数分裂的过程分析，出现上述例外的原因可能是：_的一部分_细胞未 能正常完成分裂，无法产生_。（4）为检验上述推测，可用_观察切片，统计_的比例，并比较_之间该比值的差异。,（1）隐 aaBb、aaBB（2）白 A、B在同一条2号染色体上,（3）父本 次级精母 携带有a、b基因的精子（4）显微镜 次级精母细胞与精细胞 K与只产生一种眼色后代的雄蝇,辨析下列叙述是否正确单细胞生物的代谢包括体内和体外化学反应 叶绿体和线粒体是细胞能量代谢的中心基因工程的载体具有合成抗生素的标记基因基因 胚胎移植技术能够提高动物的抗病力沸水浴时肽键断裂导致胰岛素生物活性的丧失ATP水解产生的能量用于放能反应,变异和育种部分,2011年北京卷考试说明变异和育种,课标要求生物的变异和育种,一、生物的变异的复习思路,分析遗传变异的来源、特点、意义,归类分析：归纳变异的来源，分析每种变异 发生时间，原理，特点，意义，应用,列表比较：基因重组、基因突变、染色体变异 增加项目：不同生物不同细胞变异种类的差异 自然发生与人工技术 两个维度,典型例题：,实例判断练习与分析分析思路，核心知识准确表述,生物的变异1.变异的概念 生物的亲子代之间及同一亲代所生的各子代之间，均有或多或少的差异，这种差异就是变异。变异强调亲子代之间或子代不同个体之间的差异，而遗传强调亲子代之间的相似性。,表现型改变,基因型改变,环境条件改变,可设计的问题，并举例说明1.是不是环境因素引起的变异就一定不能遗传？2.可遗传的变异一定能遗传给过代吗?什么情况下可遗传的变异才能传到后代?3.是不是发生在生殖细胞中的变异一定能遗传?,（一）、基因突变落实内容,实例概念类型时间特点原因意义应用,1、什么叫基因？基因与DNA、染色体之间的关系?,2、请举出基因突变的几个例子，基因突变的概念？碱基对增添、缺失或改变的含义?,可以设计的问题,5、碱基对的改变是否一定改变性状?,3、基因突变体现了遗传物质的哪一特点？,4、什么情况下不发生性状的改变?,7、什么时候可能发生基因突变？,8、基因突变的不定向的含义？,11、为什么会发生基因突变？启示？,9、什么细胞可能发生基因突变？哪些生物可能发生基因突变？,10、突变的基因哪些可以遗传到子代?,6、基因突变的结果是什么？是否引起基因种类、数目、排序的改变？,12、基因突变对生物有何影响？,13、基因突变的频率如何？理由？,16、基因突变与染色体变异的关系?,15、基因突变与基因重组的关系？,14、基因突变的意义？,17、如何鉴定某性状的改变是否由基因突变引起的？,谷氨酸,缬氨酸,正常,异常,_原因,_原因,镰刀型细胞贫血症是由_引起的一种遗 传病，是由于基因的_发生了改变产生的。,病因：,基因突变,分子结构,根本,直接,（一）、基因突变落实内容1、实例：镰刀型细胞贫血症产生的原因（书P81）,2、概念：指基因结构的改变，包括DNA碱基对的增添、缺失和改变。,基因突变是染色体的某一个位点上基因的改变。突变总是从一个基因变成它的等位基因。,新基因,等位基因,D,d,替换,缺失,增添,基因突变的本质,基因突变类型对氨基酸序列的影响,主要影响生物的形态结构,影响生物的代谢过程，导致某个特定生化功能的改变或丧失,导致个体活力下降，甚至死亡,按性状改变的结果分,3、类型：,普遍性随机性稀有性多害性多向性,4、时间：,5、特点：,有丝分裂、减数第一次分裂间期，DNA复制时,（1）内因：碱基种类、数目、排列顺序改变,物理、化学、生物因素,6、原因：,（2）外因：,基因突变的成因,野生型基因,正常复制,野生型基因,诱变因素,物理因素（紫外线等）,化学因素（污染物等）,生物因素（病毒等）,复制差错,基因结构改变,突变型基因,野生性状,突变性状,是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了最初的原材料。,基因,新基因（等位基因）,基因型（改变）,表现型（改变）,引发生物变异,7.基因突变的意义:,可以产生新的基因,思考：基因突变会改变基因的数量和排序吗？本质是改变了什么？,基因突变,改变：基因型、遗传信息、密码子,不变：基因数目和排序、遗传规律,可能改变：生物的性状,思考：基因突变不一定会改变性状的原因？,1.由于多种密码子决定同样一种氨基酸(遗传密码的简并性),2.发生在真核生物基因结构的内含子内,3.隐性突变在杂合状态下也不会引起性状的改变,4.某些突变虽改变了蛋白质中个别氨基酸的个别位置的种类，但并不影响该蛋白质的功能。,5.由于某些性状由多基因决定，某基因的改变了，但共同作用于此性状的其他基因未改变，其性状可能也不改变。,6.性状表现是遗传基因和环境因素共同作用的结果，在某些环境条件下，改变了的基因可能并不会在性状上表现出来。,基因突变,病毒的增殖,原核生物的二分裂,无丝分裂,有丝分裂,减数分裂,举例说出基因的分布和基因突变的范围？,线粒体,叶绿体,细菌的质粒,拟核,细胞核,DNA病毒或RNA病毒,基因突变,定义,原因,特点,意义,应用,碱基对增添、缺失、改变,普遍性,随机性,低频性,多害少利性,不定向性,根本原因,外因,人工诱变育种,知识结构,（二）、基因重组落实的内容,基因重组的概念类型时间结果意义,1.什么叫基因重组？真核生物的基因重组有哪些类型？2.自然界的真核生物的基因重组发生在什么时候？3.基因重组能产生新的基因么？能产生新的基因型么？4.基因重组现象仅存在于真核生物吗？基因重组的范围？5.基因重组和基因突变的区别？6.基因重组和染色体变异的区别？7.基因重组的意义？8.人类如何利用生物的基因重组？,可设计的问题,基因重组的含义、成因和意义是什么？,随机重组交换重组,有性生殖过程,控制不同性状的基因重新组合,概 念：,类 型：,时间：,基因重组,非的 非同源染色体上等位基因自由组合,A,a,b,B,A,a,B,b,Ab和aB,AB和ab,基因重组的根本原因,同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换,基因重组的根本原因,同源染色体之间交换示意图,供选择的图片,基因重组的结果,实质：减数分裂中的基因重组和受精过程中雌雄配子的随机结合产生了新的基因型的后代，但未改变基因的“质”和“量”。,意义：非常丰富，未进化提供了吩咐的材料，加速了进化进程,人的体细胞中有23对染色体，请你根据自由组合定律的计算，一位父亲可能产生多少种染色体组成不同的精子？那母亲产生的卵细胞呢？不考虑基因突变和互换，如果要保证子女中有两个所有基因完全相同的个体，子女的数量至少要是多少？,223,223,246+1,基因重组的广义理解：,基因重组是所有生物都可能发生的基本的遗传现象 无论高等生物，还是在细菌(如肺炎双球菌的转化)也属于基因重组、病毒中,都存在基因重组 基因工程也属于控制不同性状的基因重新组合，属于非自然的基因重组，可以发生在不同种生物之间，能够定向改变生物性状。,不仅会发生在减数分裂过程中，也会发生在体细胞中 不仅可以发生在细胞核内的基因之间,也可以发生在线粒体和叶绿体的基因之间。,原核生物的基因重组有转化、转导和接合等方式。转化：受体细胞直接吸收来自供体细胞的DNA片段，并使它整合到自己的基因组中，从而获得供体细胞部分遗传性状的现象。接合供体菌和受体菌的完整细胞经直接接触而传递大段DNA遗传信息的现象。转导：通过噬菌体媒介，将供体细胞DNA片段带进受体细胞中，使后者获得前者的部分遗传性状的现象。自然界中转导现象较普遍，可能是低等生物进化过程中产生新的基因组合的一种基本方式。,例：该细胞处于细胞分裂的什期？有丝分裂后期或减数第二次分裂后期,2.造成B和b不同的原因是什么？A.基因突变B.交叉互换,例：区期中减数分裂题,（3）图13中具有同源染色体的是_细胞，乙细胞中的和组成_，和是_，甲细胞中有_个染色体组。,（4）图13中丙细胞含有_条染色单体，该细胞处于_期。（5）图13中丁细胞的名称为_，如果丁细胞中的M为X染色体，则N一定是_，若M的姐妹染色单体上出现等位基因，其原因是发生了_。,小结：基因突变与基因重组的比较,碱基对增添|缺失|替换引起基因结构变化，,产生新基因,不产生新基因，产生新基因型,生物变异的根本来源，为生物的进化提供原始材料,有性生殖中，控制不同性状的基因重新组合的过程,普遍性、随机性、低频性、多害少利性、不定向性。,非常丰富,自发突变、诱发突变,细胞分裂间期，DNA复制过程中,减数第一次分裂前、后期,生物变异的来源之一，对生物的进化有重要意义。,非同源染色体自由组合或交叉互换,（三）染色体变异落实知识,概念种类染色体结构变异种类、实质和对生物的影响染色体数目变异的种类三体、缺体、染色体组、单倍体、二倍体、多倍体,可以设计的问题：,染色体变异有哪些种类？染色体结构变异与基因突变的区别？染色体结构变异与交叉互换的区别？什么是染色体组、单倍体、二倍体、多倍体？,染色体结构的改变：缺失、重复、倒位、易位,染色体数目的改变,非整倍体,整倍体,染色体组二倍体多倍体及形成单倍体及形成,染色体变异概念：光学显微镜下可见的染色体结构或数目的改变,种类,染色体变异的原因：环境因素引起如低温可诱 导染色体变异发生时间：减数或有丝分裂的分裂间期或分裂期,和基因突变的区别：,基因突变-分子水平 的变异，在光学显微镜下无法直接观察到。,染色体变异-细胞水平的变异，可用显微镜直接观察到。,识图析图,判断：4幅图解分别表示染色体结构变异的哪种类型？提示 缺失 倒位 重复 易位,1.染色体结构的变异,猫叫综合症,染色体结构变异实质：改变染色体上,基因的 排序和数目,甲,乙,2、染色体数目的变异,（1）个别增加：21三体综合症，先天性睾丸发育不全综合征（47,XXY）等,（2）个别减少：如缺一条X（现行性腺发育不良）等,（3）以染色组为基数成倍增加或减少,尝试让学生画图分析：能够举例，并结合减数分裂过程加以分析:同源染色体如XY没分离的后果；染色单体没分离的后果；也可以放到遗传病分析。,21三体综合征（先天性愚型）,人类正常男性染色体,21三体综合征,例 对21三体综合症患者进行染色体组型分析时，发现此人体细胞内多了一条21号染色体，染色体组成为47条，可能是由于该病人的亲代在形成配子时（）A次级精母细胞分裂的后期，两条21号染色 体移向一侧B次级卵母细胞分裂的后期，两条21号染色体 移向一侧C初级精母细胞分裂的后期，21号两条同源染 色体移向一侧D初级卵母细胞分裂的后期，21号两条同源染 色体移向一侧,ABCD,果蝇体细胞染色体组成,6+XX 6+XY,画一画：画出果蝇产生的精子与卵细胞中染色体的组成图,想一想:1.配子中的染色体几条，它们的大小结构相同吗，它们是什么关系？,雌果蝇产生的配子,雄果蝇产生的配子,3.什么叫染色体组？同一个染色体组中的染色体有那些特点？同一个染色体组中的染色体上的基因有什么特点？基因组的概念是什么？,想一想:2.蜜蜂体细胞的染色体为16对（32条），减数分裂产生的卵细胞不经过受精作用可发育为雄蜂，你认为卵细胞中的染色体上的基因有什么特点？,A一个染色体组中不含同源染色体。B一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。C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。（不考虑XY染色体差异）D.二倍体生物生殖细胞中所含有的一组染色体,概念,分析：下图表示各含有几个染色体组？,A,B,C,D,可见，细胞中同源染色体有几条就是有几个染色体组,分析：你知道基因型为AaBb,AAaBBB,ABc分别含几个染色组呢?,可见,同一种性状的基因有几个代表有几个组,动动手：画出细胞中AaBb,AAaBBB,ABc相应的染色体与基因关系模式图？,例：一个染色体组是指：,A.来自父方或者母方的全部染色体B.所有生殖细胞的全部染色体C.二倍体生物配子内的全部染色体D.体细胞中形态、结构彼此不相同的染色体组合,例：一个染色体组是指：,A.来自父方或者母方的全部染色体B.所有生殖细胞的全部染色体C.二倍体生物配子内的全部染色体D.体细胞中形态、结构彼此不相同的染色体组合,4,判断标准是:,染色体组的数目=染色体数/染色体形态数。,韭菜细胞共有32条染色体，有8中形态，则韭菜的体细胞中含有几个染色体组呢？,（1）如何区分单倍体、二倍体、多倍体？,与染色体组相关的几个概念,思考：1.为什么引入单倍体的概念？单倍体是一个物种吗？最大的应用价值是什么？2。多倍体和单倍体生物的特点？由此推测染色体结构变异产生的三体和缺体哪个对生物的影响大？,一般由未受精的卵细胞发育而来。,常用花药离体培养法。,由于外界环境条件的剧变，影响了细胞分裂时纺锤体的形成而使染色体数目加倍产生的。,秋水仙素（常用且最有效）处理萌发的种子或幼苗，影响了细胞分裂时纺锤体的形成而使染色体数目加倍产生的。,（2）单倍体和多倍体的形成,构建知识网络,基因重组、基因突变和染色体变异的比较,类型,细胞分裂间期,减数第一次分裂前期或后期,细胞分裂过程中,可遗传变异与不可遗传变异的比较,实验探究,探究某一变异性状是否是可遗传变异的方法思路,1.若染色体变异，可直接借助显微镜观察染色体形态、数目、结构是否改变。2.与原来类型在相同环境下种植，观察变异性状是否消失，若不消失则为可遗传变异，反之则为不可遗传变异。3.设计杂交实验，根据实验结果确定变异性状的基因型是否改变。,例（10新课标）在白花豌豆品种栽培园中，偶然发现了一株开红花的豌豆植株，推测该红花表现型的出现是花色基因突变的结果。为了确定该推测是否正确，应检测和比较红花植株与白花植株中（）A花色基因的碱基组成 B花色基因的DNA序列C细胞的DNA含量 D细胞的RNA含量,B,微观：从分子水平检测基因突变,例（10江苏卷）6育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗”植蛛，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。下列叙述正确的是（）A.这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的 B.该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体 C.观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置 D.将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系,B,宏观：设计杂交实验从性状水平检测基因突变,思路：举例说出各种育种方法的过程 处理方法 生物材料 遗传的变异类型 选择培育结果,列表比较：人工育种方法（适当加入基因工程，细胞工程，胚胎工程育种，微生物育种）：重在分析各自的程序，主要优缺点 增加：杂种优势的利用,实践：会根据育种目的选择不同的育种方法,典型例题：,能根据图解，区分各种育种方法，分析原理，材料选择，品种获得，每一步的处理方法,二、生物变异在育种上应用,设计的问题:,什么情况下选择杂交育种？程序?优缺点？单倍体育种的过程？和杂交育种相比的优缺点？人工诱导多倍体的方法和原理？三倍体西瓜的获得过程？举例说明异源多倍体的获得过程？,概念：,利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变,从中选育出具有优良性状个体的育种方法。,依据原理：,基因突变,常用方法：,用物理因素或化学因素或空间诱变育种来处理生物(萌发的种子,幼苗,愈伤组织等)。,优点：,缺点：,1.诱变育种（可由学生先设计育种流程，师生共同分）,应用：,植物、微生物育种,诱变育种的优点是能够提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。,诱变育种的局限性是诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。,要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。,已知在荔枝的性状控制中，D（无绿线）对d（有绿线）显性，T（有甜味）对t（无甜味）显性。现有两株普通荔枝，一株的基因型是DDTT，另一株的基因型是ddtt。据题回答：（一）、假如你是育种专家，能否利用普通荔枝得到“西园挂绿”（ddTT）？请用流程图简要介绍你的育种方案。,典型例题结合总结落实,2.杂交育种和单倍体育种,绿甜 绿无甜,ddTt,ddTT,杂交,F3,思考：要培育出一个能稳定遗传的植物品种至少要几年？,1、其中所依据的遗传变异原理各是什么？2、两种育种方式的优点和不足？,单倍体育种和杂交育种的比较,同源多倍体无籽西瓜的培育,用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗得到四倍体西瓜；用二倍体西瓜与四倍体西瓜杂交，得到三倍体的西瓜种子；三倍体西瓜联会紊乱，不能产生正常的配子；三倍体西瓜的雌蕊授以二倍体西瓜的花粉后子房能发育成西瓜。,4.多倍体育种,植株弱小，一般高度不育。,多倍体植株：,茎杆粗壮，叶片、果实、种子比较大，营养物质丰富，但是发育迟缓结实率低,单倍体植株：,杂交种植株:,早熟，生长整齐而健壮，果穗大、子粒多。,2008年北京卷29题.白菜、甘蓝均为二倍体，体细胞染色体数目分别为20、18。以白菜为母本、甘蓝为父本，经人工授粉后，将雌蕊离体培养，可得到“白菜-甘蓝”杂种幼苗。（3）二倍体“白菜-甘蓝”的染色体数为 19。这种植株通常不育。原因是减数分裂过程中 没有同源染色体配对的现象。为使其可育，可通过人工诱导产生四倍体“白菜-甘蓝”，这种变异属于 染色体变异。,异源多倍体的培育举例,根据生物种类选择育种方法 生物种类不同，采取的育种方法不尽相同。(1)植物：杂交育种、单倍体育种、多倍体育种、诱变 育种、基因工程育种、细胞工程育种等。(2)动物：杂交育种、诱变育种、基因工程育种。(3)微生物：诱变育种、基因工程育种、细胞工程育种。,拓展：,根据育种要求选择育种方式(1)一般作物育种可选用杂交育种和单倍体育种。(2)为得到特殊性状，可选择诱变育种(如航天或太空育种)或多倍体育种。(3)若要将特殊性状组合到一起，还要克服远缘杂交的不亲和性，可考虑运用基因工程育种，如“抗虫棉”的培育和“工程菌”的培育。,避免优良性状丢失:无性繁殖或自交,几种主要育种方法的比较,例：下图为五种不同育种方法示意图。据图回答：,图中A、D方向所示的途径表示 育种方式，ABC的途径表示 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。,B常用的方法为。,E方法所运用的原理是。,C、F过程中最常采用的药剂是。,由GJ的过程中涉及到的生物工程技术有 和。,杂交,单倍体,明显缩短育种年限,花药离体培养,基因突变,秋水仙素,基因工程,植物组织培养技术,进化部分,一.11年北京卷考试说明和课标要求,相关高考题基因频率：(08山东)5；（10海南）24；（10天津）7隔离与物种形成：（08北京）29（09江苏）20共同进化与生物多样性：（10北京）5,需落实的具体内容,生物进化理论和物种形成：物种、种群、基因库和基因频率的概念，基因库和基因频率关系，以及引起变化的因素 种群基因频率的改变与生物进化的关系 物种形成的方式与必要条件 自然选择与适应共同进化和生物多样性的形成：协同进化（共同进化）的实例 生物多样性的形成原因,1.以长颈鹿的进化为例理解拉马克和达尔文进化论观点之间的差异,复习思路：以进化理论的发展为主线，通过实例分析，比较理解现代进化论的核心观点，并掌握相关名词概念,2.通过与达尔文进化论的比较，理解进化论的发展和现代进化论的主要观点,复习思路,环境变化动物需要变化动物习性改变机能改变形态构造发生改变(用进废退、获得性状遗传、定向变异),拉马克对长颈鹿进化的解释：,长颈鹿的祖先,过度繁殖,资源有限,长颈、长肢个体,（遗传积累）,适者生存,现代长颈鹿,（变异）,长颈、长肢个体,短颈、短肢个体,达尔文进化论（自然选择学说）怎么解释长颈鹿的进化？,自然选择,生存斗争,达尔文的自然选择学说解释模型：,事实1：生物都有过度繁殖的倾向,事实2：物种内的个体数能保持稳定,事实3：资源是有限的,推论1：个体间存在着生存斗争,事实4：个体间普遍存在差异(变异),事实5：许多变异是可能遗传的,推论2：具有有利变异的个体，生存并留下后代的机会多,推论3：有利变异逐代积累，生物不断进化出新类型,原始昆虫,有翅力大,有翅力小,无翅,有翅力大,无翅,过度繁殖,变异遗传,生存斗争,适者生存,抗强风飞翔,不飞翔,能飞翔，不抗强风,不定向地变异,定向地自然选择,达尔文以后进化理论的发展,性状水平,深入,基因（分子）水平,以个体为单位,以种群为单位,形成以自然选择学说为基础的现代生物进化理论,认识到了遗传和变异的本质获得性遗传的观点，已经被多数人摈弃。,深入,（一）种群是生物进化的基本单位,思考：1什么是种群？2为什么进化的单位是种群而不是个体？3为什说种群还是生物繁殖的单位？4什么是种群基因库？5种群与群落、与物种有何区别？,现代进化理论的主要内容,物种与种群的比较,分类单位：能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物,进化单位：生活在一定区域的同种生物的全部个体,不同区域的同种生物的 不同种群,较小范围的同种生物的全部个体,形态特征和能否自由交配并产生可育后代,同地点的同种生物,同一物种是由不同的种群构成；,同一物种的不同种群在一定条件下可以进行基因交流。,基因库：,一个种群中全部个体所含有的全部基因叫这个种群的基因库。,基因频率：,在一个种群基因库中，某基因占全部等位基因的比率叫做基因频率。,基因频率=,100%,种群中某基因型个体数占该种群个体总数的比例。,基因型频率：,基因型频率=,100%,从以上基因频率和基因型频率的计算公式可看出：某个基因的频率=该基因纯合子的频率1/2杂合子的频率,(二）可遗传的变异（突变和基因重组）产生进化的原材料,1.种群会产生大量的突变吗?,思考：,2.为什么突变能够作为生物进化的原材料？试举例说明。,3.突变的有害和有利取决于什么？,4.基因重组不能产生新基因，为什么还能提供原材料？,5.突变和基因重组能决定生物进化的方向吗？,1种群中突变的特点：突变数很大、不定向2种群基因重组的结果：产生更多变异、不定向结论：提供进化的原材料（基因及性状）。,基因突变,染色体变异,基因重组,突变,可遗传的变异基因频率改变的内在因素,计算：果蝇约有2104个基因，每个基因的突变频率都是10-5，一个果蝇种群约有109个果蝇，每一代出现的基因突变个体数为,19世纪，桦尺蠖种群中黑色基因（S）频率为5%，浅灰色基因（s）频率为95%,20世纪，桦尺蠖种群中黑色基因（S）频率为95%，浅灰色基因（s）频率为5%,（三）、自然选择决定生物进化的方向,分析曼彻斯特地区桦尺蛾的体色变化,用数学方法来讨论一下桦尺蠖基因频率变化的原因。1870年桦尺蠖的基因型频率为SS 10%；Ss 20%；ss 70%，在树干变黑这一环境条件下，假如树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%，以后的几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？,70.7%,26%,29.3%,14.6%,56.1%,60.9%,26.1%,73.9%,29.3%,13.1%,升高,降低,11.5%,22.9%,65.6%,23%,77%,探究活动：自然选择对种群基因频率的影响,学生解释：自然选择决定生物进化的方向,19世纪 不定向变异 浅色s：95%、黑色S：5%,S 95%不利死亡,S 5%有利变异被保存,自然选择,S逐渐增大成为显著的有利变异,20世纪 基因频率改变 黑色S：95%、浅色s：5%，生物定向变化,自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向,生物进化的实质是种群基因频率的改变,引起基因频率改变的因素：突变、基因重组和自然选择都是影响种群基因频率的因素，其中自然选择的作用是决定性的。,突变和自然选择的关系：抗生素生物对抗药性的作用分析,生物抗药性是因为药物的刺激而产生？还是生物本来就存在着少数具有抗药能力的突变个体，药物只是对生物作了筛选，使得有抗药能力的突变株占了优势？,（四）.隔离与物种的形成,实例：加拉帕戈斯群岛上的几种地雀的形成,思考：1）生物进化一定导致物种形成吗？2）新基因的出现决定了物种形成的方向吗？什么因素决定基因是否保留？3）隔离的类型？隔离的因素是什么？4）物种形成过程中，基因频率是否改变？改变的原因是什么？5）物种形成是否必经地理隔离？是否必经生殖隔离？6)二倍体西瓜和四倍体西瓜是否同一物种？为什么？是否经过地理隔离？,2.隔离：物种的形成一般是通过隔离实现的。因为只有隔离才能导致遗传物质交流的中断。（1）隔离的实质基因不能交流（2）隔离的方式地理隔离与生殖隔离,分析两种隔离的区别,地雀,甲岛地雀乙岛地雀丙岛地雀丁岛地雀,不定向地突变和基因重组,不同海岛（存在地理隔离）自然选择方向不同,甲岛地雀1,乙岛地雀2,丙岛地雀3,丁岛地雀4,种群基因库中基因频率改变方向不同,物种形成的一般模式,物种形成的进化模式，是一种渐变的过程物种形成的其它模式如多倍体的形成,较长时间的进化过程,较长时间的进化过程,不同环境的自然选择作用导致基因频率改变方向不同,物种形成和生物进化的比较,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。作为物种的形成，必须当基因频率的改变导致生殖隔离，才算完成。它们在基因频率的改变程度上是有很大差别的。隔离是物种形成的必要条件，而非生物进化的必要条件。,结论：对生物进化的解释,1、选择的原材料,由突变和基因重组产生提供,2、内在因素（实质）,基因频率的改变,3、进化方向,由自然选择决定,4、新物种形成的必要条件,隔离,（09江苏卷）20右图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群，经过漫长的进化，分别形成新物种b和C。在此进程中的某一时刻，种群的部分群体越过障碍外迁与同域分布，向d方向进化。下列有关叙述正确的是Ab和d存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离BC和d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离 C中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，则b和d是同一物种D中的外迁群体与当时种群的基因频率不同，则c和d是不同物种,B,（10天津卷）某地区从1964年开始使用杀虫剂杀灭蚊子幼虫，至1967年中期停用。下图是五年间蚊子幼虫基因型频率变化曲线。R表示杀虫剂抗性基因，S表示野生敏感型基因。据图回答：,（1）R基因的出现是_的结果。（2）在RR基因型频率达到峰值时，RS、SS基因型频率分别为4%和1%，此时R基因的频率为_。（3）1969年中期RR基因型几近消失，表明在 的环境条件下，RR基因型幼虫比SS基因型幼虫的生存适应能力_。（4）该地区从此不再使用杀虫剂。预测未来种群中，最终频率最高的基因型是_，原因是_。,强调：,1.生物进化的理论是不断发展的，现代生物进化理论是对其他进化学说的总结和发展2.现代进化理论不能全面的解释地球上所有生物的进化方式3 现有的其他进化论：中性选择学说；长期稳定和迅速形成新种交替进行等,生物进化与生物多样性的形成,思考：1什么叫共同进化？2什么叫生物多样性？生物多样性有那几个层次？3共同进化与生物多样性的关系？4自然界生物进化的趋势?,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，这就是共同进化,通过漫长的共同进化过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种，而且形成了多种多样的生态系统，也就是形成了生物的多样性,1，共同进化,例：按照达尔文的自然选择学说进行评价，因果关系正确的叙述是（）A.因长期不同眼睛，生活在地穴中的盲螈失去了视觉B.因长期舔食树缝中的蚂蚁，食蚁兽的舌很长C.因长期的相互选择，狼与鹿的奔跑速度都很快D.因生物对环境具有适应力，春小麦连年冬种就可 变成冬小麦,C,2、生物多样性的形成,（1）生物多样性的内容：,物种多样性,基因多样性,生态系统多样性,（2）生物多样性的形成的进化历程生物的进化历程可概括为：,从原核生物到真核生物；,从无性生殖到有性生殖；,由简单到复杂；,由水生到陆生；,由低等到高等。,生物进化的大致过程和规律,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。,2010年 5保护生物多样性是实现人类社会可持续发展的基础。下列对生物多样性的理解正确的是A生物多样性的丰富程度与自然选择无关B群落演替过程中的生物多样性逐渐降低C物种多样性比较高的生态系统相对稳定D遗传多样性较低的种群适应环境能力强,达尔文的自然选择学说,过度繁殖,生存斗争,遗传变异,适者生存,现代生物进化理论,共同进化和生物多样性的形成,共同进化的概念,生物多样性的形成,突变和重组产生进化的原材料,隔离是物种形成的必要条件,种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质是种群基因频率的改变,地理隔离,生殖隔离,知识网络,人类遗传病,人类遗传病2011年北京市考试说明 和 高中课程标准,高考命题：多渗透到遗传、变异等部分内容中，近年仅单独命制一道：2007北京第29题,落实知识,说出人类遗传病的类型；举例说明常见遗传病的遗传方式说出人类遗传病的检测方法说出遗传咨询的基本程序、内容及意义；说出优生的主要措施，说明禁止近亲结婚的道理。说出人类基因组计划的研究对象和目标；说出人类基因组的意义和影响。,复习思路：按照对遗传病的认识程序结合典型例题复习,2.调查流程图,一、调查人群中的遗传病1.原理(1)人类遗传病是由遗传物质改变而引起的疾病。(2)遗传病可以通过社会调查和家系调查的方式了解发病情况。,3.调查“遗传病发病率”与“遗传方式”的方法,思考：1遗传病、先天性疾病、家族性疾病的区别？2能否根据调查结果画出系谱图，分析出该遗传病的类型？并就该病给家族成员提出合理化建议？,提醒 1.遗传病一般具有的特点和规律 在胎儿时期就已经形成，或者处于潜在状态；很多遗传病是终生性的，除非治疗或死亡；遗传病能一代一代传下去，常以一定的比例出现于同一家族成员中。2.遗传病是遗传因素(内因)和环境因素(外因)相互作用的结果。,先天性、后天性、家族性疾病与遗传病的关系,列出所熟悉的遗传病，引导学生分类,人类遗传病的概念和分类,概念：遗传病是由于人的生殖细胞或受精卵里遗传物质发生改变而引起的人类遗传性疾病。,常染色体单基因遗传病,性染色体单基因遗传病,多基因遗传病,染色体异常遗传病,伴性遗传的概念红绿色盲遗传的分析伴性遗传图解书写训练交叉遗传现象系谱分析的方法遗传病发病概率计算,单基因遗传病复习可以参考伴性遗传的复习方法：,单基因遗传病,多基因遗传病,染色体异常遗传病,多基因遗传病：涉及多个基因和许多环境因素的遗传病。,例.(2009全国高考)下列关于人类遗传病的叙述，错误的是()A单基因突变可以导致遗传病 B染色体结构的改变可以导致遗传病 C近亲婚配可增加隐性遗传病的发病风险 D环境因素对多基因遗传病的发病无影响,D,遗传病的监测、预防1.手段：主要包括遗传咨询和产前诊断。2.意义：在一定程度上能够有效地预防遗传病的产生和发展。3.遗传咨询的内容和步骤,诊断,提出对策、方法、建议,产前诊断：指在胎儿出生前，医生用专门的检测手段，如羊水（羊膜穿刺）检查、绒毛细胞检查、超检查、孕妇血细胞检查、基因诊断等手段,确定胎儿是否患有某种遗传病或先天性疾病。,羊水（羊膜穿刺）检查用于确诊胎儿是否患染色体异常、神经管缺陷，以及某些能在羊水中反映出来的遗传性代谢疾病。穿刺时用穿刺针穿过孕妇腹壁刺入宫腔吸出少许羊水，进行羊水细胞和生物化学方面的检查,绒毛细胞检查：主要用一根细细的塑料管或金属管，通过孕妇的子宫口，沿子宫壁入内，吸取少量绒毛进行细胞学检查,优生措施产前诊断,09年零模4.羊膜穿刺技术的应用，使医生增加了新的对孕妇进行产前诊断的手段。抽取宫腔内的羊水进行分析、化验，可以确定胎儿是否患有某些遗传病或先天性疾病，因为羊水中含有胎儿脱落的细胞，培养这些细胞可进行染色体分析羊水中的某些化学成分可以反映出胎儿是否患有某些新陈代谢方面的遗传病利用基因诊断技术，可以确定胎儿是否携带着某些致病基因A.只有正确 B.只有正确C.只有正确 D.均正确,优生措施：,原因：每个人都携带几个不同的隐性致病基因，随机婚配的情况下，夫妇双方携带相同致病基因的机会很小，所以子代出现隐性纯合子(得病)的概率很小。近亲结婚的情况下，双方从共同的祖先那里继承同一种致病 基因的机会大增，使所生子女患隐性遗传病的机会大增；,禁止近亲结婚，提倡适龄生育、婚前检查。,直系血亲：从自己算起，向上推3代，向下推数3代。,血亲图（1）,（2）旁系血亲：,与（外）祖父母同源而生的，除直系亲属以外的其他亲属。,感谢倾听请多批评指正,