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详细介绍

  本讲内容包括(人教版)必修二《遗传与进化》第5章基因突变及其他变异、第6章从杂交育种到基因工程、第7章现代生物进化理论等。

  变异部分的内容本身是生物学的基础知识,是高考试题中经常出现的内容,且该内容与许多热点问题紧密联系,如作物的育种、基因工程、生物发展等,在高考中的地位将会越来越重要。

  现代生物进化理论的基础是达尔文的自然选择学说,而考试大纲中对于自然选择学说没有明确要求,但对于现代生物进化理论以及共同进化和生物多样性的形成都提出了明确要求,因此应当在自然选择学说的基础上,巩固好现代生物进化理论的知识,并能用现代生物进化理论科学地解释物种的形成,生物的多样性和适应性等常见的生物学现象。

  重视能力和素质的考察是新一轮高考改革的特点,但能力离不开知识的基础作用,在复习过程中要注意关注生命科学的发展,能从课本之外获取生物学信息。本讲问题的素材丰富(多为文字或图表),答案也属于开放式,能很好体现激发学生发散思维的指导思想。

  变异主要分为两类:可遗传的变异和不可遗传的变异。可遗传的变异是由遗传物质的变化引起的变异;不可遗传的变异是由环境引起的,遗传物质没有发生变化。可遗传的变异的来源主要有3个:基因重组、基因突变和染色体变异。

  基因重组是指非等位基因间的重新组合。能产生大量的变异类型,但只产生新的基因型,不产生新的基因。基因重组的细胞学基础是性原细胞的减数分裂第一次分裂,同源染色体彼此分裂的时候,非同源染色体之间的自由组合和同源染色体的染色单体之间的交叉互换。基因重组是杂交育种的理论基础。

  基因突变是指基因的分子结构的改变,即基因中的脱氧核苷酸的排列顺序发生了改变,从而导致遗传信息的改变。基因突变的频率很低,但能产生新的基因,对生物的进化有重要意义。发生基因突变的原因是DNA在复制时因受内部因素和外界因素的干扰而发生差错。典型实例是镰刀形细胞贫血症。基因突变是诱变育种的理论基础。

  染色体变异是指染色体的数目或结构发生改变。重点是数目的变化。染色体组的概念重在理解。一个染色体组中没有同源染色体,没有等位基因,但一个染色体组中所包含的遗传信息是一套个体发育所需要的完整的遗传信息,即常说的一个基因组。对二倍体生物来说,配子中的所有染色体就是一个染色体组。染色体组数是偶数的个体一般都具有生育能力,但染色体组数是奇数的个体是高度不孕的,如一倍体和三倍体等。

  在自然界中多倍体的形成主要是受外界环境条件剧烈变化的影响而形成的。因外界条件的剧烈变化导致植物细胞有丝分裂受阻是形成多倍体的关键。多倍体育种就是依据这个原理用人工的方式使植物细胞有丝分裂受阻,达到使其染色体数目加倍的目的,常用的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。秋水仙素的作用原理是抑制有丝分裂时形成纺缍丝,结果染色体无法移动,细胞不能分裂而染色体数目加倍。

  单倍体育种是先用人工方法获得单倍体,常用方法是花药离体培养。然后经过人工诱导使其染色体数目加倍。由于加倍的染色体是复制出来的,结果每对染色体上的基因都是纯合的。纯合体自交后代不发生性状分离,所以单倍体育种可以明显地缩短育种的年限。

  特别提醒:杂交育种、诱变育种的可预见性差,人们只能在变异的基础上对变异进行选择,而不能控制变异的方向。

  染色体组是指细胞中形态和功能各不相同,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非同源染色体。要构成一个染色体组应具备以下几条;

  ①细胞内形态相同的染色体(同源染色体)有几条,则含有几个染色体组。如右图细胞中相同的染色体有4条,此细胞中有4个染色体组。

  ②根据基因型来判断。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,如基因型为AAaBBb的细胞或生物体含有3个染色体组。

  ③根据染色体的数目和染色体的形态数来推算。染色体组的数目=染色体数/染色体形态数。例如,果蝇体细胞中有8条染色体,分为4种形态,则染色体组的数目为2个。

  例:中心血站调查了1788个MN血型血,其中397人是M型(LMLM),861人是MN性(LMLN),530人是N型(LNLN),请分别计算LM和LN的基因频率。

  据题意可知,M型者含有两个LM基因,MN型者含有一个LM基因和一个LN基因,N型者含有两个LN基因,故本题应如此计算:

  例:在一个种群中随机抽出一定数量的个体,其中基因型为AA的个体占18%,基因型为Aa的个体占78%,aa的个体占4%。

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