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1、变异与进化教材分析,指导思想,从基因的角度理解遗传和变异在物种繁衍过程中的对立统一，阐述生命延续过程中的变化性。 建立知识之间的初步联系，尝试构建知识体系，关注遗传变异在生产实践中的应用。 以生物进化观点，阐明生物进化的过程和原因，体会生物的遗传变异与环境变化在进化过程中的对立统一。,整体思路,注重核心概念的记忆与理解，理清各知识点的内在联系，加强对重难点问题的分析和处理，构建知识体系，便于整体把握。 注重选取恰当习题进行练习，对重难点内容和主干知识进行梳理，并进行相关习题的细致分析，发现学生主要问题。,变异与进化知识框架,变异和进化综合专题,可遗传变异基因突变、基因重组、染色体变异 生物变异
2、在育种上的应用 基因工程 生物进化,生物课程标准,生物的变异 举例说出基因重组及其意义； 举例说明基因突变的特征和原因； 简述染色体结构变异和数目变异； 搜集生物变异在育种上应用的实例； 关注转基因生物和转基因食品的安全。 活动建议： 低温诱导染色体加倍的实验,生物的变异,概念：生物的后代出现不同于亲本的性状,类型,按结果分,不可遗传变异,可遗传变异,基因突变,基因重组,染色体变异,按来源分,自然变异,人工诱导变异,应用,避免变异：无性繁殖,利用变异,杂交育种,诱变育种,多倍体育种,单倍体育种,基因工程育种,细胞工程育种,野生型基因,正常复制,野生型性状,表达,野生型基因,复制异常,突变型基因
3、,新性状,表达,内部结构变化,碱 基 对,增 添 缺 失 改 变,碱 基 序 列,个别密码改变,部分密码移位,遗 传 信 息 改 变,外部诱变因素,物 理 因 素,化 学 因 素,生 物 因 素,基因突变,显性突变,隐性突变,癌变,原癌基因,激活,致癌因子,(物理化学生物),本质,基因突变,正常细胞,癌细胞,异常分化,形态结构改变,圆球形粘连蛋白减少,无限增殖,易转移,特 点,特 点,变异的丰富来源,变异的根本来源；进化原材料,意义,有性生殖个体均可发生。 重组率非常高,所有个体均可发生。 普遍性、低频性、多害少利性、不定向性、可逆性,特点,减分四分体时期交叉互换 减分后非等位基因自由组合(基
4、因工程),间期(DNA复制)、转录DNA解旋时易发生,发生时间,原有基因之间的重新组合，产生新基因型,基因结构改变，产生新基因,本质,基因重组,基因突变,范围,染色体畸变(光学显微镜可观察),结构的变异：增添缺失易位倒位 猫叫综合征 数目的变异,个别数目的变异,以染色体组数成倍增减,21三体综合征,特纳氏综合征,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,一组非同源染色体，携带着生物的全部遗传信息(n),基因重组,染色
5、体畸变,两个 2n=6,三个 3n=9,一个 n=4,染色体组数,二倍体：由受精卵发育而来，体细胞中有两个染色体组 多倍体：由受精卵发育而来，体细胞中有三个或三个以上染色体组 单倍体：由生殖细胞直接发育成的个体，染色体数是本物种体细胞的一半(可含1或多个染色体组),有性生殖,雄配子,雌配子,受精卵,+,直接发育,如花药离体培养,生物体,生物体,直接发育,如雄蜂,单倍体,含两个染色体组二倍体,含三个或以上染色体组多倍体,单倍体,多倍体,自然条件：,人工条件：,自然条件：,人工条件：,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
6、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。,单倍体和多倍体的形成,生物变异在育种上的应用,生长期长，结实率低,器官大、产量高、营养丰富等,秋水仙素在有丝前期破坏纺锤体的形成，使染色体数目加倍,染色体畸变,多倍体育种,突变大多有害盲目性,提高了突变频率，出现新的优良基因(性状),物理化学病毒因素诱变,基因突变,诱变育种,育种时间长,有目的的将不同优良性状集中到一个个体上，操作简便,具有相对性状的两个体杂交,基因重组,杂交育种,过程,缺点,优点,常用方法,原理,基因污染、生态危机,让生物具有特定的性状(定向变异)
7、,目的基因通过载体转入受体细胞,基因重组,基因工程育种,不能按照需要表现出亲本的优良性状,克服远缘杂交不亲和障碍,不同物种植物细胞融合+植物组织培养,染色体畸变,植物体细胞杂交育种,操作过程麻烦,后代全部为纯合体，自交后代不发生性状分离，明显缩短育种年限,取生殖细胞培养再加倍=花药离体培养+秋水仙素加倍,染色体畸变,单倍体育种,过程,缺点,优点,常用方法,原理,培育纯合子品种：杂交自交筛选出符合要求的表现型，通过多代自交直到不发生性状分离为止 培育杂种优势品种：一般选取纯合双亲杂交取F1代（袁隆平杂交水稻）,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
8、杂交，得到三倍体的西瓜种子； 三倍体西瓜减数分裂联会紊乱，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。,AAA,普通小麦的形成过程,普通小麦,各育种方式的相通之处,从原理上分： 基因突变：诱变育种 基因重组：杂交育种、基因工程育种 染色体畸变：多倍体、单倍体育种、植物体细胞杂交 从操作上分： 需要用到秋水仙素：单倍体、多倍体育种 需要植物组织培养：单倍体育种、基因工程育种、植物 体细胞杂交 需要杂交手段的：杂交育种、单倍体、多倍体育种 需要注意：植物杂交育种和植物体细胞杂交育种的区别,性状原始存在,性状原始不存在：诱变育种,同种生物不同个体中存在,操作方便：杂
9、交育种,快速得到纯种：单倍体育种,营养丰富或无籽：多倍体育种,不同物种生物中存在,将两生物性状融合：植物体细胞杂交,使生物具有某个性状：基因工程育种,育种的根本目的是培育具有优良性状的新品种，以便更好地为人类服务。,育种方法的选择,加强理论联系实际落实课程理念,生物变异在生产中的应用 人类基因组计划 转基因食品与健康,生物课程标准,人类遗传病 列出人类遗传病的类型（包括单基因病、多基因病和染色体病）； 探讨人类遗传病的监测和预防； 关注人类基因组计划及其意义。 活动建议 调查常见的人类遗传病； 搜集人类基因组或基因诊治方面的资料交流,人类遗传病,遗传咨询,病情诊断,系谱分析,染色体/生化测定,
10、遗传方式分析/发病率测算,提出防治措施,优生,（一）优生的概念,（二）优生的措施,婚前检查 提倡“适龄生育” 遗传咨询 产前诊断 选择性流产 妊娠早期避免致畸剂 禁止近亲结婚,产前诊断,羊膜腔穿刺、绒毛细胞检查（细胞、染色体）,B超检查（胎儿发育）,孕妇血细胞检查（是否会新生儿溶血）,基因诊断（基因）,生物课程标准,生物的进化 说明现代生物进化理论的主要内容； 概述生物进化与生物多样性的形成； 探讨生物进化观点对人们思想观念的影响。 活动建议 搜集生物进化理论发展的资料； 用数学方法讨论基因频率的变化。,生物进化,达尔文的自然选择学说内容： ）过度繁殖基础 ）生存斗争动力 ）遗传变异内因 ）适
11、者生存结果,生物与无机环境间的斗争,生物个体 间的斗争,种内斗争,种间斗争： 捕食、寄生、竞争,为争夺有限 的生活条件,原 因,结 果,大量死亡 少量存活,对生物某些个体有害，但对生物物种是有利的,达尔文的自然选择学说,科学性： 科学地解释生物进化的原因 科学地解释生物的多样性和适应性 局限性： 不能科学地解释遗传和变异的本质 对生物进化的解释局限在个体水平 强调物种的形成都是渐变的结果,现代生物进化理论,现代生物进化理论,生物进化的基本单位：种群 实质：种群基因频率的改变 物种的形成过程的三个基本环节： 突变(基因突变+染色体畸变)和基因重组：不定向 自然选择(或人工选择)：使基因频率定向改
12、变 隔离：物种形成 长期地理隔离导致生殖隔离(时间漫长) 温度骤变导致染色体数目加倍或由于减分错误产生未减半的配子，自交产生的多倍体植物(短时间即可形成新物种),基因频率计算的三种方法：,方法1：定义法,PA基因A的数目/（基因A的数目基因a的数目）100%,方法2：通过基因型频率计算法,PAPAA1/2PAa,生物进化的实质在于种群的基因频率的改变。,方法3：哈温平衡公式,PAA （PA）2 Paa（Pa）2 PAa 2 PAPa,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 若种群中一等位基因为A和a，设p为A的基因频率，q为a的基因
13、频率， (pq)A%+a%=1， 则（p+q）2=p2+2pq+q2 1。 又因为在一种群中，AA%+Aa%+aa%=1； 所以p2AA%=A%A%，为AA的基因型频率； q2aa%=a%a%，为aa的基因型频率； 即：2pqAa%2A%a%，为Aa的基因型频率。,遗传平衡定律 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1908年和1909年独立证明的，这一定律又称哈代温伯格定律，它是指在一个极大的随机交配的种群中，在没有突变、选择和迁移的条件下，种群的基因频率和基因型频率可以世代相传不发生变化，保持平衡。,进化与生物多样性的形成 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。 1、遗传多样性 2、物种多样性 3、生态系统多样性,生物多样性是生物进化的结果 生物多样性促进了生物进化,基因迁移（浙P101) 遗传漂变（浙P101) 异地、同地物种形成（浙P104) 趋同进化、趋异进化（浙P112) 协同进化（浙P113)：共同进化（人P124),谢谢！,