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专题14 变异、育种和进化
一、基因突变和基因重组
1、DNA分子中发生碱基对的替换、增添、缺失 ,而引起的基因结构的改变叫基因突变。
2、基因突变若发生在配子中,将遵循遗传规律传递给后代;若发生在体细胞中, 一般不能遗传;有些植物的体细胞发生基因突变, 可通过无性繁殖传递。此外。人体某些体细胞基因的突变,有可能发展为癌细胞。
3、易诱发生物发生基因突变并提高突变频率的因素可分为三大类:物理因素(如紫外线、X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA)、化学因素(亚硝酸、碱基类似物等能改变核酸的碱基)和生物因素(如某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA)。
4、基因突变有如下特点:在生物界普遍存在,随机发生,频率很低,不定向。
5、基因突变的意义在于:它是新基因产生的途径,是生物变异的根本来源,是生物进化的原材料。
6、基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合。
7、基因重组有两种类型,第一种,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,也自由组合;另一种,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。
8、基因重组也是生物变异的来源之一,对生物进化也具有重要的意义。
二、染色体变异
1、染色体变异包括染色体结构 变异和染色体数目变异。
2、染色体结构的改变,会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变,从而导致性状的变异。
3、染色体数目变异可分为两类: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增加或减少。
4、染色体组是指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。
5、人工诱导多倍体最常用而且最有效的方法是用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗,其作用机理是能抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,染色体完成了复制但不能移向细胞两极,从而引起细胞内染色体数目加倍。
6、单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体,在生产上常用于培育新品种。
7、染色体变异
①染色体结构的变异:由染色体结构改变引起的 。如:猫叫综合征。
②染色体数目的变异:染色体数目发生改变。
③染色体组特点: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
④二倍体或多倍体:由受精卵发育成的个体,体细胞中含几个染色体组就是几倍体;
⑤单倍体:由未发生受精作用的配子(精子或卵细胞)发育成的个体(可能有1个或多个染色体组)。
⑥人工诱导多倍体的方法:用秋水仙素处理萌发的种子和幼苗。原理:当秋水仙素作用于正在分裂的
细胞时,能够抑制纺锤体形成,导致染色体不分离,从而引起细胞内染色体数目加倍。
⑦多倍体植株特征:茎杆粗壮,叶片,果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质,含量都有所偏大。
⑧单倍体植株特征:长得弱小 ,而且高度不育。单倍体植株获得方法:花药(花粉)离体培养。单倍体育种的意义:明显缩短育种年限(只需二年)。
三、现代生物进化理论
1、历史上第一个提出比较完整进化学说的是法国拉马克,他提出生物是由低等到高等逐渐进化的,生物适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传。
2、达尔文的学说是自然选择学说,中心内容为 过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存。
3、达尔文学说论证了生物是不断进化,并且对生物进化的原因提出了合理的解释,它揭示了生命现象的
统一性是由于所有生物都有共同的祖先,生物的多样性是进化的结果。但它的学说也有局限性,对于
遗传和变异的本质,达尔文不能做出科学的解释。另外,他还接受了拉马克的用进废退和获得性遗传的观点,同时对生物的进化也局限于个体水平。他强调物种形成都是渐变的结果,不能很好地解释物种大爆发等现象。
4、现代生物进化理论认为种群是生物进化的基本单位,进化的实质在于基因频率的改变。生活在一定区域的同种生物全部个体叫做种群。一个种群中全部个体所含有的全部基因,叫做这个种群的基因库。(注意基因频率的计算方法)
5、突变和基因重组产生进化的原材料。可遗传的变异来源于基因突变 、基因重组和染色体变异。由于突变和重组都是随机的、不定向的的,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。
6、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。
7、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称为一个物种。也就是说,不同物种之间一般是不能相互交配 ,即使交配成功,也不能产生可育后代,这种现象叫做生殖隔离。
8、同一物种由于地理