【生物】“变异、育种与进化”知识点归纳

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原标题:【生物】“变异、育种与进化”知识点归纳

一、生物的变异

(1)生物变异的类型

(2)三种可遗传变异的比较

项目 基因突变 基因重组 染色体变异 适用范围 生物种类 所有生物 自然状态下能进行有性生殖的生物 真核生物 生殖方式 无性生殖、有性生殖 有性生殖 无性生殖、有性生殖

(3)三种可遗传变异的判断

类型 自然突变、诱发突变 交叉互换、自由组合 染色体结构变异、染色体数目变异 原因 DNA复制(有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期)过程出现差错 减数分裂时非同源染色体上的非等位基因自由组合或同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换 内外因素影响使染色体结构出现异常,或细胞分裂过程中,染色体的分开出现异常 实质 产生新的基因(改变基因的质,不改变基因的量) 产生新的基因型(不改变基因的质,一般也不改变基因的量,但转基因技术会改变基因的量) 基因数目或基因排列顺序发生改变(不改变基因的质) 关系 基因突变是生物变异的根本来源,为基因重组提供原始材料。三种可遗传变异都为生物进化提供了原材料

(4)染色体组和基因组

染色体组:细胞中的一组非同源染色体,它们在形态和功能上各不相同,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。其特点:

①一个染色体组中所含的染色体大小、形态和功能各不相同。

②一个染色体组中不含有同源染色体,当然也就不含有等位基因。

③一个染色体组中含有控制该物种生物性状的一整套基因。

④二倍体生物的生殖细胞中所含有的一组染色体可看成一个染色体组。

⑤不同种的生物,每个染色体组所包括的染色体数目、形态和大小是不同的。

基因组:一般的定义是二倍体生物的单倍体细胞中的全套染色体为一个基因组,或是二倍体生物的单倍体细胞中的全部基因为一个基因组。对二倍体生物而言,基因组计划则为测定单倍体细胞中全部DNA分子的脱氧核苷酸序列,有性染色体的生物其基因组包括一个染色体组的常染色体加上两条性染色体。没有性染色体的生物其基因组与染色体组相同。

(5)单倍体和多倍体的比较

单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。多倍体由合子发育而来,体细胞中含有三个或三个以上染色体组。

对于体细胞中含有三个染色体组的个体,是属于单倍体还是三倍体,要依据其来源进行判断:若直接来自配子,就为单倍体;若来自受精卵,则为三倍体。

特别提醒:

①关于“互换”问题。同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换,属于基因重组;非同染色体之间的互换,属于染色体结构变异中的易位。

②关于“缺失”问题。DNA分子上若干基因的缺失属于染色体变异;DNA分子上若干碱基对的缺失,属于基因突变。

③关于变异的水平问题。基因突变、基因重组属于分子水平的变化,光学显微镜下观察不到;染色体变异属于亚细胞水平的变化,光学显微镜下可以观察到。

④关于不同生物可遗传变异的类型问题。病毒的可遗传变异惟一来源是基因突变;细菌等原核生物不含染色体,所以不存在染色体变异。在真核生物中,上述三种类型都存在。

二、生物变异在育种中的应用

(1)常见的几种育种方法的比较

项目 杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种 原理 基因重组 基因突变 染色体变异 染色体变异 常用方法 ①杂交→自交→选优→自交;②杂交→杂种 辐射诱变等 花药离体培养,然后用秋水仙素处理使其加倍,得到纯合体 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 优点 使位于不同个体的优良性状集中在一个个体上 可提高变异频率或出现新的性状,加速育种进程 明显缩短育种年限 器官巨大,提高产量和营养成分 缺点 时间长,需及时发现优良性状 有利变异少,需大量处理实验材料,具有不定向性 ①技术复杂;②与杂交育种相结合 适用于植物,在动物中难于开展

(2)关于育种方案的选取

①单一性状类型:生物的优良性状是由某对基因控制的单一性状,其呈现方式、育种方式、原理及举例列表如下:

项目 方式 育种方法 原理 举例 单一性状 无→有 基因工程 基因重组 能产生人胰岛素的大肠杆菌 加热杀死的S型肺炎双球菌对R型的转化 有→无 诱变育种 基因突变 太空椒等太空植物 高产青霉素菌株 少→多 多倍体 育种 染色体 变异 三倍体无子西瓜

②两个或多个性状类型:两个或多个性状分散在不同的品种中,首先要实现控制不同性状基因的重组,再选育出人们所需要的品种,这可以从不同的水平上加以分析:

a.个体水平上:运用杂交育种方法实现控制不同优良性状基因的重组。为了缩短育种年限,可采用单倍体育种的方法。

b.细胞水平上:利用植物体细胞杂交,从而实现遗传物质的重组。

c.分子水平上:应用转基因技术将控制优良性状的基因导入另一生物体内,从而实现基因重组。

三、基因频率及基因型频率的计算

(1)基因频率的计算方法

①定义法:根据定义“基因频率是指某种基因在某个种群中出现的比例”,基因频率=。

②基因位置法:若某基因在常染色体上,则基因频率=

,若某基因只出现在X染色体上,则基因频率=



③借助基因型频率:若基因在常染色体上,则该对等位基因中,显(或隐)性基因的频率=显(或隐)性纯合体基因型频率+1/2杂合体基因型频率。

(2)由基因频率求基因型频率的方法

哈迪—温伯格公式法:在一个有性生殖的自然种群中,当种群较大,种群内个体间的交配是随机的,没有突变发生、新基因加入和自然选择时,存在以下公式(p+q)2=p2+2pq+q2=1,其中p代表一个等位基因的频率,q代表另一个等位基因的频率,p2代表一个等位基因纯合体(如AA)的频率,2pq代表杂合体的频率,q2代表另一个纯合体(aa)的频率。

四、现代生物进化理论

(1)基础理论:

(2)物种形成的方式:

①物种的形成主要为渐变式。

②爆发式物种的形成主要是以染色体数目变化的方式形成新物种,一旦出现可以很快达到生殖隔离。

③染色体结构变化是形成新物种的另一种方式,发生染色体结构变化的个体和原始物种杂交,可育性降低,形成初步的生殖隔离,以后经过进一步演化形成新的物种。

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