變異與進(jìn)化教材分析

1、《變異與進(jìn)化》教材分析,指導(dǎo)思想,從基因的角度理解遺傳和變異在物種繁衍過(guò)程中的對(duì)立統(tǒng)一，闡述生命延續(xù)過(guò)程中的變化性。建立知識(shí)之間的初步聯(lián)系，嘗試構(gòu)建知識(shí)體系，關(guān)注遺傳變異在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用。以生物進(jìn)化觀點(diǎn)，闡明生物進(jìn)化的過(guò)程和原因，體會(huì)生物的遺傳變異與環(huán)境變化在進(jìn)化過(guò)程中的對(duì)立統(tǒng)一。,整體思路,注重核心概念的記憶與理解，理清各知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)在聯(lián)系，加強(qiáng)對(duì)重難點(diǎn)問(wèn)題的分析和處理，構(gòu)建知識(shí)體系，便于整體把握。注重選取恰當(dāng)習(xí)題進(jìn)行練習(xí)，對(duì)重

2、難點(diǎn)內(nèi)容和主干知識(shí)進(jìn)行梳理，并進(jìn)行相關(guān)習(xí)題的細(xì)致分析，發(fā)現(xiàn)學(xué)生主要問(wèn)題。,《變異與進(jìn)化》知識(shí)框架,《變異和進(jìn)化》綜合專題,可遺傳變異——基因突變、基因重組、染色體變異生物變異在育種上的應(yīng)用基因工程生物進(jìn)化,生物課程標(biāo)準(zhǔn),生物的變異 舉例說(shuō)出基因重組及其意義； 舉例說(shuō)明基因突變的特征和原因； 簡(jiǎn)述染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異； 搜集生物變異在育種上應(yīng)用的實(shí)例； 關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全。

3、活動(dòng)建議： 低溫誘導(dǎo)染色體加倍的實(shí)驗(yàn),,,生物的變異,,概念：生物的后代出現(xiàn)不同于親本的性狀,類型,,按結(jié)果分,,不可遺傳變異,可遺傳變異,,基因突變,基因重組,染色體變異,按來(lái)源分,,自然變異,人工誘導(dǎo)變異,應(yīng)用,,避免變異：無(wú)性繁殖,利用變異,,雜交育種,誘變育種,多倍體育種,單倍體育種,基因工程育種,細(xì)胞工程育種,野生型基因,,正常復(fù)制,野生型性狀,表達(dá),,野生型基因,,復(fù)制異常,突變型基因,新性狀,表達(dá),,,內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化

4、,,堿基對(duì),增添缺失改變,堿基序列,個(gè)別密碼改變,部分密碼移位,遺傳信息改變,,,,外部誘變因素,,物理因素,化學(xué)因素,生物因素,基因突變,,顯性突變,隱性突變,,癌變,原癌基因,激活,致癌因子,(物理化學(xué)生物),,,本質(zhì),基因突變,正常細(xì)胞,,癌細(xì)胞,異常分化,,形態(tài)結(jié)構(gòu)改變,圓球形粘連蛋白減少,,無(wú)限增殖,易轉(zhuǎn)移,,特 點(diǎn),特 點(diǎn),,,變異的豐富來(lái)源,變異的根本來(lái)源；進(jìn)化原材料,意義,

5、有性生殖個(gè)體均可發(fā)生。重組率非常高,所有個(gè)體均可發(fā)生。普遍性、低頻性、多害少利性、不定向性、可逆性,特點(diǎn),減分四分體時(shí)期交叉互換減分后非等位基因自由組合(基因工程),間期(DNA復(fù)制)、轉(zhuǎn)錄DNA解旋時(shí)易發(fā)生,發(fā)生時(shí)間,原有基因之間的重新組合，產(chǎn)生新基因型,基因結(jié)構(gòu)改變，產(chǎn)生新基因,本質(zhì),基因重組,基因突變,,,,,,,,,,,,范圍,,染色體畸變(光學(xué)顯微鏡可觀察),結(jié)構(gòu)的變異：增添缺失易位倒位 貓叫綜合征

6、 數(shù)目的變異,個(gè)別數(shù)目的變異,以染色體組數(shù)成倍增減,21三體綜合征,特納氏綜合征,,,,a、一個(gè)染色體組中不含同源染色體b、一個(gè)染色體組中所含的染色體形態(tài)、大小和功能各不相同c、一個(gè)染色體組中含有控制生物性狀的一整套基因，但不能重復(fù)。 （不考慮XY染色體差異）d、二倍體生物生殖細(xì)胞中所含有的一組染色體,,一組非同源染色體，攜帶著生物的全部遺傳信息(n),基因重組,染色體畸變,,兩個(gè)2n=6,

7、三個(gè)3n=9,一個(gè)n=4,染色體組數(shù),二倍體：由受精卵發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞中有兩個(gè)染色體組多倍體：由受精卵發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞中有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組單倍體：由生殖細(xì)胞直接發(fā)育成的個(gè)體，染色體數(shù)是本物種體細(xì)胞的一半(可含1或多個(gè)染色體組),,,,有性生殖,,雄配子,雌配子,受精卵,+,↓,,,直接發(fā)育,如花藥離體培養(yǎng),生物體,生物體,直接發(fā)育,如雄蜂,,單倍體,,,含兩個(gè)染色體組→二倍體,含三個(gè)或以上染色體組→多倍體,單倍體,多倍體,

8、,,,自然條件：,人工條件：,自然條件：,人工條件：,一般由未受精的卵細(xì)胞發(fā)育而來(lái)。,常用花藥離體培養(yǎng)法。,由于外界環(huán)境條件的劇變，影響了細(xì)胞分裂時(shí)紡錘體的形成而使染色體數(shù)目加倍產(chǎn)生的。,秋水仙素（常用且最有效）處理萌發(fā)的種子或幼苗，影響了細(xì)胞分裂時(shí)紡錘體的形成而使染色體數(shù)目加倍產(chǎn)生的。,單倍體和多倍體的形成,生物變異在育種上的應(yīng)用,,生長(zhǎng)期長(zhǎng)，結(jié)實(shí)率低,器官大、產(chǎn)量高、營(yíng)養(yǎng)豐富等,秋水仙素在有絲前期破壞紡錘體的形成，使染色體數(shù)

9、目加倍,染色體畸變,多倍體育種,,突變大多有害盲目性,提高了突變頻率，出現(xiàn)新的優(yōu)良基因(性狀),物理化學(xué)病毒因素誘變,基因突變,誘變育種,,育種時(shí)間長(zhǎng),有目的的將不同優(yōu)良性狀集中到一個(gè)個(gè)體上，操作簡(jiǎn)便,具有相對(duì)性狀的兩個(gè)體雜交,基因重組,雜交育種,過(guò)程,缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn),常用方法,原理,,,,,,,,,,,,,,,,,基因污染、生態(tài)危機(jī),讓生物具有特定的性狀(定向變異),目的基因通過(guò)載體轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞,基因重組,基因工程育種,,不能按照需要表現(xiàn)

10、出親本的優(yōu)良性狀,克服遠(yuǎn)緣雜交不親和障礙,不同物種植物細(xì)胞融合+植物組織培養(yǎng),染色體畸變,植物體細(xì)胞雜交育種,,操作過(guò)程麻煩,后代全部為純合體，自交后代不發(fā)生性狀分離，明顯縮短育種年限,取生殖細(xì)胞培養(yǎng)再加倍=花藥離體培養(yǎng)+秋水仙素加倍,染色體畸變,單倍體育種,過(guò)程,缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn),常用方法,原理,,,,,,,,,,,,,,,,,培育純合子品種：雜交→自交→篩選出符合要求的表現(xiàn)型，通過(guò)多代自交直到不發(fā)生性狀分離為止培育雜種優(yōu)勢(shì)品種：一般選取

11、純合雙親雜交取F1代（袁隆平雜交水稻）,無(wú)籽西瓜的培育,①用秋水仙素處理二倍體西瓜幼苗得到四倍體西瓜；?、谟枚扼w西瓜與四倍體西瓜雜交，得到三倍體的西瓜種子；?、廴扼w西瓜減數(shù)分裂聯(lián)會(huì)紊亂，不能產(chǎn)生正常的配子； ④三倍體西瓜的雌蕊授以二倍體西瓜的花粉后子房能發(fā)育成西瓜。,AAA,普通小麥的形成過(guò)程,普通小麥,,,各育種方式的相通之處,從原理上分： 基因突變：誘變育種 基因重組：雜交育種、基因工程育種 染色體畸變：多倍

12、體、單倍體育種、植物體細(xì)胞雜交從操作上分： 需要用到秋水仙素：?jiǎn)伪扼w、多倍體育種 需要植物組織培養(yǎng)：?jiǎn)伪扼w育種、基因工程育種、植物 體細(xì)胞雜交 需要雜交手段的：雜交育種、單倍體、多倍體育種※需要注意：植物雜交育種和植物體細(xì)胞雜交育種的區(qū)別,,性狀原始存在,性狀原始不存在：誘變育種,,,同種生物不同個(gè)體中存在,操作方便：雜交育種,快速得到純種：?jiǎn)伪扼w育種,營(yíng)

13、養(yǎng)豐富或無(wú)籽：多倍體育種,不同物種生物中存在,,將兩生物性狀融合：植物體細(xì)胞雜交,使生物具有某個(gè)性狀：基因工程育種,育種的根本目的是培育具有優(yōu)良性狀的新品種，以便更好地為人類服務(wù)。,育種方法的選擇,加強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際落實(shí)課程理念,生物變異在生產(chǎn)中的應(yīng)用人類基因組計(jì)劃轉(zhuǎn)基因食品與健康,生物課程標(biāo)準(zhǔn),人類遺傳病 列出人類遺傳病的類型（包括單基因病、多基因病和染色體?。?探討人類遺傳病的監(jiān)測(cè)和預(yù)防； 關(guān)注人類基因組

14、計(jì)劃及其意義?；顒?dòng)建議 調(diào)查常見的人類遺傳??； 搜集人類基因組或基因診治方面的資料交流,人類遺傳病,遺傳咨詢,病情診斷,系譜分析,染色體/生化測(cè)定,遺傳方式分析/發(fā)病率測(cè)算,提出防治措施,,,,,優(yōu)生,（一）優(yōu)生的概念,（二）優(yōu)生的措施,婚前檢查提倡“適齡生育”遺傳咨詢產(chǎn)前診斷選擇性流產(chǎn)妊娠早期避免致畸劑禁止近親結(jié)婚,產(chǎn)前診斷,羊膜腔穿刺、絨毛細(xì)胞檢查（細(xì)胞、染色體）,B超檢查（胎兒發(fā)育）,孕婦血細(xì)胞檢查（

15、是否會(huì)新生兒溶血）,基因診斷（基因）,,生物課程標(biāo)準(zhǔn),生物的進(jìn)化 說(shuō)明現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容； 概述生物進(jìn)化與生物多樣性的形成； 探討生物進(jìn)化觀點(diǎn)對(duì)人們思想觀念的影響?；顒?dòng)建議 搜集生物進(jìn)化理論發(fā)展的資料； 用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化。,生物進(jìn)化,達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)內(nèi)容：１）過(guò)度繁殖—基礎(chǔ) ２）生存斗爭(zhēng)—?jiǎng)恿Γ常┻z傳變異—內(nèi)因 ４）適者生存—結(jié)果,,生物與無(wú)機(jī)環(huán)境間的斗爭(zhēng),生物個(gè)體

16、間的斗爭(zhēng),,種內(nèi)斗爭(zhēng),種間斗爭(zhēng)：捕食、寄生、競(jìng)爭(zhēng),為爭(zhēng)奪有限的生活條件,原 因,,,結(jié) 果,大量死亡少量存活,對(duì)生物某些個(gè)體有害，但對(duì)生物物種是有利的,達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō),科學(xué)性： 科學(xué)地解釋生物進(jìn)化的原因 科學(xué)地解釋生物的多樣性和適應(yīng)性局限性： 不能科學(xué)地解釋遺傳和變異的本質(zhì) 對(duì)生物進(jìn)化的解釋局限在個(gè)體水平 強(qiáng)調(diào)物種的形成都是漸變的結(jié)果

17、,現(xiàn)代生物進(jìn)化理論,現(xiàn)代生物進(jìn)化理論,生物進(jìn)化的基本單位：種群實(shí)質(zhì)：種群基因頻率的改變物種的形成過(guò)程的三個(gè)基本環(huán)節(jié)： ①突變(基因突變+染色體畸變)和基因重組：不定向 ②自然選擇(或人工選擇)：使基因頻率定向改變 ③隔離：物種形成 長(zhǎng)期地理隔離導(dǎo)致生殖隔離(時(shí)間漫長(zhǎng)) 溫度驟變導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍或由于減分錯(cuò)誤產(chǎn)生未減半的配子，自交產(chǎn)生的多倍體植物(短時(shí)間即可形成新物種),基因頻率計(jì)算的三種方法：,方

18、法1：定義法,PA＝基因A的數(shù)目/（基因A的數(shù)目＋基因a的數(shù)目）×100%,方法2：通過(guò)基因型頻率計(jì)算法,PA＝PAA＋1/2PAa,生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于種群的基因頻率的改變。,方法3：哈溫平衡公式,PAA ＝（PA）2　　 Paa＝（Pa）2　 PAa ＝ 2 PA×Pa,基因型頻率基因型頻率是指群體中某一個(gè)個(gè)體的任何一個(gè)基因型所占的百分比。 AA%+Aa%+aa%=1若種群中一等位基因?yàn)锳和a，設(shè)p

19、為A的基因頻率，q為a的基因頻率， (p＋q)＝A%+a%=1， 則（p+q）2=p2+2pq+q2 ＝1。 又因?yàn)樵谝环N群中，AA%+Aa%+aa%=1； 所以p2＝AA%=A%×A%，為AA的基因型頻率； q2＝aa%=a%×a%，為aa的基因型頻率； 即：2pq＝Aa%＝2×A%×a%，為Aa的基因型頻率。,遺傳平衡定律遺傳平衡定律是由英國(guó)數(shù)學(xué)家哈代和德

20、國(guó)醫(yī)生溫伯格分別于1908年和1909年獨(dú)立證明的，這一定律又稱哈代——溫伯格定律，它是指在一個(gè)極大的隨機(jī)交配的種群中，在沒(méi)有突變、選擇和遷移的條件下，種群的基因頻率和基因型頻率可以世代相傳不發(fā)生變化，保持平衡。,進(jìn)化與生物多樣性的形成生物的進(jìn)化歷程可概括為：從原核生物到真核生物，從無(wú)性生殖到有性生殖，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由水生到陸生，由低等到高等。1、遺傳多樣性2、物種多樣性3、生態(tài)系統(tǒng)多樣性,生物多樣性是生物進(jìn)化的結(jié)果生物多樣性