1、1第十四章 教学安排的说明章节题目：第十四章 遗传和进化学时分配：2 学时第一节进化概说 0.5 学时第二节进化理论 0.5 学时第三节新种形成 0.5 学时第四节育种实践中人工选择 0.25 学时第五节育种实践中的远缘杂交 0.25 学时本章教学目的与要求：本章要求掌握遗传平衡定律和现代进化理论。教学难点：遗传平衡定律2课 堂 教 学 方 案（十六）课题名称、授课时数：遗传和进化第一节进化概说 第二节进化理论 第三节新种形成 第四节育种实践中人工选择 第五节育种实践中的远缘杂交 2 授课类型（理论课、实验课、技法课、习题课等）：理论课教学方法与手段（讲授、讨论、指导、多媒体等）：多媒体教学目
2、的要求：本章要求掌握遗传平衡定律和现代进化理论。教学重点、难点： 重点：遗传平衡定律和现代进化理论难点：遗传平衡定律的遗传教学内容及组织安排：第十四章 遗传和进化第一节 进化概说在核酸和蛋白质分子组成的序列中，蕴藏着大量生物进化的遗传信息。在不同物种间，从相应的核酸和蛋白质组成成分的差异上，可以估测它们相互之间的亲缘关系。凡彼此间所具有的核苷酸或氨基酸愈相似，则表示其亲缘关系愈接近；反之，其亲缘关系就愈疏远。表 1411 人类和其它一些物种细胞色素 c 的氨基酸差异数和最小突变距离的比较物种 氨基酸差异的数目 最小突变距离 物种 氨基酸差异的数目 最小突变距离人类 0 0 狗 10 13黑猩猩
3、 0 0 马 12 17恒河猴 1 1 企鹅 11 18兔子 9 12 蛾 24 36猪 10 13 酵母菌 38 563表 1412 基于细胞色素 c 估算的人类和其它一些物种的分歧时间物种 与人类分歧的时间(10 9) 物种 与人类分歧的时间(10 9)人类 狗 0.223黑猩猩 0.000 马 0.297恒河猴 0.016 企鹅 0.317兔子 0.204 蛾 0.708猪 0.223酵母菌 1.289第二节 进化理论一、拉马克的进化论1.传衍理论生物是可变的，逐渐进化的一些最简单的生物通过“自然发生”产生，然后不同类型的简单生命通过漫长岁月的进化，逐渐发展成为各类复杂的生物。2.进化等
4、级说自然界的生物存在着由低级到高级、由简单到复杂的一系列等级生物不断地、缓慢地由一个等级向更高一级发展变化进化是一个由简单、不完善的低等级向较复杂、较完善的高等级转变的进步性过程生物进化没有分支（没有物种增殖） ，没有绝灭 又称为“垂直进化” （vertical evolution） 3.进化的动力和机理生物具有一种不断增加结构复杂性和完美性的天生趋势，并具有对环境变化的反应能力（由生物本身的“需要”而导致变异）器官的“用进废退”获得性遗传二、达尔文及其对进化论的贡献1.“自然选择”学说所基于的事实及推论事实 1：生物具有巨大的潜在生殖力，如果所有出生的个体都能成功地繁殖，那么每一种生物的个体
5、数量将会指数式增长。4事实 2：从实际观察可知，一种生物的群体大小（个体数量）在正常情况下是比较稳定的。事实 3：自然资源是有限的，在一种环境中或在一个地理区域内，自然资源保持着相对的恒定。事实 4：在每一种生物的群体中，没有两个完全一样的个体（分类学家和育种学家长期观察所得的结果） 。事实 5：生物群体中个体的变异大部分都是可以遗传的（从植物人工育种、动物家养品种培育的实践中观察到） 。2.“自然选择”学说所基于的事实及推论推论 1（从 前 3 个事实得出的推论）：既然生物通过繁殖所产生的个体数量超过了自然资源能够维持的数量，而生物群体的大小却是保持相对稳定，那么这就意味着在一种生物的个体之
6、间存在着激烈的生存竞争，结果在每一代中只有一部分个体能够存活下来。推论 2（从后 2 个事实和推论 1 得出）：一个个体在生存竞争中能否存活下来不是随机的，而是取决于其生存能力；生存能力又是与个体的遗传特性有关，具有有利于生存的性状的个体容易存活，而具有不利于生存的性状的个体难存活。对生物个体能否存活的筛选就是自然选择的过程推论 3（从后 2 个事实和推论 1 得出）：经过许多世代后，自然选择将导致生物群体逐渐地变化，这种变化就是进化，由此可以产生新的生物种类。物种起源及有关论文的写作与发表在赖尔（Lyell）等人的安排下，华莱士的论文与达尔文的论文摘要同时呈递给林奈学会，并于 1858 年
7、8 月发表在林奈学会会刊( Journal of the Proceedings of the Linnean Society: Zoology）上。1859 年 11 月 24 日， 物种起源出版；此后在十几年内又再出过 5 版。物种起源的出版对进化论的普及起到十分重要的作用，并导致“达尔文主义”（Darwinism）的兴起。三、群体中的遗传平衡群体：各个体间有相互交配关系的集合体，又叫孟德尔群体。最大的孟德尔群体可以是一个物种基因库：一个群体中全体个体所共有的全部基因。群体的所有基因是恒定的。（一） 、等位基因频率和基因型频率5基因型频率：一个群体内某特定基因型所占的比例等位基因频率：一个
8、群体内某特定基因位点的某一等位基因占该基因位点等位基因总数的比率，又称基因频率当环境条件或遗传结构不变时，等位基因频率在各世代不变，这是孟德尔群体的基因特征如：某一基因位点有 2 个等位基因 A1 和 A1基因型: A1A1, A1A2, A2A2个体数: N11, N12, N22 N=N11+N12+N22频 率: P11, P12, P22N11 N12 N22P11= P12= P22=N N NA1 的数目 N1=2N11+N12A2 的数目 N2=2N22+N12 2N11+N12 2N22+N12p1= =P11+1/2P12 p2= =P22+ 1/2P122N 2N某一基因位
9、点上可能存在复等位基因，可以求其基因型频率和基因频率。（二） 、哈迪一魏伯格定律(1)在随机交配的大群体中，如果没有其它因素的干扰，则各代等位基因频率保持不变。(2) 在任何一个大群体内，不论其等位基因频率和基因型频率如何，只要一代的随机交配，这个群体就可达到平衡。(3)一个群体在平衡状态时，等位基因频率和基因型频率的关系是：P11=p12 P12=2p1p2 P22=p22 p1+p2=1如人类血型血型 基因型 频率6A IAIA, IAIO pA2+2pApOB IBIB, IBIO pB2+2pBpOAB IAIB 2pApBO IOIO pO2IO 的频率 pO = POOIA 的频率
10、 pA = PA- + POO - pOIB 的频率 pB = 1 - pA - pO（三）改变基因平衡的因素1.突变2.选择（1）隐性致死基因（2）人工选择 淘汰显性性状能够迅速改变等位基因频率设一随机交配群体中，红花植株占 84%，白花植株占 16% 则白花基因频率 p2= 0.16 = 0.4红花基因频率 p1=1-0.4=0.6 若将红花全部淘汰，则 p1=0 p2=1淘汰隐性性状，改变等位基因频率的速度就慢了。一般地，等位基因频率接近 0.5 时，选择最有效；隐性基因很少时，选择或淘汰隐性基因效率就很低。3.遗传漂变在一个小群体中，由于个体间不能充分随机交配，因而基因不能达到完全自由
11、分离和组合，使等位基因频率产生偏差，即导致抽样误差，叫做随机遗传漂变，或叫遗传漂变。一个群体愈小，遗传漂变作用愈大；当群体很大时, 个体间容易达到充分随机交配,遗传漂变的作用就消失了。4.迁移7第三节 新种形成一、物种的概念凡是能够杂交而且产生能生育后代的种群或个体，就属于同一物种。遗传、变异和选择是物种形成和新品种选育的三大要素，隔离是保障物种形成的最后阶段，是物种形成的不可缺少的条件。隔离：生殖隔离、地理隔离、生态隔离二、新种形成的方式1、渐变式 渐变式的形成方式是先形成亚种，然后进一步逐渐累积变异而成为新种。继承式是指一个物种可以通过逐渐累积变异的方式，经历悠久的地质年代，由一系列的中间
12、类型，过渡到新的种。马分化式的形成方式是指一个物种的两个或两个以上的群体，由于地理隔离或生态隔离，而逐渐分化成两个或两个以上的新种。棉属中一些种的变化2、爆发式 在较短时间内即可形成新种。一般也不经过亚种阶段，而是通过染色体的变异或突变以及远缘杂交和染色体加倍，在自然选择的作用下逐渐形成新种。小麦种8第四节育种实践中人工选择环境条件的作用选育的品种将来在什么条件栽培或饲养，就需要在什么条件下进行选择。遗传变异的作用遗传变异提供原材料。第五节育种实践中的远缘杂交 远缘杂交一般是指在分类学上物种、属以上分类单位不同个体之间的交配。分为天然远缘杂交和人工远缘杂交远缘杂交难交配性种间柱头环境和柱头分泌
13、物差异太大，致使花粉在异种植物的柱头上不能发芽;花粉管生长缓慢或花粉管太短，不能进入子房到达胚囊;花粉管虽能进入子房到达胚囊，但不能正常受精, 或只有卵核或极核发生单受精等。 远缘杂交应考虑亲本间不亲和性1.亲缘关系的亲疏异种双亲亲缘关系越远则杂交亲和性越差，不同属、不同亚属的种间杂交比同属、同亚属的种间杂交亲和性差。2.不同类别植物远缘杂交亲和性差异很大有性繁殖的一、二年生草本植物在生殖隔离机制方面比无性繁殖及多年生木本植物完善发达，它们种间杂交亲和性较差，天然发生的远缘杂交也相对较少。3.从现有分类系统中寻找和育种对象亲缘最近的种类不同类别植物远缘杂交亲和性差异很大4.杂交亲和性与染色体倍性常有较密切的关系.不同类别植物远缘杂交亲和性差异很大远缘杂交可显著地扩大和丰富园艺植物育种的基因库， 促进种间基因的交流，引入异种的有利基因( 特别是各种抗性基因等)，创造栽培品种中前所未有的变异类型，甚至合成新的物种。利用远缘杂交转移抗性基因是获得抗性品种的有效途径。获得萝卜与甘蓝、白菜与甘蓝、梅与杏、扁桃与桃、杏与李、梅与毛樱桃等远缘杂种。 课堂练习或讨论、布置作业：下册 P355 4 5
