1、JLSSY BYH,专题八 生物的变异与进化,替换,增添,缺失,DNA,基因突变的概念,DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，引起的基因结构的改变。,基因重组,概念：在生物进行有性生殖过程中,控制不同性状的基因的自由组合.,染色体结构的变异,缺失,重复 易位 倒位,染色体数目变异,染色体个别数目变化,染色体数目以染色体组为单位成倍增加或减少,染色体变异,三种可遗传变异的比较,基因突变与生物性状的表现,1当基因发生突变时，其性状未必改变 (1)当基因发生突变时，引起mRNA上密码子改变，但由于密码子的简并性，改变后的密码子若与原密码子仍对应同一种氨基酸，此时突变基因控制的性状不改变。 (2)
2、若基因突变为隐性突变，如AA中的一个Aa，此时性状也不改变。 (3)某些突变虽改变了蛋白质中个别氨基酸的个别位置的种类，但并不影响该蛋白质的功能。 (4)由于性状的多基因决定，某基因改变，但共同作用于此性状的其他基因未改变，其性状也不会改变。 (5)体细胞中某基因发生改变，生殖细胞中不一定出现该基因，或若为父方细胞质内的DNA上某个碱基对发生改变，则受精后一般不会传给后代。 (6)性状表现是遗传基因和环境因素共同作用的结果，在某些环境条件下，改变了的基因可能并不会在性状上表现出来。,2有些情况下基因突变会引起性状的改变。如显性突变：即aa中的一个a突变为A，则直接引起性状的改变。3基因突变产生
3、的具有突变性状的个体能否把突变基因稳定遗传给后代，要看这种突变性状是否有很强的适应环境能力。若有，则为有利突变，可通过繁殖稳定遗传给后代，否则为有害突变，会被淘汰掉。,染色体结构变异和数目变异,染色体结构变异类型及图解,染色体组与几倍体的区别,1. 单倍体、二倍体和多倍体的区别 区别的方法可简称为“二看法”：一看是由受精卵还是由配子发育成的，若是由配子发育成的个体，是单倍体；若是由受精卵发育成的个体，二看含有几个染色体组，就是几倍体。 2单倍体植株、多倍体植株和杂种植株的区别 (1)单倍体植株：长得弱小，一般高度不育。 (2)多倍体植株：茎秆粗壮，叶片、果实、种子比较大，营养物质丰富，但发育迟
4、缓结实率低。 (3)杂种植株：一般生长整齐、植株健壮、产量高、抗虫抗病能力强。,诱导染色体加倍实验,思考：三倍体植株为什么不能形成种子？,单倍体育种与多倍体育种的比较,普通植株,减数 分裂,花粉,花药离 体培养,单倍体幼苗,秋水仙 素处理,纯合子幼苗,筛选所需的品种,人们常食用的西瓜是二倍体。 在二倍体西瓜的幼苗期，用秋水仙素处理，可以得到四倍体植株。 然后，用四倍体植株作母本，用二倍体植株作父本，进行杂交，得到的种子细胞中含有三个染色体组。把这些种子种下去就会长出三倍体植株。,由于三倍体植株在减数分裂过程中，染色体联会会发生紊乱，因而不能形成正常的生殖细胞。 当三倍体植株开花时，需要授给普通
5、西瓜(二倍体)成熟的花粉，刺激子房发育成果实。因为胚珠不能发育成为种子，所以这种西瓜叫做无子西瓜。,几种育种方法的比较,现代进化论与达尔文进化论的比较,(1)达尔文自然选择学说有四个要点：生物有很强的繁殖能力；生存斗争；遗传变异(变异是不定向的)；适者生存。(2)现代进化论的观点：生物进化的单位是种群；生物进化的实质是种群内基因频率的改变；物种形成有如下三个环节：突变和基因重组产生进化的原材料；自然选择决定生物进化的方向；隔离导致物种的形成。,现代进化论要点,1物种与种群 物种是自然状态下能相互交配并产生可育后代的一群生物。一个/物种，包括了分布于地球上属于该物种的所有种群。2基因库和基因频率
6、 基因库是指一个种群所含的全部基因。每个个体所含有的基因只是种群基因库中的一个组成部分。每个种群都有它独特的基因库，种群中的个体一代一代地死亡，但基因库却代代相传，并在传递过程中得到保持和发展。基因频率是指某个基因在某个种群基因库中占全部等位基因数的比率。,3突变和基因重组产生进化的原材料突变和基因重组都属于可遗传的变异。它们都可以发生在生殖细胞形成过程中，可以遗传给后代，导致后代发生变异。实际上任何种群基因的组成总是要发生改变的。种群基因频率的改变为自然选择提供了大量产生变异的个体，即提供了选择的原材料。有变异才会有选择，有选择才会可能有进化。虽然突变频率针对每一个基因很低，但在一个种群中突
7、变总量仍很大；同时突变的有害、有利是相对的，取决于突变后个体的生存环境；基因突变、基因重组使种群出现大量不定向可遗传变异，为生物进化提供原材料。,4隔离在进化中的作用 一定的地理隔离及相应区域的自然选择，可使分开的小种群朝着不同方向进化，形成各自的基因库和基因频率，产生同一物种的不同亚种。不同亚种之间不存在生殖隔离，如东北虎和华南虎。由于各方面的原因，使亲缘关系接近的类群之间在自然条件下不交配，即使能交配也不能产生后代或不能产生可育性后代的隔离机制，便称为生殖隔离。若隔离发生在受精以前，就称为受精前的生殖隔离，其中包括地理隔离、生态隔离、季节隔离、生理隔离、形态隔离和行为隔离等；若隔离发生在受
8、精以后，就称为受精后的生殖隔离，其中包括杂种不活、杂种不育和杂种衰败等。,5物种的形成与生物进化 生物进化的实质是种群基因频率的改变，当基因频率的改变形成生殖隔离后，方可形成新的物种。因此隔离是物种形成的必要条件，而不是生物进化的必要条件。 基因频率的大小，能反映生物进化的方向，即在进化过程中，某基因的频率如果逐渐增大，反映该基因控制的性状对环境的适应能力较强。,自然选择学说的内容,现代生物进化理论,达尔文自然选择学说与现代生物进化理论的比较,1自然选择的对象(1)直接对象是生物的变异性状(表现型)。(2)间接对象是相关的基因型。(3)根本对象是与变异性状相对应的基因。 即自然选择的实质是环境
9、对变异所对应的基因的选择，因而可以改变种群的基因频率。2.自然选择的动力：生存斗争。(1)类型：包括种内斗争、种间斗争(竞争、捕食等)、生物与无机环境之间的斗争。(2)意义：生存斗争对生物的某些个体的生存不利，但对物种的生存是有利的，并能推动生物的进化。,(1)突变对基因频率的影响 从进化的角度看，基因突变是新基因的唯一来源，是自然选择的原始材料；即使没有选择作用的存在，突变对基因频率的影响也是巨大的。 研究突变对遗传结构的影响时，仍然假定是一个无限大的随机婚配群体，除了突变以外没有其他因素的作用。 (2)选择对基因频率的影响 比较适应环境的个体生育率高，可以留下较多的后代，这样下一代群体中这
10、一类基因型及相关基因的频率就会增加；反之，生育率低的个体留下的后代较少，下一代中有关的基因频率就会降低。因此，自然选择的结果总是使群体向着更加适应于环境的方向发展,改变基因频率的因素,基因频率计算方法的归纳,生物的进化是通过自然选择决定的，无论进化地位的高低，都是与某一个环境相适应，与其他环境不相适应；自然选择是看哪些个体与环境相适应，哪些个体与环境不相适应，相适应的个体在生存斗争中取得胜利，保留下来，不相适应的个体在生存斗争中被淘汰，所以说自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率；,种群是生物进化的基本单位，也是生物繁殖的基本单位；地理隔离一般会导致生殖隔离，但不是所有地理隔离都导致生殖隔离；生殖隔离的出现根本上是遗传物质不同，是不同种群基因库的差异。生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，而不是基因型的频率改变；,
