1、第一章 一、相对性状性状:生物体所表现出来的的形态特征、生理生化特征或行为方式等。相对性状:同一种生物的同一种性状的不同表现类型。1、显性性状与隐性性状显性性状:具有相对性状的两个亲本杂交,F1表现出来的性状。隐性性状:具有相对性状的两个亲本杂交,F1没有表现出来的性状。附:性状分离:在杂种后代中出现不同于亲本性状的现象2、显性基因与隐性基因显性基因:控制显性性状的基因。 隐性基因:控制隐性性状的基因。附:基因:控制性状的遗传因子等位基因:决定1对相对性状的两个基因(位于一对同源染色体上的相同位置上)。3、纯合子与杂合子纯合子:由相同基因的配子结合成的合子发育成的个体(能稳定的遗传,不发生性状
2、分离):显性纯合子(如AA的个体) 隐性纯合子(如aa的个体)杂合子:由不同基因的配子结合成的合子发育成的个体(不能稳定的遗传,后代会发生性状分离)4、表现型与基因型表现型:指生物个体实际表现出来的性状。 基因型:与表现型有关的基因组成。(关系:基因型环境 表现型)杂交与自交杂交:基因型不同的生物体间相互交配的过程。自交:基因型相同的生物体间相互交配的过程。(指植物体中自花传粉和雌雄异花植物的同株受粉)附:测交:让F1与隐性纯合子杂交。(可用来测定F1的基因型,属于杂交)二、孟德尔实验成功的原因:(1)正确选用实验材料:豌豆是严格自花传粉植物(闭花授粉),自然状态下一般是纯种(2)具有易于区分
3、的性状 :由一对相对性状到多对相对性状的研究 (从简单到复杂) (3)对实验结果进行统计学分析 (4)严谨的科学设计实验程序:假说-演绎法三、孟德尔豌豆杂交实验(一)一对相对性状的杂交: P:高茎豌豆矮茎豌豆 DDdd 杂交 F1: 高茎豌豆 F1: Dd 自交 自交 F2:高茎豌豆 矮茎豌豆 F2:DD Dd dd 3 : 1 1 :2 :1基因分离定律的实质:在减数分裂形成配子过程中,等位基因随同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代(二)两对相对性状的杂交: P: 黄圆绿皱 P:YYRRyyrr F1: 黄圆 F1: YyRr 自交 自交 F2:黄圆 绿圆 黄
4、皱 绿皱 F2:Y-R- yyR- Y-rr yyrr 9 :3 : 3 : 1 9 : 3 : 3 :1在F2 代中:4 种表现型: 两种亲本型:黄圆9/16 绿皱1/16 两种重组型:黄皱3/16 绿皱3/16 9种基因型: 纯合子 YYRR yyrr YYrr yyRR 共4种1/16 半纯半杂 YYRr yyRr YyRR Yyrr 共4种2/16 完全杂合子 YyRr 共1种4/16 基因自由组合定律的实质:在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。第二章一、减数分裂1.概念:减数分裂是进行有性生殖的生物形成生殖细胞过程中所特有的细胞
5、分裂方式。在减数分裂过程中,染色体只复制一次,而细胞连续分裂两次,新产生的生殖细胞中的染色体数目比体细胞减少一半。2.过程1)精子的形成过程:精巢(哺乳动物称睾丸)减数第一次分裂间期:染色体复制(包括DNA复制和蛋白质的合成)。前期:同源染色体两两配对(称联会),形成四分体。四分体中的非姐妹染色单体之间常常交叉互换。中期:同源染色体成对排列在赤道板上(两侧)。后期:同源染色体分离;非同源染色体自由组合。末期:细胞质分裂,形成2个子细胞。 减数第二次分裂(无同源染色体)前期:染色体排列散乱。中期:每条染色体的着丝粒都排列在细胞中央的赤道板上。后期:姐妹染色单体分开,成为两条子染色体。并分别移向细
6、胞两极。末期:细胞质分裂,每个细胞形成2个子细胞,最终共形成4个子细胞。2、卵细胞的形成过程:卵巢精子和卵细胞形成的比较:精子的形成卵细胞的形成不同点形成部位精巢(哺乳动物称睾丸)卵巢过程有变形期无变形期子细胞数一个精原细胞形成4个精子一个卵原细胞形成1个卵细胞+3个极体相同点精子和卵细胞中染色体数目都是体细胞的一半注意:同源染色体:形态、大小基本相同;一条来自父方,一条来自母方。精原细胞和卵原细胞染色体数目与体细胞相同,属于体细胞,通过有丝分裂的方式增殖,但它们又可以进行减数分裂形成生殖细胞。减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数第一次分裂,原因是同源染色体分离并进入不同的子细胞。所以减数第
7、二次分裂过程中无同源染色体。四、减数分裂与有丝分裂图像辨析步骤:1、细胞质是否均等分裂:不均等分裂减数分裂中的卵细胞的形成2、细胞中染色体数目:奇数减;偶数有丝、减3、细胞中染色体的行为:有同源染色体有丝、减;联会、四分体、同源染色体分离减;无同源染色体减4、姐妹染色单体的分离:无同源染色体减后期;有同源染色体有丝分裂后期注意:若细胞质为不均等分裂,则为卵原细胞的减或减的后期。五、受精作用的特点和意义1.特点: 受精作用是精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。2.意义:减数分裂和受精作用对于维持生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,对于生物的遗传和变异具有重要的作用。六、有丝分裂和减数分裂
8、的异同点二、 基因在染色体上1.萨顿假说:基因和染色体行为存在明显的平行关系。 证据:摩尔根果蝇杂交实验2孟德尔遗传规律的现代解释(见课本30页)三、伴性遗传1.概念:遗传控制基因位于性染色体上,因而总是与性别相关联。2.三种伴性遗传的特点:(1)伴X隐性遗传的特点:红绿色盲、血友病 男 女 隔代遗传(交叉遗传) 母病子必病,女病父必病(2)伴X显性遗传的特点:抗维生素D佝偻症 女男 连续发病 父病女必病,子病母必病(3)伴Y遗传的特点:外耳道多毛症男病女不病 父子孙第三章一、DNA是主要的遗传物质1DNA是遗传物质的证据(1)肺炎双球菌的转化实验过程和结论 (2)噬菌体侵染细菌实验的过程和结
9、论实验名称实验过程及现象结论细菌的转化体内 转化1注射活的无毒R型细菌,小鼠正常。2注射活的有毒S型细菌,小鼠死亡。3注射加热杀死的有毒S型细菌,小鼠正常。4注射“活的无毒R型细菌+加热杀死的有毒S型细菌”,小鼠死亡。DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质。体外 转化5加热杀死的有毒细菌与活的无毒型细菌混合培养,无毒菌全变为有毒菌。6对S型细菌中的物质进行提纯:DNA蛋白质糖类无机物。分别与无毒菌混合培养,能使无毒菌变为有毒菌;与无毒菌一起混合培养,没有发现有毒菌。噬菌体侵染细菌用放射性元素35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA,让其在细菌体内繁殖,在与亲代噬菌体相同的子代噬菌体中只检
10、测出放射性元素32PDNA是遗传物质2DNA是主要的遗传物质(1)某些病毒的遗传物质是RNA (2)绝大多数生物的遗传物质是DNA二、DNA的结构1、DNA的组成元素:C、H、O、N、P 2、DNA的基本单位:脱氧核糖核苷酸(4种)3、DNA的结构:由两条、反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构。外侧:脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架。 内侧:由氢键相连的碱基对组成。碱基配对有一定规律: A T;G C。(碱基互补配对原则) 【注:氢键数目越多,热稳定性越高,故C-G比例越高的DNA,热稳定性越高】4特点稳定性:DNA分子中脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序稳定不变多样性:DNA分子中碱基对的排列
11、顺序多种多样(主要的)、碱基的数目和碱基的比例不同特异性:DNA分子中每个DNA都有自己特定的碱基对排列顺序5计算 在两条互补链中的比例互为倒数关系。在整个DNA分子中,嘌呤碱基之和=嘧啶碱基之和。整个DNA分子中,与分子内每一条链上的该比例相同。三、DNA的复制1实验证据半保留复制1)材料:大肠杆菌2)方法:同位素示踪法2. DNA的复制1 场所:细胞核 2 时间:细胞分裂间期。(即有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期)3基本条件: 模板:开始解旋的DNA分子的两条单链(即亲代DNA的两条链); 原料:是游离在细胞中的4种脱氧核苷酸; 能量:由ATP提供; 酶:DNA解旋酶、DNA聚合酶等。
12、4 过程:解旋;合成子链;形成子代DNA5 特点:边解旋边复制;半保留复制6原则:碱基互补配对原则(A-T,C-G)7精确复制的原因:独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板; 碱基互补配对原则保证复制能够准确进行。8意义:将遗传信息从亲代传给子代,从而保持遗传信息的连续性9. 相关计算:DNA分子数= 2n脱氧核苷酸链数= 2n+1最初的母链数= 2子链数= 2n+1 2 注:n为复制的次数 四、 基因是有遗传效应的DNA片段1. 基因的定义:基因是有遗传效应的DNA片段2 .DNA是遗传物质的条件:a、能自我复制 b、结构相对稳定 c、储存遗传信息 d、能够控制性状。3. DNA分子的特点:
13、多样性:碱基排列顺序的千变万化特异性:碱基的特定排列顺序稳定性:双螺旋结构DNA中的碱基排列顺序储存大量的遗传信息了,DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。第四章1. RNA的种类:信使RNA(mRNA):遗传信息传递的媒介;转运RNA(tRNA):运载氨基酸的工具;核糖体RNA(rRNA):与蛋白质构成核糖体。2.基因的表达:转录和翻译1)遗传信息的转录:定义:在细胞核中,以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则合成RNA的过程;场所:细胞核(主要); 碱基互补配对(DNA&mRNA):G-C,C-G,T-A,A-U;条件:-模版:DNA的一条链; -原料:四种游离
14、的核糖核苷酸; -酶:解旋酶、RNA聚合酶; -能量:ATP;过程:-解旋:解旋酶将DNA双链解开,使DNA双链的碱基得以暴露; -合成:在RNA聚合酶作用下,以DNA一条链为模版,以四种核糖核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,合成mRNA分子; -复旋:合成的mRNA从DNA链上释放,DNA恢复双螺旋结构;2)遗传信息的翻译:定义:游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程;场所:细胞质中的核糖体; 碱基互补配对(mRNA的密码子&tRNA的反密码子):G-C ,C-G,A-U, U-A;条件:-模版:mRNA; -原料:20种游离的氨基酸; -酶:多
15、种酶; -能量:ATP; -工具:tRNA;密码子:-定义:RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基成为密码子; -种类:密码子共有64种,其中,起始密码子2种(甲硫氨酸:AUG;缬氨酸:GUG),终止密码子三种(UAA,UAG,UGA,终止密码子不编码氨基酸),所以,编码氨基酸的密码子有61种; -密码子的简并性:一种密码子只能决定一种氨基酸,但一种氨基酸可以由一种或几种不同的密码子决定; 密码子的通用性:所有生物共用一套遗传密码,所以生物的密码子都是相同的;tRNA:-结构:RNA链经过折叠,形成类似三叶草的形状,一端是携带氨基酸的部位,;另一端有三个碱基(反密码子); -反密码子:与mRN
16、A分子中密码子互补配对的tRNA上的3个碱基; -种类; 61种(反密码子与61种决定氨基酸的密码子对应); -一种tRNA只能携带一种氨基酸,一种氨基酸可由不同tRNA携带;过程(P66图4-6):多聚核糖体:在合成蛋白质时,在同一条mRNA链上结合多个核糖体,同时合成若干条相同多肽链,少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质;(原核生物没有细胞核,转录还没结束,翻译已经开始);DNA碱基数:RNA碱基数:氨基酸数=6:3:13.中心法则:DNA复制、转录和翻译一般是有细胞结构的生物所遵循的法则;RNA复制和逆转录是某些病毒才会出现的,并且只有在寄主细胞中才能进行。4.基因、蛋白质和性状
17、的关系:1)基因指导蛋白质的合成,生物性状主要是由蛋白质体现,因此生物的性状是由基因控制的。2)基因控制生物性状的方式:基因可以通过控制酶的合成来控制代谢的过程,进而控制生物体的性状。(间接控制)基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。(直接控制)【注意课本中的例子】3)基因与性状不是简单的一一对应关系(比如:人的身高是由多对基因控制,且受后天环境影响)4)表现型(性状)=基因型(内因)+环境(外因),其中,基因是决定性状的主要因素;5.细胞质遗传:细胞质基因(线粒体、叶绿体)遗传的特点是:母系遗传,即只能通过母亲遗传个后代(如:线粒体肌病)第五章1.生物变异 :可遗传变异(基因突变
18、、基因重组、染色体变异)不可遗传变异(环境改变引起) 2.基因突变:(频率低,但普遍存在)1)定义:DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失而引起的基因结构的改变,叫做基因突变。2)时间:DNA复制间期,即有丝分裂间期和减数第一次分裂间期3)基因突变一定会导致生物性状改变吗?(由于密码子的简并性,一种氨基酸可由几种不同的密码子决定,若基因突变后经转录得到的密码子编码的是同一种氨基酸,则不会改变蛋白质的结构,不影响生物性状;)4)基因突变一定会遗传给后代吗?(发生在减数分裂形成配子的时候,则可以遗传给后代,若发生在有丝分裂形成体细胞的时候,则不能遗传给后代)5)原因:自发突变(内因):DNA复制
19、时偶尔发生错误;诱发突变(外因):物理因素(X射线、紫外线等)、化学因素(亚硝酸、碱基类似物等)、生物因素(病毒、细菌等)应用人工诱变育种:运用物理因素或化学因素提高突变率,诱发基因突变,获得优良品种6)特点:普遍性;随机性;低频性;多害少利性;不定向性(突变成等位基因);7)本质:产生新基因,出现新性状;8)意义:基因突变是新基因产生的途径,是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料;3,基因重组:(有性生殖中非常普遍)1)定义: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。 (对象:进行有性生殖的生物才能发生基因重组)2)类型:非同源染色体上的非等位基因自由组合;
20、同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换。3)时间:减数第一次分裂前期和后期; 4)本质:产生新的基因型,性状重新组合5)意义:基因重组为生物变异提供了极其丰富的来源,是生物多样性的重要原因之一4.染色体变异:1)类型:染色体结构变异(如:猫叫综合征);染色体数目变异(如:21三体综合症)2)染色体结构变异:缺失:染色体的某一片段缺失(如:果蝇缺刻翅的形成);重复:染色体中增加某一片段(如:果蝇棒状眼的形成);易位:染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上(如:夜来香的变异,注意:必须是非同源染色体之间的染色体交换才是易位,同源染色体之间的交叉互换属于基因重组);倒位:染色体的某一片段位置颠倒;
21、其中,缺失和重复改变的是染色体上基因的数目,易位和倒位改变的是染色体上基因的排列顺序,所以染色体结构的改变,都会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变,从而导致生物性状的改变。3)染色体数目变异:类型:细胞内个别染色体的增加或减少(如:21三体综合症,性腺发育不良);细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少(如:多倍体,单倍体);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的全部信息,这样的一组染色体叫做一个染色体组。染色体组数目的判断:图形题就看形状大小相同的染色体(同源染色体)有几条,就是几个染色体组;染色体组的数目=染色体
22、数染色体形态数; 基因型题就看同种类型字母(不区分大小写)的个数;二倍体:由受精卵发育而成的个体体细胞中含两个染色体组的个体;几乎全部动物以及过半数的高等植物是二倍体(如:番茄、人、玉米、果蝇);多倍体:由受精卵发育而来的个体体细胞中含有三个或三个以上染色体组的的个体;多倍体在植物中广泛存在,而在动物中则较少见(如:香蕉是三倍体,马铃薯是四倍体,普通小麦是六倍体)多倍体植株的特点:茎杆粗壮,叶片、果实和种子都比较大;糖类、蛋白质等含量增高(优点);发育迟缓,结实率低(缺点);多倍体产生的原因:1.有丝分裂前期纺锤体的形成受到破坏,后期染色体不能被拉向两极,导致体细胞染色体数目加倍;2.减数分裂
23、形成的配子染色体数目未减半,受精后发育成多倍体;人工诱导多倍体的方法:低温处理、秋水仙素处理萌发种子或幼苗;(原理:低温和一定浓度的秋水仙素能够抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,从而引起细胞内染色体数目加倍。)如:三倍体无子西瓜的培育(秋水仙素处理二倍体幼苗得到的四倍体西瓜作为母本,与二倍体父本杂交得到三倍体有子西瓜,将其作为母本,二倍体西瓜作为父本,进行杂交,由于三倍体联会紊乱,不能形成正常配子,不受精无种子,故形成三倍体无子西瓜)单倍体:由配子发育而来,体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体;(如:蜜蜂的雄蜂)单倍体育种的措施花药离体培养(如:二倍体植株经花药离体培
24、养得到单倍体的植株,人工诱导染色体加倍(秋水仙素处理),恢复为二倍体,且均为纯合子,自交后代不发生性状分离)单倍体育种可以明显缩短育种年限(子代都是纯合子); 单倍体植株特点:植株弱小,高度不育单倍体一定含有一个染色体组吗?(不一定,只要由配子发育而成的个体,不论有几个染色体组都叫单倍体)5.人类遗传病:指由于遗传物质的改变而引起的人类疾病。1)单基因遗传病:受一对等位基因控制的遗传病; 常染色体上的显性遗传病:多指、并指、软骨发育不全 显性遗传病 伴X染色体显性遗传病:抗维生素D佝偻病类型 常染色体上隐性遗传病:镰刀形细胞贫血症、白化病、先天性聋哑、苯丙酮尿症 隐性遗传病 伴X染色体隐性遗传
25、病:人类红绿色盲、进行性肌营养不良、血友病2)多基因遗传病:受两对以上等位基因控制的人类遗传病;【群体中发病率高,表现出家族聚集现象;】例子:唇裂(俗称兔唇)、无脑儿、原发性高血压、青少年型糖尿病等、冠心病、哮喘病3)染色体异常遗传病(简称染色体病):由染色体异常引起的遗传病例子:21三体综合症、性腺发育不良(染色体数目异常)、猫叫综合症(染色体结构异常),6.遗传病的监测与预防:进行遗传咨询;进行产前诊断;禁止近亲结婚;提倡适龄生育7.人类基因组计划:目的:测定人类基因组的全部DNA序列,解读其中包含的遗传信息;对象:24条染色体(22条常染色体+X+Y)8.遗传病的遗传方式: 无中生有为隐
26、性,有中生无为显性,隐性遗传看女病,父子都病为伴性;显性遗传看男病,母女都病为伴性。第六章第1节 杂交育种与诱变育种一.杂交育种1)概念:杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起,再经过选择和培育,获得新品种的方法。2)原理:基因重组3)优点:能集中位于不同品种中的优良性状。4)缺点:育种时间长5)应用:杂交水稻、马和驴杂交产生骡子、中国黄牛跟荷斯坦奶牛杂交产生中国荷斯坦奶牛等6).植物杂交育种的一般过程:杂交自交选优自交选优 7).动物杂交育种的一般过程:杂交F1间交配选优测交区别:动物杂交育种中纯合子的获得不能通过逐代自交,而应改为测交;动物的育种年限比植物短。二、诱变育种1
27、)方法:物理方法(紫外线、射线、失重等)或化学方法(亚硝酸、硫酸二乙酯等)处理植株,再选择符合要求的变异类型 2)原理:基因突变3)优点:提高变异的频率,加速育种进程,大幅度改良某些生物性状。4)缺点:有利个体不多,须大量处理供试材料 ,工作量大5)应用:太空辣椒的培育 、青霉菌的选育等第2节 基因工程及其应用一、基因工程的概述1)概念:按照人们的意愿,把一种生物的某种基因提取出来,加以修饰改造,然后放到另一种生物的细胞里,定向地改造生物的遗传性状。2)原理:基因重组3)优点:目的性强,育种周期短,能克服远缘杂交不亲和的障碍。二、基因工程的工具1)基因的剪刀限制性核酸内切酶(限制酶)特点:一种
28、限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定切点切割作用的结果:产生黏性未端(碱基互补配对) (同一种限制酶切断的几个DNA具有相同的黏性末端)2)基因的针线DNA连接酶作用:将互补配对的两个黏性末端连接起来,形成重组DNA分子。(连接“梯子” “扶手”而非中间的“踏板”)3)基因的运载体特点:1、能够在宿主细胞中复制并稳定保存;2、具有多个限制酶切点,以便与外源基因连接;3、具有标记基因,便于进行检测和筛选;常用的运载体:质粒、噬菌体和动、植物病毒等 (质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物中,是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子)三、基因工程的基本操作步骤1)提取目的基因目的基因是人
29、们所需要转移或改造的基因(如苏云金芽孢杆菌的抗虫基因,还有植物的抗病基因、人的胰岛素基因、干扰素基因等。)2)目的基因与运载体结合用同种限制酶切割目的基因和运载体(质粒),使其产生相同的黏性末端,用DNA连接酶将两个互补配对的黏性末端连接起来,形成了一个重组DNA分子(重组质粒)。(目的基因与运载体的结合过程,实际上是不同来源的基因重组的过程。)3)将目的基因导入受体细胞借助运载体(细菌或病毒)侵染细胞的途径,或显微注射法。4)目的基因的表达和检测判断目的基因是否导入受体细胞:运载体上的标记基因是否表达;判断目的基因是否表达:目的基因是否控制合成了相应的产物,表达了相关的性状。四、基因工程的应
30、用1)基因工程与作物育种:利用基因工程的方法,获得了高产、稳产和具有优良性状的农作物,培育出具有各种抗逆性(抗虫、抗病等)的作物新品种,如:转基因抗虫棉;2)基因工程与药物研制:将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内,让它们产生相应的药物,不但能解决产量问题,还能大大降低生产成本。如:转人胰岛素基因大肠杆菌;3)基因工程与环境保护:如“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质;第七章第1节 现代生物进化理论的由来一、拉马克学说1主要内容:生物不是神造的,而是由古老生物进化来的;生物是由低等到高等逐渐进化的;生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传。2进化原因:用进废退:经常使
31、用的器官就发达,不使用的就退化。获得性遗传:由环境引起或由于用进废退引起的变化是可以遗传的。3历史意义:历史上第一个系统地提出了进化理论的学者;反对神创论和物种不变论。4局限性:提出的用进废退和获得性遗传的观点缺少科学证据的支持。过于强调环境的变化直接导致物种的改变。二、达尔文的自然选择学说1主要内容:1)过度繁殖自然选择的基础(各种生物都具有很强的繁殖能力,产生很多的=后代,远远超过环境承受力)2)生存斗争自然选择的手段(生物的生存资源有限,要生存就必须与无机环境、同种及异种的其他个体进行斗争,使各种生物的数量在一定时期内保持相对稳定)原因:过度繁殖的生物为争夺有限的生活条件;结果:生物大量
32、死亡,少量存活。3)遗传变异生物进化的内因(生物产生的后代会发生变异,产生不同于亲代的性状)变异:具有不定向性:有利变异和不利变异;遗传:使有利变异得以积累,从而形成生物新类型;4)适者生存自然选择的结果(在生存斗争中,适者生存,不适者被淘汰的过程,就是自然选择)总结:过度繁殖+有限生活条件生存斗争 +变异适者生存 + 有利性状遗传生物新类型出现2历史意义:对生物进化的原因提出了合理的解释。 揭示了所有生物都有共同的祖先,解释了生物的多样性和适应性。 反对神创论和物种不变论,为辩证唯物主义世界观提供了有力的武器。 3局限性: 对于遗传和变异的本质,未能作出科学的解释。 对生物进化的解释也局限于
33、个体水平。 强调物种的形成是渐变的结果,不能解释物种大爆发现象。三、达尔文以后进化理论的发展1性状水平基因水平(认识到了遗传和变异的本质,获得性遗传观点,已被多数人摈弃)2以个体为单位以种群为单位 形成以自然选择学说为基础的现代生物进化理论第2节 现代生物进化理论的主要内容(一)种群基因频率的改变与生物进化一、种群是生物进化的基本单位1. 种群:生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群。2. 种群是生物繁殖和进化的基本单位。3. 基因库: 一个种群中全部个体所含有的全部基因叫这个种群的基因库。4. 基因频率: 在一个种群基因库中,某基因占全部等位基因的比率叫做基因频率。1) 通过基因型个体数
34、量计算基因频率: 某种基因的基因频率=此种基因的个数种群中该对等位基因的总数;其中,此种基因的个数=纯合子个体数2杂合子个体数, 种群中该对等位基因的总数=个体总数22)通过基因型频率计算基因频率: 某种基因的基因频率=某种基因的纯合子频率+1/2杂合子频率;5. 基因型频率:指群体中某一个个体的任何一个基因型所占的百分比(AA%+Aa%+aa%=1)1)哈迪-温伯格定律(遗传平衡定律):一个有性生殖的自然种群中,在符合五个条件(种群很大雌雄个体之间随机交配没有突变产生没有个体迁入迁出没有自然选择)的情况下,各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的。处于平衡状态的种
35、群,一对等位基因A和a,A的 基因频率为p,a的基因频率为q,则: AA的基因型频率为p2,Aa的基因型频率为2pq,aa的基因型频率为q2哈迪-温伯格定律可表示为:(p+q)2=PAA+PAa+Paa=p2+2pq+q2=1二、突变和基因重组产生进化的原材料突变(基因突变和染色体变异)新的等位基因基因重组多种基因型种群中出现大量可遗传的变异变异是不定向的形成了进化的原材料,不能决定生物进化的方向结论:突变和基因重组产生进化的原材料三、自然选择决定生物进化的方向自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向。1. 原因:淘汰不利变异基因、积累有利变异基因;2. 结果:种群基因频率定向改变
36、,生物朝着一定的方向不断进化。3. 生物进化的实质:种群基因频率发生变化的过程。(二)隔离与物种的形成1. 物种:能够在自然状态下进行相互交配并产生可育后代的一群生物称为一个物种2. 生殖隔离:不同物种之间一般是不能交配的,即使交配成功也不能产生可育后代的现象。不同物种个体间因生殖隔离而不能进行基因交流。(如:季节隔离、不亲和性、杂种不育)3. 地理隔离:同一种生物因为地理上的障碍而分成不同的种群使得物种间不能发生基因交流的现象。4. 生殖隔离和地理隔离总称为隔离,指不同种群间的个体,在自然条件下基因不能自由交流的现象。5. 物种形成的一般途径:经过长期的地理隔离而达到生殖隔离。 (种群地理隔
37、离小的种群自然选择基因频率发生改变生殖隔离新物种) 隔离是物种形成的必要条件, 一个物种的形成必须要经过生殖隔离,但不一定经过地理隔离,如多倍体的产生。(三)共同进化与生物多样性的形成1.共同进化:不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展的过程。结果:形成物种的多样性生态系统的多样性2.生物多样性的形成: 内容:基因多样性物种多样性生态系统多样性(3层次)原因:长期自然选择、共同进化达到结果 研究生物进化的主要依据:化石3生物进化的历程:从原核生物到真核生物,从无性生殖到有性生殖,由简单到复杂,由水生到陆生,由低等到高等。4. 现代生物进化理论:进化的基本单位是种群; 进化的实质是种群基因频率的改变; 物种形成的基本环节是:突变和基因重组、自然选择、隔离5. 生物进化理论的不断发展:中性学说:P126; 物种是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。