图表生物进化

图表生物进化1第一页，共十四页，编辑于2023年，星期五害虫抗药性进化一种新的杀虫剂用于控制农业害虫，早期的结果十分鼓舞人。只要少量的农药就可能杀死99%的昆虫。但一次浪潮后的少数幸存者是带有抗药基因的，例如它能编码破坏杀虫剂的物质。

杀虫剂杀死了大多数，但留下了抗药性个体，它们会繁殖，其后代遗传了抗药性基因。每产生一代，抗药性个体的比例就增加，即种群中抗药基因频率就增加，杀虫效果越来越差。自然选择是一个编辑过程。

环境筛选了可遗传的变异。喷洒农药的同时，人类却不知不觉地促进了具有先天抗性的昆虫繁殖的成功。再使用同种杀虫剂将不起作用，抗杀虫剂的种群形成。2第二页，共十四页，编辑于2023年，星期五●用农药消灭害虫，开始时，效果显著，但过一段时间后，药效明显下降，其主要原因是农药使这些害虫产生了抗药性吗？不是！主要是害虫本来就存在抗药性变异的个体，农药杀死的是不具抗药性的个体，具有抗药性的个体保留了下来，并把抗药性遗传给了后代。农药对害虫的抗药性变异起了定向选择作用，抗药性变异经过遗传逐代积累，最后就形成了具有抗药性的新品种，农药对其就不起作用了。●有人说，细菌的抗药型突变不是接触某种药物的结果。设计一实验鉴别此说法。把野生型细菌接种在含/不含某种药物的培养基上，比较两者的突变率。3第三页，共十四页，编辑于2023年，星期五讨论：农药与害虫的抗药性（1）原因:可遗传的变异（内因）自然选择（外因）

改变种群基因频率（2）农药使用的危害①使害虫抗药性不断增强；②对环境造成污染；③对生态系统的其他影响：杀死天敌，破坏食物链，使其他害虫猖獗。4第四页，共十四页，编辑于2023年，星期五（3）害虫的综合防治①物理防治（性引诱剂、黑光灯诱杀等）②生物防治（利用天敌――即利用捕食或寄生关系）。优越性：

a、有效控制害虫，不出现害虫的大爆发；b、抗性进化比较慢；c、不污染环境,对人和动物安全，不伤害害虫天敌；d、有利于维持生态系统的稳定性③栽培防治：间作、套作、轮作④遗传防治：采用基因工程的方法，培育抗性的农作物，如抗虫棉。5第五页，共十四页，编辑于2023年，星期五例：下图为对一块马铃薯甲虫成灾区使用两种杀虫剂的实验结果曲线图，试用学过的生物学知识分析：（4）根据以上分析，使用杀虫剂治虫有其缺点，主要有：①害虫抗药性增强；②对环境造成污染。（5）针对这种缺点，你认为消灭害虫应采取的较好方法有：①采用激素防治；②采用生物防治；③采用基因工程的方法，培育抗病虫害品种的农作物。

（1）曲线下降为什么不可能达到0？由于变异是不定向的，部分甲虫有抗药性。（2）曲线回升是通过甲虫与杀虫剂之间的生存斗争来实现的。

（3）杀虫剂的使用对甲虫起了选择作用，这种作用是定向的，结果导致甲虫抗药性增强。6第六页，共十四页，编辑于2023年，星期五1.抗药性的机制：（1）根本原因：抗药基因（质粒或拟核上）的存在。（2）具体原因：●病原体阻止药物进入细胞而变得抗药，如细胞膜的选择透过性，细菌的外膜等特殊结构。●药物进入细胞后又被泵出细胞。

（相对非特异，所以多重耐药）●病原体酶促反应改变药物，使药物失活来降低药物进攻。如青霉素酶水解青霉素，或因外加的基团而失活。●病原体的突变，如结核杆菌（真细菌）RNA聚合酶基因的突变而使利福平不能与RNA聚合酶结合从而抗利福平。又如突变导致药物受体的变化，因而药物不能与受体结合而发挥作用。●通过改变代谢途径绕过受药物抑制的过程。细菌抗药性(见微生物PPT)7第七页，共十四页，编辑于2023年，星期五注意：●质粒能够在不同个体之间转移。尤其在医院内，多种细菌之间的质粒转移，不久可能就会有一种细菌菌株能抗目前已知的所有抗生素。●质粒可能携带多种抗药基因，同时耐多种抗生素。●某一特定类型的抗性机理并不局限于某单一种类的药物，如能够抑制细胞壁合成的药物不仅仅是青霉素。●两种细菌可用不同的抗性机理来抵抗同一种药物，如阻止青霉素进入细胞或胞内产生青霉素酶都可抵抗青霉素。●抗性突变自发产生、原本存在，被选择而存活下来。

突变株并不是由某种药物诱导而产生的。8第八页，共十四页，编辑于2023年，星期五

AB一系列含青霉素的培养基若无菌落，说明都无抗性；若有菌落，说明这些有抗性，且菌落数目和位置相同。正常培养基上培养原位接种接种到含青霉素的培养基上（它们没有接触过青霉素）（选择两个菌落是为了对照）●●●●●结论：抗性原已存在，青霉素只起选择作用2.细菌抗药性：

①证明细菌对青霉素等抗生素的抗药性是原已存在的，而不是在抗生素诱导下产生了基因突变。实验方法：用绒布“印章”原位接种；转移培养。设计思路：

A：证明细菌群体中具有抗青霉素的个体，并寻找到正常培养基上抗性菌落的位置。B：将未接触过青霉素的个体接种在选择培养基上。证明抗药个体在群体中本来就有，而不是接触了青霉素之后才产生的。★9第九页，共十四页，编辑于2023年，星期五②细菌群体耐药性增强的过程中，抗生素只起选择作用。选择的是表现型；而生物进化的实质是种群基因频率的改变。③对细菌等无性生殖生物，抗生素选择作用的效率大于有性生殖的生物。以有性生殖的个体Aa为例（A为抗药基因）：

Aa→F1中的aa被淘汰，但Aa仍然存在→F2中仍有aa。细菌无杂合子可言，又进行无性生殖（分裂生殖），只要被选择生存下来，后代仍保持亲本性状，即后代都有抗性。●虽然细菌天然存在抗药性，而且抗生素对无性生殖的生物选择的效率高，但群体中抗药变异较少。所以，仍然用抗生素来治疗有关疾病。●不能滥用抗生素。原因之一是抗生素对细菌的选择效率高，只要选择一代，全体中抗性基因频率就大增，经几个世代后，抗生素就无法控制细菌繁殖了。10第十页，共十四页，编辑于2023年，星期五3.抗生素及其滥用●抗生素：①抗生素并非产生菌自身生长繁殖所必需，对自身无明显功能，也不危害自身；但因能杀死或抑制周围其他微生物而对自身生存有利。②抗生素的抑菌和杀菌具有特异性，无论是广谱抗生素还是窄谱。但抗生素对病毒不起作用（病毒对干扰素敏感）。③抗生素使用的主要副作用一是因为选择而增强菌群的耐药性并传播，二是杀死消化道黏膜表面的正常菌群（尤其是广谱抗生素）而失去了对一些病原菌的拮抗作用，降低人的免疫能力和维生素等的供应，同时抗性突变株有竞争优势，导致再度感染与敏感菌竞争的其它细菌或真菌。④造成抗药性病原体增加的关键因素是：过量或不正确使用抗生素治疗，及不加选择地使用广谱抗生素。11第十一页，共十四页，编辑于2023年，星期五造成抗药性病原体增加的关键因素是：过量或不正确使用抗生素治疗，以及不加选择地使用广谱抗生素。▲医生没有经过培养和鉴定病原体就开出了抗生素处方，甚至病毒性疾病也使用抗生素；有毒的广谱抗生素代替了窄谱药物而使用，取代了培养和敏感性测定。抗生素的滥用，促使耐药性增强和传播，并可以导致再度感染，因为抗生素破坏了正常敏感菌，而使抗性菌有竞争优势，结果再度感染与敏感菌竞争的其它细菌或真菌。▲在许多国家，药物是面向大众的，人们自己选择使用抗生素，进一步增加了抗药菌株的流行。▲动物饲料中添加抗生素也增加了药物的抗性。饲料中添加抗生素的确提高了畜禽的生长速度，然而也增加了动物肠道内抗药菌的数目，有证据证明不少细菌通过食物由动物传播给人。消除用抗生素作为食物的添加剂会有助于减少抗药性的传播。12第十二页，共十四页，编辑于2023年，星期五4.阻止药物抗性的几种措施：a.第一次的用量要足（尽可能一次性杀死全部病原菌）；b.避免在一个时期或长期多次使用同一种抗生素（否则抗性基因频率就会随选择压力而增大，无法控制其繁殖）c.广谱药物应仅在有确切必要时使用。应鉴定病原体，进行药敏试验，从而