现代生物进化理论的主要内容（二）

现代生物进化理论的主要内容三、隔离与物种的形成（一）物种物种：指能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物，称为一个物种，简称“种”。全世界的人都是一个物种吗？人都是一个物种，无论白人黑人黄种人结婚，都能产生具有生殖能力的后代。马跟驴是一个物种吗？同一物种满足的两个条件：1、可以相互交配2、产生的后代可育物种与种群有何关系？一个物种可以包括生活在不同地理区域的多个种群。只要各个种群相互交配仍能产生可育的后代，则是同一物种。是不是不同物种的生物在自然状态下一定不能交配呢？无生育能力，没有后代。自然状态下不能进行基因交流！×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，这种现象叫做生殖隔离。生殖隔离哪些情况会导致生殖隔离呢？荇菜与梅花因花期不同而出现生殖隔离孔雀与巨嘴鸟因求偶方式不同而出现生殖隔离曼陀罗的花粉在其他植物的花的柱头上不能完全萌发成为花粉管，使得两性生殖细胞不能融合而形成生殖隔离狮子与老虎杂交产生狮虎兽是没有生育能力的，狮子与老虎因杂种不育而形成生殖隔离不同物种个体间因生殖隔离而不能进行基因交流。

生活在不同区域的同种生物，在自然条件下能不能进行基因交流呢？地理隔离如果把东北虎和华南虎放在同一片草原上，它们仍然可以自发交配并产生可育后代，说明东北虎和华南虎仍然属于同一物种。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。如东北虎左和华南虎右都是亚洲虎的后代，由于长期地理隔离而没有相互交配，没有基因交流，形成了地理隔离，它们形成两个不同的亚种。地理隔离:不同物种之间一般是不能够相互交配的，即使交配成功，也不能够产生可育的后代，这种现象叫生殖隔离。生殖隔离：由于地理上的障碍使得同种生物的不同种群间不能够发生基因交流的现象。（二）隔离种类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。概念：隔离在物种的形成中发挥了怎样的作用？下图是一个假想的情境，可以帮助你想象和思考。在一个山谷中，有一个鼠种群在“快乐”地生活着。雌鼠和雄鼠之间可以自由交配，繁衍后代。二、隔离在物种形成中的作用下图是一个假想的情境，可以帮助你想象和思考。后来山洪爆发了，山谷中形成了一条汹涌的大河。鼠种群的个体，一半在河这边，一半在河那边。就这样过了几千年。二、隔离在物种形成中的作用下图是一个假想的情境，可以帮助你想象和思考。后来，河流干涸了，两个鼠种群又会合在一起。它们发现彼此大不相同。它们之间还能自由交配吗？地理隔离阻断基因交流在不同的突变基因重组和自然选择作用下基因频率向不同方向发生改变种群的基因库出现差异差异进一步加大生殖隔离新物种形成二、隔离在物种形成中的作用加拉帕戈斯群岛上不同地雀的形成原始种群地理隔离多个小种群突变和基因重组自然选择基因频率改变生殖隔离不同的新物种自然选择2自然选择1地理隔离物种形成的比较常见的方式：原种变异1变异2基因频率的定向改变变异类型1变异类型2新物种1新物种2生殖隔离种群1种群2二、隔离在物种形成中的作用隔离是物种形成的必要条件。自然界中物种形成的方式有多种，经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是比较常见的一种方式。生殖隔离是物种形成的标志。现代生物进化理论的主要内容是生物进化的的基本单位，生物进化的实质是的改变。产生进化的原材料；决定生物进化的方向；是物种形成的必要条件；种群种群基因频率突变和基因重组自然选择隔离共同进化与生物多样性形成一、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，这就是共同进化。

达尔文曾发现一种兰花长着细长的花矩，其顶端贮存着花蜜，可为传粉的昆虫提供食物。而这昆虫要有吸管式的长口器才能吸到花蜜。大约50年后研究人员发现这样的蛾！它们互相影响着，这些变异不断积累，从而成为今天的这种兰花和兰花蛾。一、共同进化在自然界，一种植物专门由一种昆虫传粉的情形很常见。又如倒挂金钟的花对蜂鸟传粉的适应。昆虫传粉的专门化对植物繁衍后代有何意义？想一想捕食捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到促进种群发展的作用。“精明的捕食者”策略：捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。“收割理论”：捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间有利于增加物种的多样性。通过漫长的共同进化过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种，而且形成了多种多样的生态系统，也就是形成了生物的多样性．二、生物多样性的形成1、生物多样性的内容：基因多样性物种多样性生态系统多样性2、生物多样性的形成的进化历程化石——埋藏在地层中的古代生物的遗体、遗迹和遗物，石化后形成的。是研究生物进化最直接的证据最早的生物化石——35亿年前古细菌化石地球形成原始生命：古细菌（厌氧异养）（35亿年前）原核生物：蓝藻细菌（自养）真核生物：出现了有性生物（15亿年前）植物：厥类植物裸子植物被子植物动物：两栖类动物爬行动物恐龙时代哺乳动物人类时代古生代（寒武纪）中生代新生代二、生物多样性的形成1、生物多样性的内容：基因多样性物种多样性生态系统多样性2、生物多样性的形成的进化历程化石了解进化历程的主要依据是：生物的进化历程可概括为：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，由低等到高等由水生到陆生，由原始异养厌氧到自养厌氧到自养需氧核心：自然选择学说发展三、生物进化理论在发展中性突变理论：决定生物进化的方向是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择间断平衡学说：物种形成并不都是渐变的结果，而是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程1如果有两个小种群的动物，在形态结构上相近，它们必须具备下列哪一特征，才能归为一个物种：）A它们必须分布在同一地理区域B它们的基因一定要相同C它们的毛色一定要相同D能相互交配繁殖并产生可育后代D2外表相近但种类不同的鱼在生殖期间将卵和精子释放在同一水域中，但一种鱼的精子不能进入另一种鱼的卵，这种现象属于：）A生殖隔离B地理隔离C形态各异D不在同一水层A3隔离在物种形成中的主要作用是：）A使种群间的个体互不相识B使不同种群各适应于不同的地理环境C使种群间雌雄个体失去交配机会D使种群之间停止基因交流，并朝着不同的方向演变D5、有性生殖的出现加快了生物进化的步伐，原因是有性生殖（）A、能产生大量后代B、产生的后代成活率较高C、能出现更多的突变类型D、使基因重组产生更多变异类型4、对生物多样性描述，不正确一项是（）A、基因多样性B、物种多样性C、种群多样性D、生态系统多样性CD6、在生物的进化历程中，捕食者与被捕食者之间的关系是（）A、不利于被捕食者，使被捕食者数量减少B、对二者均不利，双方最终都趋向消亡C、二者得失相当，和平共处D、对两者均有利，共同进化D7在生物的进化过程中，有的物种只生存了极短的时间就灭绝了，这是因为（）A该物种没有变异B该物种是进行无性繁殖的C缺乏有适应性价值的可遗传变异D人为因素造成其灭绝C第2节DNA分子的结构第3节DNA的复制第4节基因是有遗传效应的DNA片段重点掌握：DNA的结构特点；DNA的复制过程；有关DNA问题的计算。DNA的结构：基本单位五碳糖含氮碱基结构主要存在部位脱氧核苷酸脱氧核糖ATCG双链结构细胞核特点：（1）双链；反向平行；双螺旋；（2）外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接（不变）内侧：碱基排列；（顺序可变）（3）碱基互补配对原则。DNA分子的复制过程时间场所解旋特点模板原料酶能量碱基配对产物意义细胞核边解旋边复制DNA的两条链四种脱氧核苷酸ATP形成两个一样的DNADNA解旋酶、DNA聚合酶A-TC-GT-AG-C有丝分裂和减数第一次分裂的间期保持遗传信息的连续性DNA分子的复制过程DNA分子特性每个DNA分子的脱氧核苷酸的数目不同，碱基对的排列顺序千变万化具有规则的双螺旋结构多样性：特异性：稳定性：每个DNA分子具有特定的碱基排列顺序1、若DNA分子的一条链中的（AT）/（CG）=a，则其互补链中该比值为（）A、a1/a11-1/aA2、已知1个DNA分子中有4000个碱基对，其中胞嘧啶有2200个，这个DNA中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是：A、4000个和900个B、4000个和1800个C、8000个和1800个D、8000个和3600个2、与复制有关的计算①一个经过标记DNA连续复制n次后，共有多少个DNA？多少条脱氧核苷酸链？母链多少条？子链多少条？DNA分子数=标记的DNA/全部DNA=脱氧核苷酸链数=标记的DNA链/全部DNA链=母链数=子链数=含有母链的DNA数=子代中有标记的DNA数=子代中有标记的DNA链=2n2n122n1﹣22221/2n-11/2n重点掌握：转录和翻译的过程；复制，转录和翻译的异同；第4章基因的表达第1节基因指导蛋白质的合成思考与讨论1基因如何指导蛋白质的合成？2DNA的遗传信息怎么传给mRNA？3mRNA如何决定氨基酸的合成？比较项目DNARNA基本单位五碳糖含氮碱基结构主要存在部位脱氧核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核糖ATCGAUCG双链结构多为单链结构细胞核细胞质一、转录的过程1、9转运RNA；运载；反密码子。核糖体RNA；信使RNA；转录；密码子。RNA的种类一、中心法则的提出及其发展1、提出者：克里克DNARNA蛋白质转录翻译复制2、中心法则——遗传信息传递的规律3、中心法则的补充逆转录复制DNARNA蛋白质转录翻译复制——上述过程遵循碱基互补配对原则4、遗传信息传递的5种途径：DNA—DNA：DNA的自我复制DNA—RNA：转录过程RNA—蛋白质：翻译过程RNA—RNA：RNA的自我复制RNA—DNA：逆转录过程1、揭示生物体内遗传信息一般规律的是A、基因的遗传规律B、碱基互补配对原则C、中心法则D、自然选择学说5、DNA的两个基本功能1、遗传信息的传递：2、遗传信息的表达：二、基因、蛋白质与性状的关系DNA中插入了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因淀粉分支酶不能正常合成蔗糖不合成为淀粉，蔗糖含量升高淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩（性状：皱粒）编码淀粉分支酶的基因正常淀粉分支酶正常合成蔗糖合成为淀粉，淀粉含量升高淀粉含量高，有效保留水分，豌豆显得圆鼓鼓（性状：圆粒）豌豆的圆粒和皱粒人的白化病控制酶形成的基因异常控制酶形成的基因正常酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸酶正常合成酪氨酸不能正常转化为黑色素酪氨酸能正常转化为黑色素缺乏黑色素而表现为白化病表现正常mＲＮＡ氨基酸结构蛋白质正常异常缬氨酸谷氨酸ＤＮＡＧＡＡＣＴＴＧＴＡＣＡＴＧＡＡ突变ＧＵＡ镰刀型细胞贫血症囊性纤维病CFTR基因缺失了3个碱基结构蛋白CFTR蛋白异常，导致功能异常患者支气管内黏液增多黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染二、基因、蛋白质与性状的关系基因结构蛋白酶细胞结构细胞代谢生物性状生物性状不可遗传的变异可遗传的变异变异类型仅由环境条件改变引起的变异由遗传物质改变引起的变异基因突变基因重组染色体变异第五章基因突变及其他变异第1节基因突变和基因重组生物体的子代与亲代之间以及子代不同个体之间所表现出来的性状差异叫变异。变异：1、基因突变的实例：镰刀型细胞贫血症直接原因：

根本原因：氨基酸发生了替换，即谷氨酸被缬氨酸替换。控制血红蛋白分子的DNA分子碱基序列发生了改变一、基因突变与诱变育种2、基因突变的概念DNA分子中发生碱基对、和，而引起的的改变，叫做基因突变。替换、增添缺失基因结构┯┯┯┯

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┷┷┷┷增添缺失替换基因突变发生于DNA复制时期，即有丝分裂间期或减数分裂第一次分裂间期A、若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代。B、若发生在体细胞中，一般不能遗传。产生新的基因但不一定产生新的性状。3、基因突变发生的时期4、基因突变的结果5、基因突变的原因6、基因突变的特点7、基因突变的意义外界因素：内在因素：普遍性、随机性、不定向性、低频性和多害少利性。A、是新基因产生的途径；B、是生物变异的根本物理因素、化学因素和生物因素偶尔会出现复制出错8、诱变育种的应用原理：方法：实例：优点：缺点：提高突变率，创造人类需要的变异类型，从中选择、培育出优良的生物品种基因突变利用物理因素或化学因素处理生物青霉素高产菌株，太空作物等有利变异少，需大量处理供试材料，诱发突变的方向难以集中多个理想性状二、基因重组1、基因重组的概念2、基因重组发生的时期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。A、在减数第一次分裂前期：同源染色体中非姐妹染色单体上的等位基因间的交叉互换B、在减数第一次分裂后期：非同源染色体上的非等位基因的自由组合3、基因重组的结果4、基因重组的意义产生了新的基因型，得到重新组合的性状。A、是生物变异的的重要原因之一，对生物的进化有重要意义；C、是杂交育种的理论重要依据。5、杂交育种的应用原理：基因重组方法：优点：将不同个体的优良性状集中于同一后代个体缺点：育种所需时间较长应用：矮秆抗病小麦的培育杂交→自交→选优→自交→选优考试说明：染色体结构变异和数目变异Ⅰ生物变异在育种上的应用Ⅱ第2节染色体变异染色体变异的概念染色体变异的类型在自然或人为条件影响下，染色体数目或结构发生改变，从而引起生物性状变异。染色体结构变异染色数目的增减缺失重复倒位易位1、染色体结构变异2、染色数目的增减类型个别染色体的增加或减少。以染色体组形式成倍增加或减少染色体组：真核细胞内的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。一个染色体组包含了该物种的每对同源染色体中的一条。3、计算细胞内染色体组数目的方法等于细胞内形态相同的染色体数目。等于细胞或生物体的基因型中控制同一性状的基因的个数。该细胞含有个染色体组。43基因型为AAAABbbbRRrr的细胞含有个染色体组。二倍体：多倍体：单倍体：由受精卵发育而成，体细胞中含有2个染色体组的个体。由受精卵发育而成，体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体。体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。4、二倍体，多倍体和单倍体5、单倍体和多倍体的区别起点不同：单倍体是由配子发育而来；多倍体是由受精卵发育而来。染色体组数目不同：单倍体可以含有一个或多个染色体组；多倍体一定含有三个或三个以上的染色体组。下列描述中，正确的是（）A、含有三个或三个以上染色体组的个体一定不是单倍体B、单倍体只含有一个染色体组C、二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只含有一个染色体组D、四倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只含有一个染色体组C6、多倍体育种方法：原理：优点：缺点：实例：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。茎秆粗壮，叶片，果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。染色体数目变异三倍体无子西瓜的培育发育延迟，结实率低7、单倍体育种方法：原理：优点：缺点：应用：花药离体培养染色体数目变异植株弱小，而且高度不育，能缩短育种年限方法复杂，成活率低。抗病植株的育成基因工程育种方法：原理：优点：缺点：应用：基因重组将目的基因引入生物体内实现基因重组打破物种界限，克服远源杂交的障碍，定向地改变生物的性状有可能引发生态危机抗虫棉花、玉米的培育原理：操作水平：结果：DNA分子水平定向地改造生物的性状基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，就是按照人们的意愿，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