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1、第六章從雜交育種到基因工程 第1節(jié)雜交育種與誘變育種一.雜交育種1. 選擇育種:利用生物的,通過(guò)長(zhǎng)期選擇,汰劣留良,就能培育出許多優(yōu)良品種。缺點(diǎn):周期,而且可選擇的范圍是2. 雜交育種實(shí)例如圖是用高產(chǎn)不抗病(DDtt)和低產(chǎn)抗病(ddTT)的兩個(gè)小麥品種培育穩(wěn)定遺傳的高產(chǎn)、抗病品種的過(guò)程,討論分析:P 高產(chǎn)、不抗病 X低產(chǎn)、抗病Fi高產(chǎn)、抗病 (能、不能)穩(wěn)定遺傳J ?表現(xiàn)型F2比例 : : : 要提高穩(wěn)定遺傳植株的比例,應(yīng)該選取F2中的的植株種子繼續(xù) ,淘汰不符合要求的后代,最終獲得高產(chǎn)抗病且穩(wěn)定遺傳的品系,其基因型為。3. 雜交育種(1) 概念:將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過(guò)交配集中在一起
2、,再經(jīng)過(guò)和,獲得新品種的方法。(2) 原理:(3) 常用流程選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本t(),Fi(_),F2篩選(),,穩(wěn)定遺傳的良種。(4) 優(yōu)點(diǎn):可以把多個(gè)品種的集中在一起。缺點(diǎn):只能利用已有基因的 ,按需選擇,并不能創(chuàng)造新的 ,雜交后代會(huì)出現(xiàn)性狀分離,育種進(jìn)程,育種篩選過(guò)程 ;雜交育種只適用于進(jìn)行 生殖的應(yīng)用:是改良作物 的育種。生物,主要應(yīng)用于植物和動(dòng)物 (如家畜、家禽等)。,提高農(nóng)作物單位面積產(chǎn)量的常規(guī)方法,也用于家畜、家禽雜E子一代一自交子二代t選出符合要求的優(yōu)良性狀 (1)培育常規(guī)的純合子品種 培育隱性純合子品種:選取雙親 個(gè)體就可以推廣。培育顯性純合子品種:選取雙親雜交T子一
3、代一自交子二代T選出符合要求的優(yōu)良性狀自交自交個(gè)體子三代T選出符合要求的優(yōu)良性狀個(gè)體一 自交T選出穩(wěn)定遺傳的個(gè)體推廣。雜交(2)培育雜合子品種:選取雙親一/T子一代,需要年年制種。 對(duì)于進(jìn)行無(wú)性繁殖的生物,如馬鈴薯、果樹(shù)等,只要獲得該優(yōu)良性狀的個(gè)體,即可通 過(guò)無(wú)性生殖產(chǎn)生優(yōu)良后代,而不必連續(xù)自交。4. 動(dòng)、植物雜交育種的區(qū)別 (1)方法:植物雜交育種中純合子的獲得不能通過(guò)測(cè)交,只能通過(guò)逐代自交的方法獲得; 而動(dòng)物雜交育種中純合子的獲得一般不通過(guò)逐代自交,而通過(guò)測(cè)交的方法進(jìn)行確認(rèn)后而 獲得。實(shí)例:現(xiàn)有基因型為 BBEE和bbee的兩種植物或動(dòng)物,欲培育基因型為BBee的植物或動(dòng)物品種,育種過(guò)程用
4、遺傳圖解表示如下:BHEEXbbcc-BbEe*L植物的描述為Fi自交動(dòng)物的描述為Fj 雄個(gè)體間交配Fy 9B_E_ 3B_ee : 3hbE_ ! lbhee植物動(dòng)物連續(xù)自交直到后代 選異性隱性純合子測(cè)交”不發(fā)生性狀分離以檢測(cè)親本畢因型.不發(fā)生性狀分離的為所選胡種二.誘變育種1 概念:像上述利用物理因素( 、)或化學(xué)因素(、)來(lái)處理生物,使生物發(fā)生 ,從而獲得優(yōu)良變異類型的育種方法稱為誘變育種。2 原理:自然突變的頻率 ,而且是 的,較難獲得生產(chǎn)所需要的品種。物理因素或化學(xué)因素能提高基因突變的 ,短時(shí)間內(nèi)獲得更多的 類型。3 常用方法運(yùn)用物理( )的或者化學(xué)( )的手段處理 和幼苗,誘發(fā) ,
5、從中選出需要的突變個(gè)體,然后進(jìn)行培育推廣。4 優(yōu)缺點(diǎn)(1)優(yōu)點(diǎn):提高變異頻率,加速育種進(jìn)程。改良某些性狀。誘變育種不僅能應(yīng)用于能夠進(jìn)行有性生殖的生物,也可應(yīng)用于能夠進(jìn)行無(wú)性生殖的生物,主要應(yīng)用于植物和微生物。(2)缺點(diǎn):由于基因突變具有 性,的性;突變個(gè)體難以集中多個(gè)優(yōu)良性狀,大。5. 類型有利變異往往不多,所以誘變育種具有一定 所以需要處理大量的實(shí)驗(yàn)材料,工作量(1)顯性突變aa突變Aa表現(xiàn)新性狀? AAAa分別自交選擇不發(fā)生性狀分離的新性狀個(gè)體突變?(2)隱性突變:AAAa(不表現(xiàn)新性狀)一一 aa表現(xiàn)出性狀,且穩(wěn)定遺傳 )6.根據(jù)育種目標(biāo)及要求選擇育種方式育種目標(biāo)育種方式集中雙親優(yōu)良性狀
6、快速育種單倍體育種操作簡(jiǎn)單雜交育種讓原品系產(chǎn)生“新”性狀誘變育種對(duì)原品種性狀進(jìn)行“增大”或“加強(qiáng)”多倍體育種保持原品種“優(yōu)良”特性,快速繁殖(植物)植物組織培養(yǎng)第2節(jié)基因工程及其應(yīng)用一.基因工程的原理1. 基因工程的概念(1) 基因工程,又叫做基因拼接技術(shù)或 技術(shù)。通俗地說(shuō),就是按照,把一種生物的某種基因提取出來(lái),加以 ,然后放到另一種生物的細(xì)胞里,地改造生物的遺傳性狀?;蚬こ淌前岩环N生物的某種基因轉(zhuǎn)移到另一種生物體的細(xì)胞內(nèi),基因的結(jié)構(gòu)基本 沒(méi)有變化,只是位置發(fā)生了變化,所以應(yīng)該屬于基因重組。 操作環(huán)境: ,操作對(duì)象,操作水平 2. 基因工程白腭:丨丨丨丨丨丨I丨I丨丨丨I丨丨迂CTT A
7、A GH4 t(1) 限制性核酸內(nèi)切酶,簡(jiǎn)稱 在大腸桿菌中,有一種叫做EcoR I的限制酶,能C r 1 A A GG A A TT C夠?qū)R蛔R(shí)別 GAATTC的序列,并在G和A之間將 這段序列切開(kāi)。(如圖所示)限制性核酸內(nèi)切酶的 作用特點(diǎn)是識(shí)別 序列,并在上切割DNA分子,形成2個(gè)末端。GAAHC即F限制酶切割的是脫氧核苷酸之間的化學(xué)鍵,不是堿基之間的氫鍵;切割后不一定都產(chǎn)生黏性末端, 也可能產(chǎn)生平末端。(2) DNA連接酶同種限制酶切割不同DNA分子后形成的黏性末端是可以通過(guò) 連接起來(lái)的,但是 和之間的缺口(在 DNA 片段之間重新形成)要靠DNA連接酶進(jìn)行連接。DNA連接酶無(wú)識(shí)別的特異性
8、,能恢復(fù)兩核苷酸間的磷酸二酯鍵,將兩個(gè)DNA片段連接起來(lái),DNA解旋酶作用于堿基GAATTCDNA抗生索抗性基因控制就粒 轉(zhuǎn)翔的菇因大腸桿菌質(zhì)粒的分產(chǎn)結(jié)構(gòu)示恵團(tuán)CJTAAG*AATTCETAA + G之間的氫鍵。限制酶和DNA連接酶,兩者的關(guān)系為:(3)運(yùn)載體 作用:將外源基因送入。 種類:質(zhì)粒、和動(dòng)植物病毒等。質(zhì)粒存在于許多細(xì)菌以及酵母菌等生物細(xì)胞中(如圖),是擬核或細(xì)胞核外能夠 的很小的狀DNA分子。上面通常含有的抗性基因可以作為 用于目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的檢測(cè)依據(jù)。質(zhì)粒作為運(yùn)載體必須具備的條件:能在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制一一這是保證目的基因能在細(xì)胞分裂過(guò)程中復(fù)制并傳遞給子細(xì)胞的基礎(chǔ)
9、。 有多個(gè)限制酶切點(diǎn) 一一這是運(yùn)載體能夠接入多種目的基因所必備的條件。 有標(biāo)記基因一一這是檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞中的重要判斷依據(jù)。3. 基因工程的操作步驟: 目的基因:人們的特定基因用某種限制酶切割 ,用切割目的基因 加入質(zhì)粒和目的基因結(jié)合形成 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞:主要是借鑒 或侵染細(xì)胞的方法檢測(cè):根據(jù)受體細(xì)胞中是否具有或分子雜交技術(shù)判斷目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞鑒定:受體細(xì)胞是否表現(xiàn)出 ,如棉花 抗蟲(chóng)性狀的表現(xiàn)用同一種限制酶才能切割出相同的黏性末端,禾U于目的基因與運(yùn)載體結(jié)合。 若用DNA連接酶將目的基因與運(yùn)載體兩兩結(jié)合時(shí)的產(chǎn)物可能有三種:目的基因與目的基因結(jié)合、運(yùn)載體與運(yùn)載體結(jié)合、
10、目的基因與運(yùn)載體結(jié)合。 目的基因能夠在受體細(xì)胞中表達(dá)的基礎(chǔ)是:所有生物共用一套遺傳密碼。 四個(gè)步驟中只有第三步將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞不涉及堿基互補(bǔ)配對(duì)。 受體細(xì)胞常用微生物的原因:繁殖快、代謝快、目的產(chǎn)物多。 培育轉(zhuǎn)基因動(dòng)物,受體細(xì)胞一般選用受精卵。 基因工程中,氫鍵的斷裂和重新形成與限制酶和DNA連接酶無(wú)關(guān)。 對(duì)目的基因的檢測(cè)和鑒定雖然是分子水平上的,但都是在體外進(jìn)行的。二.基因工程的應(yīng)用1. 基因工程與作物育種目的:獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物,培育出具有各種的作物新品種。實(shí)例: 的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉。意義:抗蟲(chóng)基因作物的使用,不僅減少了 、大大降低了生產(chǎn)成本,而且還減少了農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的
11、。2. 基因工程與藥物研制實(shí)例:用基因工程方法生產(chǎn) 。過(guò)程:胰島素基因與大腸桿菌的 DNA分子,并且在大腸桿菌內(nèi)獲得成功的 _3. 基因工程與環(huán)境保護(hù)實(shí)例:利用轉(zhuǎn)基因細(xì)菌降解 ,吸收環(huán)境中的重金屬,分解泄漏的石油、處理工業(yè)廢水等。三.轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性正方觀點(diǎn):安全, 應(yīng)大力推廣(1) 解決糧食短缺問(wèn)題;(2) 減少農(nóng)藥使用,避免環(huán)境污染;(3) 節(jié)省生產(chǎn)成本,降低食物售價(jià);(4) 增加食物營(yíng)養(yǎng),提高附加值;(5) 增加食物種類,提升食物品質(zhì)。反方觀點(diǎn):不安全, 要嚴(yán)格控制(1) 產(chǎn)生新毒素和新過(guò)敏原;(2) 產(chǎn)生抗除草劑的雜草;(3) 使疾病的散播跨越物種障礙;(4) 會(huì)損害農(nóng)作
12、物的生物多樣性;(5) 干擾生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。1幾種育種方法的比較名稱原理方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用雜交 育種基因 重組培育純合子品種:雜交t自 交t篩選出符合要求的表 現(xiàn)型,自交到不發(fā)生性狀分 離為止(純合化)使分散在同 一物種不同 品種中的多 個(gè)優(yōu)良性狀 集中于同一 個(gè)體上,即“集優(yōu)”育種時(shí) 間長(zhǎng)局 限于同一 種或親緣 關(guān)系較近 的物種用純種高稈 抗病小麥與 矮稈不抗病 小麥培育矮 稈抗病小麥培育雜種優(yōu)勢(shì)品種:一般是選取純合雙親雜交年年制種雜交水稻、 雜交玉米的 培育誘變 育種基因 突變 物理方法:紫外線、X射 線或丫射線,微重力,激光 等處理,再篩選 化學(xué)方法:亞硝酸、硫酸 二乙酯處理,再選擇提咼
13、變異頻 率,加快育種 進(jìn)程,大幅度 改良某些性 狀有利變異 少,需大里 處理實(shí)驗(yàn) 材料侑很 大盲目性)咼產(chǎn)青霉 菌,“黑農(nóng) 五號(hào)”大豆 品種等的培 育和咼產(chǎn)雄 性家蠶的培 育單倍 體育染色 體數(shù)先進(jìn)行花藥離體培養(yǎng),培 育出單倍體植株;將單倍明顯縮短育 種年限,子代技術(shù)復(fù)雜用純種高稈 抗病小麥與6種目變 異體幼苗經(jīng)一定濃度的秋水 仙素處理獲得純合子;從 中選擇優(yōu)良植株均為純合子, 加速育種進(jìn) 程矮稈不抗病 小麥快速培 育矮稈抗病 小麥多倍 體育 種染色 體數(shù) 目變 異用一定濃度的秋水仙素處 理萌發(fā)的種子或幼苗操作簡(jiǎn)單,能 較快獲得所 需品種所獲品種 發(fā)育延遲, 結(jié)實(shí)率低, 一般只適 用于植物二倍
14、體無(wú)子 西瓜、八倍 體小黑麥的 培育基因 工程 育種基因 重組提取目的基因T形成重組 DNA分子t導(dǎo)入受體細(xì)胞 t目的基因的表達(dá)與檢測(cè) t篩選出符合要求的新品 種目的性強(qiáng);育 種周期短;克 服了遠(yuǎn)緣雜 交不親和的 障礙技術(shù)復(fù)雜, 安全性問(wèn) 題多轉(zhuǎn)基因“向 日葵豆”、 轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng) 棉的培育2.針對(duì)不同育種目標(biāo)的育種方案育種目標(biāo)育種方案集中雙親優(yōu)良性狀單倍體育種(明顯縮短育種年限)雜交育種(耗時(shí)較長(zhǎng),但簡(jiǎn)便易仃)對(duì)原品系實(shí)施定向”改造基因工程育種讓原品系產(chǎn)生新性狀(無(wú)中生有)誘變育種(可提高變異頻率,期望獲得理想性狀)對(duì)原品系營(yíng)養(yǎng)器官“增大”或“加強(qiáng)”多倍體育種第七章現(xiàn)代生物進(jìn)化理論第1節(jié) 現(xiàn)代生
15、物進(jìn)化理論的由來(lái)一. 拉馬克的進(jìn)化學(xué)說(shuō)1內(nèi)容:(1) 生物的來(lái)源:生物不是的,而是由更古老的生物 而來(lái)的。(2) 進(jìn)化順序:生物是由 到逐漸進(jìn)化的。(3) 進(jìn)化的原因: 用進(jìn)廢退a. 食蟻獸的舌頭之所以細(xì)長(zhǎng),是長(zhǎng)期舔食螞蟻的結(jié)果一一“”。b. 鼴鼠長(zhǎng)期生活在地下,眼睛長(zhǎng)期不用就萎縮、退化了 一一 “”。 獲得性遺傳:“用進(jìn)廢退”獲得的性狀是 。2意義(1) 是歷史上第一個(gè)比較完整的學(xué)說(shuō)。(2) 否定了論和論,奠定了科學(xué)生物進(jìn)化的基礎(chǔ)。 (1)用進(jìn)廢退:凡是沒(méi)有達(dá)到其發(fā)展限度的每一種動(dòng)物,它的任何器官,如果比較持續(xù) 地使用,則會(huì)逐漸增強(qiáng),并且發(fā)達(dá)起來(lái)。相反,任何器官如不經(jīng)常使用,則會(huì)逐漸衰弱,
16、其功能減退,最后導(dǎo)致器官的退化或消失。(2) 獲得性遺傳:在環(huán)境條件的影響下,一個(gè)動(dòng)物經(jīng)常使用某種器官或經(jīng)常不使用某種器 官的結(jié)果是發(fā)展某器官或喪失某器官,這種獲得的變異可以通過(guò)生殖遺傳給后代。拉馬克進(jìn)化學(xué)說(shuō)的“用進(jìn)廢退” “獲得性遺傳”的觀點(diǎn)具有科學(xué)的局限性。他過(guò)于強(qiáng) 調(diào)環(huán)境的變化直接導(dǎo)致物種的改變,實(shí)際上,環(huán)境的變化如果未引起遺傳物質(zhì)的改變, 就不會(huì)使生物產(chǎn)生可遺傳的變異。二. 達(dá)爾文的自然選擇學(xué)1 自然選擇學(xué)說(shuō)的主要內(nèi)容: 、和。(1) 象是一種繁殖很慢的動(dòng)物,但是如果每一頭雌象一生(3090歲)產(chǎn)仔6頭,每頭活到100歲,而且都能進(jìn)行繁殖的話, 那么到750年以后,一對(duì)象的后代就可達(dá)到
17、 1900萬(wàn)頭。 這說(shuō)明地球上的各種生物普遍具有很強(qiáng)的繁殖能力,能產(chǎn)生大量的后代,為自然選擇提供了足夠的選擇材料。因此,過(guò)度繁殖是自然選擇的 。(2) 生物過(guò)度繁殖后,后代的數(shù)目劇增,而生物賴以生存的生活條件(包括食物和空間等)具有一定的限度。因此,生物要生存下去,就要進(jìn)行生存斗爭(zhēng)。所以,生存斗爭(zhēng)是自然選擇的。(3) 生物在繁殖后代的過(guò)程中普遍存在著現(xiàn)象。生物的變異是的。具有的個(gè)體容易在生存斗爭(zhēng)中獲勝而生存下去,具有的個(gè)體容易在生存斗爭(zhēng)中失敗而死亡。所以, 是生物進(jìn)化的內(nèi)因。(4) 自然選擇決定可遺傳變異是幸存或被淘汰。所以,自然選擇的結(jié)果是。2 結(jié)合下圖,試著用達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)解釋長(zhǎng)頸鹿
18、的進(jìn)化(1) 長(zhǎng)頸鹿的祖先由于 而產(chǎn)生大量后代。(2) 長(zhǎng)頸鹿的數(shù)量超過(guò)環(huán)境承受能力,它們都要吃樹(shù)葉而樹(shù)葉不夠吃會(huì)產(chǎn)生 (3) 由于使長(zhǎng)頸鹿有頸長(zhǎng)和頸短的差異。頸短的長(zhǎng)頸鹿因吃不到樹(shù)葉而最終餓死,頸長(zhǎng)的能吃到樹(shù)葉生存下來(lái),也就是(5) 這樣有利的變異逐代積累,導(dǎo)致了長(zhǎng)頸鹿的脖子越來(lái)越長(zhǎng)。在運(yùn)用達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)分析問(wèn)題時(shí),要注意“變異在前,選擇在后”的思路。3自然選擇學(xué)說(shuō)的進(jìn)步意義和局限性(1) 進(jìn)步意義 合理解釋了生物進(jìn)化的原因一一三者綜合作用的結(jié)果。 揭示了生命現(xiàn)象的統(tǒng)一性的原因所有的生物都有。 科學(xué)解釋了生物的多樣性和適應(yīng)性一一長(zhǎng)期的結(jié)果。(2) 局限性10 由于受當(dāng)時(shí)科學(xué)發(fā)展水平的限制
19、,對(duì)于 的本質(zhì),達(dá)爾文還不能做出科學(xué)的解釋,接受了拉馬克關(guān)于器官用進(jìn)廢退和獲得性遺傳的觀點(diǎn)。 生物進(jìn)化的解釋也局限于 水平,沒(méi)有立足于 水平。 達(dá)爾文強(qiáng)調(diào)物種形成都是 的結(jié)果,不能很好地解釋等現(xiàn)象。三. 達(dá)爾文以后進(jìn)化理論的發(fā)展(1) 隨著生物科學(xué)的發(fā)展,關(guān)于遺傳和變異的研究,已經(jīng)從 水平深入到水平。(2) 關(guān)于自然選擇,已經(jīng)從以 為單位,發(fā)展到以 為基本單位。11第2節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容一. 種群是生物進(jìn)化的基本單位1. 以種群作為生物進(jìn)化單位的理由(1) 達(dá)爾文認(rèn)為自然選擇直接作用的是生物個(gè)體,并且是個(gè)體的 ,而個(gè)體會(huì)隨著個(gè)體的而消失。(2) 決定生物性狀的基因可以通過(guò) 而世代延續(xù)
20、,并且在群體中擴(kuò)散,因此生物進(jìn)化應(yīng)該研究群體的 的變化。2. 種群的概念生活在的生物的個(gè)體叫做種群。種群內(nèi)的個(gè)體不是機(jī)械地集合在一起,而是通過(guò)種內(nèi)關(guān)系組成一個(gè)有機(jī)整體,彼此之間可以 ,實(shí)現(xiàn),并通過(guò)繁殖將各自的基因傳給后代。所以,種群是生物 和的基本單位。3. 基因庫(kù)(1)概念:一個(gè)種群中 個(gè)體所含有的 基因,叫做這個(gè)種群的基因庫(kù)。每個(gè)種群都有它獨(dú)特的;基因庫(kù)不會(huì)伴隨著個(gè)體的死亡而消失,而是在代代相傳中得到保持和發(fā)展。4. 種群的基因頻率(1) 概念:在一個(gè)種群基因庫(kù)中,某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比率。(2) 計(jì)算公式(3) 在某昆蟲(chóng)種群中,決定翅色為綠色的基因?yàn)锳,決定翅色為褐色的基因?yàn)閍,從
21、這個(gè)種群中隨機(jī)抽取100個(gè)個(gè)體,測(cè)得基因型為AA Aa和aa的個(gè)體分別是30、60和10個(gè),AA基因型頻率為,Aa基因型頻率為 ,aa基因型頻率為 。A基因的頻率為 a基因的頻率為 已知基因型頻率計(jì)算基因頻率:一對(duì)等位基因中某基因的頻率=該基因純合子的基 因型頻率+ 1/2雜合子的基因型頻率。根據(jù)遺傳平衡定律計(jì)算基因頻率和基因型頻率。X染色體上基因頻率的計(jì)算:某基因數(shù)2X女性個(gè)體數(shù)+ 1X男性個(gè)體數(shù)x 100%。125. 用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化假設(shè)上述昆蟲(chóng)種群非常大,所有的雌雄個(gè)體間都能自由交配并產(chǎn)生后代,沒(méi)有遷入和遷出,自然選擇對(duì)翅色這一相對(duì)性狀沒(méi)有作用,基因A和a都不產(chǎn)生突變,根據(jù)孟
22、德?tīng)柕姆蛛x定律計(jì)算:親代基因型的頻率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A()A()a()r a()了代基因型頻率AA()Aa()aa()了代基因頻率A()a()子二代基因型頻率AA()Aa()aa()子二代基因頻率A()a()由表可知,子三代、子四代以及若干代以后,種群的基因頻率與子一代一樣。(1)若上述計(jì)算結(jié)果是建立在五個(gè)假設(shè)條件基礎(chǔ)上的。對(duì)自然界種群來(lái)說(shuō),這五個(gè)條件都 成立嗎?你能舉出哪些實(shí)例?(2)如果該種群出現(xiàn)新的突變型 (基因型為 Aa或AA),也就是產(chǎn)生新的等位基因A2,種群的基因頻率會(huì)變化嗎?基因A2的頻率可能會(huì)怎樣變化?二. 突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料1.
23、 可遺傳變異突變2. 突變和基因重組能產(chǎn)生進(jìn)化原材料的原因分析(1) 突變具有低頻性,能為生物進(jìn)化提供原材料嗎?(2) 突變大多數(shù)對(duì)生物體是不利的,能為進(jìn)化提供原材料嗎?(3) 來(lái)源:基因突變產(chǎn)生的通過(guò)有性生殖過(guò)程中的,可以形成多-種多樣的,從而使種群中出現(xiàn)大量的 ,為生物進(jìn)化提供原材料。(4) 特點(diǎn):由于突變和基因重組都是 的、的,作用:它們只是提供了生物進(jìn)化的原材料,不能決定生物進(jìn)化的?;蛲蛔兒突蛑亟M都對(duì)種群遺傳組成產(chǎn)生影響,但影響角度不一樣。只有基因突變 才能出現(xiàn)新基因,才能豐富基因庫(kù),改變基因頻率,從而影響種群的遺傳組成;而基因 重組不能產(chǎn)生新基因,只能增加基因型的種類,以此來(lái)影響
24、種群的遺傳組成。三. 自然選擇決定生物進(jìn)化的方向1. 自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響(1)雜交實(shí)驗(yàn)表明,樺尺蠖體色受一對(duì)等位基因 S和s控制,黑色S對(duì)淺色s是顯性。1870 年樺尺蠖的基因型頻率為 SS10% Ss20% SS70%,在樹(shù)干變黑這一環(huán)境條件下 (假如樹(shù)干 變黑不利于淺色樺尺蠖的生存 ),使得種群中淺色個(gè)體每年減少10%黑色個(gè)體每年增加10%以后的24年內(nèi),樺尺蠖種群每年的基因型頻率與基因頻率是多少呢?將計(jì)算結(jié) 果和變化特點(diǎn)填入表格:第1年第2年第3年第4年變化特點(diǎn)基因型頻率SS10%11.5%Ss20%22.9%13SS70%65.6%基因 頻率S20%23%S80%77%在
25、樹(shù)干變黑之前,淺色的樺尺蠖具有保護(hù)色, 基因,基因頻率咼。色個(gè)體的比例高, _基因是有利(2)分析樺尺蠖種群發(fā)生上述變化的原因_色個(gè)體的比例高, 的改變?;蚴怯欣跇?shù)干變黑之后,黑色的樺尺蠖具有保護(hù)色, 因,基因頻率高。環(huán)境的變化導(dǎo)致 環(huán)境直接選擇的是樺尺蠖的 ,最終選擇的是 。當(dāng)沒(méi)有自然選擇存在時(shí),種群的基因頻率就不會(huì)發(fā)生改變,這種說(shuō)法對(duì)嗎?為什么?在自然選擇過(guò)程中,直接受選擇的是 ,例如天敵看到的是性狀,而不是控制性狀的基因。2. 自然選擇決定生物進(jìn)化的方向在自然選擇的作用下,具有 的個(gè)體更易產(chǎn)生后代,相應(yīng)的基因頻率會(huì)不斷,具有不利變異的個(gè)體很難產(chǎn)生后代,相應(yīng)的基因頻率會(huì) ,因此,自然
26、選擇使種群的 ,導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。3. 進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是。四隔離是物種形成的必要條件1. 物種的概念:能夠在 狀態(tài)下相互 并且產(chǎn)生后代的一群生物稱為一個(gè)物種,簡(jiǎn)稱“種”。2隔離:(1)馬和驢雖然能生下騾,但騾是不育的。因此不同物種之間一般 交配,即使能交配也不能產(chǎn)生 后代,這種現(xiàn)象稱為 隔離。 東北虎和華南虎屬于同一種生物,但由于 二的障礙,使得種群間不能相遇進(jìn)行。這種現(xiàn)象稱為 隔離。(3) 綜上所述,我們把不同種群的個(gè)體, 在自然條件下基因不能 的現(xiàn)象叫做隔離。3 隔離在物種形成中的作用 不同種群出現(xiàn)不同的 和地理隔離 不同種群間不發(fā)生+和互不相同自然選擇、.自然選擇對(duì)不同種群 的改變所起的作用不同生殖 隔離:基因庫(kù)形成明顯的差異,并逐步出現(xiàn)生殖隔離,從而形成不同物種由此可見(jiàn),隔離是物種形成的 條件,其中 是物種形成的標(biāo)志。4 根據(jù)以上分析,物種形成的三個(gè)基本環(huán)節(jié)是: 、和隔離。地理隔離和生殖隔離與物種形成的關(guān)系(1) 僅有地理隔離,一旦發(fā)生某種地質(zhì)變化,兩個(gè)分開(kāi)的小種群重新相遇,可以再融合在 一起。(2) 只有地理隔離而不形成生殖隔離,能產(chǎn)生生物新類型(或亞種),不可能產(chǎn)生新物種。(
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