難點(diǎn)突破-現(xiàn)代生物進(jìn)化

難點(diǎn)突破——現(xiàn)代生物進(jìn)化理論一、變異與進(jìn)化可遺傳的變異是生物進(jìn)化的原始材料，可遺傳的變異主要來自基因突變、基因重組和染色體變異，在生物進(jìn)化理論中，常將基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變?；蛲蛔兪侵窪NA分子結(jié)構(gòu)的改變，即基因內(nèi)部脫氧核苷酸的排列順序發(fā)生改變?；蛲蛔兪瞧毡榇嬖诘?。根據(jù)突變發(fā)生的條件可分為自然突變和誘發(fā)突變兩類。不管在什么樣的條件下發(fā)生突變，都是隨機(jī)的，沒有方向性。染色體變異包括染色體結(jié)構(gòu)的變異和染色體數(shù)量的變異，染色體數(shù)量的變異又包括個(gè)體染色體的增加或減少(非整倍數(shù)變化）和成倍地增加或減少（整倍數(shù)變化）兩種類型。其中染色體結(jié)構(gòu)的變異與非整倍數(shù)變異，由于破壞了生物體內(nèi)遺傳物質(zhì)的平衡，所以一般對(duì)生物的生命活動(dòng)是不利的，有時(shí)甚至是致命的，在生物進(jìn)化過程中的意義不大。但染色體整倍數(shù)的變化沒有破壞原有遺傳物質(zhì)的平衡，能夠加強(qiáng)生物體的某些生命活動(dòng)，對(duì)生物的進(jìn)化，特別是某些新物種的形成有一定的意義如自然界中多倍物種的形成?；蛑亟M是指染色體間基因的交換和組合。是由于減數(shù)分裂過程中，同一個(gè)核內(nèi)染色體復(fù)制后發(fā)生重組和互換，結(jié)果就產(chǎn)生了大量與親本不同的基因組合的配子類型。又由于在有性生殖過程中，雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的，進(jìn)一步增加了后代性狀的變異類型。基因重組實(shí)際包括了基因的自由組合定律和基因的連鎖與互換定律。突變和基因重組都是不定向的，有有利的，也有不利的。但有利和不利不是絕對(duì)的，這要取決于環(huán)境條件。環(huán)境條件改變了，原先有利的變異可能變得不利，而原先不利的變異可能變得有利。等位基因是通過基因突變產(chǎn)生的，并在有性生殖過程中通過基因重組而形成多種多樣的基因型，從而使種群出現(xiàn)大量的可遺傳變異。變異是不定向的，變異只是給生物進(jìn)化提供原始材料，不能決定生物進(jìn)化的方向。生物進(jìn)化的方向是由自然選擇來決定的。二、影響種群基因頻率的因素種群中產(chǎn)生的變異是不定向的，經(jīng)過長(zhǎng)期的自然選擇，其中的不利變異被不斷淘汰，有利變異則逐漸積累，從而使種群的基因頻率發(fā)生定向的改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向緩慢地進(jìn)化。引起基因頻率改變的因素主要有三個(gè)：選擇、遺傳漂變和遷移。選擇即環(huán)境對(duì)變異的選擇，即保存有利變異和淘汰不利變異的過程。選擇的實(shí)質(zhì)是定向地改變?nèi)后w的基因頻率。選擇是生物進(jìn)化和物種形成的主導(dǎo)因素，已經(jīng)發(fā)生的變異能否保留下來繼續(xù)進(jìn)化或成為新物種的基礎(chǔ)必須經(jīng)過自然選擇的考驗(yàn)，則自然選擇決定變異類型的生存或淘汰。自然選擇只保留與環(huán)境相協(xié)調(diào)的變異類型（有利變異），可見自然選擇是定向的。經(jīng)過無數(shù)次選擇，使一定區(qū)域某物種的有利變異的基因得到加強(qiáng)，不利變異的基因逐漸清除，從而改變了物種在同區(qū)域或不同區(qū)域內(nèi)的基因頻率（達(dá)爾文只是在個(gè)體水平上注意到不同性狀的保留與否，而不能從分子水平對(duì)自然選擇的結(jié)果加以分析），形成同一區(qū)域內(nèi)物種的新類型或不同區(qū)域內(nèi)同一物種的亞種，或經(jīng)長(zhǎng)期的選擇，使基因頻率的改變達(dá)到生殖隔離的程度，便形成新的物種。選擇決定著不同類型變異的命運(yùn)，也就決定了生物進(jìn)化與物種形成的方向。遺傳漂變是指：如果種群太小，含有某基因的個(gè)體在種群中的數(shù)量又很少的情況下，可能會(huì)由于這個(gè)個(gè)體的突然死亡或沒有交配而使這個(gè)基因在這個(gè)種群中消失的現(xiàn)象。一般而言，種群越小，遺傳漂變就越顯著。遷移是指含有某種基因的個(gè)體在從一個(gè)地區(qū)遷移到另一個(gè)地區(qū)的機(jī)會(huì)不均等，而導(dǎo)致基因頻率發(fā)生改變。如一對(duì)等位基因A和a，如果含有A基因的個(gè)體比含有a基因的個(gè)體更多地遷移到一個(gè)新的地區(qū)，那么在這個(gè)新地區(qū)建立的新種群的基因頻率就發(fā)生了變化。三、基因頻率的計(jì)算（1）通過不同基因型個(gè)體數(shù)計(jì)算基因頻率例：中心血站調(diào)查了1788個(gè)MN血型血，其中397人是M型（LMLM），861人是MN性（LMLN），530人是N型（LNLN），請(qǐng)分別計(jì)算LM和LN的基因頻率。據(jù)題意可知，M型者含有兩個(gè)LM基因，MN型者含有一個(gè)LM基因和一個(gè)LN基因，N型者含有兩個(gè)LN基因，故本題應(yīng)如此計(jì)算：LM%＝[(2×397＋816)/(1788×2)]×100%＝%，LM%＝[(816＋2×530)/(1788×2)]×100%＝%。（2）通過基因型頻率計(jì)算基因頻率例：在一個(gè)種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個(gè)體，其中基因型為AA的個(gè)體占18%，基因型為Aa的個(gè)體占78%，aa的個(gè)體占4%。則A%＝(18%×2＋78%)×1/2＝18%＋78%×1/2＝57%，a%＝(4%×2＋78%)×1/2＝4%＋78%×1/2＝43%。即一個(gè)等位基因的頻率等于它的純合子頻率與1/2雜合子頻率之和。（3）計(jì)算基因型頻率例：在某一人群中，經(jīng)調(diào)查得知，隱性性狀者(bb)為16%，基因B的頻率為60%，求基因型BB和Bb的頻率。由B的頻率為60%，有b的頻率為1－60%=40%，設(shè)基因型BB的頻率為p，Bb的頻率為q，則有：p＋1/2q＝60%①16%＋1/2q＝40%②聯(lián)立①②解得基因型BB的頻率p＝48%、Bb的頻率為q=16%。（3）計(jì)算子代基因型頻率例：假設(shè)某動(dòng)物種群中，一對(duì)等位基因B、b的頻率B=，b=，其后代基因型為BB、Bb、bb，那么后代三種個(gè)體的基因型頻率分別為、、。若環(huán)境的選擇作用使B的頻率由降為，選擇后地第二代的三種基因型的頻率為、、。若這種選擇繼續(xù)保持不變，后代基因型頻率的變化規(guī)律是。選擇前，因該動(dòng)物種群中親代的基因頻率B=，b=，則它們產(chǎn)生的精子和卵細(xì)胞均有B、b兩種類型，且B=，b=。精子和卵細(xì)胞隨機(jī)結(jié)合，形成