基因突变:
概念 |
由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变 |
意义 |
是生物变异的根本来源,为生物进化提供了最初的选择材料 |
类型 |
自然突变和诱发突变 |
原因 |
外因:某些环境条件(如物理、化学、生物因素) |
内因:DNA复制过程中,基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序发生改变,从而改变了遗传信息 |
结果 |
产生了该基因的等位基因,即新基因 |
特点 |
普遍性、随机性、低频性、多害少利性、不定向性(多向性)、可逆性 |
时期 |
DNA复制时(发生于有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期) |
人工诱变 |
原理 |
物理、化学、生物因素影响生物,使它发生基因突变 |
方法 |
物理方法:辐射诱变、激光诱变 |
化学方法:硫酸二乙酯、亚硝酸等处理生物材料 |
意义 |
提高变异频率,创造动物、植物和微生物新品种 |
知识拓展: 1、基因突变和生物性状的关系
①多数基因突变并不引起生物性状的改变。
a.不具有遗传效应的DNA片段中的“突变”不引起基因突变,不引起性状变异。
b.由于多种密码子决定同一种氨基酸,因此某些基因突变也不能引起性状的改变。
c.某些基因突变虽改变了蛋白质中个别位置的氨基酸种类,但并不影响蛋白质的功能。
d.隐性突变在杂合子状态下也不会引起性状的改变。
②少数基因突变可引起性状的改变,如人的镰刀型细胞贫血症。
2、基因突变对后代的影响
①基因突变若发生在体细胞有丝分裂过程中,这种突变可通过无性繁殖传给后代,但不会通过有性生殖传给后代。
②基因突变若发生在精子或卵细胞形成的减数分裂过程中,这种突变可通过有性生殖传给后代。
3、基因突变对蛋白质结构的影响
碱基对 |
影响范围 |
对氨基酸的影响 |
替换 |
小 |
只改变1个氨基酸或不改变 |
增添 |
大 |
插入位置前不影响,影响插入位置后的序列 |
缺失 |
大 |
缺失位置前不影响,影响缺失位置后的序列 |
4、基因突变在普通光学显微镜下无法看到,但染色体变异一般可以镜检出来。
5、基因突变的结果:基因突变引起基因“质”的改变,产生了原基因的等位基因,改变了基因的碱基序列,如由A→a(隐性突变)或a→A(显性突变),但并未改变染色体上基因的数量和位置。
6、显性突变和隐性突变的判定
(1)基因突变的类型
显性突变:aa→Aa(当代表现)
隐性突变:AA→Aa(当代不表现,一旦表现即为纯合体)
(2)判定方法
①植物:让突变体自交
②动、植物:让突变体与其他未突变体杂交
达尔文进化论的内容:过度繁殖,生存斗争,遗传变异和适者生存。
历史意义:
①解释了生物进化的原因;
②所有生物都有共同的祖先,解释了生物的多样性和适应行;
③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。
先进性:能够科学地解释生物进化的原因,以及生物的多样性和适应性,对于人们正确的认识生物界有重要的意义。
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的现象。
达尔文自然选择学说的解释模型
(2)拉马克的进化学说主要内容:
①生物由古老生物进化而来的;
②由低等到高等逐渐进化的;
③生物各种适应性特征的形成是由于用进废退与获得性遗传。
不足:缺少科学的支持观点;过于强调环境因素的影响。
(3)意义:论证了生物是不断进化的,并且对生物进化的原因提出了合理的解释。
知识拓展:
1、拉马克的进化学说主要内容:
①生物由古老生物进化而来的;
②由低等到高等逐渐进化的;
③生物各种适应性特征的形成是由于用进废退与获得性遗传。
2、不足:缺少科学的支持观点;过于强调环境因素的影响。
3、意义:论证了生物是不断进化的,并且对生物进化的原因提出了合理的解释。
4、生存斗争对生物某些个体的生存是不利的,但对物种的生存是有利的,并摧动生物的进化。
5、从表面上看,自然选择是对一个个不同个体的选择,实质上是对个体所包含的变异进行选择。
6、生物的变异是不定向的,而生物进化的方向是定向的,这个方向指的是适应环境。环境的作用是对变异了的生物进行定向的选择,而不是因某种环境才产生了某种变异。
种群基因频率的改变与生物进化:
1、种群的相关概念:
①种群:是指生活在一定区域的同种生物的全部个体。特点是个体间彼此可以交配,实现基因交流。是生物进化的基本单位。
②基因库:是指一个种群中全部个体所含有的全部基因。
③基因频率:指在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因的比率。
④基因型频率:是指某种特定基因型的个体在种群中所占的比例
2、生物进化的实质:种群的基因频率发生变化的过程。
3、影响基因频率变化的因素:突变和基因重组、自然选择等。
4、基因突变和染色体变异统称为突变,突变和基因重组产生进化的原材料。
易错点拨:
有关基因频率计算的两点提醒
提醒1 计算基因频率的公式为:该基因总数/该等位基因总数×100%。
提醒2 当基因只位于X染色体上时,等位基因总数不是总人数乘以2,而应该先单独求出女性和男性分别含有的基因数再相加。
知识拓展:
遗传漂变:对于所有有限大小的种群来说,由于小样本抽样的基因数量有限而导致种群的等位基因频率在世代间发生变化的现象。
现代生物进化理论的主要内容:1、现代生物进化理论的主要内容
基本内容 |
要点解读 |
种群是生物进化的基本单位 |
(l)种群既是生物进化的基本单位,也是生物繁殖的基本单位;(2)同一种群生活在同一区域,没有生殖隔离;(3)生物进化的实质是种群基因频率的改变 |
突变和基因重组产生进化的原材料 |
(l)可遗传的变异来源于基因突变、基因重组以及染色体变异,其中染色体变异和基因突变统称为突变;(2)基因突变产生新的等位基因,这就可能使种群的基因频率发生变化;(3)突变的频率虽然很低,但一个种群往往由许多个体组成,而且每一个个体中的每一个细胞都含有成千上万个基因,所以在种群中每一代都会产生大量的突变;(4)生物的变异是否有利取决于它们的生存环境,同样的变异在不同的生存环境中可能有利,也可能有害;(5)突变是不定向的,基因重组是随机的,只为进化提供原材料,而不能决定生物进化的方向 |
自然选择决定生物进化的方向 |
(1)变异是不定向的,自然选择是定向的; (2)自然选择的直接对象是生物的表现型,间接对象是相关的基因型,根本对象是与变异性状相对的基因;(3)自然选择的实质:种群的基因频率发生定向改变;(4)自然选择的方向:适应自然环境;(5)变异是普遍存在的,环境仅是一个选择因素,变异在先、选择在后 |
隔离导致物种的形成 |
(1)物种的判断标准主要是具有一定的形态结构和生理功能以及能否在自然条件下相互交配并产生可育后代;(2)一般先经过长期的地理隔离,然后形成生殖隔离;有时不经过地理隔离直接形成生殖隔离,例如多倍体的产生 |
2、种群基因频率的改变与生物进化
①种群:是指生活在一定区域的同种生物的全部个体。特点是个体间彼此可以交配,实现基因交流。是生物进化的基本单位。
②基因库:是指一个种群中全部个体所含有的全部基因。
③基因频率:指在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因的比率。
④基因型频率:是指某种特定基因型的个体在种群中所占的比例
⑤生物进化的实质:种群的基因频率发生变化的过程。
⑥影响基因频率变化的因素:基因突变、基因重组、自然选择等。
⑦突变和基因重组产生进化的原材料。
⑧基因频率的相关计算。
3、隔离导致物种的形成
①物种:分布在一定的自然区域内,具有一定的形态结构和生理功能,而且在自然状态下能够相互交配和繁殖,并能够产生可育后代的一群生物个体。
②隔离:不同种群间的个体,在自然条件下基因不能发生自由交流的现象。常见的有地理隔离和生殖隔离
③地理隔离在物种形成中起促进性状分离的作用,是生殖隔离必要的先决条件,一般形成亚种。
④生殖隔离:不同物种之间一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能产生可育的后代的现象。可分为:生态隔离、季节隔离、性别隔离、行为隔离、杂种不育等。
自然选择学说和现代生物进化理论的不同:
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达尔文自然选择学说 |
现代生物进化理论 |
基本观点 |
①遗传变异:生物进化的内因 ②过度繁殖:选择的基础③生存斗争:生物进化的动力和选择手段④适者生存:自然选择的结果 |
①种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于种群基因频率的改变②突变和基因重组提供了生物进化的原材料③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④隔离是新物种形成的必要条件⑤共同进化导致生物多样性的形成 |
不同点 |
没有阐明遗传变异的本质以及自然选择的作用机理,着重研究生物个体进化 |
从分子水平上阐明了自然选择对遗传变异的作用机理,强调群体进化,认为种群是生物进化的基本单位 |
共同点 |
都能解释生物进化的原因和生物的多样性、适应性 |
易错点拨:
1、突变性状的有利和有害是相对的,取决于环境条件。如昆虫的残翅性状在正常环境中不利,但在多风的岛上则是有利的。
2、基因频率与生物进化的关系只要基因频率改变,生物就进化,只要生物进化,基因频率一定改变。若基因频率不变,则生物就不进化,基因频率是否改变是判断生物是否进化的有效依据。