第六章 染色体与生物进化 (1)
第六章.染色体变异
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以“原型 1系”为标准与其它变系比较,结果发现:
“原型2系” 1 18 和 2 17 的易位纯合体; “原型3系” 11 21 和 12 22 的易位纯合体;
“原型4系” 3 21 和 4 22 的易位纯合体。
另外,易位染色体再次发生易位也可形成新变系:
94变系是1 1 17
3.降低倒位杂合体上连锁基因的重组率:
产生的交换配子数明显减少,故重组率降低。 倒位杂合体非姐妹染色单体之间在倒位圈内外发生交换后可以
产
生以下 4 种情况: ①.无着丝点断片(臂内倒位杂合体),在后期Ⅰ丢失;
②.双着丝点的缺失重复染色体单体(臂内倒位杂合体),在成为后
期桥折断后形成缺失染色体,得到这种缺失染色体的孢子不育 ;
③.单着丝点的重复缺失染色体(臂间倒位杂合体)和缺失染色体(臂
内倒位杂合体),得到它们的孢子也是不育; ④.正常或倒位染色单体,得到它们的孢子可育。 所以,倒位杂合体的大多数含交换染色单体的孢子是不育的, 这
如:玉米第5染色体的5a倒位(臂间倒位)是长臂0.67到短臂 0.0之间的倒位。 0.0
a2
猫叫综合症(第5号染色体短臂缺失):
婴儿啼哭如猫叫,一般伴随有小头症和 智力迟钝。
2.含缺失染色体的个体遗传反常(假显性): McClintock B.,1931,玉米X射线辐射试验。
Parents
plpl
PL
PLPL
Gamet e
pl
PL
F1
紫株 372 pl
PL
pl
绿株 2
二
重 复
一、重复的类别
易位杂合体自交后代的表现: 交替式分离 可育配子:含两个正常染色体(1和2),或含两个易位染色体 (12和21)。 自交后代中: 1/4:完全可育的正常个体(1,1和2,2); 2/4:半不育易位杂合体(1,12,2,21); 1/4:完全可育的易位纯合体(12,12,21,21)。 易位接合点相当于一个半不育的显性遗传单位(T),因为易位杂合体基因型为 (Tt)。 (遗传学应用:3种方式列举:自交和2种测交!基因型与表型须一致仅有1种测交)
染色体结构与功能的变异与进化
![染色体结构与功能的变异与进化](https://img.taocdn.com/s3/m/3ac504702a160b4e767f5acfa1c7aa00b52a9d89.png)
染色体结构与功能的变异与进化染色体是位于细胞核中的重要结构,由DNA和多种不同类型的蛋白质组成。
它们承载并传递基因,控制个体的遗传特征,因此对生物进化和适应环境具有至关重要的作用。
在漫长的进化过程中,染色体的结构和功能发生了复杂的变化和调整,为生物的多样性和适应性提供了坚实的基础。
一、染色体结构的变异1、染色体数量的变化染色体数量的变异是可能出现在进化历程中的,对物种进化甚至物种形成有重要影响。
例如,智人与其近亲大猩猩仅有两对染色体差异,而其他一些灵长类动物则拥有三对或更多染色体。
对于一个物种而言,染色体数量的变化很可能会导致不同个体间的基因重组出现障碍,进而导致生殖障碍,或产生新的基因组合并赋予新特性。
2、染色体结构变化染色体结构发生变更也是可能的,这包括:染色体端部、中部等位置发生DNA序列的互换、染色体的分割、染色体段的漏失等。
其中,染色体互换事件(介导重组和非介导重组)是不可避免的反转录作用所带来的,是调整染色体结构的重要手段。
3、染色体的多倍化大面积多倍化事件是进化过程中的重要机制之一。
通过有性和无性生殖以及杂交,某些物种在进化过程中学会了让自己拥有更多的染色体(即多倍体)。
多倍体可以带来基因组级别的复杂变化,即基因的自由重组将产生多种表现型,从而促进物种的进化。
二、染色体功能的变异1、染色体DNA的序列变异染色体DNA的结构和序列的变异是对进化很重要的方面之一。
单核苷酸突变、小片段插入和缺失、大漏失和染色体倒位是染色体序列变异的主要类型。
2、DNA表观遗传修饰DNA表观遗传学研究的焦点在于如何避免或应对不同环境的挑战。
染色体表观遗传修饰,包括DNA甲基化和组蛋白翻译化修饰,对基因的表达和功能会产生影响。
特别是在维持基因表达稳态和染色体结构的变化适应性方面起到重要作用。
3、染色体特定区域的不同变异类型在进闸过程中,染色体中一些特定区域的变化也是可能发生的。
例如:由于快速发生的染色体再组合和/或基因重复失衡而导致的染色体区域的扩张和缩小;基因家族的增加或减少,以及与不同的重要功能联系的染色体段的扩张。
洛阳市高中生物必修二第六章生物的进化知识点总结归纳
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洛阳市高中生物必修二第六章生物的进化知识点总结归纳单选题1、稻蝗属的三个近缘物种①日本稻蝗、②中华稻蝗台湾亚种和③小翅稻蝗中,①与②、①与③的分布区域有重叠,②与③的分布区域不重叠。
为探究它们之间的生殖隔离机制,进行了种间交配实验,结果如表所示。
下列叙述错误的是()注:精子传送率是指受精囊中有精子的雌虫占确认交配雌虫的百分比A.实验结果表明近缘物种之间也可进行交配B.生殖隔离与物种的分布区域是否重叠无关C.隔离是物种形成的必要条件D.②和③之间可进行基因交流答案:D分析:1 .物种是指能够在自然状态下相互交配丙产生可育后代的一群生物。
2 .生殖隔离是指不同物种之间一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能产生可育后代的现象。
A、由表格中的交配率的结果可知,表明近缘物种之间也可进行交配,A正确;B、已知①与②、①与③的分布区域有重叠,②与③的分布区域不重叠,但从交配率和精子传送率来看,说明生殖隔离与物种的分布区域是否重叠无关,B正确;C、隔离包括地理隔离和生殖隔离,隔离是物种形成的必要条件,C正确;D、②和③之间②与③的分布区域不重叠,故存在地理隔离;两者属于两个近缘物种,表中②×③交配精子传送率100%,即使交配成功,由于存在生殖隔离,也不能进行基因交流,D错误。
故选D。
2、马(2N=64)和驴(2N=62)交配后产生的骡子既具有驴的负重能力和抵抗能力,又有马的灵活性和奔跑能力,是非常好的役畜,但不能生育。
下列有关分析错误的是()A.骡子体细胞中含有63条染色体,2个染色体组B.骡子不育与细胞中不含同源染色体、减数分裂过程异常有关C.马和驴能杂交生出骡子,但马和驴之间存在生殖隔离D.该实例说明动物的精卵识别具有高度的物种特异性答案:D分析:骡体内的63条染色体有32条来自于马,31来自于驴,因此这63条染色体中没有同源染色体,因此骡不能进行正常的减数分裂,不能产生生殖细胞,因此无生殖能力,从而证明马和驴之间存在生殖隔离。
高中生物必修二第六章生物的进化重难点归纳(带答案)
![高中生物必修二第六章生物的进化重难点归纳(带答案)](https://img.taocdn.com/s3/m/22ca4216e418964bcf84b9d528ea81c758f52ed2.png)
高中生物必修二第六章生物的进化重难点归纳单选题1、家蝇对某类杀虫剂产生了抗性,如图表示对甲、乙、丙三个地区家蝇种群的敏感性和抗性基因型频率调查分析的结果。
下列叙述正确的是()A.甲、乙、丙地区家蝇种群中抗性基因的频率分别为12%、20%、8 .5%B.由图可知,甲、乙、丙地区家蝇种群所有的抗性基因构成了基因库C.杀虫剂能使家蝇产生抗药性变异,决定了生物进化的方向D.使用杀虫剂是一种人工选择,这是生物进化的动力之一答案:A分析:分析柱形图可知,杂合子家蝇具有抗性,说明抗性对敏感性是显性性状,若用A表示抗性基因,a表示敏感性基因,则甲地区中aa=78%,Aa=20%, AA=2%;乙地区中aa=64%,Aa=32%,AA=4%;丙地区中aa=84%,Aa=15%, AA=1%。
A、甲地区抗性基因(A)的频率为2%+ 1/2×20%=12%,同理,乙地区的抗性基因的频率为4%+1/2×32%=20%,丙地区中抗性基因的频率为1%+1/2×15%=8 .5%, A正确;B、种群的基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因,B错误;C、杀虫剂不能使家蝇产生抗药性变异,只是起到选择的作用,留下了抗杀虫剂的家蝇,决定了生物进化的方向,C错误;D、经过人工选择保留下来的个体的性状是人类所需要的,而向这些地区喷洒杀虫剂致使害虫抗药性增加,保留下来的是抗药性强的害虫,但害虫的抗药性强这一性状并不是人类所需要的,因此不属于人工选择,而属于自然选择,D错误。
故选A。
2、下列关于生物进化的叙述正确的是()A.新物种产生不一定发生了生物进化B.生殖隔离一定是不同种群的生物不能交配C.野生红眼果蝇种群中出现了白眼突变个体,该种群的基因频率发生改变D.达尔文自然选择学说没有阐明遗传变异的本质,但解释了进化的实质。
答案:C分析:生物进化的实质是基因频率的改变,影响基因频率变化的因素有突变和基因重组、迁入和迁入、自然选择、遗传漂变、非随机交配等;可遗传变异为生物进化提供原始材料,自然选择决定生物进化的方向,自然选择通过定向改变种群的基因频率而使生物朝着一定的方向进化。
高中生物必修二第六章生物的进化知识点总结归纳完整版(带答案)
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高中生物必修二第六章生物的进化知识点总结归纳完整版单选题1、陆生脊椎动物和人在胚胎发育过程中会出现鳃裂,这说明()A.鳃裂将来发育成肺B.胚胎的呼吸依靠鳃裂C.胚胎在水环境中发育而成D.陆生脊椎动物和人的原始祖先生活在水中答案:D分析:两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类和人,彼此间的差异十分显著,但是它们的胚胎在发育初期都很相似,即都有鳃裂和尾,只是到了发育晚期,除鱼以外,其他动物和人的鳃裂都消失了,人的尾也消失了,这种现象说明高等脊椎动物是从某些古代的低等动物进化而来的,所以在生物的个体发育过程中,迅速重演了它们祖先的主要发育阶段,即都有尾。
同时,也说明古代脊椎动物原始的共同祖先生活在水中,所以陆生脊椎动物和人在胚胎发育过程中出现了鳃裂。
两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类和人,彼此间的差异十分显著,但是它们的胚胎在发育初期都很相似,即都有鳃裂,只是到了发育晚期,除鱼以外,其他动物和人的鳃裂都消失了,由此可以说明脊椎动物和人的原始祖先生活在水中,D正确,故选D。
2、基因重组是指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,下列描述错误的是A.基因重组是生物多样性的原因之一B.基因重组有可能发生在有丝分裂的后期C.基因重组可能发生在减数第一次分裂的后期D.基因重组有可能发生在减数第一次分裂的四分体时期答案:BA、基因重组是生物多样性的原因之一,A正确;B、基因重组发生在减数第一次分裂的前期或后期,有丝分裂不可能发生基因重组,B错误;C、基因重组的来源之一是:在减数第一次分裂后期,非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的自由组合而组合,C正确;D、基因重组的来源之二是:在减数第一次分裂四分体时期,同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体的交换而交换,导致染色单体上的基因重组,D正确。
故选B。
3、下列关于遗传漂变和自然选择的叙述,正确的是()A.遗传漂变在大种群中更易发生B.遗传漂变能产生新的可遗传变异C.遗传漂变和自然选择不都是进化的因素D.遗传漂变和自然选择均可打破遗传平衡答案:D分析:发生在一个小群体内,每代从基因库中抽取形成下一代个体的配子时,会产生较大误差,由这种误差引起群体基因频率的偶然变化,叫做遗传漂变。
细胞遗传学6染色体数目变异
![细胞遗传学6染色体数目变异](https://img.taocdn.com/s3/m/a21b63c2ed3a87c24028915f804d2b160b4e860c.png)
2n-1
n-1
n
(n-2)Ⅱ+ 3Ⅰ n
2n-1 n-1 单体转移
5.小麦的5B效应与Ph基因
➢ 小麦的5B效应: ➢ 5B染色体的存在与否,对于部分同源染色 体配对有重要作用的现象 ➢ Ph基因: ➢ 位于5B染色体的长臂上,控制小麦部分同 源染色体配对的基因,显性纯合状态时,促进同源 染色体配对〔严格〕,隐性纯合或缺体5B,部分同 源染色体配对.出现三价体或多价体.
➢ 外部形态——巨大性 ➢ 化学成分——降低 ➢ 生理功能——生长缓慢 ➢ 代谢产物——某些产物含量增加 ➢ 对生态环境的要求 ➢ 引起二倍体自交不亲和系统的改变
——变弱或完全消失
代谢产物——某些产物含量增加
2n=4x蔬菜 2n=4x烟草
2n=4x黑麦草 2n=4x作物种子
2n=4x玉米
2n=2x蔬 Vc 菜
相似的问题
如何用单体确定小麦隐性突变基因位于哪一条染 色体上?
图解说明如何用单端二体把小麦的红皮基因〔R1〕 定位到相应的染色体中或染色体臂上?
<2>单体分析——单体的细胞遗传学技术
染色体代换 〔chromosome substitution〕:
以某品种或近缘种的某条染色体来取代 另一个栽培品种一条相应的同源染色体或 部分同源染色体.
小孢子母细胞 大孢子母细胞
n=2x的孢子或配子 n=2x的孢子或配子
4x个体
四倍体的产生—--人工产生
➢ 愈伤组织 ➢ 高温或低温处理授粉后的幼胚 ➢ 秋水仙素等化学药品 ➢ 加倍药剂:除莠剂、杀虫剂、化学诱变
剂、生物碱、富民农、有机汞杀菌剂 ➢ 组织培养结合秋水仙素处理 ➢ 体细胞杂交
2. 四倍体的效应
高中生物必修二第六章生物的进化总结(重点)超详细(带答案)
![高中生物必修二第六章生物的进化总结(重点)超详细(带答案)](https://img.taocdn.com/s3/m/4c37c119777f5acfa1c7aa00b52acfc789eb9f28.png)
高中生物必修二第六章生物的进化总结(重点)超详细单选题1、中国境内生存着四川大熊猫和陕西大熊猫两个亚种,前者更像熊,后者更像猫。
两者虽然是近亲,但它们近30万年来一直处于地理隔离状态。
已知四川大熊猫的X染色体上有一对等位基因 M/m。
下列相关叙述错误的是()A.在陕西大熊猫的X染色体上可能也存在基因M/m 或其等位基因B.四川大熊猫和陕西大熊猫的形态差异是在可遗传变异的基础上自然选择的结果C.两地区的大熊猫由于长期的地理隔离,导致基因库差别较大,因而属于不同物种D.加快同一亚种内大熊猫碎片化小种群之间的基因交流,这有助于减少近亲繁殖和遗传衰退问题答案:C分析:种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质是种群基因频率的改变。
突变和基因重组,自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种形成。
在这个过程中,突变和基因重组产生生物进化的原材料,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,隔离是新物种形成的必要条件。
A、四川大熊猫与陕西大熊猫为两个亚种,有共同的祖先,故在陕西大熊猫的X染色体上也可能存在基因M或m及其等位基因,A正确;B、可遗传变异为生物进化提供原材料,四川大熊猫更像熊,陕西大熊猫更像猫,这是在可遗传变异的基础上自然选择的结果,B正确;C、题干信息并未表明四川大熊猫与陕西大熊猫已产生生殖隔离,故无法判断两者是否属于不同物种,C错误;D、加快同一亚种内大熊猫碎片化小种群之间的基因交流,要恢复它们的栖息地,加快秦岭山系内部小种群之间的交流,同时要阻断两个亚种的接触,这有助于减少近亲繁殖和遗传衰退问题,D正确。
故选C。
2、受精前隔离是指隔离发生在生物交配受精以前,包括时间、空间、生物的形态和行为等方面的原因所造成的隔离。
现有菊科植物的两个种群,生活在同一区域,在自然状态下,前者在夏季开花,后者在早春开花,不能正常杂交繁殖后代。
下列叙述不正确的是()A.地理隔离属于受精前隔离范畴B.菊科两个种群开花季节不同是自然选择的结果C.两个种群内的生物属于同一物种D.两个种群因基因库的差异将导致隔离的产生答案:C分析:生物多样性形成的过程:生物多样性是长期自然选择的结果。
部编版高中生物必修二第六章生物的进化典型例题
![部编版高中生物必修二第六章生物的进化典型例题](https://img.taocdn.com/s3/m/f625108a80c758f5f61fb7360b4c2e3f56272501.png)
(名师选题)部编版高中生物必修二第六章生物的进化典型例题单选题1、同一玉米棒上存在多种颜色玉米粒的现象称为“斑驳”。
科学家在研究“斑驳”的成因时,发现某些染色体片段可以在非同源染色体间跳跃。
这种染色体结构变异属于()A.缺失B.重复C.倒位D.易位答案:D分析:染色体结构变异包括染色体片段的缺失、重复、易位和倒位,易位是非同源染色体之间的交换,倒位是发生在同一条染色体上的位置颠倒。
由分析可知,发生在两条非同源染色体的非姐妹染色单体间会发生了片段交换属于染色体结构变异中的易位,D正确。
故选D。
小提示:本题旨在考查学生对可遗传变异的类型的理解和掌握,并应用相关知识进行推理、解答问题。
2、下列有关生物进化和物种形成的描述,正确的是()A.是否形成新物种是生物进化的标志B.生殖隔离一旦形成就标志着新物种的产生C.环境条件保持稳定,种群的基因频率就不会发生变化D.在物种形成过程中,地理隔离和生殖隔离是同时出现的答案:B分析:现代进化理论的基本内容是:①进化是以种群为基本单位,进化的实质是种群的基因频率的改变;②突变和基因重组产生进化的原材料;③自然选择决定生物进化的方向;④隔离导致物种形成;共同进化是不同物种之间,生物与无机环境之间,在相互影响中不断进化和发展。
A、生物进化的实质是种群基因频率的改变,A错误;B、生殖隔离是新物种形成的标志,B正确;C、基因突变是不定向的、随机发生的,所以即便环境没有改变,种群的基因频率也可能会因基因突变发生改变,C错误;D、物种形成过程中,一般是先经过地理隔离然后产生生殖隔离,或者不经过地理隔离直接产生生殖隔离,D 错误。
故选B。
3、亚胺培南是临床治疗铜绿假单胞菌(一种细菌,简称PA)感染的一种重要抗生素。
下表为某医院检测PA 对亚胺培南耐药率的变化情况。
下列分析错误的是()B.4年间,PA种群的基因频率发生定向改变C.基因突变为PA的进化提供了原材料D.日常生活中滥用亚胺培南将提高PA的耐药性答案:A分析:现代生物进化理论的内容:种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质是种群基因频率的改变。
新教材生物必修2 第6章 生物的进化
![新教材生物必修2 第6章 生物的进化](https://img.taocdn.com/s3/m/9560317ded630b1c59eeb5de.png)
必修2 第6章生物的进化1.下列有关变异与进化的叙述,正确的是( )A. 自然选择使种群发生定向的变异B. 遗传物质改变引起的变异可为进化提供原材料C. 曼彻斯特地区的桦尺蠖体色有浅色型(s)和黑色型(S),体现了物种的多样性D. 一种新药使用一段时间后,疗效就会下降,原因是用药后病原微生物产生了抗药性变异【答案】B【解析】【分析】本题考查生物进化的相关知识,意在考查考生对生物进化理论的理解和识记能力,并运用相关知识对相应的生物学问题作出准确的判断。
【解答】A.自然选择使种群的基因频率发生定向改变,变异是具有不定向性的,A错误;B.遗传物质改变引起的变异可为进化提供原材料,B正确;C.浅色桦尺蠖与黑色桦尺蠖没有出现生殖隔离为同一物种,不能体现物种的多样性,C错误;D.抗药性变异本身就存在,农药对其进行了选择,D错误。
故选B。
2.下列相关叙述错误的是()A. 新物种的形成通常要经过突变和基因重组、自然选择及隔离三个基本环节B. 蜂鸟细长的喙与倒挂金钟的筒状花萼是它们长期相互选择、共同进化的结果C. 细菌在接触青霉素后会产生具有抗药性的突变个体,青霉素起选择作用D. 环境发生变化时,种群的基因频率可能改变,也可能不变【答案】C【解析】略3.下列关于生物进化的叙述,错误的是()A. 长期的地理隔离可能产生生殖隔离,从而形成新物种B. 狼和兔子通过相互选择,达到共同进化C. 细菌接触抗生素后产生抗药性突变个体D. 外来物种入侵可改变生物进化的速度和方向【答案】C【解析】【分析】本题考查生物进化、物种形成、群落演替的相关知识,意在考查学生对知识的理解和记忆能力。
【解答】A.长期的地理隔离若能产生生殖隔离,就可形成新物种,A正确;B.草原上狼和兔子奔跑能力的提高是二者通过相互选择,共同进化的结果,B正确;C.细菌是先产生的抗药性之后用抗生素对细菌抗药性突变个体进行了选择,C错误;D.外来物种的入侵能改变破坏生物多样性,生物进化的速率和方向,D正确。
生物进化知识:进化与染色体进化——染色体形态和数量的变化
![生物进化知识:进化与染色体进化——染色体形态和数量的变化](https://img.taocdn.com/s3/m/aa0575c0900ef12d2af90242a8956bec0975a594.png)
生物进化知识:进化与染色体进化——染色体形态和数量的变化染色体是所有细胞共有的结构,它们携带着生物个体的遗传物质,是进化简史中的重要成分。
染色体的形态和数量在进化过程中发生着变化,这一过程被称为染色体进化。
本文就染色体进化中染色体形态和数量的变化进行探讨和总结。
一、染色体形态的变化染色体形态的变化主要体现在染色体大小和形状的改变上。
1.染色体大小的改变在进化过程中,染色体的大小可以上升或下降。
例如,在某些基因组中,小染色体的数量随着时间推移而减少,大染色体的数量则逐渐增多。
这种现象被称为染色体重构。
染色体重构的原因包括基因重组、基因转移和等位基因的剔除等。
2.染色体形状的改变染色体形状的改变是染色体进化中的另一种重要变化。
这种变化主要包括染色体端部的变形,染色体的着色体区域的变形以及整个染色体形状的变化等。
例如,某些物种的染色体端部具有特殊结构,称为端粒,端粒在染色体的复制和分离过程中扮演重要角色。
染色体端粒的长度和形状在不同物种、不同时期有着显著的差异,表明在进化中染色体端粒也在发生着变化。
此外,染色体着色体区域的形态也容易发生变化。
在一些进化早期的物种,着色体区域相对较短,随着物种的进化和繁衍,染色体着色体区域的长度随着染色体重组的发生而变异,这种变异也是染色体进化中的重要形态变化。
二、染色体数量的变化除了染色体形态的变化外,染色体数量的变化也是染色体进化中的重要一环。
染色体数量的变化主要体现在以下三个方面:1.染色体数目的高倍化染色体数目的高倍化指染色体数量发生翻倍。
在生物进化史上,染色体数目的高倍化现象表现得尤为突出。
染色体数目的高倍化一般发生在某些特殊条件下,如自然突变、染色体不分离等过程中。
例如,在某些昆虫中,染色体高倍化是一个常见的进化现象,昆虫在繁殖过程中会出现多倍体或异倍体现象,这种现象被认为是昆虫进化过程中染色体数量的快速增加的一种表现形式。
2.染色体的融合和裂解染色体的融合和裂解也是染色体进化的重要形态变化。
高中生物必修2第6章第1节《杂交育种与诱变育种》训练案及答案
![高中生物必修2第6章第1节《杂交育种与诱变育种》训练案及答案](https://img.taocdn.com/s3/m/40bec404763231126edb1179.png)
高一生物必修2《遗传与进化》训练案一、选择题:1、育种专家用高杆抗锈病水稻与矮杆不抗锈病水稻杂交,培育出了矮杆抗锈病水稻,这种育种的原理是( B )A.基因突变 B.基因重组 C.染色体变异 D.环境条件的改变2、杂交育种依据的主要遗传学原理是(C )A.染色体变异B.基因连锁互换C.基因自由组合D.基因突变3、两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB,这两对基因按自由组合定律遗传。
要培育出基因型为aabb的新品种,最简捷的方法是(D )A.人工诱变育种B.细胞工程育种C.单倍体育种D.杂交育种4.在杂交育种工作中,选择通常从哪一代开始( C )A.F1基因出现重组B.F1性状开始分离C.F2性状开始分离D.P 基因开始分离5.对下列有关实例形成原理的解释,正确的是( C )A.无籽番茄的获得是利用了多倍体育种原理B.培育无籽西瓜是利用了单位体育种原理C.培育青霉素高产苗株是利用了基因突变原理D.“多莉”羊获得是利用了杂交育种原理6.既要提高农作物的变异频率,又要使后代变异性状较快稳定,可采用( B )A.杂交育种法B.诱变育种法C.单倍体育种法D.多倍体育法7.小麦高秆(D)对矮秆(d)为显性,抗病(T)对易染病(t)为显性,两对基因可自由组合。
现用DDTT与ddtt两个品系作亲本,在F2中选育矮秆抗病类型,其中最合乎理想的基因型在F2中所占比例( A )A.1/16 B.2/16 C.3/16 D.4/168.用纯种的高杆(D)抗锈病(T)小麦与矮杆(d)易染锈病(t)小麦培育矮杆抗锈病小麦新品种的方法如下:下列有关此种育种方法的叙述中,正确的是( C )A.这种育种方法叫杂交育种B.过程④必须使用生长素处理C.这种方法的最大优点是缩短育种年限D.过程③必须经过受精作用9.下列关于单倍体、二倍体、多倍体的叙述不正确的是( D )A.由合子发育成的生物体细胞中有几个染色体组就叫几倍体B.由配子发育成的生物体,细胞中无论有几个染色体组也只能叫单倍体C.单倍体一般高度不育,多倍体一般茎秆粗壮,果实、种子较大D.单倍体都是纯种,多倍体等位基因至少有三个10.用秋水仙素处理幼苗,所不能引起的变化是( C )①提高突变频率②获得无籽果实③大幅度改良某些性状④抑制细胞有丝分裂中纺缍体的形成⑤获得单倍体植株A.①②③B.②④⑤C.②⑤D.①③11.在农作物的育种上,采用的方法有:杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种,它们的理论依据依次是( A )①基因突变②基因互换③基因重组④染色体变异A.③①④④B.④①②④C.④④①③D.④③①④12.下列高科技成果中,根据基因重组原理进行的是(B)①我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻②我国科学家将苏云金芽孢杆菌的某些基因移植到棉花体内,培育出抗虫棉③我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育太空椒④我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛A.①B.①②C.①③D.③④13.下列实例与所用的原理中,正确的是()A.无子番茄——多倍体育种B.无子西瓜——单倍体育种C.青霉素高产菌株——基因突变D.克隆羊“多利”的培育——基因重组14.诱变育种是创造新品种的重要方法,这是因为诱变育种(C)A.使生物进行对人有利的突变B.按计划定向改良,有利变异稳定C.短时间内可以获得更多的变异类型D.含A、B、C三项15.通过改变原有基因结构从而创造出新品种的育种方法是(A)A.诱变育种B.杂交育种C.多倍体育种D.单倍体育种16.不属于基因工程方法生产的药物是( C )A.干扰素B.白细胞介素C.青霉素D.乙肝疫苗17.质粒是基因工程中最常用的运载体,它的主要特点是( C )①能自主复制②不能自主复制③结构很小④成分为蛋白质⑤环状RNA ⑥环状DNA ⑦能“友好”地“借居”A.①③⑤⑦B.②④⑥C.①③⑥⑦D.②③⑥⑦18.1993年,我国科学工作者培育成的抗棉铃虫的转基因抗虫棉,其抗虫基因来源于( D )①②③④高秆抗病×矮秆易染病 F 1 雄配子幼苗选出符合要求的品种A.普通棉花的基因突变B.棉铃虫变异形成的致死基因C.寄生在棉铃虫体内的线虫D.苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因19.用紫外线照射红色细菌的培养液,几天后出现了一个白色菌落,把这个白色菌转移培养,长出的菌落全是白色的,这是( C )A.染色体变异B.自然突变C.诱变育种D.基因重组20.下列关于诱变育种的叙述中,哪一项是错误的( C )A.可能使一部分个体产生突变B.大大加速育种进程,提高变异效率C.诱变产生的突变,对人都有利D.可大幅度地改良生物性状21.以下属于诱变育种的是( D )A.色盲B.血友病C.短腿安康羊D.青霉素高产菌株22.下列说法正确的是( D )A.DNA连接酶最初是从人体细胞中发现的B.限制酶的切口一定是GAA TTC碱基序列C.质粒是基因工程中惟一用作运载目的基因的运载体D.利用运载体在宿主细胞内对目的基因进行大量复制的过程可称为“克隆”23.下列有关基因工程技术的叙述,正确的是( C )A.重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体B.所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列C.选用细菌为重组质粒受体细胞是因为质粒易进入细菌细胞且繁殖快D.只要目的基因进入受体细胞就能成功实现表达24.利用生物工程改造生物特性,从而生产人类所需要的产品。
遗传学-第六章(1)
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染色体结构变异能导致4种遗传效应:
(1)染色体重排;
(chromosomal rearrangements)
(2)核型的改变; (3)形成新的连锁群; (4)减少或增加染色体上的遗传物质 。
结构杂合体(structral heterozygote):
一对同源染色体其中一条是正常的而另一 条发生了结构变异,含有这类染色体的个体或细 胞称为。
四、易位 (translocation)
易位——两对非同源染色体之间某区段转移。
1、易位的类型:
相互易位 单向易位 罗伯逊易位
相互易位( reciprocal translocation ):非同源 染色体之间相互交换片段。 单向易位( interstitial translocation ):染色体 的某区段结合到非同源染色体上。 罗伯逊易位( Robertsonian translocation ): 两个非同源的端着丝粒染色体的着丝粒融合,形 成一条大的中或亚中着丝粒的染色体。短臂相互 连接成交互的产物,常在细胞分裂中丢失。
正常眼
棒眼
纯合棒眼
重棒眼
纯合重棒眼
780
358
69
45
25
图6-11
果蝇X染色体上16A区段重复
三、倒位(inversion)
倒位——染色体某区段颠倒180°重新接上的现象。
1、倒位的类型
臂内倒位——颠倒的区段不含着丝粒 臂间倒位——颠倒的区段包含着丝粒
图6-12 臂内倒位与臂间倒位
(paracentric inversion & pericentric inversion)
4 2
Alternate
2 Adjacent-1
部编版高中生物必修二第六章生物的进化带答案必考知识点归纳
![部编版高中生物必修二第六章生物的进化带答案必考知识点归纳](https://img.taocdn.com/s3/m/3fac382dff4733687e21af45b307e87100f6f847.png)
(名师选题)部编版高中生物必修二第六章生物的进化带答案必考知识点归纳单选题1、查尔斯·达尔文(1809~1882)于1859年出版了《物种起源》,提出了进化论的两大学说:共同由来学说和自然选择学说。达尔文的进化论学说对人类社会产生了深刻的影响,并且随着生物科学的发展,形成了以自然选择学说为核心的现代生物进化理论。下列有关阐述,不合理的是()A.根据共同由来学说可以推断,现在的生物都有共同的原始祖先B.达尔文是在了解了遗传和变异实质的基础上提出自然选择学说的C.现代生物进化理论认为,大部分物种是通过长期的地理隔离逐渐形成的D.达尔文的自然选择学说能科学地解释生物多样性的成因2、下列关于生物多样性的叙述,错误的是()A.生物多样性包括遗传多样性、种群多样性和生态系统多样性B.一个物种的遗传多样性越丰富,对环境的适应性越强C.遗传多样性是指地球上生物所携带的遗传信息的总和D.生物多样性的形成是协同进化的结果3、白车轴草中有毒物质氢氰酸(HCN)的产生由H、h和D、d两对等位基因决定,H和D同时存在时,个体产HCN,能抵御草食动物的采食。
如图示某地不同区域白车轴草种群中有毒个体比例,下列分析错误..的是()A.草食动物是白车轴草种群进化的选择压力B.城市化进程会影响白车轴草种群的进化C.与乡村相比,市中心种群中h的基因频率更高D.基因重组会影响种群中H、D的基因频率4、下图1为某种老鼠原种群被一条河流分割成甲、乙两个种群后的进化过程示意图。
图2为种群乙在被河流分割后某时间段内A基因频率的变化情况,其中P年时种群乙AA、Aa、aa的基因型频率分别为30%、40%、30%,由于生存环境的变化,使得aa个体每年减少10%,AA和Aa个体每年分别增加10%。
下列相关叙述错误的是()A.图2中P点后的下一年中,种群乙中A的基因频率为55%B.图1中a表示地理隔离,b表示可遗传变异和自然选择,c表示生殖隔离C.b过程会定向改变两种群的基因频率,最终使两种群的基因库有较大差异D.图2中RT段A基因频率保持稳定,在T之后种群乙仍可能会发生进化5、达尔文的生物进化论中提出“共同由来学说”,其指出地球上的所有生物都是由共同祖先进化而来的,为此达尔文列举大量的证据来论证其观点。
高中生物第6章生物的进化第3节第1课时种群基因组成的变化学案
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第1课时种群基因组成的变化课程要求核心素养知识导图阐明具有优势性状的个体在种群中所占的比例将会增加。
1.认同种群是生物繁殖和进化的基本单位,理解基因频率和基因型频率的概念;基于分析和概括,理解突变和重组是不定向的,只能为进化提供原材料,而自然选择是定向的,决定着生物进化的方向.(生命观念)2.利用数学方法,探讨自然选择会导致种群基因频率发生定向改变。
(科学思维)3.通过探究抗生素对细菌的选择作用,理解耐药菌的出现是可遗传变异的结果,耐药菌比例的增大是抗生素选择的结果,初步建立合理使用抗生素的科学观念.(社会责任)础知识·双基夯实一、种群和种群基因库二、种群基因频率的变化1.种群基因频率的变化(1)可遗传变异的来源错误!统称为__突变__(2)可遗传变异是进化的原材料:①可遗传变异的形成:基因突变产生的__等位基因__,通过__有性生殖__过程中的基因重组,可以形成多种多样的__基因型__。
②可遗传变异的特点错误!③可遗传变异的结果:只提供了生物进化的原材料,不能决定__生物进化的方向__。
(3)可遗传的变异的利害性:变异的有利和有害是__相对__的,是由__生存环境__决定的。
(4)种群基因突变数=个体基因数×__突变率__×个体数2.自然选择对种群基因频率变化的影响(1)选择的对象:①直接作用对象:个体的__表型__。
②最终选择的对象:决定表型的__基因__.(2)选择的结果:①生物性状方面:朝着一定的方向不断进化。
②基因方面:种群__基因频率__会发生__定向__改变。
〔活学巧练〕判断下列叙述的正误(1)一个种群中某基因占所有基因数的比值叫作基因频率。
(×)(2)在环境条件保持稳定的前提条件下,种群的基因频率不会发生变化.(×)(3)若亲子代间基因频率不变,基因型频率也一定不变。
(×)(4)种群是生物进化的基本单位,自然选择的直接选择对象是个体的表型。
郑州市高中生物必修二第六章生物的进化易错知识点总结
![郑州市高中生物必修二第六章生物的进化易错知识点总结](https://img.taocdn.com/s3/m/1d773a4fa36925c52cc58bd63186bceb19e8edaa.png)
郑州市高中生物必修二第六章生物的进化易错知识点总结单选题1、人苯丙酮尿症由常染色体上的隐性基因m控制,在人群中的发病极低。
理论上,下列推测正确的是()A.人群中M和m的基因频率均为1/2B.人群中男性和女性患苯丙酮尿症的概率相等C.苯丙酮尿症患者母亲的基因型为Mm和mm的概率相等D.苯丙酮尿症患者与正常人婚配所生儿子患苯丙酮尿症的概率为1/2答案:B分析:人苯丙酮尿症是常染色体隐性遗传病,男女发病率相同。
正常人的基因型为:MM或Mm,患者的基因型为mm。
各种基因型的比例未知,人群中M和m的基因频率无法计算,A错误;该病为常染色体隐性遗传病,人群中男性和女性患苯丙酮尿症的概率相等,B正确;苯丙酮尿症患者(基因型为mm)母亲基因型可能为Mm或mm,概率无法计算,C错误;苯丙酮尿症患者即mm与正常人婚配(MM或Mm)所生儿子患苯丙酮尿症即mm的概率为0或1/2,D错误。
故选B。
2、人镰刀型细胞贫血症是基因突变造成的,血红蛋白β链第6个氨基酸的密码子由GAG变为GUG,导致编码的谷氨酸被置换为缬氨酸。
下列相关叙述错误..的是A.该突变改变了DNA碱基对内的氢键数B.该突变引起了血红蛋白β链结构的改变C.在缺氧情况下患者的红细胞易破裂D.该病不属于染色体异常遗传病答案:A分析:人的镰刀型细胞贫血症发病的根本原因是基因突变,由于血红蛋白基因中碱基对替换造成的蛋白质结构异常,患者的红细胞呈镰刀型,容易破裂,使人患溶血性贫血,严重时会导致死亡。
血红蛋白β链第6个氨基酸的密码子由GAG变为GUG,说明镰刀型细胞贫血症是由于血红蛋白基因中T-A碱基对被替换成A-T碱基对,替换后氢键数目不变,A错误;血红蛋白基因中碱基对的替换造成基因结构改变,进而导致血红蛋白结构异常,B正确;患者的红细胞呈镰刀型,容易破裂,使人患溶血性贫血,C正确;镰刀型贫血症属于单基因遗传病,不属于染色体异常遗传病,D正确。
故选A。
3、某植物的2种黄叶突变体表现型相似,测定各类植株叶片的光合色素含量(单位:μg·g-1),结果如表。
高中生物必修二第六章生物的进化考点题型与解题方法(带答案)
![高中生物必修二第六章生物的进化考点题型与解题方法(带答案)](https://img.taocdn.com/s3/m/00f50076e3bd960590c69ec3d5bbfd0a7956d525.png)
高中生物必修二第六章生物的进化考点题型与解题方法单选题1、碳青霉烯类抗生素是治疗重度感染的一类药物。
比如铜绿假单胞杆菌引起的泌尿系统的感染。
如图为在一固定容器内用液体培养基培养铜绿假单胞杆菌并测种群数量,其中在a点向培养中添加了碳青霉烯类抗生素,在b点更换了培养液(含碳青霉烯类抗生素)。
以下分析合理的是()A.使用碳青霉烯类抗生素后,种群数量是下降是因为碳青霉烯类抗生素抑制铜绿假甲单胞杆菌的DNA复制,导致其不能生长B.从图分析可知,a之后,该菌产生了抗药性变异C.碳青霉烯类抗生素的使用使该种群中抗药性基因频率不断升高D.该过程中铜绿假单胞杆菌频率虽变化,但没有产生生殖隔离,因此该种群没有发生进化答案:C分析:分析题图可知:在a点向培养中添加了碳青霉烯类抗生素,a点到b点体现了碳青霉烯类抗生素对结核杆菌的选择过程,这是自然选择的结果。
A、由图无法判断碳青霉烯类抗生素抑制铜绿假甲单胞杆菌的机理,A错误;B、变异在使用碳青霉烯类抗生素之前就已经发生了,在使用抗生素后铜绿假单包杆菌中有抗药性变异的个体被选择下来而存活,B错误;C、碳青霉烯类抗生素的不断使用,将具抗药性的个体选择出来,使该种群中抗药性基因频率不断升高,C正确;D、生物进化的实质是种群基因频率的变化,D错误。
故选C。
2、峡谷和高山的阻隔都可能导致新物种形成。
两个种的羚松鼠分别生活在某大峡谷的两侧,它们的共同祖先生活在大峡谷形成之前;某高山两侧间存在有限的“通道”,陆地蜗牛和很多不能飞行的昆虫可能会在“通道”处形成新物种。
下列分析不合理的是()A.大峡谷分隔形成的两个羚松鼠种群间难以进行基因交流B.能轻易飞越大峡谷的鸟类物种一般不会在大峡谷两侧形成为两个物种C.高山两侧的陆地蜗牛利用“通道”进行充分的基因交流D.某些不能飞行的昆虫在“通道”处形成的新种与原物种存在生殖隔离答案:C分析:现代生物进化理论认为:生物进化的单位是种群,生物进化的实质是种群基因频率的改变,引起生物进化的因素包括突变、自然选择、迁入和迁出、非随机交配、遗传漂变等;可遗传变异为生物进化提供原材料,可遗传变异包括基因突变、染色体变异、基因重组,基因突变和染色体变异统称为突变;自然选择决定生物进化的方向;隔离导致新物种的形成。
(整理)遗传学第六章课后习题解答
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第六章真菌类的染色体作图课后习题及答案1.在红色面包霉中,ab是任意两个基因。
杂交组合为ab*++,每个杂交分析了100个子囊,结果如下表:子囊包子的类型和数目ab a+ab ab ab a+a+ab a+a++b+++b+b+++b+++++++b+++++b+b a+ab a+ab 134******** 2841150000 3553400200 4711181801 596242281020 6310136104对每一个杂交,分析基因之间连锁关系和遗传距离,确定基因与着丝粒间的距离。
答:对上表进行分析如下:ab a+ab ab ab a+a+ab a+a++b+++b+b+++b+++++++b+++++b+b a+ab a+ab分类PD NPD TT TT PD NPD TTa基因分离MI MI MI MII MII MII MII b基因分离MI MI MII MI MII MII MII(1).对第一个杂交进行分析:要判断a与b之间是否发生连锁,即要比较PD和NPD类型的数目,若有连锁存在时,则不发生交换(PD类型)减数分裂细胞的数目应明显多于发生四线交换(NPD类型)的细胞数目,即PD>NOD时,表明有连锁存在。
对第一个杂交分析可知其PD=NPD,因此说a与b之间不存在连锁,a与b之间就不存在遗传距离。
由于基因-着丝粒距离是MII离子囊类型百分率的1/2,所以重组率=1/2重组型子囊数/总子囊数*100%。
a与着丝粒间的遗传距离=1/2*0/100*100=0cMb与着丝粒间的遗传距离=1/2*32+0/100*100=16 cM(2).对第二个杂交进行分析:由于PD类型远大于NPD类型,即PD>NOD,表明a与b连锁。
a与b之间的遗传距离=50*(TT+6NPD)=50*(15/100+6*1/100)=10.5 cMa与着丝粒间的遗传距离=1/2*0/100*100=0 cMb与着丝粒间的遗传距离=1/2*15/100*100=7.5 cM由此可知a与b位于着丝粒的两端。
生物进化中的染色体演化
![生物进化中的染色体演化](https://img.taocdn.com/s3/m/5c678beddc3383c4bb4cf7ec4afe04a1b071b018.png)
生物进化中的染色体演化在生物进化的过程中,染色体演化起着至关重要的作用。
染色体是生物体内的遗传物质,通过其中的DNA分子传递基因信息。
随着时间的推移,染色体会发生一系列的变化和进化,这对物种的适应性和生存能力产生了重大影响。
1. 染色体的结构演化染色体的结构演化是染色体进化的基础。
最简单的细菌和古菌只有一个圆形染色体,其中含有它们生存所需的全部基因信息。
然而,随着生物体的复杂性增加,染色体的结构也变得更复杂。
在进化的过程中,染色体逐渐出现了线性结构,通过染色体间的交叉连接形成染色体对。
这种染色体对的存在使得基因组更加稳定,有助于细胞的有序分裂和遗传信息的准确传递。
此外,在某些物种中还出现了性染色体的演化。
例如,雄性哺乳动物通常有一个X染色体和一个Y染色体,而雌性则拥有两个X染色体。
这种性染色体的差异决定了个体的性别,并对遗传信息的传递产生了重要影响。
2. 染色体数量的演化除了结构的演化,染色体数量的变化也在生物进化中起到关键作用。
不同物种的染色体数量差异巨大,从少至一个,到多达数百个。
染色体数量的变化主要通过染色体的融合和分裂来实现。
在演化过程中,染色体的融合可以降低基因组的不稳定性,并有助于基因的重组和新的突变。
而染色体的分裂则可以增加染色体的数量,提高遗传多样性和适应性。
3. 染色体上基因的演化在染色体演化的过程中,基因也经历了一系列的变化。
基因的演化主要表现为基因重组、重复和突变。
基因重组是基因重组和交换的结果,它有助于产生新的基因组合,增加遗传多样性。
基因的重复是指某些基因经过复制和插入到染色体上的其他位置,从而使得这些基因的拷贝数量增加。
而基因的突变则是指染色体上基因序列的突发性改变,引发新的基因型和表型。
4. 染色体演化对生物进化的影响染色体演化对生物进化产生了深远的影响。
首先,染色体的结构演化使得基因组更加稳定,有助于细胞的准确分裂和遗传信息的传递。
其次,染色体数量的变化增加了遗传多样性和适应性,使得物种能够更好地适应环境变化。
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③转座的遗传学效应 导致基因组扩增 使基因组的突变率增高 促进基因重排, 造成基因的倒位,易位,重复,缺失, 同源转座元件的重组可导致基因的缺失或易位.
普通小麦 异源六倍体 (2n=6x=42) AABBDD
一粒小麦 (AA)
AABB (硬粒小麦) 2n=4x=28
×
× 斯卑尔脱 山羊草(BB) AB
方穗山羊草 ( DD )
普通小麦 异源六倍体 (2n=6x=42) AABBDD
ABD
②个别染色体的增加
2n+1 2n+2 ……
普通小麦AABBDD
Nature 461, 1079-1083
日韩联合研究小组发现,黑猩猩与人类Y染色体DNA 碱基序列的差异为1.78%,大于基因组碱基序列的 整体差异,表明人类Y染色体的进化速度比其他染色体 快。 Y染色体是决定哺乳动物雄性性别的染色体,这一 染色体上的遗传信息通常在父子之间传递。 日本理化研 究所基因组科学综合研究中心和韩国科学家组成的联合 研究小组在最新一期《自然· 遗传学》杂志网络版上发表 文章说,他们通过解析京都大学灵长类研究所一只雄性 黑猩猩的Y染色体碱基,发现其与人类Y染色体碱基序 列的差异为1.78%。而美国《科学》杂志曾刊登过 一篇文章,报道科学家从黑猩猩基因图中取出6.4万 个DNA片段,构建了人与黑猩猩对比的基因组物理图。 科学家通过比较发现,两者的碱基对排列有98.77 %完全相同,从而认为人与黑猩猩的DNA序列差异只 有1.23%。
酵母的基因组是14Mb,而与酵母处于同一水平的变形虫 却具有与鲸鱼相近的基因组(>20万Mb)!
高等的被子植物的基因组是50Mb,而低等的蕨类植物却 高达30万Mb。 动物方面,海绵的基因组是49Mb,哺乳动物和人类是3000 Mb,但硬骨鱼类的基因组却高达14万Mb。
•原核生物基因组大小变化范围很小,最大和最小的基因组间 差距仅为20倍。 •真核生物基因组大小变化范围很大,最大和最小的基因组间 差距达到80000倍。但其间的基因数相差不是太大,只有40~ 50倍。真核生物基因组的变化主要是非基因序列的含量变化 导致。
第六章:染色体与生物进化
一、染色体的进化
(一)染色体数目的进化
(二)染色体结构的进化 (三)染色体功能的进化
(一)染色体数目的进化
1、总趋势:染色体数目的增加或减少
2、途径 1)增加 ①基本染色体组的增加 同种染色体复制而细胞不分裂,形成同源多倍体; 具有不同染色体组物种的杂种加倍形成异源多倍体。
2、基因组结构的进化
基因组扩增 基因家族的进化
假基因的进化
转座与基因组的进化 基因的水平转移
(1)基因组扩增 包括基因组的整体扩增和区域扩增,基因组的整体扩 增主要指整个染色体组或整条染色体的倍增,区域扩增 是指基因组中某些区域的重复。 基因组扩增的机制 A 基因组整体倍增(DNA复制后染色体不分离) B 基因组区域扩增(不等交换,转座,复制滑移)
在家族基因的致同进化中,基因转换比不等交换更具有优越性
基因转换不改变基因家族中的基因数目.
基因转换适于串联重复基因,也适用于散布式的重复基因. 基因转换在方向性上更有利于致同进化
(3)假基因的进化
①什么是假基因
指基因组中与某一功能基因的序列高度同源,但没有功 能的DNA片段。 ②假基因产生的途径 A、基因重复
二、基因和基因组的进化
1.基因的进化 (1)基因结构的进化——内含子的起源与进化 (2)基因功能的进化——功能的分化与多功能 (3)新基因的起源
2.基因组的进化 (1)基因组进化的总趋势 (2)基因组结构的进化
(一)基因的进化
1. 基因结构的进化
(1)内含子的起源
内含子(intron):在原初转录物中,通过RNA拼接反应而被 去除的RNA序列,或基因中与这种序列对应的DNA序列。
(三)染色体功能的进化
主要体现在性染色体与常染色体的分化
1901年美国细胞学家麦克朗(C. E. Mc Clung )在直翅 目昆虫中首先发现并确定了性染色体. 人类中,X染色体和Y染色体虽然相差很大,有各自的 分化区,但它们在各自的长臂末端仍有一段配对区。这在 一定程度上说明了它们最初有可能是完全配对的。进一步 的研究表明,性染色体是逐渐从一对原始的同源染色体分 化而来。
①后起源说 认为内含子作为间隔序列,插入到连续编码的基因序列 中形成的。内含子是在真核生物出现后才产生的。
难以解释:内含子是如何插入到基因中而不造成基因功能的 损伤; 内含子序列从何而来……
②先起源说
内含子在最早的DNA基因组出现时就已经演化出来了,早 期的内含子具有自我催化,自我复制能力,是原始基因和基 因组中必不可少的一部分,现代原核内含子是一类进化遗迹;
研究人员说,黑猩猩与人类Y染色体碱基序列 差异大于基因组碱基序列的整体差异,表明人 类Y染色体的进化速度比其他染色体快。研究 人员还发现,黑猩猩的Y染色体中不存在基因 “CD24L4”。这一基因指导合成人类免 疫细胞表面的蛋白质。 研究人员认为,约500万年前人类和黑猩猩 由共同的祖先形成分支开始独立进化后,人类 的Y染色体才获得了“CD24L4”基因, 这一基因或许可以解释人类与黑猩猩在应对传 染病的免疫功能方面的差异。
( 2 ) 形成新种 (2 个果蝇物种 melanogaster 和 Simulans ,二者 形态相似, 自然状况下可 以杂交 ,但后代不育 ,二 者染色体结构有区别:有 1 个大的倒位, 5 个短的倒位 和14个小节的差异)。
通过比较马、猫、狗、猪、牛、大鼠、小鼠、和人类的基 因组,科学家得到了对哺乳动物染色体进化的一些深刻了 解。这项工作也许能带来对肿瘤如何可能与染色体断裂有 关的更好地了解,染色体断裂导致染色体进化。作者报告 说,自6500万年前以恐龙灭绝结束的晚白垩世以来,哺乳 动物染色体断裂和染色体进化的速度增加了。在染色体的 断裂点能发生很大的进化活动。比如在断裂点,来自另一 个染色体或同一染色体的其它部位的DNA能被插入断裂的 染色体重新安排该处的DNA。染色体断裂点在进化中趋向 于被重新使用,染色体的着丝粒通常与断裂点重新使用有 关。作者确定出40个灵长类特异的断裂点,这些断裂点发 生在8500万年前锯齿类和灵长类分离之后。William Murphy和同事用基因组序列以及来自5个哺乳动物目的8个 物种的高密度比较图来推断影响染色体动态的进化过程。
1、基因组进化的总趋势
(1)核酸含量的变化 从原核生物到真核生物,其基因组大小和DNA含量是随 着生物进化复杂程度的增加而稳步上升的,这是因为较复杂 的生物需要更多的基因数目和基因产物。 但DNA含量大小并不能完全说明生物进化的程度和遗传复 杂性的高低,这种现象称为C值悖理(C value paradox)。
(3)选择性剪接
指从一个基因转录出来的 RNA 前体,通过不同的剪接 方式形成不同的成熟mRNA,产生不同的蛋白质。
(4)基因共享(一因两用或多用)
指基因及其产物在进化中无变化,但却在保持原有功能 的情况下又被用于生命体系的其他方面,也即获得了多种 功能。 如鸟类和鳄鱼的ε-眼晶体蛋白与LDH-B4的氨基酸序列 相同,且具有相同的乳酸脱氢酶活性。经分析二种蛋白 实际是由同一基因编码的同一种蛋白。
美日两国科学家近日在棘鱼(stickleback fish)身上的 实验首次显示,新的性染色体的进化驱动了脊椎动物新 种的形成。相关研究成果9月27日在线发表于《自然》 杂志。
直至目前,多数证据显示新物种的产生是因适应环境而 致。但日本东北大学进化生物学家Jun Kitano领导研究 小组发现,日本海棘鱼拥有着与其祖先不同的性染色体, 其祖先的Y染色体与一个常染色体融合,创造出了一个 新的性染色体。 研究小组还观察到,雄性日本海棘鱼比其祖先表现出更 多的攻击性交配行为,使得进化自祖先群体的雌性避免 与它们交配。而且在实验室测试中,这两种群体交配产 生的后代是不育的。
研究小组发现,造成雄性日本海棘鱼攻击性交配行为的 基因位于这一新的Y染色体上。这种交配行为阻止了两 种群体进行交配,使得日本海棘鱼成为了一个新种。 瑞士联邦水生科技研究所鱼类生态学家和进化学家Ole Seehausen表示,这一研究是“非凡的”,“这是首次研 究显示,脊椎动物性染色体进化与新种进化之间存在直 接联系”。
(2)基因家族的进化
什么是基因家族?
在基因组进化 中,一个基因通过 基因重复产生了两 个或更多的拷贝, 这些基因即构成一 个基因家族。
基因家族进化的方式——致同进化 一个基因家族的成员通过遗传上的相互作用,使得 所有成员可以作为一个整体一起进化。
机制:不等交换、基因转换 不等交换
基因转换
在染色单体间交换时,杂种DNA间的异常碱 基对校正时,使一个基因变成它的等位基因,从 而出现基因不规则现象,称基因转换。
基因可以通过基因突变、重叠基因、选择性 剪接、基因共享来实现功能的进化。
(1)基因突变
肽 第3位 第8位 亮氨酸 精氨酸
催产素
牛、羊
9个氨基酸 异亮氨酸 苯丙氨酸
增血压素 9个氨基酸
(2)重叠基因
指 在 同 一 条 DNA 片段上,由不同的 可读框所构成的所 有互相重叠的基因。 如 : φX174 单 链 DNA 噬 菌 体 , 直 径 仅 20nm ,全序列 5375 个 bp ,仅可编码 9 种 蛋白质,同一段 DNA 序列能为 2 种蛋 白编码。
3. 新基因的起源
基因重复 基因延长 外显子改组(基因杂合)
(1)基因重复
①什么是基因重复
指部分或整个基因序列在基因组中的倍增,前者 是基因内部重复即一个基因的部分区域,在基因内 发生了倍增,常常造成基因延长,后者则是完全基 因重复。
②基因重复的原因 A、不等交换 B、额外的基因拷贝 整合到基因组中. C、染色体数目增加
指由同一个等位基因的不等交换造成基因内部重复