常缨生物进化论第七章 生物进化的因素

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泛生论:生物体每一个细胞中均有很小的颗粒为泛生子或胚 芽,可随血液循环流动,外界环境条件变化时,会引起这些 小的颗粒变化,并且小颗粒可随血液循环汇聚到生殖细胞, 传给下一代。
关于获得性状的遗传问题
获得性状遗传的概念 获得性:指生物在个体发育过程中,因受生活条件改变 的影响而发生的适应性变异。这种变异显然是属于环境 所引起的表现型的定向变异。这种获得的性状能遗传给 后代的观念称为获得性遗传。
2、重复(duplication): 染色体增加了片段,重复提供 了额外的遗传物质,有可能执行新的功能。
3、倒位(inversion):染色体片段作180°的颠倒,造成染色体 上的基因排列顺序改变。 4、易位(translocation) :非同源的染色体间互换染色体片段, 改变了染色体上基因的连锁关系。 染色体结构变异起因于染 色体的断裂。在自然条件下,染色体的断裂频率很低。用X射 线、r射线和某些化学试剂处理,可增加染色体断裂和结构改 变的频率。
蛋白质 氨基酸 RNA
DNA
正常
异常
谷氨酸 缬氨酸
GAA
GUA
CTT 突变 CAT
GAA
GTA
2. 遗传变异在进化中的意义
① 遗传变异为生物进化提供了有生存价值的材料 ②遗传变异为生物进化提供了丰富多样的材料,加大了 杂合度。
三、遗传变异在群体中保存
一、杂种优势
举例:镰刀型细胞贫血症
典型的遗传疾病 血红蛋白的一种突变,不利于氧气运输 非洲携带此基因的有40%。 此病频率高的地区与疟疾有一定关联。 正常人(HnHn)易得疟疾死亡,镰刀型贫血病(HsHs) 易因贫血死亡,而HnHs杂合体能够较好生存即不得疟疾, 也不得镰刀型贫血症。镰形的红细胞不利于疟疾寄生。 选择者为疟疾。
一、达尔文论遗传变异
1. 变异:子代和亲代之间(世代之间)或同代之间不同
个体之间的差异。
变异的原因:① 外界环境条件的影响 ② 器官的使用程度(用进废退) ③ 杂交(通过有性生殖)
按变异有无方向、能否遗传分类
定向变异:同一祖先的后代向着同一方向发生变异。 不定变异:同样条件下,不同个体发生不同的变异。
新西兰兔
公羊兔
艾哥肉兔
加利福尼亚兔
齐卡肉兔
比利时兔
肉用品种

白色獭兔
黑色獭兔
青紫蓝獭兔
红色獭兔 蓝色獭兔
加利福尼亚獭兔
皮用品种
皮肉兼用品种
日本大耳兔
花巨兔
塞北兔
青紫蓝兔
法系安哥拉兔
该兔产于法国,选育历史较长,是目前世 界上著名的粗毛型长毛免。我国早在20年 代就开始引进饲养,1980年以来又先后引 进了一些新法系安哥拉兔。
相关变异: 生物体的各部分器官彼此相互关联,其中一 部分器官的形态功能的变化会引起其它器官发生变化。 延续性变异:若某一器官向某一方向发生变异,若引起这 种变异的条件不变的话,这个变异会继续发展下去。
按变异能否遗传
遗传变异:由于遗传物质的变化(如基因突变等)所 造成的变异,一般是遗传的,这种变异称为遗传变异。 不遗传变异 达尔文认为,只有遗传变异才能作为进化的材料。
基因突变
基因突变是染色体的某一个位点上基因的改变。基因突变使 一个基因变成它的等位基因,并且通常会引起一定的表现型 变化。例如,小麦从高秆变成矮秆,普通羊群中出现了短腿 的安康羊等,都是基因突变的结果。
身體顏色 野生型:灰色,符號為 +
突變型:黃色體色 yellow body color 符號為 y
基因重组
染色体变异
染色体畸变指染色体数目和结构的改变。
举例
一般地说,每个物种的染色体组都是稳定的、内在平衡 的,每条染色体都有不可替代的功能。染色体结构和数 量的变异,必然导致遗传物质的不平衡,危及生物的生 存、生育能力以至产生诸多畸形。从生物进化的角度看, 染色体结构和数目的变异又是造成种群隔离,新种形成 的选择泉源和基础,对种群进化具有重要意义。
翅膀橫隔脈 野生型,具有橫隔脈,符號 +
突變型,crossveinless 缺橫隔脈,符號 cv
剛毛 Bristle 野生型,頭胸部以及複眼的周圍具有平直,先端略彎的 長型粗黑硬毛,符號 +
突變型 短剛毛, stubble 剛毛縮短變粗,符號 Sb
突變型 分叉剛毛,forked 剛毛先端分叉彎曲,符號 f
蚕豆2n=12 n=6
染色体数目具有稳定性
普通小麦 2n=42 n=21
(一)染色体数目畸变
体细胞中染色体数目以正常配子中的染色体数为单位进行增减时,称为整倍体变异。 普通西瓜为二倍体(2n=22),产生的配子有11条染色体,n =11。普通西瓜在幼苗期用秋 水仙素处理,可以得到四倍体西瓜(4n =44)。把四倍体作为母本(配子 2n=22),普通 二倍体西瓜为父本(配子n =11),杂交产生三倍体西瓜(3n =33),三倍体西瓜不能产生 可育的配子,不能正常结籽,即为无籽西瓜。
一、达尔文论遗传变异 二、现代达尔文主义关于遗传变异
1. 变异的原因 2. 遗传变异在进化中的意义
三、遗传变异在群体中保存
引言
世界上现存的生物种类繁多,大至几十吨的巨鲸, 小至仅有二、三百个核苷酸的类病毒,都有一种不同 于非生物的特点——繁殖。物生其类;传种接代,这 种一个物种只产生同一物种的后代,这些后代又都继 承着上一代的各种基本特征的现象,就是遗传。正是 因为遗传现象的存在,人类才能保持形态、生理和生 化等特征的相对稳定。但是繁殖的结果还有一种可能, 即各种生物所生的后代又不完全象亲代,子代各个体 间也不完全一样,这种亲子代间的差异称为变异。
基因突变在生物界中是很普遍的。在自然情况下产生
的突变称为自发突变(spontaneous mutation)。应用物 理和化学因素诱发的突变则称为诱发突变(induced mutation)。应用人工诱变的方法可以培育出生产上需 要的各种优良品种, 在粮食生产上起着重大作用。
镰刀型细胞贫血症病因的图解
二、现代达尔文主义关于遗传变异
1. 变异的原因:遗传变异产生的分子机制 人工诱变
基因突变(根本变异)核苷酸序列的变化 自发突变
染色体变异
结构变异:倒位、异位、缺失、重复 数目变异:单体、多体、缺体
基因重组
表现型(改变)== 基因型(改变 ) + 环境条件(改变)
基因突变
遗传的变异 (来源)
染色体变异 (诱因)
1、整倍体变异
生物个体的体细胞中的染色体数为二倍体配子染色体数 的3倍或大于3的整倍数时,称该个体为多倍体 (polyploid),如三倍体西瓜和四倍体西瓜都属于多倍 体。染色体数目的整倍性变异,会引起个体性状的变异, 如二倍体、三倍体和四倍体西瓜无论在根茎、叶性状, 还是在产量和品质等性状上,都有明显的差异。 2、非整倍体变异
遗传和变异的辨证关系
遗传使物种保持相对稳定;变异则是使物种的进化成 为可能,其实质是在环境因素的作用下,机体在各种形 态、生理等各方面获得了某些不是来自于亲代的一些新 的特征;如果没有遗传现象,世界上的各个物种就不可 能一代—代地连续下去;同样,若没有变异现象的存在, 地球上的生命只能永远停留在最原始的类型,也不可能 构成形形色色的生物界,更不可能有人类进化的历史。 所以说遗传与变异的矛盾是生物发展和变化的主要矛盾, 在生物进化过程中起决定作用。对于稳定品种的有机体, 遗传是矛盾的主要方面,变异是次要方面,这样才可保 持其特性一定的稳定和相对不变。但有时由于某种原因, 变异会成为主要矛盾,遗传成为次要的,这时有机体的 某些特征和特性就会发生改变,从而引起了生物的变化 和发展。
是指体细胞中缺少或增加了一条或几条染色体的变异。 在生物自然进化中,有的生物中非整倍体变异不仅常见, 而且对生物进化还是有意义的。
例如,甘蔗的体细胞核中的染色体数目有2n=48,56,64, 72,80,96,104,112,118等各种变异类型,
千姿百态的菊花,其染色体组成为2n=53-67。
在人类的所有染色体中,已知性染色体数目的改变可以引起性
最早记录遗传变异的是赖特,1791年,他在美国马萨 诸塞洲的羊群中发现一只短腿长背的公羊。
达尔文记载的安康羊(中) 正常绵羊(左)和短腿安康羊(右)
2. 遗传
获得性遗传: 反祖性遗传:后代中出现原祖性状。
如:无角绵羊偶而会出现长角的 胡萝卜地中会偶而出现普通根式的干、细的胡萝卜。 人类中的毛人,说明人类的祖先身上长满毛。
翅膀形狀 野生型 翅膀呈圓卵型,靜止時平放交叉重 疊,長度約為腹部長度的兩倍 符號為 +
突變型 迷你型 miniature 翅膀長度縮短,約略蓋過腹部尾部,符號 m
捲翅型,Curly 翅膀捲曲, 殘翅型,vestigial 翅膀退化
尾端上翹,符號 Cy
殘缺不全,符號 vg
突變型 粗短翅型,dumpy,翅膀縮短呈三角形,符號 dp
眼睛顏色 野生型:red 眼睛顏色為磚紅色, 符號為 +
墨黑色 sepia 眼睛 顏色呈現 墨黑色, 符號為 se
突變型 白色 white 眼睛顏色為白色,符號為 w
朱紅色 vermilion 眼 睛顏色呈現 亮紅朱色, 符號為 v
眼睛形狀 野生形 飽滿圓形 符號 +
棒狀型 Bar 組成複眼的小眼數目減少,造 成眼睛外框變大,符號 B
别畸形。如前面所述,先天性睾丸发育不全综合症(XXY),多 Y个体和性腺发育不全综合症(XO)等,就是这个方面的例子。 此外,常染色体数目改变最常见的遗传病是先天愚型(Down syndrome),又称21三体。
(Fra Baidu bibliotek)染色体结构变异
缺失、重复、倒位、易位
(二)染色体结构变异
1、缺失(deletion) :染色体断裂而丢失了一段,其中所含的基 因也随之丧失,使生物性状有明显的改变。例如儿童中的猫叫 综合症(cat’scry syndrome),患儿哭声象猫叫,两眼距离较远, 智力低下,生活力差。这种病就是由于第五对常染色体有一短 臂缺失所致。
对获得性状遗传的评述
拉马克认为获得的性状可以遗传:
1. 一切变异的(获得性状)原因在于环境的影响或器官的用费退; 2. 凡两性所共有的获得性状都可遗传给后代; 3. 获得性状遗传是普遍适用的法则。
获得性状与进化是否相关? 首先,它对生存、繁衍后代有利。 由于获得性状增强了机体的生存竞争能力,也必然增加遗传变 异的机会。因此,尽管它不直接有利进化,至少也是间接有利。
“76C33”,再以76C33为母本,“制7”为父本转育而成。
二、多样化选择
假如一物种面临多种复杂环境,那么突变和选择会 使基因库发生分化,于是有许多变异型或等位基因可适 应不同的小环境。
如:果蝇生长在较温暖地区,种群中出现较多的乙 醇脱氢酶的变异体,它们比生长在较寒冷地区的种群更 能抗热。
生长在较复杂的环境里的种群,可通过多样化选择, 保持较高的变异性。
水稻-中超123
分蘖弱,耐肥抗倒, 穗大粒多,每穗总 粒数259.5,结实率 83.8%,千粒重 33.8g。综合性状优 良,高产稳产,杂 交优势强。株型理 想,综合性状优良, 与培矮64S、秀立 04A等不育系配组得 到中超123系列组合 均表现出强大的杂 种优势。
种质来源: 以“36天”为母本,恢复系“C57”为父本杂交得到
生物进化的因素
第一节 遗传变异 一、达尔文论遗传变异 二、现代达尔文主义关于遗传变异
1. 变异的原因 2. 遗传变异在进化中的意义 三、遗传变异在群体中保存
第二节 选择 一、达尔文论人工选择和品种的形成 二、达尔文论生存斗争和自然选择 三、现代达尔文主义关于自然选择
第一节 遗传变异
第一节 遗传变异
基因突变
基因突变是基因分子结构的改变,它包括DNA上碱基对 的改变及碱基对的插入或缺失。
同义突变(same sense mutation):DNA组成改变了,某一密码子 也不同了,但在多肽链中仍插入同一氨基酸的突变。 错义突变(missense mutation) :DNA中碱基替换,使mRNA 的某 一密码子改变,由它编码的氨基酸也不同的突变。 无义突变(nonsense mutation):碱基替换使mRNA上的一个密码 子变成为3个终止密码子 UAG, UAA和 UGA中的一个,因而不编 码任何氨基酸的现象。 移码突变(frameshift mutation):在DNA分子中插入或缺失一个到 数个碱基引起的突变称为它会使插入或缺失点以后的所有密码 内容改变,从而在翻译水平上引起多肽链的氨基酸顺序也完全 改变。
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