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生物宝典之2——遗传与进化
内容 要求
2-1遗传的基本规律 基因的分离定律 Ⅱ
基因的自由组合定律 Ⅱ
性别决定和伴性遗传 Ⅱ
人类遗传病及其预防 Ⅱ
基因、环境因素与性状的关系 Ⅱ
孟德尔杂交实验
1.豌豆作为实验材料的优点：
豌豆是自花传粉，闭花授粉植物，自然状态下一般为纯种。具有多对明显的相对性状。
2.杂交方法：
去雄 → 套袋隔离 → 人工授粉 → 再套袋隔离→记录数据，统计学分析
3.成功原因：选择了豌豆作为实验材料
由单因素（即一对相对性状）到多因素（即多对相对性状）的研究方法
应用了统计学方法对实验结果进行统计分析
遗传相关的基本概念
1.性状-----生物所表现出来的形态和生理特征的总称。
①相对性状：同一性状的不同表现形式，如直发与卷发
②显性性状：一对相对性状个体杂交，F1表现出来的性状
③隐性性状：一对相对性状个体杂交，F1未表现出来的性状
④性状分离：同一性状的个体交配，后代出现两种或多种性状的现象。如紫花自交，后代有紫花，也有白花。
2.基因
①等位基因：位于同源染色体上，控制相对性状的基因，如A与a。注：A与A为相同基因，A与B为非等位基因。
②显性基因：控制显性性状的基因，用大写字母表示
③隐性基因：控制隐性性状的基因，用小写字母表示
3.个体
①表现型：表现出的性状
②基因型：与表现型有关的基因组成，包括纯合子与杂合子
4.交配方式
①自交：两个基因型相同的个体交配，如植物的自花传粉。
②测交：F1与隐性纯合子交配
③正反交：如果甲做父本，乙做母本为正交，则乙做父本，甲做母本为反交。
孟德尔遗传定律的适用范围：
基因分离定律和自由组合定律适用于真核生物有性生殖过程中核基因控制的性状遗传，只有在有性生殖的减数分裂过程中才发生等位基因分离，以及非同源染色体的非等位基因的自由组合。原核生物和病毒无染色体，不进行减数分裂，不适用。只有真核生物的细胞核内基因随染色体的规律性变化而呈现规律性传递。线粒体和叶绿体中的基因（细胞质遗传）不符合孟德尔遗传定律。
基因的分离定律
1.研究方法：假说演绎法
事实：一对相对性状的杂交实验，F1自交后代显性性状：隐性性状=3:1
假说：F1（Aa）形成配子时，产生含A配子：含a配子=1:1
演绎：测交实验（F1与隐性纯合子测交）
预期结果：测交后代显性性状：隐性性状=1:1
实验结果与预期结果相符，证明假说成立
2.基因分离定律的实质：在形成配子时，等位基因随同源染色体的分离而彼此分离。
3.基因分离定律的应用
（1）显、隐性性状的判断：
若是两个相同性状的生物个体杂交，后代中有另一个新的相对性状产生，则亲本的性状为显性性状。
若是不同性状的生物个体杂交后代中只出现一种性状，则此性状为显性性状。
大豆白花和紫花是一对相对性状．下列四组杂交实验中，能判断显性和隐性关系的是2、3
1.紫花＊紫花＝紫花 2.紫花＊紫花＝301紫花＋101白花
3.紫花＊白花＝紫花 4.紫花＊白花＝98紫花＋102白花
显性纯合子与杂合子的判定：
①自交法：如果后代出现性状分离，则此个体为杂合子；若后代中不出现性状分离，则此个体为纯合子。
②测交法：如果后代既有显性性状出现，又有隐性性状出现，则被鉴定的个体为杂合子；若后代只有显性性状，则被鉴定的个体为纯合子。
③用花粉离体培养形成单倍体植株并用秋水仙素处理后获得的植株为纯合子，根据植株性状进行确定
④花粉鉴定法。非糯性与糥性水稻的花粉遇碘呈现不同颜色。如果花粉有两种，且比例为1:1，则被鉴定的亲本为杂合子。如果花粉只有一种，则被鉴定的亲本为纯合子。
正反交实验的应用
用来判断遗传基因位于常染色体，还是X染色体上。若正反交F1表现型不同，且选择隐性雌与显性雄杂交时，后代出现交叉遗传现象时，则控制性状的基因位于X染色体。
判断是否符合基因分离定律：控制一对相对性状的基因位于一对同源染色体
一对相对性状，F1自交出现显性性状：隐性性状=3：1
或F1测交出现显性性状：隐性性状=1：1
由后代的表现型逆推基因型
判断显隐性→F1
指导杂交育种：
杂合子Aa连续自交，第n代纯合子比例为1-1/2n。由此得到启示：在育种过程中，选育符合人们要求的显性性状，可进行连续自交，直至不发生性状分离为止，即可留种推广使用。
基因的自由组合定律
1．两对相对性状的杂交实验：
P： 黄圆×绿皱 P：YYRR×yyrr
↓ ↓
F1： 黄圆 F1： YyRr
↓自交 ↓自交
F2：黄圆 绿圆 黄皱 绿皱 F2：Y--R-- yyR-- Y--rr yyrr
9 ：3 ： 3 ： 1 9 ： 3 ： 3 ：1
在F2 代中：
4 种表现型： 两种亲本型：黄圆9/16 绿皱1/16 两种重组型：黄皱3/16 绿皱3/16
9种基因型：双显YYRR YYRr YyRR YyRr 一显一隐 YYrr Yyrr 一隐一显 yyRR yyRr 双隐 yyrr
2．研究方法：假说演绎法
事实：两对相对性状的杂交实验，F1自交后代出现四种表现型，比例9: 3: 3: 1
假说：F1（AaBb）形成配子时，产生AB：Ab：aB: ab配子 =1:1:1:1
演绎：测交实验（F1与隐性纯合子aabb测交）
预期结果：测交后代出现四种表现型，比例1: 1: 1: 1
实验结果与预期结果相符，证明假说成立
3．自由组合定律的实质：在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
4.符合基因自由组合定律：控制两对或多对相对性状的基因位于两对或多对同源染色体上，判断依据：
研究两对或多对相对性状遗传现象；F1自交，性状分离比9: 3: 3: 1
研究两对或多对相对性状遗传现象；F1测交，性状分离比1: 1: 1: 1
5.等位基因控制一个性状的特殊分离比
某些生物的性状由两对等位基因控制，这两对基因在遗传时遵循自由组合定律，但F1自交后代的表现型却出现了很多特殊的性状分离比如9:3:4、15:1、9:7、9:6:1，以上数字之和仍然为16，也验证了基因的自由组合定律。
性别决定与伴性遗传
1.性染色体决定性别的方式是主要的。（染色体类型：常染色体和性染色体，XY型性别决定，ZW型性别决定）但也有其他类型的性别决定方式，如蚂蚁、蜜蜂等，其性别与染色体组的倍数有关，雄性为单倍体，雌性为二倍体。鳄鱼的性别是由受精后的环境因子决定。
不是所有的生物都有性染色体，如雌雄同体的生物（如小麦）就没有性染色体
2．伴性遗传：
研究方法：假说演绎法----摩尔根（第一次将基因定位在染色体上的科学家）
事实：红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交，F2代中红眼♀：白眼♀：白眼♂=2:1:1
假说：F1（XAXa）形成配子时，产生XA: Xa配子 =1: 1
演绎：测交实验（F1与XaY测交）
预期结果：测交后代出现红眼♀：白眼♀：红眼♂:白眼♂，比例1: 1: 1: 1
实验结果与预期结果相符，证明假说成立
概念：位于性染色体上的基因决定的性状与性别相关联，这种遗传方式叫伴性遗传。
特点：群体中，雌雄个体的性状出现概率一般不等。
3．伴性遗传与遗传基本规律的关系
（1）与基因分离定律的关系
①伴性遗传遵循基因的分离定律，伴性遗传是由性染色体上基因所控制的遗传，若就一对相对性状而言，则为一对等位基因控制的一对相对性状的遗传。
②伴性遗传有其特殊性：在XY型性别决定中，有些基因只存在于X染色体，Y染色体上没有其等位基因；或者反之有些基因只存在于Y染色体。该性状的遗传在符合基因分离定律的同时又与性别联系在一起。所以在写表现型和统计后代比例地一定要与性别联系。
即使控制某个相对性状的基因A（a）位于X、Y染色体的同源区段，那么这对性状在后代男女个体中表现型也有差别。
例： XaXa ⅹ XaYA
XaYA XaXa（雄性全为显性、雌性全为隐性）
③对于区分基因是位于常染色体还是X染色体上，最典型的杂交组合：
隐性性状的雌性 ⅹ 显性性状的雄性
若后代雄性全为隐性、雌性全为显性，说明基因位于X染色体上
若后代全为显性，或者雌雄个体既有显性又有隐性性状，说明基因位于常染色体上
（2）伴性遗传的特点：患者中男性多于女性（例如红绿色盲、血友病等）
遗传病及其预防
类　　别 名　　称
单基因遗传病 常染色体遗传 隐性 白化病、先天性聋哑、苯丙酮尿症 镰刀型细胞贫血症
显性 多指、并指、短指、软骨发育不全
性染色体遗传 X 隐性 红绿色盲、血友病、果蝇白眼、进行性肌营养不良
显性 抗维生素D佝偻病
Y 外耳道多毛症
多基因遗传病 唇裂、无脑儿、原发性高血压、青少年型糖尿病 、冠心病、哮喘病、
染色体异常遗传病 常染色体病 数目改变 21三体综合症（先天愚型）
结构改变 猫叫综合症
性染色体病 性腺发育不良
1．判断人类遗传病类型
无中生有为隐性，隐性患病看女病，女病父正为常隐。（图1）。有中生无为显性，显性遗传看女性，女正父患为常显。（图3）
父传子，子传孙，一传到底为伴Y遗传。 （图5）
图2：可能是常隐也可能是伴X隐；图4：可能是常显也可能是伴X显
2.调查人群中的遗传病：遗传病发病率——广大人群随机抽样；遗传方式——患者家系
基因、环境因素与性状的关系
表现型=基因型+环境条件 性状=基因+环境
表现型相同：基因型不一定相同。基因型相同：环境相同，表现型相同。环境不同，表现型不一定相同。
基因型是表现型的内因，而环境则是表现型的外因。
内容 要求
2-2遗传的细胞基础 减数分裂与染色体行为 Ⅱ
配子的形成 Ⅰ
受精作用 Ⅰ
减数分裂与染色体行为
1.减数分裂
减数分裂是进行有性生殖的生物，在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次。减数分裂的结果是，成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞中的减少一半。
2.哺乳动物精子和卵细胞的形成场所
高等动植物的减数分裂发生在有性生殖的器官内。人和其他哺乳动物的精子是在睾丸中形成的，卵细胞是在卵巢中形成的。动物的精巢，高等植物的花药都适于观察减数分裂。
3.减数分裂的过程
时期 特征
减数第一次分裂 间期 染色体复制，细胞体积增大。
前期 同源染色体两两配对称为联会，联会的一对同源染色体构成一个四分体，四分体中的非姐妹染色单体之间发生缠绕，交换部分片段，称为交叉互换。
中期 同源染色体排列在赤道板上
后期 在纺锤丝的牵引下，配对的两条同源染色体彼此分离，非同源染色体之间表现在自由组合。
末期 细胞从中央缢断，分裂成为两个子细胞。
减数第二次分裂 间期 时间很短或没有
前期 染色体散列于细胞中央
中期 染色体的着丝粒排列在赤道板上
后期 染色体的着丝粒分裂，两条姐妹染色单体分开，成为两条染色体，在纺锤丝的牵引下分别向细胞两极移动。
末期 细胞分裂。最终得到4个子细胞。
减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数第一次分裂。
4.减数第一次分裂过程中染色体行为
减数第一次分裂前期同源染色体联会，形成四分体，后期同源染色体分离，使得细胞两极各有一整套非同源染色体，从而使形成的次级精（卵）母细胞中染色体数目减少为初级精（卵）母细胞的一半，最终使配子中染色体数目减半。减数第一次分裂前期同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换，后期非同源染色体自由组合可以使经过减数分裂产生的配子类型多样，从而增加了生物的变异，增强了生物适应环境的能力，有利于生物的进化。
配子的形成
1.精子与卵细胞的形成过程的区别
经过减数第一次分裂，一个精原细胞分裂成为两个次级精母细胞，经过减数第二次分裂形成了四个精细胞，精细胞经过变形过程成为四个精子，精子的头部含细胞核和极少细胞质。
经过减数第一次分裂，一个卵原细胞会分裂成一个较大的次级卵母细胞和一个较小的极体。经过减数第二次分裂，一个次级卵母细胞会分裂成一个含细胞质多的卵细胞和一个含细胞质少的极体，而减数第一次分裂形成的极体也经过减数第二次分裂成为两个含细胞质少的极体。最后三个极体退化消失，只剩一个卵细胞。
2.减数分裂各时期染色体、DNA、染色单体数目变化
3.减数分裂与有丝分裂的区别
相同点：1、减数第一次分裂间期与有丝分裂间期都进行了DNA复制。2、减数第二次分裂与有丝分裂各分裂期染色体行为一致，都进行了姐妹染色单体的平均分配。。
不同点：1、减数分裂过程中DNA复制1次，细胞连续分裂两次，形成4个子细胞，子细胞中染色体数目减半。有丝分裂DNA复制1次，细胞分裂一次，形成2个子细胞，子细胞中染色体数目与亲代细胞一致。（基因型相同）
2、减数第一次分裂同源染色体联会，形成四分体，交叉互换，同源染色体分离与非同源染色体自由组合是有丝分裂过程中不存在的。
4.配子与体细胞的染色体组成的区别
配子中的染色体数是体细胞染色体组成的一半。减数第一次分裂前期同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换，后期非同源染色体自由组合可以使经过减数分裂产生的配子类型多样。在不考虑交叉互换的情况下，一个含n对同源染色体（n对能自由组合的等位基因）的原始生殖细胞通过减数分裂可能形成的配子类型有2n种。但是一个精原细胞经过减数分裂后形成的4个精细胞是2种类型，一个卵原细胞经过减数分裂后只形成1个（即1种）卵细胞。
5.减数分裂过程中可能存在的变异
减数第一次分裂间期进行DNA复制时，可能发生基因突变；
减数第一次分裂前期同源染色体交叉互换及后期非同源染色体自由组合导致发生基因重组；
减数分裂过程中纺锤丝形成抑制或功能异常会导致染色体变异。
受精作用
减数分裂和受精作用的意义
减数分裂形成的配子，染色体组成具有多样性，受精过程中卵细胞和精子的结合具有随机性，所以同一双亲的后代也呈现多样性。经过减数分裂和受精作用，受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，对于进行有性生殖的生物来说，减数分裂和受精作用对于维持生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。
受精卵的染色体一半来自父方一半来自母方，细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方。
基因与染色体行为的平行关系
（1）基因在杂交过程中保持完整性和独立性。染色体在配子形成和受精过程中，也有相对稳定的形态结构。
（2）在体细胞中基因成对存在，染色体也是成对的。在配子中只有成对的基因中的一个，同样，也只有成对的染色体中的一条。
（3）体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方，同源染色体也是如此。
（4）非等位基因在形成配子时自由组合，非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合。
基因与染色体行为存在平行关系的实验证据。
减数分裂中染色体行为与孟德尔遗传定律一致；伴性遗传实验。
基因与染色体、DNA的关系。
染色体是DNA（基因）的主要载体；基因是有遗传效应的DNA片段；基因在染色体上呈线性排列。
基因与染色体行为是否存在不平行的现象？
细胞质基因与染色体行为不一致。
内容 要求
2-3遗传的分子基础 遗传物质的证据 Ⅰ
DNA的结构 Ⅱ
DNA的复制 Ⅱ
遗传信息的转录和翻译 Ⅰ
遗传物质的证据
1．证明DNA是遗传物质的实验关键是：设法把DNA与蛋白质分开，单独直接地观察DNA的作用。
2．肺炎双球菌转化实验:
S 型菌有荚膜是有毒性的，R型菌没有荚膜，是无毒性的。
⑴体内转化实验的结论是：已被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成R型菌转化为S型菌的活性物质------“转化因子”。
⑵体外转化实验：从S型活细菌中提取出了DNA、蛋白质和多糖等物质，然后将它们分别加入已培养了R型细菌的培养基中，结果发现：只有加入S型菌DNA，R型细菌才能够转化为S型细菌。实验的结论是：DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
3．噬菌体侵染细菌的实验：T2噬菌体是专门寄生在细菌体内的病毒，T2噬菌体侵染细菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用细菌体内的物质来合成自身的组成部分，从而进行大量增殖。T2噬菌体的头部和尾部的外壳由蛋白质构成的，在它的头部内含有DNA分子。
①用放射性同位素 35S标记噬菌体的蛋白质外壳，用放射性同位素32P标记另一部分噬菌体的DNA。然后用两种被标记的噬菌体分别侵染细菌，当噬菌体在细菌体内大量复制后，通过搅拌使细菌外的噬菌体与细菌分离，通过离心处理后检测悬浮液和沉淀物中的放射性。结果发现标记35S的一组悬浮液中含放射性，标记32P的一组沉淀物中含放射性。
②实验结果表明：在噬菌体中，亲代和子代之间具连续性的物质是DNA，子代噬菌体的蛋白质是通过亲代的DNA指导合成的。
4．生物的遗传物质是核酸，DNA是主要遗传物质。极少数病毒的遗传物质是RNA，如烟草花叶病毒，艾滋病病毒。
DNA的结构：
1．一切生物的遗传物质是核酸，基本组成单位是核苷酸，一分子核苷酸是由一分子五碳糖，一分子 含氮碱基和一分子磷酸组成。
结构 基本单位 碱基 五碳糖
RNA 通常呈单链 核糖核苷酸 A、U、C、G 核糖
DNA 双链 脱氧核糖核苷酸 A、T、C、G 脱氧核糖
组成脱氧核苷酸的碱基有[A]腺嘌呤、[G]鸟嘌呤、[ C ]胞嘧啶和[ T ]胸腺嘧啶四种。组成DNA的脱氧核苷酸有腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸 、胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸四种。
2．DNA分子空间结构：
⑴由两条反向平行的脱氧核苷酸 链组成。
⑵外侧：由脱氧核糖和磷酸交替连接构成了DNA的基本骨架。
⑶内侧：碱基通过氢键连接成碱基对 。碱基配对的方式为 A=T C≡G T=A G≡C。
3．在DNA分子中，（A+G）/（T+C）= 1
4．遗传信息：碱基对的排列顺序就代表着遗传信息。
DNA分子复制
1．DNA复制是以亲代DNA分子为模板，合成子代DNA的过程。复制的时间：有丝分裂的间期及减数分裂第一次分裂的间期。复制的特点是边解旋边复制、半保留复制。
2. DNA复制过程
⑴解旋：在解旋酶的参与下，将双链解开。
⑵合成子链：以游离的脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在DNA聚合酶的参与下完成。
⑶形成两个DNA分子：新的DNA分子中一条是子链，一条是母链 ，即半保留复制。
3. DNA复制的条件：模板、酶、四种脱氧核苷酸为原料、ATP提供能量。
4．DNA复制生物学意义：保证了遗传物质携带的遗传信息在亲子两代之间的连续性。
基因的表达
1.转录：是在细胞核内进行的，它是指以DNA的一条链为模板，合成mRNA的过程。
2.翻译：是在核糖体中进行的，它是指以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质（多肽链）的过程。
3.密码子:信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。
4.遗传密码：信使RNA上的碱基序列。
5.转运RNA（tRNA）：识别并转运特定的氨基酸。一种tRNA 只能转运一种特定的氨基酸。
6．信使RNA上碱基排列顺序是由DNA决定的；转运RNA携带的氨基酸（如甲硫氨酸、谷氨酸）能在蛋白质的氨基酸顺序的哪一个位置上是由信使RNA决定的，归根结底是由DNA的特定片段（基因）决定的。
7．公式：基因（或DNA）的碱基数目：信使RNA的碱基数目：氨基酸个数=6：3：1。
8.一种氨基酸可以由几种不同的密码子决定。
9.基因对性状的控制：一些基因就是通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状的。（例如：白化病是由于基因突变导致不能合成促使黑色素形成的酪氨酸酶。一些基因通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状的。（例如：镰刀型细胞贫血症）。
内容 要求
2-4遗传变异 基因重组 Ⅱ
基因突变 Ⅱ
染色体变异 Ⅱ
生物变异在育种上的应用 Ⅱ
转基因生物及其安全性 Ⅰ
基因重组
在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。
在减数第一次分裂的前期，同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换，以及减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合。
基因重组是生物变异的来源之一，对生物进化有重要意义。
基因突变
DNA分子中发生碱基对的增添、缺失、改变，而引起的DNA分子结构的改变，叫做基因突变。
1.基因突变的诱导因素：物理因素（如X射线、紫外线、其他辐射）、化学因素（如亚硝酸、碱基类似物）、生物因素（某些病毒）
诱导因素的作用：提高了基因突变的频率
2.基因突变的特点
①普遍性（所有生物均可发生突变）②随机性（生物个体发育的任何时期均可发生突变）③不定向性（一个基因可以向不同的方向发生突变）④低频性（突变的频率很低，10-5~10-8）⑤多害少利性（大多数突变是有害的，少数突变是有利的）⑥可逆性（基因可突变成其等位基因，等位基因也可突变回原来的基因）
3.基因突变的意义
基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料。
染色体变异
1.染色体变异的方式
染色体结构变异（包括增添、缺失、倒位、易位）
染色体数目变异（包括个别染色体数目的增减和以染色体组的形式成倍的增减）
2.染色体组：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。
3.二倍体：由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有两个染色体组的个体叫做二倍体
4.多倍体：由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体叫做多倍体。其中体细胞含三个染色体组的个体叫三倍体，含四个染色体组的个体叫四倍体，以此类推。
5.多倍体植株的特点(与二倍体相比)
多倍体植株常常茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。
6.人工诱导多倍体的方法及原理
低温处理或用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。秋水仙素可作用于正在分裂的细胞，抑制分裂前期纺锤体的形成，导致染色体不能向细胞两极移动，从而引起细胞内染色体数目加倍。
7.单倍体：由配子直接发育成的个体，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，叫做单倍体。
8.单倍体植株的特点：单倍体植株与正常植株相比长的弱小，而且高度不育。
生物变异在育种上的应用
杂交育种 诱变育种 多倍体育种 单倍体育种 基因工程育种
原理 基因重组 基因突变 染色体变异 染色体变异 基因重组
方法 杂交 激光、射线或化学药品处理 秋水仙素处理萌发种子或幼苗 花药离体培养秋水仙素处理 转基因
优点 操作简单 获得新基因 器官大和营养物质含量高 明显缩短育种年限 产生定向变异
缺点 育种年限长 盲目性及突变频率较低 动物中难以开展 成活率低，只适用于植物 操作困难
举例 高产青霉菌株 三倍体西瓜 转基因抗虫棉
内容 要求
2-5生物进化 生物进化理论 Ⅰ
物种形成 Ⅱ
进化与生物多样性的形成 Ⅱ
生物进化理论
1．现代进化理论的主要内容：
种群是生物进化的基本单位（也是繁殖的基本单位）；
突变（基因突变和染色体变异的统称）和基因重组产生进化的原材料；
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。
2．进化的方向
变异是不定向的，自然选择是定向的，决定着进化的方向，是进化的动力。
物种形成
1.什么是物种
能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种。
同一物种个体间能互相交配并产生有生育能力的后代；不同物种个体间则不能互相交配，或者在交配后不能产生有生育能力的后代，它们之间存在着生殖隔离。
2.什么是隔离
隔离是指同一物种不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。
包括地理隔离和生殖隔离。
其作用就是阻断种群间的基因交流，使种群的基因频率在自然选择中向不同方向发展，是物种形成的必要条件和重要环节。
种群基因库间的差异是产生生殖隔离的根本原因。
3.隔离与物种的形成
物种的形成必须要经过生殖隔离，但不一定经过地理隔离，如多倍体的产生。经过地理隔离，不一定就形成了两个物种。
物种形成的一般过程：
地理隔离 阻断基因交流 不同的突变基因重组和选择 基因频率向不同方向改变 种群基因库出现差异 差异加大 生殖隔离 新物种形成
4.物种形成的基本环节
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。
进化与生物多样性的形成
1.什么是种群
生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群。种群是生物进化的基本单位。
种群特点：种群中的个体不是机械的集合在一起，而是通过种内关系组成一个有机的整体，个体间可以彼此交配，并通过繁殖将各自的基因传递给后代。
2.什么是基因库
一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫做这个种群的基因库。每个个体所含的基因只是基因库的一部分。
3.什么是基因频率 某个等位基因的数目占这个基因可能出现的所有等位基因总数的比例。
4.基因频率、基因型频率及其相关计算
基因频率=基因型频率=
两者联系：
（1）种群中一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。
（2）一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率。
（3）在一个大的随机交配的种群里，基因频率和基因型频率在没有迁移、突变、选择的情况下，世代相传不发生变化，并且基因频率决定了基因型频率。
5.种群基因频率的改变与生物进化的关系
生物进化的实质在于种群基因频率的改变。
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。
在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。
6.什么是协同进化（共同进化）
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，就是协同进化。
两个物种的协同进化能造成精巧的相互适应。
此假说在当时无法直接证明，只能演绎推理，间接证明。
显性：隐性=3：1 亲本：AaⅹAa
显性：隐性=1: 1 亲本：Aaⅹaa
全为显性 亲本：AAⅹA_（或aa）
全为隐性 亲本：aaⅹaa
此假说在当时无法直接证明，只能演绎推理，间接证明。
此假说在当时无法直接证明，只能演绎推理，间接证明。
1
2
3
4
5
间期 前期 中期 后期 末期 间期 前期 中期 后期 末期
4N
3N
2N
N
精原细胞
卵原细胞
初级精母细胞
初级卵母细胞
次级精母细胞
次级卵母细胞
或极体
减数第一次分裂
减数第二次分裂
精细胞
卵细胞
或极体
染色体
DNA

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