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第八章 遗传与变异,第一节遗传规律,重点： 1）孟德尔的科学研究方法(B) 2）遗传学的基本概念(B) 3）基因分离定律和自由组合定律(B),难点： 1）性状与基因的关系 2）基因与染色体的关系 3）分离定律与自由组合定律的关系,第一节遗传规律,孟德尔的的科学研究,？,奥国人，天主神父。主要工作： 1856-1864经过8年的杂交试验， 1865年发表了植物杂交试验 的论文。,遗传学奠基人孟德尔简介,（Mendel, 1822-1884）,豌 豆,？,孟德尔选择了豌豆作为遗传试验材料,1、豌豆是自花传粉，且是闭花受粉的植物,2、豌豆有易于区分的相对性状,七对相对性状,孟德尔成功的原因：,正确的选择实验材料,豌豆严格的自花授粉； 不同品种具有明显的相对性状,采用由简到繁的研究方法,运用数学统计方法进行分析，推理，提出假说并设计实验加以证实,4.科学设计试验程序,、基因的分离规律,一对相对性状的遗传试验,P: 高 矮 F1 高 F2 高787 矮277 比例 3 ：1,结果:1.F1全为显性性状(高茎) 2.F2出现性状分离，且分离比为3:1。,孟德尔对相对性状遗传试验的解释,基因在体细胞中是成对存在。,配子形成时，成对的基因随同源染色体的分开，分别进入不同的配子。配子的基因成单。,当雌雄配子结合完成受精后又恢复成对。显性基因(D)对隐性基因(d)有显性作用。所以F1表现显性性状。, F1形成的配子种类、比值都相等，受精机会均等，所以F2性状分离，表现比为3:1，基因类型比为1:2:1。,孟德尔设计的测交实验：,F（D)与隐性亲本（）杂交，后代中高茎与矮茎的比例应为：,基因分离规律的实质：,细胞在减数分裂过程中，等位基因会随着同源染色体的分离而分开，分别进入两个配子中去，独立地随配子遗传给后代。,精子的形成过程图解,精原细胞,初级精母细胞（第一次分裂）,次级精母细胞（第二次分裂）,精细胞,精子,(二)基因的自由组合定律,一、两对相对性状的遗传实验,二、对自由组合现象的解释,等位基因分离， 非等位基因自由组合,F1,F1,F2,结合方式有16种 基因型9种 表现型4种,9黄圆:1YYRR 2YyRR 2YYRr 4 YyRr,3黄皱：,1YYrr 2 Yyrr,3绿圆,：1yyRR 2yyRr,1绿皱：,1yyrr,F2,纯合子,重组类型,6/16（各3/16）,4/16（即1/4）,三、测交,1、推测： 测交 杂种一代 双隐性类型 黄色圆粒 x 绿色皱粒 YyRr yyrr,配子,表现型,YyRr,Yyrr,yyRr,yyrr,黄色圆粒,黄色皱粒,绿色圆粒,绿色皱粒,1 ： 1 ： 1 ： 1,四、基因的自由组合规律 具有两对（或更多对）相对性状的亲本进行杂交，在F1产生配子时，在等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合。这一规律就叫做基因的自由组合规律。,性别决定和伴性遗传,受精卵,受精卵,第二节,重点： 1）X、Y性别决定(B) 2）隐性伴性遗传特点(B),难点： 红绿色盲遗传特点,一、性别决定,性别：是由染色体来决定的,染 色 体,常染色体,性染色体,与性别决定无关的染色体,与性别决定有关的染色体,男性：XY 女性：XX,人的染色体,常染色体,性染色体,:22对,:1对,女性,男性,:同型的(用XX表示),:异型的(用XY表示),X、Y染色体是一对特殊的同源染色体,人的性别决定过程：XY型,亲 代,22对+XX,22对+XY,1 ： 1,子 代,雌性,果蝇,雄性,二. 伴性遗传,性状的遗传与性别相关联的现象。,人类红绿色盲的遗传,人类色觉的正常基因B和色盲基因b只位于X染色体上，而在Y染色体上没有。,人的色觉基因组成类型,女性：XBXB、XBXb、XbXb,男性： XBY； XbY,正常 色盲,正常 正常 色盲,XbY,XbY,XBXb,色盲遗传系谱图,色盲的遗传特点：,1、色盲基因是位于X染色体上的 隐性基因。男性患者多于女性患者。,2、具有交叉遗传的现象。,3、具有隔代遗传的现象。,一、遗传病的常见种类,单基因遗传病,多基因遗传病,染色体遗传病,常染色体显性遗传病,常染色体隐性遗传病,X连锁显性遗传病,X连锁隐性遗传病,第三节 变异,重点： （1）基因重组的概念（B) （2）基因突变的概念和原因(B) （3）染色体数目的变异(B) （4）单倍体和多倍体的应用(A),变异的概念：生物的后代出现与亲本不同的性状（也包括后代个体间的差异）,可遗传的变异,不遗传的变异,一、变异的普遍性：,变异的种类,不遗传的变异,可遗传 的变异,二、可遗传 的变异的三种来源:,基因重组、基因突变、染色体畸变,以人为例，非同源染色体之间的自由组合可有223种。,（1）减数分裂过程中，自由组合产生多种类型配子。,A,a,B,b,A,a,B,b,B,b,A,a,（2）减数分裂过程中，同源染色体之间非姐妹染色单体发生交换。,基因重组：是指生物体在有性生殖过程中，控制不同性状的基因的重新组合，使后代出现不同于亲本的类型。,概念：,基因突变(genetic mutation)：,增添,缺失,改变,基因的内部结构发生改变DNA碱基对发生增添、缺失或改变。,基因突变的特点：,第一：基因突变在生物界是普遍存在的。,第二：基因突变是随机发生的。,第三：在自然状态下，基因突变的频 率是很低的。,第四：基因突变多数是中性的。不马上表现有利或有害。,第五：基因突变是可逆的、不定向的。,突变类型：,自然突变,人工诱变,染色体畸变：,1、染色体结构变异：,缺失、重复、倒位、易位,2、染色体数目变异：,整倍化变化,非整倍化变化,染色体组：生殖细胞中只含有一组非同源染色体，这样的一组叫。,整倍化变化：,(染色体增加或缺少）,果蝇的染色体组成图,n,2n,2n,n,n,配子内有一组形态、大小都不相同的全部染色体称为一个染色体组（ n ）。,概念： 一般生物体细胞内含有两个染色体组的个体称为二倍体(2n)。,四倍体（水仙、马铃薯）,三倍体（香蕉、无籽西瓜）,六倍体（普通小麦）,概念：凡是体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体称为多倍体。,多倍体形成的原因,思考：如果纺锤体受到破坏，那么会导致什么结果？,后果：形成染色体数目加倍的细胞。,细胞继续进行有丝分裂，就发育成染色体数目加倍的多倍体。,二倍体：体细胞中含两个染色体组的个体。,多倍体：体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体。,多倍体的特点：植株粗壮，产量提高，抗旱，抗寒，抗病能力较强。,单倍体：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。,人工诱变及控制,母 本,父 本,应用：无籽西瓜的培育过程,四倍体,三倍体种子,有籽西瓜,杂交授粉,种下去,无籽西瓜,花粉刺激,二倍体,秋水仙素,联会紊乱,三倍体,现有高杆易患锈病和矮杆抗锈病的纯合体小麦品种，已知小麦高杆（D）对矮杆（d）是显性，易患锈病（T）对抗锈病（t）是显性，且两对基因位于不同的同源染色体上，用单倍体方法培育高杆抗锈病又能稳定遗传的新品种（DDtt）。,单倍体育种,单倍体育种：,（1）DDTTddtt,(2)DdTt,DT Dt dT dt,单倍体类型：,DT Dt dT dt,DdTt,二倍体植株：,DDTT DDtt ddTT ddtt,不能遗传的变异,表现型,基因型 ,环境条件,（改变）,（改变）,（改变),诱变,基因突变,染色体变异,基因重组,可遗传的变异,第九章生物的进化,1、生物进化的证据,第一节生物的进化(A),1、 生物进化的证据,古生物学上的证据,胚胎学上的证据,比较解剖学上的证据,化石,同源器官,高等生物的胚胎发育从一个受精卵开始,七种脊椎动物和人的胚胎发育的比较,化石在地层中出现的顺序,马化石,中间过渡类型化石,生物化学上的证据,人与8种生物在细胞色素C的 氨基酸组成上的差异,（一）胚胎学上的证据,胚胎比较,图中的胚胎有何特点？,在发育初期都有鳃裂和尾，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。,结论：这些脊椎动物和人都是由共同的生活在水中的有尾的原始祖先进化而来的，它们之间存在着或远或近的亲缘关系。,（二）比较解剖学上的证据,同源器官,图中各动物的器官有何异同？,它们形态和功能不同，但起源相同，结构和部位相似。,同源器官：,同源器官,比较解剖学上的证据,痕迹器官,痕迹器官的存在，可追溯生物间的亲缘关系和进化线索。,指生物体内某些功能已基本消失但仍然存在的器官器官。,（三）生物化学上的证据：,各种生物与人的细胞色素C的氨基酸组成差异,生物名称,生物名称,氨基酸差别,氨基酸差别,黑猩猩,猴,马,鸡,金枪鱼,小麦,链孢霉,酵母菌,0,1,12,13,21,35,43,44,规律：,生物亲缘关系越近，细胞色素C的氨基酸组成越相似；反之，亲缘关系越远，氨基酸组成的差异就越大。,结论：,各种生物之间有着不同程度的亲缘关系。,古生物学上的证据,化石：保存在地层中古代生物的遗体、遗迹或遗物的总称。,(四）古生物化石证据,生物的化石在地层中出现是有一定顺序。在越早形成的地层里，成为化石的生物越简单，越低等；在越晚形成的地层里，成为化石的生物越复杂，越高等。,从植物化石可了解植物的进化历程：蕨类植物 裸子植物 被子植物。,陆生脊椎动物的进化历程是： 两栖动物 爬行动物 哺乳动物 人 。,总鳍鱼、始祖鸟是进化过程中的过渡类型,2、生物进化历程：,第2节生物进化理论(A),1、达尔文的自然选择学说,主要内容,过度繁殖（条件）,生存斗争（手段）,遗传和变异（基础）,适者生存（结果）,结论,变异是不定向的，而自然选择是定向的。,自然选择的结果是适应,遗传变异是自然选择的基础，是进化的内因,生存斗争是生物进化的动力，自然选择是通过生存斗争来实现的,生物进化的方向是由定向的自然选择决定的,2、现代进化理论,（一）种群是生物进化的单位,、种群全部个体所含的全部基因叫做这个种群的基因库，其中每个个体所含的基因只是基因库的一部分。,这些金鱼各自有自己的基因，共同构成了种群的基因库。它们各自的基因都是基因库的一部分。个体数目越多，个体间的差异越大，基因库也就越大。,（二）突变为生物进化提供原材料,生物在繁殖的过程中会产生基因重组、基因突变及染色体变异等可遗传的变异。其中基因突变和染色体变异都可称为突变。突变和基因重组使生物个体间出现可遗传的差异。,某海岛上的昆虫出现残翅和无翅类型,由于突变和基因重组，桦尺蠖形成了不同的体色。,（三）自然选择主导生物进化的方向,在一定的环境条件下，具有不同性状的生物个体的适应能力是不同的。不适应环境的性状及控制该性状的基因会因个体死亡或难以繁殖而减少（频率降低）；反之，适应环境的基因其频率会升高。,如某海岛上的昆虫，普通能飞的个体会因被风吹到海中淹死而导致基因频率降低，残翅和无翅的基因频率却相对提高了。,（四）隔离是导致新物种形成的必要条件,物种的概念：指分布在一定的自然区域，具有一定的形态结构和生理功能，而且在自然状态下能互相交配，并产生出可育后代的一群生物个体。,如全世界的人都是一个物种，所有人都生活在地球上，无论白人黑人黄种人结婚，都能产生具有生殖能力的后代。,同样，所有的马是一个物种，所有的驴也是一个物种。但马和驴不是一个物种，因为马与驴交配产生的后代骡没有生殖能力。,隔离是新物种形成的必要条件,原种,种群的不同性状,基因突变,自然环境,有利性状,不利性状,保存,产生新物种,淘汰,隔离,自然选择,生物进化的主要环节,达尔文进化论和现代生物进化理论的比较,（1）共同点： 都解释了生物进化的原因和生物的多样性和适应性。 （2）不同点： 前者没有阐明遗传、变异的实质 前者着重研究生物个体的进化，后者强调群体的进化，认为种群是生物进化的基本单位 前者认为自然选择来自过度繁殖和生存斗争；而后者将自然选择归因于基因型有差异的延续。,第十章 生物多样性,第1节 生物多样性 及其价值(A),1、遗传多样性(A),物种内基因和基因型的多样性,2、物种多样性(A),是指生物物种的多样化，包括一定区域内物种的丰富度和分布均匀度。,3、生态系统多样性(A),是指生物圈内生境、生物群落和生态系统结构和功能的多样性。,遗传传多样性是物种多样性和生态系统多样性的基础。 物种多样性是是构成生态系统多样性的基本单元。 因此，生态系统多样性离不开物种的多样性，也离不开不同物种所具有的遗传多样性。,群落： 生活在一定的自然区域内，相互之间具有直接或间接关系的各种生物种群的总和。,生境：每个生态系统都有其独特的无机环境。,生态系统：群落和无机环境相互作用构成生态系统。,第 3节 人类活动对生物多样性的影响(A),第4节 生物多样性保护与可持续发展(A),生物多样性及其保护,生物多样性的概念,遗传多样性,物种多样性,生态系统多样性,我国生物多样性状况,面临的威胁,面临威胁的原因,生物多样性的保护,就地保护,生物多样性的价值,直接使用价值,间接使用价值,潜在使用价值,迁地保护,加强教育和法制管理,生物多样性的保护措施,就地保护（自然保护区） 迁地保护（动物园、植物园、水族馆等） 离体保护 加强教育和法制管理,
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