高中生物竞赛辅导第五章遗传学与进化

高中生物竞赛辅导第五章遗传学与进化

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1、高中生物竞赛辅导:第五章遗传学与进化[考点解读]遗传是指生物繁殖过程中,亲代与子代在各方面的相似现象;而变异一般指亲代与子代之间,以及子代个体之间的性状差异。遗传与变异是生物界的共同特征,它们之间是辩证统一的。生物如果没有遗传,就是产生了变异也不能传递下去,变异不能积累,那么变异就失去了意义。所以说,遗传与变异是生物进化的内因,但遗传是相对的、保守的,而变异则是绝对的、发展的。本章内容主要包括有变异(突变和渐变),孟德尔遗传(一对基因杂交、两对基因杂交、多对基因杂交),多等位性、重组、伴性遗传,哈迪-温伯格定律,进化的机制(突变、

2、自然选择、生殖分离、适应、适合)。根据IB0考纲细目和近年来试题的要求,以下从知识条目和能力要求两方面定出具体目标-50-@第一节变异遗传物质本身发生质的变化,从而导致生物性状改变,称为变异。广义上的变异可以分为染色体畸变(包括染色体结构和数目的改变)和基因(DNA和RNA)突变。狭义的变异单指基因突变。一、染色体畸变-50-染色体畸变是指生物细胞的染色体结构和数目发生改变,从而引起生物的变异。染色体畸变包括染色体结构变异和染色体数目变异两种类型。1.染色体结构变异染色体结构变异通常分为四种类型:缺失、重复、倒位和易位。(1)缺失

3、一个染色体一臂发生两处断裂,中间部分丢失,然后断裂处愈合,形成缺失。缺失在光学显微镜下可以观察,缺失杂合体在减数分裂时,同源染色体相互配对,由于一条染色体缺少一个片段,同源染色体相应部分无法配对,拱了起来形成弧状的缺失圈。当然,如果缺失部分发生在端部就没有这种缺失圈(图1-5-1)。缺失的一段中如果含有严重影响生物体正常生活力的因子,或者缺失的部分太大,个体通常死亡。如果缺失部分对生活力的影响不严重,个体能存活,会出现拟显性现象。例如,—一对同源染色体上分别含有等位基因A和a,A是显性基因,a是隐性基因。如果发生包括A在内的片段丢

4、失,由于没有显性基因的掩盖,于是表现出假显性性状。(2)重复重复是指一个染色体,除了正常的组成之外,还多了一些额外的染色体片段。存在重复的染色体片段,在同源染色体配对时,出现和缺失时类似的拱形结构,这是由于重复的部分无法配对,拱了出来。和缺失相比,重复的遗传影响比较小,但重复也不能太大,否则也会由于遗传上的不平衡导致死亡。重复也产生一定的遗传效应,如果蝇的棒眼类型是X染色体上16A区重复所致。观察唾液腺染色体,X染色体16A区有4个明显横纹,如果横纹重复一倍会出现棒眼遗传效应(用B表示),即复眼中小眼数从几百个降到几十个成为棒眼;

5、如果这个区域再重复变成三份时,果蝇也会成为重棒眼(用BB表示),小眼数目仅20多个。(3)倒位-50-倒位是指染色体中断裂的某一片段倒转了位置又重新愈合的情况。倒位之后,由于基因的排列顺序的变化,也会造成遗传效应。在倒位的纯合体中,同源染色体都是倒位的,可以正常联会配对,减数分裂是正常的,看不出有什么遗传效应。但将倒位的个体和非倒位的个体杂交后形成杂合体时,减数分裂比较复杂,在粗线期会产生倒位环(如图1—5—2)。(4)易位易位是指一个染色体的片段接到另一个非同源染色体上,其中常见的是两个非同源染色体相互交换了片段,产生相互易位。

6、例如,一个染色体的顺序是ABCDE,另一个非同源染色体的顺序是LMN0,相互易位的结果如图1-5-3所示。在易位杂合体中,减数分裂的粗线期由于染色体同源部分配对,会出现十字形的图形,到了分裂后期工,十字图形逐渐拉开,这时可以出现两种情况:或出现一个大圆圈,或者成为8字形。由于两个邻近的染色体交互分向两极,一般只有8字形的,每一个细胞可以得到完整的一套染色体,细胞才能成活。这种交互分离往往使易位的染色体分向一个细胞,而非易位的染色体向另一个细胞,这样就使非同源染色体的自由组合受到抑制,出现所谓的“假连锁”效应。2。染色体数目的变异一

7、般地,遗传上把一个配子含有的染色体数称为一个染色体组或基因组。如果细胞核内含有染色体组整数倍的染色体,称为整倍体;如果含有的染色体数不是染色体组的整数倍,称为非整倍体。(1)整倍体①单倍体和二倍体-50-含有一个染色体组和两个染色体组的细胞或个体,分别称为单倍体和二倍体。高等植物的单倍体,与其二倍体相比,通常较小、生活力低和不育。只有极少数的单倍体动物能成活,如雄性蜜蜂和黄蜂。几乎所有正常生长的动物都是二倍体(2n)。②多倍钵多倍体的染色体数目是单倍体的三倍、四倍或更多倍。多倍体普遍存在于植物界,对进化有很大的意义。同源多倍体,是

8、由染色体复制,而细胞质不分割形成的。同源多倍体在生产上有重要的价值,香蕉和黄花菜是天然的三倍体,无籽西瓜是人工制造的三倍体。异源多倍体,是由两个不同种杂交,所得的杂种再经过染色体加倍而形成。自然界中,有许多异源多倍体,在栽培作物中,普通小麦、陆地棉

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