遗传和变异

遗传和变异1．等位基因与非等位基因等位基因是指在一对同源染色体上同一位置的基因，等位基因控制相对形状。

非等位基因就是指，存在于非同源染色体上或同源染色体不同位置上的控制不同性状的不同基因。

2．杂种优势杂交产生的后代在生活力、形态大小、发育速度、以及抗逆力等方面，优于杂交亲本的现象就是杂种优势。

杂种优势是生物领域的普遍现象，动、植物界都有。

在家禽、家畜中杂种优势广泛应用于鸡、羊、猪等育种工作中，所产生的杂种个体具有体型大、健壮、生长速度快等优点。

杂种优势也运用在科学实验上，科学工作者喜欢用两个纯合杂交子一代做实验材料，因为子一代具有遗传上的纯一性以外，还具有生活力强，抗逆性强等优点。

由于杂种优势以杂种第一代最强，以后逐代递减。

杂种优势越强的组合，其优势下降的幅度也越大。

因此，在生产上要充分利用杂种优势就必须年年制杂交种，以确保利用F1。

生命的自然史石记录46亿年。

已知地球上最古老的沉积岩是格陵兰西南部伊苏瓦地区的沉积岩，年龄约为38亿年。

在这种沉积岩中发现结构已被证明已在水面放电时产生的。

，澳大利亚学者格罗夫斯等连续报道了在澳洲诺斯波尔（North Pole）地区发现了一些丝状微体化石。

此化石由排成从外观上看，这些原核生物与现代的蓝细菌没有明显的区别。

所显示的是始杆菌（Eobacterium isolstum）化石，发现于南非和斯威士兰边界巴波通地方32亿年前的无花果树（。

始杆菌长约0.5微米，以个体单独存在。

验尤里等人，于1953年在芝加哥大学进行了模拟原始地球条件下合成有机物的实验。

他们设计的实验装置如课本中的加入氨、甲烷和氢的混合气体，并把水加到500毫升的小烧瓶中。

然后将烧瓶内的溶液煮沸，使混合气体进入溶剂为有相距1厘米的两根钨电极，外接高频线圈，通电后使电极间连续火花放电。

当混合气体穿过电火花时，产生了非挥，结果得到20种有机化合物，其中有11种氨基酸。

在这11种氨基酸中有4种即甘氨酸、丙氨酸、天门冬氨酸和谷要氨基酸。

理，在模拟试验中医研究的比较清楚。

在持续1周的火花放电期内，先合成了大量的醛类和氰化氢，在和氨等反应生成模拟试验是否真正反映了上的变化呢？最近10-20年来所获得的宇宙资料支持了米勒实验的真实性。

在宇宙尘埃乙炔等许多简单的有机物。

此外，在云始终也发现了许多中氨基酸。

根据这些从地球以外获得的资料来看，这些物质步证明了在原始地球化学进化早期阶段可能发生的过程。

同时也说明，化学进化过程不仅发生在原始地球上，而且也林等认为生物大分子必须组成体系，形成界膜并与周围环境明确分开，才可能进一步演变。

所以多分子体系的形成可过程中的一个必不可少的阶段。

他们提出团聚体假说作为研究多分子体系的实验模型。

水溶液和阿拉伯胶水溶液混在一起，在显微镜下看到了无数的小滴，即团聚体。

后来发现，蛋白质与糖类、蛋白质与均可形成团聚体。

团聚体小滴约为1-500微米，外围部分增厚而形成一种膜。

奥巴林把磷酸化酶加到含有组蛋白和阿团聚体小滴内；再把葡萄糖—1—磷酸加到溶液中，后者就会扩散进入团聚体并被磷酸化酶聚合成淀粉。

聚合时释放小滴中扩散出来。

由于阿拉伯胶是一种糖类，故合成的淀粉可是团聚体的体积增大。

当团聚体的体积增大到一定程度滴。

淀粉酶一同加到团聚体的配置物中，则这两种酶都会浓缩在团聚体内，随后发生两步反应：葡萄糖—1—磷酸进入团；淀粉酶则把淀粉分解为麦芽糖，后者与磷酸根一道扩散回到周围溶液中。

可以设想，如果团聚体能自行制造磷酸中又有足够的葡萄糖-1-磷酸作“食物”，则他们就既能化成，又能分解。

如合成速度大于分解速度，团聚体球就能殖”。

由于团聚体模型能表现出这些最简单的生物学特性，所以引起人们的注意。

国学者福克斯（S.W.Fox）提出的。

福克斯等把酸性类蛋白放到稀释的盐溶液中，加热溶解，冷却后放在显微镜下观大小均一的球状小体，福克斯称它为类蛋白微球体。

为2微米，其形状和大小与球菌相似。

结构较稳定。

贮存数周，不会丧失结构的完整，经离心收集后结构仍不改变。

层膜与周围环境进行有选择性的物质交换。

它们在高渗溶液中收缩，在低渗溶液中膨胀；能通过“出芽”和分裂方式脱羧、脱氨和氧化还原等类酶活性。

蛋白质，，因它除有一定量肽键外，还有大量其他化学键，故不能被蛋白酶完全水解。

它的类酶活性很低，并且几乎重要意义的是合成酶的活性。

但类蛋白是以20种天然氨基酸为原料，在模拟原始地球的干热条件下产生出来的，较成有机物（如白明胶、阿拉伯胶等）有更大的说服力，所以受到广泛的重视。

第二节生物进化的证据生物学中论证生物进化的最佳实例。

的演化舞台。

故生物学家对欧洲和美洲新生代地层进行研究，发掘到千百具马的化石，所以证据完备，进化过程十分概括为以下几个阶段：Hyracotherium）是马的最早祖先。

出现在5800年前新生代第三纪始新世，生活在北美洲。

体高约30厘米，背部弯趾，中趾大，第一趾消失；后足三趾，第一和第五趾退化。

臼齿小，齿冠低。

始祖马很像狐狸，可以隐藏在矮树林里为食物。

Mesohippus）又称中马，是生活在渐新世的一种森林三趾马。

前后足都是三趾，虽然中趾开始发达，但趾间隙很宽。

身体免陷入柔软的森林湿土中。

牙齿也是低冠齿，仍然适于噬食水分较多的嫩叶。

erychippus)又称原马，是生活在中新世的一种草原三趾马。

这种马身体逐渐增大到羊那样，背脊由弧形弯曲变为硬分出三趾，但中趾增大，约为侧趾的三倍，侧趾已失去了步行的功能。

臼齿变为高冠齿，有复杂的皱褶，说明食料已球表面以辽阔草原代替了森林，中新马从林间生活转向草原，只有适于以干草为食的高冠齿和有奔跑能力的四肢，才。

Pliohippus）是生活在上新世初期的一种马类。

这种马随着环境的变化，出现了跟现代马相近的结构。

牙齿更为进化二和第四趾都相继退化，只剩下肢状的遗迹。

quus)又称真马。

它起源于北美洲，早在更新世初期迁移到其他大陆，成为一种世界性的马。

背部平直，四肢强壮，蹄。

高冠齿的咀嚼面更为复杂，适于咀嚼各种草类。

克尔（E.Haeckel）根据动物形态学和胚胎学方面的研究，于1866年提出了“生物发生律”，或称“生物重演律”。

的证据。

例如，蛙的个体发育经历了以下几个阶段：相当于进化过程中的单细胞生物阶段。

当于多细胞群体生物的阶段。

早期相当于腔肠动物阶段，出现三胚层后相当于涡虫阶段。

，相当于脊索动物文昌鱼的阶段。

当于鱼类阶段。

两栖类阶段。

这一事例说明了蛙的个体发育，反映了蛙的系统发育过程。

反映在形态变化上，也反映在生理生化等方面。

例如鱼类身体中的含氮废物一般以氨的形式排出体外。

两栖类（成体，而在蝌蚪期，则和鱼类一样以氨的形式排泄。

鸟类以尿酸的形式排泄体内的含氮废物。

可是在鸟胚胎发育过程中，泄含氮废物，6-8天的幼胚则以尿素为主排出含氮废物，10天以后的胚胎却变成以尿酸为主要形式排出含氮废物了发育重演系统发育的情况并不是绝对的，它只能是简单而迅速地重演系统发育，却不能完全重演，并且还具有新的内比较短促，胚胎发育的条件也不同于系统发育。

因此在应用“重演律”论证进化问题时，要注意对具体情况作具体功器官、痕迹器官解剖学上的证据出同源器官外，还有同功器官和痕迹器官。

例子是脊椎动物的前肢。

脊椎动物的前肢虽在外形和功能上有很大差异，但内部结构无论是神经、肌肉或骨骼却又都是由肱骨、尺骨和桡骨、腕骨、掌骨和指骨组成的。

只是大小和形状不一样，掌骨和指骨数目不完全相同而已。

这种由较近的共同祖先发展而来的，它们的前肢由相似的原基发育而来。

有形态、功能不同而在发育中起源相同的器官。

如豌豆的卷须和小蘖的刺，都是叶的变态；马铃薯的块茎和葡萄的卷态和功能相似，而起源和结构不同的器官。

例如鸟得以和昆虫的翅，它们虽然都适于飞翔，但内部结构和起源很不相有骨骼，外被羽毛；而昆虫的翅是膜状结构，由胸部的体壁向外扩展而成。

又如山楂的刺和刺槐叶基的刺都有保护作是变态的托叶。

同样，马铃薯和甘薯都有形态相似的适于贮藏养料的器官，但前者是块茎，后者是块根，来源不同。

生物之间虽没有直接的亲缘关系，不是直接来源于同一祖先，但由于它们的某些器官适应相同的环境，用于相同的功形成了相似的形态。

等生物体上保存的功能基本消失的器官残迹。

这些器官在它们的祖先体内曾经是发达的，并且具有一定的功能。

如生化，只在体内保存着髋骨、股骨和胫骨的遗迹。

人体内也有痕迹器官，如盲肠、阑尾、动耳肌、瞬膜、体毛和尾椎骨退化的花被，仙人掌有针状叶，也都是痕迹器官。

，可以追溯到具有这些器官的生物与其他生物的亲缘关系和进化线索。

例如鲸退化的后肢骨的存在，说明它们是从陆痕迹器官是证明生物进化的有力证据。

第三节生物进化的规律定世纪初，英国的工程师（W.Smith）创建了利用标准化是此丁地层相对年龄的方法。

他注意到在地层的不同位置存在化石在地球历史上一旦绝灭，就不会再重复出现。

于是他把某些分布广泛而又能标志某一地层的特有的化石作为标准龄。

例如雷氏三叶虫可作为距今6亿年寒武纪的标准化石；裸蕨可作为距今4亿年泥盆纪的标准化石；三角恐龙可作准化石等等。

这种方法比较简便，目前还在应用。

特（B.Bboltwood）首创利用放射性同位素衰变的原理来测定地层的相对年龄。

放射性元素的衰变进行得缓慢而有规且每种放射性元素的半衰期又都是一定的。

例如233铀蜕变为206铅的半衰期是451.1亿年。

如果发现了含铀的岩石铅的比例，就可算出该地层的绝对年龄。

遍存在的元素，不能应用于各种地层。

所以后来又相继发展了钾—氩法和碳—氮法。

钾的放射性同位素40钾蜕变为于40钾在地层中广泛存在，所以现在各个地层绝对年龄的测定大都是用钾—氩法。

碳的放射性同位素14碳蜕变为来测定6万年到1千年范围的地层年龄则更为精确。

栖类的起源现于泥盆纪的淡水中，三叠纪以后，海水中才有它的同类。

从前曾认为这类鱼早已灭绝，可是自1938年后在南非附鱼，经过研究，得知它们正是保留到今天的总鳍鱼，是动物界最珍贵的“活化石”之一。

总鳍鱼类头骨结构上的特必要时可以行使呼吸功能。

其偶鳍的结构与陆生动物的五趾型附肢也很相似。

这就给演化提供了内在条件。

研究，在泥盆纪末期陆地气候温暖潮湿，已出现真正陆生植物。

到了石炭纪陆生植物已十分繁茂。

当时的森林如巨大沿着广阔的湖岸生长。

结果，大量植物残体落入水中腐败，导致水中氧气缺乏或水域干涸，不少古代硬骨鱼死亡。

而一因为它们依赖偶鳍的支撑力，能从干涸的泥塘里爬行出来，移到有水的池塘。

同时具有气呼吸功能的鳔，也使它能活时间。

期，最早的两栖类动物坚头类（如鱼石螈）出现了。

它们的牙齿同总鳍鱼类一样，头骨和肢骨的结构都与总鳍鱼类十最早的两栖类是在池沼干涸的条件下，从幸存的总鳍鱼类进化而来的。

第四节生物进化的理论和遗传的论述栽培植物、饲养动物和自然界生物的考察，认为生物界普遍存在着变异，其中大部分变异是微小的，也有些变异是了的环境对生物体的影响是变异的主要原因。