第六章 染色体与生物进化 (1)
第六章.染色体变异

以“原型 1系”为标准与其它变系比较,结果发现:
“原型2系” 1 18 和 2 17 的易位纯合体; “原型3系” 11 21 和 12 22 的易位纯合体;
“原型4系” 3 21 和 4 22 的易位纯合体。
另外,易位染色体再次发生易位也可形成新变系:
94变系是1 1 17
3.降低倒位杂合体上连锁基因的重组率:
产生的交换配子数明显减少,故重组率降低。 倒位杂合体非姐妹染色单体之间在倒位圈内外发生交换后可以
产
生以下 4 种情况: ①.无着丝点断片(臂内倒位杂合体),在后期Ⅰ丢失;
②.双着丝点的缺失重复染色体单体(臂内倒位杂合体),在成为后
期桥折断后形成缺失染色体,得到这种缺失染色体的孢子不育 ;
③.单着丝点的重复缺失染色体(臂间倒位杂合体)和缺失染色体(臂
内倒位杂合体),得到它们的孢子也是不育; ④.正常或倒位染色单体,得到它们的孢子可育。 所以,倒位杂合体的大多数含交换染色单体的孢子是不育的, 这
如:玉米第5染色体的5a倒位(臂间倒位)是长臂0.67到短臂 0.0之间的倒位。 0.0
a2
猫叫综合症(第5号染色体短臂缺失):
婴儿啼哭如猫叫,一般伴随有小头症和 智力迟钝。
2.含缺失染色体的个体遗传反常(假显性): McClintock B.,1931,玉米X射线辐射试验。
Parents
plpl
PL
PLPL
Gamet e
pl
PL
F1
紫株 372 pl
PL
pl
绿株 2
二
重 复
一、重复的类别
易位杂合体自交后代的表现: 交替式分离 可育配子:含两个正常染色体(1和2),或含两个易位染色体 (12和21)。 自交后代中: 1/4:完全可育的正常个体(1,1和2,2); 2/4:半不育易位杂合体(1,12,2,21); 1/4:完全可育的易位纯合体(12,12,21,21)。 易位接合点相当于一个半不育的显性遗传单位(T),因为易位杂合体基因型为 (Tt)。 (遗传学应用:3种方式列举:自交和2种测交!基因型与表型须一致仅有1种测交)
染色体结构与功能的变异与进化

染色体结构与功能的变异与进化染色体是位于细胞核中的重要结构,由DNA和多种不同类型的蛋白质组成。
它们承载并传递基因,控制个体的遗传特征,因此对生物进化和适应环境具有至关重要的作用。
在漫长的进化过程中,染色体的结构和功能发生了复杂的变化和调整,为生物的多样性和适应性提供了坚实的基础。
一、染色体结构的变异1、染色体数量的变化染色体数量的变异是可能出现在进化历程中的,对物种进化甚至物种形成有重要影响。
例如,智人与其近亲大猩猩仅有两对染色体差异,而其他一些灵长类动物则拥有三对或更多染色体。
对于一个物种而言,染色体数量的变化很可能会导致不同个体间的基因重组出现障碍,进而导致生殖障碍,或产生新的基因组合并赋予新特性。
2、染色体结构变化染色体结构发生变更也是可能的,这包括:染色体端部、中部等位置发生DNA序列的互换、染色体的分割、染色体段的漏失等。
其中,染色体互换事件(介导重组和非介导重组)是不可避免的反转录作用所带来的,是调整染色体结构的重要手段。
3、染色体的多倍化大面积多倍化事件是进化过程中的重要机制之一。
通过有性和无性生殖以及杂交,某些物种在进化过程中学会了让自己拥有更多的染色体(即多倍体)。
多倍体可以带来基因组级别的复杂变化,即基因的自由重组将产生多种表现型,从而促进物种的进化。
二、染色体功能的变异1、染色体DNA的序列变异染色体DNA的结构和序列的变异是对进化很重要的方面之一。
单核苷酸突变、小片段插入和缺失、大漏失和染色体倒位是染色体序列变异的主要类型。
2、DNA表观遗传修饰DNA表观遗传学研究的焦点在于如何避免或应对不同环境的挑战。
染色体表观遗传修饰,包括DNA甲基化和组蛋白翻译化修饰,对基因的表达和功能会产生影响。
特别是在维持基因表达稳态和染色体结构的变化适应性方面起到重要作用。
3、染色体特定区域的不同变异类型在进闸过程中,染色体中一些特定区域的变化也是可能发生的。
例如:由于快速发生的染色体再组合和/或基因重复失衡而导致的染色体区域的扩张和缩小;基因家族的增加或减少,以及与不同的重要功能联系的染色体段的扩张。
洛阳市高中生物必修二第六章生物的进化知识点总结归纳

洛阳市高中生物必修二第六章生物的进化知识点总结归纳单选题1、稻蝗属的三个近缘物种①日本稻蝗、②中华稻蝗台湾亚种和③小翅稻蝗中,①与②、①与③的分布区域有重叠,②与③的分布区域不重叠。
为探究它们之间的生殖隔离机制,进行了种间交配实验,结果如表所示。
下列叙述错误的是()注:精子传送率是指受精囊中有精子的雌虫占确认交配雌虫的百分比A.实验结果表明近缘物种之间也可进行交配B.生殖隔离与物种的分布区域是否重叠无关C.隔离是物种形成的必要条件D.②和③之间可进行基因交流答案:D分析:1 .物种是指能够在自然状态下相互交配丙产生可育后代的一群生物。
2 .生殖隔离是指不同物种之间一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能产生可育后代的现象。
A、由表格中的交配率的结果可知,表明近缘物种之间也可进行交配,A正确;B、已知①与②、①与③的分布区域有重叠,②与③的分布区域不重叠,但从交配率和精子传送率来看,说明生殖隔离与物种的分布区域是否重叠无关,B正确;C、隔离包括地理隔离和生殖隔离,隔离是物种形成的必要条件,C正确;D、②和③之间②与③的分布区域不重叠,故存在地理隔离;两者属于两个近缘物种,表中②×③交配精子传送率100%,即使交配成功,由于存在生殖隔离,也不能进行基因交流,D错误。
故选D。
2、马(2N=64)和驴(2N=62)交配后产生的骡子既具有驴的负重能力和抵抗能力,又有马的灵活性和奔跑能力,是非常好的役畜,但不能生育。
下列有关分析错误的是()A.骡子体细胞中含有63条染色体,2个染色体组B.骡子不育与细胞中不含同源染色体、减数分裂过程异常有关C.马和驴能杂交生出骡子,但马和驴之间存在生殖隔离D.该实例说明动物的精卵识别具有高度的物种特异性答案:D分析:骡体内的63条染色体有32条来自于马,31来自于驴,因此这63条染色体中没有同源染色体,因此骡不能进行正常的减数分裂,不能产生生殖细胞,因此无生殖能力,从而证明马和驴之间存在生殖隔离。
高中生物必修二第六章生物的进化重难点归纳(带答案)

高中生物必修二第六章生物的进化重难点归纳单选题1、家蝇对某类杀虫剂产生了抗性,如图表示对甲、乙、丙三个地区家蝇种群的敏感性和抗性基因型频率调查分析的结果。
下列叙述正确的是()A.甲、乙、丙地区家蝇种群中抗性基因的频率分别为12%、20%、8 .5%B.由图可知,甲、乙、丙地区家蝇种群所有的抗性基因构成了基因库C.杀虫剂能使家蝇产生抗药性变异,决定了生物进化的方向D.使用杀虫剂是一种人工选择,这是生物进化的动力之一答案:A分析:分析柱形图可知,杂合子家蝇具有抗性,说明抗性对敏感性是显性性状,若用A表示抗性基因,a表示敏感性基因,则甲地区中aa=78%,Aa=20%, AA=2%;乙地区中aa=64%,Aa=32%,AA=4%;丙地区中aa=84%,Aa=15%, AA=1%。
A、甲地区抗性基因(A)的频率为2%+ 1/2×20%=12%,同理,乙地区的抗性基因的频率为4%+1/2×32%=20%,丙地区中抗性基因的频率为1%+1/2×15%=8 .5%, A正确;B、种群的基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因,B错误;C、杀虫剂不能使家蝇产生抗药性变异,只是起到选择的作用,留下了抗杀虫剂的家蝇,决定了生物进化的方向,C错误;D、经过人工选择保留下来的个体的性状是人类所需要的,而向这些地区喷洒杀虫剂致使害虫抗药性增加,保留下来的是抗药性强的害虫,但害虫的抗药性强这一性状并不是人类所需要的,因此不属于人工选择,而属于自然选择,D错误。
故选A。
2、下列关于生物进化的叙述正确的是()A.新物种产生不一定发生了生物进化B.生殖隔离一定是不同种群的生物不能交配C.野生红眼果蝇种群中出现了白眼突变个体,该种群的基因频率发生改变D.达尔文自然选择学说没有阐明遗传变异的本质,但解释了进化的实质。
答案:C分析:生物进化的实质是基因频率的改变,影响基因频率变化的因素有突变和基因重组、迁入和迁入、自然选择、遗传漂变、非随机交配等;可遗传变异为生物进化提供原始材料,自然选择决定生物进化的方向,自然选择通过定向改变种群的基因频率而使生物朝着一定的方向进化。
高中生物必修二第六章生物的进化知识点总结归纳完整版(带答案)

高中生物必修二第六章生物的进化知识点总结归纳完整版单选题1、陆生脊椎动物和人在胚胎发育过程中会出现鳃裂,这说明()A.鳃裂将来发育成肺B.胚胎的呼吸依靠鳃裂C.胚胎在水环境中发育而成D.陆生脊椎动物和人的原始祖先生活在水中答案:D分析:两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类和人,彼此间的差异十分显著,但是它们的胚胎在发育初期都很相似,即都有鳃裂和尾,只是到了发育晚期,除鱼以外,其他动物和人的鳃裂都消失了,人的尾也消失了,这种现象说明高等脊椎动物是从某些古代的低等动物进化而来的,所以在生物的个体发育过程中,迅速重演了它们祖先的主要发育阶段,即都有尾。
同时,也说明古代脊椎动物原始的共同祖先生活在水中,所以陆生脊椎动物和人在胚胎发育过程中出现了鳃裂。
两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类和人,彼此间的差异十分显著,但是它们的胚胎在发育初期都很相似,即都有鳃裂,只是到了发育晚期,除鱼以外,其他动物和人的鳃裂都消失了,由此可以说明脊椎动物和人的原始祖先生活在水中,D正确,故选D。
2、基因重组是指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,下列描述错误的是A.基因重组是生物多样性的原因之一B.基因重组有可能发生在有丝分裂的后期C.基因重组可能发生在减数第一次分裂的后期D.基因重组有可能发生在减数第一次分裂的四分体时期答案:BA、基因重组是生物多样性的原因之一,A正确;B、基因重组发生在减数第一次分裂的前期或后期,有丝分裂不可能发生基因重组,B错误;C、基因重组的来源之一是:在减数第一次分裂后期,非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的自由组合而组合,C正确;D、基因重组的来源之二是:在减数第一次分裂四分体时期,同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体的交换而交换,导致染色单体上的基因重组,D正确。
故选B。
3、下列关于遗传漂变和自然选择的叙述,正确的是()A.遗传漂变在大种群中更易发生B.遗传漂变能产生新的可遗传变异C.遗传漂变和自然选择不都是进化的因素D.遗传漂变和自然选择均可打破遗传平衡答案:D分析:发生在一个小群体内,每代从基因库中抽取形成下一代个体的配子时,会产生较大误差,由这种误差引起群体基因频率的偶然变化,叫做遗传漂变。
细胞遗传学6染色体数目变异

2n-1
n-1
n
(n-2)Ⅱ+ 3Ⅰ n
2n-1 n-1 单体转移
5.小麦的5B效应与Ph基因
➢ 小麦的5B效应: ➢ 5B染色体的存在与否,对于部分同源染色 体配对有重要作用的现象 ➢ Ph基因: ➢ 位于5B染色体的长臂上,控制小麦部分同 源染色体配对的基因,显性纯合状态时,促进同源 染色体配对〔严格〕,隐性纯合或缺体5B,部分同 源染色体配对.出现三价体或多价体.
➢ 外部形态——巨大性 ➢ 化学成分——降低 ➢ 生理功能——生长缓慢 ➢ 代谢产物——某些产物含量增加 ➢ 对生态环境的要求 ➢ 引起二倍体自交不亲和系统的改变
——变弱或完全消失
代谢产物——某些产物含量增加
2n=4x蔬菜 2n=4x烟草
2n=4x黑麦草 2n=4x作物种子
2n=4x玉米
2n=2x蔬 Vc 菜
相似的问题
如何用单体确定小麦隐性突变基因位于哪一条染 色体上?
图解说明如何用单端二体把小麦的红皮基因〔R1〕 定位到相应的染色体中或染色体臂上?
<2>单体分析——单体的细胞遗传学技术
染色体代换 〔chromosome substitution〕:
以某品种或近缘种的某条染色体来取代 另一个栽培品种一条相应的同源染色体或 部分同源染色体.
小孢子母细胞 大孢子母细胞
n=2x的孢子或配子 n=2x的孢子或配子
4x个体
四倍体的产生—--人工产生
➢ 愈伤组织 ➢ 高温或低温处理授粉后的幼胚 ➢ 秋水仙素等化学药品 ➢ 加倍药剂:除莠剂、杀虫剂、化学诱变
剂、生物碱、富民农、有机汞杀菌剂 ➢ 组织培养结合秋水仙素处理 ➢ 体细胞杂交
2. 四倍体的效应
高中生物必修二第六章生物的进化总结(重点)超详细(带答案)

高中生物必修二第六章生物的进化总结(重点)超详细单选题1、中国境内生存着四川大熊猫和陕西大熊猫两个亚种,前者更像熊,后者更像猫。
两者虽然是近亲,但它们近30万年来一直处于地理隔离状态。
已知四川大熊猫的X染色体上有一对等位基因 M/m。
下列相关叙述错误的是()A.在陕西大熊猫的X染色体上可能也存在基因M/m 或其等位基因B.四川大熊猫和陕西大熊猫的形态差异是在可遗传变异的基础上自然选择的结果C.两地区的大熊猫由于长期的地理隔离,导致基因库差别较大,因而属于不同物种D.加快同一亚种内大熊猫碎片化小种群之间的基因交流,这有助于减少近亲繁殖和遗传衰退问题答案:C分析:种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质是种群基因频率的改变。
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,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种形成。
在这个过程中,突变和基因重组产生生物进化的原材料,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。
A、四川大熊猫与陕西大熊猫为两个亚种,有共同的祖先,故在陕西大熊猫的X染色体上也可能存在基因M或m及其等位基因,A正确;B、可遗传变异为生物进化提供原材料,四川大熊猫更像熊,陕西大熊猫更像猫,这是在可遗传变异的基础上自然选择的结果,B正确;C、题干信息并未表明四川大熊猫与陕西大熊猫已产生生殖隔离,故无法判断两者是否属于不同物种,C错误;D、加快同一亚种内大熊猫碎片化小种群之间的基因交流,要恢复它们的栖息地,加快秦岭山系内部小种群之间的交流,同时要阻断两个亚种的接触,这有助于减少近亲繁殖和遗传衰退问题,D正确。
故选C。
2、受精前隔离是指隔离发生在生物交配受精以前,包括时间、空间、生物的形态和行为等方面的原因所造成的隔离。
现有菊科植物的两个种群,生活在同一区域,在自然状态下,前者在夏季开花,后者在早春开花,不能正常杂交繁殖后代。
下列叙述不正确的是()A.地理隔离属于受精前隔离范畴B.菊科两个种群开花季节不同是自然选择的结果C.两个种群内的生物属于同一物种D.两个种群因基因库的差异将导致隔离的产生答案:C分析:生物多样性形成的过程:生物多样性是长期自然选择的结果。
部编版高中生物必修二第六章生物的进化典型例题

(名师选题)部编版高中生物必修二第六章生物的进化典型例题单选题1、同一玉米棒上存在多种颜色玉米粒的现象称为“斑驳”。
科学家在研究“斑驳”的成因时,发现某些染色体片段可以在非同源染色体间跳跃。
这种染色体结构变异属于()A.缺失B.重复C.倒位D.易位答案:D分析:染色体结构变异包括染色体片段的缺失、重复、易位和倒位,易位是非同源染色体之间的交换,倒位是发生在同一条染色体上的位置颠倒。
由分析可知,发生在两条非同源染色体的非姐妹染色单体间会发生了片段交换属于染色体结构变异中的易位,D正确。
故选D。
小提示:本题旨在考查学生对可遗传变异的类型的理解和掌握,并应用相关知识进行推理、解答问题。
2、下列有关生物进化和物种形成的描述,正确的是()A.是否形成新物种是生物进化的标志B.生殖隔离一旦形成就标志着新物种的产生C.环境条件保持稳定,种群的基因频率就不会发生变化D.在物种形成过程中,地理隔离和生殖隔离是同时出现的答案:B分析:现代进化理论的基本内容是:①进化是以种群为基本单位,进化的实质是种群的基因频率的改变;②突变和基因重组产生进化的原材料;③自然选择决定生物进化的方向;④隔离导致物种形成;共同进化是不同物种之间,生物与无机环境之间,在相互影响中不断进化和发展。
A、生物进化的实质是种群基因频率的改变,A错误;B、生殖隔离是新物种形成的标志,B正确;C、基因突变是不定向的、随机发生的,所以即便环境没有改变,种群的基因频率也可能会因基因突变发生改变,C错误;D、物种形成过程中,一般是先经过地理隔离然后产生生殖隔离,或者不经过地理隔离直接产生生殖隔离,D 错误。
故选B。
3、亚胺培南是临床治疗铜绿假单胞菌(一种细菌,简称PA)感染的一种重要抗生素。
下表为某医院检测PA 对亚胺培南耐药率的变化情况。
下列分析错误的是()B.4年间,PA种群的基因频率发生定向改变C.基因突变为PA的进化提供了原材料D.日常生活中滥用亚胺培南将提高PA的耐药性答案:A分析:现代生物进化理论的内容:种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质是种群基因频率的改变。
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③转座的遗传学效应 导致基因组扩增 使基因组的突变率增高 促进基因重排, 造成基因的倒位,易位,重复,缺失, 同源转座元件的重组可导致基因的缺失或易位.
普通小麦 异源六倍体 (2n=6x=42) AABBDD
一粒小麦 (AA)
AABB (硬粒小麦) 2n=4x=28
×
× 斯卑尔脱 山羊草(BB) AB
方穗山羊草 ( DD )
普通小麦 异源六倍体 (2n=6x=42) AABBDD
ABD
②个别染色体的增加
2n+1 2n+2 ……
普通小麦AABBDD
Nature 461, 1079-1083
日韩联合研究小组发现,黑猩猩与人类Y染色体DNA 碱基序列的差异为1.78%,大于基因组碱基序列的 整体差异,表明人类Y染色体的进化速度比其他染色体 快。 Y染色体是决定哺乳动物雄性性别的染色体,这一 染色体上的遗传信息通常在父子之间传递。 日本理化研 究所基因组科学综合研究中心和韩国科学家组成的联合 研究小组在最新一期《自然· 遗传学》杂志网络版上发表 文章说,他们通过解析京都大学灵长类研究所一只雄性 黑猩猩的Y染色体碱基,发现其与人类Y染色体碱基序 列的差异为1.78%。而美国《科学》杂志曾刊登过 一篇文章,报道科学家从黑猩猩基因图中取出6.4万 个DNA片段,构建了人与黑猩猩对比的基因组物理图。 科学家通过比较发现,两者的碱基对排列有98.77 %完全相同,从而认为人与黑猩猩的DNA序列差异只 有1.23%。
酵母的基因组是14Mb,而与酵母处于同一水平的变形虫 却具有与鲸鱼相近的基因组(>20万Mb)!
高等的被子植物的基因组是50Mb,而低等的蕨类植物却 高达30万Mb。 动物方面,海绵的基因组是49Mb,哺乳动物和人类是3000 Mb,但硬骨鱼类的基因组却高达14万Mb。
•原核生物基因组大小变化范围很小,最大和最小的基因组间 差距仅为20倍。 •真核生物基因组大小变化范围很大,最大和最小的基因组间 差距达到80000倍。但其间的基因数相差不是太大,只有40~ 50倍。真核生物基因组的变化主要是非基因序列的含量变化 导致。
第六章:染色体与生物进化
一、染色体的进化
(一)染色体数目的进化
(二)染色体结构的进化 (三)染色体功能的进化
(一)染色体数目的进化
1、总趋势:染色体数目的增加或减少
2、途径 1)增加 ①基本染色体组的增加 同种染色体复制而细胞不分裂,形成同源多倍体; 具有不同染色体组物种的杂种加倍形成异源多倍体。
2、基因组结构的进化
基因组扩增 基因家族的进化
假基因的进化
转座与基因组的进化 基因的水平转移
(1)基因组扩增 包括基因组的整体扩增和区域扩增,基因组的整体扩 增主要指整个染色体组或整条染色体的倍增,区域扩增 是指基因组中某些区域的重复。 基因组扩增的机制 A 基因组整体倍增(DNA复制后染色体不分离) B 基因组区域扩增(不等交换,转座,复制滑移)
在家族基因的致同进化中,基因转换比不等交换更具有优越性
基因转换不改变基因家族中的基因数目.
基因转换适于串联重复基因,也适用于散布式的重复基因. 基因转换在方向性上更有利于致同进化
(3)假基因的进化
①什么是假基因
指基因组中与某一功能基因的序列高度同源,但没有功 能的DNA片段。 ②假基因产生的途径 A、基因重复
二、基因和基因组的进化
1.基因的进化 (1)基因结构的进化——内含子的起源与进化 (2)基因功能的进化——功能的分化与多功能 (3)新基因的起源
2.基因组的进化 (1)基因组进化的总趋势 (2)基因组结构的进化
(一)基因的进化
1. 基因结构的进化
(1)内含子的起源
内含子(intron):在原初转录物中,通过RNA拼接反应而被 去除的RNA序列,或基因中与这种序列对应的DNA序列。
(三)染色体功能的进化
主要体现在性染色体与常染色体的分化
1901年美国细胞学家麦克朗(C. E. Mc Clung )在直翅 目昆虫中首先发现并确定了性染色体. 人类中,X染色体和Y染色体虽然相差很大,有各自的 分化区,但它们在各自的长臂末端仍有一段配对区。这在 一定程度上说明了它们最初有可能是完全配对的。进一步 的研究表明,性染色体是逐渐从一对原始的同源染色体分 化而来。
①后起源说 认为内含子作为间隔序列,插入到连续编码的基因序列 中形成的。内含子是在真核生物出现后才产生的。
难以解释:内含子是如何插入到基因中而不造成基因功能的 损伤; 内含子序列从何而来……
②先起源说
内含子在最早的DNA基因组出现时就已经演化出来了,早 期的内含子具有自我催化,自我复制能力,是原始基因和基 因组中必不可少的一部分,现代原核内含子是一类进化遗迹;
研究人员说,黑猩猩与人类Y染色体碱基序列 差异大于基因组碱基序列的整体差异,表明人 类Y染色体的进化速度比其他染色体快。研究 人员还发现,黑猩猩的Y染色体中不存在基因 “CD24L4”。这一基因指导合成人类免 疫细胞表面的蛋白质。 研究人员认为,约500万年前人类和黑猩猩 由共同的祖先形成分支开始独立进化后,人类 的Y染色体才获得了“CD24L4”基因, 这一基因或许可以解释人类与黑猩猩在应对传 染病的免疫功能方面的差异。
( 2 ) 形成新种 (2 个果蝇物种 melanogaster 和 Simulans ,二者 形态相似, 自然状况下可 以杂交 ,但后代不育 ,二 者染色体结构有区别:有 1 个大的倒位, 5 个短的倒位 和14个小节的差异)。
通过比较马、猫、狗、猪、牛、大鼠、小鼠、和人类的基 因组,科学家得到了对哺乳动物染色体进化的一些深刻了 解。这项工作也许能带来对肿瘤如何可能与染色体断裂有 关的更好地了解,染色体断裂导致染色体进化。作者报告 说,自6500万年前以恐龙灭绝结束的晚白垩世以来,哺乳 动物染色体断裂和染色体进化的速度增加了。在染色体的 断裂点能发生很大的进化活动。比如在断裂点,来自另一 个染色体或同一染色体的其它部位的DNA能被插入断裂的 染色体重新安排该处的DNA。染色体断裂点在进化中趋向 于被重新使用,染色体的着丝粒通常与断裂点重新使用有 关。作者确定出40个灵长类特异的断裂点,这些断裂点发 生在8500万年前锯齿类和灵长类分离之后。William Murphy和同事用基因组序列以及来自5个哺乳动物目的8个 物种的高密度比较图来推断影响染色体动态的进化过程。
1、基因组进化的总趋势
(1)核酸含量的变化 从原核生物到真核生物,其基因组大小和DNA含量是随 着生物进化复杂程度的增加而稳步上升的,这是因为较复杂 的生物需要更多的基因数目和基因产物。 但DNA含量大小并不能完全说明生物进化的程度和遗传复 杂性的高低,这种现象称为C值悖理(C value paradox)。
(3)选择性剪接
指从一个基因转录出来的 RNA 前体,通过不同的剪接 方式形成不同的成熟mRNA,产生不同的蛋白质。
(4)基因共享(一因两用或多用)
指基因及其产物在进化中无变化,但却在保持原有功能 的情况下又被用于生命体系的其他方面,也即获得了多种 功能。 如鸟类和鳄鱼的ε-眼晶体蛋白与LDH-B4的氨基酸序列 相同,且具有相同的乳酸脱氢酶活性。经分析二种蛋白 实际是由同一基因编码的同一种蛋白。
美日两国科学家近日在棘鱼(stickleback fish)身上的 实验首次显示,新的性染色体的进化驱动了脊椎动物新 种的形成。相关研究成果9月27日在线发表于《自然》 杂志。
直至目前,多数证据显示新物种的产生是因适应环境而 致。但日本东北大学进化生物学家Jun Kitano领导研究 小组发现,日本海棘鱼拥有着与其祖先不同的性染色体, 其祖先的Y染色体与一个常染色体融合,创造出了一个 新的性染色体。 研究小组还观察到,雄性日本海棘鱼比其祖先表现出更 多的攻击性交配行为,使得进化自祖先群体的雌性避免 与它们交配。而且在实验室测试中,这两种群体交配产 生的后代是不育的。
研究小组发现,造成雄性日本海棘鱼攻击性交配行为的 基因位于这一新的Y染色体上。这种交配行为阻止了两 种群体进行交配,使得日本海棘鱼成为了一个新种。 瑞士联邦水生科技研究所鱼类生态学家和进化学家Ole Seehausen表示,这一研究是“非凡的”,“这是首次研 究显示,脊椎动物性染色体进化与新种进化之间存在直 接联系”。
(2)基因家族的进化
什么是基因家族?
在基因组进化 中,一个基因通过 基因重复产生了两 个或更多的拷贝, 这些基因即构成一 个基因家族。
基因家族进化的方式——致同进化 一个基因家族的成员通过遗传上的相互作用,使得 所有成员可以作为一个整体一起进化。
机制:不等交换、基因转换 不等交换
基因转换
在染色单体间交换时,杂种DNA间的异常碱 基对校正时,使一个基因变成它的等位基因,从 而出现基因不规则现象,称基因转换。
基因可以通过基因突变、重叠基因、选择性 剪接、基因共享来实现功能的进化。
(1)基因突变
肽 第3位 第8位 亮氨酸 精氨酸
催产素
牛、羊
9个氨基酸 异亮氨酸 苯丙氨酸
增血压素 9个氨基酸
(2)重叠基因
指 在 同 一 条 DNA 片段上,由不同的 可读框所构成的所 有互相重叠的基因。 如 : φX174 单 链 DNA 噬 菌 体 , 直 径 仅 20nm ,全序列 5375 个 bp ,仅可编码 9 种 蛋白质,同一段 DNA 序列能为 2 种蛋 白编码。
3. 新基因的起源
基因重复 基因延长 外显子改组(基因杂合)
(1)基因重复
①什么是基因重复
指部分或整个基因序列在基因组中的倍增,前者 是基因内部重复即一个基因的部分区域,在基因内 发生了倍增,常常造成基因延长,后者则是完全基 因重复。
②基因重复的原因 A、不等交换 B、额外的基因拷贝 整合到基因组中. C、染色体数目增加
指由同一个等位基因的不等交换造成基因内部重复