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蒋世禄的生物课堂内外

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【引用】2011上海卷基因突变利害问题  

2011-06-20 11:05:50|  分类: 教材研究探讨 |  标签: |举报 |字号 订阅

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2011年普通高等院校招生统一考试生命科学试题(上海卷)

8.基因突变在生物进化中起重要作用,下列表述错误的是
A.A基因突变为a基因,a基因还可能再突变为A基因
B.A基因可突变为A1、A2、A3……,它们为一组复等位基因
C.基因突变大部分是有害的
D.基因突变可以改变种群的基因频率

人教版教科书(不是生命科学版)

2011上海卷基因突变利害问题 - 夜听雨 - 夜听雨:生物教育与互动学习
 
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从而理解不是所有的基
因突变都会导致生物体性状的改变。所以,基因突变对于生物体来说,有的有害,有的有利,有的既无害也无利。

14.中性学说以及对中性学说的评价

20世纪60年代以来,基于对蛋白质和核酸分子的进化改变的研究,分子进化论这门新兴学科开始兴起。最早提出分子进化中性学说(neutral theory of molecular evolution)的是日本学者木村资生(1968年)。1969年,美国学者金(J.K.King)和朱克斯(T.H.Jukes)也发表了主张中性学说的论文,名为《非达尔文主义进化论》(non Darwinian evolution)。

中性学说的中心论点是:分子层次上的生物进化不是由自然选择作用于有利突变引起的,而是在连续的突变压之下,由选择中性或非常接近中性的突变的随机固定造成的。这里所说的选择中性的突变是指对当前适应度没有影响的突变。

中性学说的主要论据是:分子层次上的大多数突变是选择中性的;蛋白质和核酸的进化速率高而且相对恒定;突变压在进化中的作用得到越来越多的证实;按群体遗传学的数学模式计算出来的自然选择代价过高,不符合实际情况。

中性学说提出之后,一些学者强调它与自然选择学说之间的矛盾,认为二者之间只能有一个是正确的。其实连中性学说的创始人木村资生也不是对自然选择学说完全否定,他曾经说过:“中性说是始终以分子水平结构来提问题的。至于表现型水平,我没有讲过什么。……这只有用达尔文自然选择学说来解释吧!”他还指出,至少有一小部分突变具有适应意义而受到自然选择的惠顾。

科学发展过程中往往不是一个新理论的出现就完全否定了先前的理论,而是对原有理论做出补充、修正和发展。一定理论可以应用于一定的范围,解释一定层次上的现象,但却往往不能应用于其他层次或范围。中性学说是在分子层次上研究进化的理论,它揭示了分子进化规律,并且强调了随机因素和突变压在进化中的作用,这是对综合进化理论的补充。选择只作用于表现型,不能直接作用于分子,因此,中性学说虽然很好地解释了分子多态性的起源,但却未能解释表现型的适应进化。

15.渐变论与骤变论争论的焦点和各自的论据

按照达尔文的进化理论,生物是在长期的、连续的渐变中进化的,各种适应性特征的形成来源于微小的有利变异的逐渐积累。综合进化理论从群体遗传学的角度对渐变的机制做出了更深入的阐述。骤变论者不同意这样的观点,他们认为生物的新种是骤变产生的。骤变论的系统提出者是德弗里斯(H. de Vires)。他在月见草的研究中得到许多新的变异类型,其中有的植株粗,有的特别短,有的叶脉呈红色。他将这些变异称为突变,认为突变是不连续的变异,并能直接产生新种,不必像达尔文所说的需要由微小的变异逐渐积累。现代的骤变论者主要是一些古生物学家,他们通过对化石的研究发现,在进化史上,相当长的时间内处于进化较为沉寂的时期,新种的化石很少;有时大量的物种化石集中出现在较短的地质年代,如寒武纪大爆发。

1972年,艾德里奇(N. Eldredge)和戈尔德(S.Gould)提出断续平衡论,也译为间断平衡说。这个学说认为化石的不连续性是历史的真实反映,这正说明生物的进化是不连续的,新物种是短时间内迅速出现的,然后是长时间的进化停滞,直到另一次快速的物种形成出现。

目前,关于渐进式进化和断续式进化的证据都不少,这说明两种观点并不是对立的,两种情况可能都是存在的。

16.寒武纪大爆发

寒武纪是古生代的第一个纪。近年来的研究证据表明,寒武纪大约是从距今5.44亿年前至距今5.05亿年前。地球上最早的生命大约是在距今38亿年前出现的。在从38亿年前到6亿年前这长达32亿年的时间里,生物进化的速率是十分缓慢的。最早的原核生物可能出现在35亿年前。最早的真核生物可能出现在20亿年前,从那时直至距今6亿年前,地球上的生物几乎都是单细胞生物。从寒武纪开始,地球上突然出现种类繁多的多细胞动物,人们称这种现象为“寒武纪大爆发(Cambrian explosion)”,也叫“寒武纪大爆炸”。

寒武纪大爆发的化石证据包括小壳化石、布尔吉斯型特异埋藏的软躯体生物群以及令人震惊的我国云南澄江生物群。

小壳化石并不是一个分类单元的名称,而是指在寒武纪初大量繁盛的、个体微小、具有硬壳的多门类海洋无脊椎动物化石,包括软舌螺、似牙形石、软体动物以及大量分类地位不明确的化石。

布尔吉斯型生物群属于软躯体生物化石群,即在特异保存条件下,保存了生物生前未矿化的软体部分的化石群。现在全世界已经发现的布尔吉斯型生物群共有9处,全部限于早寒武纪和中寒武纪。其中化石材料最丰富的是1909年于加拿大发现的中寒武纪布尔吉斯岩生物群。几乎所有的动物门类在这一生物化石群中都发现了相应的化石,这一发现曾在全世界引起极大的震撼。

澄江生物群也属于布尔吉斯型生物群,出自我国云南省澄江县抚仙湖东北,其地质年代比加拿大的布尔吉斯岩生物群还要早1 500万年,属于早寒武纪。澄江生物群包括藻类、分类位置不明的管栖生物、海绵动物、开腔骨类、腔肠动物(含栉水母类)、叶足类、环节动物以及脊索动物等。这一发现使寒武纪大爆发再度成为热门话题。它不仅证实了大爆发式进化事件在5.3亿年前确实曾经发生,而且说明在短短数百万年期间,几乎所有现存动物门类和许多已经绝灭的生物,都突发式地出现于寒武纪地层,而在更古老的地层却没有其祖先型的生物化石出现。因此,有学者说寒武纪大爆发可看成是动物门类结构蓝图诞生的大事件。

 

基因突变大部分是有害的吗?

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