新福建省高中生物会考纲要必修二遗传与进化.docx
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新福建省高中生物会考纲要必修二遗传与进化
高中生物会考纲要
必修二:
遗传与进化
专题一:
遗传的细胞基础
1、减数分裂是进行有性生殖的生物在产生成熟生殖细胞时,进行的染色体数目减半的细胞分裂。
在减数分裂过程中,染色体只复制一次,而细胞分裂两次,减数分裂的结果是成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖的细胞的减少一半。
2、减数分裂的过程:
1、部位:
动物的精巢、卵巢;植物的花药、胚珠
2、精子的形成:
3、卵细胞的形成
1个精原细胞(2n) 1个卵原细胞(2n)
间期:
染色体复制细胞体积增大 间期:
染色体复制细胞体积增大
第一次分裂
DNA加倍,染色体不加倍DNA加倍,染色体不加倍
1个初级精母细胞(2n) 1个初级卵母细胞(2n)
前期:
联会、四分体、交叉互换(2n) 前期:
联会、四分体交叉互换(2n)
中期:
同源染色体排列在赤道板上(2n) 中期:
同源染色体排列在赤道板上(2n)
后期:
配对的同源染色体分离(2n)后期:
配对的同源染色体分离(2n)
末期:
细胞质均等分裂,染色体数目减半末期:
细胞质不均等分裂
2个次级精母细胞(n)1个次级卵母细胞+1个极体(n)
前期:
(n)前期:
(n)
第二次分裂
中期:
(n)中期:
(n)
后期:
着丝点断裂,姐妹染色单体分后期:
着丝点断裂,姐妹染色单体分开,开,染色体体数目加倍(2n)染色体体数目加倍(2n)
末期:
细胞质均等分裂(n)末期:
细胞质不均等分裂(n)
4个精细胞(n)1个卵细胞(n)+3个极体(n)
变形
4个精子(n)三个极体都退化消失,只形成一个卵细胞
3、精子的形成与卵细胞的形成过程的比较
精子的形成
卵细胞的形成
不同点
形成部位
精巢
卵巢
过 程
精细胞变形
不需变形
性细胞数
一个精原细胞形成四个精子
一个卵原细胞形成一个卵细胞和三个极体
相同点
都经过减数分裂,精子和卵细胞中染色体数目是体细胞的一半
4、
减数第一次分裂
减数第二次分裂
前期
中期
后期
末期
前期
中期
后期
末期
染色体
2n
2n
2n
n
n
n
2n
n
染色单体
4n
4n
4n
2n
2n
2n
0
0
DNA数目
4n
4n
4n
2n
2n
2n
2n
n
5、同源染色体:
一条来自父本,一条来自母本,且形态、大小一般相同,在减数分裂前期相互配对的两条染色体。
6、联会:
同源染色体两两配对的现象。
7、四分体指减数第一次分裂同源染色体联会后的每对同源染色体中含有四条姐妹染色单体。
8、一对同源染色体=一个四分体=2条染色体=4条染色单体=4个DNA分子。
9、细胞分裂图的判断
10、受精作用:
精子和卵细胞相互识别,融合成为受精卵的过程。
11、经受精作用受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目,其中有一半的染色体来自精子(父方),另一半来自卵细胞(母方)。
12、受精作用的意义:
减数分裂形成的配子,染色体组成具有多样性,导致不同配子遗传物质的差异,加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性,同一双亲的后代必然呈现多样性,这种多样性有利于生物在自然选择中进化,体现了有性生殖的优越性。
13、进行有性生物的生物来说,减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体的数目恒定,对于生物的遗传和变异,都有重要意义。
专题二:
遗传的分子基础
1、DNA是遗传物质的证据是肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌实验。
2、肺炎双球菌的转化试验:
(1)实验目的:
证明什么事遗传物质。
(2)实验材料:
S型细菌、R型细菌
菌落
菌体
毒性
S型细菌
表面光滑
有荚膜
有
R型细菌
表面粗糙
无荚膜
无
(3)过程:
①R型活细菌注入小鼠体内小鼠不死亡。
②S型活细菌注入小鼠体内小鼠死亡。
③杀死后的S型细菌注入小鼠体内小鼠不死亡。
④无毒性的R型细菌与加热杀死的S型细菌混合后注入小鼠体内,小鼠死亡。
⑤从S型活细菌中提取DNA、蛋白质和多糖等物质,分别加入R型活细菌中培养,发现只有加入DNA,R型细菌才能转化为S型细菌。
(4)结果分析:
①→④过程证明:
加热杀死的S型细菌中含有一种“转化因子”;⑤过程证明:
转化因子是DNA。
结论:
DNA是遗传物质。
3、噬菌体侵染细菌的实验:
(1)实验目的:
噬菌体的遗传物质是DNA还是蛋白质。
(2)实验材料:
噬菌体。
(3)过程:
①T2噬菌体的蛋白质被35S标记,侵染细菌。
②T2噬菌体内部的DNA被32P标记,侵染细菌。
(4)结果分析:
测试结果表明:
侵染过程中,只有DNA进入细菌,而35S未进入,说明只有亲代噬菌体的DNA进入细胞。
子代噬菌体的各种性状,是通过亲代的DNA遗传的。
DNA才是真正的遗传物质。
4、RNA是遗传物质的证据:
(1)提取烟草花叶病毒的蛋白质不能使烟草感染病毒。
(2)提取烟草花叶病毒的RNA能使烟草感染病毒。
5、结论:
绝大多数生物的遗传物质是DNA,DNA是主要的遗传物质。
极少数的病毒的遗传物质不是DNA,而是RNA。
6、DNA分子的基本组成单位、碱基互补配对原则
DNA分子的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸。
碱基互补配对原则:
A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对;G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。
7、DNA分子双螺旋结构的主要特点:
一是由两条链组成的,这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构;二是DNA分子中的脱氧核糖磷酸交替连接排在外侧,构成基本骨架,碱基排列在内侧;三是两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,并且碱基配对有有一定的规律:
A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对;G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。
双链DNA中腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量.鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量。
组成核酸的化学元素为C、H、O、N、P,核酸是一切生物的遗传物质。
核酸的基本组成单位是核苷酸,核苷酸由一分子五碳糖,一分子含氮碱基,一分子磷酸。
(若五碳糖是核糖时则合成的核苷酸为核糖核苷酸,若五碳糖是脱氧核酸时,则合成的核苷酸为脱氧核糖核苷酸)
8、DNA分子结构模型的建立过程P47-48
9、基因是有遗传效应的DNA片段
(1)、基因的定义:
基因是有遗传效应的DNA片段
(2)、DNA是遗传物质的条件:
a、能自我复制b、结构相对稳定
c、储存遗传信息d、能够控制性状。
(3)、DNA分子的特点:
多样性、特异性和稳定性。
10、DNA分子的多样性和特异性
DNA分子的多样性主要表现为遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中和碱基的排列顺序千变万化。
特异性主要表现为碱基的特定特定的排列顺序。
11、DNA分子的复制的时期、过程、条件、特点、实质和生物学意义
复制时期:
有丝分裂间期和减数第一次分裂的间期
过程:
(1)解旋:
DNA首先利用细胞提供的能量,在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开。
(2)合成子链:
以解开的每一段母链为模板,在DNA聚合酶等酶的作用下,利用细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,各自合成与母链互补的一段子链。
(3)形成子代DNA:
每条新链与其对应的模板盘旋成双螺旋结构。
这样,复制结束后,一个DNA分子就形成里两个完全相同的DNA分子。
条件:
模板(DNA的双链)、能量(ATP水解提供)、酶(解旋酶和聚合酶等)、原料(游离的脱氧核苷酸)
特点:
边解旋边复制;半保留复制
实质:
随着染色体的复制而完成
意义:
DNA分子通过复制,将遗传信息从亲代传给了子代,保持了遗传信息的连续性
准确复制的原因:
(1)DNA分子独特的双螺旋结构提供精确的模板。
(2)通过碱基互补配对保证了复制准确无误。
12、遗传信息的转录和翻译P63、P66
转录:
在细胞核内,以DNA一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA的过程。
翻译:
在细胞质中,以信使RNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
转录
翻译
时间
个体生长发育的整个过程
场所
主要在细胞核
细胞质的核糖体
模板
DNA的一条链
mRNA
原料
4种核糖核苷酸
20中氨基酸
条件
酶(RNA聚合酶等)、ATP
酶、ATP、tRNA
产物
一条单链RNA
多肽链
模板去向
恢复原样,与非模板链重新绕成双螺旋结构
分解成单个核苷酸
特点
边解旋边转录
一个mRNA上结合多个核糖体,同时合成多条肽链
碱基配对
A-U,T-A,C-G,G-C
A-U,U-A,C-G,G-C
遗传信息传递
DNA→mRNA
mRNA→蛋白质翻译
意义
表达遗传信息,使生物表达出各种性状
13、中心法则及其发展:
14、RNA与DNA的比较:
比较项目
DNA
RNA
组成
单位
基本组成
单位不同
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
五碳糖
脱氧核糖
核糖
碱基不同
DNA中特有的是胸腺嘧啶
RNA中特有的是尿嘧啶
结构不同
规则的双螺旋结构
一般为单链,能通过核孔
RNA有三种:
信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)、核糖体RNA(rRNA)
mRNA上3个相邻的碱基决定一个氨基酸。
每3个这样的碱基称为1个密码子。
蛋白质合成的“工厂”是核糖体,搬运工是转运RNA(tRNA)。
每种tRNA只能转运并识别1种氨基酸,其一端是携带氨基酸的部位,另一端有3个碱基,称为反密码子。
专题三:
遗传的基本规律
1、孟德尔豌豆杂交实验
(一)一对相对性状的杂交:
P:
高茎豌豆×矮茎豌豆DD×dd
↓↓
F1:
高茎豌豆F1:
Dd
↓自交↓自交
F2:
高茎豌豆矮茎豌豆F2:
DDDddd
3:
11:
2:
1
基因分离定律的实质:
在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
(二)二对相对性状的杂交:
P:
黄圆×绿皱P:
YYRR×yyrr
↓↓
F1:
黄圆F1:
YyRr
↓自交↓自交
F2:
黄圆绿圆黄皱绿皱F2:
Y--R--yyR--Y--rryyrr
9:
3:
3:
19:
3:
3:
1
在F2代中:
4种表现型:
两种亲本型:
黄圆9/16绿皱1/16
两种重组型:
黄皱3/16绿皱3/16
9种基因型:
纯合子YYRRyyrrYYrryyRR共4种×1/16
半纯半杂YYRryyRrYyRRYyrr共4种×2/16
完全杂合子YyRr共1种×4/16
基因自由组合定律的实质:
位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
2、孟德尔实验成功的原因:
(1)正确选用实验材料:
㈠豌豆是严格自花传粉植物(闭花授粉),自然状态下一般是纯种
㈡具有易于区分的性状
(2)由一对相对性状到多对相对性状的研究(从简单到复杂)
(3)对实验结果进行统计学分析
(4)严谨的科学设计实验程序:
假说-------演绎法
3、遗传学中常用概念及分析
(1)性状:
生物所表现出来的形态特征和生理特性。
相对性状:
同一种生物同一种性状的不同表现类型。
举例:
人的卷发和直发等。
性状分离:
杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象。
显性性状:
在DD×dd杂交试验中,F1表现出来的性状即为显性。
用大写字母表示。
用D表示。
隐性性状:
在DD×dd杂交试验中,F1未显现出来的性状为隐性。
用小写字母表示,用d表示。
(2)纯合子:
相同基因(遗传因子)组成的个体。
如DD或dd。
其特点纯合子是自交后代全为纯合子,无性状分离现象。
杂合子:
不同基因(遗传因子)组成的个体。
如Dd。
其特点是杂合子自交后代出现性状分离现象。
(3)杂交:
如:
DD×ddDd×ddDD×Dd等。
自交:
如:
DD×DDDd×Dd等
测交:
F1(待测个体)与隐性纯合子杂交的方式。
如:
Dd×dd
正交和反交:
二者是相对而言的,
如甲(♀)×乙(♂)为正交,则甲(♂)×乙(♀)为反交;
如甲(♂)×乙(♀)为正交,则甲(♀)×乙(♂)为反交。
4、表现型指生物个体表现出来的性状,控制相对性状的基因叫做等位基因,与表现型有关的基因组成叫做基因型。
5、杂合子和纯合子的鉴别方法:
常用测交方法最简单。
自交方法较省力,但时间长。
若后代无性状分离,则待测个体为纯合子
测交法
若后代有性状分离,则待测个体为杂合子
若后代无性状分离,则待测个体为纯合子
自交法
若后代有性状分离,则待测个体为杂合子
例:
奶牛毛色黑白斑对红白斑是显性,要鉴定一头黑白斑公牛是否为纯合子,最简单的实验方案是A.与纯种黑白斑母牛交配B.与杂种黑白斑母牛交配
C.与纯种红白斑母牛测交D.研究其双亲的表现型
6、遗传的分离定律
基因分离规律实质:
减数第一次分裂后期等位基因分离
基因的自由组合定律
(1)、孟德尔对自由组合现象的解释:
必修2P10
规律:
F2:
黄圆 :
黄皱 :
绿圆 :
绿皱=9:
3:
3:
1
四种表现型:
黄圆 :
黄皱 :
绿圆 :
绿皱
九种基因型:
1YYRR 2YYRr 2YyRR 4YyRr (黄圆)
1YYrr 2Yyrr(黄皱) 1yyRR 2yyRr(绿圆) 1yyrr(绿皱)
在每一种表现型中均有一个纯合体,共有4个纯合体,占F2中4/16
(2)、基因自由组合规律的实质:
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自由组合。
7、性别决定:
雄性个体有2个异型性染色体,雌性个体有2个相同的性染色体的类型,称为XY型。
这类生物中,雌性是同配性别,即体细胞中含有2个相同的性染色体,记作XX;雄性的体细胞中则含有2个异型性染色体,其中一个和雌性的X染色体一样,也记作X,另一个异型的染色体记作Y,因此体细胞中含有XY两条性染色体。
XY型性别决定,在动物中占绝大多数。
全部哺乳动物、大部分爬行类、两栖类以及雌雄异株的植物都属于XY型性别决定。
植物中有女娄菜、菠菜、大麻等。
ZW型性别决定
凡雌性个体具有2个异型性染色体,雄性个体具有2个相同的性染色体的类型,称为ZW型。
这类生物中,雄性是同配性别。
即雌性的性染色体组成为ZW,雄性的性染色体组成为ZZ。
鸟类、鳞翅目昆虫、某些两栖类及爬行类动物的性别决定属这一类型。
例如家鸡、家蚕等。
8、伴性遗传
(1)概念:
遗传控制基因位于性染色体上,因而总是与性别相关联。
(2)伴X隐性遗传的遗传特点:
隐性致病基因及其等位基因只位于X染色体上。
男性患者多于女性患者。
往往有隔代遗传现象。
女患者的儿子一定患病。
(母病子必病)
9、常见遗传病分类及判断方法:
第一步:
先判断是显性还是隐性遗传病。
方法:
看患者总数,如果患者很多连续每代都有即为显性遗传。
如果患者数量很少,只有某代或隔代个别有患者即为隐性遗传。
(无中生有为隐性,有中生无为显性)
第二步:
判断是常染色体遗传病还是X染色体遗传病
方法:
看患者性别数量,如果男女患者数量基本相同即为常染色体遗传病。
如果男女患者的数量明显不等即为X染色体遗传病。
(特别:
如果男患者数量远多于女患者即判断为X染色体隐性遗传。
反之,显性)
只要有这个典型标志图,肯定为常染色体隐性遗传病;
(口诀:
无中生有为隐性,生女有病为常隐)
只要有这个典型标志图,肯定为常染色体显性遗传病;
(口诀:
有中生无为显性,生女无病为常显)
出现或肯定非伴X隐性;
出现或肯定非伴X显性。
10、基因、蛋白质与性状的关系:
(1)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状,如白化病等。
(2)基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,如镰刀型细胞贫血等。
(3)基因型与表现型的关系:
基因的表达过程中或表达后的蛋白质也可能受到环境因素的影响。
生物体性状的多基因因素:
基因与基因;基因与基因产物;与环境之间多种因素存在复杂的相互作用,共同地精细的调控生物体的性状。
专题四:
生物的变异
1、基因重组的概念、本质、产生的原因和意义
基因重组的概念:
在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。
本质:
控制不同性状的基因的重新组合
原因:
(1)在生物体通过减数分裂形成配子时,随着非同源染色体的自由组合,非等位基因也自由组合;
(2)发生在减数分裂形成四分体时期,位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交换而发生交换(交叉互换),导致染色单体上的基因重组。
实例:
猫由于基因重组产生毛色变异、一母生9子,个个皆不同、除了两个双胞胎,没有两个同胞兄弟姊妹在遗传上完全相同。
基因重组的意义:
基因重组是生物变异的来源之一,对生物的进化具有重要的意义
2、基因突变的概念、原因、特征、意义
概念:
DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起基因结构的改变。
原因:
物理因素,如:
紫外线X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA。
化学因素,如:
亚硝酸等能改变核酸的碱基。
生物因素,如:
某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA等。
特征:
(1)基因突变在自然界是普遍存在的
(2)基因突变是随机发生的、不定向的
(3)在自然状态下,基因突变的频率是很低的。
(4)多数是有害的,但不是绝对的,有利还是有害取决于生物变异的性状是否适应环境。
基因突变的类型:
碱基对的替换、碱基对的增添、碱基对的缺失
基因突变的意义:
基因突变是新基因产生的途径;是生物变异的根本来源;是生物进化的原始材料。
3、染色体结构的变异和数目的变异(A)
染色体变异包括染色体结构、数目的改变,与基因突变不同,染色体变异可以用光学显微镜看见,基因突变是看不见的。
染色体结构的变异:
指细胞内一个或几个染色体发生片段的缺失、增添、倒位或易位等改变
染色体数目的变异:
指细胞内染色体数目的改变可分两类:
一类是细胞内个别染色体的增加或减少,另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。
注:
染色体组:
细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同,携带着控制生物生长发育的全部遗传信息,这样的一组染色体叫一个染色体组
由受精卵发育而成的个体,体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体;体细胞中含有三个或三个以上染色体组的叫多倍体。
体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体,叫单倍体。
单倍体植株长得弱小,而且高度不育。
4、杂交育种
概念:
是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中一起,再经过选择和培育,获得新品种的方法。
原理:
基因重组。
通过基因重组产生新的基因型,从而产生新的优良性状。
优点:
可以将两个或多个优良性状集中在一起。
缺点:
不会创造新基因,且杂交后代会出现性状分离,育种过程缓慢,过程复杂。
5、诱变育种
概念:
指利用物理或化学因素来处理生物,使生物产生基因突变,利用这些变异育成新品种的方法。
诱变原理:
基因突变
诱变因素:
(1)物理:
X射线,紫外线,γ射线等。
(2)化学:
亚硝酸,硫酸二乙酯等。
优点:
可以在较短时间内获得更多的优良性状。
缺点:
因为基因突变具有不定向性且有利的突变很少,所以诱变育种具有一定盲目性,所以利用理化因素出来生物提高突变率,且需要处理大量的生物材料,再进行选择培育。
6、四种育种方法的比较
杂交育种
诱变育种
多倍体育种
单倍体育种
原理
基因重组
基因突变
染色体变异
染色体变异
方法
杂交
激光、射线或化学药品处理
秋水仙素处理萌发种子或幼苗
花药离体培养,经人工诱导使染色体数目加倍
优点
可集中优良性状
时间短
器官大和营养物质含量高
明显缩短育种年限
缺点
育种年限长
盲目性及突变频率较低
动物中难以开展
成活率低,只适用
于植物
举例
高杆抗病与矮杆感病杂交获得矮杆抗病品种
高产青霉菌株的育成
三倍体西瓜
抗病植株的育成
总结:
①单倍体育种方法:
②多倍体育种方法:
例:
三倍体无子西瓜的培育过程图示:
(见右图)
注:
亲本中要用四倍体植株作为母本,二倍体作为
父本,两次使用二倍体花粉的作用是不同的。
7、基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。
通俗地说,就是按照人们的意愿把一种生物的某种基因提取出来,加以修饰改造,然后放到另一种生物的细胞里,定向地改造生物的遗传技术。
8、基因工程最基本的操作工具是基因的剪刀即限制性核酸内切酶(简称限制酶);基因的针线即DNA连接酶;基因的运载体常用质粒、噬菌体、动植物病毒等。
9、基因工程的操作一般经历四个步骤提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的表达和检测。
10、抗虫基因作物的使用,不仅减少了农药的用量,大大降低了生产成本,而且还减少了农药对环境的污染。
11、基因工程生产药品的优点是高效率、高质量、低成本。
12、目前关于转基因生物和转基因产品的安全性,有两种观点,一种观点是转基因生物和转基因食品不安全,要严格控制;另一种观点是转基因生物和转基因食品是安全的,应该大范围推广。
专题五:
人类的遗传病
常染色体
1、单基因遗传病性染色体
人类
遗传病 多基因遗传病:
易受环境影响,群体中发病率高
数目异常
原因
染色体异结构异常
常遗传病:
常染色体:
21三体综合症、猫叫综合症
类型
性染色体:
性腺发育不良
2、危害遗传咨询婚前检测与预防
监测与预防产前诊断:
羊水、B超、孕妇血细胞检查、基因诊断
3、人类基因组计划及其意义
人类基因组计划是测定人类基因组的全部DNA序列,解读其中包含的遗传信息(测24条染色体22+XY)
意义:
可以清楚的认识人类基因的组成、结构、功能极其相互关系,对于人类疾病的诊制和预防具有重要的意义。
4遗传咨询与优生的关系:
在一定的程度上能够有效的预防遗传病的产生和发展
专题六:
生物的进化
1、达尔文自然选择学说的主要观点:
(1)生物都具有过度繁殖的倾向,而资源和空间是有限的,生物要延繁下去必须进行生存斗争;
(2)生物都有遗传和变异的特性,具有有利于变异的个体容易在生存斗争中获胜,并将这些变异遗传下去;
(3)出现不利于变异的个体则容易在生存斗争中被淘汰。
2、现代生物进化理论的主要观点:
(1)种群是生物进化的基本单位;
(2)突变和基因重组产生进化的原材料,自然导致种群基因频率的定向改变;(3)通过隔离形成新的物种;
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