《基因與演化》課件

《基因與演化》基因與演化是生命科學(xué)的核心概念，揭示了生物世界的奧秘。什么是基因?遺傳信息基因是攜帶生物遺傳信息的單位，決定了生物的性狀。DNA片段基因是由脫氧核糖核酸（DNA）的特定片段構(gòu)成，位于染色體上?；虻慕Y(jié)構(gòu)1基因2外顯子編碼蛋白質(zhì)的序列3內(nèi)含子非編碼序列4啟動(dòng)子控制基因表達(dá)的序列5終止子終止基因轉(zhuǎn)錄的序列DNA分子的結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)DNA分子由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈組成。堿基配對(duì)兩條鏈通過(guò)氫鍵連接，形成堿基對(duì)：A-T，C-G。核苷酸每條鏈由脫氧核糖、磷酸基團(tuán)和堿基組成。基因表達(dá)的過(guò)程1轉(zhuǎn)錄DNA序列被轉(zhuǎn)錄為信使RNA（mRNA）。2翻譯mRNA被翻譯成蛋白質(zhì)。3蛋白質(zhì)折疊蛋白質(zhì)折疊成具有特定功能的三維結(jié)構(gòu)?；蛲蛔?基因序列改變基因突變是指DNA序列發(fā)生永久性的改變。2隨機(jī)發(fā)生突變可以是自發(fā)的，也可以由環(huán)境因素引起。3影響多樣突變可能對(duì)生物體無(wú)影響，也有可能導(dǎo)致疾病或進(jìn)化。常見的基因突變類型點(diǎn)突變單個(gè)堿基發(fā)生改變。插入突變DNA序列中插入新的堿基。缺失突變DNA序列中缺失部分堿基。基因突變的影響遺傳疾病突變會(huì)導(dǎo)致遺傳病，例如鐮狀細(xì)胞貧血癥。癌癥某些基因突變會(huì)導(dǎo)致癌癥，例如BRCA1/2基因突變。進(jìn)化突變是生物進(jìn)化的原材料，為自然選擇提供遺傳多樣性。自然選擇環(huán)境壓力生物面臨著來(lái)自環(huán)境的壓力，例如食物短缺或捕食者。適應(yīng)性擁有有利性狀的個(gè)體更容易生存下來(lái)。繁殖適應(yīng)性強(qiáng)的個(gè)體更容易繁殖后代，將有利性狀傳遞下去。適者生存1長(zhǎng)頸鹿長(zhǎng)頸鹿的脖子更長(zhǎng)，可以吃到高處的樹葉。2進(jìn)化優(yōu)勢(shì)在食物短缺的時(shí)期，長(zhǎng)頸鹿更容易獲得食物。3后代遺傳長(zhǎng)頸鹿將長(zhǎng)脖子的性狀遺傳給后代。非自然選擇1人工選擇人類選擇具有特定性狀的生物進(jìn)行繁殖。2農(nóng)業(yè)發(fā)展人類培育出高產(chǎn)、抗病的農(nóng)作物品種。3家畜培育人類培育出產(chǎn)奶量高、肉質(zhì)好的家畜品種。性選擇雄性競(jìng)爭(zhēng)雄性生物通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)來(lái)獲得交配權(quán)。雌性選擇雌性生物選擇具有吸引力的雄性進(jìn)行交配。遺傳漂變基因流動(dòng)基因交流不同種群之間發(fā)生基因的交流。物種融合基因流動(dòng)可以導(dǎo)致不同種群的基因庫(kù)混合。多樣性維持基因流動(dòng)可以維持種群的遺傳多樣性。隔離種群的進(jìn)化1地理隔離2基因差異隔離的種群發(fā)生不同的突變，導(dǎo)致基因庫(kù)差異。3適應(yīng)性進(jìn)化每個(gè)種群適應(yīng)不同的環(huán)境，形成不同的性狀。4物種形成經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的進(jìn)化，隔離的種群可能形成新的物種。協(xié)同進(jìn)化相互影響兩種或多種物種之間相互影響，共同進(jìn)化。相互適應(yīng)物種之間相互適應(yīng)，形成緊密的生態(tài)關(guān)系。進(jìn)化動(dòng)力協(xié)同進(jìn)化是生物進(jìn)化的重要?jiǎng)恿χ?。共生關(guān)系互利共生兩種生物互相有利，例如珊瑚和藻類。寄生一種生物寄生在另一種生物體內(nèi)，例如蛔蟲寄生在人體內(nèi)。共棲兩種生物生活在一起，一方獲益，另一方無(wú)明顯影響，例如藤壺附著在鯨魚身上。病毒與宿主的共進(jìn)化1病毒突變病毒不斷發(fā)生突變，以適應(yīng)宿主。2宿主免疫宿主進(jìn)化出免疫系統(tǒng)來(lái)抵抗病毒。3協(xié)同演化病毒和宿主在長(zhǎng)期相互作用中共同進(jìn)化。共適應(yīng)的進(jìn)化花蜜花朵進(jìn)化出鮮艷的顏色和香味，吸引傳粉昆蟲。傳粉昆蟲進(jìn)化出長(zhǎng)長(zhǎng)的口器，可以吸食花蜜。互利共生花朵和昆蟲相互依賴，共同進(jìn)化。人類的起源與進(jìn)化靈長(zhǎng)類動(dòng)物人類起源于靈長(zhǎng)類動(dòng)物，與黑猩猩有共同的祖先。直立行走人類祖先進(jìn)化出直立行走，解放了雙手。大腦容量增大人類大腦容量逐漸增大，智力水平不斷提高。語(yǔ)言與文化人類進(jìn)化出語(yǔ)言能力和文化，成為地球的主宰。智人的演化1智人現(xiàn)代人類的學(xué)名是智人，約20萬(wàn)年前出現(xiàn)。2擴(kuò)張智人從非洲起源，逐漸擴(kuò)散到全球。3文明智人創(chuàng)造了文明，改變了地球的面貌。直立行走解放雙手直立行走解放了雙手，可以進(jìn)行更復(fù)雜的操作。工具使用雙手可以制作和使用工具，提高了生存能力。適應(yīng)環(huán)境直立行走使人類適應(yīng)更廣闊的環(huán)境。大腦容積的增大1認(rèn)知能力大腦容量增大，提升了人類的認(rèn)知能力。2社會(huì)協(xié)作更復(fù)雜的大腦支持了人類的社會(huì)協(xié)作。3文化傳承大腦可以學(xué)習(xí)和傳承文化，促進(jìn)文明發(fā)展。語(yǔ)言的起源1溝通工具語(yǔ)言是人類進(jìn)行溝通交流的工具。2文化傳承語(yǔ)言是文化傳承的重要載體。3社會(huì)發(fā)展語(yǔ)言促進(jìn)了社會(huì)發(fā)展和文明進(jìn)步。文化演化知識(shí)積累文化是人類社會(huì)知識(shí)、技能和價(jià)值觀的積累。傳承創(chuàng)新文化不斷傳承和創(chuàng)新，推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步。多樣性世界各地的文化呈現(xiàn)出豐富多彩的特點(diǎn)?；蚬こ袒蚋脑炖没蚬こ碳夹g(shù)改造生物的基因。農(nóng)業(yè)應(yīng)用培育高產(chǎn)、抗病的農(nóng)作物品種。醫(yī)學(xué)應(yīng)用開發(fā)新的藥物和治療方法?？寺〖夹g(shù)復(fù)制生物克隆技術(shù)可以復(fù)制生物，產(chǎn)生與原生物遺傳信息完全相同的個(gè)體。應(yīng)用前景克隆技術(shù)在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。遺傳病的診斷與治療1基因檢測(cè)利用基因檢測(cè)技術(shù)診斷遺傳病。2基因治療利用基因治療技術(shù)治療遺傳病。3精準(zhǔn)醫(yī)療基因檢測(cè)和基因治療為精準(zhǔn)醫(yī)療提供新的方法。生物多樣性與保護(hù)1生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性是生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，維持著地球生命的平衡。2保護(hù)措施保護(hù)生物多樣性是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。3可持續(xù)發(fā)展保護(hù)生物多樣性，實(shí)現(xiàn)人與自