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变异与选择

IGCSE 生物 · 第 18 主题

训练
讲义 词汇表
18.1

变异

大纲
Core Supplement
1 Describe variation as differences between individuals of the same species
2 State that continuous variation results in a range of phenotypes between two extremes; examples include body length and body mass
3 State that discontinuous variation results in a limited number of phenotypes with no intermediates; examples include ABO blood groups, seed shape in peas and seed colour in peas
4 State that discontinuous variation is usually caused by genes only and continuous variation is caused by both genes and the environment
5 Investigate and describe examples of continuous and discontinuous variation
6 Describe mutation as genetic change 9 Describe gene mutation as a random change in the base sequence of DNA
7 State that mutation is the way in which new alleles are formed 10 State that mutation, meiosis, random mating and random fertilisation are sources of genetic variation in populations
8 State that ionising radiation and some chemicals increase the rate of mutation

来源:剑桥国际大纲

一大群人
人们在许多遗传特征上显示广泛的变异。

变异(variation)意味着同一物种(species)个体之间的差异。有两种类型:

  • 连续变异(continuous variation)——两个极端之间表现型(phenotypes)的一个平滑范围(例如身长和体重)。
  • 不连续变异(discontinuous variation)——几个分开的表现型,中间什么都没有(例如 ABO 血型(ABO blood groups),或豌豆的种子形状)。

不连续变异通常只由基因(genes)引起。连续变异由基因和环境(environment)两者引起——例如,你的身高取决于你的基因,也取决于你的饮食。

两个图:连续变异作为一条平滑的钟形身高曲线,和不连续变异作为血型 O、A、B 和 AB 的四个分开的条
连续变异是一个平滑的范围;不连续变异落入分开的组

Mutation

一个突变(mutation)是一个遗传改变。突变是新****等位基因(alleles)被制造的方式,所以它们是所有变异的原始来源。(补充) 一个基因突变(gene mutation)是 DNA 的碱基序列(base sequence)中的一个随机改变。

DNA 碱基的一个改变制造一个新等位基因
一个突变改变 DNA 碱基,制造一个新等位基因

电离辐射(ionising radiation,如 X 射线)和一些化学物提高突变的速率(rate)。(补充) 遗传变异的其他来源是减数分裂(meiosis)、随机交配和随机受精(fertilisation)。

探索

Variation lab

Classify examples of variation by pattern and cause.

词汇表 训练
英文 中文 拼音
variation 变异 biàn yì
species 物种 wù zhǒng
continuous variation 连续变异 lián xù biàn yì
phenotypes 表现型 biǎo xiàn xíng
discontinuous variation 不连续变异 bù lián xù biàn yì
ABO blood groups 血型 xuè xíng
genes 基因 jī yīn
environment 环境 huán jìng
mutation 突变 tū biàn
alleles 等位基因 děng wèi jī yīn
gene mutation 基因突变 jī yīn tū biàn
base sequence 碱基序列 jiǎn jī xù liè
ionising radiation 电离辐射 diàn lí fú shè
rate 速率 sù lǜ
meiosis 减数分裂 jiǎn shù fēn liè
fertilisation 受精 shòu jīng
18.2

适应性特征

大纲
Core Supplement
1 Describe an adaptive feature as an inherited feature that helps an organism to survive and reproduce in its environment
2 Interpret images or other information about a species to describe its adaptive features
3 Explain the adaptive features of hydrophytes and xerophytes to their environments

来源:剑桥国际大纲

一个适应特征(adaptive feature)是一个帮助一个生物体在它环境生存(survive)和生殖(reproduce)的遗传(inherited)特征。

(补充)

  • 水生植物(hydrophytes,水生植物)有像气腔的特征以帮助它们浮起,以及叶上表面的气孔。
  • 旱生植物(xerophytes,沙漠植物)有像厚蜡质角质层、少而小的气孔,以及储存水的能力的特征——都是为了减少水分流失。
探索

Selection shapes adaptations

On a dark, sooty tree the better-camouflaged moths survive and breed, so the population shifts — adaptive features arise by natural selection.

词汇表 训练
英文 中文 拼音
adaptive feature 适应特征 shì yìng tè zhēng
inherited 遗传 yí chuán
survive 生存 shēng cún
reproduce 生殖 shēng zhí
hydrophytes 水生植物 shuǐ shēng zhí wù
xerophytes 旱生植物 hàn shēng zhí wù
18.3

选择

大纲
Core Supplement
1 Describe natural selection with reference to: (a) genetic variation within populations (b) production of many offspring (c) struggle for survival, including competition for resources (d) a greater chance of reproduction by individuals that are better adapted to the environment than others (e) these individuals pass on their alleles to the next generation 4 Describe adaptation as the process, resulting from natural selection, by which populations become more suited to their environment over many generations
5 Describe the development of strains of antibiotic resistant bacteria as an example of natural selection
2 Describe selective breeding with reference to: (a) selection by humans of individuals with desirable features (b) crossing these individuals to produce the next generation (c) selection of offspring showing the desirable features
3 Outline how selective breeding by artificial selection is carried out over many generations to improve crop plants and domesticated animals and apply this to given contexts 6 Outline the differences between natural and artificial selection

来源:剑桥国际大纲

自然选择:桦尺蛾

自然选择(natural selection)解释一个物种如何变得更适合它的环境:

  1. 一个种群中有遗传变异(由突变引起)。
  2. 生物体产生许多后代(offspring)——多于能存活的。
  3. 有一个生存斗争,为食物和空间等资源(resources)竞争(competition)。
  4. 更好适应(adapted)的个体更可能存活和生殖。
  5. 它们传递它们的等位基因,所以有益的等位基因在下一代变得更常见。
一张自然选择的流程图:种群中的变异、多于能存活的后代、一个斗争和竞争、最好适应的存活和生殖,以及它们的等位基因被传递
自然选择:最好适应的存活、生殖并传递它们的等位基因
一张深色、几乎黑色的桦尺蛾的照片,它翅膀平展地停在一个苍白的编织表面上
桦尺蛾的深色(黑化)型——在被烟熏黑的树皮上受青睐的型

(补充) 经过许多代这使种群更适合它的环境;这个过程叫适应。一个清晰的例子是抗生素(antibiotic)耐药细菌(bacteria):少数细菌携带一个耐药(resistant)等位基因并在抗生素中存活,然后繁殖,直到整个种群耐药。

例题。 某种蛾大多是浅色的。煤烟把它们停歇的树干熏黑,几十年内大多数蛾都变成了深色。请用自然选择解释。变异本来就存在:偶然地有少数深色蛾,由突变引起。在被熏黑的树皮上,深色蛾伪装得更好,所以鸟吃掉的更少,它们更可能存活。存活者繁殖,把深色的等位基因传给后代,所以它每一代都变得更常见,直到大多数蛾都是深色。按这条链来写:变异、存活、繁殖、等位基因变得更常见。蛾不是为了躲藏才变黑的 - 只是深色的那些存活得更多。

探索

Natural selection

Individuals best suited to their environment survive and pass on their genes — so the population changes over time.

探索

Natural selection

Run the generations: birds eat the moths that stand out, so the camouflaged ones survive and breed — the population shifts to match the forest.

词汇表 训练
英文 中文 拼音
natural selection 自然选择 zì rán xuǎn zé
many offspring 后代 hòu dài
competition 竞争 jìng zhēng
resources 资源 zī yuán
adapted 适应 shì yìng
antibiotic 抗生素 kàng shēng sù
bacteria 细菌 xì jūn
resistant 耐药 nài yào
练习卷
18.3

选择育种

选择育种(selective breeding,也叫人工选择(artificial selection))中,人类选择哪些生物体繁殖:

  1. 选择有你想要特征的个体。
  2. 把它们杂交以产生下一代。
  3. 选择显示那些特征的后代,并经过许多代重复。
一张选择育种的流程图:选择有想要特征的亲代、育种它们、选择最好的后代,并经过许多代重复以得到一个改良的作物或动物
在选择育种中,人类经过许多代选择哪些生物体繁殖

这被用来改良农作物(crops,例如一个更高的产量)和农场动物(例如给更多奶的奶牛)。

(补充) 关键的区别:在自然选择中环境决定哪些个体存活;在人工选择中人类决定。

探索

Selective breeding

Humans choose which organisms breed, to develop a useful feature over many generations.

词汇表 训练
英文 中文 拼音
selective breeding 选择育种 xuǎn zé yù zhǒng
artificial selection 人工选择 rén gōng xuǎn zé
crops 农作物 nóng zuò wù
18.3

考试技巧

  • 连续变异 = 一个范围(基因 + 环境);不连续 = 分开的组(只有基因)。
  • 突变制造新等位基因——所有变异的来源。辐射和一些化学物提高突变速率。
  • 自然选择:变异 → 太多的后代 → 斗争和竞争 → 最好适应的存活和生殖 → 它们传递它们的等位基因。
  • 细菌中的抗生素耐药性是自然选择在行动。
  • 选择育种(人工选择):人类挑选亲代;在自然选择中,环境"挑选"。

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