学习指南

变异

生物学· 第18单元:选择与进化· 25 分钟阅读

1. 变异的类型★★☆☆☆⏱ 7 min

📘 定义

变异

变异指同一物种内不同个体生物之间表型或基因型可测量的差异,根据性状的分布方式可分为两大类。

例:

成年人身高的差异是变异的一个常见例子

特征

连续变异

不连续变异

遗传控制

多基因(多个基因)

一个或少数基因

环境影响

影响大

几乎无影响

性状分布

连续范围,无明确分组

离散,明确分组

例子

身高、肤色、作物产量

ABO血型、卷舌、豌豆种子形状

📐 例题

将下列人类性状分类为连续变异或不连续变异:(a) 眼睛颜色,(b) 体重,(c) 镰状细胞贫血状态,(d) 手指长度

  1. 1

    首先回忆核心区别:连续变异存在一系列完整的中间表型,而不连续变异可分为不同的明确组别。

  2. 2

    (a) 眼睛颜色从很浅的蓝色到很深的棕色,存在许多中间色调,因此这是连续变异

  3. 3

    (b) 体重从很低到很高存在完整的范围,不同组别之间没有明确的界限,因此这是连续变异

  4. 4

    (c) 镰状细胞贫血状态分为未患病、携带者和患者三种明确组别,无中间类型,因此这是不连续变异

  5. 5

    (d) 不同个体的手指长度逐渐变化,存在许多中间长度,因此这是连续变异

Exam tip:

回答解释类问题时,务必将变异类型与基因数量关联起来;CIE阅卷官要求体现这种联系。

2. 变异的产生原因★★★☆☆⏱ 10 min

所有变异都来自遗传因素和环境因素的共同作用。只有遗传变异是可遗传的(可从亲代传递给子代),并对长期进化产生贡献。

  • 遗传原因:随机的基因/染色体突变、减数分裂前期I的交叉互换、减数分裂中期I同源染色体的自由组合、配子的随机受精

  • 环境原因:饮食、气候、光照、生活方式和损伤的差异会改变表型

📐 例题

同卵双胞胎共享100%的DNA,但身高往往存在细微差异,请解释该现象。

  1. 1

    由于同卵双胞胎基因型完全相同,任何表型差异都必然来自环境因素,而非遗传变异。

  2. 2

    身高是连续的多基因性状,发育过程中环境因素对其影响很大。

  3. 3

    即使遗传物质完全相同,儿童营养、医疗条件、患病情况甚至发育过程中的子宫环境等因素的差异,也会导致最终成年身高出现可测量的差异。

3. 变异与进化★★★☆☆⏱ 8 min

变异是自然选择和进化的必要前提。如果种群中所有个体遗传物质完全相同,就没有性状可以被选择保留或淘汰,因此种群无法适应环境变化。

有利变异(提高生存和繁殖能力的性状)会在世代传递中频率升高,而有害变异的频率会降低。长期来看,这个过程会导致适应性的产生,最终形成新物种。

📐 例题

变异如何让细菌种群进化出对新型抗生素的耐药性?

  1. 1

    随机基因突变在细菌种群中产生变异:少数个体携带了可产生抗生素耐药性的突变。

  2. 2

    当种群接触抗生素时,所有不耐药的个体死亡,而耐药个体由于有利性状存活下来。

  3. 3

    存活的耐药细菌进行无性繁殖,将耐药等位基因传递给所有子代。经过多代繁殖,所有不耐药个体被淘汰,整个种群都获得了耐药性。

4. 常见陷阱

错误做法:

认为所有连续变异都是纯遗传导致的

原因:

几乎所有连续多基因性状都受环境因素的强烈影响

正确做法:

始终说明连续变异是遗传因素和环境因素共同作用的结果

错误做法:

认为所有变异都是可遗传的

原因:

只有遗传变异可以传递给子代;纯环境导致的变异不可遗传

正确做法:

回答进化相关问题时,要区分可遗传的遗传变异和不可遗传的环境变异

错误做法:

将变异定义为不同物种之间的差异

原因:

在进化的语境中,变异指同一物种个体之间的差异

正确做法:

记住种内变异才是驱动自然选择的变异

错误做法:

认为不连续变异完全不受环境影响

原因:

虽然不连续变异主要由遗传决定,但许多性状的表达会被环境修饰

正确做法:

说明不连续变异很大程度由遗传决定,但承认环境修饰因子可能影响表型的严重程度

5. 速查表

特征

连续变异

不连续变异

基因数量

多个(多基因)

1-2个基因

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真题中的出现

AI 根据考纲规律估算的考点位置,请对照官方真题核实准确性。仅作复习重点参考。

  • 2022 · 2

    对变异类型进行分类

  • 2023 · 4

    关于变异原因的论述题

  • 2021 · 1

    关于变异特征的选择题

深入阅读

下一步

变异是所有进化改变的起点,因此你对这里的理解是选择与进化所有后续主题的基础。接下来,你将探究自然选择如何作用于变异,随时间改变种群中的等位基因频率。本主题也直接与物种形成相关:隔离种群中对变异的歧化选择会导致新物种形成。掌握变异的知识对试卷4的论述题至关重要,试卷4通常要求你将变异与自然选择、适应性和进化关联起来。打好这个基础会让更复杂的主题学习起来容易很多。