现代生物进化理论的主要内容 (1)

1、编辑课件1一、拉马克的进化学说一、拉马克的进化学说用进废退和获得性遗传用进废退和获得性遗传二、达尔的自然选择学说二、达尔的自然选择学说内容有四方面：内容有四方面：、过度繁殖；过度繁殖；、生存斗争；生存斗争；、遗传变异；遗传变异；、适者生存适者生存三、现代生物进化理论三、现代生物进化理论：7.1现代生物进化论的由来变异是变异是_的，的，自然选择是自然选择是_的，的，_决定着生物进化的方向决定着生物进化的方向遗传和变异的本质遗传和变异的本质性状水平性状水平基因水平基因水平， 自然选择的作用从生物自然选择的作用从生物个体为单位个体为单位以种群为基本单位以种群为基本单位。编辑课件27.2现代生物进化理

2、论的主要内容一、种群基因频率的改变与生物进化假如生活在绿色丛林中的某种灰色翅昆虫假如生活在绿色丛林中的某种灰色翅昆虫的群体（基因型为的群体（基因型为AA）中，偶然出现一个）中，偶然出现一个绿色翅的变异个体（基因型为绿色翅的变异个体（基因型为aa），那么），那么该种昆虫的翅色将如何变化？该种昆虫的翅色将如何变化？（1）该变异对于昆虫的存活有什么影响？（2）该绿色个体能一直生存下去吗？（3）该绿色个体怎样才能把它体内的a基因传递下去？（4）该个体的后代还是绿色吗？编辑课件41. 种群种群 生活在生活在一定区域一定区域的的同种同种生物的生物的全部全部个体个体 特点：彼此可以交配实现基因交流。特点：彼

3、此可以交配实现基因交流。 例例1.以下属于种群范畴的是：以下属于种群范畴的是： A、一座山上所有的马尾松、一座山上所有的马尾松 B、一块草地上所有的昆虫一块草地上所有的昆虫 C、甲池塘和乙池塘内所有的鲤鱼、甲池塘和乙池塘内所有的鲤鱼 D、一个公园里所有的树木、一个公园里所有的树木(A)编辑课件5种群种群是生物是生物繁殖繁殖的基本单位的基本单位（一）（一）种群种群是生物是生物进化进化的基本单位的基本单位物种是以一个个种群形式存在的物种是以一个个种群形式存在的种群基因库种群基因库：一个一个种群种群全部个体全部个体所含有的所含有的全部基因全部基因。 基因频率基因频率： 在一个种群基因库中，在一个种群

4、基因库中，某个某个基因占基因占全部全部等位等位基因数基因数的比率，叫做的比率，叫做基因频率基因频率。基因频率与基因型频率的计算基因频率与基因型频率的计算全部等位基因的总数全部等位基因的总数 (A+a) (A+a) 某昆虫种群中，绿色翅的基因为某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, A, 褐色翅的基褐色翅的基因为因为a a，抽取，抽取100100个个体，测得个个体，测得AAAA、AaAa、aaaa的个体分的个体分别为别为3030、6060、1010、那么、那么A A、a a的基因频率各是多少？的基因频率各是多少？ A A的频率的频率=60% a=60% a的频率的频率=40% =40% A A基因频率

5、基因频率= =A A基因的数量基因的数量100 %某基因型频率某基因型频率= =2 2）基因型频率：）基因型频率： 抽取抽取100100个个体，测得个个体，测得AAAA、AaAa、aaaa的的个体分别为个体分别为3030、6060、1010个，那么个，那么AA、Aa、aa的基因型频率？的基因型频率？AA的频率的频率 = 30/100 =30%Aa的频率的频率 = 60/100 =60%aa的频率的频率 = 10/100 =10%某基因型个体数某基因型个体数种群个体总数种群个体总数100 % 某昆虫种群中有某昆虫种群中有30%30%的的AAAA、60%60%的的AaAa、10%10%的的aaaa

6、，计算，计算A A、a a的基因频率是多少？的基因频率是多少？A=302+60 _ 200=60% 200a=102+60 _=40%基因频率基因频率= =该基因纯合体基因型频率该基因纯合体基因型频率 +1/2+1/2杂合子基因型频率杂合子基因型频率 A的频率的频率 = AA的频率的频率 + 1/2Aa的频率的频率a的频率的频率 = aa的频率的频率 + 1/2Aa的频率的频率全部等位基因的总数全部等位基因的总数 (A+a) (A+a)A A基因频率基因频率= =A A基因的数量基因的数量100 %编辑课件101 1）基因频率）基因频率= =该基因的数量该基因的数量该对等位基因的总数该对等位基

7、因的总数 3 3）基因频率）基因频率= = 该基因纯合体基因型频率该基因纯合体基因型频率 + 1/2+ 1/2杂合子基因型频率杂合子基因型频率 2)2)基因型频率基因型频率= =某基因型个体数某基因型个体数种群个体总数种群个体总数100 %100 %用数学方法讨论基因频率的变化用数学方法讨论基因频率的变化基因可以通过繁殖实现前后代基因的传基因可以通过繁殖实现前后代基因的传递，那么在繁殖传递的过程中，基因频递，那么在繁殖传递的过程中，基因频率会不会发生变化呢？率会不会发生变化呢？问题：问题：探讨：探讨：某昆虫种群中有某昆虫种群中有30%30%的的AAAA、60%60%的的AaAa、10%10%的

8、的aaaa，计算该种群大的两种基因的频率。，计算该种群大的两种基因的频率。如果该种如果该种群个体可以随机交配群个体可以随机交配，根据孟德尔遗传定律计算，根据孟德尔遗传定律计算，它们后代的基因型频率和基因频率会怎样变化？它们后代的基因型频率和基因频率会怎样变化？亲代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率 A( ) A( ) a( )a( )子代基因型的频率AA( ) Aa( )aa( )子代种群的基因频率A ( )a( )30%30%30%10%36%48%60%40%16% 亲代亲代 子一代子一代 子二代子二代 子三代子三代基因基因型频型频率率AA 30%Aa60%a

9、a10%基因基因频率频率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%从子代的基因型频率和基因频率的计算从子代的基因型频率和基因频率的计算结果中，发现了什么现象？结果中，发现了什么现象？ 亲代与子代的基因频率与基因型频率亲代与子代的基因频率与基因型频率种群的基因频率保持不变种群的基因频率保持不变理想条件下： 种群非常大 所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代 没有迁入和迁出 没有自然选择 基因都不产生突变 遗传平衡定律在一个极大的随机交配的种群中，在没有突变、选择和迁移的条件下，种群的基因频率和基因型频率可以世代相传不发生变化，保持平

10、衡。由英国数学家哈代和德国医生温伯格分别于由英国数学家哈代和德国医生温伯格分别于19081908年和年和19091909年年独立证明的，这一定律又称独立证明的，这一定律又称哈代哈代温伯格定律温伯格定律自然条件下：如果该种群出现新的突变型如果该种群出现新的突变型, ,也就是也就是产生新的等位基因产生新的等位基因A A2 2, ,种群的基因频率会种群的基因频率会变化吗？基因变化吗？基因A A2 2的频率可能会怎样变化？的频率可能会怎样变化？会。会。基因基因A A2 2的频率是增加还是减少的频率是增加还是减少, ,要看这一要看这一突变对生物体是有益还是有害的突变对生物体是有益还是有害的, , 这往这

11、往往取决于生物生存的环境。往取决于生物生存的环境。A%+a%=1A% +a% + A2 % =1在自然界中，由于存在突变、基因重组、自然选择等因素，种群的基因频率总是在不断变化着,生物也就在不断向前进化。生物进化的实质：生物进化的实质：种群种群基因基因频率频率的的改变改变编辑课件18 若种群中一等位基因为A和a， 设A的基因频率=p，a的基因频率=q A%+a%= AA%+Aa%+aa%= 遗传平衡定律遗传平衡定律1 1= p= pq q1 1lAAAA的基因型频率的基因型频率= =lAaAa的基因型频率的基因型频率= =laaaa的基因型频率的基因型频率= = p p2 22pq2pqq q

12、2 2 p p2 2+2pq+q+2pq+q2 2=AA%+Aa%+aa%=AA%+Aa%+aa%=（p+q)p+q)2 2=1=1基因突变基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组突变突变可可遗遗传传的的变变异异产生新的等位基因，产生新的等位基因，改变基因频率改变基因频率 （二）（二）突变突变和和基因重组基因重组产生进化的产生进化的原材料原材料产生新的基因型产生新的基因型一般能改变基因频率一般能改变基因频率生物进化的原材料是什么呢？2 2、突变的有害和有利并不是绝对的、突变的有害和有利并不是绝对的, ,它取决于生物的生它取决于生物的生存环境。存环境。突变和基因重组突变和基因重组只只提供生物

13、进化的原材料提供生物进化的原材料, ,不能决定不能决定生物进化的生物进化的方向方向。1.1.基因数目多、种群内个体数量多基因数目多、种群内个体数量多生物自发突变的频率很低，而且大多是有害的，生物自发突变的频率很低，而且大多是有害的，为什么突变还能为进化提供原材料呢？为什么突变还能为进化提供原材料呢？（三）自然选择决定生物进化的方向（三）自然选择决定生物进化的方向自然选择对种群基因频率的影响自然选择对种群基因频率的影响1919世纪世纪, ,桦尺蠖种群中桦尺蠖种群中黑色基因黑色基因(S)(S)频率为频率为5%,5%,浅灰色基因浅灰色基因(s)(s)频率为频率为95%95%2020世纪世纪, ,桦尺

14、蠖种群中黑桦尺蠖种群中黑色基因色基因(S)(S)频率为频率为95%,95%,浅浅灰色基因灰色基因(s)(s)频率为频率为5%5% 在自然选择的作用下，种群的基因频率在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生会发生定向改变定向改变, ,导致生物朝着一定的方向不导致生物朝着一定的方向不断进化。断进化。（三）（三）自然选择自然选择决定决定生物进化的方向生物进化的方向种群中产生的种群中产生的变异是变异是不定向不定向的，而的，而选择是选择是定向的定向的。自然选择淘汰不利变异基因、积累有自然选择淘汰不利变异基因、积累有利变异基因，利变异基因，使基因频率定向改变使基因频率定向改变。拓展阅读 除了自然选择以外，

15、还有一些因素也会影响基因频率的变化。 例如，在一个种群中，某种基因的频率为2，如果这个种群有50万个个体，含这种基因的个体就有1万个。如果这个种群只有50个个体，那么就只有1个个体具有这种基因。在这种情况下，可能会由于这个个体偶然死亡或没有交配，而使这种基因在种群中消失。这种现象叫做遗传漂变。一般种群越小，遗传漂变越显著。拓展阅读 又如，在一个种群中，如果含有A基因的个体比含有a基因的个体更多地迁移到另一个地区，那么，这个种群中A基因和a基因的频率就会发生相应的变化。 可见，遗传漂变和迁移也是造成种群基因频率发生变化的重要原因。 1. AA1. AA、AaAa、aaaa的个体分别占的个体分别占

16、24%24%、72%72%、4%4%，那么那么A A、a a的基因频率是多少？的基因频率是多少？( ) ( ) A. 36% A. 36%和和64% B. 57%64% B. 57%和和43% 43% C. 24% C. 24%和和72% D. 60%72% D. 60%和和40%40%D2 2已知人眼的褐色已知人眼的褐色(A)(A)对蓝色对蓝色(a)(a)是显性。是显性。在一个有在一个有3000030000人的人群中，蓝眼的人人的人群中，蓝眼的人36003600人人; ;褐眼的有褐眼的有2640026400人，其中纯合体有人，其中纯合体有1200012000人。那么，在这一个人群中人。那么，

17、在这一个人群中A A和和a a的的基因频率分别为基因频率分别为 ( )( ) A 0.64 A 0.64和和0.36 B 0.360.36 B 0.36和和0.64 0.64 C 0.50 C 0.50和和0.50 D 0.820.50 D 0.82和和0.180.18A动动脑？动动脑？3 3、抽样调查某地、抽样调查某地100100位女性和位女性和100100位男性发位男性发现：女性中有现：女性中有5 5位色盲患者和位色盲患者和2020位携带者，位携带者，男性中有男性中有1515位色盲患者，则该地色盲基因位色盲患者，则该地色盲基因的频率约是多少？的频率约是多少？52 + 20 + 151002

18、 + 100 100% = 15%一、种群基因频率的改变与生物进化（一）（一）_是生物进化的是生物进化的基本单位基本单位种群种群（二）（二）_和和_产生进化的原材料产生进化的原材料突变突变基因重组基因重组（基因突变和染色体变异）（基因突变和染色体变异）（三）（三）_决定生物进化的方向决定生物进化的方向自然选择自然选择生物进化的实质：生物进化的实质：种群基因频率的改变种群基因频率的改变编辑课件28一、种群基因频率的改变与生物进化1 1、生物进化的基本单位是、生物进化的基本单位是_，而不是物种，而不是物种. .种群种群2 2、生物进化的实质：、生物进化的实质：种群基因频率的改变种群基因频率的改变3

19、 3、_和和_只提供生物进化的原材料只提供生物进化的原材料, , _ _决定生物进化的方向决定生物进化的方向, ,突变突变基因重组基因重组自然选择自然选择 在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向定向改变改变, ,导致生物朝着导致生物朝着一定的方向一定的方向不断进化。不断进化。编辑课件291 1）P PA A= =A AA+aA+a 2 2）P PA A= =4)P4)PAAAA= =AAAAAA+Aa+aaAA+Aa+aa100 %100 %P PAAAA+ + 1/2P 1/2PAaAa基因频率与基因型频率的计算3)P3)PX Xb b= =X

20、Xb bX Xb b+ +X XB B100 %编辑课件30已知A的基因频率为p，a的基因频率为q，则：AA基因型频率为_Aa基因型频率为_aa基因型频率为_p22pqq2已知aa的基因型频率为m，则a的基因频率为_已知AA的基因型频率为n，则A的基因频率为_已知Aa的基因频率为 r，则A、a的基因频率为_基因频率改变基因频率改变生物进化生物进化新的物种？新的物种？亲代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率 A( ) A( ) a( )a( )子1代基因型的频率AA( ) Aa( )aa( )子1代种群的基因频率A ( )a( )30%30%30%10%36%48%6

21、0%40%16%子2代基因型的频率AA( ) Aa( )aa( )子2代种群的基因频率A ( )a( )36%48%60%40%16%物种：物种： 能够在自然状态下能够在自然状态下相互交配相互交配并且并且产产 生生可育可育后代后代的一群生物。简称的一群生物。简称“种种” 二、二、 隔离隔离与与物种的物种的形成形成两生物之间两生物之间不能不能相互交配相互交配, ,即使交配成功即使交配成功, ,也也不不能产生可育能产生可育的后代的后代, ,该现象叫做生殖隔离。该现象叫做生殖隔离。生殖隔离生殖隔离地理隔离地理隔离同一种生物同一种生物由于由于地理上的障碍地理上的障碍而分成不同种群而分成不同种群, ,使

22、使得种群间不能发生基因交流的现象称之为地理隔离。得种群间不能发生基因交流的现象称之为地理隔离。如东北虎和华南虎如东北虎和华南虎隔隔离离如杂种不活；杂种不育。如杂种不活；杂种不育。还有如季节隔离还有如季节隔离二者都不能基因交流二者都不能基因交流相同点：相同点：有能力交配但无机会有能力交配但无机会编辑课件34结论：结论：长期长期地理隔离地理隔离生殖隔离生殖隔离新物种出现新物种出现编辑课件35 二 隔离与物种的形成 自然界中物种的形成方式有多种，经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是比较常见常见的一种方式种群种群地理地理隔离隔离小的小的种群种群自然自然选择选择基因频率基因频率发生改变发生改变生殖生殖隔离

23、隔离新的物种新的物种地理隔离地理隔离生殖隔离生殖隔离长期长期新物种新物种隔离隔离是物种形成的必要条件是物种形成的必要条件新物种形成的标志新物种形成的标志（进化）（进化）物种形成（生殖隔离的形成）是否一定要经过地理隔离？物种形成（生殖隔离的形成）是否一定要经过地理隔离？如：如： 季节季节 人工诱导多倍体植物的形成人工诱导多倍体植物的形成骤变骤变物种的形成物种的形成必须必须经过生殖隔离，但经过生殖隔离，但不一定不一定要经过地理隔离。要经过地理隔离。隔离在物种形成中的作用资料资料分析分析地理隔离地理隔离 阻断阻断种群间的基因交流种群间的基因交流在在不同不同的的突变突变. .基因重组基因重组和和自然选择自然选择作用下作用下种群的基因频率向种群的基因频率向不同方向不同方向发生改变发生改变种群的种群的基因库基因库出现差异出现差异差异进一步加大差异进一步加大生殖隔离生殖隔离新物种形成新物种形成编辑课件391 1、突变和基因重组突变和基因重组产生进化的原材料产生进化的原材料2 2、自然选择自然选择决定生物进化的方向决定生物