第1课时种群基因频率的改变与生物进化

1、第1课时种群基因频率的改变与生物进化现代生物进化理论的观点：现代生物进化理论的观点：1 1）种群是生物进化的基本单位）种群是生物进化的基本单位 不同于达尔文的说法不同于达尔文的说法2 2）生物进化实质是种群基因频率的改变）生物进化实质是种群基因频率的改变3 3）突变和基因重组产生进化的原材料）突变和基因重组产生进化的原材料4 4）自然选择决定生物进化的方向）自然选择决定生物进化的方向 肯定达尔文的说法肯定达尔文的说法5 5）隔离是特种形成的必要条件）隔离是特种形成的必要条件6 6）共同进化产生了生物多样性）共同进化产生了生物多样性猕猴猕猴蒲公英蒲公英蝗虫蝗虫一、种群是生物进化的基本单位一、种群

2、是生物进化的基本单位1.1.种群种群种群是生活在一定区域的同种生物的全部个体。种群是生活在一定区域的同种生物的全部个体。概念：概念：下列属于种群的是下列属于种群的是 （ ）A.一块水田里的全部水稻一块水田里的全部水稻 、水草、水草 B 一块稻田里的全部幼蚜、有翅、无翅的成蚜一块稻田里的全部幼蚜、有翅、无翅的成蚜 C 一块朽木上的全部真菌一块朽木上的全部真菌 D. 一个池塘中全部鱼一个池塘中全部鱼下列关于种群的说法不正确的是下列关于种群的说法不正确的是 （ ） 种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位种群是生物繁殖的基本单位种群是生物繁殖的基本单位C.中国大陆上所有老虎是一个种群中国大陆

3、上所有老虎是一个种群 D.同一种群的个体可以自由交配同一种群的个体可以自由交配BC 种群中的个体彼此交配，并通过繁殖将各自的基因传种群中的个体彼此交配，并通过繁殖将各自的基因传递给后代。种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代递给后代。种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。相传。特点：特点：2.2.基因库基因库 一个种群中全部个体所含的全部基因，叫做这个种群的基因库。一个种群中全部个体所含的全部基因，叫做这个种群的基因库。概念：概念： 这些金鱼各自有自己的这些金鱼各自有自己的基因，共同构成了种群的基基因，共同构成了种群的基因库。它们各自的基因都是因库。它们各自的基因都是基因库的

4、一部分。个体间的基因库的一部分。个体间的差异越大，基因库也就越大。差异越大，基因库也就越大。3.3.基因频率基因频率 在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率，叫做基在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率，叫做基因频率。生物进化的实质就是种群基因频率改变的过程。因频率。生物进化的实质就是种群基因频率改变的过程。4.4.基因型频率基因型频率 在一个种群中，某基因型个体占全部个体的比率。在一个种群中，某基因型个体占全部个体的比率。5.5.基因频率的计算基因频率的计算 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, 褐色翅的基因为褐色翅的基因为a a，调查，

5、调查发现发现AAAA、AaAa、aaaa的个体分别占的个体分别占30%30%、60%60%、10%10%，那么，那么A A、a a的基因的基因频率是多少？频率是多少？A=A= 基因频率基因频率= =纯合子基因型频率纯合子基因型频率+ +杂合子基因型频率的一半杂合子基因型频率的一半A+a=1 A+a=1 AA+Aa+aa=1AA+Aa+aa=1AA 30%AA 30%Aa 60%Aa 60%aa 10%aa 10%a=a=10%+60%/2 10%+60%/2 100 10010102+60 2+60 200 200100%=100%= 40%40% 10+60/2 10+60/2 = =100

6、%=100%=30%+60%/2 30%+60%/2 30302+60 2+60 200 200100%=100%= 60%60%= = 100 10030+60/2 30+60/2 100%=100%=6. 6. 根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率在一个有性生殖的自然种群中，在一个有性生殖的自然种群中，满足以下五个条件满足以下五个条件，各等位基因的，各等位基因的频率和基因型频率在一代代遗传中是稳定不变的或保持着基因平衡频率和基因型频率在一代代遗传中是稳定不变的或保持着基因平衡：昆虫群体数量足够大，昆虫群体数量足够大，全部的雌雄个体间都能自由交配并

7、能产生后代，全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，没有迁入与迁出，没有迁入与迁出，AAAA、AaAa、aaaa三种基因型昆虫的生存能力完全相同，（也就是说自三种基因型昆虫的生存能力完全相同，（也就是说自然选择对然选择对A A、a a控制的翅型性状没有作用）控制的翅型性状没有作用）没有基因突变和染色体变异。没有基因突变和染色体变异。在有性生殖过程中，如果符合遗传定律，产生的雌雄配子：在有性生殖过程中，如果符合遗传定律，产生的雌雄配子：A 60%A 60%A 60%a 40%a 40%a 40%36%36%24%24%16%16%AAAAAaAaAaAa24%24%aaaa卵子卵子精子精子p+

8、q = 1(p+q )2=p2+2pq+q2= 1AA= p2 Aa= 2pq aa=q22.(20122.(2012南昌高一检测南昌高一检测) )某生物的基因型为某生物的基因型为AaAa，让其连续，让其连续自交三代，其后代中自交三代，其后代中a a基因的基因频率是基因的基因频率是( )( )A.12.5% B.50%A.12.5% B.50%C.25% D.C.25% D.无法估计无法估计【解析】选【解析】选B B。由于自交一代后，产生的。由于自交一代后，产生的AAAA个体和个体和aaaa个体的数个体的数量是相等的，所以不会改变基因频率量是相等的，所以不会改变基因频率, ,由于由于AAAA、

9、aaaa比例相同，比例相同，AaAa自交后代中自交后代中AAAA、aaaa比例也相同，所以比例也相同，所以A A与与a a的基因频率均为的基因频率均为50%50%。二、突变和基因重组产生生物进化的原材料二、突变和基因重组产生生物进化的原材料 基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的基因频率发生变基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的基因频率发生变化。化。 现代遗传学表明：可遗传的变异来源于基因突变、基因重组现代遗传学表明：可遗传的变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异。其中，基因突变和染色体变异统称为突变。和染色体变异。其中，基因突变和染色体变异统称为突变。 思考：自然界中生物的自然突

10、变频率很低，而且一般对生物体是思考：自然界中生物的自然突变频率很低，而且一般对生物体是有害的。为什么还能够改变种群中的基因频率呢？有害的。为什么还能够改变种群中的基因频率呢？ 例如：果蝇约有例如：果蝇约有10104 4对基因，假定每个基因的突变率都是对基因，假定每个基因的突变率都是10105 5，若有一个中等数量的果蝇种群（约有若有一个中等数量的果蝇种群（约有10108 8个个体），那么每一代出现个个体），那么每一代出现的基因突变数是多少呢？的基因突变数是多少呢？2 2 10 104 4 10 105 5个体个体10108 8种群种群=2 =2 10107 71 1种群中突变的特点：突变数很大

11、、不定向。种群中突变的特点：突变数很大、不定向。2 2种群基因重组的结果：产生更多变异、不定向。种群基因重组的结果：产生更多变异、不定向。结论：突变和基因重组提供进化的原材料。结论：突变和基因重组提供进化的原材料。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遗传的变异可遗传的变异基因频率改变的因素基因频率改变的因素探究：自然选择对种群基因频率的影响探究：自然选择对种群基因频率的影响s ss s长满地衣的树干上的桦尺蠖长满地衣的树干上的桦尺蠖黑褐色树干上的桦尺蠖黑褐色树干上的桦尺蠖三、自然选择决定了生物进化的方向三、自然选择决定了生物进化的方向 （2 2）现在我们用数学方法来讨

12、论一下桦尺蠖基因频率变化的原因。）现在我们用数学方法来讨论一下桦尺蠖基因频率变化的原因。18701870年桦尺蠖的基因型频率为年桦尺蠖的基因型频率为SS10%SS10%，Ss20%Ss20%，ss70%ss70%，在树干变黑这，在树干变黑这一环境条件下，假如树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存，使得种群中一环境条件下，假如树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少，黑色个体每年增加浅色个体每年减少，黑色个体每年增加。 （1 1）根据前面所学的你能作出假设吗？）根据前面所学的你能作出假设吗？假设自然选择可以使种群的基因频率发生定向改变假设自然选择可以使种群的基因频率发生定向改变(3)(

13、3)在这个探究实验中，变黑的环境对桦尺蠖产生了什么样的影在这个探究实验中，变黑的环境对桦尺蠖产生了什么样的影响？变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的出生率有影响吗？响？变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的出生率有影响吗？(4)(4)在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？变黑的环境使控制浅色的变黑的环境使控制浅色的s s基因频率减小，基因频率减小，S S基因频率增加；基因频率增加；许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食。许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食。天敌看到的是桦尺蠖的体色（表现型）而不是控制体色的基因（基因天敌看到的是桦尺蠖的

14、体色（表现型）而不是控制体色的基因（基因型）型）原因是：原因是： 淘汰不利变异基因、积累有利变异基因淘汰不利变异基因、积累有利变异基因结果是：结果是： 使基因频率定向改变使基因频率定向改变结论：自然选择决定生物进化的方向结论：自然选择决定生物进化的方向生物进化中，自然选择是生物进化中，自然选择是定向的，它使基因频率的定向的，它使基因频率的改变也是定向的，而变异改变也是定向的，而变异是不定向的。是不定向的。影响基因频率的因素：影响基因频率的因素：突变突变、基因重组和、基因重组和自然选择自然选择生物进化的实质就是：生物进化的实质就是：种群是生物进化的单位，也是生物种群是生物进化的单位，也是生物（

15、）的单位。）的单位。繁殖繁殖生物进化生物进化=种群基因频率变化种群基因频率变化种群基因频率发生变化的过程。种群基因频率发生变化的过程。小结：小结：22小结（自然选择决定生物进化的方向）：小结（自然选择决定生物进化的方向）： 种群中产生的变异是（种群中产生的变异是（ ）的，经过长期的）的，经过长期的自然选择，其中不利变异被不断淘汰，有利变异逐渐自然选择，其中不利变异被不断淘汰，有利变异逐渐（ ），从而使种群的基因频率发生（），从而使种群的基因频率发生（ ）改变，）改变，导致生物朝向一定方向进化。可见，生物进化的方向是由导致生物朝向一定方向进化。可见，生物进化的方向是由（ ）决定的。）决定的。不定

16、向不定向积累积累定向定向自然选择自然选择种群中产生的变异（种群中产生的变异（ ）自然选择方向自然选择方向( )不定向不定向定向定向23一、物种的概念一、物种的概念（1 1）物种：能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一）物种：能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种群生物称为一个物种, ,简称简称“种种”。（2 2）隔离）隔离 概念：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交概念：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象叫做隔离。流的现象叫做隔离。类型：地理隔离、生殖隔离类型：地理隔离、生殖隔离 生殖隔离：不同物种之间一般不能相互交配，即使交配成功，也不

17、生殖隔离：不同物种之间一般不能相互交配，即使交配成功，也不能产生可育的后代，这种现象叫生殖隔离。能产生可育的后代，这种现象叫生殖隔离。 地理隔离：同一物种由于地理上的隔离而分成不同的种群，使地理隔离：同一物种由于地理上的隔离而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象，叫做地理隔离。得种群间不能发生基因交流的现象，叫做地理隔离。东北虎东北虎华南虎华南虎狮虎兽是不育的，所以虎和狮是两个物种。狮虎兽是不育的，所以虎和狮是两个物种。狮虎兽狮虎兽二、隔离在物种形成中的作用二、隔离在物种形成中的作用美国科罗拉多大峡谷美国科罗拉多大峡谷 物种形成的方式有多种，经过长期地理隔离而达到生殖隔离是物种形成

18、的方式有多种，经过长期地理隔离而达到生殖隔离是比较常见的方式。比较常见的方式。加拉帕戈斯群岛的地雀加拉帕戈斯群岛的地雀 由于长时间的地理由于长时间的地理隔离隔离最终最终产生了生殖隔产生了生殖隔离，形成了不同的物种。离，形成了不同的物种。小结：物种形成的过程小结：物种形成的过程种群种群地理隔离地理隔离小小种种群群自然选择自然选择生殖隔离生殖隔离新物新物种种发生改变发生改变基因频率基因频率（由（由突变和基因重组突变和基因重组产生变异）产生变异）经过长期的地理隔离而产生了生殖隔离经过长期的地理隔离而产生了生殖隔离物种形成的关键物种形成的关键 由此可见，隔离是物种形成的必要条件，出现生殖隔离标志由此可

19、见，隔离是物种形成的必要条件，出现生殖隔离标志着新物种的形成。着新物种的形成。总结：总结： 以（以（ ）为核心的现代生物进化理论，其）为核心的现代生物进化理论，其基本观点是基本观点是（ ）是生物进化的基本单位，生物进化是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群（的实质在于种群（ ）的改变。）的改变。（ ）（）（ ）及（）及（ ）是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成。在这个过中，种群产生分化，最终导致新物种的形成。在这个过中，（ ）产生生物进化的原材料，）产生生物进化的原材料，（ ）使种群的基因频

20、率定向改变并决定生）使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，（物进化的方向，（ ）是新物种形成的必要条件。）是新物种形成的必要条件。自然选择学说自然选择学说种群种群基因频率基因频率突变和基因重组突变和基因重组自然选择自然选择隔离隔离突变和基因重组突变和基因重组自然选择自然选择隔离隔离301.1.下列不属于生殖隔离的是下列不属于生殖隔离的是( )( )A.A.鸟类和青蛙鸟类和青蛙 B.B.马和驴杂交后代不育马和驴杂交后代不育C.C.东北虎和华南虎东北虎和华南虎 D.D.山羊和绵羊杂交后杂种不活山羊和绵羊杂交后杂种不活 C C2.(20122.(2012济南高一检测济南高一检测) )下列与物

21、种形成无关的是下列与物种形成无关的是( )( )A.A.不遗传的变异不遗传的变异 B.B.地理隔离地理隔离C.C.生殖隔离生殖隔离 D.D.多倍体形成多倍体形成【解析】选【解析】选A A。不遗传的变异是与生物进化没有关系的，只有可遗。不遗传的变异是与生物进化没有关系的，只有可遗传的变异才能为生物的进化提供原材料；地理隔离和生殖隔离是新传的变异才能为生物的进化提供原材料；地理隔离和生殖隔离是新物种形成的必要条件；二倍体的染色体加倍形成四倍体就是形成了物种形成的必要条件；二倍体的染色体加倍形成四倍体就是形成了新物种。新物种。3.3.在生物的进化历程中，捕食者与被捕食者之间的关系是（在生物的进化历程

22、中，捕食者与被捕食者之间的关系是（ ） A.A.不利于被捕食者，使被捕食者数量减少不利于被捕食者，使被捕食者数量减少 B.B.对二者均不利，双方最终都趋向消亡对二者均不利，双方最终都趋向消亡 C.C.二者得失相当，和平共处二者得失相当，和平共处 D.D.对两者均有利，共同进化对两者均有利，共同进化D D. .下列叙述中不正确的一项是（下列叙述中不正确的一项是（ ）A.A.一个物种的形成或灭绝，会影响到其他若干物种的进化一个物种的形成或灭绝，会影响到其他若干物种的进化B.B.物种之间的共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的物种之间的共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的C.C.生物多样性的形

23、成过程，也就是新物种不断形成的过程生物多样性的形成过程，也就是新物种不断形成的过程D.D.捕食者的存在有利于增加物种的多样性捕食者的存在有利于增加物种的多样性B B 资料资料1 1：达尔文曾发现一种兰：达尔文曾发现一种兰花长着细长的花矩，其顶端贮存着花长着细长的花矩，其顶端贮存着花蜜，可为传粉的昆虫提供食物。花蜜，可为传粉的昆虫提供食物。而这昆虫要有吸管式的长口器才能而这昆虫要有吸管式的长口器才能吸到花蜜。大约吸到花蜜。大约5050年后研究人员发年后研究人员发现这样的蛾！它们互相影响着，这现这样的蛾！它们互相影响着，这些变异不断积累，从而成为今天的些变异不断积累，从而成为今天的这种兰花和兰花蛾

24、。这种兰花和兰花蛾。三、共同进化三、共同进化在自然界，一种植物专门由一种昆虫传粉的情形很常见。在自然界，一种植物专门由一种昆虫传粉的情形很常见。又如倒挂金钟的花对蜂鸟传粉的适应又如倒挂金钟的花对蜂鸟传粉的适应。思考：昆虫传粉的专门思考：昆虫传粉的专门化对植物繁衍后代有何化对植物繁衍后代有何意义？意义？ 资料资料2 2：动物学家对生活在非洲大草原奥兰治河两岸的羚羊进：动物学家对生活在非洲大草原奥兰治河两岸的羚羊进行研究时发现，东岸的羚羊群的奔跑速度比西岸的羚羊每分钟竟快行研究时发现，东岸的羚羊群的奔跑速度比西岸的羚羊每分钟竟快1313米。为何差距如此之大？米。为何差距如此之大？ 经过观察和科学实

25、验，动物学家终于明白，东岸的羚羊之所以经过观察和科学实验，动物学家终于明白，东岸的羚羊之所以强健，是因为它们附近有一个狼群，生存时时处于危险之中。强健，是因为它们附近有一个狼群，生存时时处于危险之中。思考：捕食者的存在是不是对被捕食者有害无益呢？思考：捕食者的存在是不是对被捕食者有害无益呢？ 捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到促进种群发展的作用。体，客观上起到促进种群发展的作用。 捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。 “精明的捕食者精明的捕食者”策

26、略策略共同进化的含义共同进化的含义1 1：不同物种间的共同进化：不同物种间的共同进化 资料资料3 3：地球：地球形成时原始大气中形成时原始大气中没有氧气，但随着没有氧气，但随着光合细菌、蓝藻的光合细菌、蓝藻的出现，使得大气中出现，使得大气中有了氧气，为好氧有了氧气，为好氧生物的出现提供了生物的出现提供了条件。条件。共同进化含义共同进化含义2 2：生物和无机环境之间也存在着共同进化。：生物和无机环境之间也存在着共同进化。不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是共同进化中不断进化和发展，这就是共同进化通过漫长的共同进化过程，地球上

27、不仅出现了千通过漫长的共同进化过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种姿百态的物种,而且形成了多种多样的生态系统而且形成了多种多样的生态系统,也也就是形成了生物的多样性就是形成了生物的多样性综上所述：综上所述：四、生物多样性的形成四、生物多样性的形成内容：基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。内容：基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。1.1.生物多样性生物多样性2.2.多样性形成的原因：多样性形成的原因：生物的进化生物的进化3.3.研究生物进化历程的主要依据：研究生物进化历程的主要依据：生物化石生物化石4.4.生物的进化历程可概括为：生物的进化历程可概括为：由简单到复杂，由低等到高等，由水生

28、到陆生。由简单到复杂，由低等到高等，由水生到陆生。生物的进化历程可概括为：从原核生物到真核生物，生物的进化历程可概括为：从原核生物到真核生物，从无性生殖到有性生殖，由简单到复杂，由水生到陆生，从无性生殖到有性生殖，由简单到复杂，由水生到陆生，由低等到高等。由低等到高等。1、共同进化指的是：在、共同进化指的是：在 之间、之间、 与与 之之间在相互影响中不断进化和发展。间在相互影响中不断进化和发展。2、生物多样性主要包括、生物多样性主要包括 、 和和 三个层次的内容。三个层次的内容。3、下列能提高生物多样性的是（、下列能提高生物多样性的是（）A、把生物进行分类、把生物进行分类 B、来自共同祖先的的

29、遗传、来自共同祖先的的遗传C、用进废退、用进废退 D、不同环境的自然选择、不同环境的自然选择4、地球上最早的陆生生物类型主要是（、地球上最早的陆生生物类型主要是（）A、蕨类植物、蕨类植物 B、动物、动物 C、裸子植物、裸子植物 D、动物和植物、动物和植物DA不同物种不同物种生物生物无机环境无机环境基因多样性基因多样性物种多样性物种多样性生态系统多样性生态系统多样性435、生命诞生的场所是（、生命诞生的场所是（）A、陆地、陆地 B、海洋、海洋 C、空中、空中 D、ABC都是都是6、地球上最早出现的生物代谢类型是（、地球上最早出现的生物代谢类型是（）A、自养型，需氧型、自养型，需氧型 B、自养型，

30、厌氧型、自养型，厌氧型C、异养型，需氧型、异养型，需氧型 D、异养型，厌氧型、异养型，厌氧型7、三极生态系统的形成在（、三极生态系统的形成在（）A、中生代、中生代 B、新生代、新生代 C、寒武纪、寒武纪 D、前寒武纪、前寒武纪8、捕食者在生物进化中的作用是（、捕食者在生物进化中的作用是（）A、促进种群的发展、促进种群的发展 B、有利于增加物种多样性、有利于增加物种多样性C、减少种群数量、减少种群数量 D、减少物种的多样性、减少物种的多样性B44核心：自然选择学说核心：自然选择学说五、生物进化理论在发展五、生物进化理论在发展 中性突变理论：决定生物进化的方向是中性突变的逐渐积累，中性突变理论：决

31、定生物进化的方向是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择。而不是自然选择。 间断平衡学说：物种形成并不都是渐变的结果，而是种群间断平衡学说：物种形成并不都是渐变的结果，而是种群长期稳定与迅速形成新物种交替出现的过程。长期稳定与迅速形成新物种交替出现的过程。发展：发展：3 3果蝇有果蝇有10104 4对基因，每个基因的突变率是对基因，每个基因的突变率是1010-5-5，对于，对于一个等数量的种群（一个等数量的种群（10108 8）来说，出现的突变数是）来说，出现的突变数是2 210104 41010-5-510108 8=2=210107 7个。这一数据说明了个。这一数据说明了( ) ( ) A A突变都是有害的突变都是有害的 B B突变为生物进化提供了原材料突变为生物进化提供了原材料 C C每个基因的突变频率很高每个基因的突变频率很高 D D突变的有害有利不是绝对的突变的有害有利不是绝对的B B4.4.下列关于基因库的叙述正确的是下列关于基因库的叙述正确的是( )( )A.A.一个种群中一个个体所含有的全部基因叫这个种群的基因一个种群中一个个体