第二节现代生物进化理论的主要内容—Alan

1、第二节第二节 现代生物进化理论的现代生物进化理论的主要内容主要内容1 1、种群概念、种群概念：生活在生活在一定区域一定区域的的同种同种生物生物的的全部个体全部个体。实际上，在自然界中，每个物种总是分成一实际上，在自然界中，每个物种总是分成一个一个或大或小的群体，这些群体就是不个一个或大或小的群体，这些群体就是不同的种群同的种群2.2.“物种物种”与与“种群种群”又又有什么区别呢？有什么区别呢？ 性状是由基因控制的，因此研究生物的进化必须研究种群的基因组成和变化。如何分析种群的基因组成和变化？由此人们提出基因库和基因频率的概念。3 3、基因库：、基因库：一个种群一个种群中中全部个体全部个体所含有

2、的所含有的全部基因全部基因4 4、基因频率：、基因频率：、概念：、概念：在一个种群基因库中，在一个种群基因库中，某个某个基因基因占占全部等位基因全部等位基因数的比率数的比率、计算公式：、计算公式：某某基因频率基因频率A+aA+a的的总数总数A A的的总数总数100例例1.1.某昆虫种群中决定绿翅基因为某昆虫种群中决定绿翅基因为A A，决定褐翅，决定褐翅基因为基因为a a，从种群中随机抽出，从种群中随机抽出100100个个体，测知基个个体，测知基因型为因型为AAAA、AaAa和和aaaa的个体分别是的个体分别是3030、6060和和1010个。个。那么那么A A和和a a的基因频率是多少的基因频

3、率是多少? ?解解: :A A基因的基因频率为基因的基因频率为: :a a基因的基因频率为：基因的基因频率为： A%=100%100%2AAAa2(AAAaaa)a%= 60%= 60%40A+a=1 练习练习P.118P.118基础题基础题2 2昆虫群体数量足够大，昆虫群体数量足够大， 没有迁入与迁出，没有迁入与迁出，全部的雌雄个体间都能全部的雌雄个体间都能自由交配自由交配并能产生后代，并能产生后代，AAAA、AaAa、aaaa三种基因型昆虫的生存能力完全相同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（也就是说自然选择对A A、a a控制的性状没有作用）控制的性状没有作用）A A

4、和和a a都不产生突变都不产生突变, ,即没有基因突变和染色体变异。即没有基因突变和染色体变异。则（则（1）亲代雌雄配子的种类和比例是多少？）亲代雌雄配子的种类和比例是多少？ （2）子代）子代基因型频率基因型频率各是多少各是多少? （3）子代种群的）子代种群的基因频率基因频率各是多少各是多少?某昆虫种群中基因型某昆虫种群中基因型AA占占30，Aa占占60，aa占占10。如果该种群满足以下五个条件：。如果该种群满足以下五个条件：（1）亲代雌雄配子的种类和比例是多少？）亲代雌雄配子的种类和比例是多少？ （2）子代）子代基因型的频率基因型的频率各是多少各是多少? （3）子代种群的）子代种群的基因频率

5、基因频率各是多少各是多少?30%30%30%10%36%48%60%40%16%亲代基因型亲代基因型的频率的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率配子的比率A( ) A( ) a( ) a( )子代基因型子代基因型的频率的频率AA( ) Aa( )aa( )子代种群的子代种群的基因频率基因频率A ( )a( ) 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AA30%Aa60%aa10%基因基因频率频率A60%a40%36%48%16%36%16%48%36%48%16%(4)在讨论群体在讨论群体满足五个条件满足五个条件的情况下的情况下,计算子二代、计算

6、子二代、子三代的基因频率与基因型频率子三代的基因频率与基因型频率 ; 分析一下各代基分析一下各代基因频率与基因型频率相同吗？因频率与基因型频率相同吗？总结：若种群中个体间总结：若种群中个体间随机交配随机交配，则后代中的，则后代中的基因频率基因频率和和基因型频率基因型频率均均不变不变； 若种群中个体若种群中个体自交自交，则后代中的，则后代中的基因频率不变，而基因型频率基因频率不变，而基因型频率发生发生改变改变。遗传平衡定律即遗传平衡定律即哈代哈代温伯格定律温伯格定律 （配子法）（配子法）(5)、基因频率与基因型频率的换算关系、基因频率与基因型频率的换算关系（极大的随机交配（极大的随机交配的种群的

7、种群符合以上符合以上5个条件）个条件）若种群中一对等位基因为若种群中一对等位基因为A和和a，设，设A的基因频率的基因频率=p，a的基因频率的基因频率=q ，因为因为(pq)=A%+a%=1， 则（则（p + q)2= p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=1 。AA的基因型频率的基因型频率=p2；aa的基因型频率的基因型频率=q2；Aa的基因型频率的基因型频率=2pq。 例例2.2.在某一种群中，已调查得知，隐性性状者占在某一种群中，已调查得知，隐性性状者占16% 16% （等位基因用（等位基因用A A、a a表示）表示） ，那么，那么AAAA、AaAa二种二种基因型个体的频率分别为（基

8、因型个体的频率分别为（ ） A.0.36A.0.36、0.48 B.0.360.48 B.0.36、0.24 0.24 C.0.16C.0.16、0.48 D.0.480.48 D.0.48、0.360.36A1 1、某工厂有男女职工各、某工厂有男女职工各200200名，对他们进行调名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因携带者为查时发现，女性色盲基因携带者为1515人，女性人，女性患者患者1 1人，男性患者人，男性患者1414人，这个群体中人，这个群体中色盲基因色盲基因的频率应为（的频率应为（ ）。）。 A A、15% B15% B、3.88% C3.88% C、5.17% D5.17% D、

9、10.3%10.3%色盲（色盲（b b）基因频率）基因频率1521420022005.17C C 100% 100%例例3.3.某植物大种群中，某植物大种群中，AAAA个体占个体占1616，aaaa个体个体占占3636。该种群随机交配产生的后代中，。该种群随机交配产生的后代中，AAAA个个体百分比、体百分比、A A基因频率和自交产生的后代中基因频率和自交产生的后代中AAAA个个体百分比、体百分比、A A基因频率的变化依次为基因频率的变化依次为 （ ） A A、增大、不变、不变、不变、增大、不变、不变、不变B B、不变、增大、增大、不变、不变、增大、增大、不变C C、不变、不变、增大、不变、不变

10、、不变、增大、不变D D、不变、不变、不变、增大、不变、不变、不变、增大C交配方式不改变基因频率，但会影响基因型的频率交配方式不改变基因频率，但会影响基因型的频率13.1%升高升高26%60.9%26.1%73.9%14.6%29.3%56.1%29.3%70.7%降低降低第第1年年 第第2年年第第3年年第第4年年基因基因型频型频率率SS10%10%11.5%11.5%Ss20%20%22.9%22.9%ss70%70%65.6%65.6%基因基因频率频率S20%20%23%23%s80%80%77%77%S表示表示黑色基因黑色基因环境逐渐变黑环境逐渐变黑探究探究S表示表示浅色基因浅色基因(二

11、二)生物进化的实质：生物进化的实质： （6）遗传平衡需）遗传平衡需5个条件：个条件：无自无自然选择然选择无迁无迁入和迁出入和迁出无基无基因突变（因突变（是影响基因频率变化的根本原因是影响基因频率变化的根本原因）雌雌雄个雄个体自体自由交配由交配是种群基因频率的改变是种群基因频率的改变种种群个群个体足够多体足够多变异的类型：变异的类型：不能遗传的变异不能遗传的变异可遗传的变异可遗传的变异染色体变异染色体变异称为突变基因重组基因重组基因突变批判性思维：批判性思维：P.82P.82 不定向变异自然选择通过生存斗争实现不利变异 (基因)淘汰 由生存斗争中失败而死亡有利变异 (基因)多次选择通过遗传积累种

12、群的基因频率定向改变生物定向进化 总结：1、生物进化的基本单位是种群（也是繁殖的基本单位）2、基因频率，基因频率与基因型频率的换算关系 3、生物进化的实质是种群基因频率的改变 4、突变和基因重组产生生物进化的原材料( (突变的突变的有害还是有利也不是绝对的，这往往有害还是有利也不是绝对的，这往往取决于生物的取决于生物的生存环境生存环境） 5、自然选择决定生物进化的方向（使基因频率定向改变）1 1、物种的概念：、物种的概念： 指能够在自然状态下相互交配并且产生指能够在自然状态下相互交配并且产生可育可育后代后代的一群生物称为一个物种，简称的一群生物称为一个物种，简称“种种”。2 2、物种与种群的区

13、别、物种与种群的区别 、同一物种可以分布在同一物种可以分布在自然界的不同区域，而自然界的不同区域，而种群种群是指一定区域内的同种全部是指一定区域内的同种全部个体的集合。个体的集合。 、种群是物种繁殖种群是物种繁殖和进化的基本单位。和进化的基本单位。 都是一个物种，无论白人都是一个物种，无论白人黑人、黄种人结婚，都能产生黑人、黄种人结婚，都能产生可育的后代。可育的后代。马和驴不是一个物种，因马和驴不是一个物种，因为马与驴交配产生的后代为马与驴交配产生的后代骡骡没没有生殖能力。有生殖能力。、全世界的人是一个物种吗全世界的人是一个物种吗？为什为什么么？、马跟驴是一个物种吗？为什么、马跟驴是一个物种吗

14、？为什么？、骡是一个物种吗？为什么？骡是一个物种吗？为什么？不是。因为它不能繁殖后代不是。因为它不能繁殖后代问题探讨问题探讨：3 3、地理隔离、地理隔离: : 、概念概念：不同物种之间一般：不同物种之间一般是不能够相互交配的，即使交配是不能够相互交配的，即使交配成功，也成功，也不能产生可育的后代不能产生可育的后代。4 4、生殖隔离：、生殖隔离：东北虎东北虎和和华南虎华南虎是是不是一个物种？不是一个物种？ 由于地理上的障碍使得同种由于地理上的障碍使得同种生物的不同种群间生物的不同种群间不能够发生基不能够发生基因交流的现象。因交流的现象。、意义意义：是物种形成的标志：是物种形成的标志5 5、隔离在

15、物种形成中的作用、隔离在物种形成中的作用 隔离隔离使同种但不同种群间的个体，在自然使同种但不同种群间的个体，在自然条件下不能发生条件下不能发生基因交流基因交流。环境条件不同，同种生物进化的方向不同环境条件不同，同种生物进化的方向不同资料分析：资料分析：地理隔离地理隔离生殖隔离生殖隔离长期长期加拉帕戈斯群岛的地雀加拉帕戈斯群岛的地雀（说明：地理隔离不一定都能形成生殖隔离）（说明：地理隔离不一定都能形成生殖隔离）6、物种形成的方式：物种形成的方式：不同小岛上的植被不同，不同小岛上的植被不同，果实大小不同所致。果实大小不同所致。新物种形成新物种形成标志标志、渐变式渐变式（较常见）（较常见）、爆发式爆

16、发式：如六倍体小麦、四倍体西瓜的形成如六倍体小麦、四倍体西瓜的形成、隔离隔离是物种形成的是物种形成的必要条件必要条件。物种形成物种形成一般一般是长期地理隔离，达到生殖隔离是长期地理隔离，达到生殖隔离生殖隔离生殖隔离是物是物种形成的种形成的标志标志 可见，不同物种间都存在着生殖隔离可见，不同物种间都存在着生殖隔离, ,物种的形成必须物种的形成必须经过生殖隔离，但不一定要经过地理隔离。经过生殖隔离，但不一定要经过地理隔离。得出如下有关结论：得出如下有关结论：、生殖隔离形成的根本原因是、生殖隔离形成的根本原因是物种间遗传的差异物种间遗传的差异（或基因库的差异）（或基因库的差异）、物种形成的三个基本环

17、节：物种形成的三个基本环节：、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、自然选择自然选择决定生物进化的方向决定生物进化的方向( (定向定向) )、隔离隔离导致物种的形成导致物种的形成（6）、突变和基因重组、自然选择、隔离与物）、突变和基因重组、自然选择、隔离与物种形成的关系种形成的关系突变和基因重组突变和基因重组自然选择自然选择种群基因频率种群基因频率改变改变积累积累扩大扩大导致导致地理隔离地理隔离种群间生殖隔离种群间生殖隔离基因库的差异基因库的差异导致导致时间时间标志标志新物种的形成新物种的形成1 1、下列关于隔离的叙述，错误的是：（下列关于隔离的叙述，错误的是：（ ）A

18、 A、阻止了种群间基因的交流、阻止了种群间基因的交流B B、物种的形成、物种的形成都都必定先经过长期的地理隔离必定先经过长期的地理隔离C C、遗传组成上的差异是生产生殖隔离的根本原因、遗传组成上的差异是生产生殖隔离的根本原因D D、多倍体植物的形成不需要经过地理隔离、多倍体植物的形成不需要经过地理隔离B2 2、新物种形成的标志新物种形成的标志（ ）A A、具有一定的形态结构、具有一定的形态结构 B B、具有一定的生理功能、具有一定的生理功能C C、产生了生殖隔离、产生了生殖隔离 D D、改变了基因频率、改变了基因频率C3 3、_是生物进化的基本单位，生物进是生物进化的基本单位，生物进化的实质在

19、于种群化的实质在于种群_的改变。的改变。物种形成需要三个基本环节：其中物种形成需要三个基本环节：其中_和和_ _ _ _ _产生生物进化的原材料；产生生物进化的原材料；_ _ _ _ _使种群的基因频率发生使种群的基因频率发生_改变并决定生物进化的方向；改变并决定生物进化的方向；_是新物种形成的必要条件。是新物种形成的必要条件。种群种群基因频率基因频率基因重组基因重组突变突变自然选择自然选择定向定向隔离隔离（一）共同进化（一）共同进化 在自然界，一种植物专在自然界，一种植物专门由一种昆虫传粉的情形很门由一种昆虫传粉的情形很常见，昆虫传粉的专门化对常见，昆虫传粉的专门化对植物繁衍后代有什么意义？

20、植物繁衍后代有什么意义？资料资料1 ： 在古老的非洲大草原上，新一轮的太阳正冉冉升起，当金色的曙光照在一只狮子身上时，狮子醒来了，它抖了抖身上的毛，望着太阳对自己说：“今天我要不停的跑，追上跑的最慢的羚羊，把他吃掉”。在同一时候，一只羚羊醒来了，它望着升起的太阳对自己说：“今天我要不停的跑，成为跑的最快的羚羊，只有这样，才不会落在后面，让狮子吃掉”。在大草原上，羚羊在不停的向前跑，狮子不停的向前跑在自然界中，不管狮子还是羚羊，为了生存，只有不停的向前跑，才不会被自然界淘汰。 资料资料2： 动物学家对生活在非洲大草原奥兰治河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

21、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的奔跑速度比西岸的羚羊每分钟竟快1313米。米。为何差距如此之大？为何差距如此之大？ 经过观察和科学实验，动物学家终于明经过观察和科学实验，动物学家终于明白，白，东岸的羚羊之所以强健东岸的羚羊之所以强健，是，是因为它们附因为它们附近有一个狼群，生存时时处于危险之中近有一个狼群，生存时时处于危险之中。 捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病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，客观上起到弱或年幼的个体，客观上起到促进种群发展促进种群发展的作的作用。用。共同进化的含义共同进化的含义1： 不同物种间不同物种间的共同

22、进化的共同进化 地球形成地球形成时时原始大气原始大气中是没有氧中是没有氧气的气的，但是，但是随着光合细随着光合细菌的出现，菌的出现，使得大气中使得大气中有了氧气有了氧气共同进化的含义共同进化的含义2： 生物和无机环境间生物和无机环境间之间的共同进化。之间的共同进化。 2、共同进化的、共同进化的概念概念： 3、意义意义：形成生物的多样性，也形成了多种形成生物的多样性，也形成了多种多样的生态系统。多样的生态系统。不同物种之间，生物与无机环境之间在相互不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是影响中不断进化和发展，这就是共同进化共同进化。（二）、生物多样性的形成（二）、生物多样性的形成1 1、生物多样性的、生物多样性的内容内容：、物种多样性物种多样性 、基因（或遗传）多样性基因（或遗传）多样性、生态系多样性生态系多样性2 2、形成生物多样性的原因、形成生物多样性的原因：长期自然选择的结果长期自然选择的结果3、研究生物进化的主要依据：研究生物进化的主