时种群基因频率的改变与生物进化

第2节现代生物进化理论的主要内容第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：1）种群是生物进化的基本单位

不同于达尔文的说法2）生物进化实质是种群基因频率的改变3）突变和基因重组产生进化的原材料4）自然选择决定生物进化的方向

肯定达尔文的说法5）隔离是特种形成的必要条件6）共同进化产生了生物多样性猕猴蒲公英蝗虫一、种群是生物进化的基本单位1.种群种群是生活在一定区域的同种生物的全部个体。概念：下列属于种群的是

（）A.一块水田里的全部水稻、水草B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D.一个池塘中全部鱼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繁殖的基本单位C.中国大陆上所有老虎是一个种群D.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。特点：2.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：这些金鱼各自有自己的基因，共同构成了种群的基因库。它们各自的基因都是基因库的一部分。个体间的差异越大，基因库也就越大。3.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，叫做基因频率。生物进化的实质就是种群基因频率改变的过程。4.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。5.基因频率的计算某昆虫种群中，绿色翅的基因为A,褐色翅的基因为a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占30%、60%、10%，那么A、a的基因频率是多少？A=

基因频率=纯合子基因型频率+杂合子基因型频率的一半A+a=1AA+Aa+aa=1AA30%Aa60%aa10%a=10%+60%/210010×2+60200×100%=40%10+60/2=×100%=30%+60%/230×2+60200×100%=60%=10030+60/2×100%=6.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，满足以下五个条件，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：①昆虫群体数量足够大，②全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，③没有迁入与迁出，④AA、Aa、aa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A、a控制的翅型性状没有作用）⑤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：

A60%A60%a40%a40%36%24%16%AAAaAa24%aa卵子精子p+q=1(p+q)2=p2+2pq+q2=1AA=p2Aa=2pqaa=q22.(2012·南昌高一检测)某生物的基因型为Aa，让其连续自交三代，其后代中a基因的基因频率是()A.12.5%B.50%C.25%D.无法估计【解析】选B。由于自交一代后，产生的AA个体和aa个体的数量是相等的，所以不会改变基因频率,由于AA、aa比例相同，Aa自交后代中AA、aa比例也相同，所以A与a的基因频率均为50%。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？例如：果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是10－5，若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），那么每一代出现的基因突变数是多少呢？2×104×10－5个体×108种群=2×1071．种群中突变的特点：突变数很大、不定向。2．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。基因突变染色体变异基因重组突变可遗传的变异—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ss长满地衣的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（2）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。1870年桦尺蠖的基因型频率为SS10%，Ss20%，ss70%，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，使得种群中浅色个体每年减少，黑色个体每年增加。（1）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(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响？变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的出生率有影响吗？(4)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s基因频率减小，S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。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（基因型）原因是：淘汰不利变异基因、积累有利变异基因结果是：使基因频率定向改变结论：自然选择决定生物进化的方向生物进化中，自然选择是定向的，它使基因频率的改变也是定向的，而变异是不定向的。影响基因频率的因素：突变、基因重组和自然选择生物进化的实质就是：种群是生物进化的单位，也是生物（）的单位。繁殖生物进化=种群基因频率变化种群基因频率发生变化的过程。小结：22小结（自然选择决定生物进化的方向）：

种群中产生的变异是（）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（），从而使种群的基因频率发生（）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（）决定的。不定向积累定向自然选择种群中产生的变异（）自然选择方向()不定向定向23一、物种的概念（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群生物称为一个物种,简称“种”。（2）隔离①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。②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，使得种群间不能发生基因交流的现象，叫做地理隔离。东北虎华南虎狮虎兽是不育的，所以虎和狮是两个物种。狮虎兽二、隔离在物种形成中的作用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比较常见的方式。

加拉帕戈斯群岛的地雀由于长时间的地理隔离最终产生了生殖隔离，形成了不同的物种。小结：物种形成的过程种群地理隔离小种群自然选择生殖隔离新物种发生改变基因频率（由突变和基因重组产生变异）经过长期的地理隔离而产生了生殖隔离物种形成的关键由此可见，隔离是物种形成的必要条件，出现生殖隔离标志着新物种的形成。总结：以（）为核心的现代生物进化理论，其基本观点是（）是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群（）的改变。（）（）及（）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，（）产生生物进化的原材料，（）使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，（）是新物种形成的必要条件。自然选择学说种群基因频率突变和基因重组自然选择隔离突变和基因重组自然选择隔离301.下列不属于生殖隔离的是()A.鸟类和青蛙B.马和驴杂交后代不育C.东北虎和华南虎

D.山羊和绵羊杂交后杂种不活C2.(2012·济南高一检测)下列与物种形成无关的是()A.不遗传的变异B.地理隔离C.生殖隔离D.多倍体形成【解析】选A。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。3.在生物的进化历程中，捕食者与被捕食者之间的关系是（）A.不利于被捕食者，使被捕食者数量减少B.对二者均不利，双方最终都趋向消亡C.二者得失相当，和平共处D.对两者均有利，共同进化D４.下列叙述中不正确的一项是（）A.一个物种的形成或灭绝，会影响到其他若干物种的进化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C.生物多样性的形成过程，也就是新物种不断形成的过程D.捕食者的存在有利于增加物种的多样性B

资料1：达尔文曾发现一种兰花长着细长的花矩，其顶端贮存着花蜜，可为传粉的昆虫提供食物。而这昆虫要有吸管式的长口器才能吸到花蜜。大约50年后研究人员发现这样的蛾！它们互相影响着，这些变异不断积累，从而成为今天的这种兰花和兰花蛾。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。又如倒挂金钟的花对蜂鸟传粉的适应。思考：昆虫传粉的专门化对植物繁衍后代有何意义？

资料2：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13米。为何差距如此之大？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。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。

——“精明的捕食者”策略共同进化的含义1：不同物种间的共同进化

资料3：地球形成时原始大气中没有氧气，但随着光合细菌、蓝藻的出现，使得大气中有了氧气，为好氧生物的出现提供了条件。共同进化含义2：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，地球上不仅出现了千姿百态的物种,而且形成了多种多样的生态系统,也就是形成了生物的多样性．综上所述：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。1.生物多样性2.多样性形成的原因：生物的进化3.研究生物进化历程的主要依据：生物化石4.生物的进化历程可概括为：由简单到复杂，由低等到高等，由水生到陆生。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，由低等到高等。1、共同进化指的是：在

之间、

与

之间在相互影响中不断进化和发展。2、生物多样性主要包括

、

和

三个层次的内容。3、下列能提高生物多样性的是（）A、把生物进行分类B、来自共同祖先的的遗传C、用进废退D、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（）A、蕨类植物B、动物C、裸子植物D、动物和植物DA不同物种生物无机环境基因多样性物种多样性生态系统多样性435、生命诞生的场所是（）A、陆地B、海洋C、空中D、ABC都是6、地球上最早出现的生物代谢类型是（）A、自养型，需氧型B、自养型，厌氧型C、异养型，需氧型D、异养型，厌氧型7、三极生态系统的形成在（）A、中生代B、新生代C、寒武纪D、前寒武纪8、捕食者在生物进化中的作用是（）A、促进种群的发展B、有利于增加物种多样性C、减少种群数量D、减少物种的多样性BＤＣＡＢ44核心：自然选择学说五、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，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，而是种群长期稳定与迅速形成新物种交替出现的过程。发展：3．果蝇有104对基因，每个基因的突变率是10-5，对于一个等数量的种群（108）来说，出现的突变数是2×104×10-5×108=2×107个。这一数据说明了()A．突变都是有害的B．突变为生物进化提供了原材料C．每个基因的突变频率很高