杨晓静：5-1 生物进化理论的发展

我们是谁，我们从何方而来，我们向何方而去

——1897年法国画家保罗•高更达尔文查理·达尔文（1809－1882）是英国的博物学家，是最终建立进化论的人。达尔文曾随英国海军勘探船“贝格尔”号，做了历时五年（1831－1836）的环球航行考察，在动植物和地质等方面进行了广泛的观察，并采集了大量的生物标本和矿物标本，经过深入研究，形成了生物进化的观点。以上两图是当时宗教人士为讽刺达尔文所作一、达尔文的进化学说——自然选择学说1、提出:十九世纪中期

2、内容:——《物种起源》（1859年）1、过度繁殖2、遗传变异3、生存斗争4、适者生存

在生存斗争中，适者生存，不适者被淘汰的过程，就是自然选择。长颈鹿的祖先过度繁殖生存斗争长颈、长肢个体（遗传积累）适者生存现代长颈鹿（变异）长颈、长肢个体短颈、短肢个体自然选择利用达尔文的观点解释长颈鹿为什么脖子长？二、达尔文以后进化理论的发展性状水平深入基因（分子）水平以个体为单位以种群为单位

形成以自然选择学说为基础的现代生物进化理论认识到了遗传和变异的本质深入判断下列是否属于种群？（1）一个池塘中的全部鱼（2）一个池塘中的全部鲤鱼（3）两个池塘内的全部鲤鱼（4）一片草地上的全部草（5）一片草地上的成年梅花鹿（6）一块稻田里的全部幼蚜、有翅、无翅的成蚜否是否否否是（一）种群是生物进化的基本单位：种群是生活在同一区域的同种生物的全部个体，

是生物繁殖和生物进化的基本单位。三、现代达尔文主义的主要内容种群实际上，在自然界中，每个物种总是分成一个一个或大或小的群体，这些群体就是不同的种群一个生物的“物种”与种群有什么区别呢？三、现代达尔文主义的主要内容三、现代达尔文主义的主要内容基因库:一个种群中全部个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库。

基因频率＝该基因的总数/该等位基因的总数基因型频率＝该基因型个体数/该种群个体总数基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。

例1:从某个种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。求A、a的基因频率分别是多少？

A基因的基因频率为:×100%2×AA＋Aa2(AA＋Aa＋aa)A%=a基因的基因频率为：=40%a%=2×aa＋Aa2(AA＋Aa＋aa)×100%=60%例2:某工厂有男女职工各200人，对他们进行调查时发现，女色盲5人，女性携带15人。男性色盲11人，求XB,Xb的频率。94%6%例3、在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型AA的个体占24%，基因型Aa的个体占72%，基因型aa的个体占4%，那么基因A和基因a的频率分别是：基因频率==纯合子频率+1/2杂合子频率某基因的数目该基因的等位基因的总数×100%A：60%

a：

40%假设某昆虫群体满足以下五个条件：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，④自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用⑤也没有基因突变和染色体变异。探究活动进化的实质是什么？亲代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A()a()子代基因型频率AA()Aa()AA()子代基因频率A()a()36%48%16%60%40%60%40%

36%24%16%AAAaAa24%aaA60%a40%卵子A60%a40%精子亲代子一代子二代子三代基因型频率AA30%Aa60%aa10%基因频率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%无变异、无自然选择、无迁入迁出！可遗传的变异基因突变染色体变异基因重组突变基因频率的改变？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改变。通过自然选择：有利基因积累，不利基因被淘汰所以：自然选择决定了生物进化方向进化的本质是基因频率的改变所以：自然选择决定了生物进化方向进化的本质是基因频率的改变基因重组突变新的等位基因多种多样的基因型种群中出现大量可遗传的变异变异是随机的、不定向的形成了进化的原材料突变是不定向的，不能决定生物的进化方向突变和基因重组产生进化的原材料（二）什么决定生物进化的方向？三、现代达尔文主义的主要内容例：考察某一玉米种群，发现正常苗（AA）30%，杂合子苗（Aa）60%，白化苗（aa）10%。白化苗不含叶绿素，所有个体在幼苗期死亡。这个种群随机交配。计算F1、F2、F3可育个体的基因型频率和基因频率。亲代F1F2F3……基因型频率AAAa基因频率Aa1/32/32/31/31/21/23/41/43/52/54/51/52/31/35/61/6变大变小所以：自然选择决定了生物进化方向进化的本质是基因频率的改变

19世纪，桦尺蛾种群中黑色基因（S）频率为5%，浅灰色基因（s）频率为95%

20世纪，桦尺蛾种群中黑色基因（S）频率为95%，浅灰色基因（s）频率为5%实例：桦尺蛾与自然选择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10%，黑色个体每年增加10%，以后的几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？第1年第2年第3年第4年……基因型频率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因频率S20%23%s80%77%13.1%升高26%60.9%26.1%73.9%14.6%29.3%56.1%29.3%70.7%降低(1)在这个探究实验中根据上面的数据分析，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？(2)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基因频率减少,S基因频率增加有，许多浅色个体能可在没有交配、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结论：自然选择决定生物进化的方向自然选择使基因频率定向改变。原因是：结果是：

结论：自然选择决定生物进化的方向（二）自然选择决定生物进化的方向。淘汰不利变异基因、积累有利变异基因使基因频率定向改变。三、物种的形成进化树（一）物种物种：指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，简称“种”。全世界的人都是一个物种吗？人都是一个物种，无论白人黑人黄种人结婚，都能产生具有生殖能力的后代。马跟驴是一个物种吗？地理隔离:不同物种之间一般是不能够相互交配的，即使交配成功，也不能够产生可育的后代，这种现象叫生殖隔离。生殖隔离：由于地理上的障碍使得同种生物的不同种群间不能够发生基因交流的现象。（二）隔离种类指不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。概念：东北虎和华南虎之间存在什么隔离？马和驴之间存在什么隔离？

它们之间还能自由交配吗？资料分析（三）隔离在物种形成中的作用1.设想南美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈斯群岛后，先在两个岛屿上形成两个初始种群。资料分析二２．不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？不一样。因为突变是随机发生的。３．对不同岛屿上的地雀种群来说，环境的作用有没有差别？这对种群基因频率的变化会产生什么影响？

不同岛屿的地形和植被条件不一样，因此环境的作用会有差别，导致种群基因频率朝不同的方向改变。４．如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？不会。因为个体间有基因的交流。地理隔离生殖隔离长期加拉帕戈斯群岛的地雀由于地理隔离而形成生殖隔离，形成了不同的物种。其过程十分缓慢!物种形成的比较常见的方式：不同小岛上的植被不同，果实大小不同所致。自然选择2自然选择1地理隔离物种形成的比较常见的方式：原种变异1变异2基因频率的定向改变变异类型1变异类型2新物种新物种生殖隔离四、共同进化与生物多样性的形成

任何一个物种都不是单独进化的。不同_______之间、____与________之间在相互影响中不断进化和发