第二节现代生物进化理论主要内容

第二节现代生物进化理论主要内容第一页，共六十八页，编辑于2023年，星期一

如果在灰色翅(基因型为aa)昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅(基因型为Aa)的变异个体，且绿色比灰色更不易被捕食。那么：1、该绿色个体一定能被选择下来吗？为什么？2、如果该绿色个体能很好生活下来，它体内的A基因怎样才能传递给子代呢？3、如果Aa与其他个体交配生殖，后代还会是绿色的吗？问题探讨：第二页，共六十八页，编辑于2023年，星期一自然选择学说具有有利变异的个体生存并留下后代的机会多生物进化个体

表现型

决定表现型的基因可以随生殖而世代延续，并且在群体中扩散群体基因组成的变化种群第三页，共六十八页，编辑于2023年，星期一1.种群的概念

生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群.

种群中的个体并不是机械地集合在一起,而是彼此可以交配,并通过繁殖将各自的基因传给后代.(一)种群是生物进化的基本单位第四页，共六十八页，编辑于2023年，星期一阅读114页的第三自然段，并回答问题。（1）种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。这句话表明种群在进化过程中处于什么地位？说明在自然界中，种群是生物繁殖、进化的基本单位。第五页，共六十八页，编辑于2023年，星期一1、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2、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第六页，共六十八页，编辑于2023年，星期一

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。第七页，共六十八页，编辑于2023年，星期一

2.基因库的概念

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3.基因频率的概念

在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率，叫做基因频率第八页，共六十八页，编辑于2023年，星期一4.基因频率的计算

某昆虫种群中，绿色翅的基因为A,褐色翅的基因位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？（自读115页）A=30×2+60

________________________200=60%200a=10×2+60

________________________=40%A+a=1

此种基因的个数种群中该对等位基因的总数此种基因的个数=纯合子个体数X2＋杂合子个体数种群中该对等位基因的总数=个体总数X2通过基因型个体数量计算基因频率某种基因的基因频率=第九页，共六十八页，编辑于2023年，星期一思考与讨论：用数学方法讨论基因频率的变化1、假设上述昆虫种群非常大，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，自然选择对翅色这一相对性状没有作用，基因A和a都不产生突变，根据孟德尔的分离定律计算：(1)该种群产生的A配子和a配子的比率是多少？(2)子代基因型的频率各是多少？(3)子代种群的基因频率各是多少？(4)子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率会同子一代一样吗？第十页，共六十八页，编辑于2023年，星期一新代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A()A()a()a()子代基因型频率AA()Aa()aa()子代基因频率A()a()30%30%30%10%36%48%16%60%40%2、上述计算结果是建立在五个假设条件基础上的。对自然界的种群来说，这五个条件都成立吗？你能举出哪些实例？

满足五个假设条件的种群是理想的种群,在自然条件下,这样的种群是不存在的.这也从反面说明了在自然界中,种群的基因频率迟早要发生变化,也就是说种群的进化是必然的.第十一页，共六十八页，编辑于2023年，星期一3、如果该种群出现新的突变型，也就是产生新的等位基因A2，种群的基因频率会变化吗？基因A2的频率可能会怎样变化？突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。基因A2的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体是有益还是有害的，这往往取决于生物生存的环境。第十二页，共六十八页，编辑于2023年，星期一

用数学方法讨论基因频率的变化——

遗传平衡定律

遗传平衡定律是由英国数学家哈迪和德国医生温伯格分别于1908年和1909年独立证明的，这一定律又称哈迪——温伯格定律。他们指出，一个有性生殖的自然种群中，在符合以下五个条件的情况下，种群的基因频率和基因型频率可以世代相传不发生变化，保持平衡。第十三页，共六十八页，编辑于2023年，星期一五个条件是：1、种群很大

2、随机交配

3、没有突变和重组

4、没有个体迁入迁出

5、没有选择第十四页，共六十八页，编辑于2023年，星期一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，因为(p＋q)=A%+a%=1，则（p+q）2=p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=1。AA的基因型频率=p2；aa的基因型频率=q2；Aa的基因型频率=2pq。第十五页，共六十八页，编辑于2023年，星期一生物进化的实质是基因频率的改变

表面看，自然选择是对一个个生物个体的选择，实质上是对个体所包含的变异进行选择。从现代分子遗传水平看，自然选择实质上是对变异所对应的基因的选择，从而改变着群体中不同基因的基因频率。

所以，生物进化的过程的实质是种群基因频率发生变化的过程。第十六页，共六十八页，编辑于2023年，星期一小结种群基因频率的改变与生物进化(一)种群是生物进化的基本单位1、种群、基因库、基因频率等概念2、用数学方法讨论基因频率的变化3、生物进化的实质是种群基因频率的改变第十七页，共六十八页，编辑于2023年，星期一1、下列关于基因库的叙述正确的是

()A一个种群中一个个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库B一个种群中全部个体所含有的显性基因叫做这个种群的基因库C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D一个种群的基因库会随着种群中一代一代的死亡而消减和灭亡

C第十八页，共六十八页，编辑于2023年，星期一2、AA、Aa、aa的个体分别占24%、72%、4%那么A、a的基因频率是多少？

（）

A.36%和64%B.57%和43%C.24%和72%D.60%和40%D某种基因的基因频率=某种基因的纯合子频率+1/2杂合子频率A=24%+1/2X72%=60%通过基因型个体数量计算基因频率第十九页，共六十八页，编辑于2023年，星期一3、据调查得知，某学校的学生中各血型的比率如下：

IAIA20%IAi30%IBIB10%IBi20%IAIB10%ii10%计算IB的基因频率。10%+1/2（10%+20%）

=

25%第二十页，共六十八页，编辑于2023年，星期一练习：4、某工厂有男女职工各200名，对他们进行调查发现，女性色盲基因携带者为15人，患者5人，男性患者11人，那么这个群体中色盲基因频率为：（）A：6%B、15%C、12%D、5.88%A第二十一页，共六十八页，编辑于2023年，星期一（二）突变和基因重组产生进化的原材料基因重组、基因突变及染色体变异基因突变和染色体变异统称为突变。突变和基因重组可形成可遗传的变异。？可遗传的变异的来源有？第二十二页，共六十八页，编辑于2023年，星期一？1、基因突变能改变基因频率吗？？2、自然界中突变的频率很低，能作为进化的原材料吗？2x10410-5108xx=2x107(个)

每一代就会有大量的变异思考：第二十三页，共六十八页，编辑于2023年，星期一某海岛上的昆虫出现残翅和无翅类型———有利与有害是相对的而不是绝对的这往往取决于生物的生存环境。3、突变产生的变异有利或有害是绝对的吗？第二十四页，共六十八页，编辑于2023年，星期一4.某海岛上生活着一种昆虫，经调查翅的长度和个体数的关系（纵坐标为个体数量，横坐标为翅的长度）。后来该小岛上经常刮大风，若干年后再进行调查，你认为最能代表此时情况的曲线是()选择并解释ABCDD第二十五页，共六十八页，编辑于2023年，星期一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总结第二十六页，共六十八页，编辑于2023年，星期一（1）根据前面所学的知识你能做出假设吗？探究：“自然选择对种群基因频率的影响”长满地衣的树干上的桦尺蠖

黑褐色树干上的桦尺蠖

自然选择可以使种群的基因频率定向改变(三)自然选择决定生物进化的方向第二十七页，共六十八页，编辑于2023年，星期一2）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%70.7%26%29.3%14.6%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高降低第二十八页，共六十八页，编辑于2023年，星期一(3)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浅色个体的出生率有影响吗？变黑的环境对桦尺蠖种群基因频率产生了什么样的影响？变黑的环境使控制浅色的s基因频率减少，而控制深色的S基因频率增加浅色出生率下降，因为许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食基因频率定向改变。

因此：

自然选择使种群的基因频率定向改变，决定了生物进化的方向。第二十九页，共六十八页，编辑于2023年，星期一小结（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()不定向定向第三十页，共六十八页，编辑于2023年，星期一1.某岛屿上存在着尺蛾的两个变种，该地区原为森林，后建设成工业区。下表为该地区不同时期的两个变种尺蛾的数量比。这些变化产生的原因是

()A．灰尺蛾迁离，黑尺蛾迁入B．工业煤烟使灰尺蛾变成黑尺蛾C．自然选择作用D．人工选择的作用2.用现代生物进化理论分析解释狼的进化过程。(1)狼群中存在不同类型的个体，如有跑得快的，有跑得慢的。它说明生物具有______的特性，而这种特性是生物进化的

。(2)随着环境的改变，食物稀少，跑得快、凶猛的狼才能获得食物生存下去。这样，食物、环境对狼起了______作用，而这种作用是______的，它决定着生物进化的______。森林时期工业时期灰蛾黑蛾灰蛾黑蛾99%1%1%99%C变异原材料选择方向定向的第三十一页，共六十八页，编辑于2023年，星期一二、隔离与物种的形成

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”。1：物种的概念判断：马和驴是不是同一物种？马和驴的后代骡子能称为一个物种吗？回忆学过的种群概念，一个物种就是一个种群吗？第三十二页，共六十八页，编辑于2023年，星期一种群物种概念生活地域关系同一地点一定自然区域，同一地点、不同地点一个物种可以包括多个种群生活在同一地点的同种个体总和。彼此可以交配实现基因交流。是生物繁殖的基本单位。指分布在一定的自然区域内，具有一定的形态、结构和生理功能，而在自然状态下能够相互交配和繁殖，并能产生可育后代的一群生物个体。种群与物种的区别第三十三页，共六十八页，编辑于2023年，星期一概念:指同一物种不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。（1）、地理隔离：2、隔离的概念和类型在自然界，同一种生物由于地理上的障碍而形成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象，叫做地理隔离。第三十四页，共六十八页，编辑于2023年，星期一东北虎华南虎

分布在不同自然区域的种群，由于高山、河流和沙漠等地理上的障碍，使彼此间无法相遇而不能交配例：东北虎与华南虎第三十五页，共六十八页，编辑于2023年，星期一（2）、生殖隔离

不同物种之间一般是不能相互交配的，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。（原因是：动物求偶方式不同、繁殖期不同，植物开花季节、花的形态不同，而造成的不能交配等。）第三十六页，共六十八页，编辑于2023年，星期一马驴骡例：马和驴不是一个物种因马与驴交配产生的后代骡没有生殖能力第三十七页，共六十八页，编辑于2023年，星期一例：虎与狮交配的后代——虎狮兽第三十八页，共六十八页，编辑于2023年，星期一自然选择1加拉帕戈斯群岛上几种地雀地理隔离生殖隔离原种变异1变异2变异类型1新种1自然选择2变异类型2新种2基因频率的定向改变3、隔离在物种形成中的作用：第三十九页，共六十八页，编辑于2023年，星期一资料分析：加拉帕戈斯群岛上不同地雀的形成3、隔离在物种形成中的作用：第四十页，共六十八页，编辑于2023年，星期一第四十一页，共六十八页，编辑于2023年，星期一第四十二页，共六十八页，编辑于2023年，星期一1.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。这两个种群的个体数量都不多。它们的基因频率一样吗？

由于这两个种群的个体数量都不够多，基因频率可能是不一样的。资料分析第四十三页，共六十八页，编辑于2023年，星期一２．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。资料分析第四十四页，共六十八页，编辑于2023年，星期一３．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。资料分析第四十五页，共六十八页，编辑于2023年，星期一４．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。资料分析第四十六页，共六十八页，编辑于2023年，星期一原始种群小种群地理隔离各种群的基因频率向不同的方向发生改变新物种生殖隔离出现不同的突变和基因重组产生不同变异种群间差异逐渐扩大种群基因库明显改变生活在各自不同的自然环境中环境各种群间不能进行基因交流自然选择总结：长期的地理隔离导致生殖隔离的出现，生殖隔离标志着新物种的产生。第四十七页，共六十八页，编辑于2023年，星期一物种的形成长期的地理隔离而达到生殖隔离。生殖隔离一旦形成，原来属于同一物种的生物就成了不同的物种。第四十八页，共六十八页，编辑于2023年，星期一隔离形成新物种的原因：（1）、不同的的种群出现不同的突变和基因重组，使不同种群基因频率的变化不同。（2）、生存的环境不同，选择的基因不同，使不同种群的基因频率的变化不同。因此，隔离是物种形成的必要条件。第四十九页，共六十八页，编辑于2023年，星期一物种形成的意义：（1）、增加了生物的类型。（2）、能适应改变的环境。第五十页，共六十八页，编辑于2023年，星期一注意：有时无需地理隔离也能形成新物种

在自然界里还存在另一种物种形成方式，它往往只需要几代甚至一代就完成了，而且不需经过地理隔离。例如，多倍体植物的形成就是如此。自然界里几平将近一半的被子植物和某些栽培作物就是这样形成的。AABBCC（普通小麦）DD（黑麦）×ABC配子D配子ABCD（不育）AABBCCDD（八倍体小黑麦）（可育）秋水仙素处理例：八倍体小黑麦的培育第五十一页，共六十八页，编辑于2023年，星期一小结：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第五十二页，共六十八页，编辑于2023年，星期一现代进化论解释物种形成的基本环节1、突变和基因重组产生进化的原材料2、自然选择决定生物进化的方向(定向)3、隔离导致物种的形成第五十三页，共六十八页，编辑于2023年，星期一1、马（2N＝64）和驴（2N＝62）杂交能产生后代称骡子，能够正常发育，但不能生育，这种情况称之为（）

A、杂交育种

B、人工诱变

C、基因重组

D、生殖隔离2、产生上述情况的原因主要是（）

A、染色体结构发生了变化

B、马和驴的遗传物质有本质区别

C、发生突变

D、减数分裂过程中联会紊乱DD练习第五十四页，共六十八页，编辑于2023年，星期一3、以自然选择学说为核心的现代生物进化理论认为,新物种的形成是A、自然选择的结果B、突变，选择和遗传的综合作用C、用进废退的结果D、突变和基因重组，自然选择及隔离的综合作用4、下列关于隔离的叙述，不正确的是A、阻止了种群间的基因交流B、对所有的物种来说,地理隔离必然导致生殖隔离C、种群基因库间的差异是产生生殖隔离的根本原因D、不同的物种之间必然存在着生殖隔离（D）（B）第五十五页，共六十八页，编辑于2023年，星期一（一）、共同进化任何一个物种都不是单独进化的。1、共同进化的实例：生物与生物之间。例：兰花和专门给它传粉的昆虫。猎豹与鹿。三、共同进化与生物多样性的形成第五十六页，共六十八页，编辑于2023年，星期一

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。“精明的捕食者”策略：捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。“收割理论”：捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间有利于增加物种的多样性。捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？第五十七页，共六十八页，编辑于2023年，星期一2、捕食等在共同进化中的作用淘劣保优，双向选择。控制个体数量，有利多样性发展。第五十八页，共六十八页，编辑于2023年，星期一共同进化还有生物进化与无机环境变化的关系例：生物的新陈代谢类型由原始异养厌氧→自养厌氧→自养需氧。生物进化历程示意图第五十九页，共六十八页，编辑于2023年，星期一3、共同进化的概念不同物种之间，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。第六十页，共六十八页，编辑于2023年，星期一（二）、生物多样性的形成基因多样性物种多样性生态系统多样性生物多样性

地球上所有的植物、动物和微生物，它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统，共同构成了生物多样性。1、生物多样性三层次的内容第六十一页，共六十八页，编辑于2023年，星期一（1）、生物的结构：简单→复杂（2）、生物的等级：低等→高等（3）、细胞的结构：原核细胞→真核细胞（4）、生物的细胞组成：单细胞→多细胞（5）、生殖方式：无性生殖→有性生殖（6）、代谢方式：原始异养厌氧→自养厌氧→自养需氧。（7）、生态成分：生产者、分解者两极生态系统→生产者、消费者、分解者三极生态系统（8）、生活环境：水生→水陆两栖→陆生2、生物多样性的进化历程第六十二页，共六十八页，编辑于2023年，星期一1、分子进化与中性学说

这一学说认为，基因突变对生物适应的影响不是非益即害或非害即益，绝大多数突变都是中性突变；生物体内的大分子都是以一定的速率进化着，这一速率与种群的大小、物种的生殖力以及生物世代的长短都无关，也不受环境因素的影响，因此对于这些中性突变不会发生自然选择与适者生存的情况。生物的进化主要是中性突变在自然群体中进行随机的“遗传漂变”的结果，而与选择无关。也就是说，遗传漂变才是分子进化的基本动力。

基因频率因偶然的机会，而不是由于选择，而发生变化，这种现象称为遗传漂变。（三）、生物进化理论在发展第六十三页，共六十八页，编辑于2023年，星期一例：不同生物的细胞色素c与人的比较生物名称氨基酸差别生物名称氨基酸差别黑猩猩猕猴袋鼠豹马鸡响尾蛇01101l121314金枪鱼鲨鱼天蚕蛾小麦链孢霉酵母菌212331354344