现代生物进化理论的由来和主要内容

石阡县第三高级中学黄飞第7章现代生物进化理论世界上到底是先有鸡还是先有蛋？首先是神学家们作出了“解释”：先有鸡，因为上帝创造了鸡，然后让鸡下蛋！也就是说神创造了生物。(神创论)在西方国家，当时:神创论和物种不灭论占据着统治地位。生物不是上帝造物，也不是女娲造人，而是进化而来的。那么生物是怎样进化的呢？

物种不灭论：自古以来既没有物种的绝灭，也没有新的物种产生。不同物种之间没有关联性!拉马克(L.B.Lamarck)1744—1829一、拉马克的进化学说意义：否定了神创论和物种不变论，奠定了科学的生物进化论的基础。

①生物不是神造的，而是由古老生物进化来的

②生物是由低等到高等逐渐进化的③生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传指环境引起或由于用进废退引起的变化是可以遗传的历史意义:1、历史上第一个系统地提出了进化理论的学者；2、反对神创论和物种不变论。1、拉马克提出的用进废退和获得性遗传的观点缺少科学证据的支持。2、拉马克过于强调环境的变化直接导致物种的改变，实际上环境的变化如果未引起遗传物质的改变，就不会使生物产生可遗传的变异。不足:二、达尔文的自然选择学说达尔文查尔斯·罗伯特·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。主要成就：创立生物进化论代表作品：《物种起源》、《动物和植物在家养下的变异》、《人类的由来和性选择》二、达尔文的自然选择学说：事实1：生物都有过度繁殖的倾向事实2：物种内的个体数能保持稳定事实3：资源是有限的推论1：个体间存在着生存斗争事实4：个体间普遍存在差异(变异)事实5：许多变异是可能遗传的推论2：具有有利变异的个体，生存并留下后代的机会多推论3：有利变异逐代积累，生物不断进化出新类型过度繁殖生存斗争遗传变异适者生存达尔文自然选择学说的主要内容1、过度繁殖2、生存斗争3、遗传变异4、适者生存——进化的条件——进化的手段——进化的基础、内因——进化的结果在生存斗争中，适者生存，不适者被淘汰的过程，就是自然选择。过度繁殖有限的生活条件+导致生存斗争+变异导致适者生存+有利性状遗传导致生物新类型出现达尔文的自然选择学说适者生存，不适者被淘汰体现了自然选择。结论：对生物进化的解释1、选择材料——由变异提供2、内在因素——遗传和变异3、进化方向——自然选择决定4、进化动力——生存斗争达尔文认为长颈鹿的进化原因是：长颈鹿产生的后代超过环境承受能力；()。它们都要吃树叶而树叶不够吃；()。它们有颈长和颈短的差异;()。颈长的能吃到树叶生存下来，颈短的却因吃不到树叶而最终饿死了。()过度繁殖生存斗争遗传变异适者生存结合自然选择学说的解释模型，利用达尔文的自然选择学说的观点解释:长颈鹿为什么脖子长？（1）①接受了拉马克关于器官“用进废退”和“获得性遗传的观点”，承认变异是可以遗传的；②他改变了拉马克过分强调“生物内在的自我改进的力量”的观点，在解释适应性的形成时强调“自然选择”的作用。（2）肯定：①较好的解释了生物的多样性和适应性；②相对系统地解释了生物进化的原因。局限：①未能对遗传和变异的本质作出科学的解释。②对生物进化的解释局限于个体水平；③认为物种的形成都是渐变的结果，骤变不可能形成新物种。达尔文的生物进化理论的评价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获得性遗传的观点，已经被多数人摈弃。深入二、种群基因频率的改变和生物进化1.什么叫做种群？

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.种群是生物进化的基本单位

生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群.种群是生物繁殖的基本单位例1.以下属于种群范畴的是：

A、一座山上所有的马尾松

B、一块草地上所有的昆虫

C、甲池塘和乙池塘内所有的鲤鱼

D、一个公园里所有的树木(A)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，叫做基因频率例1：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%和,那么A、a的基因频率是多少？A+a=1

4、种群基因(型)频率的计算(1)已知基因型个体数，求基因频率已知各种基因型的个体数，计算基因频率某基因频率=该基因总数/该基因及其等位基因总数X100%该基因总数=纯合子个体数×2＋杂合子个体数该基因及其等位基因总数=个体总数×2则：A=2AA+Aa/2(AA+Aa+aa)X100%a=Aa+2aa/2(AA+Aa+aa)X100%(A、a为基因，AA、Aa、aa为三种基因型个体数A=30×2+60

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

________________________=40%(2)已知基因型频率，求基因频率设有N个个体的种群，AA、Aa、aa的个体数分别为n1、n2、n3，A、a的基因频率分别用PA、Pa表示，AA、Aa、aa的基因型频率分别用PAA、PAa、Paa表示，则:PA=（2n1+n2）/2N=（n1/N+1/2×n2/N）=PAA+1/2PAaPa

=（2n3+n2）/2N=（n3/N+1/2×n2/N）=Paa+1/2PAa例2、在一个种群中随机抽出100个个体,其中基因型为AA的个体占24个，基因型为Aa的个体占72个,基因型为aa的个体占4个,那么基因A和基因a的频率分别是()A.28%、72%B.36%、64%C.57%、43%D.60%、40%

分析：在100个个体中,AA占24个,Aa占72个,aa占4个，则AA%=24%，Aa%=72%,aa%=4%。根据公式得A%=AA%+1/2Aa%=24%十36%=60%，a%=aa%+1/2Aa%=4%+36%=40%D例3、对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现：780名女生中有患者23人、携带者52人；820名男生中有患者65人，那么该群体中色盲基因的频率是()A.4.4%B.5.1%C.6.8%D.10.2%解析：q（xa）=（2Nxaxa+NxAxa+NxaY/2(NxAxA+NxAxa+Nxaxa)+NxAY+NxaY）X100%=（2X23+52+65/2X780+820）X100%=6.8%。C(3)伴性遗传中基因频率的计算p（xA）=（2NxAxA+NxAxa+NxAY/2(NxAxA+NxAxa+Nxaxa)+NxAY+NxaY）X100%q（xa）=（2Nxaxa+NxAxa+NxaY/2(NxAxA+NxAxa+Nxaxa)+NxAY+NxaY）X100%(p为xA频率,q为xa频率)用数学方法讨论基因频率的改变假设讨论题2中的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，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也没有基因突变和染色体变异。(1)计算子一代、子二代、子三代的基因频率与基因型频率遗传平衡状态思考:

如果该种群随机交配，子代的基因频率又会如何变化呢？

30%30%30%10%36%48%16%60%40%在有性生殖过程中，如果符合遗传平衡，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=1遗传平衡定律AA=p2Aa=2pqaa=q2（二）、突变与基因重组产生进化的原材料1、可遗传的变异来源于基因突变、基因重组、染色体变异，基因突变与染色体变异统称突变。2、突变的频率很低，但个体的每个细胞有成千上万个基因，一个种群有许多个体组成，因此，每一代都会产生大量的突变，为生物进化提供原材料。3基因突变产生的等位基因，通过基因重组可以形成多种多样的基因型，使种群出现大量可遗传。4、基因突变、基因重组、染色体变异可以形成新的基因型，只有基因突变产生新的基因。5、突变和基因重组是随机的、不定向的（三）、自然选择决定了生物进化的方向突变和基因重组为生物进化提供了原材料，自然选择可以使基因频率发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。（四）隔离与物种的形成1、物种的概念：——是指在自然状态下能够相互交配并且能够产生可育后代的一群生物。每一个物种由于地理隔离形成多个不同的种群2、生殖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。如季节隔离；不亲合性；杂种不活；杂种不育等。3、地理隔离:——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。东北虎和华南虎之间存在什么隔离？4、隔离在物种形成中的作用隔离——不同种群间的个体，在自然条件下不能发生基因交流的现象。地理隔离和生殖隔离是常见类型。生殖隔离一旦形成，就形成了不同的物种。隔离是物种形成的必要条件。种群物种形成的方式：地理隔离小的种群自然选择基因频率发生改变生殖隔离新的物种渐变式：骤变式：生殖隔离是新物种形成的标志三、共同进化与生物多样性的形成1、共同进化含义不同物种间的共同进化生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展2、生物多样性的形成（1）内容基因多样性→物种多样性→生态系统多样性（2）形成生物多样性的原因：长期自然选择的结果（3）研究生物进化的主要依据：化石古细菌化石3、生物进化的历程：2．已知人眼的褐色（A）对蓝色（a）是显性。在一个有30000人的人群中，蓝眼的有3600人；褐眼的有26400人，其中纯合子有12000人。那么，在这一个人群中A和a基因频率分别为()A．0．64和0．36 B．0．36和0．64C．0．50和0．50D．0．82和0．18解析：A的基因频率为［12000×2+（26400-12000）］／（30000×2）＝0.64，则a的基因频率是1-0.64＝0.36。A1.在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中，基因型为AA的个体占18%，基因型为Aa的个体占78%，aa的个体占4%，基因A和a的频率分别是：（）A．18%，82%

B．36%，64%

C．57%，43%

D．92%，8%C3.在某一个人群中，经调查得知，隐性性状者为16％，问该性状不同类型的基因型频率是多少?(按AA、Aa、aa顺序排列)()A．0．36，0．48，0．16 B．0．48，0．36，0．16C．0．16，0．48，0．36 D．0．16，0．36，0．38解析：假设所讨论基因在调查人群中有且仅有两个等位基因A、a,且处于遗传平衡可以应用哈代-温伯格遗传平衡，由隐性性状者为16%得到,a等位基因的频率为√0.16=0.4所以A等位基因的频率为1-0.4=0.6所以AA的基因频率是0.62=0.36Aa的基因频率是2*0.6*0.4=0.48A4、在欧洲人中有一种罕见的遗传病，在人群中的发病率约为25万分之一，患者无生育能力，现有一对表现型正常的夫妇，生了一个患病的女儿和正常的儿子。后因丈夫车祸死亡，该妇女又与一个没任何血缘关系的男子婚配，则这位妇女再婚后再生一患病孩子的概率是：A.1/4B.1/250000C.1/1000D.1/50000解析：考点：基因的分离规律的实质及应用分析：根据题意分析可知：在欧洲人中有一种罕见的遗传病，在人群中的发病率约为25万分之一，说明a的频率为1/500．人群中正常个体AA的比例为499×499/250000，Aa的比例为499×2/250000，因此，正常个体中Aa的概率为499×2/250000/499×499/250000+499×2/250000=2/501．据此答题．解答：解：由于一对表现型正常的夫妇，生了一个患病的女儿和一个正常的儿子，所以该妇女的基因型为Aa．与一个没任何亲缘关系表现正常的男子婚配，则这位妇女再婚后再生一个患病孩子的概率是2/501×1/4=1/1002．故选：C．C5.据调查，某小学的学生中，基因型为XBXB的比例为42.32%、XBXb为7．36%、XbXb为0．32%、XBY为46%、XbY为4%，则在该地区XB和Xb的基因频率分别为：

A．6%、8%

B．8%、92%

C．78%、92%

D．92%、8%解析:对于基因频率的计算，既可以按课本上的方法进行，即以100人为基数，先将各基因型的人数换算为个体数，再分别计算各等位基因的数量，而整个等位基因的数量计为200，分别求出各等位基因的百分数即为各自的基因尖率。但我们也可按比较简洁的方法计算：在纯合体中，计算该个体中基因的百分数为该基因型个体的百分数，而杂合体中某基因百分数为该基因型个体百分数的一半。故该题中，基因XB的频率为：42.32%+46%+7.36%/2=92%，而基因Xb频率为1－92%=8%。D1．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：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？基因突变可产生新基因(等位基因)，基因突变是可遗传变异的根本来源。是基因频率改变的基础。

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），那么每一代出现基因突变数是多少呢？2×104×10－5个体×108种群=2×1071）根据前面所学的你能做出假设吗？探究活动（四）“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

自然选择可以使种群的基因频率定向改变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%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高降低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)在自然选择种，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得体色（表现型）而不是控制体色的基因原因是：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6.某岛