现代生物进化理论的主要内容张

第二节现代生物进化理论的主要内容一、种群基因频率的改变与生物进化项目自然选择主要观点①过度繁殖，②_________，③遗传变异，④__________评价贡献①论证了生物是不断进化的，对生物进化的原因提出了合理的解释②科学地解释了生物_______的形成不足①对___________的本质不能做出科学的解释②对生物进化的解释局限于_____水平③强调物种形成都是_____的结果，不能很好地解释____________等现象达尔文的自然选择学说生存斗争适者生存多样性遗传和变异个体渐变物种大爆发知识回顾（一）种群是生物进化的单位预习检测１、种群的概念：

种群是生活在的的个体一定区域同种生物全部强调：一定区域、同种生物、个体总和种群的个体不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配的（繁殖的基本单位），并通过繁殖将各自的基因传给后代2、种群的特点：（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×√×××√判断下列是否属于种群当堂检测：一个种群中所含有的叫做这个种群的基因库。3、基因库的概念：

全部个体全部基因注：其中每个个体所含的基因只是基因库的一部分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。个体数目越多，个体间的差异越大，基因库也就越大。4、什么是基因频率？5、什么是基因型频率？在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。在一个种群中，某基因型个体占全部个体的比率。（1）基因频率=某基因的数目该基因及其等位基因的总数×100%基因频率计算的相关类型例：A的基因频率=AA+a×100%A的频率=120____________

200=60%a的频率=80

___________

200=40%当堂检测：绿色翅的基因为A,褐色翅的基因为a，某昆虫种群中随机抽查100个个体，测得AA、Aa、aa的个体分别为30、60、10个，那么A、a的基因频率是多少？A基因数=2×30﹢60=120个a基因数=60﹢2×10=80个A%a%=1×100%×100%绿色翅的基因为A,褐色翅的基因位a，某昆虫种群中随机抽查体，测得基因型为AA、Aa、aa的个体分别为30%、60%、10%，那么A、a的基因频率是多少？A的频率=AA+1/2Aa=30%+½×60%=60%a的频率=aa+1/2Aa=10%+½×60%=40%（2）Ⅹ染色体上基因的基因频率

的计算Ⅹb的基因频率=×100%ⅩbⅩBⅩb注意：男性个体只有一条性染色体含有该类基因；女性个体中两条性染色体均含有该类基因。某工厂有男女职工各200名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因的携带者为15人，患者5人，男性患者11人。那么这个群体中色盲基因的频率为A．8％B．10％C．6％D．117％当堂检测：C在某人群中对血友病进行调查后发现，基因型为HH的比例为4232%，Hh为736%，hh为032%，HY为46%，hY为4%。则在该地区H和h的基因频率分别为A6%、8% B8%、92%C78%、92% D92%、8%D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的基因频率分别是？探究活动：用数学方法讨论基因频率的改变60%和40%这一种群繁殖若干代后，其基因频率会不会发生变化呢？假设该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控制的翅色性状没有作用;⑤没有突变（即基因突变和染色体变异）。

用数学方法讨论基因频率的变化亲代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A()A()a()a()子一代基因型频率AA()Aa()aa()子一代基因频率A()a()30%30%30%10%36%48%16%60%40%

A60%a40%卵子A60%a40%精子36%AA24%Aa24%Aa16%aa种群中所有个体自由交配时，运用棋盘法解答：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%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？如果满足上述五个条件，种群中各等位基因的基因频率和基因型频率在一代代的遗传中不发生变化或者说保持着基因平衡。叫做遗传平衡定律，也叫哈代－温伯格平衡。想一想哈代-温伯格定律处于平衡状态的种群，一对等位基因A与a，A的频率为p，a的频率为q，则用数学方程式表示为：pq=1pq2=p22pqq2

注意：AA的频率为p2；Aa的频率为2pq；aa的频率为q2在一个足够大的种群中，A的频率是04，a的频率是06，若各种条件稳定不变，则该种群中AA、Aa、aa的基因型频率各是 。该种群中所有成熟个体自由交配一次，产生的后代个体中A的频率是 ，a的频率是 。016 、048、03604 062014·海南，23某动物种群中，AA、Aa和aa基因型的个体依次占25%、50%、25%。若该种群中的aa个体没有繁殖能力，其他个体间可以随机交配，理论上，下一代AA∶Aa∶aa基因型个体的数量比为A3∶3∶1 B4∶4∶1C1∶2∶0 D1∶2∶1B已知苯丙酮尿症是位于常染色体上的隐性遗传病。据调查，该病的发病率为1/10000。请问，在人群中苯丙酮尿症致病基因的基因频率和携带此隐性基因的杂合基因型频率各是多少？由题意可知基因型aa的频率为1/10000，计算得基因a的频率为1%，所以基因A的频率＝1－1%＝99%，基因型Aa的频率为2×99%×1%＝198%。答案1%、198%。预习检测（二）突变和基因重组产生进化的原材料基因突变产生新的，这就可能使种群的基因频率发生变化。可遗传的变异异统称为突变等位基因基因突变、基因重组和染色体变异自然界，生物自发突变的频率很低，而且突变大多数是有害的，为什么还能够作为生物进化的原材料的呢？果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率是10-5，一个约有108个果蝇的种群每一代出现的基因突变率是？2×104×10-5×108＝2×107种群是由许多个体组成的，每个个体的每个细胞内都有成千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的突变突变的有害和有利并不是绝对的，这取决于生物的生存环境基因突变产生的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型，从而使种群出现大量的可遗传变异。由于基因突变和重组都是随机的、不定向的，因此它们只是提供生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。19世纪，桦尺蠖种群中黑色基因（S）频率为5%，浅灰色基因（s）频率为95%20世纪，桦尺蠖种群中黑色基因（S）频率为95%，浅灰色基因（s）频率为5%预习检测三自然选择决定生物进化的方向。长满地衣的树干上的桦尺蠖黑褐色树干上的桦尺蠖探究：自然选择对种群基因频率变化的影响英19世纪曼彻斯特英20世纪曼彻斯特自然选择可以使种群的基因频率定向改变问题：桦尺蠖种群中s基因的频率为什么越来越低？假设：根据前面所学的知识，请你做出假设黑褐色的生活环境，不利于浅色桦尺蠖的生存，对黑色桦尺蠖生存有利，这种环境的选择作用使种群s基因的频率越来越低。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%130%升高26%61%26%74%146%293%561%293%707%降低1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。（三）自然选择决定生物进化的方向突变和基因重组是，

自然选择是，

生物进化的方向也是。生物进化实质是。不定向的定向的定向的种群基因频率的定向改变在一次大风暴后，有人搜集了100只受伤的麻雀，把它们饲养起来，结果活下来64只，在死去的个体中，大部分是个体比较大、变异类型特殊的，下列有关叙述正确的是（）A突变和基因重组决定生物进化的方向B自然选择会改变种群的基因频率C特殊的变异类型都是不利的D不产生变异的生物才能生存当堂检测：B小结种群基因频率的改变与生物进化（一）种群是生物进化的单位（二）突变和基因重组产生进化的原材料（三）自然选择决定生物进化的方向。

二隔离与物种的形成

曼彻斯特地区的桦尺蠖虽然基因频率发生了很大的定向改变，但是并没有形成新的物种，它们仍然属于同一物种。如何形成新的物种呢？隔离在物种形成中的作用如何呢？不同物种的生物在自然状态下一定不能交配吗？无生育能力总结物种的概念：在自然状态下能够相互交配并且产生可育后代的一群生物下面是关于加拉帕戈斯群岛地雀的进化过程南美地雀AABBDDEE迁飞加拉帕戈斯群岛甲岛地雀乙岛地雀出现AAbbDDeeaaBBDDEE说明突变突变不同bbDDaaEE出现形成了两个新物种导致地理隔离基因不能交流不同种群基因频率发生不同变化自然选择对不同种群基因频率改变所起的作用生殖隔离自然选择生殖隔离物种形成的条件有哪些？必要条件是什么呢？突变和基因重组地理隔离新的物种原始种群小的种群基因频率发生定向改变基因频率发生改变渐变式：经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是物种形成比较常见的方式同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。不同物种之间一般是不能交配的，或即使交配成功也不能产生可育后代，这种现象叫做生殖隔离。总结地理隔离和生殖隔离：东北虎华南虎隔离与物种的形成①物种：能够在自然状态下相互交配并且产生_________的一群生物。②隔离a两种类型：常见的有___________________。b隔离实质：基因不能_________。③物种形成的三个基本环节：_______________、自然选择及_____。④新物种形成的标志：出现_________。可育后代地理隔离和生殖隔离自由交流突变和基因重组隔离生殖隔离三共同进化与生物多样性的形成共同进化的含义1任何一个物种都不是单独进化的，是在不同物种之间、生物与无机环境之间的互相影响中不断进化和发展。共同进化的含义1任何一个物种都不是单独进化的，是在不同物种之间、生物与无机环境之间的互相影响中不断进化和发展。2不同物种之间的影响既包括种间互助，也包括种间斗争3无机环境的选择作用可定向改变种群的基因频率，导致生物朝一定方向进化，生物的进化反过来又会影响无机环境。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进化的基本历程地球从诞生到现在，大约有46亿年的历史目前地球上已知的生物大约有200万种自从地球上产生生命以来，生物经历了一个漫长的进化过程。35~31亿年以前，原核细胞首次出现单细胞生物蕨类植物藻类植物苔藓植物裸子植物被