第3讲生物进化2（种群与生物进化）-2022高考一轮生物单元复习

第21讲生物进化-种群与生物进化生物进化理论拉马克达尔文现代生物进化理论用进废退获得性遗传过度繁殖生存斗争遗传变异适者生存核心：自然选择学说基因水平种群种群是生物进化的基本单位什么是种群？为什么说种群才是生物繁殖的单位？什么是基因库？什么是基因频率和基因型频率？1.种群是生物进化的基本单位种群是指生活在一定区域内的同种生物全部个体的总和。“时间”和“空间”，即种群具有一定的时空限制，离开一定的空间和时间的种群是不存在的。生物繁殖的基本单位；生物进化的基本单位。“同种”和“全部”两个条件三个强调两个要素两个方面一个种群中全部个体所含有的全部基因。基因库：基因频率：在一个种群基因库中，某基因占全部等位基因的比率叫做基因频率。某基因的数目该基因的等位基因的总数基因频率=×100%种群中某基因型个体数占该种群个体总数的比例。基因型频率：基因型频率=×100%从以上基因频率和基因型频率的计算公式可看出：基因频率=该基因纯合子的频率＋1/2杂合子的频率例据调查，某小学的小学生中，基因型的比例为XBXB（43.32%）、XBXb（6.36%）、XbXb（0.32%）、XBY（46%）、XbY（4%），则在该地区XB和Xb的基因频率分别是多少？伴X染色体遗传方式（Y染色体上没有其等位基因）=xB的总数XB基因频率

雌性个数×2＋雄性个数×100%用数学方法讨论基因频率的变化若某种群满足：Ⅰ、种群非常大，Ⅱ、无迁入、迁出，Ⅲ、无突变，Ⅳ、无选择，Ⅴ、随机交配（教材用“自由交配”）。

亲代子一代

子二代

子三代基因型频率AA30%Aa60%aa10%基因频率Aa36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%60%40%处于平衡状态的种群，一对等位基因Aa，A的频率为p，a的频率为q，则：（pA＋qa）2＝p2AA＋2pqAa＋q2aa用数学方法讨论基因频率的变化＝1由此可见，如果满足上述五个条件，则亲代和子代每一种基因的频率都不会改变，到下一代也是如此，也就是说基因频率可以代代保持稳定不变。这就是哈迪－温伯格平衡，也叫遗传平衡定律。但是，在实际中，这样的平衡是不存在的。这是因为，第一：足够大的种群是不存在，而根据概率原理，当个体数不是充足大时，实际得到的数值与理论上的数值就存在误差，实际中子代和亲代的基因频率就会有差异。

第二：种群中充分的随机交配也是不现实的，也就是说不同基因型的卵细胞和精子结合的机会不会是均等的。例如，在生殖季节，为了争夺异性配偶，雄性海象之间要进行激烈而又残酷的竞争，争斗的最后结果常常是强大的一方占有二三十个雌性海象，由于竞争失败，有的雄性海象没有任何的交配机会。假设其它条件不变，在生殖季节里，如果竞争力强的雄性海象个体基因型大多数是AA，而竞争失败的雄性海象个体的基因型大多数是aa（可能是由于本身基因型的关系，而导致性状上的差异），那么A的基因频率将越来越大。

第三：基因突变每时每刻都有可能发生。虽然每一个基因突变的频率很低很低，但一个种群中有很多很多的基因，所以基因的实际突变数是较大的，而且经过代代的遗传基因突变必然对种群的基因频率产生影响，使基因的频率发生改变。如由a突变成A的数或a突变成其它复等位基因的数相对较大，则a的基因频率将越来越小。第四：由于各种原因，种群中有的个体会离开该群体，相反的可能，有的同种的外来个体会迁入该种群，使种群中各种基因型的比例发生变化，而导致种群基因频率的改变。

第五：在自然界中，自然选择是不可抗拒的，始终对种群发挥作用。如基因型为aa的个体由于本身基因的原因，在特定的环境条件下，而导致性状缺陷，不能适应变化了的环境，在自然选择中处于不利地位，则a的基因频率也会越来越小。

由于上述五方面的因素，种群基因频率的改变是客观的，亲代和子代之间基因频率的差异可能是微妙的，但经过代代的遗传，当这一差异由量变的积累而达到质的差异时，该种群就渐变成另外一个不同的种群了。所以从理论上分析，种群基因频率的改变是不可避免的，生物的进化是必然的。突变和基因重组产生进化的原材料基因突变如何改变种群的基因频率？可遗传的变异提供了生物进化的原材料。可遗传的变异来源于？什么是突变？基因突变频率很低，为什么还可以作为进化的原材料？为什么说没有基因突变，基因重组也就失去了意义？突变和基因重组有没有方向性？基因突变染色体变异基因重组突变探究——自然选择对种群基因频率的影响1870年，桦尺蠖种群的基因型频率如下：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%。计算随后几年该种群的基因型频率是多少？基因频率是多少？第1年第2年第3年第4年第5年第6年第7年第8年第9年基因型频率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因频率S20%23%s80%77%第2年（假设种群为100，则SS10,Ss20,ss70）当黑色（表现型）个体每年增加10%,浅色个体每年减少10%时，基因型为SS（黑色)个体第2年将会增加到11个，基因型为Ss（黑色）个体第2年将增加到22个，基因型为ss（浅色）个体第2年将减少到63个。第2年种群个体总数为96个，基因型SS的频率是11÷96=11.5%；基因型Ss的频率是22÷96=22.9%；基因型ss的频率是63÷96=65.6%。

70.7%26%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高降低自然选择如何定向改变种群的基因频率？自然选择决定生物进化的方向不同表现型比例初始种群变异类型1（表现型）变异类型2变异类型3变异类型4变异类型5适者生存，自然选择定向改变基因频率

自然选择和人工选择区别与联系自然选择人工选择谁来选择选择目的实例联系自然环境条件人有利于生物生存有利于人类害虫和病菌抗药性肉食鸡、蛋鸡等都能改变基因频率，使生物进化思考：请利用现代生物进化理论解释白鹤为什么腿长？白鹤的种群中突变和基因重组为进化提供了原材料，自然选择决定白鹤的进化的方向，自然选择使种群的长腿基因频率逐渐增大。物种的概念什么是物种？此处的物种概念仅仅是从遗传学和进化论的角度出发而言，生物学不同分支对物种的定义有所区别。什么是隔离？生殖隔离和地理隔离的含义是什么？种群和物种的比较项目种群物种概念生活在一定区域的同种生物的全部个体。种群是_______________的基本单位。同一种群内的个体之间可以进行_________在自然状态下能够_________，并能够产生_________的一群生物个体范围较小范围内的同种生物的所有个体由分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成生物进化和繁殖基因交流相互交配可育后代判断标准①种群必须具备“三同”，即同一_____、同一_____、同一_____；②同一物种的不同种群不存在生殖隔离，交配能够产生可育后代①主要是具有一定的形态结构、生理功能和在自然条件下能自由交配并且产生可育后代(无生殖隔离)；②不同物种之间存在生殖隔离联系①一个物种可以包括许多种群；②同一个物种的多个种群之间存在着地理隔离，长期发展下去可成为不同的亚种，进而可形成多个新物种时间地点物种地理隔离与生殖隔离的比较项目地理隔离生殖隔离概念同一种生物由于地理上的障碍，使不同的种群不能进行________的现象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______________特点自然条件下不进行基因交流种群间不进行基因交流联系①地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成的质变阶段；②一般经过长期的地理隔离，然后形成生殖隔离，也可能不经过地理隔离直接形成生殖隔离，如多倍体的产生；③只有地理隔离不一定形成生殖隔离，但能产生亚种，如东北虎和华南虎；④_________是物种形成的标志，是物种形成的最后阶段，是物种间的真正界限基因交流产生可育的后代生殖隔离物种形成的通常方式？进化论中新物种形成的标志是？隔离在物种形成中的作用（加拉帕戈斯群岛上几种地雀形成）地理隔离生殖隔离南美洲地雀变异类型一新物种一变异类型二渐变式物种的形成南美洲原始地雀多种基因型

突变基因重组阻止基因交流

不同自然选择基因频率定向改变

长时间积累基因库差别显著新物种二渐变式新物种产生的三个条件：1.突变与基因重组(进化原材料)2.自然选择(定向改变基因频率)3.隔离

①地理隔离阻止基因交流;②生殖隔离是新物种形成的标志渐变式新物种形成模式突变与基因重组自然选择改变种群基因频率基因库差别大标志新物种形成漫长年代扩大阻止基因交流地理隔离生殖隔离生殖隔离类型

不能交配(受精前隔离)季节隔离(如开花季节不同)不亲和性(如精卵不融合)

能交配(受精后隔离)杂种不活(如受精卵不发育)杂种不育(如骡子不育)2.骤变式：染色体加倍(不要地理隔离)→生殖隔离→快速产生新物种2N西瓜秋仙或低温4N西瓜2N西瓜生殖隔离快速产生新物种一粒小麦(2A)山羊草(2B)杂种F1(A+B)可育吗？

染色体数目加倍二粒小麦(2A+2B)新物种吗？俾草(2C)

杂种F2(A+B+C)可育吗？

染色体数目加倍

普通小麦(2A+2B+2C)新物种吗？物种形成与生物进化的比较内容物种形成生物进化标志_________出现_________改变二者联系①只有不同种群的基因库产生了明显差异，出现_________才能形成新物种；②_____不一定产生新物种，新物种产生一定存在_____生殖隔离基因频率生殖隔离进化进化隔离是新物种形成的必要条件判断两种生物是否为同一物种:①“新物种”必须具备两个条件：与原物种之间已形成生殖隔离和物种必须是

.如三倍体无子西瓜、骡子均不可称为“物种”，因为它们均是“不育”的;而四倍体西瓜相对于二倍体西瓜则是“新物种”，因为它与二倍体西瓜杂交产生的子代(三倍体西瓜)不育，意味着二者间已产生

，故已成为新物种。②判断方法若可以

，并且后代为

，那么就是同一物种；若不能进行自然交配，或者交配繁殖出的后代为不可育后代，就为不同物种。可育的生殖隔离自然交配可育后代模拟题提示：模拟题往往认为不是物种[深挖教材·长句溯源]1.(必修2P