现代生物进化理论的主要内容{精美}

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 一 种群是生物进化的基本单位 1 种群概念 生活在一定区域的同种生物的全部个体 卧龙自然保护区猕猴 2 种群的特点 个体间可以自由交配 产生可育的后代 可见 种群也是繁殖的基本单位 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 有翅和无翅的成蚜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 B C 下列属于种群是 A 一个池塘中的全部鱼B 一个池塘中的全部鲤鱼C 两个池塘内的全部青蛙D 一片草地上的全部植物E 一片草地上的成年梅花鹿 B 3 基因库 一个种群中全部个体所含有的全部基因 4 基因频率 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 计算公式 某基因频率 例1 某昆虫种群中决定绿翅基因为A 决定褐翅基因为a 从种群中随机抽出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 那么A和a的基因频率是多少 解 A基因的基因频率为 a基因的基因频率为 A a 60 40 例2 AA Aa aa三种基因型个体分别占24 72 4 那么A的基因频率是 A 36 B 57 C 24 D 60 D 例3 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B 一个种群中全部个体所含有的显性基因C 一个种群中全部个体所含有的全部基因D 一个种群的基因 C 则 1 亲代雌雄配子的种类和比例是多少 2 子代基因型频率各是多少 3 子代种群的基因频率各是多少 例4 某昆虫种群中基因型AA占30 Aa占60 aa占10 如果该种群满足以下五个条件 1 亲代雌雄配子的种类和比例是多少 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 30 30 30 10 36 48 60 40 16 哈代 温伯格定律 在一个极大的随机交配的种群中 在没有突变 选择和迁移的条件下 种群的基因频率可以世代相传不发生变化 保持平衡 哈代 温伯格定律可用数学方程式表示 p q 2 p2 2pq q2 1其中p代表A基因的频率 q代表a基因的频率 p q永远为1 p2代表AA的频率 q2代表aa的频率 2pq代表杂合子Aa的频率 例5 在某一种群中 已调查得知 隐性性状者占16 等位基因用A a表示 那么AA Aa二种基因型个体的频率分别为 A 0 36 0 48B 0 36 0 24C 0 16 0 48D 0 48 0 36 A 二 生物进化的实质 6 影响基因频率的变化因素 自然选择 迁入和迁出 基因突变 是影响基因频率变化的根本原因 雌雄个体不能自由交配 是种群基因频率的改变 种群个体很小 得出 生物的进化并不一定要求产生新物种 2 种群基因重组的结果 产生更多变异 基因型 不定向 三 突变 包括基因突变和染色体变异 和基因重组产生生物进化的原材料 1 基因突变的特点 普遍性 随机性 低频性 一般有害性 不定向性 3 基因突变和染色体变异统称为突变 基因突变是生物变异的根本来源 4 突变的有害还是有利也不是绝对的 这往往取决于生物的生存环境 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 种群是由许多个体组成的 每个个体的每一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 例五 一个果蝇约有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 2 107 1 种群中突变的特点 突变数很大 随机 不定向2 种群基因重组的结果 产生更多可遗传变异 不定向 结论 突变和基因重组产生进化的原材料 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 A B C D D 长翅的和残翅的易生存下来 中等翅的易被淘汰 原因 淘汰不利变异基因 积累有利变异基因 结果 使基因频率定向改变 四 自然选择决定了生物进化的方向 不定向变异 自然选择 通过生存斗争实现 不利变异 基因 淘汰 由生存斗争中失败而死亡 有利变异 基因 多次选择 通过遗传积累 种群的基因频率定向改变 生物定向进化 例六 人类把鲫鱼的后代培育成金鱼 实质就是通过人工选择改变基因频率 从图中看显然红色基因的频率显著提高了 13 1 升高 26 60 9 26 1 73 9 14 6 29 3 56 1 29 3 70 7 降低 黑褐色树干上的桦尺蠖 长满地衣的树干上的桦尺蠖 S表示黑色基因 环境逐渐变黑 例七 S表示浅色基因 总结 1 生物进化的基本单位是种群 也是繁殖的基本单位 2 种群的概念和特点3 基因库 基因频率 基因频率与基因型频率的换算关系4 生物进化的实质是种群基因频率的改变5 突变和基因重组产生生物进化的原材料 突变的有害还是有利也不是绝对的 这往往取决于生物的生存环境 6 自然选择决定生物进化的方向 使基因频率定向改变 二 隔离与物种的形成 1 物种的概念 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称为一个物种 简称 种 2 物种与种群的区别 同一物种可以分布在自然界的不同区域 而种群是指一定区域内的同种全部个体的集合 种群是物种繁殖和进化的基本单位 如中国大陆上所有老虎是一个种群还是一个物种 物种 都是一个物种 无论白人黑人 黄种人结婚 都能产生可育的后代 马和驴不是一个物种 因为马与驴交配产生的后代骡没有生殖能力 全世界的人是一个物种吗 为什么 马跟驴是一个物种吗 为什么 骡是一个物种吗 为什么 不是 因为它不能繁殖后代 问题探讨 3 地理隔离 概念 不同物种之间一般是不能够相互交配的 即使交配成功 也不能产生可育的后代 如季节隔离 不亲合性 杂种不育等 4 生殖隔离 东北虎和华南虎之间存在什么隔离 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 意义 是物种形成的标志 5 隔离在物种形成中的作用 隔离使同种但不同种群间的个体 在自然条件下不能发生基因交流 环境条件不同 同种生物的进化方向也不同 资料分析 地理隔离 生殖隔离 长期 加拉帕戈斯群岛的地雀 说明 地理隔离不一定都能形成生殖隔离 6 物种形成的方式 不同小岛上的植被不同 果实大小不同所致 新物种形成 标志 渐变式 较常见 爆发式 如六倍体小麦 四倍体西瓜的形成 6 突变和基因重组 自然选择 隔离与物种形成的关系 突变和基因重组 自然选择 种群基因频率 改变 积累 扩大 导致 地理隔离 种群间生殖隔离 基因库的差异 导致 时间 标志 新物种的形成 1 关于物种的叙述 错误的是 A 物种是形态上类似的 彼此能交配并产生可育后代的 要求类似环境条件的生物个体的总和B 同一物种不同种群的基因库存在差异 与其他类群有生殖隔离C 区分物种有多种依据 但最主要的是看是否有生殖隔离D 不同物种的种群 若生活在同一地区 一定会有基因交流 D 练习题 2 下列关于隔离的叙述 错误的是 A 阻止了种群间基因的交流B 物种的形成都必定先经过长期的地理隔离C 遗传组成上的差异是生产生殖隔离的根本原因D 多倍体植物的形成不需要经过地理隔离 B 3 新物种形成的标志 A 具有一定的形态结构B 具有一定的生理功能C 产生了生殖隔离D 改变了基因频率 C 4 下列属于同一个物种的是 A 马和驴B 东北虎与华南虎C 二倍体西瓜和四倍体西瓜D 老虎和狮子 B 7 是生物进化的基本单位 生物进化的实质在于种群 的改变 物种形成需要三个基本环节 其中 和 产生生物进化的原材料 使种群的基因频率发生 改变并决定生物进化的方向 是新物种形成的必要条件 种群 基因频率 基因重组 突变 自然选择 定向 隔离 三 共同进化与生物多样性的形成 一 共同进化 在自然界 一种植物专门由一种昆虫传粉的情形很常见 昆虫传粉的专门化对植物繁衍后代有什么意义 资料1 资料2 动物学家对生活在非洲大草原奥兰治河两岸的羚羊进行研究时发现 东岸的羚羊群的奔跑速度比西岸的羚羊每分钟竟快13米 为何差距如此之大 经过观察和科学实验 动物学家终于明白 东岸的羚羊之所以强健 是因为它们附近有一个狼群 生存时时处于危险之中 捕食者的存在是不是对被捕食者有害无益呢 捕食 NO 捕食者的存在是否对被捕食者有害无益 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 共同进化的含义1 不同物种间的共同进化 根瘤菌 与豆科植物共生 形成根瘤并固定空气中的氮气供植物营养的一类杆状细菌 地球形成时原始大气中是没有氧气的 但是随着光合细菌的出现 使得大气中有了氧气 共同进化的含义2 生物和无机环境间之间的共同进化 2 共同进化的概念 3 意义 形成生物的多样性 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 二 生物多样性的形成 1 生物多样性的内容 物种多样性 基因 或遗传 多样性 生态系多样性 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 可见 生物的进化历程可概括为 原核生物真核生物 无性生殖有性生殖 简单复杂 水生陆生 低等高等 5 有性生殖加速生物的进化 以自然选择学说为核心的现代生物进化理论的主要内容如下 1 生物进化的基本单位是种群2 生物进化的实质是基因频率的改变3 突变和基因重组产生生物进化的原材料4 自然选择决定生物进化的方向 生物进化的根源 5 隔离是种形成的必要条物件 物种形成一般是先地理隔离 再产生生殖隔离 生殖隔离是物种形成的标志 6 共同进化形成物种多样性 基因多样性 物种多样性 生态系多样性 1 共同进化指的是 在之间 与之间在相互影响中不断进化和发展 2 生物多样性主要包括 和三个层次的内容 3 下列能提高生物多样性的是 A 把生物进行分类B 来自共同祖先