第2节种群是进化的基本单位.ppt

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,事实4：个体间普遍存在差异（变异）,推论1：个体间存在着生存斗争,事实5：许多变异是可以遗传的,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,达尔文自然选择学说的解释模型,达尔文对生物进化的解释,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,由自然选择决定,4、进化动力,生存斗争,物竞天择，适者生存,自然选择学说,1、过度繁殖（条件）,2、生存斗争（手段）,3、遗传和变异（基础）,4、适者生存（结果）,意义：,（1）科学地解释了生物进化的原因。,（2）科学地解释了生物的适应性和多样性。,局限性：,（1）对遗传和变异的本质未能做出科学的解释。,主要内容：,（2）对生物进化的解释局限于个体水平。,2、存在着生存斗争（生存竞争）,3、个体间普遍存在可遗传的变异,4、适者生存，不适者淘汰,1、生物都有过度繁殖的倾向,物竞天择，适者生存,（加剧了生存斗争）,（自然选择的手段，生物进化的动力）,（为自然选择提供材料，生物进化的内因）,（自然选择的结果）,（一）自然选择学说的主要内容,二隔离与物种的形式,（一）种群是生物进化的基本单位,（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,一种群基因频率的改变与生物进化,（一）物种的概念,（二）隔离在物种形成中的作用,生物进化,内因,方向,外因,动力,结果,遗传（使有利变异得到积累）,变异（不定向的，有利变异，不利变异）,提供多种,决定于,自然选择,材料,选择材料,过度繁殖,提供大量,加剧了,生存斗争,手段,结果,适者生存,生存斗争,生物具有适应性和多样性,和,自然选择学说,现代生物进化理论,理论核心,自然选择学说,种群,进化的单位,全部基因,基因库,变异和自然选择,种群基因频率发生改变,进化的实质,进化的结果,生物多样性,包含层次,遗传多样性物种多样性生态系统多样性,影响,自然选择决定,生物进化的方向,物种形成的三个基本环节,突变和基因重组、自然选择及隔离,现代生物进化理论，科学地阐明了生物进化过程中内因（生物的遗传和变异）和外因（环境变化）、偶然性（突变和基因重组）和必然性（自然选择）的辨证关系；令人信服地阐述了进化的中心问题物种形成的过程，进一步提高了人们对生物进化机理的认识。（图解如下）,原种,种群的不同变异,现代生物进化理论,自然选择,现代生物进化理论的基本观点是：进化的基本单位种群进化的实质种群基因频率的改变,物种形成的三个基本环节是：突变和基因重组提供进化的原材料；自然选择使种群基因频率定向改变，决定进化的方向；隔离物种形成的必要条件。,种群（population）生活在一定区域的同种生物的全部个体。也是生物繁殖的基本单位。基因库（genepool）一个种群中全部个体所含有的全部基因。基因频率（genefrequency）在一个种群中，某个基因占全部等位基因数的比率。,什么是基因频率、基因型频率？,基因频率是指种群中某等位基因在该位点上可能出现的基因总数中所占的比例。,基因型频率是指某种基因型的个体在种群中所占的比例。,怎样才能知道某种基因的基因频率呢？,30%,60%,10%,12020060%,8020040%,基因型频率和基因频率的计算,解法二：,通过基因型频率计算基因频率：一个等位基因的频率它的纯合子频率杂合子频率,基因型AA的频率为:3010030%基因型Aa的频率为:6010060%基因型aa的频率为:1010010%那么A基因的基因频率为:30%601/260%a基因的基因频率为:10%601/240%,基因频率的计算公式,某基因的频率,种群中某基因的总和,种群中基因的总和（某基因的总和某基因的等位基因的总和）,基因型的频率,特定基因型的个数,总个体数,种群中纯合子的频率杂合子频率,某基因的频率,种群中一对等位基因的频率之和等于1（即：A%a%1）,种群中基因型的频率之和等于1（即：AA%Aa%+aa%1）,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%,练习,问题：在某种群中，AA、Aa、aa个体分别有60、100、40个，请计算一下，这个种群中，A、a基因的频率是多少？,Pq1,解法二：通过基因型频率计算基因频率，即一个等位基因的频率等于它的纯合体频率与1/2杂合体频率之和。则：,通过以上得计算结果，你能得出怎样的结论？,2、已知A、a的基因频率为p、q时，如何求出AA、Aa、aa的基因型频率？,在自然状态下，个体间的交配是随机的，配子的比例就是基因频率，则：,由此可得：AA、Aa、aa的基因型频率分别为P2、2pq、q2，且P22pqq2（pq）21。,问：下一代中A、a的基因频率是多少？,由基因频率的计算可得：A的频率P2（1/2）2pqP2pqp（pq）pa的频率q2（1/2）2pqq2pqq（pq）q,结果说明：子代的基因频率与亲代完全相同，三种基因型的频率也不改变。以此类推，其后代的情况同样如此。,在种群极大，且没有发生迁移、突变和选择的时候，种群的基因频率和基因型频率是不会发生变化的，这就是遗传平衡定律。,应用：若某种常染色体隐性遗传病在10000人中有一人患病，问携带患病基因的有多少人？,设：该正常基因为A，患病基因为a，则患者的基因型为aa，携带者的基因型为Aa。,因为aa的频率1/10000，由遗传平衡定律可得：a的频率1/100，A的频率99/100Aa的频率198/10000所以携带患病基因的有198人。,思考：自然界中有极大的随机交配的种群吗？基因频率会保持不变吗？哪些因素影响基因频率的改变？,自然界种群的基因频率能世代不变吗？为什么？,种群的基因频率要世代保持不变，理论上，需满足以下五个条件：该种群非常大；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；自然选择对不同表现型的生物个体没有作用；不发生基因突变。,在自然界不会有极大的随机交配的种群，也不可能发生突变，最重要的是自然选择是无处不在的，因此基因频率不会保持不变。,每个种群都拥有其独立的基因库，不同种群基因库的大小和等位基因频率各不相同。在自然界中，由于存在基因突变、基因重组、自然选择等因素，种群的基因频率总是在不断变化。总之，种群中的个体一代一代死亡，但基因库却在代代相传的过程中保持和发展。因此，生物进化的过程实质上就是种群基因频率发生变化的过程。,小结,1.种群是生物进化的基本单位。2.生物进化的实质是种群基因频率的改变。3.改变种群基因频率的因素有基因突变、基因重组、自然选择等。4、突变和基因重组产生进化的原材料。,种群中产生变异（不定向）,淘汰不利变异基因,积累有利变异基因,种群的基因频率定向改变,生物朝着一定的方向缓慢的进化,变异是不定向的，自然选择是定向的，决定进化的方向。,自然选择决定生物进化的方向,由此可见，种群产生的变异是不定向的，经过长期的自然选择和种群的繁殖使有利变异基因不断积累，不利变异基因逐代淘汰，使种群的基因频率发生了定向改变，导致生物朝着一定的方向缓慢进化。因此，定向的自然选择决定了生物进化的方向。,浅色基因（s）的频率为95黑色基因（S）的频率为5,浅色基因（s）的频率为5黑色基因（S）的频率为95,桦尺蠖种群中绝大多数是浅色的，只有少数是黑色的。,19世纪中期,20世纪中期,桦尺蠖种群中绝大多数是黑色的，只有少数是浅色的。,物种的形成过程,物种形成三环节,突变和基因重组自然选择隔离,不同的种群,一个种群,新物种,不同种群的基因库产生质的差别,物种,地理隔离,小种群（通过突变、基因重组产生变异）,自然选择,基因频率发生改变,生殖隔离,形成新物种,隔离是新物种形成的必要条件,物种形成的方式,新的物种是在进化过程中形成的，物种形成的方式有多种。达尔文认为物种的形成主要是渐变的方式。物种形成的两种最基本方式如下表所示：,一般经突变与基因重组、选择、隔离三环节形成，是主要的物种形成方式，速度缓慢。,继承式,分化式,在同一区域，A物种经长间演变形成B物种，A不再存在，A与B之间有生殖隔离。,A物种地理隔离A的若干亚种生殖隔离若干新物种。A物种仍存在。这是最常见物种形成方式。,起因于染色体变异或远缘杂种的染色体数