现代生物进化理论的主要内容(2)

1、第七章第二节现代生物进化理论的主要内容,现代生物进化理论的基本观点,( 1 )种群是生物进化的基本单位,( 2 )突变和基因重组产生进化的原材料,( 3 )自然选择决定生物进化的方向,( 4 )隔离导致物种形成,（1）种群是生物进化的单位,1、定义：生活在一定区域的同种生物的全部个体。,卧龙自然保护区的所有熊猫,云南的金丝猴,可可西里的藏羚羊,一 种群基因频率的改变与生物进化,2、种群的特点：,（1）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。 （2）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。 （3）一个种群中应包括各年龄阶段的个体

2、,判断下列是否属于种群,（1）一个池塘中的全部鱼 （2）一个池塘中的全部鲤鱼 （3）两个池塘内的全部青蛙 （4）一片草地上的全部植物 （5）一片草地上的成年梅花鹿,否,是,否,否,否,练习：,B,人们为什么要提出“种群”这个概念呢？,自然界的物种实际上是以一个个种群存在的，种群是物种繁衍、进化的基本单位。它为研究生物与环境的关系和物种的变化带来了方便。,性状是由基因控制的，因此研究生物的进化必须研究种群的基因组成和变化。如何分析种群的基因组成和变化？由此人们提出基因库和基因频率的概念。,1、基因库: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。 其中每个个体所含的基因只是基因库的一部

3、分,2、基因频率：,在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。,此种基因的个数=纯合子个体数 2杂合子个体数,种群中该对等位基因的总数=个体总数 2,=纯合子频率+1/2杂合子频率,AA基因型频率：30/100=0.3 Aa基因型频率：60/100=0.6 aa基因型频率：10/100=0.1,1.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Aa的个体占 78%，aa的个体占4%。基因型A和a的频率分别 是 ， 。,57 43,练习：,练习：,2、某工厂有男女职工各200名，对他们进行调查发现， 女性色盲基因携带者为15人，患者5人，男性患者 11人，

4、那么这个群体中色盲基因频率为：（ ）,A：6% B、15% C、12% D、5.88%,A,如果某基因在X染色体上，而在Y染色体上没有该基因及其等 位基因，则公式可以转变成,基因频率=,某基因总数,2X女性个体数+男性个体数,(3)子代种群的基因频率各是多少?,30%,30%,30%,10%,36%,48%,60%,40%,16%,36%,48%,16%,60%,40%,(4) 计算该种群子二代、子三代的基因频率与基因型频率 ; 分析一下各代基因频率与基因型频率相同吗？,36%,48%,40%,16%,60%,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，到再下一代也

5、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。,哈代温伯格定律： 一个有性生殖的自然种群中，在符合5个条件的情况下，各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的，或者说，是保持着基因平衡的。,哈代-温伯格定律可用数学方程式表示： (pq)2=p22pqq2=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。,这五个条件都是影响种群基因频率变化的原因。满足这五个假设条件的种群是理想的种群,在自然条件下,这样的种群是不存在的.即使前4个条件可以满足，但

6、基因突变和染色体变异总会发生的。这也从反面说明了在自然界中,种群的基因频率迟早要发生变化,也就是说种群的进化是必然的.,如果该种群出现新的突变型，也就是产生新的等位基因（A2），种群的基因频率会变化吗？基因A2的频率可能会怎样变化？,突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。 基因A2的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体是有利还是有害的，这往往取决于生物生存的环境。,生物进化的实质： 种群的进化过程就是种群基因频率发生变化的过程。,因此，只要基因频率发生变化，则种群进化便发生了。,（2）突变和基因重组产生进化的原材料,基因重组、基因突变及染色体变异,基因突变和染色体变异统称为突变。,突

7、变和基因重组可形成可遗传的差异。,？可遗传的变异的来源有？,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。为什么还能提供进化的原材料,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。,果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率是105，一个约有109个果蝇的种群每一代出现的基因突变率是？,21041051092108,某海岛上的昆虫出现残翅和无翅类型,有利与有害是 相对的而不是绝对的 这往往取决于生物的 生存环境。,3、突变产生的变异有利或有害是绝对的吗？,基因 重组,突变,新的等位基因,多种多样的基因型,种群中出现大量可遗传的变异

8、,变异是随机的、不定向的,形成了进化的原材料,突变和基因重组是不定向的，不能决定生物的进化方向只提供了进化的原材料,总结,种群是生物进化基本的单位。 生物进化的实质就是种群基因频率的改变。 基因突变和基因重组是生物进化的原材料（但不能决定进化的方向）,进化的方向由谁决定呢？,自然选择,小结：,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%,探究自然选择对种群基因频率的影响,(1)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

9、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,有，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。,变异是不定向的,自然选择,不利变异被淘汰,有利变异逐渐积累,种群的基因频率发生定向改变,生物朝一定方向缓慢进化,（3）自然选择决定生物进化的方向。,只要基因频率发生改变生物就进化了，反之亦然！,2下面关于现代生物进化理论的叙述, 正确的是 A.种群是生物进化的基本单位 B.自然选择学说是现代生物进化

10、理论的核心 C.生物进化过程的实质在于种群基因频率的改变 D.生物进化过程的实质在于有利变异的保存,1下列生物属于种群的是： A一块水田里的全部水稻、水草、鱼、虾及 其他生物 B一块朽木上的全部真菌 C一块棉田中的全部幼蚜、有翅和无翅的成蚜 D一个池塘中的全部鱼,课堂练习,二、隔离与物种的形成,（一）物种,物种：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，简称“种”。,全世界的人都是一个物种吗？,人都是一个物种，无论白人黑人黄种人结婚， 都能产生具有生殖能力的后代。,马跟驴是一个物种吗？,同一物种满足的两个条件：,1、可以相互交配,2、产生的后代可育,物种与种群有何关系？,一个物种可

11、以包括生活在不同地理区域的多个种群。 只要各个种群相互交配仍能产生可育的后代，则是 同一物种。,隔离：指不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。,生殖隔离：不同物种之间一般是不能交配，即使交配成功，也不能产生可育后代。如季节隔离；杂种不育等。,地理隔离：同一物种由于高山、河流、沙漠等地理上的障碍，使彼此间不能相遇而不能交配，使种群间不能发生基因交流的现象。,2、隔离在物种形成中的作用,荇菜与梅花因花期不同而出现生殖隔离,孔雀与巨嘴鸟因求偶方式不同二出现生殖隔离,狮子与老虎杂交产生狮虎兽是没有生育能力的，狮子与老虎因杂种不育而形成生殖隔离,不同物种个体间因生殖隔离而不能进行基因交流

12、。,那么生活在不同区域的同种生物，在自然条件下能不能进行基因交流呢？,地理,隔离,如果把东北虎和华南虎放在同一片草原上，它们仍然可以自发交配并产生可育后代，说明东北虎和华南虎仍然属于同一物种。,一个新的物种要在怎样的条件下才能产生呢？,同一种生物因为地理上的障碍而分成不同的种群使得物种间不能发生基因交流的现象,(1)马（2N64）和驴（2N62）杂交能产生后代称骡子，能够正常发育，但不能生育，这种情况称之为 （ ） A、杂交育种 B、人工诱变 C、基因重组 D、生殖隔离,(2)产生上述情况的原因主要是 （ ） A、染色体结构发生了变化 B、马和驴的遗传物质有本质区别 C、发生突变 D、减数分裂

13、过程中联会紊乱,D,D,练习:,加拉帕戈斯群岛上的地雀,实例,1.设想南美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈斯群岛后，先在两个岛屿上形成两个初始种群。这两个种群的个体数量都不多。它们的基因频率一样吗？,由于这两个种群的个体数量都不够多，基因频率可能是不一样的。,资料分析,不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？,不一样。因为突变是随机发生的。,资料分析,对不同岛屿上的地雀种群来说，环境的作用有没有差别？这对种群基因频率的变化会产生什么影响？,不同岛屿的地形和植被条件不一样，因此环境的作用会有差别，导致种群基因频率朝不同的方向改变。,资料分析,如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？,不

14、会。因为个体间有基因的交流。,资料分析,物种形成的一般途径,突变和基因重组,自然选择,地理隔离,基因库的差别,标志着新物种,种群基因频率,种群间生殖隔离,总结：,改变,积累,导致,标志着,导致,时间,扩大,突变和基因重组,自然选择,隔离是物种形成的基本环节,地理隔离是形成物种的量变阶段，最多也就是形成不同的亚种，如东北虎，华南虎。 生殖隔离是形成物种的质变阶段， 隔离是物种形成的必要条件。 不同物种间都存在着生殖隔离,物种的形成必须经过生殖隔离，但不一定要经过地理隔离。,1.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,2.一般情况下，地理隔离是生殖隔离的先决条件，生殖隔离一旦形成

15、，原来属于一个物种的两个种群，就成了两个物种。,3.生物进化是一个量变到质变的过程，是一个长期的历史过程 （也可快速产生，如多倍体）,4.一个物种的形成必须要经过生殖隔离，但不一定经过地理隔离，如多倍体的产生。,总结：,生殖隔离是新物种产生的标志！,1.隔离是形成新物种的_，常见的隔离类型有_和_，通常经过长期的_隔离常可达到_隔离。不同的地雀种群之间，一旦发生了_隔离，就不会有_交流了。,必要条件,地理,生殖,生殖,基因,练习巩固,2. 下列哪项形成了新物种（ ） A. 二倍体的西瓜经秋水仙素处理成为四倍体西瓜 B. 桦尺蠖体色的基因频率由S（95%）变成s(95%) C. 马与驴交配产生了

16、骡子 D. 克隆羊多利,A,三 共同进化与生物多样性的形成,根据电视镜头中猎豹追捕斑马的情景， 想一想，猎豹与斑马在进化上有没有什么关 系？如果有的话，那是一种什么样的关系？,捕食者的存在对被捕食者的进化有什么 意义吗？,三、共同进化与生物多样性的形成,1.共同进化,问题,有关系，他们相互选择，共同进化。,问题,促进被捕食者种群的进化。,共同进化的含义1：不同物种之间会共同进化,不同生物之间在进化上密切相关，那生物的进化与无机环境的变化是否也有关系呢？,地球形成时原始大气中没有氧气，但随着光合细菌、蓝藻的出现，使得大气中有了氧气，为好氧生物的出现提供了条件。,资料三：,共同进化的含义2：生物和

17、无机环境之间也存在着共同进化。,任何一个物种都不是单独进化的。 不同_之间、_与_之间在相互影响中不断进化和发展，这就是共同进化。,物种,生物,无机环境,（一）共同进化,共同进化 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,通过漫长的共同进化过程，地球上不仅出现了 千姿百态的物种，而且形成了多种多样的生态 系统，也就是形成了生物的多样性,综上所述： 任何一个物种都不是单独进化的,P124,2.生物多样性的形成,生物多样性的三个层次,基因（遗传）多样性,物种多样性,生态系统多样性,生物多样性的形成经历了漫长的进化历程。,思考与讨论,仔细观察教材124页图711，并分析讨论下列问题

18、：,1.最早出现的生物是哪一类生物？它们生活在什 么环境中?,最早出现的生物是厌氧的单细胞生物，它们生活在海洋中.,2.多细胞生物大约是什么时候出现的？它们生活 在什么环境中？,多细胞生物大约是在寒武纪出现的，它们生活在海洋中。,3.最早登陆的生物是植物还是动物，为什么？,最早登陆的生物是植物，否则动物登陆后就会饿死。,4.同今天你看到的地球相比，寒武纪时地球上的 生态系统有什么特点？,当时陆地上还是一片荒芜，生物都生活在海洋中。,5.恐龙是什么时候绝灭的？物种绝灭对生物多样 性产生怎样的影响？,恐龙是在中生代后期（白垩纪末）绝灭的。物种绝灭对生物多样性的影响是复杂的。恐龙的绝灭有利于哺乳动物的繁盛。,了解生物进化历程的主要依据是化石。,生物进化的大致历程,35亿年前,出现古细菌,最早的生物化石,之后的20亿年,海洋中有少量的蓝藻和细菌,两极生态系统（只有生产者和分解者）,15亿年前,海洋中出现真核生物,出现有性生殖，进化速度明显加快（WHY？）,5.75亿年前,海洋中无脊椎动物物种大爆发,生态系统的第三极消费者出现，对植物的进化产生了重要影响,中生代新生代,裸子植物和被子植物扮演了生产者中的主角，鸟类、哺乳类等成为地球上占优势的动物类群,逐渐形成了复杂多样的陆地生态系统,总的进化趋势,简单复杂,水生陆生,低等