生物的进化梁刚

1、物种是生物分类的基本单位物种是生物分类的基本单位 1 1、生物在类型上具有、生物在类型上具有多样性多样性 一、生物体既相似又相异一、生物体既相似又相异 物种：能够在自然状态下物种：能够在自然状态下相互交配相互交配并且并且产产 生可育后代生可育后代的一群生物，简称的一群生物，简称“种种”。可以分。可以分 布在自然界的布在自然界的不同区域不同区域 种群：种群： 生活在一定区域的生活在一定区域的同种同种生物的全部个体生物的全部个体 种群是物种的种群是物种的存在形式存在形式 一、生物体既相似又相异一、生物体既相似又相异 问题问题1 1：二倍体西瓜和四倍体西瓜是同一物种吗？二倍体西瓜和四倍体西瓜是同一物

2、种吗？ 生殖隔离：生殖隔离：不同物种之间一般是不同物种之间一般是不能相互交配不能相互交配的，的， 即使交配成功，也即使交配成功，也不能产生可育不能产生可育的后代。的后代。 地理隔离：同一种生物由于地理上的障碍而分成不地理隔离：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。同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。 (如东北虎和华南虎）如东北虎和华南虎） 概念辨析概念辨析1 1： 生殖隔离：生殖隔离：不同物种之间一般是不同物种之间一般是不能相互交配不能相互交配的，的， 即使交配成功，也即使交配成功，也不能产生可育不能产生可育的后代。的后代。 物种：物种：能够在

3、自然状态下能够在自然状态下相互交配相互交配并且并且产生可育后代产生可育后代 的一群生物，简称的一群生物，简称“种种”。 思考：马和驴杂交产生不可育骡子能说明什么？思考：马和驴杂交产生不可育骡子能说明什么？ 说明马和驴不是同一个物种，因为存在生殖隔离说明马和驴不是同一个物种，因为存在生殖隔离 结论：物种形成标志即有无生殖隔离出现结论：物种形成标志即有无生殖隔离出现 一、生物体既相似又相异一、生物体既相似又相异 2 2、生物在模式上、生物在模式上具有统一性具有统一性 （请举例说明）（请举例说明） 二、进化论对生物的统一性和多样性的解释二、进化论对生物的统一性和多样性的解释 1 1、生物在类型上具有

4、、生物在类型上具有多样性多样性 人们根据自己需要人们根据自己需要 微小变异变成显著变异微小变异变成显著变异 人类选择人类选择合乎自身要求的变异个体，淘汰其他合乎自身要求的变异个体，淘汰其他 数代选择所需变异被保存数代选择所需变异被保存 生物普遍存在生物普遍存在变异变异 培育出培育出新品种（非物种）新品种（非物种） 人工选择 实例实例2 2：在经常刮大风的海岛上，在经常刮大风的海岛上，无翅无翅或或 翅膀发达翅膀发达的昆虫特别多的昆虫特别多 问题问题1 1：为什么会出现这种现象？为什么会出现这种现象？ 原始原始 昆虫昆虫 有翅有翅 力大力大 有翅有翅 力小力小 无翅无翅 大风大风 大浪大浪 有翅有

5、翅 力大力大 生存生存 生存生存 淘汰淘汰 无翅无翅 遗传遗传 变异变异 自然自然 选择选择 适者适者 生存生存 自然选择是进化的动力自然选择是进化的动力 自然选择自然选择人工选择人工选择 选择对象选择对象 选择次数选择次数 结果结果 有利生存、繁殖的变异有利生存、繁殖的变异人们需要的性状人们需要的性状 数代选择，所需变异被保存积累数代选择，所需变异被保存积累 产生新物种产生新物种 产生新品种产生新品种 人工选择和自然选择（人工选择和自然选择（课本课本9696） 问题问题2 2：如何用达尔文的自然选择学说来解释如何用达尔文的自然选择学说来解释 长颈鹿脖子为什么会变长？长颈鹿脖子为什么会变长？

6、自然选择自然选择在生存斗争中适者生存、在生存斗争中适者生存、 不适者被淘汰的过程不适者被淘汰的过程 有限的生态资源有限的生态资源过度繁殖过度繁殖 导致导致 生存斗争生存斗争遗传和变异遗传和变异 导致导致 （一代代地自然选择）（一代代地自然选择） 适者生存适者生存性状遗传性状遗传 逐渐产生生物新类型逐渐产生生物新类型 （自然选择）（自然选择） 达尔文认为：达尔文认为： 自然选择自然选择是是进化进化的重要的重要动力和机制动力和机制. . 问题问题3 3：用农药消灭害虫，开始时，效果显著，过用农药消灭害虫，开始时，效果显著，过 一段时间后，药效明显下降，是什么原因使害虫一段时间后，药效明显下降，是什

7、么原因使害虫 产生了抗药性？是人工选择还是自然选择？产生了抗药性？是人工选择还是自然选择？ 自然选择自然选择 一一 、种群基因频率的平衡和变化、种群基因频率的平衡和变化 三、选择是进化的动力三、选择是进化的动力 二、种群的变异性二、种群的变异性 四、选择导致适应四、选择导致适应 五、异地和同地的物种形成五、异地和同地的物种形成 进化性变化是怎样发生的进化性变化是怎样发生的 问题问题4 4：生物得以进化的前提是必须有供选择的生物得以进化的前提是必须有供选择的 材料，那这些原材料是如何得到的？材料，那这些原材料是如何得到的？ 突变（基因突变和染色体畸变）和重组产生进化的原材料突变（基因突变和染色体

8、畸变）和重组产生进化的原材料 基因突变基因突变 新的等位基因新的等位基因 基因重组基因重组(非等位基因之间）非等位基因之间） 多种多样的基因型多种多样的基因型 种群出现大量的可遗传变异种群出现大量的可遗传变异 变异是不定向的变异是不定向的 形成了进化的原材料形成了进化的原材料 经过经过 自然选择自然选择 有利变异有利变异 逐渐积累逐渐积累 选择是进化选择是进化 的动力的动力 Y y 基因座位基因座位 问题问题5 5：亲代传给子代的是性状还是基因？亲代传给子代的是性状还是基因？ 二二 种群的变异性种群的变异性 rR 指一个特定基因在指一个特定基因在 染色体上的位置染色体上的位置 1 1、什么是基

9、因库？、什么是基因库？ 三三 种群基因频率的平衡和变化种群基因频率的平衡和变化 2 2、什么是基因频率？、什么是基因频率？ 基因频率基因频率 = = 控制同种性状的所有控制同种性状的所有 等位基因的总数等位基因的总数 100% 基因型频率基因型频率 总的个数总的个数 100% = = 3 3、什么是基因型频率？、什么是基因型频率？ 一个生物种群的全部等位基因的总和一个生物种群的全部等位基因的总和 某一个等位基因的数目某一个等位基因的数目 特定基因型的个数特定基因型的个数 例例1：从种群中随机抽出从种群中随机抽出100个个体，测知基因型个个体，测知基因型 为为AA、Aa和和aa的个体分别是的个体

10、分别是30、60和和10个，那个，那 么基因么基因A和和a的基因频率分别是多少？的基因频率分别是多少？ a=40% a=40% A = 302 +60 1002 =60% 60% ， 例例2：某工厂有男女职工各某工厂有男女职工各200名，经调查，女性色盲名，经调查，女性色盲 基因的携带者基因的携带者15人，患者人，患者5人，男性患者人，男性患者11人，那么人，那么 这个群体中色盲基因的频率为多大？这个群体中色盲基因的频率为多大？ Xb = 15+52 +11 2002+200 =6%6% 活动：活动：通过数学计算讨论种群中基因频率通过数学计算讨论种群中基因频率 和基因型频率的变化（课本和基因型

11、频率的变化（课本P100） 4 4、遗传平衡定律、遗传平衡定律（哈迪（哈迪- -温伯格定律）：温伯格定律）： 在一个在一个大的随机交配大的随机交配的种群里，基因频率和基因型频的种群里，基因频率和基因型频 率在率在没有迁移、突变、选择没有迁移、突变、选择的情况下，的情况下，世代相传不发世代相传不发 生变化，生变化，并且基因型频率由基因频率所决定。并且基因型频率由基因频率所决定。 在一个有性生殖的自然种群中，在一个有性生殖的自然种群中，A的频率为的频率为p， a的频率为的频率为q，在理想状态下在理想状态下，符合下列公式：，符合下列公式： p + q =1 同时同时 ：(p+q)2=p2+2pq+q

12、2=1 即即AA的频率为的频率为p2，Aa的频率为的频率为2pq， aa的频率为的频率为 q2。 例：例：人群中每人群中每10000人中有一白化病患者（人中有一白化病患者（aa）, 则该人群中带有则该人群中带有a基因的杂合子概率是多少基因的杂合子概率是多少? 约约2% 原因一：原因一：突变突变-少数有利突变少数有利突变 实际上，哈代温伯格平衡是不存在的实际上，哈代温伯格平衡是不存在的 原因二：原因二：基因迁移基因迁移-个体的迁入和迁出个体的迁入和迁出 原因三：原因三：遗传漂变遗传漂变-小种群的偶然事件小种群的偶然事件 原因四：原因四：非随机交配非随机交配-交配有选择交配有选择 原因五：原因五：

13、自然选择自然选择-基因频率和基因型频率改变基因频率和基因型频率改变 由此可见，种群基因频率的改变是不可避免的，由此可见，种群基因频率的改变是不可避免的，生物生物 的进化是必然的的进化是必然的。 基因频率发生变化就标志着生物在进化基因频率发生变化就标志着生物在进化 四四 自然选择导致适应自然选择导致适应 英英1919世纪曼彻斯特世纪曼彻斯特 英英2020世纪曼彻斯特世纪曼彻斯特 适应性进化适应性进化自然选择所造成的。自然选择所造成的。 重点理解：重点理解：自然选择不是进化的唯一因素，自然选择不是进化的唯一因素， 但却是适应进化的唯一因素。但却是适应进化的唯一因素。 青霉素起初杀死青霉素起初杀死

14、绝大多数细菌绝大多数细菌 存活下来的细菌进行存活下来的细菌进行 繁殖并将其抗性基因繁殖并将其抗性基因 传给后代，最后青霉传给后代，最后青霉 素对它们不再起作用素对它们不再起作用 选择选择保留有利变异、淘汰不利变异，且是有利变异积累保留有利变异、淘汰不利变异，且是有利变异积累 自然选择导致适应自然选择导致适应 变异是变异是不定向不定向的的 不利变异被淘汰不利变异被淘汰, ,有利变异逐渐积累有利变异逐渐积累 经过经过自然选择自然选择 种群的种群的基因频率发生定向改变基因频率发生定向改变 生物朝一定方向缓慢进化生物朝一定方向缓慢进化 自然选择自然选择 表现型表现型 基因型基因型 基因频率基因频率 直

15、接直接 间间 接接 思考：自然选择是如何改变基因频率的呢？思考：自然选择是如何改变基因频率的呢？ 五五 异地的和同地的物种形成异地的和同地的物种形成 新物种形成的标志：新物种形成的标志：生殖隔离生殖隔离 1、异地物种的形成、异地物种的形成: 经长期的地理隔离而达到生殖隔离经长期的地理隔离而达到生殖隔离 种种 群群 地理隔离地理隔离 小小 种种 群群 自然选择自然选择生殖隔离生殖隔离 新新 物物 种种 发生改变发生改变 基因频率基因频率 （有（有突变和重组突变和重组产生变异）产生变异） 物种形成的关键物种形成的关键 1、异地物种的形成、异地物种的形成: 物种形成的方式有多种，物种形成的方式有多种

16、，经过长期地理经过长期地理 隔离而达到生殖隔离是比较常见的方式，隔离而达到生殖隔离是比较常见的方式， 但但并不是唯一并不是唯一的方式。的方式。 问题：问题：物种的形成都需要地理隔离吗？物种的形成都需要地理隔离吗？ 同地物种的形成同地物种的形成（多倍体育种）（多倍体育种） 五、异地的和同地的物种形成五、异地的和同地的物种形成 1 1、异地物种形成、异地物种形成: :地理隔离地理隔离 2 2、同地物种形成、同地物种形成: :有性生殖有性生殖 重要结论重要结论1 1：可见基因频率一定会发生改变，生物也：可见基因频率一定会发生改变，生物也 一定在进化。因为一定在进化。因为生物进化依据就是看基因频率是否

17、生物进化依据就是看基因频率是否 改变改变！ 重要结论重要结论2 2：突变和基因重组突变和基因重组只是只是产生了生物进化的产生了生物进化的原原 材料材料，不能决定生物进化的方向不能决定生物进化的方向. 重要结论重要结论3：自然选择不是进化的唯一因素，但却是自然选择不是进化的唯一因素，但却是 适应进化的唯一因素。适应进化的唯一因素。 重要结论重要结论4：新物种形成的标志是生殖隔离新物种形成的标志是生殖隔离 种种 群群 地理隔离地理隔离 小小 种种 群群 自然选择自然选择生殖隔离生殖隔离 新新 物物 种种 发生改变发生改变 基因频率基因频率 （种群内有（种群内有突变和重组突变和重组产生变异）产生变异

18、）物种形成的关键 物种形成的关键 彼此基因库出现差异彼此基因库出现差异 基因无基因无 法交流法交流 人们根据自己需要人们根据自己需要 微小变异变成显著变异微小变异变成显著变异 人类选择人类选择合乎自身要求的变异个体，淘汰其他合乎自身要求的变异个体，淘汰其他 数代选择所需变异被保存数代选择所需变异被保存 生物普遍存在生物普遍存在变异变异 培育出培育出新品种（非物种）新品种（非物种） 人工选择 实例实例2 2：在经常刮大风的海岛上，在经常刮大风的海岛上，无翅无翅或或 翅膀发达翅膀发达的昆虫特别多的昆虫特别多 问题问题1 1：为什么会出现这种现象？为什么会出现这种现象？ 问题问题2 2：如何用达尔文的自然选择学说来解释如何用达尔文的自