现代生物进化理论主要内容

1、查理达尔文（18091882）英国的博物学家，进化单位？基础基础内因内因动力动力结果结果历史局限性历史局限性【思考】桦尺蠖（hu ）的翅色是浅色(基因型为ss)，偶然出现一黑色的变异个体（基因型为Ss），且S对s是显性，若黑色翅比浅色翅更适应环境（1）该个体中的有利基因S，如何保留？（2）即使Ss的个体能够繁殖，后代都是黑色个体吗？个体不是进化基本单位三、达尔文以后进化理论的发展现代生物进化理论现代生物进化理论前提：前提：自然选择作用自然选择作用的单位的单位核心对遗传和变对遗传和变异的研究异的研究个体种群自然选择学说自然选择学说生物科学研究的不断发展生物科学研究的不断发展个体的性状水平基因的分

2、子水平种群:生物进化的基本单位种群生活在一定区域的同种生物的全部个体。例：判断下列是否属于种群例：判断下列是否属于种群（1 1）一个池塘中的全部鲤鱼）一个池塘中的全部鲤鱼（2 2）一个池塘中的全部雄鲤鱼）一个池塘中的全部雄鲤鱼（3 3）一个池塘中的全部鱼）一个池塘中的全部鱼（4 4）一片草地上的全部植物）一片草地上的全部植物（5 5）一片草地上的全部蒲公英）一片草地上的全部蒲公英Q:如果两个鱼塘的鱼都是鲤鱼，它们属于一个种群还是两个种群？ 属于两个种群。属于两个种群。在自然界中，种群是生物繁殖、进化的基本单位。在自然界中，种群是生物繁殖、进化的基本单位。Q:为什么是两个种群？ 同一区域仅是机械

3、地集合？同一区域仅是机械地集合？彼此彼此可以通过交配可以通过交配实现实现基因交流基因交流种群基因库基因频率一个种群中全部个体所含有的全部基因。在种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。基因型频率种群:生物进化的基本单位例例: :从种群中随机抽出从种群中随机抽出100100个个体，测知基因型为个个体，测知基因型为AAAA、AaAa和和aaaa的个体分别是的个体分别是3030、6060和和1010个。个。那么那么AAAA、AaAa和和aaaa个体的基因型频率各是多少个体的基因型频率各是多少? ?解解: :基因型频率基因型频率= =某基因型的个体数某基因型的个体数该种群的个体总数该种群的个体总

4、数 100% 100%AAAA基因型频率为基因型频率为: :AA%=100%100%AAAAAaaa= 30%= 30%AaAa基因型频率为基因型频率为: :Aa%=100%100%AaAAAaaa= 60%= 60%aaaa基因型频率为基因型频率为: :aa%=100%100%aaAAAaaa= 10%= 10%种群:生物进化的基本单位例例: :从种群中随机抽出从种群中随机抽出100100个个体，测知基因型为个个体，测知基因型为AAAA、AaAa和和aaaa的个体分别是的个体分别是3030、6060和和1010个。个。那么那么A A和和a a的基因的基因频率是多少频率是多少? ?解解: :A

5、 A基因的基因频率为基因的基因频率为: :a a基因的基因频率为：基因的基因频率为：基因频率基因频率= =某基因的数目某基因的数目该基因的等位基因的总数该基因的等位基因的总数= 40%= 40%A%=100%100%2AAAa2(AAAaaa)a%= 100% 100%= 60%= 60%2aaAa2(AAAaaa)100%100%种群:生物进化的基本单位= = 纯合子基因型频率纯合子基因型频率 + 1/2+ 1/2杂合子基因型频率杂合子基因型频率可遗传变异可遗传变异基因重组基因重组基因突变基因突变染色体变异染色体变异突变突变基因频率改变的根本原因是什么？变异变异染色体结构变异染色体结构变异染

6、色体数目变异染色体数目变异l 思考：生物自发突变的频率很低，且大多数突变对生物体是有害的，它为何还能作为生物进化的原材料呢？ 例例 果蝇约有果蝇约有10104 4对基因，假定每个基因的突变率都是对基因，假定每个基因的突变率都是 10 105 5，若有一个中等数量的果蝇种群（约有，若有一个中等数量的果蝇种群（约有10108 8个个个个 体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？ 2 104 105个体个体 108种群种群=2 107基因突变产生新的等位基因，是可遗传变异的根本来源，是基因频率改变的基础。突变突变产生产生等位等位基因基因基因重组基因重组多种多样

7、多种多样的的基因型基因型种群出现大量种群出现大量的可遗传变异的可遗传变异变异是不定向的变异是不定向的形成了形成了进化的原材料进化的原材料突变和基因重组为生物进化提供原材料Q ：种群中种群中s s基因（浅色性状）的频率为什么越来越低？基因（浅色性状）的频率为什么越来越低？ (19 世纪中叶 ) (20 世纪中叶 )（二）生物进化的实质 (19 世纪中叶 ) (20 世纪中叶 )黑褐色环境，黑褐色环境，不利于浅色不利于浅色桦尺蠖的生存，环境的选择桦尺蠖的生存，环境的选择作用使作用使s s基因频率越来越低。基因频率越来越低。（二）生物进化的实质Q ：种群中种群中s s基因（浅色性状）的频率为什么越来

8、越低？基因（浅色性状）的频率为什么越来越低？95%5%95%（ss）5%Ss或SS19世纪 长满地衣的树干上的桦尺蠖20世纪 黑褐色树干上的桦尺蠖达尔文的达尔文的“自然选择学说自然选择学说”现代生物进化理论的主要内容生物进化的生物进化的实质实质Q:如果将A池塘的鲤鱼放到B池塘中，能否实现基因交流？ 可以；可以；A 种群B 种群同一物种Q:如何给物种下定义？同一物种要满足什么条件？能交配？马跟驴和骡是一个物种吗？马跟驴和骡是一个物种吗？同一物种满足的两个同一物种满足的两个条件条件1、可以相互交配、可以相互交配2、产生的后代可育、产生的后代可育（1 1）概念）概念指能够在自然指能够在自然状态下相互

9、交配并且产生状态下相互交配并且产生可可育后代育后代的一群生物称为一个的一群生物称为一个物种，简称物种，简称“种种”；（一）物种（一）物种骡是一个物种骡是一个物种吗？吗？为什么为什么？A 种群B 种群同一物种2 2、物种与种群的区别、物种与种群的区别 、同一同一物种物种可以分布在自然界的可以分布在自然界的不同区域不同区域， 种群种群是指是指一定区域内一定区域内的同种全部个体的集合。的同种全部个体的集合。 、种群种群是物种繁殖和进化的基本单位。是物种繁殖和进化的基本单位。 三、隔离在物种形成中的作用三、隔离在物种形成中的作用隔离隔离使同种但不同种群间的个体，不能发生使同种但不同种群间的个体，不能发

10、生基因交流基因交流。这说明了什么？ 一个种群还是两个种群？ 几千年后，还能发生交配吗？ Q Q：是：是什么原因造成同一物种分化成不同什么原因造成同一物种分化成不同类型的类型的新种？新种？思考与讨论：不定向性不定向性导致种群基因频率朝不同的方向改变原始种群原始种群小种群小种群地理隔离地理隔离 各种群的基因频各种群的基因频率向率向 方向方向发生改变发生改变新物种新物种生殖隔离生殖隔离出现出现 突突变和基因重组变和基因重组生活在各自生活在各自不同的自不同的自然环境然环境中中自然选择自然选择标志标志物种形成流程图物种形成流程图不同的不同的（ ）（ ）地理隔离生殖隔离长期长期物种形成的方式：物种形成的方

11、式：不同小岛上的植被不同，果实大小不同所致。不同小岛上的植被不同，果实大小不同所致。新物种形成新物种形成标志标志、渐变式渐变式（较常见）Q：物种形成一定要经过地理隔离吗？（2）爆发式：无需地理隔离 爆发式物种形成是在一个较短时间内完成的，而且不需经过地理隔离。例如，多倍体植物的形成就是如此。AABBCC（普通小麦）DD（黑麦）ABC配子D配子ABCD（不育）AABBCCDD（八倍体小黑麦）（可育）秋水仙素处理例：八倍体小黑麦的培育例：八倍体小黑麦的培育Q Q：生物进化就意味形成新的物种，这句话对吗？为什：生物进化就意味形成新的物种，这句话对吗？为什么么内容内容物种形成物种形成生物进化生物进化标

12、志标志变化后的生物与变化后的生物与原生物的关系原生物的关系二者联系二者联系生殖隔离出现生殖隔离出现基因频率改变基因频率改变新物种形成，生殖隔离，质变生物进化，基因频生物进化，基因频率定向改变，率定向改变，量变量变只有不同种群的基因库产生了明显差异，出现生殖隔离才形成新物种；进化不一定产生新物种，新物种产生一定存在进化 在自然界，一种植物专门由在自然界，一种植物专门由一种昆虫传粉的情形很常见，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昆虫传粉的专门化对植物繁衍后代有什么意义？后代有什么意义？资料1 ：共同进化的含义共同进化的含义1： 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。 不同物种间的共同进化 地球形成地球形成时原始大气时原始大气中是没有氧中是没有氧气的，但是气的，但是随着随着光合细光合细菌菌的出现，的出现，使得大气中使得大气中有了有了氧气氧气共同进化的含义共同进化的含义2：生物和无机环境间也存在共同进化 1 1、共同进化的、共同