现代生物进化理论的主要内容

1、现代生物进化理论的主要内容主要主要内容内容种群基因频率的种群基因频率的改变与生物进化改变与生物进化隔离与物种的形隔离与物种的形成成共同进化与生物多共同进化与生物多样性的形成样性的形成种群是生物进化的基种群是生物进化的基本单位本单位突变和基因重组产生突变和基因重组产生进化的原材料进化的原材料自然选择决定生物进自然选择决定生物进化的方向化的方向判断下列是否属于种群？（1 1）一个池塘中的全部鱼 （2 2）一个池塘中的全部鲤鱼（3 3）两个池塘内的全部鲤鱼（4 4）一片草地上的全部草（5 5）一片草地上的成年梅花鹿否是否否否（一）种群是生物进化的单位（一）种群是生物进化的单位种群：种群是生活在同一区

2、域的同种生物的全部个体， 是生物繁殖和生物进化的基本单位。一一 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化基因库基因库: :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。 基因频率基因频率该基因的总数该基因的总数 / / 该等位基因的总数该等位基因的总数基因型频率基因型频率该基因型个体数该基因型个体数 / / 该种群个体总数该种群个体总数基因频率基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。判断判断：种群内的个体是否都含有基因库的全部基因？：种群内的个体是否都含有基因库的全部基因？一一 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化X(A%、a

3、%)(AA%、Aa%、aa%)例例: :某昆虫种群中决定绿翅基因为某昆虫种群中决定绿翅基因为A A，决定褐翅，决定褐翅基因为基因为a a，从种群中随机抽出从种群中随机抽出100100个个体，测知个个体，测知基因型为基因型为AAAA、AaAa和和aaaa的个体分别是的个体分别是3030、6060和和1010个。那么个。那么A A和和a a的的基因频率基因频率是多少是多少? ?AAAA、AaAa、aaaa的的基因型频率基因型频率是多少？是多少？解:A基因的基因频率为:A%=100%2AAAa2(AAAaaa)a%= 60%40AA%=100%AAAAAaaa= 30%Aa%=60%aa%=10%总

4、和为总和为1 1总和为总和为1 1例例: :某昆虫种群中决定绿翅基因为某昆虫种群中决定绿翅基因为A A，决定褐翅，决定褐翅基因为基因为a a，测知基因型为测知基因型为AAAA、AaAa和和aaaa的个体的的个体的基因型分别是基因型分别是30%30%、60%60%和和10%10%。那么。那么A A和和a a的的基因频率基因频率是多少是多少? ?A%=AA%1/2Aa%= 60%a%= 40%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%，基因型为Aa的个体占78%，aa的个体占4%，基因型A和a的频率分别是： A.18% 、82% B.36%、64% C.57%、43%

5、 D.92%、8%C 2、从一个种群中随机抽出200个个体，其中基因型为DD、Dd和dd的个体分别是60、120和20个，则基因D和d的频率分别是 A60、40 B40、60 C90、10 D.10、90A【例题例题1】某工厂有男女职工各某工厂有男女职工各100名，对他们进行调查时发现，名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因的携带者为女性色盲基因的携带者为15人，患者为人，患者为5人；男性患者为人；男性患者为11人，人，那么这个群体中色盲基因的频率为那么这个群体中色盲基因的频率为( ) A.12% B.9% C.6% D.4.5%【解析解析】由于男性个体中的由于男性个体中的Y染色体上没有与色盲

6、染色体上没有与色盲有关的基因，所以应该将有关的基因，所以应该将Y染色体所占的比例去除。染色体所占的比例去除。Xb= 100% =12%15 + 5*2 +11100*2 + 100A 变式变式 对某校学生进行色盲遗传病调查对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现：研究后发现：780780名女生中有患者名女生中有患者2323人，人，携带着携带着5252人，人，820820名男生中有患者名男生中有患者6565人，人，那么该群体中色盲基因的概率是那么该群体中色盲基因的概率是 （232+52+65）/780/7802+8202+820 =163/2380 =163/2380 = =0.680.6830%

7、30%30%10%36%48%16%60%40%一一 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化完成课本完成课本P115 P115 思考与讨论思考与讨论假设的昆虫群体满足以下五个条件：假设的昆虫群体满足以下五个条件：昆虫群体数量足够大；昆虫群体数量足够大；全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代；全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代；没有迁入与迁出；没有迁入与迁出；自然选择对自然选择对A A、a a控制的翅型性状没有作用；控制的翅型性状没有作用；也没有基因突变和染色体变异。也没有基因突变和染色体变异。 在上述条件下，种群的基因频率和基因型频在上述条件下，种群的基因频率和基因型

8、频率可以世代相传率可以世代相传不发生变化不发生变化，保持平衡保持平衡，叫做，叫做，也叫，也叫思考题思考题2 2、上述计算结果是建立在五个假设条件基础上。对自然界、上述计算结果是建立在五个假设条件基础上。对自然界的种群来说，这五个条件都成立吗？你能举出哪些实例？的种群来说，这五个条件都成立吗？你能举出哪些实例？3 3、如果该种群出现新的突变型（基因型为、如果该种群出现新的突变型（基因型为A A2 2a a或或A A2 2A A2 2），），也就是产生新的也就是产生新的等位基因等位基因A A2 2，种群的基因频率会变化，种群的基因频率会变化吗？基因吗？基因A A2 2的频率可能会怎样变化？的频率可

9、能会怎样变化？满足这五个假设条件的种群是满足这五个假设条件的种群是理想的种群理想的种群, ,在自然在自然条件下条件下, ,这样的种群是不存在的这样的种群是不存在的. .如如基因突变和染色基因突变和染色体变异体变异总会发生的。所以总会发生的。所以种群的基因频率种群的基因频率迟早要迟早要发生变化。发生变化。会，要看这一突变对生物体是有益还是有害会，要看这一突变对生物体是有益还是有害的，这往往的，这往往取决于生物生存的环境取决于生物生存的环境。 1919世纪，桦尺蠖种群中黑世纪，桦尺蠖种群中黑色基因（色基因（S S）频率为）频率为5%5%，浅，浅灰色基因（灰色基因（s s）频率为）频率为95%95%

10、 2020世纪，桦尺蠖种群中黑世纪，桦尺蠖种群中黑色基因（色基因（S S）频率为）频率为95%95%，浅灰色基因（浅灰色基因（s s）频率为）频率为5%5%探究探究自然选择对种群基因频率的影响自然选择对种群基因频率的影响提出问题：桦尺蠖种群中桦尺蠖种群中s s基因（决定浅色性状）的频基因（决定浅色性状）的频 率为什么越来越低？率为什么越来越低？作出假设：黑褐色的生活环境，不利于浅色桦尺蠖的生存，黑褐色的生活环境，不利于浅色桦尺蠖的生存，对黑色桦尺蠖生存有利，这种环境的选择作用对黑色桦尺蠖生存有利，这种环境的选择作用使该种群的使该种群的s s基因频率越来越低。基因频率越来越低。（即自然选择可使种

11、群基因频率发生（即自然选择可使种群基因频率发生 改变。）改变。）定向13.1%升高升高26%60.9%26.1%73.9%14.6%29.3%56.1%29.3%70.7%降低降低 桦尺蠖的体色受一对等位基因桦尺蠖的体色受一对等位基因S和和s控制，控制，黑色黑色（S）对对浅色（浅色（s）是显性的。是显性的。13.1%升高升高26%60.9%26.1%73.9%14.6%29.3%56.1%29.3%70.7%降低降低(1)(1)在这个探究实验中根据上面的数据分析，变黑的环境对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桦尺蠖产生了什么样的

12、影响？变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的出生率有影响吗？的出生率有影响吗？(2)(2)在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？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变黑的环境使控制浅色的s s基因频率减少基因频率减少,S ,S基因频率增加基因频率增加有，有，许多浅色个体许多浅色个体可能在没有交配可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食、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进化的实质：种群基因频率的定向改变进化的实质：种群基因频率的定向改变达尔文认为，遗传变异，适者生达尔文认为，

13、遗传变异，适者生存。有了变异，个体之间才会在存。有了变异，个体之间才会在竞争中有优胜劣汰之分。竞争中有优胜劣汰之分。如果没有可遗传变异，生物就不如果没有可遗传变异，生物就不可能发生进化。对于这个观点现可能发生进化。对于这个观点现代进化理论同样认可。代进化理论同样认可。可遗传变异是怎样产生的呢？一一 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化可遗传的变异基因突变基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组生物进化的原材料生物进化的原材料突变生物变异的频率是很生物变异的频率是很 ，而且大多是，而且大多是 。低低有害的有害的为什么变异还能成为生物进化的原材料？为什么变异还能成为生物进化

14、的原材料？例：果蝇约有例：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1010-5-5，对于一个中等，对于一个中等大小的果蝇种群（约有大小的果蝇种群（约有10108 8个个体）来说，每一代出现的基因突变数将是：个个体）来说，每一代出现的基因突变数将是： 2 X 10 2 X 104 4 X 10 X 10-5-5 X 10 X 108 8 = = 2 X 102 X 107 7 ( (个个) )某海岛上的昆虫出某海岛上的昆虫出现残翅和无翅类型现残翅和无翅类型有利与有害是有利与有害是相对的而不是绝对的相对的而不是绝对的这往往取决于生物的这往往取决于生物的

15、生存环境。生存环境。突变产生的变异有利或有害是绝对的吗？突变产生的变异有利或有害是绝对的吗？ 变异变异 -自然选择自然选择 -基因频率基因频率 -生物进化生物进化 -不定向不定向定向定向定向定向定向定向1、滥用抗生素会使细菌出现耐药性，如果被这样的细菌感、滥用抗生素会使细菌出现耐药性，如果被这样的细菌感染，则人会因该种细菌能够抵抗各种抗生素而无药可救。下列染，则人会因该种细菌能够抵抗各种抗生素而无药可救。下列有关说法正确的是有关说法正确的是()A抗生素的使用会引起细菌的定向变异抗生素的使用会引起细菌的定向变异B细菌中本来就存在细菌中本来就存在“耐药性耐药性”个体，长期使用抗生素导个体，长期使用

16、抗生素导致致“耐药性耐药性”基因频率下降基因频率下降C“耐药性耐药性”基因频率的改变引起病菌发生进化，产生新基因频率的改变引起病菌发生进化，产生新的的“耐药性耐药性”病菌病菌D抗生素的滥用导致抗生素的滥用导致“耐药性耐药性”细菌被优选出来，这是抗细菌被优选出来，这是抗生素对细菌进行选择的结果生素对细菌进行选择的结果牛刀小试牛刀小试D牛刀小试牛刀小试2、有一个随机交配的种群，在没有迁移等条件下，两年内、有一个随机交配的种群，在没有迁移等条件下，两年内该种群的基因型频率的变化如表所示，根据现代生物进化理该种群的基因型频率的变化如表所示，根据现代生物进化理论，在这两年中，与这对基因有关的推断，正确的

17、是论，在这两年中，与这对基因有关的推断，正确的是()A. 该种群将朝着该种群将朝着Aa增多的方向进化增多的方向进化 B该种群没有表现出生物的进化该种群没有表现出生物的进化C该种群的生活环境有较大的变化该种群的生活环境有较大的变化 D该种群将较容易发生基因突变该种群将较容易发生基因突变B二二 隔离与物种的形成隔离与物种的形成（一）物种（一）物种物种：指能够在自然状态下物种：指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产生可育后 代代的一群生物，简称的一群生物，简称“种种”。全世界的人都是一个物种吗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，人都是一个物种，无论白人黑

18、人黄种人结婚，都能产生具有生殖能力的后代。都能产生具有生殖能力的后代。马跟驴是一个物种吗？马跟驴是一个物种吗？二二 隔离与物种的形成隔离与物种的形成物种与种群有何关系？物种与种群有何关系？ 一个物种可以包括生活在不同地理区域的多个一个物种可以包括生活在不同地理区域的多个种群种群。 只要各个种群相互交配仍能产生可育的后代，则是只要各个种群相互交配仍能产生可育的后代，则是同一同一物种物种。ABA-B-物种物种种群种群一个一个物种物种可由多个可由多个种群种群组成组成地理隔离地理隔离: : 不同物种之间一般是不能够相互交配不同物种之间一般是不能够相互交配的，即使交配成功，也的，即使交配成功，也不能够产

19、生可育不能够产生可育的后代的后代，这种现象叫生殖隔离。，这种现象叫生殖隔离。生殖隔离：生殖隔离： 由于由于地理上的障碍地理上的障碍使得同种生物的不使得同种生物的不同种群间不能够发生基因交流的现象。同种群间不能够发生基因交流的现象。（二）隔离（二）隔离种类种类指指不同种群间不同种群间的个体，在自然条件下的个体，在自然条件下基因不能基因不能自由交流自由交流的现象。的现象。概念：概念：如东北虎如东北虎( (左左) )和华南虎和华南虎( (右右) )都是亚洲虎的后代，由都是亚洲虎的后代，由于长期地理隔离而没有相互交配，没有基因交流，形于长期地理隔离而没有相互交配，没有基因交流，形成了地理隔离，它们形成

20、两个不同的亚种。成了地理隔离，它们形成两个不同的亚种。地理隔离地理隔离: :生殖隔离生殖隔离: :马和驴杂交产生的后代骡子马和驴杂交产生的后代骡子老虎和狮子杂交产生的后代虎狮兽老虎和狮子杂交产生的后代虎狮兽荇菜与梅花因荇菜与梅花因花期不同花期不同而出而出现生殖隔离现生殖隔离孔雀与巨嘴鸟因求偶方式不同而出现生殖隔离曼陀罗的花粉在其他植物的花的柱头上不能完全萌发成为花粉管，使得两性生殖细胞不能融合而形成生殖隔离（三）隔离在物种形成中的作用（三）隔离在物种形成中的作用1、物种形成的方式：、物种形成的方式：（1）渐变式渐变式（2）爆发式爆发式2、物种形成的三个环节：、物种形成的三个环节：（1）突变和基

21、因重组）突变和基因重组 （2）自然选择）自然选择（3）隔离）隔离 是物种形成的必要条件，是物种形成的必要条件， 的形成标志着新物种的形成。的形成标志着新物种的形成。隔离隔离生殖隔离生殖隔离是什么原因造成同一物种分化成是什么原因造成同一物种分化成不同不同类型的新种？类型的新种？它们生活在同一个种群吗？ 一个种群还是两个种群？ 还能发生交配吗？ 在一个山谷中，在一个山谷中，生活着一个鼠种生活着一个鼠种群。雌鼠和雄鼠群。雌鼠和雄鼠之间可以自由交之间可以自由交配，繁衍后代。配，繁衍后代。后来山洪爆发，在山谷后来山洪爆发，在山谷中形成了一条汹涌的大中形成了一条汹涌的大河。将整个鼠种群分成河。将整个鼠种群

22、分成了两个部分，一半在河了两个部分，一半在河这边，一半在那边。就这边，一半在那边。就这样过了几千年。这样过了几千年。后来，河流干涸了后来，河流干涸了，两个鼠种群又会，两个鼠种群又会合在一起。它们发合在一起。它们发现彼此大不相同，现彼此大不相同，还能算是同一个物还能算是同一个物种吗？种吗？地理隔离地理隔离生殖隔离生殖隔离长期长期加拉帕戈斯群岛的地雀加拉帕戈斯群岛的地雀 由于地理隔离而形成生殖隔离，形成了不同的物由于地理隔离而形成生殖隔离，形成了不同的物种。种。其过程十分缓慢其过程十分缓慢! !物种形成的比较常见的方式：渐变式物种形成的比较常见的方式：渐变式不同小岛上的植被不同，不同小岛上的植被不

23、同，果实大小不同所致。果实大小不同所致。书本书本P120 资料分析资料分析1.1.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。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？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。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。. .不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？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。不一样。因为突变是随

24、机发生的。. .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？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。种群基因频率朝不同的方向改变。如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？ 不会。因为个体间有基因的交流。不会。因为个体间有基因的交流。原始原始地雀地雀分布于不同岛屿分布于不同岛屿上（上（地理隔离地理

25、隔离）各地雀种群出现各地雀种群出现不同不同突变和基因突变和基因重组重组不同种群间不同种群间无无基因交流基因交流不同不同种群基因频种群基因频率率发生不同变化发生不同变化各岛屿环境不同，各岛屿环境不同，自自然选择然选择导致不同种群导致不同种群的的基因频率改变基因频率改变有所有所差异差异长此以往，不同种群长此以往，不同种群基因库基因库形成形成明显差异明显差异产生产生生殖隔离生殖隔离新物种新物种形成形成加拉帕戈斯群岛的地雀的形成加拉帕戈斯群岛的地雀的形成自然选择自然选择2 2自然选择自然选择1 1地理地理隔离隔离物种形成的比较常见的方式：渐变式物种形成的比较常见的方式：渐变式原原种种变异变异1 1变异

26、变异2 2基因频率的定向改变基因频率的定向改变变异变异类型类型1 1变异变异类型类型2 2新物种新物种新物种新物种生殖生殖 隔离隔离物种形成的方式：爆发式物种形成的方式：爆发式二倍体二倍体二倍体二倍体四倍体四倍体三倍体三倍体X秋水秋水 仙素仙素(3)物种形成与生物进化的关系：物种形成与生物进化的关系：资料资料1 1兰花及传粉蛾兰花及传粉蛾P123P123花蜜在哪里？传粉昆虫要吸取花蜜在哪里？传粉昆虫要吸取到花蜜口器必须具备？到花蜜口器必须具备？花矩花矩( (花瓣向后或向侧面延长花瓣向后或向侧面延长成管状、兜状等形状的结构成管状、兜状等形状的结构 ) )的顶端。昆虫有细长的吸管似的顶端。昆虫有细长的吸管似口器。口器。该兰花和传粉蛾是如何进化而该兰花和传粉蛾是如何进化而来的？来的？两者相互相成，在生存过程中两者相互相成，在生存过程中不断变异，不断变异，相互选择相互选择，不断积，不断积累有利变异。累有利变异。（五）共同进化导致生物多样性。（五）共同进化导致生物多样性。资料资料2 2猎豹和斑马