现代生物进化的主要内容

现代生物进化的主要内容第一页，共六十二页，2022年，8月28日探究活动情景：如果在灰色翅（基因型为aa）昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅（Aa）的变异个体，且绿色比灰色更不容易被敌害发现。

如果该绿色个体（Aa）已经很好的生活下来，它体内的A基因怎样才能遗传给后代？请写出遗传图解。第二页，共六十二页，2022年，8月28日

出现有利变异个体内的有利基因只有在群体中,通过有性生殖才能世代延续。XAAAa绿翅AA绿翅（1）P:Aa绿翅配子AaAF1:绿翅

aa灰翅XAaAa绿翅AA绿翅（2）Aa配子AaAaAa绿翅P:F1:绿翅绿翅

aa灰翅XAaAa绿翅（3）

aa配子AaaP:F1:绿翅绿翅第三页，共六十二页，2022年，8月28日

研究生物的进化仅仅研究个体的表现型是否与环境适应是不够的，还必须研究群体的基因组成变化。这个群体就是种群！第四页，共六十二页，2022年，8月28日(一)种群是生物进化的基本单位第五页，共六十二页，2022年，8月28日1.什么叫做种群？

生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群.

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.第六页，共六十二页，2022年，8月28日

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。第七页，共六十二页，2022年，8月28日1.种群的基因库一个种群中全部个体所含有的全部基因叫这个种群的基因库。(二)基因库、基因频率，基因型频率第八页，共六十二页，2022年，8月28日2.基因频率在一个种群基因库中，某基因占全部等位基因的比率叫做基因频率。第九页，共六十二页，2022年，8月28日基因频率的计算

某昆虫种群中，绿色翅的基因为A,褐色翅的基因位a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占30、60、10,那么A、a的基因频率是多少？（自读115页）A=30×2+60

________________________200=60%200a=10×2+60

________________________=40%A+a=1

此种基因的个数种群中该对等位基因的总数此种基因的个数=纯合子个体数X2＋杂合子个体数种群中该对等位基因的总数=个体总数X2某种基因的基因频率=第十页，共六十二页，2022年，8月28日3.基因型频率（1）概念：种群中某特定基因型个体数占全部个体数的比率。（2）计算公式

该基因型个体数该种群个体总数某种基因型的频率=例题：某昆虫种群中，绿色翅的基因为A,褐色翅的基因位a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占30、60、10,那么AA的频率是多少？

3030+60+10AA==30%第十一页，共六十二页，2022年，8月28日(1)该种群产生的A配子和a配子的比率各是多少?

A60%a40%卵细胞精子A60%a40%36%24%16%AAAaAa24%aa思考与讨论(2)子代基因型的频率各是多少?(3)子代种群的基因频率各是多少?第十二页，共六十二页，2022年，8月28日亲代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A()A()a()a()子代基因型的频率AA()Aa()aa()子代种群的基因频率A()a()30%30%30%10%36%48%60%40%16%第十三页，共六十二页，2022年，8月28日

亲代子一代

子二代

子三代基因型频率AA30%Aa60%aa10%基因频率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%40%60%40%36%48%16%(4)想一想子二代、子三代以及若干代后，种群的基因频率会同子一代一样吗？第十四页，共六十二页，2022年，8月28日

满足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.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。（5）上述计算结果是在满足五个假设条件的基础上计算的，对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？特别是如果第⑤点假设（⑤基因A和a都不产生突变,即没有基因突变和染色体变异。）成立这与前面我们所学的基因突变的哪个特性相违背？与基因突变的普遍性相违背。第十五页，共六十二页，2022年，8月28日(6)、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益还是有害的，这往往取决于生物生存的环境。第十六页，共六十二页，2022年，8月28日可遗传变异可导致基因频率的改变，基因频率的增加还是减少取决于生物生存的环境，如果这种突变不适应环境，其基因频率会逐代下降，如果这种突变更适应环境，其基因频率会逐代增加，从而导致生物的进化。可遗传变异基因频率改变生物进化第十七页，共六十二页，2022年，8月28日(二)突变和基因重组产生进化的原材料第十八页，共六十二页，2022年，8月28日

基因突变在自然界是普遍存在的，因此基因突变产生新的等位基因,这就可能使种群的基因频率发生变化.现代遗传学研究表明，可遗传的变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异。其中基因突变和染色体变异统称为突变。第十九页，共六十二页，2022年，8月28日

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。为什么还能够改变种群中的基因频率呢？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。此外，突变的有害还是有利也不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。第二十页，共六十二页，2022年，8月28日

例如：果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是10－5，若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？

2×104×10－5个体×108种群=2×107结论：突变和基因重组产生进化的原材料第二十一页，共六十二页，2022年，8月28日(三)自然选择决定生物进化的方向第二十二页，共六十二页，2022年，8月28日（1）根据前面所学的知识你能做出假设吗？长满地衣的树干上的桦尺蠖

黑褐色树干上的桦尺蠖

自然选择可以使种群的基因频率定向改变第二十三页，共六十二页，2022年，8月28日（2）现在我们用数学方法来讨论一下桦尺蠖基因频率变化的原因。1870年桦尺蠖的基因型频率为SS10%；Ss20%；ss70%，在树干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%，以后的几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？第1年第2年第3年第4年……基因型频率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因频率S20%23%s80%77%70.7%29.3%14.6%56.1%29.3%26%60.9%26.1%73.9%13.1%升高降低第二十四页，共六十二页，2022年，8月28日

自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向栖息环境浅色栖息环境深色s基因频率95%S基因频率95%第二十五页，共六十二页，2022年，8月28日(3)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出生率有影响吗？(4)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得体色（表现型）而不是控制体色的基因第二十六页，共六十二页，2022年，8月28日生物进化的本质是：

淘汰不利变异基因、积累有利变异基因结论：自然选择决定生物进化的方向结果是：使基因频率定向改变。第二十七页，共六十二页，2022年，8月28日影响基因频率的因素：突变、基因重组和自然选择生物进化的实质就是：种群是生物进化的单位，也是生物（）的单位。繁殖生物进化=种群基因频率变化种群基因频率发生变化的过程。小结：第二十八页，共六十二页，2022年，8月28日曼彻斯特地区的桦尺蠖，虽然基因频率发生了很大变化，但是并没有形成新的物种。为什么说它们没有形成新的物种？怎样判断两个种群是否属于一个物种？第二十九页，共六十二页，2022年，8月28日二、隔离与物种的形成（一）物种：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称为一个物种，简称“种”。生殖隔离：不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代，这种现象叫生殖隔离。地理隔离：在自然界，同一种生物由于地理上的障碍而形成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象，叫做地理隔离。隔离：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叫做隔离。第三十页，共六十二页，2022年，8月28日因为马与驴交配产生的后代骡没有生殖能力马和驴是不是一个物种？生殖隔离第三十一页，共六十二页，2022年，8月28日地理隔离第三十二页，共六十二页，2022年，8月28日东北虎华南虎（二）隔离在物种形成中的作用

两个不同虎亚种地理隔离第三十三页，共六十二页，2022年，8月28日地理隔离突变、基因重组、自然选择生殖隔离新物种物种的形成：加拉帕戈斯群岛的几种地雀南美洲地雀因长期的地理隔离导致的生殖隔离比较常见新物种形成的标志：生殖隔离注：不同种群之间一旦产生生殖隔离，就不会有基因交流了。第三十四页，共六十二页，2022年，8月28日第三十五页，共六十二页，2022年，8月28日三、共同进化与生物多样性的形成第三十六页，共六十二页，2022年，8月28日三共同进化与生物多样性的形成1、共同进化不同物种间的共同进化生物与无机环境之间的相互影响和共同演变含义第三十七页，共六十二页，2022年，8月28日资料：

动物学家对生活在非洲大草原奥兰治河两岸的羚羊进行研究时发现，东岸的羚羊群的奔跑速度比西岸的羚羊每分钟竟快13米。为何差距如此之大？

经过观察和科学实验，动物学家终于明白，东岸的羚羊之所以强健，是因为它们附近有一个狼群，生存时时处于危险之中。第三十八页，共六十二页，2022年，8月28日捕食者的存在是不是对被捕食者有害无益呢？捕食第三十九页，共六十二页，2022年，8月28日捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？

捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到促进种群发展的作用。“精明的捕食者”策略：捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。“收割理论”：

捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间有利于增加物种的多样性。第四十页，共六十二页，2022年，8月28日根瘤菌：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。第四十一页，共六十二页，2022年，8月28日

地球形成时原始大气中是没有氧气的，但是随着光合细菌的出现，使得大气中有了氧气第四十二页，共六十二页，2022年，8月28日

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，这就是共同进化。

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：第四十三页，共六十二页，2022年，8月28日2、生物多样性的形成（1）生物多样性的内容：物种多样性基因多样性生态系统多样性第四十四页，共六十二页，2022年，8月28日化石——埋藏在地层中的古代生物的遗体、遗迹和遗物，石化后形成的。是研究生物进化最直接的证据（2）生物多样性的形成的进化历程第四十五页，共六十二页，2022年，8月28日早期的生物，主要是蓝藻和细菌，生态系统只有生产者和分解者最早出现的生物是哪一类生物？它们生活在什么环境中？厌氧的单细胞生物，它们生活在海洋中。第四十六页，共六十二页，2022年，8月28日真核生物的红藻化石

距今15亿年前，出现真核生物，实现了基因重组，增强了生物变异的多样性，生物进化加快第四十七页，共六十二页，2022年，8月28日第四十八页，共六十二页，2022年，8月28日大量的动物构成消费者，生态系统由生产者、消费者、分解者构成第四十九页，共六十二页，2022年，8月28日

陆地上还是一片荒芜，生物都生活在海洋中。

寒武纪时地球上的生态系统有什么特点？第五十页，共六十二页，2022年，8月28日

最早登陆的生物是植物还是动物？为什么？

植物，否则动物登陆后就会饿死。

一些海洋植物开始适应陆地生活，主要是蕨类植物。第五十一页，共六十二页，2022年，8月28日中生代生物

开始出现水生爬行动物，如鱼龙、蛇颈龙等；侏罗纪是恐龙的天下，发现始祖鸟、中华龙鸟等，昆虫类也开始繁盛；白垩纪末期也是生物的灭绝时期，但开始出现被子植物

第五十二页，共六十二页，2022年，8月28日中生代陆地和海洋中的情况第五十三页，共六十二页，2022年，8月28日第五十四页，共六十二页，2022年，8月28日始祖鸟第五十五页，共六十二页，2022年，8月28日新生代少女化石和复原图第五十六页，共六十二页，2022年，8月28日

在白垩纪全部绝灭。恐龙