现代生物进化理论的由来

第7章现代生物进化理论第1节现代生物进化理论的由来

第2节现代生物进化理论的主要内容

一种群基因频率的改变与生物进化

二隔离与物种的形成

三共同进化与生物多样性的形成第1节现代生物进化理论的由来本节聚焦：1、在达尔文之前，人们是怎样看待生物的进化的？2、达尔文的自然选择学说的要点是什么？3、达尔文的自然选择学说有哪些局限性？问题探讨：讨论一：1、枯叶蝶的翅很像一片枯叶，这有什么适应意义？2、从进化的角度，怎样解释这种适应的形成？3、同一环境中不乏翅色鲜艳的蝴蝶，这与你刚才的解释有矛盾吗？如果有，又怎样解释？一、拉马克的进化学说：拉马克最早提出“进化论”的概念(《动物学的哲学》,1809)。拉马克认为：生物是进化的，生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退与获得性遗传。即：动植物生存条件的改变是生物变异产生的根本原因，环境引起的变异具有一定有利倾向（定向）而且可遗传给后代的。讨论二：我们今天应怎样评价拉马克进化学说的积极意义？请评价拉马克的进化论先进之处（优点）

不足之处

最早提出“进化”获得的性状不一定能遗传早期学习神学。热衷于收集矿石和生物标本，在课余结识了一批优秀的博物学家，从那里接受了科学训练。1831年～1836年随贝格尔号绕地球一圈，沿途考察地质和动植物。达尔文达尔文：贝格尔号之航业余爱好者→著名的博物学家虔诚的基督教徒→无神论者二、达尔文的自然选择学说：事实1：生物都有过度繁殖的倾向事实2：物种内的个体数能保持稳定事实3：资源是有限的推论1：个体间存在着生存斗争事实4：个体间普遍存在差异(变异)事实5：许多变异是可能遗传的推论2：具有有利变异的个体，生存并留下后代的机会多推论3：有利变异逐代积累，生物不断进化出新类型适者生存大风大浪淘汰过度繁殖变异遗传生存斗争适者生存×××××××××××××××××自然选择原始昆虫有翅力大有翅力小无翅√×√生存生存有翅力大无翅用进废退？物竞天择？拉马克达尔文达尔文的自然选择学说过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存1.内容2.评价(1)能科学地解释生物进化的原因局限性(2)能科学地解释生物的多样性和适应性科学性对生物遗传和变异的本质，不能做出科学的解释；对生物进化的解释也局限于个体水平。达尔文的自然选择学说过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存1.内容2.评价(1)能科学地解释生物进化的原因局限性(2)能科学地解释生物的多样性和适应性科学性对生物遗传和变异的本质，不能做出科学的解释；对生物进化的解释也局限于个体水平。鳕鱼的年产卵量是500万粒。有人计算过,如果鳕鱼所产的卵全部能孵化长大成鱼,那么不出6年,整个大西洋就会被鳕鱼塞满。过度繁殖人可能是繁殖能力最小的！若以每对夫妻平均生三个子女，平均30年传递一代计算，每隔50年人口就将增加一倍。只需数百年时间世界人口就将达到几万亿人，显然，这是不可能的！

动物、植物和微生物的繁殖能力比人强很多很多倍！若全部后代都能成活下来，只要很短时间就会超出环境的承受能力！各种生物都有极强大的生殖力。但是自然界中各种生物的数量在一定时期内都会保持相对稳定。过度繁殖人可能是繁殖能力最小的！若以每对夫妻平均生三个子女，平均30年传递一代计算，每隔50年人口就将增加一倍。只需数百年时间世界人口就将达到几万亿人，显然，这是不可能的！

动物、植物和微生物的繁殖能力比人强很多很多倍！若全部后代都能成活下来，只要很短时间就会超出环境的承受能力！各种生物都有极强大的生殖力。但是自然界中各种生物的数量在一定时期内都会保持相对稳定。过度繁殖生存斗争生物个体之间进行的相互斗争，以及生物与无机自然环境之间的斗争，赖以维持个体生存并繁衍种族的自然现象。生物为争夺有限的生活条件产生生存斗争的原因生物大量死亡，少量存活。对生物个体往往有害，但对生物物种是有利的。生存斗争产生的结果①种内斗争②种间斗争③生物与非生物之间的斗争生存斗争范畴（食物、水、空间、配偶、阳光等）生物个体隔间普遍存蛛在差异（睡变异),芝许多渡变异是可撤遗传的。生物的贝变异有避的比亲裙代更适图应环境牢,有跳的却更斤不适应逃环境,纪即躬变异是肿不定向捏的。遗传变龄异第二节毕现代生纷物进化适理论的主要挂内容种群是生欲物进化的惭基本单位突变和庙基因重吩组产生病进化的尚原材料自然选择胃决定生物哀进化的方拣向隔离导致秀物种形成探究活动情景：如果在趣灰色翅退（基因殖型为a客a)昆纲虫的群捧体中偶占然出现蕉一只绿伙色翅（归Aa)尿的变异脸个体，况且绿色苏比灰色水更不容扮易被敌昨害发现日。讨论题恰目：1.根据顿达尔文“消适者生存介、不适者驰淘汰”的卸观点该绿装色个体能凉被选择下猜来吗？2.如果宫该绿色个胶体能很好陵的生活下财来，它体欠内的A基验因怎样才恭能传递给希后代？在自然穴界中，员没有哪绒一个体债是长生变不死的肿，个体老的表现型也会随春着个体的雪死亡而消呜失，但决或定表现型袋的基因却呼可以通过有仍性生殖凑才传给述后代，因此研炒究生物涉的进化包仅仅研般究个体介的表现荐型是否绣与环境肉适应是崖不够的嫂，还需隐要研究群体的基因组秃成变化。判断下列术是否属于茂种群（1）险一个池追塘中的伪全部鱼（2）额一个池命塘中的歇全部鲤巨鱼（3）两恩个池塘内骂的全部鲤承鱼（4）一粘片草地上慈的全部草（5）件一片草仪地上的悠成年梅鲁花鹿（6）一久块稻田里叮的全部幼坑蚜、有翅许、无翅的贱成蚜否是否否否是（一）种弟群是生物裁进化的单亲位１、种群的概盾念：位种群是胶生活在同一区阀域的同种生米物的全部个找体，是生铺物繁殖的示基本单位膀。２、基本因库:暖一个种恢群中全部个体所含有么的全部基断因叫做这心个种群钩的基因库。其中每纸个个体竹所含的妻基因只著是基因师库的一丧部分这些金鱼各自有自己的基因，共同构成了种群的基因库。它们各自的基因都是基因库的一部分。个体数目越多，个体间的差异越大，基因库也就越大。（一）嫌种群是雾生物进惹化的单掏位基因频率倍==纯合子旬频率+鹊1/2命杂合子哥频率某基因的数目该基因的等位基因的总数×100%3、基因频率消：在一个种眯群基因库俯中，某个墙基因占全润部等位基殊因数的比桂率。例1:针从种群早中随机写抽出1缘瑞00个巩个体，钱测知基肌因型为型AA、麻Aa和长aa的飞个体分腐别是3帐0、6雷0和1奋0个。尾那么A你和a的味基因频昏率是多鸦少?例2:某叔工厂有男置女职工各排200人滑，对他们深进行调查奥时发现，鸟女色盲5值人，女性听携带15棉人。男性醋色盲11锡人，求XB,Xb的频率叨。探究活动用数学禾方法讨炼论基因踏频率的营改变假设的钢昆虫群喜体满足苦以下五锄个条件狱：①昆虫壮群体数贩量足够浇大，②全部的备雌雄个体米间都能自品由交配并个能产生后北代，③没有迁嗽入与迁出望，④AA、告Aa、a映a三种基地因型昆虫喘的生存能劣力完全相纺同（也就沾是说自然喇选择对A驱、a控制冒的翅型性纯状没作用峰）⑤也没有剥基因突变睛和染色体点变异。计算子一蜓代、子二偷代、子三奥代的基因吩频率与基雄因型频率遗传平凉衡状态在有性范生殖过哗程中，尽如果符轿合遗传拥平衡，斩产生的纹雌雄配过子：

36%24%16%AAAaAa24%aaA60%a40%卵子A60%a40%精子遗传平衡亚定律其中p脾代表A蛛基因的切频率，低q代表肢a基因惊的频率价。则p+q末=1，(何p＋q)2=p2＋2pq却＋q2=1并得出秋p2代表AA慕的频率，完q2代表aa唐的频率，碌2pq代亭表杂合子A酷a的频率摧。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%60%40%40%36%48%16%哈迪——温伯格翻定律：190般8年，爬英国数俊学家哈栏迪和德赛国医生鄙温伯格剖分别提瓶出关于默基因频须率稳定徒性的见未解。他箱们指出物，一个劝有性生雀殖的自签然种群童中，在凤符合以除下5个豪条件的冲情况下茫，各等位溉基因的警频率和归等位基坦因的基颗因型频香率在一陶代一代油的遗传鱼中是稳演定不变殃的，或者说滔，是保貌持着基讨因平衡森的。这帝5个条欠件是：①种群大垦；②种群中改个体间的廊交配是随包机的；③没有室突变发药生；④没有新欧基因加入条；⑤没有自陵然选择。这就是哈威迪-温伯呼格定律。哈迪-乐温伯格会定律可裂用数学蓬方程式趋表示：(p＋q辜)2=p2＋2p条q＋q2=1其中p代表A基因的频涝率，q代表a基因的芝频率。p+q永远为1眉，p2代表AA的频率，q2代表aa的频率，2pq代表杂津合子Aa的频率。如果等非位基因挡不止2舱个，如雨前一章凭所述的画身高、壳体色等厉涉及多裤个等位坏基因的侍性状，姨哈代-杯温伯格游定律也盛同样适这用，但芦公式就愿要相应萌调整。岸例如，缴有3个挠等位基扫因时，炭公式就赌应改为革：(p+晨q+r递)2=广p2+q2+r2+2p失q+2锹pr+睬2qr气=1在自然线界，由蚂于突变帝、基因丈重组和隆自然选色择等因当素，种伯群的基差因频率艘和基因锐型频率窄总是在状不断变舍化的。宜因此，生物进颗化的过活程实质上就是种偷群基因频晶率发生变化什的过程。自然界精，生物础自发突生变的频轿率很低线，而且产突变大迹多数是疯有害的级，为什帆么还能眨够作为差生物进辫化的原屠材料的症呢？果蝇约炮有104对基因称，假定咸每个基诉因的突带变率是竖10－5，一个韵约有1蒸09个果蝇盛的种群采每一代枕出现的快基因突录变率是户？2×1处04×10－5×109＝2×1软08（二）批突变和哗基因重虎组产生狸进化的粪原材料2、突领变的有庙害和有勤利并不劳是绝对滑的，它取决鼻于生物绒的生存翁环境。3、突茅变和基山因重组符只产生向生物进岂化的原软材料，不能决炒定生物瓣进化的毅方向。1、种群徒是由许多喊个体组成湾的，每个杆个体的每句个细胞内撤都有成葬千上万技个基因降，这样仗，每一晌代就会产生大汗量的突所变（二）突控变和基因吩重组产生位进化的原忍材料19世赌纪，桦口尺蠖种阔群中黑写色基因（顿S）频木率为5从%，浅待灰色基因（s山）频率为唉95%20世徒纪，桦柱尺蠖种尿群中黑色基因腔（S）辟频率为新95%孤，浅灰色基丛因（s）明频率为5政%（三）歼自然选但择决定穿生物进傍化的方焦向。原因是：结果是专：结论：自然选锋择决定签生物进攀化的方德向（三）自霉然选择决傻定生物进耕化的方向症。淘汰不墙利变异含基因、容积累有真利变异盲基因使基因频姜率定向改外变。用现代生包物进化理融论分析解财释狼的进肾化过程。(1)岗狼群中烫存在不滩同类型写的个体惧，如有避跑得快炕的，有样跑得慢纤的。它于说明生宴物具有催___湖___睬的特性烧，而这慢种特性慰是生物土进化的。(2)依随着环炕境的改哄变，食穷物稀少时，跑得纸快、凶接猛的狼滔才能获栏得食物咳生存下愧去。这奇样，食访物、环垒境对狼丧起了_堡___败__作汗用，而顶这种作赔用是_秃___真__的疯，它决厚定着生价物进化越的__辰___取_。变异原材料选择方向定向四、隔太离导致伏物种形床成能够在自遗然状态下嘉能互相交配，并且台产生出可育后亚代的一群生邪物称为一肉个物种（奋spec复ies）桐，简称“遣种”。1、物种尾的概念人都是造一个物仍种，无州论白人先黑人黄姥种人结蓄婚，都株能产生洋具有生犁殖能力观的后代糖。同样，构所有的其马是一飘个物种诸，所有掀的驴也咱是一个帽物种。影但马和斤驴不是衰一个物腊种，因挺为马与庆驴交配渔产生的竟后代骡宾没有生义殖能力涨。全世界的阻人都是一厅个物种吗？马跟驴娘是一个青物种吗识？隔离：指不同种群短间的个体，膀在自然条躲件下基因墨不能自由惩交流的现秃象。生殖隔离：不同物种之间一般站是不能交摇配，即使首交配成功沸，也不能产早生可育牛后代。地理隔离：同一物种由于高椅山、河脖流、沙交漠等地耽理上的轰障碍，哨使彼此腰间不能相叨遇而不薄能交配，使种牺群间不搭能发生谊基因交嗓流的现煮象。2、隔离隔在物种形吓成中的作早用四、隔先离导致奋物种形徒成如果只通债过地理隔奏离，2个骑种群的臭基因库迷各自发芹展，互圾不影响锯，出现一定差蚀异，但不会形成你新的物种，最多也攻就是形成俭不同的亚种－－－量变。如东北虎吉和华南虎浇就是两个裙亚种。生殖隔离则是由土于2个饼种群之搭间的遗怨传物质行基础（基因库）出现较大的趣差异使其个腰体之间不能交配或杂交后代供不育。2、隔贼离在物缓种形成霸中的作第用四、隔辅离导致看物种形衫成生殖隔狗离是新物种形敏成的标志－－质变它们之痒间还能确自由交谜配吗？资料分析剃一2、隔议离在物刊种形成瞎中的作来用四、隔离生导致物种浇形成分析：加采拉帕戈斯夕群岛的地爷雀新物种坟是如何形言成的？资料分普析二2、隔咏离在物舅种形成恰中的作用用四、隔许离导致妖物种形兰成①经过长期淹的地理隔内离而达成状生殖隔离暖，从而形成新物衫种。②多倍体拢的形成不落需经地理呜隔离。原种变异1变异2变异类型1变异类型2新种1新种2生殖隔离自然选择1自然选择2基因频率定向改变地理隔离2、隔洽离在物默种形成合中的作乐用四、隔离魔导致物种炭形成种群1种群2现代生物敌进化理论斧的基本观帜点是：生物进双化的基察本单位是种群。生物进特化的实质是种群棕基因频且率的改榆变。物种形成策的基本环猛节是：突变和卫基因重眼组——置提供进田化的原李材料；自然选绒择——度基因频无率定向你改变，雪决定进永化的方糟向；隔离——鲜物种形成俱的必要条累件1、下深列关于繁隔离的快叙述，葬错误的辽是：A、阻止叶了种群间农基因的交关流B、物种看的形成都这必定先经迟过长期的煌地理隔离C、遗传柜组成上的关差异是生胶产生殖隔详离的根本也原因D、多倍侍体植物的祥形成不需量要经过地讨理隔离B2、新物门种的形成浇的标志：A、具湾有一定学的形态木结构B、具有温一定的生青理功能C、产生光了生殖隔亦离D、改榨变了基友因频率C3、关于临物种的叙折述，错误郑的是：A、物种上是形态上偏类似的、并彼此能交基配并产生披可育后代舞的，要求退类似环境测条件的生但物个体的五总和B、物种使是一个具辨有共同基况因库的，雅与其他类广群有生殖五隔离的类果群C、区分尖物种有多快种依据，魂但最主要津的是看有斑无生殖隔疤离D、不同铲物种的种放群若生活缸在同一地烂区，也会缘瑞有基因交气流D4、有一个侵老鼠的种肆群，最初时都生活在控一个地域液，后来一些条新建的易高速公路捞将该种群接分成A和邪B两个种划群。如果言A种群生燥活的地区骄发生了一乳系列的环傲境变化，含而B种群井的地区没廊有变化，盐则种群A味进化的速轧率很可能伸是（缺）A、比B畅慢杯B、比B授快C、与扣B相同泥D、开络始比B蒸慢，后内来比B议快5、_紫___遵___辞是生物何进化的北基本单耕位，生悟物进化慌的实质切在于种榆群__雀___览___您_的改竞变。物咳种形成构需要三漫个基本探还节：割其中_罗___梦__和警___薯___县___习产生生稿物进化巧的原材拍料，_芹____使种定群的基充因频率骂发生_葛___桂___慨改变并姐决定生你物进化诱的方向降，__仰___企___访是新物杂种形成爷的必要迫条件。B种群基因频预率基因重习组突变自然选熊择定向隔离三、共同职进化与生倘物多样性盛的形成1、共同材进化捕食者的吗存在是否弃对被捕食课者有害无赚益？三姐共同物进化与散生物多度样性的宪形成(一)共纲同进化1、实佣例：2、概念宇：不同物种顾之间、生母物与无机初环境之间恢在相互影响中不断兔进化和纷发展的扇过程。3、结思果：出现了早物种的学多样性疯,而且喇形成了栽生态系麦统的多脆样性。(二)休生物多尚样性的怕形成1、内贷容：基因多切样性→伪物种多氏样性→掀生态系薪统多样压性（3层阿次）2、形贡成生物坡多样性预