现代生物进化理论的内容

第七章当代生物进化理论第2节当代生物进化理论的重要内容探究活动（一）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，且绿色翅更不容易被敌害发现。那么，昆虫的翅色将怎样变化？如果该绿色个体（Aa）已经较好的生活下来，它体内的A基因如何才干遗传给后裔？有利基因通过有性生殖才干世代延续出现有利变异个体内的有利基因只有在群体中，通过有性生殖才干世代延续，另外有利变异的个体的后裔不一定能真实遗传。因此，硕士物的进化，仅仅研究个体的体现形式与否与环境相适应是不够的，还需要研究群体的基因构成的变化，这个群体就是种群。(一)种群是生物进化的基本单位探究活动（二）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,而是彼此能够交配,并通过繁殖将各自的基因传给后裔.探究活动（二）阅读114页的第三自然段，探究并回答下列问题。种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。这句话表明种群在进化过程中处在什么地位？阐明在自然界中，种群是生物繁殖、进化的基本单位。下列属于种群的是（）A.一种湖泊中的全部鱼B一种森林中的全部蛇C卧龙自然保护区中的全部大熊猫D.一间屋中的全部蟑螂C性状是由基因控制的，因此硕士物的进化必须研究种群的基因构成和变化。如何分析种群的基因构成和变化？由此人们提出基因库和基因频率的概念。2.基因库的概念一种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3.基因频率的概念在一种种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率，叫做基因频率a基因频率的计算某昆虫种群中，绿色翅的基由于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＋杂合子个体数某种基因的基因频率=b基因型频率＝特定基因型的个体∕种群个体总数巩固练习：在一种种群中随机抽取一定数量的个体，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%，那么基因A和a的频率分别是多少？A57%a43%基因A的频率=18%+1/2×78%=57%基因a的频率=4%+1/2×78%=43%

用数学方法讨论基因频率的改变(5)(6)(1)(2)(3)(4)假设115页题目中的种群满足以下五个条件：①昆虫群体数量足够大，③没有迁入与迁出，②全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，④AA、Aa、aa三种基因型昆虫的生存能力完全相同（也就是说自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用）⑤A和a都不产生突变,即没有基因突变和染色体变异。(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子一代基因型频率(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?30%30%30%10%36%48%60%40%16%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()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)在讨论题2中的群体满足五个条件的状况下,计算子二代、子三代的基因频率与基因型频率;分析一下各代基因频率与基因型频率相似吗？用数学办法讨论基因频率的变化——遗传平衡定律遗传平衡定律是由英国数学家哈代和德国医生温伯格分别于1908年和1909年独立证明的，这一定律又称哈代——温伯格定律，它是指在一种极大的随机交配的种群中，在没有突变、选择和迁移的条件下，种群的基因频率和基因型频率能够世代相传不发生变化，保持平衡。若种群中一等位基由于A和a，设A的基因频率=p，a的基因频率=q，由于(p＋q)=A%+a%=1，则（p+q)2=p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=1。AA的基因型频率=p2；aa的基因型频率=q2；Aa的基因型频率=2pq。满足五个假设条件的种群是抱负的种群,在自然条件下,这样的种群是不存在的.这也从背面阐明了在自然界中,种群的基因频率迟早要发生变化,也就是说种群的进化是必然的.（5）上述计算成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反？与基因突变的普遍性相违反。(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的频率可能会如何变化？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。生物进化的实质：

种群的进化过程就是种群基因频率发生变化的过程。通过讨论基因频率的变化能够认识到，自然界中种群的基因频率一定会发生变化，也就是说种群的进化是必然的。影响种群基因频率变化的根本因素是什么？变异变异的类型有那些？不能遗传的变异可遗传的变异基因突变基因重组染色体变异影响种群基因频率变化的根本因素是什么？变异的类型有那些？①普遍性:②随机性:④有害性：⑤不定向性：A＝a1或A＝a2基因突变的的特点和意义分别是什么?意义:基因突变尽管是随机的、不定向的，在自然状态下，突变频率很低，但却是普遍存在的，它是新基因产生的途径；是生物变异的根原来源；是生物进化的原始材料。自然界中生物的自然突变频率很低，并且普通对生物体是有害的。为什么还能够变化种群中的基因频率呢？种群是由许多个体构成的，每个个体的每一种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。例如：一种果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是10－5，若有一种中档数量的果蝇种群（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=2×1071．种群中突变的特点：突变数很大、随机、不定向2．种群基因重组的成果：产生更多可遗传变异、不定向结论：突变和基因重组产生进化的原材料但不能决定生物进化的方向。小结种群是生物进化基本的单位。生物进化的实质就是种群基因频率的变化。基因突变和基因重组是生物进化的原始材料，1.有关基因频率和生物进化的关系叙述对的的是（）A.生物只要发生进化，基因频率就很会变化。B.只有形成新物种时候，才发生基因频率的变化。C.基因频率的变化不一定引发生物的进化。D.生物进化不一定引发基因频率的变化。2.下列哪项属于种群（）A、一种池塘中全部鱼类B、一块稻田里的全部昆虫C一片草地的全部蒲公英D、分散在各湖泊、河流的鲤鱼A练一练：

C3.某工厂有男女职工各200名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因携带者为15人，女性患者1人，男性患者14人，这个群体中色盲基因的频率应为（）。

A、15%B、3.88%C、5.17%D、10.3%色盲（b）基因频率＝15＋2＋14200×2＋200＝5.17％C×100%Xb的基因型频率=

Xb

XB+Xb

×100%(三)自然选择决定生物进化的方向（1）桦尺蠖种群中s基因的频率为什么越来越低呢？探究活动“探究自然选择对种群基因频率的影响”长满地衣的树干上的桦尺蠖

黑褐色树干上的桦尺蠖

自然选择能够使种群的基因频率定向变化探究活动2）现在我们用数学办法来讨论一下桦尺蠖基因频率变化的因素。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如果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%，后来的几年内，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%26%29.3%14.6%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高减少（4）变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的出生率有影响吗？(5)在自然选择中，直接受选择的是基因型还是体现型？影响。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（体现型）而不是控制体色的基因自然选择使种群的基因频率定向变化并决定生物进化的方向桦尺蠖深色浅色栖息环境浅色（个体多）（个体少）栖息环境深色s基因频率减少S基因频率升高浅色深色s基因频率又减少S基因频率又升高s基因频率95%S基因频率95%二、隔离与物种的形成1、物种的概念：指能够在自然状态下互相交配并且产生可育后裔的一群生物称为一种物种，简称“种”。

人都是一种物种，无论白人黑人黄种人结婚，都能产生含有生殖能力的后裔。同样，全部的马是一种物种，全部的驴也是一种物种。但马和驴不是一种物种，由于马与驴交配产生的后裔骡没有生殖能力。全世界的人都是一种物种吗？马跟驴是一种物种吗？3、地理隔离:不同物种之间普通是不能够互相交配的，即使交配成功，也不能够产生可育的后裔，这种现象叫生殖隔离。；杂种不活；杂种不育等。2、生殖隔离：东北虎和华南虎之间存在什么隔离？由于地理上的障碍使得同种生物的不同种群间不能够发生基因交流的现象。4、隔离在物种形成中的作用隔离

不同种群间的个体，在自然条件下不能发生基因交流的现象。地理隔离生殖隔离长久加拉帕戈斯群岛的地雀由于地理隔离而形成生殖隔离，形成了不同的物种。其过程十分缓慢!物种形成的比较常见的方式：不同小岛上的植被不同，果实大小不同所致。地理隔离阻断基因交流在不同的突变基因重组和自然选择作用下基因频率向不同方向发生变化种群的基因库出现差别差别进一步加大生殖隔离新物种形成当代进化论解释物种形成的基本环节1、突变和基因重组产生进化的原材料2、自然选择决定生物进化的方向(定向)3、隔离造成物种的形成总结：以（）为核心的当代生物进化理论，其基本观点是（）是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群（）的变化。（）（）及（）是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最后造成新物种的形成。在这个过程中，（）产生生物进化的原材料，（）使种群的基因频率定向变化并决定生物进化的方向，（）是新物种形成的必要条件。自然选择学说种群基因频率突变和基因重组自然选择隔离突变和基因重组自然选择隔离三共同进化与生物多样性的形成捕食者的存在是不是对被捕食者有害无益呢？捕食捕食者的存在与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，客观上起到增进种群发展的作用。“精明的捕食者”方略：捕食者普通不能将全部的猎物吃掉，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个生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其它物种的形成腾出空间有助于增加物种的多样性。共同进化的含义1：不同物种间的共同进化根瘤菌：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。１.共同进化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共同进化的含义2：

生物和无机环境间也存在共同进化。不同物种之间，生物与无机环境之间在互相影响中不停进化和发展，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，并且形成了多个多样的生态系统，也就是形成了生物的多样性．总而言之：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多样性化石——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。是硕士物进化最直接的证据（2）生物多样性的形成的进化历程生物