生物现代生物进化理论

第7章

当代生物进化理论第1节当代生物进化理论的由来拉马克学说（一）重要内容:①生物不是神造的，而是由古老生物进化来的②生物是由低等到高等逐步进化的③生物多个适应性特性的形成都是由于用进废退和获得性遗传。（二）生物进化因素:一是“用进废退”二是“获得性遗传”即环境引发或由于用进废退引发的变化，是能够遗传的。（三）历史意义:1、历史上第一种系统地提出了进化理论的学者；2、反对神创论和物种不变论。1、拉马克提出的用进废退和获得性遗传的观点缺少科学证据的支持。2、拉马克过于强调环境的变化直接造成物种的变化，事实上环境的变化如果未引发遗传物质的变化，就不会使生物产生可遗传的变异。（四）局限性:

1..达尔文的自然选择学说的解释模型：事实1：生物都有过分繁殖的倾向事实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：个体间存在着存在斗争事实4：个体间普遍存在差别(变异)事实5：许多变异是可能遗传的推论2：含有有利变异的个体，生存并留下后裔的机会多推论3：有利变异逐代积累，生物不停进化出新类型二、达尔文的自然选择学说归纳：原始物种过渡繁殖有限的生活资源（条件）造成生存斗争遗传变异（外在动力）（内在基础）造成适者生存选择者：自然环境新物种、新性状产生，生物进化（成果）（意义）结合自然选择学说的解释模型，运用达尔文的自然选择学说的观点解释长颈鹿为什么脖子长？变异是不定向个体差别适者生存，不适者裁减适应环境新类型内因动力生存斗争逐代遗传积累内因长颈鹿祖先发生变异个体有长颈长前肢的也有短颈短前肢的长颈长前肢生存逐代选择当代长颈鹿缺少青草的环境下自然选择实例生物进化过程2、历史意义：（课本P111--112）（1）论证了生物是不停进化的，并解释了生物进化的因素（2）全部生物都有共同的祖先，解释了生物的多样性和适应性。（3）反对神创论和物种不变论，为辩证唯物主义世界观提供了有力的武器。3、局限性：（课本P112）（1）对于遗传和变异的本质，未能作出科学的解释。（2）对生物进化的解释也局限于个体水平。（3）强调物种的形成是渐变的成果，不能解释物种 大暴发现象。三、达尔文后来进化理论的发展——当代进化论：1、达尔文的自然选择学说为当代进化论的发展打下坚实的基础，生物科学的研究和发展，不停完善生物的进化理论。2、当代进化论对遗传变异的研究已从性状水平进一步到基因水平。3、当代进化理论对自然选择作用的研究已从个体水平上升到群体水平。4、当代进化论的核心仍是自然选择学说。达尔文的自然选择学说指出，在一种生物的群体中，出现有利变异的个体能存活，并且有机会留下自己的后裔。

“如果在灰色翅（基因型为aa）昆虫的群体中偶然出现一支黑褐色翅（基因型为Aa）的变异个体，且黑褐色比灰色更不容易被捕食。那么，昆虫的翅色将如何变化？”问:按达尔文观点该黑褐色个体能永远生存下来吗？它体内的A基因如何才干传递给子代?即使Aa个体能繁殖，后裔都是黑褐色个体？第二节（一）种群是生物进化的基本单位1、种群概念：生活在一定区域的同种生物的全部个体。2、种群的特点：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。注意：自然界的物种事实上是以一种个种群存在的，种群是物种繁衍、进化的基本单位。它为硕士物与环境的关系和物种的变化带来了方便。3、基因库：一种种群中全部个体所含有的全部基因。4、基因频率：在一种种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。基因频率＝该基因的总数该等位基因的总数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课堂练习：×100%已知人眼中的褐色（A）对蓝色(a)是显性。在一种有30000人的人群中，蓝眼人有3600人，褐眼的有26400人，其中纯合体有12000人。那么，在这个人群中A和a基因频率分布为（）A.0.64和0.36B.0.36和0.64C.0.50和0.50D.0.82和0.18在某一种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基因用A、a表达）占16%，那么该性状的AA、Aa基因型个体出现的频率分别为（）A.0.36、0.48B.0.36、0.24C.0.16、0.48D.0.48、0.36AA新代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A()A()a()a()子代基因型频率AA()Aa()aa()子代基因频率A()a()30%30%30%10%36%48%16%60%40%p+q=1(p+q)2=p2+2pq+q2=1AA=p2Aa=2pqaa=q2p表达基因A的频率，q表达基因a的频率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%40%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？16%60%36%48%40%16%60%36%48%40%16%60%由此可见，如果满足上述五个条件，则亲代和子代每一种基因的频率都不会变化，到再下一代也是如此，也就是说基因频率能够代代保持稳定不变。这就是哈代－温伯格平衡，也叫遗传平衡定律。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。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。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（来源）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。2.种群基因重组的成果：产生更多变异(基因型)、不定向（二）突变和基因重组产生生物进化的原材料1.基因突变的特点：普遍性，随机性，低频性，多害少利性，不定向性3.基因突变和染色体变异统称为突变。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。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。另外，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。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基因重组突变新的等位基因多个多样的基因型种群中出现大量可遗传的变异变异是不定向的形成了进化的原材料,不能决定生物进化的方向（三）自然选择决定了生物进化的方向突变和基因重组为生物进化提供了原材料，自然选择能够使基因频率发生定向变化，造成生物朝着一定的方向不停进化。因素：自然选择的作用下，裁减不利变异基因，积累有利变异基因。成果：使基因频率定向变化。例题：某岛屿上存在着尺蛾的两个变种，该地区原为森林，后建设成工业区。下表为该地区不同时期的两个变种尺蛾的数量比。这些变产生的因素是

()A．灰尺蛾迁离，黑尺蛾迁入B．工业煤烟使灰尺蛾变成黑尺蛾C．自然选择作用D．人工选择的作用7.用当代生物进化理论分析解释狼的进化过程。(1)狼群中存在不同类型的个体，如有跑得快的，有跑得慢的。它阐明生物含有______的特性，而这种特性是生物进化的。(2)随着环境的变化，食物稀少，跑得快、凶猛的狼才干获得食物生存下去。这样，食物、环境对狼起了______作用，而这种作用是______的，它决定着生物进化的______。森林时期工业时期灰蛾黑蛾灰蛾黑蛾99%1%1%99%C变异原材料选择方向定向的二、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”。一种生物“种”或“物种”与种群有何区别？物种能够分布在不同的自然界的不同区域（存在地理隔离）；只有在能够发生随即交配、繁衍，使基因能够世代传递的一定区域内的同种全部个体的集合才是一种种群。自然界的物种事实上是以一种个种群存在的，种群是物种繁衍、进化的基本单位。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。如季节隔离；不亲合性；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。物种形成的比较常见的方式：地理隔离生殖隔离长久例题：右图表达生物新物种形成的基本环节，对图示分析对的的是

A．a表达基因突变和基因重组，是生物进化的原材料

B．b表达生殖隔离，生殖隔离是生物进化的标志

C．c表达新物种形成，新物种与生活环境共同进化

D．d表达地理隔离，新物种形成一定需要地理隔离C在不同的突变、基因重组和不同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一种种群的突变和基因重组对另一种种群的基因频率无影响课本P120资料分析阻断基因交流地理隔离地理隔离是形成物种的量变阶段，生殖隔离是形成物种的质变阶段，是物种形成的标志。隔离是物种形成的必要条件。不同物种间都存在着生殖隔离,物种的形成必须通过生殖隔离，但不一定要通过地理隔离。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习题:1、有关物种的叙述，错误的是：A、物种是形态上类似的、彼此能交配并产生可育后裔的，规定类似环境条件的生物个体的总和B、物种是一种含有共同基因库的，与其它类群有生殖隔离的类群C、分辨物种有多个根据，但最重要的是看有无生殖隔离D、不同物种的种群若生活在同一地区，也会有基因交流D2、下列有关隔离的叙述，错误的是：A、制止了种群间基因的交流B、物种的形成都必然先通过长久的地理隔离C、遗传构成上的差别是生产生殖隔离的根本因素D、多倍体植物的形成不需要通过地理隔离B3、有一种老鼠的种群，最初都生活在一种地区，后来一条新建的高速公路将该种群分成A和B两个种群。如果A种群生活的地区发生了一系列的环境变化，而B种群的地区没有变化，则种群A进化的速率很可能是（）A、比B慢B、比B快C、与B相似D、开始比B慢，