現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容課件

1、達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說：生存斗爭中有利變異達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說：生存斗爭中有利變異的個體容易活下來并留下后代。的個體容易活下來并留下后代?？梢姡匀贿x擇作用于個體，且是個體的表現(xiàn)可見，自然選擇作用于個體，且是個體的表現(xiàn)型，而個體表現(xiàn)性隨個體的死亡而消失，但是型，而個體表現(xiàn)性隨個體的死亡而消失，但是決定表現(xiàn)型的基因隨生殖而延續(xù)，并在群體中決定表現(xiàn)型的基因隨生殖而延續(xù)，并在群體中擴(kuò)散。擴(kuò)散。所以所以現(xiàn)代生物進(jìn)化理論研究群體的基因組成。現(xiàn)代生物進(jìn)化理論研究群體的基因組成。一、種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化一、種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化（一）種群是生物進(jìn)化的基本單位：（一）種群是生物進(jìn)化的基本單位：1

2、1、種群概念：、種群概念：生活在生活在一定區(qū)域一定區(qū)域的的同種生物同種生物的全部個體。的全部個體。臥龍自然保護(hù)區(qū)臥龍自然保護(hù)區(qū) 獼猴獼猴例：判斷下列是否屬于種群例：判斷下列是否屬于種群（1 1）一個池塘中的全部鯉魚）一個池塘中的全部鯉魚（2 2）一個池塘中的全部魚）一個池塘中的全部魚（3 3）一片草地上的全部植物）一片草地上的全部植物（4 4）一片草地上的全部蒲公英）一片草地上的全部蒲公英2 2、種群的特點：、種群的特點： 種群中的個體并不是機(jī)械地集合在一起，種群中的個體并不是機(jī)械地集合在一起，而是彼此而是彼此可以交配可以交配，并，并通過通過繁殖將各自的基繁殖將各自的基因傳給后代因傳給后代。

3、同前一年的蝗蟲種群相比，新形成的蝗同前一年的蝗蟲種群相比，新形成的蝗蟲種群在基因組成上會有什么變化嗎？蟲種群在基因組成上會有什么變化嗎？3 3、基因庫：、基因庫：一個種群一個種群中中全部個體全部個體所含有的所含有的全部基因全部基因。4 4、基因頻率：、基因頻率：在一個種群基因庫中，在一個種群基因庫中，某個基因某個基因占占全部等位基因數(shù)的比率全部等位基因數(shù)的比率。概念：概念：例例: :從種群中隨機(jī)抽出從種群中隨機(jī)抽出100100個個體，測知基因型個個體，測知基因型為為aaaa、aaaa和和aaaa的個體分別是的個體分別是3030、6060和和1010個。那個。那么么a a和和a a的基因頻率是多

4、少的基因頻率是多少? ?解解: :a a基因的基因頻率為基因的基因頻率為: :a a基因的基因頻率為：基因的基因頻率為：基因頻率基因頻率= =某基因的數(shù)目某基因的數(shù)目該基因的等位基因的總數(shù)該基因的等位基因的總數(shù)= =純合子頻率純合子頻率+1/2+1/2雜合子頻率雜合子頻率= 40%= 40% =30/100=30/100100%100% +1/2+1/260/10060/100100% = 60%100% = 60% =10/100=10/100100%100% +1/2+1/260/10060/100100% = 40%100% = 40%a%=100%100%2aaaa2(aaaaaa)a

5、%= 100% 100%= 60%= 60%2aaaa2(aaaaaa)100%100% 親代親代子一代子一代 子二代子二代 子三代子三代基因型基因型頻率頻率aa30%aa60%aa10%基因頻基因頻率率aa36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%60%40%若親代昆蟲中的種群滿足以下五個條件：若親代昆蟲中的種群滿足以下五個條件：昆蟲種群數(shù)量足夠大，昆蟲種群數(shù)量足夠大，全部的雌雄個體間都能自由交全部的雌雄個體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代，配并能產(chǎn)生后代，沒有遷入與遷出，沒有遷入與遷出，自然選擇對自然選擇對a a、a a控制的翅型性狀沒有作用控制的

6、翅型性狀沒有作用也沒有基因突變和染色體變異。也沒有基因突變和染色體變異。思考討論：用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化哈迪哈迪溫伯格定律：溫伯格定律：( (遺傳平衡定律) 19081908年，英國數(shù)學(xué)家哈迪和德國醫(yī)生溫伯格年，英國數(shù)學(xué)家哈迪和德國醫(yī)生溫伯格分別提出關(guān)于基因頻率穩(wěn)定性的見解。他們指出，分別提出關(guān)于基因頻率穩(wěn)定性的見解。他們指出，一個有性生殖的自然種群中，在符合以下一個有性生殖的自然種群中，在符合以下5 5個條件個條件的情況下，各等位基因的頻率和等位基因的基因的情況下，各等位基因的頻率和等位基因的基因型頻率在一代一代的遺傳中是穩(wěn)定不變的，或者型頻率在一代一代的遺傳中是穩(wěn)定不變的，或者說，是

7、保持著基因平衡的說，是保持著基因平衡的。這。這5 5個條件是：個條件是：種群大；種群大；種群中個體間的交配是隨機(jī)的；種群中個體間的交配是隨機(jī)的；沒有突變發(fā)生；沒有突變發(fā)生；沒有個體的遷入和遷出沒有個體的遷入和遷出沒有自然選擇。沒有自然選擇。這就是哈迪這就是哈迪- -溫伯格定律。溫伯格定律。 哈迪-溫伯格定律 處于平衡狀態(tài)的種群，一對等位基因處于平衡狀態(tài)的種群，一對等位基因aa，a的頻率為的頻率為p，a的頻率為的頻率為q，則：，則： aa的機(jī)率為的機(jī)率為p2； aa的機(jī)率為的機(jī)率為2pq； aa的機(jī)率為的機(jī)率為q2哈迪哈迪- -溫伯格定律可用數(shù)學(xué)方程式表示為：溫伯格定律可用數(shù)學(xué)方程式表示為：(

8、(p p+ +q q) )2 2= =p p2 2+2+2pqpq+ +q q2 2影響基因頻率的因素 在自然條在自然條件下，哈迪件下，哈迪- -溫伯格定律所溫伯格定律所需的五個條件需的五個條件是難以滿足的，是難以滿足的，因而基因頻率因而基因頻率總是要發(fā)生改總是要發(fā)生改變，也就是說變，也就是說進(jìn)化在任何種進(jìn)化在任何種群中都是必然群中都是必然要發(fā)生的。要發(fā)生的。1現(xiàn)在許多學(xué)者認(rèn)為，生物進(jìn)化的基本單位是現(xiàn)在許多學(xué)者認(rèn)為，生物進(jìn)化的基本單位是 （ ）a生物個體生物個體 b同種生物的全部個體同種生物的全部個體 c種群種群 d生活在一起的全部生物生活在一起的全部生物2根據(jù)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論根據(jù)現(xiàn)代生物進(jìn)化

9、理論,下列符合種群概念的是下列符合種群概念的是 （ ）a. 太平洋里全部的魚太平洋里全部的魚 b. 中華人民共和國國土上的所有人中華人民共和國國土上的所有人c. 稻田里全部的蛇稻田里全部的蛇 d. 草原上的灰倉鼠草原上的灰倉鼠3下列有關(guān)種群基因庫的敘述中，不正確的是下列有關(guān)種群基因庫的敘述中，不正確的是 （ ）a. 一個種群的基因庫包括這個種群所含有的全部基因一個種群的基因庫包括這個種群所含有的全部基因b. 生物的個體總是要死亡的，但基因庫卻因種群個體的繁殖而生物的個體總是要死亡的，但基因庫卻因種群個體的繁殖而代代相傳代代相傳c. 種群中每個個體含有種群基因庫的全部基因種群中每個個體含有種群基

10、因庫的全部基因d. 基因突變可改變基因庫的組成基因突變可改變基因庫的組成4 4.以下屬于種群范疇的是：以下屬于種群范疇的是：a一座山上所有的馬尾松一座山上所有的馬尾松 b一塊草地上所有的昆蟲一塊草地上所有的昆蟲c一個池塘內(nèi)所有的魚類一個池塘內(nèi)所有的魚類 d一個公園內(nèi)所有的樹木一個公園內(nèi)所有的樹木cbca練習(xí)練習(xí)5已知人眼的褐色（已知人眼的褐色（a）對藍(lán)色（）對藍(lán)色（a）是顯性。在一個有）是顯性。在一個有30000人的人群中，藍(lán)眼的人人的人群中，藍(lán)眼的人3600人，褐眼的有人，褐眼的有26400人，其中純合體人，其中純合體有有12000人。那么，在這一個人群中人。那么，在這一個人群中a和和a的基

11、因頻率分別為的基因頻率分別為 a 0.64和和0.36 b 0.36和和0.64 c 0.50和和0.50 d 0.82和和0.186在某一個人群中，已調(diào)查得知，隱性性狀者為在某一個人群中，已調(diào)查得知，隱性性狀者為16，問該性，問該性狀不同類型的基因型頻率是多少？（按狀不同類型的基因型頻率是多少？（按aa、aa、aa順序排列答案）順序排列答案） a 0.36 0.48 0.16 b 0.48 0.36 0.16 c 0.16 0.48 0.36 d 0.16 0.36 0.48（a）（a）7.7.某工廠有男女職工各某工廠有男女職工各200200名，對他們進(jìn)行調(diào)查名，對他們進(jìn)行調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，女性色

12、盲基因攜帶者為時發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因攜帶者為1515人，女性患人，女性患者者1 1人，男性患者人，男性患者1414人，這個群體中人，這個群體中色盲基因色盲基因的的頻率應(yīng)為（頻率應(yīng)為（ ）。）。 a a、15% b15% b、3.88% c3.88% c、5.17% d5.17% d、10.3%10.3%色盲（色盲（b b）基因頻率）基因頻率1521420022005.17c c 100% 100%1.突變可以嗎？突變可以嗎？2. 基因重組能不能？基因重組能不能？3.自然選擇呢？自然選擇呢？若這些都可以使基因頻率改變，它們對若這些都可以使基因頻率改變，它們對生物進(jìn)化的作用一樣嗎？生物進(jìn)化的作用一樣

13、嗎？v1、生物要進(jìn)化，其基礎(chǔ)條件是什么呢？、生物要進(jìn)化，其基礎(chǔ)條件是什么呢？ 遺傳與變異遺傳與變異v2、可遺傳變異的類型：、可遺傳變異的類型： 基因突變、染色體變異與基因重組基因突變、染色體變異與基因重組v3、基因突變有哪些的特點：、基因突變有哪些的特點：v 普遍性、不定向性、低頻率性、多害少利性等普遍性、不定向性、低頻率性、多害少利性等v突變與基因重組對生物進(jìn)化的作用？突變與基因重組對生物進(jìn)化的作用？2 2、突變的有害和有利并不是絕對的，它取決于生物、突變的有害和有利并不是絕對的，它取決于生物 的生存環(huán)境。的生存環(huán)境。1 1、種群中基因突變的特點：、種群中基因突變的特點：突變數(shù)大，不定向性突

14、變數(shù)大，不定向性3 3、種群中基因重組的結(jié)果、種群中基因重組的結(jié)果: :產(chǎn)生更多的變異，產(chǎn)生更多的變異，不定向性不定向性結(jié)論：結(jié)論：突變和基因重組只產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料，突變和基因重組只產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料， 不能決定生物進(jìn)化的方向。不能決定生物進(jìn)化的方向。自然選擇對種群基因頻率有什么樣的影響呢？自然選擇對種群基因頻率有什么樣的影響呢？ 19世紀(jì)，樺尺蠖種群中黑色基世紀(jì)，樺尺蠖種群中黑色基因（因（s）頻率為）頻率為5%，淺灰色基因，淺灰色基因（s）頻率為）頻率為95% 20世紀(jì)，樺尺蠖種群中黑色世紀(jì)，樺尺蠖種群中黑色基因（基因（s）頻率為）頻率為95%，淺灰色，淺灰色基因（基因（s）頻率為）頻

15、率為5%資料展示：資料展示：95%（s）5%（s）95%（s）5%（s）19世紀(jì)的世紀(jì)的變化過程：變化過程：探究：自然選擇對基因頻率變化的影響探究：自然選擇對基因頻率變化的影響第第1 1年年第第2 2年年第第3 3年年第第4 4年年基因基因型頻型頻率率ss10%11.5%13.1%14.7%ss20%22.9%26%29.2%ss70%65.6%60.9%56.1%基因基因頻率頻率s20%23%26.1%29.3%s80%77%73.9%70.7%p117的探究實驗的探究實驗 升高升高降低降低v討論：討論：v1、樹干變黑會影響樺尺蠖中淺色個體的出生率、樹干變黑會影響樺尺蠖中淺色個體的出生率 嗎

16、？為什么？嗎？為什么？v2.在自然選擇的過程中，直接受作用的是基因型在自然選擇的過程中，直接受作用的是基因型還是表現(xiàn)型？為什么？還是表現(xiàn)型？為什么？v原因原因：淘汰不利變異基因，：淘汰不利變異基因， 積累有利變異基因。積累有利變異基因。v結(jié)果結(jié)果：自然選擇使基因頻率定向改變。：自然選擇使基因頻率定向改變。 所以，在自然選擇作用下，所以，在自然選擇作用下，種群的種群的基因頻率會發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物基因頻率會發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。朝著一定的方向不斷進(jìn)化。二二. 隔離與物種的形成隔離與物種的形成 1.1.物種的概念物種的概念： 在遺傳學(xué)和進(jìn)化論中，在遺傳學(xué)和進(jìn)化論中，把能夠

17、在自然狀態(tài)下把能夠在自然狀態(tài)下相互交配相互交配，并能夠產(chǎn)，并能夠產(chǎn)生出生出可育后代可育后代的的一群一群生物稱為一個生物稱為一個物種物種，簡稱簡稱“種種”。2.隔離（isolation）概念及類型概念：不同種群間的個體，在自然條件概念：不同種群間的個體，在自然條件下下基因不能自由交流基因不能自由交流的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。隔離的類型隔離的類型生殖隔離生殖隔離(reproductive isolation)地理隔離地理隔離(geographical isolaton)2.1生殖隔離：種群間的個體生殖隔離：種群間的個體不能自由交配不能自由交配，或，或者交配后者交配后不能產(chǎn)生出可育后代。不能產(chǎn)生出可育后代。（

18、動物因求偶（動物因求偶方式不同、繁殖期不同，植物因開花季節(jié)、花方式不同、繁殖期不同，植物因開花季節(jié)、花的形態(tài)不同，而造成的不能交配等都屬于生殖的形態(tài)不同，而造成的不能交配等都屬于生殖隔離隔離 ）驢驢馬馬騾騾子子例：虎獅獸2.2地理隔離：地理隔離：分布在不同自然區(qū)域的種群，分布在不同自然區(qū)域的種群，由于高山、河流、沙漠等的障礙，使彼此由于高山、河流、沙漠等的障礙，使彼此間無法相遇而不能交配。間無法相遇而不能交配。例：不同“人種” 世界各世界各地的人雖然地的人雖然各有不同，各有不同，但他們之間但他們之間可以彼此通可以彼此通婚，并且產(chǎn)婚，并且產(chǎn)生可育的后生可育的后代。代。因此，因此，全世界的人全世界

19、的人在生物學(xué)上在生物學(xué)上屬于同一個屬于同一個物種物種智智人。人。3、物種的形成：、物種的形成：經(jīng)過長期的地理隔離而達(dá)成生殖隔離，從而形經(jīng)過長期的地理隔離而達(dá)成生殖隔離，從而形 成新物種。成新物種。多倍體的形成不需經(jīng)地理隔離。多倍體的形成不需經(jīng)地理隔離。原種原種變變異異 1變變異異 2變異變異類型類型1變異變異類型類型2新種新種1新種新種2生殖生殖隔離隔離自然自然選擇選擇1自然自然選擇選擇2基因頻率基因頻率定向改變定向改變地地 理理隔隔 離離. . 隔離在物種形成中的隔離在物種形成中的作用作用地雀地雀甲島地雀甲島地雀乙島地雀乙島地雀丙島地雀丙島地雀丁島地雀丁島地雀突突變變和和基基因因重重組組 自

20、自然然選選擇擇 甲島地雀甲島地雀1乙島地雀乙島地雀2丙島地雀丙島地雀3丁島地雀丁島地雀4種種群群基基因因庫庫改改變變地理隔地理隔離離生殖隔生殖隔離離物種形成的三個基本環(huán)節(jié)物種形成的三個基本環(huán)節(jié): : 突變和基因重組突變和基因重組 自然選擇自然選擇 隔離隔離物種和種群間存在什么樣的聯(lián)系呢？物種和種群間存在什么樣的聯(lián)系呢？種群種群物種物種概念概念范圍范圍聯(lián)系聯(lián)系能夠在能夠在自然狀態(tài)自然狀態(tài)下下相互交配相互交配并并且產(chǎn)生且產(chǎn)生可育后代可育后代的一群生物稱的一群生物稱為一個物種，簡稱為一個物種，簡稱“種種”。生活在一定區(qū)域的同種生物的生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體。種群是生物進(jìn)化和全部個體。種群是

21、生物進(jìn)化和繁殖的單位同一種群內(nèi)的個體繁殖的單位同一種群內(nèi)的個體之間可以進(jìn)行基因交流。之間可以進(jìn)行基因交流。較小范圍內(nèi)生物的個體較小范圍內(nèi)生物的個體分布在不同區(qū)域內(nèi)的同種分布在不同區(qū)域內(nèi)的同種生物的許多種群組成生物的許多種群組成1.1.一個物種可以包括許多種群，如同一種鯽魚可以一個物種可以包括許多種群，如同一種鯽魚可以生活在不同的池塘，湖泊，形成一個個被陸地隔離生活在不同的池塘，湖泊，形成一個個被陸地隔離的種群。的種群。2.2.同一物種的多個種群之間存在地理隔離，長期發(fā)同一物種的多個種群之間存在地理隔離，長期發(fā)展下去可能成為不同的亞種（或品種）進(jìn)而形成多展下去可能成為不同的亞種（或品種）進(jìn)而形成

22、多個新物種。個新物種。 達(dá)爾文在加拉帕戈斯群島上發(fā)現(xiàn)幾種達(dá)爾文在加拉帕戈斯群島上發(fā)現(xiàn)幾種地雀，用現(xiàn)代進(jìn)化理論解釋錯誤的是地雀，用現(xiàn)代進(jìn)化理論解釋錯誤的是 ( )a 、經(jīng)過長期的地理隔離而達(dá)到生殖隔、經(jīng)過長期的地理隔離而達(dá)到生殖隔離，導(dǎo)致原始地雀物離，導(dǎo)致原始地雀物 種形成現(xiàn)在的地雀種形成現(xiàn)在的地雀物種物種b 、生殖隔離一旦形成，原來屬于同一、生殖隔離一旦形成，原來屬于同一物種的地雀很快進(jìn)化形成不同的物種物種的地雀很快進(jìn)化形成不同的物種c 、這些地雀原先屬于同一雀種，從南、這些地雀原先屬于同一雀種，從南美大陸遷來后，逐漸分布在不同的群島，美大陸遷來后，逐漸分布在不同的群島，出現(xiàn)不同的突變和基因重

23、組出現(xiàn)不同的突變和基因重組d 、自然選擇對不同的種群的基因頻率、自然選擇對不同的種群的基因頻率的改變所起的作用有所差別。的改變所起的作用有所差別。 下列說法正確的（下列說法正確的（ ）a、地理隔離一旦形成，原來屬于同、地理隔離一旦形成，原來屬于同一物種的個體就成了不同物種一物種的個體就成了不同物種b、生殖隔離一旦形成，原來屬于同、生殖隔離一旦形成，原來屬于同一物種的個體就成了不同物種一物種的個體就成了不同物種c、地理隔離是形成新物種的必然經(jīng)、地理隔離是形成新物種的必然經(jīng)歷歷d、每個新物種的形成都必定經(jīng)歷從、每個新物種的形成都必定經(jīng)歷從地理隔離達(dá)到生殖隔離的過程地理隔離達(dá)到生殖隔離的過程b三、共同進(jìn)化與生物多樣性的形成三、共同進(jìn)化與生物多樣性的形成v1.共同進(jìn)化共同進(jìn)化v任何一個物種都不是單獨進(jìn)任何一個物種都不是單獨進(jìn)化的?；?。v不同物種之間，生