現(xiàn)代生物進(jìn)化理論主要內(nèi)容2017

1、第第2 2節(jié)節(jié) 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容現(xiàn)代生物進(jìn)化理論現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的的主要內(nèi)容主要內(nèi)容 種群是生物進(jìn)化的基本單位種群是生物進(jìn)化的基本單位 突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料 自然選擇決定生物進(jìn)化的方向自然選擇決定生物進(jìn)化的方向 隔離導(dǎo)致物種形成隔離導(dǎo)致物種形成問(wèn)問(wèn) 題題 探探 討討情景：情景：如果在灰色翅（基因型為如果在灰色翅（基因型為aa)昆蟲(chóng)的群體中偶然昆蟲(chóng)的群體中偶然出現(xiàn)一只綠色翅（出現(xiàn)一只綠色翅（Aa)的變異個(gè)體，且綠色比灰色更不的變異個(gè)體，且綠色比灰色更不容易被敵害發(fā)現(xiàn)。容易被敵害發(fā)現(xiàn)。討論題目：討論題目：1.根據(jù)達(dá)爾文根據(jù)

2、達(dá)爾文“適者生存、不適者淘汰適者生存、不適者淘汰”的觀點(diǎn)的觀點(diǎn)該綠色個(gè)體一定能被選擇下來(lái)嗎？該綠色個(gè)體一定能被選擇下來(lái)嗎？2.如果該綠色個(gè)體能很好的生活下來(lái)，它體內(nèi)的如果該綠色個(gè)體能很好的生活下來(lái)，它體內(nèi)的A基因怎樣才能傳遞給后代？基因怎樣才能傳遞給后代？在自然界中，沒(méi)有哪一個(gè)個(gè)體是長(zhǎng)生不死的，個(gè)在自然界中，沒(méi)有哪一個(gè)個(gè)體是長(zhǎng)生不死的，個(gè)體的基因型也會(huì)隨著個(gè)體的死亡而消失，但決定表現(xiàn)體的基因型也會(huì)隨著個(gè)體的死亡而消失，但決定表現(xiàn)型的基因卻可以通過(guò)生殖傳給后代，型的基因卻可以通過(guò)生殖傳給后代，因此研究生物的因此研究生物的進(jìn)化僅僅研究個(gè)體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境適應(yīng)是不夠的，進(jìn)化僅僅研究個(gè)體的表現(xiàn)型是否

3、與環(huán)境適應(yīng)是不夠的，還需要研究還需要研究群體群體的基因組成變化。的基因組成變化。1 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的全部個(gè)體全部個(gè)體。臥龍自然保護(hù)區(qū) 獼猴判斷下列是否屬于種群判斷下列是否屬于種群（1）一個(gè)池塘中的全部魚(yú)）一個(gè)池塘中的全部魚(yú) （2）一個(gè)池塘中的全部鯉魚(yú)）一個(gè)池塘中的全部鯉魚(yú)（3）兩個(gè)池塘內(nèi)的全部青蛙）兩個(gè)池塘內(nèi)的全部青蛙（4）一片草地上的全部植物）一片草地上的全部植物（5）一片草地上的成年梅花鹿）一片草地上的成年梅花鹿否否是是否否否否否否 同前一年的蝗蟲(chóng)種群相比，新形成的蝗蟲(chóng)同前一年的蝗蟲(chóng)種群相比，新形成的蝗蟲(chóng)種群在基因組成上會(huì)有什么

4、變化嗎？種群在基因組成上會(huì)有什么變化嗎？ 性狀是由基因控制的，因此研究生物的進(jìn)化性狀是由基因控制的，因此研究生物的進(jìn)化必須研究種群的基因組成和變化。如何分析種必須研究種群的基因組成和變化。如何分析種群的基因組成和變化？由此人們提出群的基因組成和變化？由此人們提出基因庫(kù)基因庫(kù)和和基因頻率基因頻率的概念。的概念。、基因庫(kù)、基因庫(kù): :一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因叫做這個(gè)種群的部基因叫做這個(gè)種群的基因庫(kù)基因庫(kù)。其中每個(gè)個(gè)體所含的基因只是基因庫(kù)的一部分其中每個(gè)個(gè)體所含的基因只是基因庫(kù)的一部分 這些金魚(yú)各自有自這些金魚(yú)各自有自己的基因，共同構(gòu)成了己的基因，共同構(gòu)成了種群

5、的基因庫(kù)。它們各種群的基因庫(kù)。它們各自的基因都是基因庫(kù)的自的基因都是基因庫(kù)的一部分。個(gè)體數(shù)目越多，一部分。個(gè)體數(shù)目越多，個(gè)體間的差異越大，基個(gè)體間的差異越大，基因庫(kù)也就越大。因庫(kù)也就越大。 基因頻率基因頻率 是指一個(gè)種群基因庫(kù)中某個(gè)基因占全部等位是指一個(gè)種群基因庫(kù)中某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比率?；驍?shù)的比率。 基因頻率基因頻率 100%100%基因型頻率基因型頻率 是指某種特定基因型的個(gè)體占群體內(nèi)全部個(gè)是指某種特定基因型的個(gè)體占群體內(nèi)全部個(gè)體的比率。體的比率。 基因型頻率基因型頻率 100% 100% 3.基因頻率和基因型頻率基因頻率和基因型頻率例例1:1:如某昆蟲(chóng)種群中決定翅色為綠色的基因

6、為如某昆蟲(chóng)種群中決定翅色為綠色的基因?yàn)锳 A，決定翅，決定翅色為褐色的基因?yàn)樯珵楹稚幕驗(yàn)閍 a，從種群中隨機(jī)抽出，從種群中隨機(jī)抽出100100個(gè)個(gè)體，測(cè)個(gè)個(gè)體，測(cè)知基因型為知基因型為AAAA、AaAa和和aaaa的個(gè)體分別是的個(gè)體分別是3030、6060和和1010個(gè)。個(gè)。問(wèn)問(wèn)每種基因型頻率是多少？每種基因型頻率是多少？A A、a a基因頻率是多少？基因頻率是多少？解解: :基因頻率基因頻率 = =種群中該基因的數(shù)目種群中該基因的數(shù)目 全部等位基因的總數(shù)全部等位基因的總數(shù) 100% 100%基因型頻率基因型頻率 = = 該基因型個(gè)體數(shù)該基因型個(gè)體數(shù) 該種群個(gè)體總數(shù)該種群個(gè)體總數(shù) 100%

7、100%= = 純合子基因型頻率純合子基因型頻率 + 1/2+ 1/2雜合子基因型頻率雜合子基因型頻率A%=100%2AAAa2(AAAaaa)= 60%AAAA、AaAa、aaaa的個(gè)體分別占的個(gè)體分別占24%24%、72%72%、4%4%那么那么 A A、a a的基因頻率是多少？的基因頻率是多少？ （ ） A. 36%A. 36%和和64% B. 57%64% B. 57%和和43% 43% C. 24% C. 24%和和72% D. 60%72% D. 60%和和40%40%DA=24% 72% = 60% 據(jù)調(diào)查得知，某學(xué)校的學(xué)生中各血型的據(jù)調(diào)查得知，某學(xué)校的學(xué)生中各血型的比率如下：比

8、率如下： IAIA 20% IAi 30% IBIB 10% IBi 20% IAIB 10% ii 10%計(jì)算計(jì)算IB的基因頻率。的基因頻率。10% 10% 20%） = 25%某工廠有男女職工各某工廠有男女職工各200200名，對(duì)他們進(jìn)行調(diào)查時(shí)名，對(duì)他們進(jìn)行調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因攜帶者為發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因攜帶者為1515人，女性患者人，女性患者1 1人，男性患者人，男性患者1414人，這個(gè)群體中人，這個(gè)群體中色盲基因色盲基因的頻的頻率應(yīng)為（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（X Xb

9、 b）基因頻率）基因頻率 1521420022005.17C C 100% 100%1、假設(shè)的昆蟲(chóng)群體滿足以下五個(gè)條件：昆蟲(chóng)群體數(shù)量足夠大，昆蟲(chóng)群體數(shù)量足夠大，全部的雌雄個(gè)體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代，全部的雌雄個(gè)體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代，沒(méi)有遷入與遷出，沒(méi)有遷入與遷出，自然選擇對(duì)自然選擇對(duì)A A、a a控制的翅型性狀沒(méi)有作用控制的翅型性狀沒(méi)有作用也沒(méi)有基因突變和染色體變異。也沒(méi)有基因突變和染色體變異。用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化親代基因型親代基因型 的頻率的頻率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率配子的比率A( ) A( ) a( ) a( )

10、子代基因型子代基因型 頻率頻率AA( )Aa( )aa( )子代基因頻率子代基因頻率A ( )a( )30%30%30%10%36%48%16%60%40%如果如果F1個(gè)體再自由交配，產(chǎn)生個(gè)體再自由交配，產(chǎn)生F2呢？呢？親代親代子一代子一代子二代子二代子三代子三代基因基因型頻型頻率率AA30%Aa60%aa10%基因基因頻率頻率Aa36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%60%40% 上述在群體上述在群體滿足五個(gè)條件滿足五個(gè)條件的情況下的情況下,計(jì)算子二代、計(jì)算子二代、子三代的基因頻率與基因型頻率子三代的基因頻率與基因型頻率 ; 分析一下各代基

11、分析一下各代基因頻率與基因型頻率相同嗎？因頻率與基因型頻率相同嗎？子代的基因頻率和基因型頻率不改變子代的基因頻率和基因型頻率不改變假設(shè)的昆蟲(chóng)群體滿足以下五個(gè)條件：昆蟲(chóng)群體數(shù)量足夠大，昆蟲(chóng)群體數(shù)量足夠大，全部的雌雄個(gè)體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代，全部的雌雄個(gè)體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代，沒(méi)有遷入與遷出，沒(méi)有遷入與遷出，自然選擇對(duì)自然選擇對(duì)A A、a a控制的翅型性狀沒(méi)有作用控制的翅型性狀沒(méi)有作用也沒(méi)有基因突變和染色體變異。也沒(méi)有基因突變和染色體變異。 在上述條件下，種群的基因頻率和基因型頻在上述條件下，種群的基因頻率和基因型頻率可以率可以世代相傳不發(fā)生變化，保持平衡世代相傳不發(fā)生變化，保持平衡，

12、叫做叫做，也叫也叫 設(shè)設(shè)A的基因頻率的基因頻率=p，a的基因頻率的基因頻率=q ，p+q= 1 ( p+q ) 2 = p2 + 2pq + q2 = 1 AA的基因型頻率的基因型頻率Aa的基因型頻率的基因型頻率aa的基因型頻率的基因型頻率利用利用遺傳平遺傳平衡定律求基因頻率衡定律求基因頻率例：人類的苯丙酮尿癥是代謝疾病，由隱性例：人類的苯丙酮尿癥是代謝疾病，由隱性基因基因(a)(a)控制。如果群體的發(fā)病率為控制。如果群體的發(fā)病率為1/1001/100。隨機(jī)婚配的群體中，后代隨機(jī)婚配的群體中，后代AAAA、AaAa、aaaa三三種基因型出現(xiàn)的頻率分別是多少？表現(xiàn)型正種基因型出現(xiàn)的頻率分別是多少

13、？表現(xiàn)型正常的個(gè)體婚配，生出患病小孩的概率是多少？常的個(gè)體婚配，生出患病小孩的概率是多少？0.81、0.18、0.011/1211/121 例2：某種群中AA 個(gè)體占20%，Aa個(gè)體占40%，aa個(gè)體占40%，aa個(gè)體不能進(jìn)行交配，其它個(gè)體可自由交配，求下一代個(gè)體中各基因型的比例。 在AA與Aa個(gè)體中兩種基因頻率是確定的， A=2/3，a=1/3經(jīng)過(guò)一代的自由交配后子代即可達(dá)到遺傳平衡, 則AA=4/9,Aa=4/9,aa=1/9。 遺傳平衡是一種理想狀態(tài)，而事實(shí)遺傳平衡是一種理想狀態(tài)，而事實(shí)上在自然界中這種狀態(tài)是不可能存在的。上在自然界中這種狀態(tài)是不可能存在的。所以，所以，種群的基因頻率一定

14、會(huì)發(fā)生變化，種群的基因頻率一定會(huì)發(fā)生變化，也就是說(shuō)種群的進(jìn)化是必然的。也就是說(shuō)種群的進(jìn)化是必然的。 生物進(jìn)化的過(guò)程生物進(jìn)化的過(guò)程實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)就是就是種群基種群基因頻率發(fā)生變化的過(guò)程。因頻率發(fā)生變化的過(guò)程?；蛲蛔?cè)谧匀唤缡瞧毡榇嬖诘?，因此基基因突變?cè)谧匀唤缡瞧毡榇嬖诘?，因此基因突變產(chǎn)生因突變產(chǎn)生新的等位基因新的等位基因，這就可能使種，這就可能使種群的基因頻率發(fā)生變化。群的基因頻率發(fā)生變化。不可遺傳變異不可遺傳變異可遺傳變異可遺傳變異基因突變基因突變基因重組基因重組染色體變異染色體變異變異變異 自然界中生物的自然自然界中生物的自然突變頻率很低突變頻率很低，而且一般對(duì)生物體而且一般對(duì)生物體是有害的是有

15、害的。為什么還能。為什么還能夠改變種群中的基因頻率呢？夠改變種群中的基因頻率呢？種群是由許多個(gè)體組成的，每個(gè)個(gè)體的每種群是由許多個(gè)體組成的，每個(gè)個(gè)體的每一個(gè)細(xì)胞內(nèi)都有成千上萬(wàn)個(gè)基因，這樣，一個(gè)細(xì)胞內(nèi)都有成千上萬(wàn)個(gè)基因，這樣，每一代就會(huì)產(chǎn)生大量的突變。每一代就會(huì)產(chǎn)生大量的突變。例如：一個(gè)果蠅約有例如：一個(gè)果蠅約有10104 4對(duì)基因，假定每個(gè)基因的對(duì)基因，假定每個(gè)基因的突變率都是突變率都是10105 5，若有一個(gè)中等數(shù)量的果蠅種群，若有一個(gè)中等數(shù)量的果蠅種群（約有（約有10108 8個(gè)個(gè)體），那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)個(gè)個(gè)體），那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢？是多少呢？ 2 104 105個(gè)體個(gè)

16、體 108種群種群= 2 1071 1種群中突變的特點(diǎn)：種群中突變的特點(diǎn)： 突變數(shù)很大、隨機(jī)、不定突變數(shù)很大、隨機(jī)、不定向向2 2種群基因重組的結(jié)果：產(chǎn)生更多可遺傳變異、不定向種群基因重組的結(jié)果：產(chǎn)生更多可遺傳變異、不定向 突變的有害還突變的有害還是有利也不是是有利也不是絕對(duì)的，這往絕對(duì)的，這往往取決于生物往取決于生物的生存環(huán)境。的生存環(huán)境。2、突變的有害和有利并不是絕對(duì)的，它取決于、突變的有害和有利并不是絕對(duì)的，它取決于生物的生存環(huán)境。生物的生存環(huán)境。3、突變和基因重組都是不定向的，只產(chǎn)生生物進(jìn)、突變和基因重組都是不定向的，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?；脑牧?，不能決定

17、生物進(jìn)化的方向。1、種群是由許多個(gè)體組成的，每個(gè)個(gè)體的每個(gè)、種群是由許多個(gè)體組成的，每個(gè)個(gè)體的每個(gè)細(xì)胞內(nèi)都有成千上萬(wàn)個(gè)基因，這樣，每一代就會(huì)細(xì)胞內(nèi)都有成千上萬(wàn)個(gè)基因，這樣，每一代就會(huì)產(chǎn)生大量的突變。產(chǎn)生大量的突變。（二）突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料（二）突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料突變突變基因基因 重組重組新的等位基因新的等位基因多種多樣多種多樣的基因型的基因型種群中出現(xiàn)大量種群中出現(xiàn)大量可遺傳的變異可遺傳的變異變異是變異是不定向不定向的的形成了形成了進(jìn)化的原材料進(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（二）突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料（二）突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材

18、料自然選擇對(duì)種群基因頻率的影響自然選擇對(duì)種群基因頻率的影響英英19世紀(jì)曼徹斯特世紀(jì)曼徹斯特英英20世紀(jì)曼徹斯特世紀(jì)曼徹斯特探究探究 19世紀(jì)，樺尺蠖種群中黑世紀(jì)，樺尺蠖種群中黑色基因（色基因（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)，樺尺蠖種群中黑世紀(jì)，樺尺蠖種群中黑色基因（色基因（S）頻率為）頻率為95%，淺灰色基因（淺灰色基因（s）頻率為）頻率為5%自然選擇對(duì)種群基因頻率的影響自然選擇對(duì)種群基因頻率的影響英英19世紀(jì)曼徹斯特世紀(jì)曼徹斯特英英20世紀(jì)曼徹斯特世紀(jì)曼徹斯特自然選擇可以使種群的基因頻率定向改變自然選擇可以使種群的基因頻率定向改變問(wèn)題：?jiǎn)栴}

19、：樺尺蠖種群中樺尺蠖種群中s s基因的頻率為什么越來(lái)越低？基因的頻率為什么越來(lái)越低？假設(shè)：假設(shè)：探究探究現(xiàn)在我們用數(shù)學(xué)方法來(lái)討論一下樺尺蠖基因頻率變化的現(xiàn)在我們用數(shù)學(xué)方法來(lái)討論一下樺尺蠖基因頻率變化的原因。原因。18701870年樺尺蠖的基因型頻率為年樺尺蠖的基因型頻率為SS 10% SS 10% ； Ss 20%Ss 20%； ss 70%ss 70%，在樹(shù)干變黑這一環(huán)境條件下假如樹(shù)干變黑不利，在樹(shù)干變黑這一環(huán)境條件下假如樹(shù)干變黑不利于淺色樺尺蠖的生存，使得種群中淺色個(gè)體每年減少于淺色樺尺蠖的生存，使得種群中淺色個(gè)體每年減少10%10%，黑色個(gè)體每年增加，黑色個(gè)體每年增加10%10%，以后的

20、幾年內(nèi)，樺尺蠖種，以后的幾年內(nèi)，樺尺蠖種群每年的基因型頻率與基因頻率是多少呢？群每年的基因型頻率與基因頻率是多少呢？第第1年年 第第2年年第第3年年第第4年年基因基因型頻型頻率率SS10%10%11.5%11.5%Ss20%20%22.9%22.9%ss70%70%65.6%65.6%基因基因頻率頻率S20%20%23%23%s80%80%77%77%13.1%升高升高26%60.9%26.1%73.9%14.6%29.3%56.1%29.3%70.7%降低降低得出結(jié)論：得出結(jié)論：環(huán)境環(huán)境的選擇作用使的選擇作用使s s基基因頻率越來(lái)越低因頻率越來(lái)越低提示：假設(shè)第提示：假設(shè)第1 1年種群個(gè)體數(shù)為

21、年種群個(gè)體數(shù)為100100個(gè)，當(dāng)黑色個(gè)，當(dāng)黑色 （表現(xiàn)型）（表現(xiàn)型） 個(gè)體每年增加個(gè)體每年增加10%10%時(shí)，基因型為時(shí)，基因型為SS SS （黑色）個(gè)體第（黑色）個(gè)體第2 2年將會(huì)增加到年將會(huì)增加到1111個(gè)，基因型為個(gè)，基因型為Ss Ss （黑色）（黑色） 個(gè)體第個(gè)體第2 2年將增加到年將增加到2222個(gè)，基因型個(gè)，基因型為為ss ss （淺色）（淺色） 個(gè)體第個(gè)體第2 2年將減少到年將減少到6363個(gè)。第個(gè)。第2 2年種群個(gè)體總數(shù)為年種群個(gè)體總數(shù)為9696個(gè)，個(gè)，基因型基因型SSSS的頻率是的頻率是111196=11.5%96=11.5%；基因型基因型SsSs的頻率是的頻率是222296

22、=22.9%96=22.9%；基因型基因型ssss的頻率是的頻率是636396=65.6% 96=65.6% (1)(1)在這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)中根據(jù)上面的數(shù)據(jù)分析，變黑的環(huán)在這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)中根據(jù)上面的數(shù)據(jù)分析，變黑的環(huán)境對(duì)樺尺蠖產(chǎn)生了什么樣的影響？變黑的環(huán)境對(duì)樺尺蠖境對(duì)樺尺蠖產(chǎn)生了什么樣的影響？變黑的環(huán)境對(duì)樺尺蠖淺色個(gè)體的出生率有影響嗎？淺色個(gè)體的出生率有影響嗎？(2)(2)在自然選擇中，直接受選擇的是基因型還是表現(xiàn)型？在自然選擇中，直接受選擇的是基因型還是表現(xiàn)型？變黑的環(huán)境使控制淺色的變黑的環(huán)境使控制淺色的s s基因頻率減少基因頻率減少,S,S基因頻基因頻率增加。率增加。有影響。有影響。許多淺色個(gè)體

23、可能在沒(méi)有交配、產(chǎn)卵前許多淺色個(gè)體可能在沒(méi)有交配、產(chǎn)卵前就已被天敵捕食。就已被天敵捕食。天敵看到的是樺尺蠖的體色（表現(xiàn)型）而不是控天敵看到的是樺尺蠖的體色（表現(xiàn)型）而不是控制體色的基因。制體色的基因。突變和基因重組為生物進(jìn)化提供了原材料，自然突變和基因重組為生物進(jìn)化提供了原材料，自然選擇可以使基因頻率發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝選擇可以使基因頻率發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。著一定的方向不斷進(jìn)化。變異是變異是不不定向定向的的自然自然選擇選擇不利變異被淘汰不利變異被淘汰, ,有有利變異逐漸積累利變異逐漸積累種群的基種群的基因頻率發(fā)因頻率發(fā)生生定向定向改改變變生物朝生物朝一定方一定方向

24、向緩慢進(jìn)化緩慢進(jìn)化自然選擇決定生物進(jìn)化的方向自然選擇決定生物進(jìn)化的方向 總結(jié)： 1、生物進(jìn)化的基本單位是種群（也是繁殖的基本單位） 2、種群的概念和特點(diǎn) 3、基因庫(kù)、基因頻率，基因頻率與基因型頻率的換算關(guān)系 4、生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變 5、突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料 ( (突變的有害還是有利也不是絕對(duì)的，這往往突變的有害還是有利也不是絕對(duì)的，這往往取決取決于生物的生存環(huán)境于生物的生存環(huán)境） 6、自然選擇決定生物進(jìn)化的方向（使基因頻率定向改變）現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容三、隔離與物種的形成（一）物種（一）物種物種：指能夠在自然狀態(tài)下物種：指能夠在自然

25、狀態(tài)下相互交配相互交配并且并且產(chǎn)生可育后代產(chǎn)生可育后代的一群生物，稱為一個(gè)物種，的一群生物，稱為一個(gè)物種，簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱“種種”。全世界的人都是一個(gè)物種嗎全世界的人都是一個(gè)物種嗎？人都是一個(gè)物種，無(wú)論白人黑人黃種人結(jié)婚，人都是一個(gè)物種，無(wú)論白人黑人黃種人結(jié)婚，都能產(chǎn)生具有生殖能力的后代。都能產(chǎn)生具有生殖能力的后代。馬跟驢是一個(gè)物種嗎？馬跟驢是一個(gè)物種嗎？同一物種滿足的兩個(gè)條件：同一物種滿足的兩個(gè)條件：1、可以相互交配、可以相互交配2、產(chǎn)生的后代可育、產(chǎn)生的后代可育物種與種群有何關(guān)系？物種與種群有何關(guān)系？一個(gè)物種可以包括生活在不同地理區(qū)域的多個(gè)種群。一個(gè)物種可以包括生活在不同地理區(qū)域的多個(gè)種群。只要各

26、個(gè)種群相互交配仍能產(chǎn)生可育的后代，則是只要各個(gè)種群相互交配仍能產(chǎn)生可育的后代，則是同一物種。同一物種。是不是不同物種的生物在自然狀態(tài)下是不是不同物種的生物在自然狀態(tài)下一定不能交配呢？一定不能交配呢？無(wú)生育能無(wú)生育能力，沒(méi)有力，沒(méi)有后代。后代。自然狀態(tài)自然狀態(tài)下不能進(jìn)下不能進(jìn)行基因交行基因交流！流！ 不同物種之間一般是不同物種之間一般是不能交配不能交配的，即使的，即使交配成功也交配成功也不能產(chǎn)生可育后代不能產(chǎn)生可育后代，這種現(xiàn)象叫，這種現(xiàn)象叫做生殖隔離。做生殖隔離。生殖隔離生殖隔離哪些情況會(huì)導(dǎo)致生殖隔離呢？哪些情況會(huì)導(dǎo)致生殖隔離呢？ 荇菜荇菜與梅花與梅花因因花期花期不同不同而而出現(xiàn)生出現(xiàn)生殖隔離

27、殖隔離孔雀與巨嘴鳥(niǎo)因孔雀與巨嘴鳥(niǎo)因求偶方式不同求偶方式不同二二出現(xiàn)生殖隔離出現(xiàn)生殖隔離曼陀羅的花粉在其他植物的花的柱頭上不能完全萌發(fā)成為花粉管，使得兩性生殖細(xì)兩性生殖細(xì)胞不能融合胞不能融合而形成生殖隔離獅子與老虎雜交產(chǎn)生獅虎獸是沒(méi)有生育能力的，獅子與老虎雜交產(chǎn)生獅虎獸是沒(méi)有生育能力的，獅子與老虎因獅子與老虎因雜種不育雜種不育而形成生殖隔離而形成生殖隔離不同物種個(gè)體間因不同物種個(gè)體間因生殖隔離生殖隔離而不能進(jìn)行基因交流。而不能進(jìn)行基因交流。 生活在不同區(qū)域的同種生物，在自然條件下生活在不同區(qū)域的同種生物，在自然條件下能不能進(jìn)行基因交流呢？能不能進(jìn)行基因交流呢？地理隔離地理隔離 如果把東北虎和華南

28、虎放在同一片草原上，它如果把東北虎和華南虎放在同一片草原上，它們?nèi)匀豢梢宰园l(fā)交配并產(chǎn)生可育后代，說(shuō)明東北虎們?nèi)匀豢梢宰园l(fā)交配并產(chǎn)生可育后代，說(shuō)明東北虎和華南虎仍然屬于同一物種。和華南虎仍然屬于同一物種。同一種生物因?yàn)榈乩砩系恼系K而分成不同的種群同一種生物因?yàn)榈乩砩系恼系K而分成不同的種群使得物種間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象。使得物種間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象。如東北虎如東北虎( (左左) )和華南虎和華南虎( (右右) )都是亞洲虎的后代，由都是亞洲虎的后代，由于長(zhǎng)期地理隔離而沒(méi)有相互交配，沒(méi)有基因交流，形成于長(zhǎng)期地理隔離而沒(méi)有相互交配，沒(méi)有基因交流，形成了地理隔離，它們形成兩個(gè)不同的亞種。了地理隔離

29、，它們形成兩個(gè)不同的亞種。地理隔離地理隔離: :不同物種之間一般是不能夠相互交配的，不同物種之間一般是不能夠相互交配的，即使交配成功，也即使交配成功，也不能夠產(chǎn)生可育的后不能夠產(chǎn)生可育的后代代，這種現(xiàn)象叫生殖隔離。，這種現(xiàn)象叫生殖隔離。生殖隔離：生殖隔離：由于由于地理上的障礙地理上的障礙使得同種生物的不同使得同種生物的不同種群間不能夠發(fā)生基因交流的現(xiàn)象。種群間不能夠發(fā)生基因交流的現(xiàn)象。（二）隔離（二）隔離種類種類指指不同種群間不同種群間的個(gè)體，在自然條件下的個(gè)體，在自然條件下基因不能基因不能自由交流自由交流的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。概念：概念：隔離在物種的形成中發(fā)揮了怎樣的作用？隔離在物種的形成中發(fā)揮了

30、怎樣的作用？下圖是一個(gè)假想的情境，可以幫助你想象和思考。下圖是一個(gè)假想的情境，可以幫助你想象和思考。 在一個(gè)山谷中，在一個(gè)山谷中，有一個(gè)鼠種群在有一個(gè)鼠種群在“快樂(lè)快樂(lè)”地生活著。地生活著。雌鼠和雄鼠之間可雌鼠和雄鼠之間可以自由交配，繁衍以自由交配，繁衍后代。后代。二、隔離在物種形成中的作用二、隔離在物種形成中的作用下圖是一個(gè)假想的情境，可以幫助你想象和思考。下圖是一個(gè)假想的情境，可以幫助你想象和思考。后來(lái)山洪爆發(fā)了，后來(lái)山洪爆發(fā)了，山谷中形成了一條山谷中形成了一條洶涌的大河。鼠種洶涌的大河。鼠種群的個(gè)體，一半在群的個(gè)體，一半在河這邊，一半在河河這邊，一半在河那邊。就這樣過(guò)了那邊。就這樣過(guò)了幾

31、千年。幾千年。二、隔離在物種形成中的作用二、隔離在物種形成中的作用下圖是一個(gè)假想的情境，可以幫助你想象和思考。下圖是一個(gè)假想的情境，可以幫助你想象和思考。 后來(lái)，河流干后來(lái)，河流干涸了，兩個(gè)鼠種群涸了，兩個(gè)鼠種群又會(huì)合在一起。它又會(huì)合在一起。它們發(fā)現(xiàn)彼此大不相們發(fā)現(xiàn)彼此大不相同。它們之間還能同。它們之間還能自由交配嗎？自由交配嗎？ 地理隔離地理隔離 阻斷基因交流阻斷基因交流在不同的突變基因重組和自然選擇作用下在不同的突變基因重組和自然選擇作用下 基因頻率向不同方向發(fā)生改變基因頻率向不同方向發(fā)生改變 種群的基因庫(kù)出現(xiàn)差異種群的基因庫(kù)出現(xiàn)差異 差異進(jìn)一步加大差異進(jìn)一步加大生殖隔離生殖隔離新物種形成

32、新物種形成二、隔離在物種形成中的作用二、隔離在物種形成中的作用加拉帕戈斯加拉帕戈斯群島上不同群島上不同地雀的形成地雀的形成原始種群原始種群地理地理隔離隔離多個(gè)小種群多個(gè)小種群突變和基因重組突變和基因重組自然選擇自然選擇基因頻率改變基因頻率改變生殖隔離生殖隔離不同的新物種不同的新物種自然選擇自然選擇2 2自然選擇自然選擇1 1地理地理隔離隔離物種形成的比較常見(jiàn)的方式：物種形成的比較常見(jiàn)的方式：原原種種變異變異1 1變異變異2 2基因頻率的定向改變基因頻率的定向改變變異變異類型類型1 1變異變異類型類型2 2新物種新物種1 1新物種新物種2 2生殖生殖 隔離隔離種群種群1 1種群種群2 2二、隔離

33、在物種形成中的作用二、隔離在物種形成中的作用隔離是物種形成的隔離是物種形成的必要必要條件。條件。自然界中物種形成的方式有多種，經(jīng)過(guò)自然界中物種形成的方式有多種，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的長(zhǎng)期的地理隔離地理隔離而達(dá)到而達(dá)到生殖隔離生殖隔離是比較是比較常見(jiàn)的一種方式。常見(jiàn)的一種方式。生殖隔離是物種形成的生殖隔離是物種形成的標(biāo)志。標(biāo)志。現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容 是生物進(jìn)化的的基本單位，是生物進(jìn)化的的基本單位，生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是 的改變。的改變。 產(chǎn)生進(jìn)化的原材料；產(chǎn)生進(jìn)化的原材料； 決定生物進(jìn)化的方向；決定生物進(jìn)化的方向； 是物種形成的必要條件；是物種形成的必要條件；種群種

34、群種群基因頻率種群基因頻率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共同進(jìn)化與生物多樣性形成一、共同進(jìn)化一、共同進(jìn)化不同物種之間，生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之不同物種之間，生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展，這就間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展，這就是是共同進(jìn)化。共同進(jìn)化。 達(dá)爾文曾發(fā)現(xiàn)一種蘭達(dá)爾文曾發(fā)現(xiàn)一種蘭花長(zhǎng)著細(xì)長(zhǎng)的花矩，其頂花長(zhǎng)著細(xì)長(zhǎng)的花矩，其頂端貯存著花蜜，可為傳粉端貯存著花蜜，可為傳粉的昆蟲(chóng)提供食物。而這昆的昆蟲(chóng)提供食物。而這昆蟲(chóng)要蟲(chóng)要有吸管式的長(zhǎng)口器才有吸管式的長(zhǎng)口器才能吸到花蜜。大約能吸到花蜜。大約5050年后年后研究人員發(fā)現(xiàn)這樣的蛾！研究人員發(fā)現(xiàn)這樣的蛾！它們互相影響著，

35、這些變它們互相影響著，這些變異不斷積累，從而成為今異不斷積累，從而成為今天的這種蘭花和蘭花蛾。天的這種蘭花和蘭花蛾。一、共同進(jìn)化一、共同進(jìn)化在自然界，一種植物專門由一種昆蟲(chóng)傳粉的在自然界，一種植物專門由一種昆蟲(chóng)傳粉的情形很常見(jiàn)。情形很常見(jiàn)。又如倒掛金鐘的花對(duì)蜂鳥(niǎo)傳粉的適應(yīng)。又如倒掛金鐘的花對(duì)蜂鳥(niǎo)傳粉的適應(yīng)。昆蟲(chóng)傳粉的專門化對(duì)植昆蟲(chóng)傳粉的專門化對(duì)植物繁衍后代有何意義？物繁衍后代有何意義？ 想一想想一想捕捕食食捕食者的存在是否對(duì)被捕食者有害無(wú)益？捕食者的存在是否對(duì)被捕食者有害無(wú)益？捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病弱捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的個(gè)體，客觀上起到促進(jìn)種群發(fā)展的

36、作用。或年幼的個(gè)體，客觀上起到促進(jìn)種群發(fā)展的作用?！熬鞯牟妒痴呔鞯牟妒痴摺辈呗圆呗裕翰妒痴咭话悴荒軐⑺械墨C物：捕食者一般不能將所有的獵物吃掉，否則自己也無(wú)法生存。吃掉，否則自己也無(wú)法生存?！笆崭罾碚撌崭罾碚摗保翰妒痴咄妒硞€(gè)體數(shù)量多的捕食者往往捕食個(gè)體數(shù)量多的物種，這樣就會(huì)避免出現(xiàn)一種或幾種生物在生態(tài)系物種，這樣就會(huì)避免出現(xiàn)一種或幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的局面，為其他物種的形成騰出空統(tǒng)中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的局面，為其他物種的形成騰出空間有利于增加物種的多樣性。間有利于增加物種的多樣性。通過(guò)漫長(zhǎng)的共同進(jìn)化過(guò)程，地球上通過(guò)漫長(zhǎng)的共同進(jìn)化過(guò)程，地球上不僅出現(xiàn)了千姿百態(tài)的物種，而且形成不僅出現(xiàn)了

37、千姿百態(tài)的物種，而且形成了多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)，也就是形成了了多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)，也就是形成了生物的多樣性生物的多樣性二、生物多樣性的形成二、生物多樣性的形成1 1、生物多樣性的內(nèi)容：、生物多樣性的內(nèi)容：基因多樣性基因多樣性 物種多樣性物種多樣性 生態(tài)系統(tǒng)多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性2 2、生物多樣性的形成的進(jìn)化歷程、生物多樣性的形成的進(jìn)化歷程化石化石埋藏在地層中的埋藏在地層中的古代生物的遺體、遺跡和古代生物的遺體、遺跡和遺物，石化后形成的。遺物，石化后形成的。是研究生物進(jìn)化最直是研究生物進(jìn)化最直接的證據(jù)接的證據(jù)最早的生物化石最早的生物化石35億年前古細(xì)菌化石億年前古細(xì)菌化石地球形成地球形成原始生命：古

38、細(xì)菌（厭氧異養(yǎng)）原始生命：古細(xì)菌（厭氧異養(yǎng)）（35億年前）億年前）原核生物：藍(lán)藻原核生物：藍(lán)藻 細(xì)菌（自養(yǎng)）細(xì)菌（自養(yǎng)）真核生物：真核生物：出現(xiàn)了有性生物出現(xiàn)了有性生物（15億年前）億年前）植物：植物：厥類植物厥類植物裸子植物裸子植物被子植物被子植物動(dòng)物：動(dòng)物：兩棲類動(dòng)物兩棲類動(dòng)物爬行動(dòng)物爬行動(dòng)物 恐龍時(shí)代恐龍時(shí)代哺乳動(dòng)物哺乳動(dòng)物 人類時(shí)代人類時(shí)代古生代（古生代（寒武紀(jì)寒武紀(jì)）中生代中生代新生代新生代二、生物多樣性的形成二、生物多樣性的形成1 1、生物多樣性的內(nèi)容：、生物多樣性的內(nèi)容：基因基因多樣性多樣性 物種物種多樣性多樣性 生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)多樣性多樣性2 2、生物多樣性的形成的進(jìn)化歷程、生物多樣性的形成的進(jìn)化歷程化石化石了解進(jìn)化歷程的主要依據(jù)是了解進(jìn)化歷程的主要依據(jù)是 ：生物的進(jìn)化歷程可概括為：生物的進(jìn)化歷程可概括為：從原核生物到真核生物從原核生物到真核生物從無(wú)性生殖到有性生殖從無(wú)性生殖到有性生殖 由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由低等到高等由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由低等到高等 由水生到陸生，由水生到陸生，由原始異養(yǎng)厭氧到自養(yǎng)厭氧到自養(yǎng)需氧由原始異養(yǎng)厭氧到自養(yǎng)厭氧到自養(yǎng)需氧核心核心：自然選擇學(xué)說(shuō)：自然選擇學(xué)說(shuō)發(fā)展發(fā)展三、生物進(jìn)化理論在發(fā)展三、生物進(jìn)化理論在發(fā)展中性突變理論：中性突變理論：決定生物進(jìn)化的方向是中決定生物進(jìn)化的方向