現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容課件

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1第2節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容第七單元現(xiàn)代生物進(jìn)化理論第2節(jié)第七單元現(xiàn)代生物進(jìn)化理論2一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（二）突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料（三）自然選擇決定生物進(jìn)化的方向二隔離導(dǎo)致物種形成（一）物種的概念（二）隔離在物種形成中的作用三共同進(jìn)化與生物多樣性的形成（一）共同進(jìn)化（二）生物多樣性（三）生物進(jìn)化理論在發(fā)展一種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化3如果在灰色翅(基因型為aa)昆蟲的群體中偶然出現(xiàn)一只綠色翅(基因型為Aa)的變異個體，且綠色比灰色更不易被捕食。那么：1、昆蟲的翅色將怎樣變化？2、該綠色個體一定能被選擇下來嗎？為什么？3、如果該綠色個體能很好生活下來，它體內(nèi)的A基因怎樣才能傳遞給子代呢？4、如果Aa與其他個體交配生殖，后代還會是綠色的嗎？如果在灰色翅(基因型為aa)昆蟲的群體中偶然出現(xiàn)一只4在自然界中，沒有哪一個體是長生不死的，個體的基因會隨著個體的死亡而消失，因此研究進(jìn)化不能只研究個體，因為不管一個個體的適應(yīng)能力有多強(qiáng)，但如果它的基因不能遺傳給后代，那么它在進(jìn)化上就沒有貢獻(xiàn)。

因此研究生物的進(jìn)化僅研究個體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境適應(yīng)是不夠的，還要研究群體的基因組成變化。在自然界中，沒有哪一個體是長生不死的，個體的5（一）種群是生物進(jìn)化的單位一、種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化

種群中的個體并不是機(jī)械地集合在一起,而是彼此可以交配,并通過繁殖將各自的基因傳給后代。1、種群：生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體。2、種群是繁殖和進(jìn)化的基本單位（一）種群是生物進(jìn)化的單位一、種群基因頻率的改變與生物進(jìn)61.下列屬于種群的是（）A.一塊水田里的全部水稻、水草B.一塊稻田里的全部幼蚜、有翅、無翅的成蚜C.一塊朽木上的全部真菌D.一間屋中的全部蟑螂。2.下列關(guān)于種群的說法不正確的是（）

同一種群的個體可以自由交配種群是生物繁殖的基本單位C.兩個池塘內(nèi)的全部青蛙是一個種群D.種群是生物進(jìn)化的基本單位

BC1.下列屬于種群的是（）BC7性狀是由基因控制的，所以研究生物進(jìn)化必須要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？由此人們提出基因庫和基因頻率的概念。性狀是由基因控制的，所以研究生物進(jìn)化必須要研究種群8基因庫：一個種群中全部個體所含有的全部基因，叫做該種群的基因庫?；蝾l率：在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比例。基因型頻率：指某種特定基因型的個體占群體內(nèi)全部個體的比例。3、基因庫、基因頻率、基因型頻率基因庫：一個種群中全部個體所含有的全部基因頻率：在一個種群基9例題：已知某昆蟲翅的綠色由顯性基因A控制，褐色由隱性基因a控制?，F(xiàn)從該種群中隨機(jī)抽取100個個體，測得基因型為AA、Aa、aa的個體數(shù)分別是30、60、10個。求該種群基因A和a的頻率及各個基因型頻率。100個個體基因的總數(shù)是200個A的頻率=（30×2+60）/200=0.6a的頻率=（60+10×2）/200=0.42、A頻率+a頻率=1等位基因的頻率之和等于1a基因的數(shù)量是60+10×2=80個A基因的數(shù)量是30×2+60=120個1.基因頻率=某基因的數(shù)目該基因的等位基因的總數(shù)×100%例題：已知某昆蟲翅的綠色由顯性基因A控制，100個個體103.基因型頻率=特定基因型個體/總個體4.各種基因型頻率之和等于1，即AA+Aa+aa=1在一個種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個體，其中基因型為BB的個體占18%，基因型為Bb的個體占78%，bb的個體占4%，那么基因B和b的頻率分別是多少？基因B和b的頻率分別是57%和43%思考：AA30%Aa60%aa10%

5.基因頻率=純合體基因型頻率+雜合子基因型頻率的一半(適用位于常染色體上的基因）3.基因型頻率=特定基因型個體/總個體4.各種基因型頻率之和11練習(xí)：某工廠有男女職工各200名，對他們進(jìn)行調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因攜帶者為15人，女性患者1人，男性患者14人，這個群體中色盲基因的頻率應(yīng)為？基因總的個數(shù)：200×2+200=600（個）（女性每人含兩個X基因，男性每人含一個X基因）色盲基因Xb基因的數(shù)量是：15+2+14=31（個）（女性攜帶者、男性患者都有一個Xb，而女性患者含兩個Xb）色盲基因Xb基因的頻率為：31÷600=5.2﹪

練習(xí)：某工廠有男女職工各200名，對他們進(jìn)行調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，女性12P115思考與討論若親代昆蟲中的種群滿足以下五個條件：①昆蟲群體數(shù)量足夠大，②全部的雌雄個體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代，③沒有遷入與遷出，④AA、Aa、aa三種基因型昆蟲的生存能力完全相同（也就是說自然選擇對A、a控制的翅型性狀沒有作用）⑤基因A和a都不發(fā)生基因突變

用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化P115思考與討論若親代昆蟲中的種群滿足以下五個條件：13親代基因型的頻率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A()A()a()a()子代基因型頻率AA()Aa()aa()子代基因頻率A()a()30%30%30%10%36%48%16%60%40%若干代以后，該種群的基因頻率會不會發(fā)生改變？親代基因型AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比143、哈代—溫伯格定律（遺傳平衡定律）

在理想狀態(tài)下，各等位基因的頻率和等位基因的基因型頻率在遺傳中是穩(wěn)定不變的，即保持著基因平衡。哈代-溫伯格定律可用數(shù)學(xué)方程式表示：(p＋q)2=p2＋2pq＋q2=1其中p代表A基因的頻率，q代表a基因的頻率。P2=AA的基因型頻率q2=aa的基因型頻率2pq=Aa的基因型頻率滿足條件：①種群非常大；②所有雌雄個體之間自由交配③沒有遷入和遷出④沒有自然選擇；⑤沒有基因突變。3、哈代—溫伯格定律（遺傳平衡定律）哈代-溫伯格定律可用數(shù)學(xué)15例：1、一個隨機(jī)交配的群體，某一對相對性狀中，顯性性狀表現(xiàn)型的頻率是0.19,則雜合子Aa的頻率是（）A0.1B0.6C0.9D0.18D例：1、一個隨機(jī)交配的群體，某一對相對性狀中，顯性性狀表現(xiàn)型162、一種蛾中控制淺顏色的位基因是隱性的，控制深顏色的等位基因是顯性的。假設(shè)一個種群中有640只淺色的蛾和360只深色的蛾，群體呈遺傳平衡，那么有多少只雜合子的蛾？淺色蛾640個:aa深色蛾360個：AA+Aaaa基因型頻率：640÷（640+360）=0.64a基因的頻率:0.8A基因的頻率為：1-0.8=0.2AA基因型的頻率：0.04Aa基因頻率：1-0.64-0.04=0.32則Aa的個體有1000×0.32=320個2、一種蛾中控制淺顏色的位基因是隱性的，控制深顏色的等位基因17

在自然界，由于基因突變、基因重組和自然選擇等因素，種群的基因頻率和基因型頻率總是在不斷變化的。影響種群基因頻率變化的根本原因是什么呢？變異在自然界，由于基因突變、基因重組和自然選擇等因素，種18可遺傳的變異來源基因突變?nèi)旧w變異基因重組突變（二）突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料可遺傳的變異基因突變突變（二）突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料19自然界，生物自發(fā)突變的頻率很低，而且突變大多數(shù)是有害的，為什么還能夠作為生物進(jìn)化的原材料的呢？例如：果蠅約有104對基因，假定每個基因的突變率是10－5，一個約有108個果蠅的種群來說，每一代出現(xiàn)的基因突變個數(shù)將是？2×104×10－5×108＝2×107（個）

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。自然界，生物自發(fā)突變的頻率很低，而且突變大多數(shù)是有害20（二）突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料突變基因重組新的等位基因多種多樣的基因型種群中出現(xiàn)大量可遺傳的變異變異是不定向的不能決定生物進(jìn)化的方向突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料（二）突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料突變基因重組新的等位基因2119世紀(jì)，樺尺蠖種群中黑色基因（S）頻率為5%，淺灰色基因（s）頻率為95%。20世紀(jì)，樺尺蠖種群中黑色基因（S）頻率為95%，淺灰色基因（s）頻率為5%。P116探究自然選擇對種群基因頻率的影響作出假設(shè)：黑褐色的生活環(huán)境，不利于淺色樺尺蠖的生存，對黑色樺尺蠖生存有利，這種環(huán)境的選擇作用使該種群的S基因的頻率越來越低，即自然選擇可以使種群的基因頻率發(fā)生定向改變。19世紀(jì)，樺尺蠖種群中黑色20世紀(jì)，樺尺蠖種群中黑22創(chuàng)設(shè)情境：1870年樺尺蠖的基因型頻率為SS10%，Ss20%，ss70%，在樹干變黑這一環(huán)境條件下假如樹干變黑不利于淺色樺尺蠖的生存，使得種群中淺色個體每年減少10%，黑色個體每年增加10%，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？第1年第2年第3年第4年……基因型頻率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因頻率S20%23%s80%77%13.1%升高26%60.9%26.1%73.9%14.6%29.3%56.1%29.3%70.7%降低創(chuàng)設(shè)情境：1870年樺尺蠖的基因型頻率為第1年第2年第3年第23依據(jù)假設(shè)計算第2年的基因型頻率和基因頻率，如果第1年種群個體數(shù)為100個，則：SS個體有10個，Ss個體有20個，ss個體有70個當(dāng)黑色（表現(xiàn)型）個體每年增加10%時，第2年：基因型為SS（黑色）個體將會增加到11個，10×（1+10%）=11個基因型為Ss（黑色）個體第2年將增加到22個，20×（1+10%）=22個基因型為ss（淺色）個體第2年將減少到63個。70×（1-10%）=63個第2年種群個體總數(shù)為96個，基因型SS的頻率是11÷96=11.5%；基因型Ss的頻率是22÷96=22.9%；基因型ss的頻率是63÷96=65.6%。S的基因頻率：（11×2+22）÷（96×2）=23%s的基因頻率：（22+63×2）÷（96×2）=77%依據(jù)假設(shè)計算第2年的基因型頻率和基因頻率，24(1)在這個探究實驗中根據(jù)上面的數(shù)據(jù)分析，變黑的環(huán)境對樺尺蠖產(chǎn)生了什么樣的影響？變黑的環(huán)境對樺尺蠖淺色個體的出生率有影響嗎？(2)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s基因頻率減少,S基因頻率增加。有，許多淺色個體能可在沒有交配、產(chǎn)卵前就已被天敵捕食。天敵看到的是樺尺蠖的體色（表現(xiàn)型）而不是控制體色的基因。結(jié)論：自然選擇決定生物進(jìn)化的方向自然選擇使基因頻率定向改變。(1)在這個探究實驗中根據(jù)上面的數(shù)據(jù)分析，變黑的環(huán)境對樺尺蠖25原因是：結(jié)果是：

結(jié)論：自然選擇決定生物進(jìn)化的方向（三）自然選擇決定生物進(jìn)化的方向淘汰不利變異基因、積累有利變異基因使基因頻率定向改變原因是：結(jié)論：自然選擇決定生物進(jìn)化的方向（三）自然選擇決定生26P118基礎(chǔ)題1—3、CCC4.突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料。如果沒有突變，就不可能產(chǎn)生新的等位基因，基因重組也就沒有意義，生物就不可能產(chǎn)生可遺傳的變異，也就不可能進(jìn)化。拓展題1.提示：如選擇育種和雜交育種。2.提示：如果氣候等其他條件也合適，并且這個種群具有一定的繁殖能力，該種群的個體數(shù)會迅速增加。否則，也可能仍然處于瀕危狀態(tài)甚至絕滅。P11827二、隔離與物種的形成二、隔離與物種的形成28問題曼徹斯特地區(qū)的樺尺蠖的基因頻率發(fā)生了很大的改變，但是否形成了新的物種？如何判斷呢？問題曼徹斯特地區(qū)的樺尺蠖的基因頻率發(fā)生了很大的改變，但是否形29（一）物種的概念

指能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物稱為一個物種，簡稱“種”。全世界的人都是一個物種嗎？人都是一個物種，無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。馬跟驢是一個物種嗎？（一）物種的概念指能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可30不同物種之間不能相互交配，即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育后代的現(xiàn)象稱為生殖隔離。同一個物種由于地理上的障礙而分成不同的種群，使得種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象，稱地理隔離。地理隔離生殖隔離不同物種之間不能相互交配，即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育31地理隔離生殖隔離（二）隔離在物種中形成的作用種類隔離：指不同種群間的個體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。地理隔離生殖隔離（二）隔離在物種中形成的作用種類隔離：321.設(shè)想南美洲大陸的一種地雀來到加拉帕戈斯群島后，先在兩個島嶼上形成兩個初始種群。這兩個種群的個體數(shù)量都不多。它們的基因頻率一樣嗎？由于這兩個種群的個體數(shù)量都不夠多，基因頻率可能是不一樣的。資料分析隔離在物種形成中的作用1.設(shè)想南美洲大陸的一種地雀來到加拉帕戈斯群島后，先在兩個島332.不同島嶼上的地雀種群產(chǎn)生的突變情況是一樣的嗎？為什么？不一樣。因為突變是隨機(jī)發(fā)生的。3.對不同島嶼上的地雀種群來說，環(huán)境的作用有沒有差別？這對種群基因頻率的變化會產(chǎn)生什么影響？不同島嶼的地形和植被條件不一樣，因此環(huán)境的作用會有差別，導(dǎo)致種群基因頻率朝不同的方向改變。4.如果這片海域只有一個小島，還會形成這么多種地雀嗎？不會。因為個體間有基因的交流。2.不同島嶼上的地雀種群產(chǎn)生的突變情況是一樣的嗎？為什么？34物種形成：某物種地理隔離①變異后改變的基因頻率互不影響某物種種群間的基因頻率向不同的方向發(fā)展②不同環(huán)境的不同自然選擇種群間的基因庫明顯不同生殖隔離新物種由于地理隔離而形成生殖隔離，形成了不同的物種。其過程十分緩慢!物種形成：某物種地理隔離①變異后改變的基因頻率互不影響某物35在自然界里還存在另一種物種形成方式，它往往只需要幾代甚至一代就完成了，而且不需經(jīng)過地理隔離。例如，多倍體植物的形成就是如此。自然界里幾平將近一半的被子植物和某些栽培作物就是這樣形成的。一個物種的形成必須要經(jīng)過生殖隔離，但一定要經(jīng)過地理隔離嗎？不一定經(jīng)過地理隔離，如多倍體的產(chǎn)生。在自然界里還存在另一種物種形成方式，它往往只36（1）生物進(jìn)化的基本單位種群（2）生物進(jìn)化的實質(zhì)種群基因頻率的改變（3）新物種形成的三個基本環(huán)節(jié)突變和基因重組——產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料自然選擇——使種群的基因頻率發(fā)生定向的改變，（決定生物的進(jìn)化方向）隔離——新物種形成的必要條件小結(jié)：以自然選擇學(xué)說為核心的現(xiàn)代生物進(jìn)

化理論的基本觀點（1）生物進(jìn)化的基本單位種群（2）生物進(jìn)化的實質(zhì)種群基因37一、基礎(chǔ)題1、（1）√（2）√（3）√2.生活在峽谷北側(cè)的種群發(fā)生了突變，由于突變的隨機(jī)性，同樣的突變沒有發(fā)生在峽谷南側(cè)的種群中。由于這兩個種群被河流隔開，彼此沒有交配的機(jī)會，也就是沒有基因的交流，所以兩個種群發(fā)生明顯的分化，有可能演變成兩個物種。二、拓展題提示：雄虎和雌獅雜交生出的后代是虎獅獸，雄獅和雌虎雜交生出的后代是獅虎獸。目前還沒有虎獅獸和獅虎獸交配并生出可育后代的證據(jù)。P121練習(xí)答案一、基礎(chǔ)題P121練習(xí)答案38P122技能訓(xùn)練1.假說甲：紅褐色魚和金黃色魚起源于同一種灰色魚。假說乙：湖Ⅰ中原來只有紅褐色魚，湖Ⅱ中原來只有金黃色魚，發(fā)洪水時，這兩個湖中的魚發(fā)生混雜在一起。2.假說甲沒有考慮隔離在物種形成中的作用，也沒有考慮洪水的作用。3.這一證據(jù)支持假說乙。4.如果紅褐色魚和金黃色魚不能雜交，或雜交后不能產(chǎn)生可育后代，說明它們不是一個物種。P122技能訓(xùn)練39三、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40不同_______之間、____與________之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展，這就是共同進(jìn)化。物種生物無機(jī)環(huán)境（一）共同進(jìn)化某種蘭花和專門給它傳粉的蛾獵豹追捕斑馬不同_______之間、____與________之間在411、內(nèi)容：生物多樣性的三個層次基因多樣性物種多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性(二)生物多樣性的形成2、形成生物多樣性的原因：長期自然選擇、共同進(jìn)化達(dá)到的結(jié)果3、研究生物進(jìn)化的主要依據(jù)：化石古細(xì)菌化石1、內(nèi)容：生物多樣性的三個層次基因多樣性物種多樣性生態(tài)系統(tǒng)多421.最早出現(xiàn)的生物是哪一類生物？它們生活在什么環(huán)境中?最早出現(xiàn)的生物是厭氧的單細(xì)胞生物，它們生活在海洋中。2.多細(xì)胞生物大約是什么時候出現(xiàn)的？它們生活在什么環(huán)境中？多細(xì)胞生物大約是在寒武紀(jì)出現(xiàn)的，它們生活在海洋中。3.最早登陸的生物是植物還是動物，為什么？最早登陸的生物是植物，否則動物登陸后就會餓死。思考與討論仔細(xì)觀察教材124頁圖7—11，并分析討論下列問題：1.最早出現(xiàn)的生物是哪一類生物？它們生活在什么環(huán)境中?最早434.同今天你看到的地球相比，寒武紀(jì)時地球上的生態(tài)系統(tǒng)有什么特點？

當(dāng)時陸地上還是一片荒蕪，生物都生活在海洋中。5.恐龍是什么時候絕滅的？物種絕滅對生物多樣性產(chǎn)生怎樣的影響？恐龍是在中生代后期（白堊紀(jì)末）絕滅的。物種絕滅對生物多樣性的影響是復(fù)雜的。恐龍的絕滅有利于哺乳動物的繁盛。了解生物進(jìn)化歷程的主要依據(jù)是化石。4.同今天你看到的地球相比，寒武紀(jì)時地球上的生態(tài)系統(tǒng)有44生物進(jìn)化的大致歷程35億年前出現(xiàn)古細(xì)菌最早的生物化石之后的20億年海洋中有少量的藍(lán)藻和細(xì)菌兩極生態(tài)系統(tǒng)（只有生產(chǎn)者和分解者）15億年前海洋中出現(xiàn)真核生物出現(xiàn)有性生殖，進(jìn)化速度明顯加快5.7~5億年前海洋中無脊椎動物物種大爆發(fā)生態(tài)系統(tǒng)的第三極—消費者出現(xiàn)，對植物的進(jìn)化產(chǎn)生了重要影響生物進(jìn)化的大致歷程35億年前出現(xiàn)古細(xì)菌最早的生物化石之后的45中生代→新生代裸子植物和被子植物扮演了生產(chǎn)者中的主角，鳥類、哺乳類等成為地球上占優(yōu)勢的動物類群逐漸形成了復(fù)雜多樣的陸地生態(tài)系統(tǒng)4億年前植物登陸（主要是蕨類）隨后出現(xiàn)了原始的兩棲類改變了陸地環(huán)境中生代→新生代裸子植物和被子植物扮演了生產(chǎn)者中的主角，鳥類、46生物的進(jìn)化歷程可概括為：由簡單到復(fù)雜，由水生到陸生，由低等到高等。從原核生物到真核生物，從無性生殖到有性生殖，總的進(jìn)化趨勢生物的進(jìn)化歷程可概括為：總的進(jìn)化趨勢471.中性學(xué)說：有學(xué)者認(rèn)為，突變大多是中性的（對生物體無益也無害），自然選擇對這些基因不起作用，這些基因經(jīng)過長期積累，導(dǎo)致種群間遺傳物質(zhì)出現(xiàn)較大的差別。所以決定生物進(jìn)化的方向是中性突變的積累，而不是自然選擇。2.間斷平衡學(xué)說：物種是種群長期穩(wěn)定與迅速形成新種交替出現(xiàn)的過程。3、自然選擇學(xué)說：以自然選擇為核心的進(jìn)化理論更為大多數(shù)學(xué)者所接受（三）、生物進(jìn)化理論在發(fā)展1.中性學(xué)說：有學(xué)者認(rèn)為，突變大多是中性的（對生物體無益也無48現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容課件49達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說濫用抗生素往往會導(dǎo)致細(xì)菌抗藥性的產(chǎn)生。（1）細(xì)菌抗藥性變異的來源屬于

。（2）盡管在細(xì)菌菌群中天然存在抗藥性基因，但是使用抗生素仍可治療由細(xì)菌引起的感染，原因在于菌群中

。（3）細(xì)菌抗藥性的形成是抗生素對細(xì)菌進(jìn)行

的結(jié)果，其內(nèi)在實質(zhì)是

。（4）在抗生素的作用下，細(xì)菌往往只要一到兩代就可以得到抗性純系。而有性生殖的生物，淘汰一個原來頻率較低的隱性基因，形成顯性純合子組成的種群的過程卻需要很多代，原因是

?；蛲蛔冇锌顾幮曰虻膫€體占極少數(shù)定向選擇菌群中抗藥性基因頻率增加隱性基因可通過雜合子保存下來【解析】（1）細(xì)菌屬于原核生物，它的遺傳物質(zhì)是裸露的、環(huán)狀DNA分子，故無染色體變異；因為只有在減數(shù)分裂中才能形成基因重組，原核生物不能進(jìn)行減數(shù)分裂，故變異方式?jīng)]有基因重組。所以細(xì)菌的變異只能是基因突變。（2）基因突變的特點有：①變異頻率低；②多方向性；③有利的變異少有害的變異多；④突變是隨機(jī)的；⑤突變在生物界是普遍存在的。所以，盡管菌群中天然存在抗性基因，但因突變率極低，故使用抗生素仍可治療由細(xì)菌引起的感染。（3）變異是不定向的，而自然選擇是定向的，其實質(zhì)是基因頻率不斷變化的結(jié)果?！窘馕觥浚?）自然選擇的結(jié)果是適者生存，不適者被淘汰，在抗生素的作用下，細(xì)菌很容易得到抗性純系。而有性生殖過程中，因為雜合子存在隱性基因，要獲得純合子，往往需要不斷自交、不斷選擇，因此需要的過程較長。達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說濫用抗生素往往會導(dǎo)致細(xì)菌抗藥性的產(chǎn)生?；?0現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的基本概念紫莖澤蘭是外來入侵種，如果讓其自然生長繁殖若干年后，與原產(chǎn)地紫莖澤蘭相比（）A．基因庫變化相互影響B(tài)．性狀始終保持一致C．很快產(chǎn)生生殖隔離D．進(jìn)化方向發(fā)生變化【解析】與原產(chǎn)地相比，自然環(huán)境一定會有差異，會進(jìn)行新的自然選擇，從而改變性狀，向新的進(jìn)化方向進(jìn)化，兩者因為有了地理隔離，基因庫變化不會相互影響，但是不會很快產(chǎn)生生殖隔離，生殖隔離一般是要經(jīng)過漫長的年代才能形成?！敬鸢浮緿現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的基本概念紫莖澤蘭是外來入侵種，如果讓其自然51

14.右圖為加拉帕戈斯群島上物種演化的模型，A、B、C、D為四個物種及其演化關(guān)系，據(jù)圖回答：（1）A物種進(jìn)化為B、C兩個物種的兩個外部因素是__________和___________。（2）甲島上的B物種遷到乙島后，不能與C物種雜交進(jìn)化為同一物種的原因是_________________________。（3）遷到乙島的B物種進(jìn)化為D物種的原因是自然選擇地理隔離B、C為不同的物種，已形成生殖隔離甲乙兩島的條件不同，自然選擇作用不同，再加上地理隔離使它們基因頻率的差異得到積累而形成了生殖隔離。14.右圖為加拉帕戈斯自然選擇地理隔離B、C為不同的52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53第2節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容第七單元現(xiàn)代生物進(jìn)化理論第2節(jié)第七單元現(xiàn)代生物進(jìn)化理論54一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（二）突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料（三）自然選擇決定生物進(jìn)化的方向二隔離導(dǎo)致物種形成（一）物種的概念（二）隔離在物種形成中的作用三共同進(jìn)化與生物多樣性的形成（一）共同進(jìn)化（二）生物多樣性（三）生物進(jìn)化理論在發(fā)展一種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化55如果在灰色翅(基因型為aa)昆蟲的群體中偶然出現(xiàn)一只綠色翅(基因型為Aa)的變異個體，且綠色比灰色更不易被捕食。那么：1、昆蟲的翅色將怎樣變化？2、該綠色個體一定能被選擇下來嗎？為什么？3、如果該綠色個體能很好生活下來，它體內(nèi)的A基因怎樣才能傳遞給子代呢？4、如果Aa與其他個體交配生殖，后代還會是綠色的嗎？如果在灰色翅(基因型為aa)昆蟲的群體中偶然出現(xiàn)一只56在自然界中，沒有哪一個體是長生不死的，個體的基因會隨著個體的死亡而消失，因此研究進(jìn)化不能只研究個體，因為不管一個個體的適應(yīng)能力有多強(qiáng)，但如果它的基因不能遺傳給后代，那么它在進(jìn)化上就沒有貢獻(xiàn)。

因此研究生物的進(jìn)化僅研究個體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境適應(yīng)是不夠的，還要研究群體的基因組成變化。在自然界中，沒有哪一個體是長生不死的，個體的57（一）種群是生物進(jìn)化的單位一、種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化

種群中的個體并不是機(jī)械地集合在一起,而是彼此可以交配,并通過繁殖將各自的基因傳給后代。1、種群：生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體。2、種群是繁殖和進(jìn)化的基本單位（一）種群是生物進(jìn)化的單位一、種群基因頻率的改變與生物進(jìn)581.下列屬于種群的是（）A.一塊水田里的全部水稻、水草B.一塊稻田里的全部幼蚜、有翅、無翅的成蚜C.一塊朽木上的全部真菌D.一間屋中的全部蟑螂。2.下列關(guān)于種群的說法不正確的是（）

同一種群的個體可以自由交配種群是生物繁殖的基本單位C.兩個池塘內(nèi)的全部青蛙是一個種群D.種群是生物進(jìn)化的基本單位

BC1.下列屬于種群的是（）BC59性狀是由基因控制的，所以研究生物進(jìn)化必須要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？由此人們提出基因庫和基因頻率的概念。性狀是由基因控制的，所以研究生物進(jìn)化必須要研究種群60基因庫：一個種群中全部個體所含有的全部基因，叫做該種群的基因庫?；蝾l率：在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比例?；蛐皖l率：指某種特定基因型的個體占群體內(nèi)全部個體的比例。3、基因庫、基因頻率、基因型頻率基因庫：一個種群中全部個體所含有的全部基因頻率：在一個種群基61例題：已知某昆蟲翅的綠色由顯性基因A控制，褐色由隱性基因a控制?，F(xiàn)從該種群中隨機(jī)抽取100個個體，測得基因型為AA、Aa、aa的個體數(shù)分別是30、60、10個。求該種群基因A和a的頻率及各個基因型頻率。100個個體基因的總數(shù)是200個A的頻率=（30×2+60）/200=0.6a的頻率=（60+10×2）/200=0.42、A頻率+a頻率=1等位基因的頻率之和等于1a基因的數(shù)量是60+10×2=80個A基因的數(shù)量是30×2+60=120個1.基因頻率=某基因的數(shù)目該基因的等位基因的總數(shù)×100%例題：已知某昆蟲翅的綠色由顯性基因A控制，100個個體623.基因型頻率=特定基因型個體/總個體4.各種基因型頻率之和等于1，即AA+Aa+aa=1在一個種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個體，其中基因型為BB的個體占18%，基因型為Bb的個體占78%，bb的個體占4%，那么基因B和b的頻率分別是多少？基因B和b的頻率分別是57%和43%思考：AA30%Aa60%aa10%

5.基因頻率=純合體基因型頻率+雜合子基因型頻率的一半(適用位于常染色體上的基因）3.基因型頻率=特定基因型個體/總個體4.各種基因型頻率之和63練習(xí)：某工廠有男女職工各200名，對他們進(jìn)行調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因攜帶者為15人，女性患者1人，男性患者14人，這個群體中色盲基因的頻率應(yīng)為？基因總的個數(shù)：200×2+200=600（個）（女性每人含兩個X基因，男性每人含一個X基因）色盲基因Xb基因的數(shù)量是：15+2+14=31（個）（女性攜帶者、男性患者都有一個Xb，而女性患者含兩個Xb）色盲基因Xb基因的頻率為：31÷600=5.2﹪

練習(xí)：某工廠有男女職工各200名，對他們進(jìn)行調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，女性64P115思考與討論若親代昆蟲中的種群滿足以下五個條件：①昆蟲群體數(shù)量足夠大，②全部的雌雄個體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代，③沒有遷入與遷出，④AA、Aa、aa三種基因型昆蟲的生存能力完全相同（也就是說自然選擇對A、a控制的翅型性狀沒有作用）⑤基因A和a都不發(fā)生基因突變

用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化P115思考與討論若親代昆蟲中的種群滿足以下五個條件：65親代基因型的頻率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A()A()a()a()子代基因型頻率AA()Aa()aa()子代基因頻率A()a()30%30%30%10%36%48%16%60%40%若干代以后，該種群的基因頻率會不會發(fā)生改變？親代基因型AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比663、哈代—溫伯格定律（遺傳平衡定律）

在理想狀態(tài)下，各等位基因的頻率和等位基因的基因型頻率在遺傳中是穩(wěn)定不變的，即保持著基因平衡。哈代-溫伯格定律可用數(shù)學(xué)方程式表示：(p＋q)2=p2＋2pq＋q2=1其中p代表A基因的頻率，q代表a基因的頻率。P2=AA的基因型頻率q2=aa的基因型頻率2pq=Aa的基因型頻率滿足條件：①種群非常大；②所有雌雄個體之間自由交配③沒有遷入和遷出④沒有自然選擇；⑤沒有基因突變。3、哈代—溫伯格定律（遺傳平衡定律）哈代-溫伯格定律可用數(shù)學(xué)67例：1、一個隨機(jī)交配的群體，某一對相對性狀中，顯性性狀表現(xiàn)型的頻率是0.19,則雜合子Aa的頻率是（）A0.1B0.6C0.9D0.18D例：1、一個隨機(jī)交配的群體，某一對相對性狀中，顯性性狀表現(xiàn)型682、一種蛾中控制淺顏色的位基因是隱性的，控制深顏色的等位基因是顯性的。假設(shè)一個種群中有640只淺色的蛾和360只深色的蛾，群體呈遺傳平衡，那么有多少只雜合子的蛾？淺色蛾640個:aa深色蛾360個：AA+Aaaa基因型頻率：640÷（640+360）=0.64a基因的頻率:0.8A基因的頻率為：1-0.8=0.2AA基因型的頻率：0.04Aa基因頻率：1-0.64-0.04=0.32則Aa的個體有1000×0.32=320個2、一種蛾中控制淺顏色的位基因是隱性的，控制深顏色的等位基因69

在自然界，由于基因突變、基因重組和自然選擇等因素，種群的基因頻率和基因型頻率總是在不斷變化的。影響種群基因頻率變化的根本原因是什么呢？變異在自然界，由于基因突變、基因重組和自然選擇等因素，種70可遺傳的變異來源基因突變?nèi)旧w變異基因重組突變（二）突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料可遺傳的變異基因突變突變（二）突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料71自然界，生物自發(fā)突變的頻率很低，而且突變大多數(shù)是有害的，為什么還能夠作為生物進(jìn)化的原材料的呢？例如：果蠅約有104對基因，假定每個基因的突變率是10－5，一個約有108個果蠅的種群來說，每一代出現(xiàn)的基因突變個數(shù)將是？2×104×10－5×108＝2×107（個）

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。自然界，生物自發(fā)突變的頻率很低，而且突變大多數(shù)是有害72（二）突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料突變基因重組新的等位基因多種多樣的基因型種群中出現(xiàn)大量可遺傳的變異變異是不定向的不能決定生物進(jìn)化的方向突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料（二）突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料突變基因重組新的等位基因7319世紀(jì)，樺尺蠖種群中黑色基因（S）頻率為5%，淺灰色基因（s）頻率為95%。20世紀(jì)，樺尺蠖種群中黑色基因（S）頻率為95%，淺灰色基因（s）頻率為5%。P116探究自然選擇對種群基因頻率的影響作出假設(shè)：黑褐色的生活環(huán)境，不利于淺色樺尺蠖的生存，對黑色樺尺蠖生存有利，這種環(huán)境的選擇作用使該種群的S基因的頻率越來越低，即自然選擇可以使種群的基因頻率發(fā)生定向改變。19世紀(jì)，樺尺蠖種群中黑色20世紀(jì)，樺尺蠖種群中黑74創(chuàng)設(shè)情境：1870年樺尺蠖的基因型頻率為SS10%，Ss20%，ss70%，在樹干變黑這一環(huán)境條件下假如樹干變黑不利于淺色樺尺蠖的生存，使得種群中淺色個體每年減少10%，黑色個體每年增加10%，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？第1年第2年第3年第4年……基因型頻率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因頻率S20%23%s80%77%13.1%升高26%60.9%26.1%73.9%14.6%29.3%56.1%29.3%70.7%降低創(chuàng)設(shè)情境：1870年樺尺蠖的基因型頻率為第1年第2年第3年第75依據(jù)假設(shè)計算第2年的基因型頻率和基因頻率，如果第1年種群個體數(shù)為100個，則：SS個體有10個，Ss個體有20個，ss個體有70個當(dāng)黑色（表現(xiàn)型）個體每年增加10%時，第2年：基因型為SS（黑色）個體將會增加到11個，10×（1+10%）=11個基因型為Ss（黑色）個體第2年將增加到22個，20×（1+10%）=22個基因型為ss（淺色）個體第2年將減少到63個。70×（1-10%）=63個第2年種群個體總數(shù)為96個，基因型SS的頻率是11÷96=11.5%；基因型Ss的頻率是22÷96=22.9%；基因型ss的頻率是63÷96=65.6%。S的基因頻率：（11×2+22）÷（96×2）=23%s的基因頻率：（22+63×2）÷（96×2）=77%依據(jù)假設(shè)計算第2年的基因型頻率和基因頻率，76(1)在這個探究實驗中根據(jù)上面的數(shù)據(jù)分析，變黑的環(huán)境對樺尺蠖產(chǎn)生了什么樣的影響？變黑的環(huán)境對樺尺蠖淺色個體的出生率有影響嗎？(2)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s基因頻率減少,S基因頻率增加。有，許多淺色個體能可在沒有交配、產(chǎn)卵前就已被天敵捕食。天敵看到的是樺尺蠖的體色（表現(xiàn)型）而不是控制體色的基因。結(jié)論：自然選擇決定生物進(jìn)化的方向自然選擇使基因頻率定向改變。(1)在這個探究實驗中根據(jù)上面的數(shù)據(jù)分析，變黑的環(huán)境對樺尺蠖77原因是：結(jié)果是：

結(jié)論：自然選擇決定生物進(jìn)化的方向（三）自然選擇決定生物進(jìn)化的方向淘汰不利變異基因、積累有利變異基因使基因頻率定向改變原因是：結(jié)論：自然選擇決定生物進(jìn)化的方向（三）自然選擇決定生78P118基礎(chǔ)題1—3、CCC4.突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料。如果沒有突變，就不可能產(chǎn)生新的等位基因，基因重組也就沒有意義，生物就不可能產(chǎn)生可遺傳的變異，也就不可能進(jìn)化。拓展題1.提示：如選擇育種和雜交育種。2.提示：如果氣候等其他條件也合適，并且這個種群具有一定的繁殖能力，該種群的個體數(shù)會迅速增加。否則，也可能仍然處于瀕危狀態(tài)甚至絕滅。P11879二、隔離與物種的形成二、隔離與物種的形成80問題曼徹斯特地區(qū)的樺尺蠖的基因頻率發(fā)生了很大的改變，但是否形成了新的物種？如何判斷呢？問題曼徹斯特地區(qū)的樺尺蠖的基因頻率發(fā)生了很大的改變，但是否形81（一）物種的概念

指能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物稱為一個物種，簡稱“種”。全世界的人都是一個物種嗎？人都是一個物種，無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。馬跟驢是一個物種嗎？（一）物種的概念指能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可82不同物種之間不能相互交配，即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育后代的現(xiàn)象稱為生殖隔離。同一個物種由于地理上的障礙而分成不同的種群，使得種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象，稱地理隔離。地理隔離生殖隔離不同物種之間不能相互交配，即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育83地理隔離生殖隔離（二）隔離在物種中形成的作用種類隔離：指不同種群間的個體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。地理隔離生殖隔離（二）隔離在物種中形成的作用種類隔離：841.設(shè)想南美洲大陸的一種地雀來到加拉帕戈斯群島后，先在兩個島嶼上形成兩個初始種群。這兩個種群的個體數(shù)量都不多。它們的基因頻率一樣嗎？由于這兩個種群的個體數(shù)量都不夠多，基因頻率可能是不一樣的。資料分析隔離在物種形成中的作用1.設(shè)想南美洲大陸的一種地雀來到加拉帕戈斯群島后，先在兩個島852.不同島嶼上的地雀種群產(chǎn)生的突變情況是一樣的嗎？為什么？不一樣。因為突變是隨機(jī)發(fā)生的。3.對不同島嶼上的地雀種群來說，環(huán)境的作用有沒有差別？這對種群基因頻率的變化會產(chǎn)生什么影響？不同島嶼的地形和植被條件不一樣，因此環(huán)境的作用會有差別，導(dǎo)致種群基因頻率朝不同的方向改變。4.如果這片海域只有一個小島，還會形成這么多種地雀嗎？不會。因為個體間有基因的交流。2.不同島嶼上的地雀種群產(chǎn)生的突變情況是一樣的嗎？為什么？86物種形成：某物種地理隔離①變異后改變的基因頻率互不影響某物種種群間的基因頻率向不同的方向發(fā)展②不同環(huán)境的不同自然選擇種群間的基因庫明顯不同生殖隔離新物種由于地理隔離而形成生殖隔離，形成了不同的物種。其過程十分緩慢!物種形成：某物種地理隔離①變異后改變的基因頻率互不影響某物87在自然界里還存在另一種物種形成方式，它往往只需要幾代甚至一代就完成了，而且不需經(jīng)過地理隔離。例如，多倍體植物的形成就是如此。自然界里幾平將近一半的被子植物和某些栽培作物就是這樣形成的。一個物種的形成必須要經(jīng)過生殖隔離，但一定要經(jīng)過地理隔離嗎？不一定經(jīng)過地理隔離，如多倍體的產(chǎn)生。在自然界里還存在另一種物種形成方式，它往往只88（1）生物進(jìn)化的基本單位種群（2）生物進(jìn)化的實質(zhì)種群基因頻率的改變（3）新物種形成的三個基本環(huán)節(jié)突變和基因重組——產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料自然選擇——使種群的基因頻率發(fā)生定向的改變，（決定生物的進(jìn)化方向）隔離——新物種形成的必要條件小結(jié)：以自然選擇學(xué)說為核心的現(xiàn)代生物進(jìn)

化理論的基本觀點（1）生物進(jìn)化的基本單位種群（2）生物進(jìn)化的實質(zhì)種群基因89一、基礎(chǔ)題1、（1）√（2）√（3）√2.生活在峽谷北側(cè)的種群發(fā)生了突變，由于突變的隨機(jī)性，同樣的突變沒有發(fā)生在峽谷南側(cè)的種群中。由于這兩個種群被河流隔開，彼此沒有交配的機(jī)會，也就是沒有基因的交流，所以兩個種群發(fā)生明顯的分化，有可能演變成兩個物種。二、拓展題提示：雄虎和雌獅雜交生出的后代是虎獅獸，雄獅和雌虎雜交生出的后代是獅虎獸。目前還沒有虎獅獸和獅虎獸交配并生出可育后代的證據(jù)。P121練習(xí)答案一、基礎(chǔ)題P121練習(xí)答案90P122技能訓(xùn)練1.假說甲：紅褐色魚和金黃色魚起源于同一種灰色魚。假說乙：湖Ⅰ中原來只有紅褐色魚，湖Ⅱ中原來只有金黃色魚，發(fā)洪水時，這兩個湖中的魚發(fā)生混雜在一起。2.假說甲沒有考慮隔離在物種形成中的作用，也沒有考慮洪水的作用。3.這一證據(jù)支持假說乙。4.如果紅褐色魚和金黃色魚不能雜交，或雜交后不能產(chǎn)生可育后代，說明它們不是一個物種。P122技能訓(xùn)練91三、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92不同_______之間、____與________之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展，這就是共同進(jìn)化。物種生物無機(jī)環(huán)境（一）共同進(jìn)化某種蘭花和專門給它傳粉的蛾獵豹追捕斑馬不同_______之間、____與________之間在931、內(nèi)容：生物多樣性的三個層次基因多樣性物種多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性(二)生物多樣性的形成2、形成生物多樣性的原因：長期自然選擇、共同進(jìn)化達(dá)到的結(jié)果3、研究生物進(jìn)化的主要依據(jù)：化石古細(xì)菌化石1、內(nèi)容：生物多樣性的三個層次基因多樣性物種多樣性生態(tài)系統(tǒng)多941.最早出現(xiàn)的生物是哪一類生物？它們生活在什么環(huán)境中?最早出現(xiàn)的生物是厭氧的單細(xì)胞生物，它們生活在海洋中。2.多細(xì)胞生物大約是什么時候出現(xiàn)的？它們生活在什么環(huán)境中？多細(xì)胞生物大約是在寒武紀(jì)出現(xiàn)的，它們生活在海洋中。3.最早登陸的生物是植物還是動物，為什么？最早登陸的生物是植物，否則動物登陸后就會餓死。思考與討論仔細(xì)觀察教材124頁圖7—11，并分析討論下列問題：1.最早出現(xiàn)的生物是哪一類生物？它們生活在什么環(huán)境中?最早954.同今天你看到的地球相比，寒武紀(jì)時地球上的生態(tài)系統(tǒng)有什么特點？

當(dāng)時陸地上還是一片荒蕪，生物都生活在海洋中。5.恐龍是什么時候絕滅的？物種絕滅對生物多樣性產(chǎn)生怎樣的影響？恐龍是在中生代后期（白堊紀(jì)末）絕滅的。物種絕滅對生物多樣性的影響是復(fù)雜的?？铸埖慕^滅有利于哺乳動物的繁盛。了解生物進(jìn)化歷程的主要依據(jù)是化石。4.同今天你看到的地球相比，寒武紀(jì)時地球上的生態(tài)系統(tǒng)有96生物進(jìn)化的大致歷程35億年前出現(xiàn)古細(xì)菌最早的生物化石之后的20億年海洋中有少量的藍(lán)藻和細(xì)菌兩極生態(tài)系統(tǒng)（只有生產(chǎn)者和分解者）15億年前海洋中出現(xiàn)