第七章現(xiàn)代生物進(jìn)化理論

現(xiàn)在地球上的各種生物是怎樣來(lái)的？特創(chuàng)論特創(chuàng)論者認(rèn)為：在宇宙歷史的某一特殊時(shí)刻，由上帝一次性創(chuàng)造出各種生物，最初有多少種，現(xiàn)在就有多少種，各種生物之間沒(méi)有任何的親緣關(guān)系。人類和大猩猩設(shè)想人、猴、鼠、雞、蛙等的血紅蛋白分子的結(jié)構(gòu)一樣嗎？結(jié)論形形色色的生物體之間，在個(gè)體水平、細(xì)胞水平或者生物大分子水平等層次上，總有一個(gè)或幾個(gè)層次的結(jié)構(gòu)和功能上存在著統(tǒng)一的模式。第七章現(xiàn)代生物進(jìn)化理論地球上的生物為什么會(huì)不斷進(jìn)化？又是怎樣進(jìn)化？進(jìn)化方向由什么決定？各種各樣的生物是如何形成的？用進(jìn)廢退獲得性遺傳拉馬克的進(jìn)化學(xué)說(shuō)環(huán)境的改變是生物進(jìn)化的原因，環(huán)境變化直接導(dǎo)致變異的發(fā)生，以適應(yīng)新的環(huán)境條件。物種是可變的。包括人類在內(nèi)的一切物種都是由其他物種演變而來(lái)的，而不是神造的，只是因?yàn)槲锓N變化是緩慢的，而人的壽命是短促的，人們才難以認(rèn)識(shí)到物種的變化過(guò)程長(zhǎng)頸鹿的始祖現(xiàn)代長(zhǎng)頸鹿生物是從低等向高等進(jìn)化的。環(huán)境導(dǎo)致了生物的進(jìn)化？食蟻獸的舌頭之所以細(xì)長(zhǎng)，是因?yàn)殚L(zhǎng)期舔食螞蟻的結(jié)果；鼴鼠長(zhǎng)期生活在地下，眼睛就萎縮、退化?？股氐臑E用與抗藥性的關(guān)系？如果不用抗生素，會(huì)不會(huì)有抗藥性的產(chǎn)生？+抗生素突變及其方向性抗性菌株1831年，達(dá)爾文以博物學(xué)家的身份隨英國(guó)海軍巡洋艦“貝格爾號(hào)”作了歷時(shí)5年的環(huán)球航行考察。達(dá)爾文在參加環(huán)球航行以前，持的是“特創(chuàng)論”和“物種不變論”觀點(diǎn)，但是在航行過(guò)程中，他逐漸感覺(jué)到大自然所呈現(xiàn)的事實(shí)與他原來(lái)的觀點(diǎn)很矛盾。在科學(xué)事實(shí)的沖擊和引導(dǎo)下，他開(kāi)始懷疑“特創(chuàng)論”，并逐漸轉(zhuǎn)變成一位進(jìn)化論者。環(huán)球航行結(jié)束后，達(dá)爾文馬上開(kāi)始材料的整理分析工作，用了20年的時(shí)間也就是1859年發(fā)表了當(dāng)時(shí)震動(dòng)世界學(xué)術(shù)界的巨著《物種起源》，在書(shū)中提出了他的進(jìn)化論觀點(diǎn)。達(dá)爾文的進(jìn)化學(xué)說(shuō)達(dá)爾文的進(jìn)化學(xué)說(shuō)四個(gè)主要觀點(diǎn)：

１、過(guò)度繁殖；

２、生存斗爭(zhēng)；

３、遺傳變異；

４、適者生存。自然選擇學(xué)說(shuō)長(zhǎng)頸鹿的祖先過(guò)度繁殖后代個(gè)體間的差異生存斗爭(zhēng)長(zhǎng)頸個(gè)體（遺傳積累）適者生存自然選擇（變異）現(xiàn)代長(zhǎng)頸鹿自然選擇學(xué)說(shuō)結(jié)論2、生物進(jìn)化的素材由___________提供遺傳和變異1、生物進(jìn)化的方向由_____________決定自然選擇生存斗爭(zhēng)3、生物進(jìn)化通過(guò)___________形式實(shí)現(xiàn)用達(dá)爾文的理論解釋抗藥性的產(chǎn)生？用達(dá)爾文的理論解釋食蟻獸的舌頭為什么那么細(xì)長(zhǎng)？對(duì)于遺傳和變異：還沒(méi)有科學(xué)的解釋。對(duì)于進(jìn)化的單位：僅僅局限于個(gè)體水平。漸變式物種形成模式自然選擇學(xué)說(shuō)的缺陷自然選擇學(xué)說(shuō)的發(fā)展從性狀水平的研究到分子水平的研究以生物個(gè)體為單位，發(fā)展到以種群為基本單位的研究現(xiàn)代生物進(jìn)化理論種群是生物進(jìn)化的單位突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料自然選擇決定生物進(jìn)化的方向隔離導(dǎo)致物種的形成一、生物進(jìn)化的單位思考：自然選擇直接作用的對(duì)象是什么？思考：任何個(gè)體都有一定的壽命，隨著個(gè)體的死亡，這種自然選擇是否沒(méi)有了意義？物種：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(gè)物種種群：是指生活在同一時(shí)間、同一地點(diǎn)的同種生物的一個(gè)群體。不同物種之間一般不能相互交配，即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育后代。騾("2n"=63)馬（2n=64）驢(2n=62)×特點(diǎn)：彼此可以交配，并通過(guò)繁殖將各自的基因傳遞給后代。(基因交流)基因庫(kù)：一個(gè)種群的全部個(gè)體所含有的全部基因叫做這個(gè)種群的基因庫(kù)?；蝾l率：在種群中，某個(gè)基因占全部等位基因總數(shù)的比例，即為基因頻率?；蛐皖l率：某種基因型個(gè)體數(shù)占種群總個(gè)體數(shù)的比例叫做基因型頻率。種群種群是生物繁殖的單位在某樺尺蠖種群中，決定翅色為黑色的基因?yàn)锳，決定翅色為灰色的基因?yàn)閍，從這個(gè)種群中隨機(jī)抽取100個(gè)個(gè)體，測(cè)得基因型為AA、Aa和aa的個(gè)體分別是30、60、10個(gè)。（1）求AA、Aa和aa的基因型頻率。（2）求A、a的基因頻率。（3）該種群雌配子中A、a的基因頻率分別為多少？雄配子中A、a的基因頻率分別為多少？A＝2×30＋60＝120a＝2×10＋60＝80A的基因頻率＝120/200＝60％a的基因頻率＝80/200＝40％4、假設(shè)上述這個(gè)昆蟲(chóng)種群足夠大，所有雌雄個(gè)體之間都能自由交配并產(chǎn)生后代，沒(méi)有遷入和遷出，自然選擇對(duì)翅色這一相對(duì)性狀沒(méi)有作用，基因A和a都不產(chǎn)生突變，試計(jì)算隨機(jī)交配一代后AA、Aa、aa基因型的頻率。60％A36％AA24％Aa24％Aa16%aa40％a40％a60％A精子卵細(xì)胞再由基因型頻率求基因頻率發(fā)現(xiàn)什么問(wèn)題？hardy－weinberg定律在一個(gè)大的隨機(jī)交配的種群里，在沒(méi)有遷移、突變、選擇的情況下，基因頻率和基因型頻率世代相傳不發(fā)生變化，并且基因型頻率是由基因頻率決定。這就是遺傳平衡定律，也稱Hardy－Weinberg定律。我們將這個(gè)定律擴(kuò)展，在一個(gè)大的種群中，如交配是隨機(jī)的，沒(méi)有突變，沒(méi)有遷移，也沒(méi)有任何自然選擇的影響，那么群體中3種基因型的頻率如果不是平衡的，只要一代就可以達(dá)到平衡，如已經(jīng)平衡，則可一代代保持下去，不發(fā)生變化。對(duì)自然界的種群來(lái)說(shuō)，這五個(gè)條件都成立嗎？基因突變基因遷移遺傳漂變非隨機(jī)交配自然選擇共同點(diǎn)：都使得種群基因頻率發(fā)生變動(dòng)。生物進(jìn)化的過(guò)程實(shí)質(zhì)就是種群基因頻率發(fā)生變化的過(guò)程。生物進(jìn)化的單位是種群二、自然選擇決定生物進(jìn)化的方向英國(guó)的曼徹斯特地區(qū)有一種樺尺蠖，它們夜間活動(dòng)，白天棲息在樹(shù)干上。自然條件下，樺尺蠖會(huì)出現(xiàn)多種變異，比如體色，野生型是灰色的，突變型是黑色的,黑色（A）對(duì)淺色（a）是顯性。1850年以前淺色蛾占95%以上，黑色蛾不到5%，從1850年到1898年期間，黑色蛾逐漸取代淺色蛾。

如何合理地解釋這一現(xiàn)象？182018301840185018601870188018901850年以前樺尺蠖的生活環(huán)境1850年以后樺尺蠖的生活環(huán)境自然選擇保留了有利基因型個(gè)體，淘汰不利基因型個(gè)體，導(dǎo)致基因頻率定向變化結(jié)論突變的有利/有害是_______(相對(duì)的or絕對(duì)的)環(huán)境在這個(gè)過(guò)程中所起的作用是？_____________決定生物進(jìn)化的方向。進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是____________________自然選擇種群基因頻率的改變抗性菌株+抗生素突變及其方向性思考：在經(jīng)常刮大風(fēng)的海島上，哪種類型的昆蟲(chóng)多見(jiàn)？自然選擇決定生物進(jìn)化的方向。三、突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料包括基因突變和染色體變異可遺傳的變異問(wèn)題一：

在自然情況下，突變的頻率很低，且多數(shù)有害，它為什么還能作為生物進(jìn)化的原材料呢？

果蠅約有104對(duì)基因，假設(shè)每個(gè)基因的突變率為10－5，對(duì)于一個(gè)由108個(gè)個(gè)體構(gòu)成的種群而言，每一代可以出現(xiàn)的基因突變數(shù)為多少？108×2×104×10－5＝2×107問(wèn)題二：

生物變異的方向是定向的還是不定向的？

變異是不定向的，自然選擇是定向的四、隔離與物種的形成隔離：指不同種群間的個(gè)體在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。常見(jiàn)的隔離有地理隔離和生殖隔離

華南虎東北虎地理隔離：同一種生物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。騾("2n"=63)生殖隔離：不同物種之間一般不能相互交配，即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育后代，這種現(xiàn)象叫做生殖隔離。生殖隔離的形成是新物種形成的標(biāo)志。當(dāng)兩個(gè)個(gè)體之間產(chǎn)生了生殖隔離，還可否叫做一個(gè)物種？隔離在物種形成中的作用P119圖加拉帕戈斯群島上的幾種地雀現(xiàn)代生物進(jìn)化理論原種群地理隔離2—幾個(gè)小種群種群的基因頻率定向改變（本質(zhì)）定向自然選擇適應(yīng)特定環(huán)境的新物種產(chǎn)生生殖隔離（產(chǎn)生不定向突變和重組）二、寒武紀(jì)爆發(fā)

大多數(shù)動(dòng)物門類（大部分無(wú)脊椎動(dòng)物門類、脊索動(dòng)物）爆發(fā)式形成標(biāo)志著生物進(jìn)化史上的大轉(zhuǎn)折，原先占統(tǒng)治地位的藍(lán)細(xì)菌衰落，多細(xì)胞真核生物逐步取代之無(wú)子西瓜的培育共同進(jìn)化與生物多樣性的形成從進(jìn)化角度考慮：捕食者的存在對(duì)被捕食者是否有害無(wú)益？被捕食者對(duì)于捕食者的進(jìn)化，有何作用？共同進(jìn)化：不同物種之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展，叫做共同進(jìn)化、生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間共同進(jìn)化不同的物種之間，在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展，叫做共同進(jìn)化。不僅不同種生物之間在進(jìn)化上密切相關(guān)，生物的進(jìn)化與無(wú)機(jī)環(huán)境之間也是相互影響的。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，這就是共同進(jìn)化。生物多樣性生物的多樣性包括三個(gè)層次的內(nèi)容：基因多樣性物種多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性生物多樣性的形成畫(huà)概念圖生物進(jìn)化理論的發(fā)展現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為，生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于：

A．基因突變和基因重組B．自然選擇的作用

C．種群基因頻率的改變D．地理隔離和生殖隔離在一個(gè)種群中基因型為AA的個(gè)體占81%，Aa的個(gè)體占18%，aa的個(gè)體占1%。A基因和a基因的基因頻率分別是：

A．99%、1% B．18%、82%C．81%、19%D．90%、10%達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)未能解釋的是：

A．生物進(jìn)化的原因B．現(xiàn)存生物適應(yīng)性的原因

C．生物多樣性的原因D．遺傳和變異的本質(zhì)若一個(gè)種群中,某一性狀出現(xiàn)的頻率增加,這很可能是

A.這個(gè)性狀對(duì)環(huán)境具有很強(qiáng)的適應(yīng)性

B.該種群中具有此性狀的純合子多

C.這個(gè)性狀的出現(xiàn)是由環(huán)境條件引起的

D.控制這個(gè)性狀的基因?yàn)殡[性出現(xiàn)兩次出現(xiàn)三次出現(xiàn)五次CDDA在一個(gè)種群中基因型為AA的個(gè)體占64％，Aa的個(gè)體占32％，aa的個(gè)體占4％，A基因和a基因的基因頻率分別是：

A．64％、4％ B．32％、68％

C．64％、36％ D．80％、20％在一個(gè)種群中，基因型為TT的個(gè)體占49％，Tt的個(gè)體占42％，tt的個(gè)體占9％。T基因和t基因的基因頻率分別是：

A．70％、30％ B．49％、42％

C．49％、9％ D．42％、58％DA植物中白化苗一般是由基因突變導(dǎo)致的。白化苗由于缺乏葉綠素不能成活，無(wú)法留下后代。假定一株完全自花受粉的植株，表現(xiàn)正常，但攜帶白化基因，該植株自花受粉后，第一代結(jié)出100粒種子，全部種植后自花受粉，獲得第二代種子。請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：（1）第一代種子發(fā)育的幼苗中，白化苗約為_(kāi)______株，白化基因的頻率為_(kāi)_______。（2）第二代種子發(fā)育的幼苗中，白化苗的比例為_(kāi)______，白化基因的頻率為_(kāi)________。251/21/61/3圖8是DNA控制蛋白質(zhì)合成過(guò)程示意圖，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）①所示的過(guò)程在遺傳學(xué)上稱為_(kāi)__________，該過(guò)程發(fā)生在___________中。（2）②所示的過(guò)程在遺傳學(xué)上稱為_(kāi)___________。（3）a表示_________分子，它的作用是__________。圖8轉(zhuǎn)錄細(xì)胞核翻譯tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸一、生物進(jìn)化的證據(jù)

化石——是保存在地層中的古代生物的遺體、遺跡或遺物是生物進(jìn)化的主要證據(jù)。

最大的化石：合川馬門溪龍3m高22m長(zhǎng)三葉蟲(chóng)化石始祖鳥(niǎo)化石足跡移跡棲跡糞團(tuán)糞粒蛋（卵）古人類石器各個(gè)地層中的化石

通過(guò)地質(zhì)年代表，你可發(fā)現(xiàn)各類生物的化石在地層里的出現(xiàn)是否有一定規(guī)律，這規(guī)律又是怎么樣的呢？

在越早形成的地層中，成為化石的生物越簡(jiǎn)單，越低等；在越晚形成的地層里，成為生物的化石越復(fù)雜越高等。從以上規(guī)律中，你可得出什么結(jié)論？1、證實(shí)了現(xiàn)代的各種各樣的生物是經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代逐漸進(jìn)化而來(lái)的。2、生物進(jìn)化的順序：由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由低等到高等、由水生到陸生?；刂黜?yè)植物的進(jìn)化藻類時(shí)代蕨類植物時(shí)代裸子植物時(shí)代被子植物時(shí)代動(dòng)物的進(jìn)化無(wú)脊椎動(dòng)物脊椎動(dòng)物魚(yú)類兩棲類爬行類哺乳類、鳥(niǎo)類動(dòng)植物的進(jìn)化三、滅絕（絕滅）滅絕就是物種的死亡常規(guī)滅絕：各個(gè)時(shí)期不斷發(fā)生的滅絕，以一定的規(guī)模經(jīng)常發(fā)生。常規(guī)滅絕的原因：生存空間和可利用資源有限，物種數(shù)量的發(fā)展受到限制集群滅絕：地球生命史上發(fā)生過(guò)多次的大規(guī)模生物物種快速大幅度滅絕事件。外行星撞擊，地球磁場(chǎng)變化，火山活動(dòng)，海平面變化，鹽度變化，氣候變化，缺氧事件，古地理變化……四、適應(yīng)輻射散布、適應(yīng)及其后的物種形成適應(yīng)輻射的原因：集群滅絕留下大量生存空間（如恐龍滅絕后哺乳動(dòng)物的適應(yīng)輻射）；地理隔離（如加拉帕戈斯地雀的適應(yīng)輻射）提示：p106、p111將多余的空格刪除。適應(yīng)輻射趨異進(jìn)化