現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容

第2節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容第7章現(xiàn)代生物進(jìn)化理論目前一頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)問(wèn)題探討情景：如果在灰色翅（基因型為aa)昆蟲(chóng)的群體中偶然出現(xiàn)一只綠色翅（Aa)的變異個(gè)體，且綠色比灰色更不容易被敵害發(fā)現(xiàn)。討論題目：1.根據(jù)達(dá)爾文“適者生存、不適者淘汰”的觀點(diǎn)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A基因怎樣才能傳遞給后代？目前二頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)（一）種群是生物進(jìn)化的基本單位1、種群概念：生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體。臥龍自然保護(hù)區(qū)獼猴一片草地上的蒲公英目前三頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)判斷下列是否屬于種群（1）一個(gè)池塘中的全部魚(yú)（2）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（4）一片草地上的全部植物（5）一片草地上的成年梅花鹿否是否否否目前四頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)

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)有什么變化嗎？目前五頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)２、基因庫(kù):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)的一部分這些金魚(yú)各自有自己的基因，共同構(gòu)成了種群的基因庫(kù)。它們各自的基因都是基因庫(kù)的一部分。個(gè)體數(shù)目越多，個(gè)體間的差異越大，基因庫(kù)也就越大。目前六頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)

基因頻率是指一個(gè)種群基因庫(kù)中某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比率?；蝾l率＝×100%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)體的比率?；蛐皖l率＝×100%3.基因頻率和基因型頻率目前七頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)例1:如某昆蟲(chóng)種群中決定翅色為綠色的基因?yàn)锳，決定翅色為褐色的基因?yàn)閍，從種群中隨機(jī)抽出100個(gè)個(gè)體，測(cè)知基因型為AA、Aa和aa的個(gè)體分別是30、60和10個(gè)。問(wèn)每種基因型頻率是多少？A、a基因頻率是多少？解:基因頻率=種群中該基因的數(shù)目全部等位基因的總數(shù)×100%基因型頻率=該基因型個(gè)體數(shù)該種群個(gè)體總數(shù)×100%=純合子基因型頻率

+1/2雜合子基因型頻率目前八頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)例1.在一個(gè)種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個(gè)體，其中基因型為AA的個(gè)體占18%，基因型Aa的個(gè)體占78%，aa的個(gè)體占4%?；駻和a的頻率分別是

，

。57％43％練習(xí)：例2:某工廠有男女職工各200人，對(duì)他們進(jìn)行調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，女色盲5人，女性攜帶15人。男性色盲11人，求XB和Xb的頻率。解:×100%5×2＋15＋11200×2＋200Xb%==6%XB%=1—6%=94%目前九頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)目前十頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)1、假設(shè)的昆蟲(chóng)群體滿足以下五個(gè)條件：①昆蟲(chóng)群體數(shù)量足夠大，②全部的雌雄個(gè)體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代，③沒(méi)有遷入與遷出，④自然選擇對(duì)A、a控制的翅型性狀沒(méi)有作用⑤也沒(méi)有基因突變和染色體變異。P115思考與討論用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化目前十一頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)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%如果F1個(gè)體再自由交配，產(chǎn)生F2呢？目前十二頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)親代子一代子二代子三代基因型頻率AA30%Aa60%aa10%基因頻率Aa36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%60%40%

上述在群體滿足五個(gè)條件的情況下,計(jì)算子二代、子三代的基因頻率與基因型頻率;分析一下各代基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目前十三頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)假設(shè)的昆蟲(chóng)群體滿足以下五個(gè)條件：①昆蟲(chóng)群體數(shù)量足夠大，②全部的雌雄個(gè)體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代，③沒(méi)有遷入與遷出，④自然選擇對(duì)A、a控制的翅型性狀沒(méi)有作用⑤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率可以世代相傳不發(fā)生變化，保持平衡，叫做哈代－溫伯格定律，也叫遺傳平衡定律。

設(shè)A的基因頻率=p，a的基因頻率=q，p+q=1(p+q)2=p2+2pq+q2=1AA的基因型頻率Aa的基因型頻率aa的基因型頻率目前十四頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)利用遺傳平衡定律求基因頻率例：人類的苯丙酮尿癥是代謝疾病，由隱性基因(a)控制。如果群體的發(fā)病率為1/100。隨機(jī)婚配的群體中，后代AA、Aa、aa三種基因型出現(xiàn)的頻率分別是多少？0.81、0.18、0.01目前十五頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)例：人類的苯丙酮尿癥是代謝疾病，由隱性基因（a）控制。如果群體的發(fā)病率為1/100。表現(xiàn)型正常的個(gè)體婚配，生出患病小孩的概率是多少？1/121目前十六頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)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。所以，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。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。目前十七頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)（二）突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料

基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變?；蛲蛔?cè)谧匀唤缡瞧毡榇嬖诘?，因此基因突變產(chǎn)生新的等位基因，這就可能使種群的基因頻率發(fā)生變化。不可遺傳變異可遺傳變異基因突變基因重組染色體變異變異目前十八頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)

自然界中生物的自然突變頻率很低，而且一般對(duì)生物體是有害的。為什么還能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。目前十九頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)例如：一個(gè)果蠅約有104對(duì)基因，假定每個(gè)基因的突變率都是10－5，若有一個(gè)中等數(shù)量的果蠅種群（約有108個(gè)個(gè)體），那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢？

2×104×10－5個(gè)體×108種群=2×107目前二十頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)

突變的有害還是有利也不是絕對(duì)的，這往往取決于生物的生存環(huán)境。目前二十一頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)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形成了進(jìn)化的原材料,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)化的原材料目前二十二頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)（三）自然選擇決定了生物進(jìn)化的方向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)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。原因：淘汰不利變異基因，積累有利變異基因。結(jié)果：使基因頻率定向改變。目前二十三頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)

1.一個(gè)種群由400只鳥(niǎo)組成，其中基因型AA的個(gè)體有40只、Aa的個(gè)體有160只、aa的個(gè)體有200只。該種群中基因a的頻率是多少？

A40%B50%C60%D70%；.如果有40只基因型為aa的鳥(niǎo)遷出，40只基因型為AA的鳥(niǎo)遷入，請(qǐng)問(wèn)新群體中基因a的頻率將是多少？

A40%B50%C60%D70%；DC練習(xí)目前二十四頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)AA、Aa、aa的個(gè)體分別占24%、72%、4%那么A、a的基因頻率是多少？

（）

A.36%和64%B.57%和43%C.24%和72%D.60%和40%DA=24%+1/2X72%=60%目前二十五頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)

據(jù)調(diào)查得知，某學(xué)校的學(xué)生中各血型的比率如下：

IAIA20%IAi30%IBIB10%IBi20%IAIB10%ii10%計(jì)算IB的基因頻率。10%+1/2（10%+20%）

=

25%目前二十六頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)某工廠有男女職工各200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15人，女性患者1人，男性患者14人，這個(gè)群體中色盲基因的頻率應(yīng)為（）。

A、15%B、3.88%C、5.17%D、10.3%色盲（b）基因頻率＝15＋2＋14200×2＋200＝5.17％C課堂練習(xí)：×100%目前二十七頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)

4.在某一種群中，已調(diào)查得知，隱性性狀者（等位基因用A、a表示）占16%，那么該性狀的AA、Aa基因型個(gè)體出現(xiàn)的頻率分別為（）、、0.24、、0.36A目前二十八頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容三、隔離與物種的形成目前二十九頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)（一）物種物種：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(gè)物種，簡(jiǎn)稱“種”。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，都能產(chǎn)生具有生殖能力的后代。馬跟驢是一個(gè)物種嗎？目前三十頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)同一物種滿足的兩個(gè)條件：1、可以相互交配2、產(chǎn)生的后代可育物種與種群有何關(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。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。目前三十一頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)是不是不同物種的生物在自然狀態(tài)下一定不能交配呢？無(wú)生育能力，沒(méi)有后代。自然狀態(tài)下不能進(jìn)行基因交流！×目前三十二頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)不同物種之間一般是不能交配的，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。生殖隔離哪些情況會(huì)導(dǎo)致生殖隔離呢？目前三十三頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)荇菜與梅花因花期不同而出現(xiàn)生殖隔離目前三十四頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)孔雀與巨嘴鳥(niǎo)因求偶方式不同二出現(xiàn)生殖隔離目前三十五頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)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)胞不能融合而形成生殖隔離目前三十六頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)獅子與老虎雜交產(chǎn)生獅虎獸是沒(méi)有生育能力的，獅子與老虎因雜種不育而形成生殖隔離不同物種個(gè)體間因生殖隔離而不能進(jìn)行基因交流。目前三十七頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)

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？地理隔離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而分成不同的種群使得物種間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象。如東北虎(左)和華南虎(右)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，形成了地理隔離，它們形成兩個(gè)不同的亞種。目前三十八頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)地理隔離:不同物種之間一般是不能夠相互交配的，即使交配成功，也不能夠產(chǎn)生可育的后代，這種現(xiàn)象叫生殖隔離。生殖隔離：由于地理上的障礙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。（二）隔離種類指不同種群間的個(gè)體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。概念：隔離在物種的形成中發(fā)揮了怎樣的作用？目前三十九頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)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，有一個(gè)鼠種群在“快樂(lè)”地生活著。雌鼠和雄鼠之間可以自由交配，繁衍后代。二、隔離在物種形成中的作用目前四十頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)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，山谷中形成了一條洶涌的大河。鼠種群的個(gè)體，一半在河這邊，一半在河那邊。就這樣過(guò)了幾千年。二、隔離在物種形成中的作用目前四十一頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)下圖是一個(gè)假想的情境，可以幫助你想象和思考。后來(lái)，河流干涸了，兩個(gè)鼠種群又會(huì)合在一起。它們發(fā)現(xiàn)彼此大不相同。它們之間還能自由交配嗎？目前四十二頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)地理隔離阻斷基因交流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)生改變種群的基因庫(kù)出現(xiàn)差異差異進(jìn)一步加大生殖隔離新物種形成二、隔離在物種形成中的作用目前四十三頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)加拉帕戈斯群島上不同地雀的形成原始種群地理隔離多個(gè)小種群突變和基因重組自然選擇基因頻率改變生殖隔離不同的新物種目前四十四頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)自然選擇2自然選擇1地理隔離物種形成的比較常見(jiàn)的方式：原種變異1變異2基因頻率的定向改變變異類型1變異類型2新物種1新物種2生殖隔離種群1種群2目前四十五頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)二、隔離在物種形成中的作用隔離是物種形成的必要條件。自然界中物種形成的方式有多種，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的地理隔離而達(dá)到生殖隔離是比較常見(jiàn)的一種方式。生殖隔離是物種形成的標(biāo)志。目前四十六頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)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，生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是

的改變。

產(chǎn)生進(jìn)化的原材料；

決定生物進(jìn)化的方向；

是物種形成的必要條件；種群種群基因頻率突變和基因重組自然選擇隔離目前四十七頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)共同進(jìn)化與生物多樣性形成目前四十八頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)一、共同進(jìn)化不同物種之間，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。目前四十九頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)

達(dá)爾文曾發(fā)現(xiàn)一種蘭花長(zhǎng)著細(xì)長(zhǎng)的花矩，其頂端貯存著花蜜，可為傳粉的昆蟲(chóng)提供食物。而這昆蟲(chóng)要有吸管式的長(zhǎng)口器才能吸到花蜜。大約50年后研究人員發(fā)現(xiàn)這樣的蛾！它們互相影響著，這些變異不斷積累，從而成為今天的這種蘭花和蘭花蛾。一、共同進(jìn)化目前五十頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)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)。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)植物繁衍后代有何意義？

想一想目前五十一頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)捕食目前五十二頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)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、病弱或年幼的個(gè)體，客觀上起到促進(jìn)種群發(fā)展的作用。

“精明的捕食者”策略：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。

“收割理論”：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。目前五十三頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)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，而且形成了多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)，也就是形成了生物的多樣性．目前五十四頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)二、生物多樣性的形成1、生物多樣性的內(nèi)容：基因多樣性物種多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性2、生物多樣性的形成的進(jìn)化歷程化石——埋藏在地層中的古代生物的遺體、遺跡和遺物，石化后形成的。是研究生物進(jìn)化最直接的證據(jù)最早的生物化石——35億年前古細(xì)菌化石目前五十五頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)地球形成原始生命：古細(xì)菌（厭氧異養(yǎng)）（35億年前）原核生物：藍(lán)藻細(xì)菌（自養(yǎng)）真核生物：出現(xiàn)了有性生物（15億年前）植物：厥類植物裸子植物被子植物動(dòng)物：兩棲類動(dòng)物爬行動(dòng)物恐龍時(shí)代哺乳動(dòng)物人類時(shí)代古生代（寒武紀(jì)）中生代新生代目前五十六頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)二、生物多樣性的形成1、生物多樣性的內(nèi)容：基因多樣性物種多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性2、生物多樣性的形成的進(jìn)化歷程化石了解進(jìn)化歷程的主要依據(jù)是：生物的進(jìn)化歷程可概括為：從原核生物到真核生物從無(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)需氧目前五十七頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)核心：自然選擇學(xué)說(shuō)發(fā)展三、生物進(jìn)化理論在發(fā)展中性突變理論：決定生物進(jìn)化的方向是中性突變的逐漸積累，而不是自然選擇間斷平衡學(xué)說(shuō)：物種形成并不都是漸變的結(jié)果，而是種群長(zhǎng)期穩(wěn)定與迅速形成新種交替出現(xiàn)的過(guò)程目前五十八頁(yè)\總數(shù)六十三頁(yè)\編于二十二點(diǎn)1.如果有兩個(gè)小種群的動(dòng)