1、第第2 2节节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容一、种群基因频率的改变与生物进化一、种群基因频率的改变与生物进化探究活动（一）探究活动（一）情景：如果在灰色翅（基因型为情景：如果在灰色翅（基因型为aa)昆虫的群体中偶昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅（然出现一只绿色翅（Aa)的变异个体，且绿色比灰色的变异个体，且绿色比灰色更不容易被敌害发现更不容易被敌害发现。讨论题目：讨论题目：1.根据达尔文根据达尔文“适者生存、不适者淘汰适者生存、不适者淘汰”的观点该绿色的观点该绿色个体一定能被选择下来吗？个体一定能被选择下来吗？2.如果该绿色个体能很好的生活下来，它体内的如果该绿色个体能很
2、好的生活下来，它体内的A基因基因怎样才能传递给后代？怎样才能传递给后代？3、如果、如果Aa与其他个体交配生殖，后代还会是绿色吗？与其他个体交配生殖，后代还会是绿色吗？ 自然界中，没有哪一个体是长生不死的自然界中，没有哪一个体是长生不死的个体的表现型也会随着个体的死亡而消失，但决定表个体的表现型也会随着个体的死亡而消失，但决定表现型的基因却可以通过现型的基因却可以通过生殖生殖而世代延续而世代延续.后代会发生性状分离，出现后代会发生性状分离，出现aa的个体。的个体。研究生物的进化仅仅研究个体的表现型是否与环境适应是不够的，还需要研究群体的基因组成的变化。种群是生物进化的基本单位。探究活动（二）探究
3、活动（二）1.1.怎样的一群个体可以称为种群呢？怎样的一群个体可以称为种群呢？实际上，在自然界中，每个物种总是分成一个一实际上，在自然界中，每个物种总是分成一个一个或大或小的群体，这些群体就是不同的个或大或小的群体，这些群体就是不同的种群种群2.“2.“物种物种”或或“种种”与种群又有什么区别呢？与种群又有什么区别呢？生活在生活在一定区域一定区域的的同种同种生物的全部个体叫做种群生物的全部个体叫做种群 指能够在自然状态下相互交配并且产生指能够在自然状态下相互交配并且产生可育可育后代后代的一群生物称为一个物种，简称的一群生物称为一个物种，简称“种种”。练习：练习：118页课后练习页课后练习1一个
4、种群中的个体是机械地集合在一起吗？一个种群中的个体是机械地集合在一起吗？一个种群中的个体是能自由交配、繁殖一个种群中的个体是能自由交配、繁殖的，因此的，因此种群是生物繁殖的基本单位。种群是生物繁殖的基本单位。探究活动（三）探究活动（三）基因频率？基因频率？一个种群中全部个体所含有的全部基因叫这个种群一个种群中全部个体所含有的全部基因叫这个种群的的基因库。基因库。在一个种群基因库中，某基因占全部等位基因数的比率在一个种群基因库中，某基因占全部等位基因数的比率在一个种群中，某基因型个体占全部个体的比率。在一个种群中，某基因型个体占全部个体的比率。基因型频率基因型频率？种群在繁衍过程中，个体有新老交
5、替，基因种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。却代代相传。基因库？基因库？基因频率的计算例：某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, 褐色翅的基因位a，抽取100个个体，AA、Aa、aa的个体分别占30、60、10，那么A、a的基因频率是多少？探究活动（三）探究活动（三）就这对等位基因来说，每个个体可以看做含有就这对等位基因来说，每个个体可以看做含有2个基个基因。那么，这因。那么，这100个个体共有个个体共有200个基因，其中，个基因，其中，A基因有基因有230+60=120个，个，a基因有基因有210+60=80个。于是，在这个种群中，个。于是，在这个种群中，A基因的频率为：基因的频率为
6、：120200=60%a基因的频率为：基因的频率为： 80200=40%通过通过基因型个体数基因型个体数计算基因频率计算基因频率基因频率基因频率=种群中该基因的总数种群中该等位基种群中该基因的总数种群中该等位基因的总数。因的总数。 通过通过基因型频率基因型频率计算基因频率计算基因频率一个等位基因频率一个等位基因频率=该等位基因纯合子的频率该等位基因纯合子的频率+1/2+1/2杂合子杂合子的频率的频率 例：从某种生物种群中随机抽出一定数量的个体，其中例：从某种生物种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型为基因型为AAAA的个体占的个体占24%24%，基因型为，基因型为AaAa的个体占的个体占72
7、%72%，基因型为基因型为aaaa的个体占的个体占4%4%，基因，基因A A和基因和基因a a的频率分别是的频率分别是( )( ) A.24% 72% B.36% 64% C.57% 43% D.60%A.24% 72% B.36% 64% C.57% 43% D.60%40%40%某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, 褐色翅的基因位a，抽取100个个体，AA、Aa、aa的个体分别占30、60、10个。探究活动（三）探究活动（三）这一种群繁衍若干代以后，其基因频率这一种群繁衍若干代以后，其基因频率会不会发生变化？会不会发生变化？课本课本115页思考与讨论页思考与讨论探究活动（三）遗传平遗传平衡状态
8、衡状态3. 用数学方法讨论基因频率的改变用数学方法讨论基因频率的改变 假设讨论题假设讨论题2中的群体满足以下五个条件：中的群体满足以下五个条件： 昆虫群体数量足够大，昆虫群体数量足够大， 全部的雌雄个体间都能全部的雌雄个体间都能自由交配自由交配并能产生后代，并能产生后代， 没有迁入与迁出，没有迁入与迁出， AA、Aa、aa三种基因型昆虫的生存能力完全相三种基因型昆虫的生存能力完全相同（也就是说自然选择对同（也就是说自然选择对A、a控制的翅型性状没有作控制的翅型性状没有作用）用） 也没有基因突变和染色体变异。也没有基因突变和染色体变异。计算：计算： (1)子一代、子二代、子三代的基因频率与基因型
9、频率子一代、子二代、子三代的基因频率与基因型频率 运用遗传平衡公式：运用遗传平衡公式： 例例5 5：在某一个种群中，已调查得知，隐性性状者：在某一个种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基因用（等位基因用A A、a a表示）占表示）占16%16%，那么该种群的，那么该种群的AAAA、AaAa基因型个体出现的概率分别为：基因型个体出现的概率分别为： A.A. 0.360.36、0.48 0.48 B.B. 0.360.36、0.24 0.24 C.C. 0.160.16、0.48 0.48 D. D. 0.480.48、0.360.36 第一步已知隐性性状者即第一步已知隐性性状者即aaaa的基因型
10、频率为的基因型频率为16%16%，那，那么么a a基因的频率为基因的频率为0.40.4、A A的基因频率为的基因频率为1-0.4=0.61-0.4=0.6。 第二步将其看作在理想的状态下，运用遗传平衡公式第二步将其看作在理想的状态下，运用遗传平衡公式进行计算：进行计算：AA%=A%AA%=A%A%=0.6A%=0.60.6=0.360.6=0.36；Aa%=2Aa%=2A%A%a%=2a%=20.60.60.4=0.480.4=0.48 答案为答案为A 遗传平衡所指的种群是理想种群，在自然条件遗传平衡所指的种群是理想种群，在自然条件下，这样的种群是不存在的。所以种群基因频率下，这样的种群是不存
11、在的。所以种群基因频率迟早要发生变化，所以种群的进化是必然的。迟早要发生变化，所以种群的进化是必然的。 种群进化的原材料是什么？种群进化的原材料是什么？ 种群进化的方向由什么决定？种群进化的方向由什么决定？变异的类型：变异的类型：不能遗传的变异不能遗传的变异可遗传的变异可遗传的变异染色体变异染色体变异称为突变基因重组基因重组基因突变 种群进化的原材料是什么？种群进化的原材料是什么？ （阅读课本（阅读课本116页找答案）页找答案）思考思考：生物自发突变的频率很低，它为何还能作为生物生物自发突变的频率很低，它为何还能作为生物进化的原材料呢？进化的原材料呢？ 例例 果蝇约有果蝇约有104对基因，假定
12、每个基因的突变率都是对基因，假定每个基因的突变率都是105，若有一个中等数量的果蝇种群（约有，若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？那么每一代出现基因突变数是多少呢？ 2 104 105个体个体 108种群种群=2 107突变突变产生产生等位基因等位基因基因重组基因重组多种多样多种多样的基因型的基因型种群出现大量种群出现大量的可遗传变异的可遗传变异变异是不定向的变异是不定向的形成了进化的原材料形成了进化的原材料通过通过基因型个体数基因型个体数计算基因频率计算基因频率基因频率基因频率=种群中该基因的总数种群中该等位基种群中该基因的总数种群中该
13、等位基因的总数。因的总数。 通过通过基因型频率基因型频率计算基因频率计算基因频率一个等位基因频率一个等位基因频率=该等位基因纯合子的频率该等位基因纯合子的频率+1/2+1/2杂合子杂合子的频率的频率 例：从某种生物种群中随机抽出一定数量的个体，其中例：从某种生物种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型为基因型为AAAA的个体占的个体占24%24%，基因型为，基因型为AaAa的个体占的个体占72%72%，基因型为基因型为aaaa的个体占的个体占4%4%，基因，基因A A和基因和基因a a的频率分别是的频率分别是( )( ) A.A. 24% 24% 72% 72% B.B. 36% 36% 64
14、% 64% C.C. 57% 57% 43% 43% D. D. 60%60% 40%40% 种群进化的方向由什么决定？种群进化的方向由什么决定？课本课本116探究探究（1 1）根据前面所学的你能做出假设吗？）根据前面所学的你能做出假设吗？探究活动（四）探究活动（四）“探究自然选择对种群基因频率的影响探究自然选择对种群基因频率的影响”ss黑褐色树干上的桦尺蠖黑褐色树干上的桦尺蠖自然选择可以使种群的基因频率定向改变自然选择可以使种群的基因频率定向改变探究活动（三）2 2）现在我们用数学方法来讨论一下桦尺蠖基因频率变化）现在我们用数学方法来讨论一下桦尺蠖基因频率变化的原因。的原因。18701870
15、年桦尺蠖的基因型频率为年桦尺蠖的基因型频率为SS10% SS10% ； Ss20%Ss20%； ss70%ss70%，在树干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于，在树干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%10%，黑色，黑色个体每年增加个体每年增加10%10%，以后的几年内，桦尺蠖种群每年的基，以后的几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？因型频率与基因频率是多少呢？第第1 1年年 第第2 2年年 第第3年年第第4年年基因型基因型频率频率SS10%10%11.5%11.5%Ss20%20%22.9
16、%22.9%ss70%70%65.6%65.6%基因基因频率频率S20%20%23%23%s80%80%77%77%70.7%26%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高升高降低降低第第1 1年年 第第2 2年年 第第3年年第第4年年基因型基因型频率频率SS10%10%11.5%11.5%Ss20%20%22.9%22.9%ss70%70%65.6%65.6%基因基因频率频率S20%20%23%23%s80%80%77%77%70.7%26%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高升高降低降低为什么自然选
17、择决定生物进化的方向？为什么自然选择决定生物进化的方向？1.某岛屿上存在着尺蛾的两个变种，该地区原为森林，某岛屿上存在着尺蛾的两个变种，该地区原为森林，后建设成工业区。下表为该地区不同时期的两个变种尺后建设成工业区。下表为该地区不同时期的两个变种尺蛾的数量比。这些变产生的原因是蛾的数量比。这些变产生的原因是A灰尺蛾迁离，黑尺蛾迁入灰尺蛾迁离，黑尺蛾迁入B工业煤烟使灰尺蛾变成黑尺蛾工业煤烟使灰尺蛾变成黑尺蛾C自然选择作用自然选择作用D人工选择的作用人工选择的作用森林时期森林时期工业时期工业时期灰蛾灰蛾黑蛾黑蛾灰蛾灰蛾黑蛾黑蛾99%1%1%99%C2.用现代生物进化理论分析解释狼的进化用现代生物进
18、化理论分析解释狼的进化过程。过程。(1)狼群中存在不同类型的个体，如有跑得狼群中存在不同类型的个体，如有跑得快的，有跑得慢的。它说明生物具有快的，有跑得慢的。它说明生物具有_的特性，而这种特性是生物进化的特性，而这种特性是生物进化的的 。(2)随着环境的改变，食物稀少，跑得快、随着环境的改变，食物稀少，跑得快、凶猛的狼才能获得食物生存下去。这样，凶猛的狼才能获得食物生存下去。这样，食物、环境对狼起了食物、环境对狼起了_作用，而这种作用，而这种作用是作用是_的，它决定着生物进化的的，它决定着生物进化的_。变异变异原材料原材料选择选择定向的定向的方向方向 对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现：7
19、80名女生中有患者23人、携带者52人；820名男生中有患者65人，那么该群体中色盲基因的频率是( ) A.4.4% B.5.1% C.6.8% D.10.2% 答案选C 伴伴X遗传方面的基因频率计算遗传方面的基因频率计算 这类题目的特殊点是：这类题目的特殊点是：X染色体总数的正确计算，染色体总数的正确计算，因为男性中只有一个因为男性中只有一个X染色体，所以计算男性染色体，所以计算男性X染色体总数时染色体总数时不需要乘以不需要乘以2，这样就能够得出正，这样就能够得出正确的结果。确的结果。 总结： 1、生物进化的基本单位是种群（也是繁殖的基本单位） 2、种群的概念和特点 3、基因库、基因频率，基
20、因频率与基因型频率的换算关系 4、生物进化的实质是种群基因频率的改变 5、突变和基因重组产生生物进化的原材料 ( (突变的有害还是有利也不是绝对的，这往往突变的有害还是有利也不是绝对的，这往往取取决于生物的生存环境决于生物的生存环境） 6、自然选择决定生物进化的方向（使基因频率定向改变）某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1%,色盲在男性中的发病率为色盲在男性中的发病率为7%。现有一对。现有一对表现型表现型正常的夫妇正常的夫妇,妻子为该常染色体遗传病致病基因妻子为该常染色体遗传病致病基因和色盲致病基因携带者和色盲致病基因携带者.那么他们所生小孩同时那么他
21、们所生小孩同时患上述两种遗传病的概率是（患上述两种遗传病的概率是（ ） A.1/88 B.1/22 C.7/20 D.3/80 A地理隔离地理隔离? ? 概念概念：不同物种之间一般是：不同物种之间一般是不能够相互交配的，即使交配成不能够相互交配的，即使交配成功，也功，也不能产生可育的后代不能产生可育的后代。如如季节隔离；不亲合性；杂种不育等。季节隔离；不亲合性；杂种不育等。生殖隔离生殖隔离? ?东北虎东北虎和和华南虎华南虎之之间存在什么隔离？间存在什么隔离？ 由于地理上的障碍使得同种由于地理上的障碍使得同种生物的不同种群间生物的不同种群间不能够发生基不能够发生基因交流的现象。因交流的现象。意义
22、意义：是物种形成的标志：是物种形成的标志 狮子与狮子与老虎杂交老虎杂交产生狮虎产生狮虎兽是没有兽是没有生育能力生育能力的，狮子的，狮子与老虎因与老虎因杂种不育杂种不育而形成生而形成生殖隔离殖隔离不同物种个体间因不同物种个体间因生殖隔离生殖隔离而不能进行基因交流。而不能进行基因交流。 荇菜与梅花因花期花期不同不同而出现生殖隔离曼陀罗的花粉在其他植物的花的柱头上不能完全萌发成为花粉管，使得两性生殖细胞不能融合两性生殖细胞不能融合而形成生殖隔离孔雀与巨嘴鸟因求偶方式不同而求偶方式不同而出现生殖隔离5 5、隔离在物种形成中的作用、隔离在物种形成中的作用 隔离隔离使同种但不同种群间的个体，在自然使同种但
23、不同种群间的个体，在自然条件下不能发生条件下不能发生基因交流基因交流。是什么原因造成同一物种分化成不同类型的新种？是什么原因造成同一物种分化成不同类型的新种？这说明了什么？ 一个种群还是两个种群？ 还能发生交配吗？ 资料分析：资料分析：原始种群小种群地理隔离各种群的基因频率向不同的方向不同的方向发生改变发生改变新物种生殖隔离生殖隔离出现不同的突不同的突变和基因重组变和基因重组产生不同变异产生不同变异种群间差异逐渐扩大种群基因库明显改变生活在各自不同的自然环境中各种群间不能进行基因交流自然选择1.经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是物种形成比较常见常见的方式2.一般情况下，地理隔离是生殖隔离的先决
24、条件，生殖隔离一旦形成，原来属于一个物种的两个种群，就成了两个物种。 3.生物进化是一个量变到质变的过程，是一个长期的历史过程 。4.一个物种的形成必须要经过生殖隔离，但不一定经过地理隔离，如多倍体的产生。 生物进化，不一定形成新的物种，生物进化，不一定形成新的物种，形成新的物种，生物一定进化了。形成新的物种，生物一定进化了。 达尔文在加拉帕戈斯群岛上发现几种地雀，用现代进化理论解释错误的是 ( )A 、经过长期的地理隔离而达到生殖隔离，导致原始地雀物种形成现在的地雀物种B 、生殖隔离一旦形成，原来属于同一物种的地雀很快进化形成不同的物种C 、这些地雀原先属于同一雀种，从南美大陆迁来后，逐渐分布在不同的群岛，出现不同的突变和基因重组D 、自然选择对不同的种群的基因频率的改变所起的作用有所差别。
