1、第七章第二节第七章第二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（1）种群是生物进化的单位）种群是生物进化的单位1 1、定义：生活在一定区域的同种生物的全部个体。、定义：生活在一定区域的同种生物的全部个体。卧龙自然保护区的所有熊猫卧龙自然保护区的所有熊猫云南的金丝猴云南的金丝猴可可西里的藏羚羊可可西里的藏羚羊2 2、种群的特点：、种群的特点：（1）种群具有一定的时空限制，离开一定的）种群具有一定的时空限制，离开一定的空间和时间的种群是不存在的。空间和时间的种群是不存在的。（2）种群中的个体并不是机械地集合在一起，）种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此而是彼此可以交配可以交配
2、，并，并通过繁殖将各自的基因通过繁殖将各自的基因传给后代传给后代。（3）一个种群中应包括各年龄阶段的个体）一个种群中应包括各年龄阶段的个体下列四个选项中，属于种群的是：（下列四个选项中，属于种群的是：（）A、生活在岛上的全部蛇、生活在岛上的全部蛇B、青白江区所有小叶榕树、青白江区所有小叶榕树C、青海湖自然保护区的全部鸟类、青海湖自然保护区的全部鸟类D、一个菜市场每个水池里的全部鲤鱼、一个菜市场每个水池里的全部鲤鱼 性状是由基因控制的，因此研究生物的进化必须研究种群的基因组成和变化。如何分析种群的基因组成和变化？由此人们提出基因库和基因频率的概念。基因库是在不断发展和变化的基因库是在不断发展和变
3、化的 从某个种群中随机抽出从某个种群中随机抽出100个个体，测知基因型为个个体，测知基因型为AA、Aa 和和aa的的个体分别是个体分别是30、60和和10。计算：。计算：A和和a的基因频率。的基因频率。基因频率基因频率=该基因的数目该基因的数目/该基因的各等位基因的总数该基因的各等位基因的总数 该基因的等位基因总数：该基因的等位基因总数：100 2=200则：则：A基因的基因频率：（基因的基因频率：（2 30+60）/200 100%=60%a基因的基因频率：（基因的基因频率：（10 2+60）/200 100%=40%1.在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中在一个种群中随机抽出一定数量的
4、个体，其中基因型为基因型为AA的个体占的个体占18%，基因型，基因型Aa的个体占的个体占78%，aa的个体占的个体占4%。基因型。基因型A和和a的频率分别的频率分别是是 ，。57 432、某工厂有男女职工各、某工厂有男女职工各200名，对他们进行调查发现，名，对他们进行调查发现，女性色盲基因携带者为女性色盲基因携带者为15人，患者人，患者5人，男性患者人，男性患者11人，那么这个群体中色盲基因频率为：人，那么这个群体中色盲基因频率为：（）A：6%B、15%C、12%D、5.88%1、假设的昆虫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自由交配并能产生后代
5、，全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，没有迁入与迁出，没有迁入与迁出，自然选择对自然选择对A A、a a控制的性状没有作用控制的性状没有作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。用数学方法讨论基因频率的变化用数学方法讨论基因频率的变化亲代基因型的频率亲代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)亲代基因频率亲代基因频率A()a()F1代基因型频率代基因型频率AA()Aa()aa()F1代基因频率代基因频率A()a()60%40%36%48%16%60%40%如果如果F1个体再自由交配，产生个体再自由交配，产生F2呢？呢？亲代亲代子一代子一代 子二代子二代子三
6、代子三代基因型基因型频率频率AA30%Aa60%aa10%基因频基因频率率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%一个遗传上的平衡的群体一个遗传上的平衡的群体,其其基因频率基因频率和和基基因型频率因型频率始终保持不变！始终保持不变！假设的昆虫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自由交配并能产生后代，全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，没有迁入与迁出，没有迁入与迁出，自然选择对自然选择对A A、a a控制的性状没有作用控制的性状没有作用也没有基因突变和染色体变异。也没有基因突变和
7、染色体变异。在上述条件下，种群的基因频率和基因型频在上述条件下，种群的基因频率和基因型频率可以世代相传率可以世代相传不发生变化，保持平衡，不发生变化，保持平衡，叫做叫做，也叫也叫 设设A的基因频率的基因频率=p，a的基因频率的基因频率=q，p+q=1 (p+q)2=p2+2pq+q2=1 AA的基因型频率的基因型频率Aa的基因型频率的基因型频率aa的基因型频率的基因型频率例：一个随机交配的群体，某一对相对性状中，例：一个随机交配的群体，某一对相对性状中，隐性性状基因型频率是隐性性状基因型频率是0.16,则杂合子则杂合子Aa的频的频率是（率是（）A 0.1 B 0.6 C 0.9 D 0.481
8、.1.上述情况是建立在五个假设条件的基础之上的。对上述情况是建立在五个假设条件的基础之上的。对于自然界的种群来说。这五个条件都成立么？于自然界的种群来说。这五个条件都成立么？完成思考题：2.种群个体的性状由基因决定，那么，种群个体的性状由基因决定，那么，生物进化的实质是什么？生物进化的实质是什么？不成立。这也从反面说明了在自然界中，不成立。这也从反面说明了在自然界中，种群的基因频率种群的基因频率迟早要迟早要发生变化发生变化，也就是说种群的，也就是说种群的进化进化是必然的。是必然的。基因频率的改变基因频率的改变（2）突变和基因重组产生进化的原材料）突变和基因重组产生进化的原材料基因重组、基因突变
9、及染色体变异基因重组、基因突变及染色体变异基因突变和染色体变异统称为基因突变和染色体变异统称为突变突变。？可遗传的变异的来源有？可遗传的变异的来源有？1 1、基因突变与基因频率的改变有什么关系？基因突变与基因频率的改变有什么关系？2 2、自然界中突变的频率很低，能作为进化的自然界中突变的频率很低，能作为进化的原材料吗？原材料吗？2x10410-5108xx=2x107(个个)每一代就会有大量的变异每一代就会有大量的变异某海岛上的昆某海岛上的昆虫出现残翅和虫出现残翅和无翅类型无翅类型有利与有害是有利与有害是相对的而不是绝对的相对的而不是绝对的这往往取决于生物的这往往取决于生物的生存环境。生存环境
10、。3、突变产生的变异有利或有害是绝对的吗？、突变产生的变异有利或有害是绝对的吗？v种群是生物进化基本的单位。种群是生物进化基本的单位。v生物进化的实质就是种群基因频率生物进化的实质就是种群基因频率的改变。的改变。v基因突变和基因重组是生物进化的基因突变和基因重组是生物进化的原材料（原材料（但不能决定进化的方向但不能决定进化的方向）进化的方向由谁决定呢？进化的方向由谁决定呢？19世纪，桦尺蠖种群中黑色世纪，桦尺蠖种群中黑色基因（基因（S）频率为）频率为5%，浅灰色，浅灰色基因（基因（s）频率为）频率为95%20世纪，桦尺蠖种群中黑世纪，桦尺蠖种群中黑色基因（色基因（S）频率为）频率为95%，浅灰
11、色基因（浅灰色基因（s）频率为）频率为5%探究探究自然选择对种群基因频率的影响自然选择对种群基因频率的影响(1)(1)在这个探究实验中根据上面的数据分析，变黑的环境对桦尺在这个探究实验中根据上面的数据分析，变黑的环境对桦尺蠖产生了什么样的影响？蠖产生了什么样的影响？(2)(2)在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？变黑的环境使控制浅色的变黑的环境使控制浅色的s s基因频率减少基因频率减少,S,S基因频率增加基因频率增加天敌看到的是桦尺蠖的体色（表现型）而不是控制体色的基因天敌看到的是桦尺蠖的体色（表现型）而不是控制体色的基因变异是变异是不不
12、定向定向的的自然自然选择选择不利变异被淘汰不利变异被淘汰,有有利变异逐渐积累利变异逐渐积累种群的基种群的基因频率发因频率发生生定向定向改改变变生物朝生物朝一定方一定方向向缓慢进化缓慢进化（3）自然选择决定生物进化的方向。）自然选择决定生物进化的方向。2 2下面关于现代生物进化理论的叙述下面关于现代生物进化理论的叙述,不正确的不正确的是是A.A.种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位B.B.自然选择学说是现代生物进化理论的核心自然选择学说是现代生物进化理论的核心C.C.生物进化过程的实质在于种群基因频率的改变生物进化过程的实质在于种群基因频率的改变D.D.生物进化过程的实质在于有利变异
13、的保存生物进化过程的实质在于有利变异的保存1下列生物属于种群的是：下列生物属于种群的是：A一块水田里的全部水稻、水草、鱼、虾及一块水田里的全部水稻、水草、鱼、虾及 其他生物其他生物 B一块朽木上的全部真菌一块朽木上的全部真菌 C一块棉田中的全部幼蚜、有翅和无翅的成蚜一块棉田中的全部幼蚜、有翅和无翅的成蚜 D一个池塘中的全部鱼一个池塘中的全部鱼课堂练习课堂练习D（一）物种（一）物种物种：指能够在自然状态下物种：指能够在自然状态下相互交配相互交配并且并且产生可育后代产生可育后代的一群生物，简称的一群生物，简称“种种”。全世界的人都是一个物种吗全世界的人都是一个物种吗？人都是一个物种，无论白人黑人黄
14、种人结婚，人都是一个物种，无论白人黑人黄种人结婚，都能产生具有生殖能力的后代。都能产生具有生殖能力的后代。马跟驴是一个物种吗？马跟驴是一个物种吗？同一物种满足的两个条件：同一物种满足的两个条件：1、可以相互交配、可以相互交配2、产生的后代可育、产生的后代可育物种与种群有何关系？物种与种群有何关系？一个物种可以包括生活在不同地理区域的多个种群。一个物种可以包括生活在不同地理区域的多个种群。只要各个种群相互交配仍能产生可育的后代，则是只要各个种群相互交配仍能产生可育的后代，则是同一物种。同一物种。不同的物种之间不能进行基因交流。为什么马驴之间不能进行基因交流？是什么阻止了马驴之间的基因交流呢？原来
15、是 生殖隔离生殖隔离 不同物不同物种之间一般种之间一般是是不能交配不能交配的，即使交的，即使交配成功也配成功也不不能产生可育能产生可育后代后代，这种，这种现象叫做生现象叫做生殖隔离。殖隔离。生殖隔离通常情况下是如何产生的呢？是什么原因造成同一物种分化成是什么原因造成同一物种分化成不同不同类型的新种？类型的新种？在一个山谷中，在一个山谷中，生活着一个鼠种生活着一个鼠种群。雌鼠和雄鼠群。雌鼠和雄鼠之间可以自由交之间可以自由交配，繁衍后代。配，繁衍后代。后来山洪爆发，在山谷后来山洪爆发，在山谷中形成了一条汹涌的大中形成了一条汹涌的大河。将整个鼠种群分成河。将整个鼠种群分成了两个部分，一半在河了两个部
16、分，一半在河这边，一半在那边。就这边，一半在那边。就这样过了几千年。这样过了几千年。后来，河流干涸了，后来，河流干涸了，两个鼠种群又会合两个鼠种群又会合在一起。它们发现在一起。它们发现彼此大不相同，还彼此大不相同，还能算是同一个物种能算是同一个物种吗？吗？假想实例 22 22岁那年，达尔文以博物学者的身份登上岁那年，达尔文以博物学者的身份登上“贝贝格尔格尔”号远航考察船，随船进行为期五年的环球科号远航考察船，随船进行为期五年的环球科学考察。学考察。加拉帕戈斯群岛上的地雀实例1设想南美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈设想南美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈斯群岛后，先后在不同岛屿上形成初始种群。斯群岛后
17、，先后在不同岛屿上形成初始种群。不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？吗？不一样。因为突变是随机发生的。不一样。因为突变是随机发生的。资料分析2对不同岛屿上的地雀种群来说，环境的作对不同岛屿上的地雀种群来说，环境的作用有没有差别？这对种群基因频率的变化会用有没有差别？这对种群基因频率的变化会产生什么影响？产生什么影响？不同岛屿的地形和植被条件不一样，因此环境的作用会不同岛屿的地形和植被条件不一样，因此环境的作用会有差别，导致种群基因频率朝不同的方向改变。有差别，导致种群基因频率朝不同的方向改变。资料分析3 3如果这片海域只有一个小岛，还会形成这如果
18、这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？么多种地雀吗？不会。因为个体间有基因的交流。不会。因为个体间有基因的交流。资料分析地理隔离地理隔离:不同物种之间一般是不能够相互交配的，不同物种之间一般是不能够相互交配的，即使交配成功，也即使交配成功，也不能够产生可育的后不能够产生可育的后代代，这种现象叫生殖隔离。，这种现象叫生殖隔离。生殖隔离：生殖隔离：由于由于地理上的障碍地理上的障碍使得同种生物的不同使得同种生物的不同种群间不能够发生基因交流的现象。种群间不能够发生基因交流的现象。（二）隔离（二）隔离种类种类指指不同种群间不同种群间的个体，在自然条件下的个体，在自然条件下基因不能基因不能自由交
19、流自由交流的现象。的现象。概念：概念：隔离在物种的形成中发挥了怎样的作用？隔离在物种的形成中发挥了怎样的作用？原始种群原始种群地理隔离地理隔离小种群小种群 基因频率定向的改变基因频率定向的改变（基因库形成明显差异）（基因库形成明显差异）新物种新物种突变和基因重组突变和基因重组自然选择自然选择生殖隔离生殖隔离1 1.下列哪项形成了新物种（下列哪项形成了新物种（）A.A.二倍体的西瓜经秋水仙素处理成为四倍体二倍体的西瓜经秋水仙素处理成为四倍体西瓜西瓜B.B.桦尺蠖体色的基因频率由桦尺蠖体色的基因频率由S S（95%95%）变成）变成s(95%)s(95%)C.C.马与驴交配产生了骡子马与驴交配产生
20、了骡子D.D.克隆羊多利克隆羊多利A捕捕食食 根据电视镜头中猎豹追捕斑马的情景，根据电视镜头中猎豹追捕斑马的情景，想一想，猎豹与斑马在进化上有没有什么关想一想，猎豹与斑马在进化上有没有什么关 系？如果有的话，那是一种什么样的关系？系？如果有的话，那是一种什么样的关系？三、共同进化与生物多样性的形成三、共同进化与生物多样性的形成1.共同进化共同进化问题问题有关系，他们相互选择，共同进化。有关系，他们相互选择，共同进化。如猎如猎豹和斑马，自然选择有利于斑马种群中肌豹和斑马，自然选择有利于斑马种群中肌肉发达、动作敏捷的个体，同样也有利于肉发达、动作敏捷的个体，同样也有利于猎豹种群中跑得快的个体。两者
21、相互选择。猎豹种群中跑得快的个体。两者相互选择。思考：思考：捕食者的存在是不是对捕食者的存在是不是对 被捕食被捕食者有害无益呢？者有害无益呢？捕食者所捕食的大多是被捕食者中年捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到促进老、病弱或年幼的个体，客观上起到促进种群发展的作用。种群发展的作用。捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存否则自己也无法生存 达尔文曾发现一种兰达尔文曾发现一种兰花长着细长的花矩，其顶花长着细长的花矩，其顶端贮存着花蜜，可为传粉端贮存着花蜜，可为传粉的昆虫提供食物。而这昆的昆虫提供食物。而这昆虫要虫要有吸管式的长
22、口器才有吸管式的长口器才能吸到花蜜。大约能吸到花蜜。大约5050年后年后研究人员发现这样的蛾！研究人员发现这样的蛾！它们互相影响着，这些变它们互相影响着，这些变异不断积累，从而成为今异不断积累，从而成为今天的这种兰花和兰花蛾。天的这种兰花和兰花蛾。共同进化的含义共同进化的含义1：不同物种之间会共同进化：不同物种之间会共同进化不同生物之间在进化上密切相不同生物之间在进化上密切相关，那生物的进化与无机环境关，那生物的进化与无机环境的变化是否也有关系呢？的变化是否也有关系呢？地球形成时原地球形成时原始大气中没有氧气，始大气中没有氧气，但随着光合细菌、但随着光合细菌、蓝藻的出现，使得蓝藻的出现，使得大
23、气中有了氧气，大气中有了氧气，为好氧生物的出现为好氧生物的出现提供了条件。提供了条件。共同进化的含义共同进化的含义2：生物和无机环境之间也：生物和无机环境之间也存在着共同进化。存在着共同进化。任何一个物种都不是任何一个物种都不是单独单独进化的。进化的。不同不同_之间、之间、_与与_之间在相互影响之间在相互影响中不断进化和发展，这就是中不断进化和发展，这就是共同进化。共同进化。物种物种生物生物无机环境无机环境共同进化共同进化通过漫长的共同进化过程，地球上不仅出现了通过漫长的共同进化过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种，而且形成了多种多样的生态千姿百态的物种，而且形成了多种多样的生态系统，也就是形
24、成了系统，也就是形成了生物的多样性生物的多样性？意？意 义？义？2.生物多样性的形成生物多样性的形成生物多样性的三个层次生物多样性的三个层次基因（遗传）多样性基因（遗传）多样性物种多样性物种多样性生态系统多样性生态系统多样性生物多样性的形成经历了漫长的进化历程。生物多样性的形成经历了漫长的进化历程。总的进化总的进化趋势趋势简单简单复杂复杂水生水生陆生陆生低等低等高等高等核心核心：自然选择学说：自然选择学说发展发展三、生物进化理论在发展三、生物进化理论在发展中性突变理论：中性突变理论：决定生物进化的方向是中决定生物进化的方向是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择性突变的逐渐积累，而不是自然选择间断平衡学说：间断平衡学说：物种形成并不都是渐变的物种形成并不都是渐变的结果，而是种群长期稳定与迅速形成新种交结果，而是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程替出现的过程
