1、第七章 现代生物进化理论第二节 现代生物进化理论的主要内容 达尔文的自然选择学说：生存斗争中达尔文的自然选择学说：生存斗争中有利变异的个体容易活下来并留下后代。有利变异的个体容易活下来并留下后代。可见，自然选择作用于个体，且是个体可见，自然选择作用于个体，且是个体的表现型，而个体表现性随个体的死亡的表现型，而个体表现性随个体的死亡而消失，但是决定表现型的基因随生殖而消失，但是决定表现型的基因随生殖而延续，并在群体中扩散。而延续，并在群体中扩散。所以所以现代生物进化理论研究群体的基现代生物进化理论研究群体的基因组成因组成。（一）种群是生物进化的基本单位（一）种群是生物进化的基本单位1 1、种群概
2、念：、种群概念：生活在生活在一定区域一定区域的的同种生物同种生物的的全部个体全部个体。卧龙自然保护区 猕猴一、种群基因频率的改变与生物进化判断下列是否属于种群判断下列是否属于种群（1 1）一个池塘中的全部鱼）一个池塘中的全部鱼 （2 2）一个池塘中的全部鲤鱼）一个池塘中的全部鲤鱼（3 3）两个池塘内的全部青蛙）两个池塘内的全部青蛙（4 4）一片草地上的全部植物）一片草地上的全部植物（5 5）一片草地上的成年梅花鹿）一片草地上的成年梅花鹿否否是是否否否否否否人们为什么要提出人们为什么要提出“种群种群”这个概念呢？这个概念呢？自然界的物种实际上是以一自然界的物种实际上是以一个个种群存在的，种群是物
3、种繁衍、个个种群存在的，种群是物种繁衍、进化的基本单位。它为研究生物与环进化的基本单位。它为研究生物与环境的关系和物种的变化带来了方便。境的关系和物种的变化带来了方便。2 2、种群的特点：、种群的特点：种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此此可以交配可以交配，并，并通过繁殖将各自的基因传给后代通过繁殖将各自的基因传给后代。思考：思考：同前一年的蝗虫种群相比，新形成的蝗虫种同前一年的蝗虫种群相比，新形成的蝗虫种群在基因组成上有可能会发生变化吗？群在基因组成上有可能会发生变化吗？3 3、种群的基因库、种群的基因库 一个种群一个种群中中全部个体全部个体
4、所含有的所含有的全部基全部基因因。4 4、基因频率：、基因频率：在一个种群基因库中，在一个种群基因库中，某个基某个基因因占全部占全部等位基因等位基因数的比率。数的比率。基因频率基因频率该基因的总数该基因的总数该等位基因的总数该等位基因的总数 种群个体多，个体差异大，基因库越大。种群个体多，个体差异大，基因库越大。例例:如某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为如某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A A，决，决定翅色为褐色的基因为定翅色为褐色的基因为a a，从种群中随机抽出从种群中随机抽出100100个个体，个个体，测知基因型为测知基因型为AAAA、AaAa和和aaaa的个体分别是的个体分别是3030
5、、6060和和1010个。个。那么那么A A和和a a的基因频率是多少的基因频率是多少?基因频率基因频率=某基因的数目某基因的数目该基因的等位基因的总数该基因的等位基因的总数=纯合子频率纯合子频率+1/2+1/2杂合子频率杂合子频率 种群中一对等位基因基因频率之和等于种群中一对等位基因基因频率之和等于1 1，基因型频率之和也等于基因型频率之和也等于1 1。解解:A A基因的基因频率为基因的基因频率为:a a基因的基因频率为：基因的基因频率为：基因频率基因频率=某基因的数目某基因的数目该基因的等位基因的总数该基因的等位基因的总数=纯合子频率纯合子频率+1/2+1/2杂合子频率杂合子频率=40%=
6、40%=30/100=30/100100%100%+1/2+1/260/10060/100100%=60%100%=60%=10/100=10/100100%100%+1/2+1/260/10060/100100%=40%100%=40%A%=100%100%2AAAa2(AAAaaa)a%=100%100%=60%=60%2aaAa2(AAAaaa)100%100%例题：已知人眼的褐色（A）对蓝色（a）是显性。在一个有30000人的人群中，蓝眼的人3600人。褐眼的有26400人，且其中纯合体有12000人。那么，在这一个人群中A和a的基因频率分别为 A 0.64 A 0.64和和0.36
7、B 0.360.36 B 0.36和和0.64 0.64 C 0.50 C 0.50和和0.50 D 0.820.50 D 0.82和和0.180.18 （A）伴性遗传中的基因频率计算：伴性遗传中的基因频率计算：某学校男女各有某学校男女各有100100人，其中人，其中X XB BX XB B占占5050人，人，X XB BX Xb b占占3030人，人，X Xb bX Xb b占占2020人，人，X XB BY Y占占8080人，人，X Xb bY Y占占2020人，求人，求X XB B、X Xb b的基因频率。的基因频率。基因频率基因频率=某基因的数目某基因的数目该基因的等位基因的总数该基因
8、的等位基因的总数XB=0.7 Xb=0.3 例题：例题：某工厂有男女职工各某工厂有男女职工各200200名，名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因携对他们进行调查时发现，女性色盲基因携带者为带者为1515人，女性患者人，女性患者1 1人，男性患者人，男性患者1414人，这个群体中人，这个群体中色盲基因色盲基因的频率大约应为的频率大约应为（）。）。A A、15%B15%B、3.88%C3.88%C、5.17%5.17%D D、10.3%10.3%色盲（色盲（b b）基因频率）基因频率15121420022005.17C C 100%100%哈代-温伯格定律 处于平衡状态的种群，一对等位基因处于平
9、衡状态的种群，一对等位基因AaAa，A A的频率为的频率为p p，a a的频率为的频率为q q，则：，则：AAAA的机率为的机率为p p2 2；AaAa的机率为的机率为2pq2pq；aaaa的机率为的机率为q q2 2哈代哈代-温伯格定律可用数学方程式表示为：温伯格定律可用数学方程式表示为：(p p+q q)2 2=p p2 2+2+2pqpq+q q2 2亲代基因型亲代基因型 的频率的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率配子的比率A()A()a()a()子代基因型子代基因型 频率频率AA()Aa()aa()子代基因频率子代基因频率A()a()30%30%30%10%36%
10、48%16%60%40%公式：公式：AA=p2 Aa=2pq aa=q2P表示基因表示基因A的频率，的频率，q表示基因表示基因a的频率的频率在在“自由交配自由交配”的情况下：的情况下：p+q=1 亲代亲代子一代子一代 子二代子二代 子三代子三代基因型基因型 频率频率AAAA30%30%AaAa60%60%aaaa10%10%基因基因频率频率A A60%60%a a40%40%36%48%40%16%60%36%48%16%36%48%16%40%60%40%60%由此可见，如果满足上述五个条件，种群的基因由此可见，如果满足上述五个条件，种群的基因频率可以世代相传频率可以世代相传不发生变化，保持
11、平衡不发生变化，保持平衡。子代基因型。子代基因型频率也不发生变化。这就是频率也不发生变化。这就是哈代温伯格定律哈代温伯格定律，也叫遗，也叫遗传平衡定律。传平衡定律。例题：在某一个人群中，已调查得知，隐性性状者为16，问该性状不同类型的基因型频率是多少？（按AA、Aa、aa顺序排列答案）A 0.36 0.48 0.16 B 0.48 0.36 0.16 A 0.36 0.48 0.16 B 0.48 0.36 0.16 C 0.16 0.48 0.36 D 0.16 0.36 0.48C 0.16 0.48 0.36 D 0.16 0.36 0.48（A）总结：总结：在一个大的群体中，没有在一个
12、大的群体中，没有自然选择，没有突变，没有迁入迁出，自然选择，没有突变，没有迁入迁出，无论无论自交和自由交配自交和自由交配多少代多少代种群基因种群基因频率频率不变，不变，自由交配自由交配子代基因型比例子代基因型比例也不变，但也不变，但自交自交基因型比例会改变。基因型比例会改变。满足五个假设条件的种群是理想的种群，满足五个假设条件的种群是理想的种群，在自然条件下在自然条件下,这样的种群是不存在的。这也从这样的种群是不存在的。这也从反面说明了在自然界中，反面说明了在自然界中，种群的基因频率迟早种群的基因频率迟早要发生变化要发生变化。思考思考1 1 上述结论是在满足五个假设条件的基础上计算的，对自然界
13、的种群来说，这五个条件都能成立吗？特别是如果第点假设（基因A和a都不产生突变,即没有基因突变和染色体变异。）成立这与前面我们所学的基因突变的哪个特性相违背？影响基因频率的因素 在自然在自然条件下，哈条件下，哈代代-温伯格温伯格定律所需的定律所需的五个条件是五个条件是难以满足的，难以满足的，因而基因频因而基因频率总是要发率总是要发生改变，也生改变，也就是说进化就是说进化在任何种群在任何种群中都是必然中都是必然要发生的。要发生的。思考2 如果该种群出现新的突变型，也就如果该种群出现新的突变型，也就是产生新的等位基因（是产生新的等位基因（A A2 2），种群的基），种群的基因频率会变化吗？基因因频率
14、会变化吗？基因A A2 2的频率可能会的频率可能会怎样变化？怎样变化？基因突变突变产生的新基因会使种群的基因突变突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。基因频率发生变化。基因基因A A2 2的频率是增加还是减少，要看这的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体是有益还是有害的，这往往一突变对生物体是有益还是有害的，这往往取决于生物生存的环境。取决于生物生存的环境。生物进化的实质：生物进化的实质：种群的进化过程就是种群基因频种群的进化过程就是种群基因频率发生变化的过程率发生变化的过程。通过讨论基因频率的变化可以认通过讨论基因频率的变化可以认识到，自然界中种群的基因频率一定识到，自然界中种群的
15、基因频率一定会发生变化，也就是说种群的进化是会发生变化，也就是说种群的进化是必然的。必然的。1 1、什么是突变？、什么是突变？现代遗传学研究表明，可遗传现代遗传学研究表明，可遗传的变异来源于基因突变、基因重组的变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异。其中和染色体变异。其中基因突变和染基因突变和染色体变异统称为突变。色体变异统称为突变。(二二)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 自然界中生物的自然突变频率很低，而自然界中生物的自然突变频率很低，而且一般对生物体是有害的。为什么还能够改且一般对生物体是有害的。为什么还能够改变种群中的基因频率呢变种群中的基因频率呢？种群是
16、由许多个体组成的，每个个种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，体的每一个细胞内都有成千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的突变。这样，每一代就会产生大量的突变。2 2、种群中每一代都会产生大量的突变、种群中每一代都会产生大量的突变1 1种群中突变的特点：种群中突变的特点：突变数很大、随机、不定向突变数很大、随机、不定向2 2种群基因重组的结果：产生更多可遗传变异、不定向种群基因重组的结果：产生更多可遗传变异、不定向 例如：果蝇约有例如：果蝇约有10104 4对基因，假定每个基对基因，假定每个基因的突变率都是因的突变率都是10105 5，若有一个中等数量的，若有一个
17、中等数量的果蝇种群（约有果蝇种群（约有10108 8个个体），那么每一代出个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？现基因突变数是多少呢？2 104 105个体个体 108种群种群=2 107结论：突变和基因重组产生进化的原材料结论：突变和基因重组产生进化的原材料 此外，突变的有害还是有利也此外，突变的有害还是有利也不是绝对的，这往往取决于生物的不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。例如生存环境。例如：结论：基因突变结论：基因突变产生的等位产生的等位基因，通过有性生殖过程中的基因，通过有性生殖过程中的基因基因重组重组而形成多种多样有而形成多种多样有基因型基因型。使。使种群出现大量可遗传的变
18、异，为生种群出现大量可遗传的变异，为生物进化提供了物进化提供了原材料原材料。(三三)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(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？ss长满地衣的树干上的桦尺蠖长满地衣的树干上的桦尺蠖自然选择可以使种群的基因频率定向改自然选择可以使种群的基因频率定向改变变黑褐色树干上的桦尺蠖黑褐色树干上的桦尺蠖“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”（2 2）现在我们用数学方法来讨论一下桦尺）现在我们用数学方法来讨论一下桦尺蠖基因频率变化原因。蠖基因频率变化原因。18701870年桦尺蠖的基因年桦尺蠖的基因
19、型频率为型频率为SS10%SS10%；Ss20%Ss20%；ss70%ss70%，在树干变黑，在树干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于浅色桦尺这一环境条件下假如树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%10%，黑色个体每年增加黑色个体每年增加10%10%，以后的几年内，桦尺，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？蠖种群每年的基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 3年年第第4 4年年基因基因型频型频率率SSSS10%10%11.5%11.5%SsSs20%20%22.9%22.9%sss
20、s70%70%65.6%65.6%基因基因频率频率S S20%20%23%23%s s80%80%77%77%70.7%26%29.3%14.6%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高升高降低降低 (3)(3)在这个探究实验中根据上面的数据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分析，变黑的环境对桦尺蠖产生了什么样的影响？变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的的影响？变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的出生率有影响吗？出生率有影响吗？控制浅色的控制浅色的s s基因频率减少，黑色基因频率减少，黑色S S基因频基因频率增加。许多浅色个体可能在没有交配、产率增加。许
21、多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食。自然选择使基因频率卵前就已被天敌捕食。自然选择使基因频率定向改变。定向改变。不利变异不不利变异不断淘汰断淘汰有利变有利变异积累异积累加强加强自然选择自然选择种群种群基因基因频率频率定向定向改变改变生物定向进化变异不定向的变异不定向的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 种群中产生的变异是种群中产生的变异是不定向的不定向的，经，经过长期的自然选择，其中不利变异被不过长期的自然选择，其中不利变异被不断淘汰，有利变异逐渐积累，从而使种断淘汰，有利变异逐渐积累，从而使种群的基因频率发生群的基因频率发生定向改变定向改变，导致生物，导致生物朝
22、向一定方向进化。可见，生物进化的朝向一定方向进化。可见，生物进化的方向是由方向是由自然选择自然选择决定的。决定的。1 1、现代生物进化理论的核心是、现代生物进化理论的核心是_2 2、_是生物进化的基本单位是生物进化的基本单位3 3、_产生进化的原材料产生进化的原材料4 4、_决定生物进化的方向决定生物进化的方向5 5、生物进化的实质是、生物进化的实质是_自然选择学说自然选择学说种群种群突变和基因重组突变和基因重组自然选择自然选择种群基因频率的定向改变种群基因频率的定向改变 1、物种的概念、物种的概念两个组合是两个组合是否为同一个否为同一个物种，判断物种，判断的依据是什的依据是什麽？麽？二、隔离
23、与物种的形成 物种：在自然状态下能互相物种：在自然状态下能互相交配交配，并产，并产生出生出可育可育后代的一群生物个体。后代的一群生物个体。如：全世界的人都是一个物种，无论白如：全世界的人都是一个物种，无论白人黑人黄种人结婚，都能产生具有生殖能力人黑人黄种人结婚，都能产生具有生殖能力的后代。的后代。再如：所有的马是一个物种，所有的驴再如：所有的马是一个物种，所有的驴也是一个物种。但马和驴不是一个物种，因也是一个物种。但马和驴不是一个物种，因为马与驴交配产生的后代骡没有生殖能力为马与驴交配产生的后代骡没有生殖能力。骡骡 生殖隔离生殖隔离：不同物种之间的个体不能自由交配或：不同物种之间的个体不能自由
24、交配或交配后不能产生可育的后代的现象。交配后不能产生可育的后代的现象。2、隔离的类型、隔离的类型虎虎狮狮虎虎兽兽狮狮狮虎兽是不育的，狮虎兽是不育的，所以虎和狮是两所以虎和狮是两个物种个物种 地理隔离地理隔离：同一种生物由于地理上的障碍而分：同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。东北虎东北虎华南虎华南虎 隔离：不同种群个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。隔离和物种的形成又有何关系呢？隔离和物种的形成又有何关系呢？3 3、隔离在物种形成中的作用、隔离在物种形成中的作用 在一个山谷中，生活着一个鼠种群。雌鼠
25、和雄鼠在一个山谷中，生活着一个鼠种群。雌鼠和雄鼠之间可以自由交配，繁衍后代。后来山洪爆发，在山之间可以自由交配，繁衍后代。后来山洪爆发，在山谷中形成了一条汹涌的大河。将整个鼠种群分成了两谷中形成了一条汹涌的大河。将整个鼠种群分成了两个部分，一半在河这边，一半在那边。就这样过了几个部分，一半在河这边，一半在那边。就这样过了几千年。千年。后来，河流后来，河流干涸了，两个鼠干涸了，两个鼠种群又会合在一种群又会合在一起。它们发现彼起。它们发现彼此大不相同，它此大不相同，它们为什么会大不们为什么会大不相同？还能算是相同？还能算是同一个物种吗？同一个物种吗？22 22岁那年，达尔岁那年，达尔文以博物学者的
26、身份登文以博物学者的身份登上上“贝格尔贝格尔”号远航考号远航考察船，随船进行为期五察船，随船进行为期五年的环球科学考察。年的环球科学考察。加拉帕戈斯群岛的地雀加拉帕戈斯群岛的地雀加拉帕戈斯群岛生活的各种地雀 1.1.设想南美洲大陆的一种地雀来到加拉帕设想南美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈斯群岛后，先在两个岛屿上形成两个初始种戈斯群岛后，先在两个岛屿上形成两个初始种群。这两个种群的个体数量都不多。它们的基群。这两个种群的个体数量都不多。它们的基因频率一样吗？因频率一样吗？由于这两个种群的个体数量都不够多，由于这两个种群的个体数量都不够多，基因频率可能是不一样的。基因频率可能是不一样的。2.2.不同
27、岛屿上的地雀种群，产生突变的情不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？况一样吗？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。讨论讨论 3.3.对不同岛屿上的地雀种群来说，对不同岛屿上的地雀种群来说，环境的作用有没有差别？这对种群基因环境的作用有没有差别？这对种群基因频率的变化会产生什么影响？频率的变化会产生什么影响？不同岛屿的地形和植被条件不一样，因此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。同的方向改变。4.4.如果这片海域只有一个小岛，还如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀
28、吗？会形成这么多种地雀吗？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。加拉帕格斯群岛不同种地雀形成图解加拉帕格斯群岛不同种地雀形成图解原始原始地雀地雀分布于不同岛屿分布于不同岛屿上（上（地理隔离地理隔离）各地雀种群出现不各地雀种群出现不同同突变和基因重组突变和基因重组不同种群间不同种群间无无基因交流基因交流不同不同种群基因频种群基因频率率发生不同变化发生不同变化各岛屿环境不同，各岛屿环境不同，自然自然选择选择导致不同种群的导致不同种群的基基因频率改变因频率改变有所差异有所差异长此以往，不长此以往，不同种群同种群基因库基因库形成明显差异形成明显差异最终产生最终产生生殖隔离生殖隔离
29、，物种形成，物种形成地地雀雀甲岛地雀甲岛地雀乙岛地雀乙岛地雀丙岛地雀丙岛地雀丁岛地雀丁岛地雀突突变变和和基基因因重重组组自自然然选选择择 甲岛地雀甲岛地雀1乙岛地雀乙岛地雀2丙岛地雀丙岛地雀3丁岛地雀丁岛地雀4种种群群基基因因库库改改变变4 4、物种的形成方式、物种的形成方式 物种形成的方式有多种，经过长期地理隔离物种形成的方式有多种，经过长期地理隔离而达到生殖隔离是比较常见的方式。而达到生殖隔离是比较常见的方式。原种原种变变异异1 1变变异异2 2变异变异类型类型1 1变异变异类型类型2 2新种新种1 1新种新种2 2生殖生殖隔离隔离自然自然选择选择1 1自然自然选择选择2 2基因频率定向改
30、变基因频率定向改变地地 理理隔隔 离离物种形成的三个基本环节:突变和基因重组突变和基因重组 自然选择自然选择 隔离隔离l物种的形成都需要物种的形成都需要地理隔离吗？地理隔离吗？l如：二倍体西瓜和如：二倍体西瓜和四倍体西瓜四倍体西瓜l因此因此隔离是物种形隔离是物种形成的必要条件成的必要条件。物种和种群间存在什么样的联系呢？物种和种群间存在什么样的联系呢？种群种群物种物种概念概念范围范围联系联系能够在能够在自然状态自然状态下下相互交配相互交配并且产并且产生生可育后代可育后代的一群生物称为一个物的一群生物称为一个物种，简称种，简称“种种”。生活在一定区域的同种生物的生活在一定区域的同种生物的全部个体
31、。种群是生物进化和全部个体。种群是生物进化和繁殖的单位同一种群内的个体繁殖的单位同一种群内的个体之间可以进行基因交流。之间可以进行基因交流。较小范围内生物的个体较小范围内生物的个体分布在不同区域内的同种分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成生物的许多种群组成1.1.一个物种可以包括许多种群，一个物种可以包括许多种群，如同一种鲫鱼可以如同一种鲫鱼可以生活在不同的池塘，湖泊，形成一个个被陆地隔离生活在不同的池塘，湖泊，形成一个个被陆地隔离的种群。的种群。2.2.同一物种的多个种群之间存在地理隔离，长期发同一物种的多个种群之间存在地理隔离，长期发展下去可能成为不同的亚种（或品种）进而形成多展下去可
32、能成为不同的亚种（或品种）进而形成多个新物种。个新物种。三、共同进化与生物多样性的形成动物学家对生活动物学家对生活在非洲大草原奥兰治在非洲大草原奥兰治河两岸的羚羊进行研河两岸的羚羊进行研究时发现，东岸的羚究时发现，东岸的羚羊群的奔跑速度比西羊群的奔跑速度比西岸的羚羊每分钟竟快岸的羚羊每分钟竟快1313米。为何差距如此米。为何差距如此之大？之大？经过观察和科经过观察和科学实验，动物学家学实验，动物学家终于明白，东岸的终于明白，东岸的羚羊之所以强健，羚羊之所以强健，是因为它们附近有是因为它们附近有一个狼群，生存时一个狼群，生存时时处于危险之中。时处于危险之中。捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，捕食者
33、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。“收割理论收割理论”：“精明的捕食者精明的捕食者”策略策略：捕食者往往捕食个体数量多的物种，捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或几种生物在生态这样就会避免出现一种或几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间有利于增加物种的多样性。形成腾出空间有利于增加物种的多样性。在自然界，一在自然界，一种植物专门由一种种植物专门由一种昆虫传粉的情形很昆虫传粉的情形很常见，昆虫传粉的常见，昆虫传粉的专门化对植物繁衍专门化对植物繁衍后代有什么意义？后代有什么意义？兰花和兰花
34、蛾 兰花和兰花蛾 可提高效率可提高效率,避免无谓消耗避免无谓消耗,使共同进化的双使共同进化的双方共同获得生存方共同获得生存优势。优势。生物圈的进化生物圈的进化环境变化生物生物进化进化出现臭氧层有氧环境产生氧气产生氧气无氧环境厌氧厌氧生物生物需氧需氧生物生物陆生陆生生物生物光合光合生物生物（一）共同进化（一）共同进化 捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到促进种群发病弱或年幼的个体，客观上起到促进种群发展的作用；而且捕食者一般不能将所有的猎展的作用；而且捕食者一般不能将所有的猎物都吃掉，否则自己也无法生存，这就是所物都吃掉，否则自己也
35、无法生存，这就是所谓的谓的“精明的捕食者精明的捕食者”策略。策略。生物的进化与无机环境的变化也是相互生物的进化与无机环境的变化也是相互影响的。影响的。共同进化共同进化：不同物种不同物种之间，生物与之间，生物与无机环境之间无机环境之间在相互影响中在相互影响中不断进化和发不断进化和发展的现象。展的现象。l 生物和无机环境在相互影响中不断进化和发展。生物和无机环境在相互影响中不断进化和发展。l 不同物种的生物在相互影响中不断进化和发展不同物种的生物在相互影响中不断进化和发展。共同进化的概念解释共同进化的概念解释通过漫长的共同进化过程，地球上不仅出现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
36、种，而且形成了多种多样的生态了千姿百态的物种，而且形成了多种多样的生态系统，也就是形成了生物的多样性系统，也就是形成了生物的多样性（二）生物多样性的形成（二）生物多样性的形成1.1.生物多样性的内容：生物多样性的内容：基因多样性基因多样性物种的个体数量多，个体物种的个体数量多，个体之间的差异大，构成基因库的基因种类多。之间的差异大，构成基因库的基因种类多。物种多样性物种多样性地球上已经被人类记录的地球上已经被人类记录的物种约有物种约有200200万种左右。估计现在全世界生存着万种左右。估计现在全世界生存着约约50010005001000万种生物，许多还没有被人类所发万种生物，许多还没有被人类所
37、发现。现。生态系统多样性生态系统多样性不同物种需要不同的不同物种需要不同的生态环境。生态系统的多样性是物种多样性的生态环境。生态系统的多样性是物种多样性的重要条件。重要条件。2 2、研究生物进化最直接的证据是化石。、研究生物进化最直接的证据是化石。古细菌(35亿年前)最早的古生物最早的古生物化石，异养厌氧型化石，异养厌氧型的单细胞原核生物。的单细胞原核生物。生物的进化历程生物的进化历程（1 1）最早的生物化石是距今）最早的生物化石是距今3535亿年前亿年前的古细菌化石。的古细菌化石。（2 2）在距今）在距今35-1535-15亿年前，地球上的亿年前，地球上的生物生物 主要是海洋中的种数不多的蓝
38、藻主要是海洋中的种数不多的蓝藻和细菌，都是原核生物。和细菌，都是原核生物。（3 3）在距约今）在距约今1515亿年前，真核生物出亿年前，真核生物出现，出现了有性生殖，生物实现了基现，出现了有性生殖，生物实现了基因的重组，增强了生物变异的多样性，因的重组，增强了生物变异的多样性，生物进化的速度明显加快。生物进化的速度明显加快。(4)(4)在距今约在距今约5.7-5.7-5.05.0亿年前的寒武纪，亿年前的寒武纪，海洋中有大量的无脊海洋中有大量的无脊椎动物物种爆发迅速椎动物物种爆发迅速形成，这就是著名的形成，这就是著名的寒武纪大爆发。大量寒武纪大爆发。大量的动物构成了生态系的动物构成了生态系统的第
39、三极统的第三极消费消费者，使生态系统更加者，使生态系统更加复杂，也促进了植物复杂，也促进了植物的进化。的进化。(5)(5)大约在距今大约在距今4 4亿年前，一些海亿年前，一些海洋植物开始适应陆地生活，形成原洋植物开始适应陆地生活，形成原始的陆生植物，主要是蕨类植物。始的陆生植物，主要是蕨类植物。随后才出现了适应陆地生活的动随后才出现了适应陆地生活的动物物原始的两栖类。原始的两栖类。(6)(6)生物的登陆改变着陆地的环境，生物的登陆改变着陆地的环境，陆地上复杂的环境又为生物的进化陆地上复杂的环境又为生物的进化提供了广阔的舞台，裸子植物和被提供了广阔的舞台，裸子植物和被子植物先后扮演生产者的主角，
40、鸟子植物先后扮演生产者的主角，鸟类、哺乳类等成为地球占优势的动类、哺乳类等成为地球占优势的动物类群，逐渐形成复杂多样的陆地物类群，逐渐形成复杂多样的陆地生态系统。生态系统。l 真核生物出现以后真核生物出现以后,有性生殖方式的出现有性生殖方式的出现,生物进化速度明显加快。生物进化速度明显加快。l 寒武纪大爆发寒武纪大爆发:形成生态系统的第三极形成生态系统的第三极消费者消费者,使生态系统具有更加复杂的结使生态系统具有更加复杂的结构构,同时对植物的进化产生重要影响。同时对植物的进化产生重要影响。l 原始两栖类出现原始两栖类出现:生物登陆改变陆地环境生物登陆改变陆地环境,陆地的复杂环境为生物进化提供了
41、条件。陆地的复杂环境为生物进化提供了条件。3 3、进化历程中的几个关键点、进化历程中的几个关键点：低等低等高等高等水生水生陆生陆生简单简单复杂复杂原核生物原核生物真核生物真核生物无性生殖无性生殖有性生殖有性生殖4.4.生物进化的顺序生物进化的顺序：仔细观察左图，讨论仔细观察左图，讨论以下问题以下问题。(1)(1)最早出现的生物是哪一类生物？它们生最早出现的生物是哪一类生物？它们生活在什么环境中？活在什么环境中？(2)(2)多细胞生物大约是什么时期出现的？它多细胞生物大约是什么时期出现的？它们生活在什么环境中？们生活在什么环境中？(3)(3)最早登陆的生物是植物还是动物？最早登陆的生物是植物还是
42、动物？为什么？为什么？植物，否则动物登陆后就会饿死。植物，否则动物登陆后就会饿死。厌氧的单细胞生物，它们生活在海洋中厌氧的单细胞生物，它们生活在海洋中在寒武纪出现的，它们生活在海洋中。在寒武纪出现的，它们生活在海洋中。(4)(4)同今天你所看到的地球相比，寒武纪时地球同今天你所看到的地球相比，寒武纪时地球上的生态系统有什么特点？上的生态系统有什么特点？当时陆地上还是一片荒芜，生物都生活在海当时陆地上还是一片荒芜，生物都生活在海洋中。洋中。(5)(5)恐龙是什么时候绝灭的？物种绝灭对生物多恐龙是什么时候绝灭的？物种绝灭对生物多样性会产生怎样的影响？样性会产生怎样的影响？恐龙是在中生代后期绝灭的。
43、物种绝灭对生恐龙是在中生代后期绝灭的。物种绝灭对生物多样性的影响是复杂的。恐龙的绝灭有利于哺物多样性的影响是复杂的。恐龙的绝灭有利于哺乳动物的繁盛。乳动物的繁盛。（三）生物进化理论在发展（三）生物进化理论在发展关于自然选择的作用还存在争论：关于自然选择的作用还存在争论：1 1、有人主张，决定生物进化方向、有人主张，决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累；的是中性突变的逐渐积累；2 2、但更多的学者认为，基因突变、但更多的学者认为，基因突变并不是都是中性的，有些基因突变反映并不是都是中性的，有些基因突变反映在个体的性状上，与环境相适应的程度在个体的性状上，与环境相适应的程度有差异，因此，不能否认
44、自然选择的作有差异，因此，不能否认自然选择的作用。用。关于物种的形成是否是渐变也还存关于物种的形成是否是渐变也还存在着争议。在着争议。1 1、种群种群是是生物进化生物进化的的基本单位基本单位，生物，生物进化进化的的实实质质在于在于种群基因频率种群基因频率的的改变改变；2 2、突变和基因重组突变和基因重组、自然选择自然选择及及隔离隔离是物种形是物种形成过程的成过程的三个基本环节三个基本环节，通过它们的综合作用，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成；种群产生分化，最终导致新物种的形成；3 3、突变和基因重组突变和基因重组产生生物进化的产生生物进化的原材料原材料，自自然选择然选择使
45、种群的使种群的基因频率定向改变并决定生物基因频率定向改变并决定生物进化的方向进化的方向，隔离隔离是新物种形成的是新物种形成的必要条件必要条件。本课小结 以以自然选择学说为核心自然选择学说为核心的现代生物进化理论的现代生物进化理论的基本观点是的基本观点是1.1.对于突变与进化的关系对于突变与进化的关系,以下说法正确的以下说法正确的()()A.A.有利的突变太少有利的突变太少,不足以作为生物进化的原始材不足以作为生物进化的原始材料料B.B.突变可以增加等位基因的数量突变可以增加等位基因的数量,但突变了的基因但突变了的基因都是隐性基因都是隐性基因C.C.基因突变基因突变 基因重组和染色体变异统称为突
46、变基因重组和染色体变异统称为突变D.D.突变的有利与否不是绝对的突变的有利与否不是绝对的,往往因所处环境的往往因所处环境的不同而异不同而异课堂练习D D2.2.下列有关生物进化的论述中下列有关生物进化的论述中,不符合达尔文不符合达尔文进化学说基本观点的是进化学说基本观点的是()()A.A.遗传和变异是自然选择发生作用的基础遗传和变异是自然选择发生作用的基础B.B.生物的变异是不定向的生物的变异是不定向的,自然选择是定向的自然选择是定向的C.C.变异经过长期的自然选择和积累变异经过长期的自然选择和积累,就可能产就可能产生出生物的新类型生出生物的新类型D.D.环境改变使生物产生定向变异环境改变使生
47、物产生定向变异,以适应变化以适应变化的环境的环境D D3.3.下列有关物种形成的说法下列有关物种形成的说法,不正确的是不正确的是()()A.A.自然选择可以定向改变种群的基因频率自然选择可以定向改变种群的基因频率,因而可因而可能导致新物种的形成能导致新物种的形成B.B.突变和基因重组可以使种群产生定向变异突变和基因重组可以使种群产生定向变异,因而因而可能导致新物种的形成可能导致新物种的形成C.C.经过突变和基因重组经过突变和基因重组 自然选择及隔离三个基自然选择及隔离三个基本环节本环节,能导致新物种形成能导致新物种形成D.D.经过长期的地理隔离经过长期的地理隔离,最后出现生殖隔离最后出现生殖隔
48、离,从而从而导致新物种的形成导致新物种的形成B4.4.对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现现:780:780名女生中有患者名女生中有患者2323人人,携带者携带者5252人人;820;820名名男生中有患者男生中有患者6565人人 那么该群体中色盲基因的那么该群体中色盲基因的频率是频率是()()A.4.4%B.5.1%A.4.4%B.5.1%C.6.8%D.10.2%C.6.8%D.10.2%C C5.5.下列为现代生物进化理论的概念图下列为现代生物进化理论的概念图,以下说以下说法正确的是法正确的是()()C CA.A.是生物的突变和重组是生物的突变和重组
49、B.B.是自然选择是自然选择C.C.是自然选择学说是自然选择学说D.D.是物种多样性是物种多样性6.6.下列关于生物进化问题的叙述中下列关于生物进化问题的叙述中,正确的是正确的是()()生殖隔离是生物进化的实质生殖隔离是生物进化的实质不同物种之间必然存在生殖隔离不同物种之间必然存在生殖隔离种群基因库间出现差异是产生生殖隔离的根本原因种群基因库间出现差异是产生生殖隔离的根本原因隔离隔离 可遗传的变异和自然选择导致了物种的多样性可遗传的变异和自然选择导致了物种的多样性达尔文的自然选择学说认为种群是生物进化的单位达尔文的自然选择学说认为种群是生物进化的单位自然选择导致了生物的定向变异与进化自然选择导
50、致了生物的定向变异与进化A.A.B.B.C.C.D.D.B 解析解析:生物进化的实质在于种群基因频率的改生物进化的实质在于种群基因频率的改变变,地理隔离使两个种群的基因不能进行交流地理隔离使两个种群的基因不能进行交流,在各在各自环境的选择下朝着不同的方向改变着各自种群的自环境的选择下朝着不同的方向改变着各自种群的基因库和基因频率基因库和基因频率,当这种改变突破了种的界限时当这种改变突破了种的界限时,产生了生殖隔离产生了生殖隔离,便形成了两个新的物种便形成了两个新的物种 达尔文的达尔文的自然选择学说认为个体是生物进化的单位自然选择学说认为个体是生物进化的单位,现代生物现代生物进化理论认为种群是生
