1、生物的进化复习生物的进化复习考试说明考试说明1、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2、生物进化与生物多样性的形成、生物进化与生物多样性的形成 综合脉络 可遗传的变异可遗传的变异 不可遗传的变异不可遗传的变异 基因重组基因重组 基因突变基因突变 染色体变异染色体变异 生物的进化生物的进化 自然选择学说自然选择学说 现代生物进化理论现代生物进化理论 生物的变异生物的变异 为为生生物物进进化化提提供供原原材材料料 自然选择学说自然选择学说 主要内容主要内容 评评 价价 过度繁殖过度繁殖 生存斗争生存斗争 遗传变异遗传变异 适者生存适者生存 意意 义义 不不 足足 条件条件动力动力
2、 基础基础 结果结果、自然选择学说、自然选择学说 实例实例：达尔文对长颈鹿进化过程的解释达尔文对长颈鹿进化过程的解释长颈鹿的祖先长颈鹿的祖先过度繁殖过度繁殖后代个体间的差异后代个体间的差异生存斗争长颈、长前肢个体长颈、长前肢个体（遗传积累）（遗传积累）适者生存自然选择现代长颈鹿现代长颈鹿（变异）自然选择的几个问题自然选择的几个问题选择的对象选择的对象表面上表面上:实质上实质上:分子水平上分子水平上:一个个不同生物个体一个个不同生物个体个体所包含的变异个体所包含的变异变异所对应的基因变异所对应的基因选择的因素：选择的因素：个体所处的个体所处的自然环境自然环境。如：农田中的抗药性害虫的出现如：农田
3、中的抗药性害虫的出现 狼和鹿的相互选择狼和鹿的相互选择选择的手段：选择的手段：选择的结果：选择的结果：生存斗争生存斗争适者生存，不适者被淘汰适者生存，不适者被淘汰过度繁殖过度繁殖有限的生活条件有限的生活条件+导致导致生存斗争生存斗争+变异变异导致导致适者生存适者生存+有利性状遗传有利性状遗传导致导致生物新类型出现生物新类型出现 在长期的自然选择过程中，微小的有利变异得在长期的自然选择过程中，微小的有利变异得到积累变为显著变异，从而产生了适应特定环境到积累变为显著变异，从而产生了适应特定环境的生物新类型。的生物新类型。自然选择学说的自然选择学说的主要内容主要内容：1 1、过度繁殖、过度繁殖2 2
4、、生存斗争、生存斗争3 3、遗传变异、遗传变异4 4、适者生存、适者生存自然选择学说的自然选择学说的意义意义：科学解释生物进化的原因，以及生物科学解释生物进化的原因，以及生物多样性和适应性。多样性和适应性。不能科学解释遗传变异的本质。不能科学解释遗传变异的本质。生物进化的原因局限于个体水平。生物进化的原因局限于个体水平。不能很好地解释物种大爆发等现象。不能很好地解释物种大爆发等现象。自然选择学说的自然选择学说的局限性局限性：二、拉马克的进化学说二、拉马克的进化学说 地球上的所有生物都不是神造的，是由更古地球上的所有生物都不是神造的，是由更古老的生物进化来的。老的生物进化来的。生物是由低等到高等
5、逐渐进化的。生物是由低等到高等逐渐进化的。生物各种适应性特征的形成都是由于生物各种适应性特征的形成都是由于用进废用进废退退和和获得性遗传获得性遗传。达尔文以后进化理论的发展：达尔文以后进化理论的发展：性状水平性状水平深入到深入到基因水平基因水平以生物个体为单位以生物个体为单位以种群为基本单位以种群为基本单位发展到发展到 形成以自然选择学说为基础的现代生物进化理论。认识到了遗传和变异的本质认识到了遗传和变异的本质获得性遗传的观点，已经被多数人摈弃。获得性遗传的观点，已经被多数人摈弃。现代生物进化理论现代生物进化理论 种群是生物进种群是生物进化的基本单位化的基本单位物种形成的三物种形成的三个基本环
6、节个基本环节有关概念：种群、物种、有关概念：种群、物种、基因库、基因频率基因库、基因频率观点：生物进化的实质是种观点：生物进化的实质是种 群基因频率的改变群基因频率的改变突变和重组产生进化的原材料突变和重组产生进化的原材料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隔离导致物种的形成隔离导致物种的形成三、现代生物进化理论三、现代生物进化理论（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、种群、种群-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一群个体。的一群个体。特点：彼此可以交配，实现基因交流特点：彼此可以交配，实现基因交流例：一个池塘中的全部鲤鱼。例：一个池塘
7、中的全部鲤鱼。一片草地的所有蒲公英。一片草地的所有蒲公英。2、基因库：、基因库：一个种群的全部个体所含有的全部基因一个种群的全部个体所含有的全部基因 从种群中随机抽出从种群中随机抽出100个个体，测知个个体，测知基因型为基因型为AA、Aa和和aa的个体分别是的个体分别是30、60和和10个，那么基因个，那么基因A和和a的基因频率分的基因频率分别是多少？别是多少？A:60%A:60%a:40%a:40%3、基因频率的有关问题基因频率的有关问题 基因频率的概念基因频率的概念:是某基因在某个种群中出是某基因在某个种群中出现的比例。现的比例。种群基因频率发生变化的过程种群基因频率发生变化的过程是生物进
8、化的实质。是生物进化的实质。影响基因频率变化的因素有基因突变、基影响基因频率变化的因素有基因突变、基因重组、染色体变异、自然选择、迁移等。因重组、染色体变异、自然选择、迁移等。通过表现型个体数计算基因频率通过表现型个体数计算基因频率 例：中心血站调查了例：中心血站调查了1788个个MN血型血，其中血型血，其中397人人是是M型（型（LMLM），），861人是人是MN性（性（LMLN），），530人是人是N型（型（LNLN），请分别计算），请分别计算LM和和LN的基因频率。的基因频率。据题意可知，据题意可知，M型者含有两个型者含有两个LM基因，基因，MN型者含型者含有一个有一个LM基因和一个基因
9、和一个LN基因，基因，N型者含有两个型者含有两个LN基基因，故本题应如此计算：因，故本题应如此计算：LM%(2397861)/(17882)100%46.3%LM%(8612530)/(17882)100%53.7%通过基因型频率计算基因频率通过基因型频率计算基因频率 一个等位基因的频率等于它的纯合子频率一个等位基因的频率等于它的纯合子频率与与1/2杂合子频率之和杂合子频率之和。如下：。如下：AA基因型频率为基因型频率为0.30；Aa基因型频率为基因型频率为 0.60；aa基因型频率为基因型频率为0.10 A基因的频率为：基因的频率为：0.30+1/20.600.60 a基因的频率为：基因的频
10、率为：0.10+1/20.600.40 所以，所以，种群中一对等位基因的频率之和等种群中一对等位基因的频率之和等于于1；种群中基因型频率之和也等于；种群中基因型频率之和也等于1。同类变式同类变式 据调查，某地人群基因型为据调查，某地人群基因型为XBXB的比例为的比例为42.32%、XBXb为为7.36%、XbXb为为0.32%、XBY为为46%、XbY为为4%，求在该地区求在该地区XB和和Xb的基因频率分别为的基因频率分别为 答案92%，8%解析解析取取100个个体，由于个个体，由于B和和b这对等位基因只存在于这对等位基因只存在于X染色体上，染色体上，Y染色体上无相应的等位基因。故基因总数为染
11、色体上无相应的等位基因。故基因总数为150个，而个，而XB和和Xb基因基因的个数分别为的个数分别为42.322+7.36+46138，7.36+0.322+412，再计，再计算百分比。算百分比。XB、Xb基因频率分别为基因频率分别为138/15092%，12/1508%(同类变式）在一个种群中，随机抽取同类变式）在一个种群中，随机抽取400个个体，其中个个体，其中125个个体基因型为个个体基因型为aa，145个个体基因型为个个体基因型为AA，则该种群中，则该种群中A、a的基的基因频率分别是：因频率分别是：A 31.25%63.75%B 36.25%63.75%C 32.5%67.5%D 52.
12、5%47.5%如果一个种群符合下列条件：如果一个种群符合下列条件：1、种群是极大的；、种群是极大的；2、种群个体间的交配是随机的；种群个体间的交配是随机的；3、没有突变产生；、没有突变产生；4、种、种群之间不存在个体的迁移或基因交流；群之间不存在个体的迁移或基因交流；5、没有自然选择。、没有自然选择。那么，该种群的基因那么，该种群的基因(型型)频率就可以一代代稳定不变，频率就可以一代代稳定不变，保持平衡。保持平衡。用用p代表基因代表基因Y的频率，的频率，q代表等位基因代表等位基因y的频率。的频率。那么，遗传平衡定律可写成：那么，遗传平衡定律可写成：(p+q)2=p2+2pq+q2=1 p2代表
13、纯合子代表纯合子YY的频率，的频率，q2代表纯合子代表纯合子yy的频率，的频率，2pq代表杂合子代表杂合子Yy的频率。的频率。遗传平衡定律遗传平衡定律 (哈代哈代-温伯格平衡温伯格平衡)注意：遗传平衡指的是理想的种群。在自然条件下，这样的种注意：遗传平衡指的是理想的种群。在自然条件下，这样的种群是不存在的。因为在自然界中，种群的进化是必然的。群是不存在的。因为在自然界中，种群的进化是必然的。例例1某人群中每某人群中每10000人中有一白化病患者人中有一白化病患者(aa)，问该人群中带有，问该人群中带有a基因的杂合体概率是基因的杂合体概率是 同类变式同类变式人类的苯丙酮尿症是代谢疾病，由隐性基人
14、类的苯丙酮尿症是代谢疾病，由隐性基因控制。如果群体的发病率是因控制。如果群体的发病率是1/10000，表现型正常的，表现型正常的个体与苯丙酮尿症患者婚配，生出患苯丙酮尿症小孩个体与苯丙酮尿症患者婚配，生出患苯丙酮尿症小孩的概率约为的概率约为 解析已知基因型aa的频率为1/10000则基因a的频率q=0.01，基因A的频率p=10.01=0.99，则基因型Aa的频率为2pq=20.990.01=0.0198 答案0.0198同类变式同类变式计算子代基因型频率计算子代基因型频率 假设某动物种群中，一对等位基因假设某动物种群中，一对等位基因B、b的频率的频率B=0.9，b=0.1，其后代基因型为，其
15、后代基因型为BB、Bb、bb，那么后代三种个体的基因型频率，那么后代三种个体的基因型频率分别为分别为 、。若环境的选择。若环境的选择作用使作用使B的频率由的频率由0.9降为降为0.6，选择后的第，选择后的第二代的三种基因型的频率为二代的三种基因型的频率为 .若这种选择继续保持不变，后代基因型若这种选择继续保持不变，后代基因型频率的变化规律是频率的变化规律是 。0.810.010.180.36 0.48 0.16后代中后代中BB将减少，将减少，bb将增多将增多（二）突变和基因重组产生进化的原材料（二）突变和基因重组产生进化的原材料1、可遗传的变异：基因突变、基因重组、染、可遗传的变异：基因突变、
16、基因重组、染色体变异色体变异2、突变的有害和有利取决于生物的生存环境、突变的有害和有利取决于生物的生存环境3、变异是不定向的，不能决定生物进化的方向。、变异是不定向的，不能决定生物进化的方向。(三）自然选择决定生物进化的方向三）自然选择决定生物进化的方向1、原因：、原因：淘汰不利淘汰不利变异的基因变异的基因积累有利积累有利变异的基因变异的基因2、结果：使基因频率、结果：使基因频率定向定向改变改变四、四、物种的形成物种的形成物种物种定义：定义：一定自然区域，彼此相互交配一定自然区域，彼此相互交配并产生可育后代的一群个体。并产生可育后代的一群个体。与种群的系：与种群的系：一个物种包括多个种群一个物
17、种包括多个种群 种群和物种种群和物种 概念不同：概念不同：种群种群生活在同一地点的同种生物的一群个体生活在同一地点的同种生物的一群个体 物种物种分布在一定的自然区域，具有一定的形分布在一定的自然区域，具有一定的形 态和功能，而且在自然状态下能够相互态和功能，而且在自然状态下能够相互 交配和繁殖，并能产生可育后代的一群交配和繁殖，并能产生可育后代的一群 生物个体。生物个体。范围不同：范围不同：种群种群较小范围内的同种生物的个体较小范围内的同种生物的个体 物种物种有许多分布在不同区域的同种生物的种群有许多分布在不同区域的同种生物的种群 组成的。组成的。2 2、隔离在物种形成中的作用、隔离在物种形成
18、中的作用 任何基因频率的改变，不论其变任何基因频率的改变，不论其变化的大小如何，均属于生物进化的范化的大小如何，均属于生物进化的范畴。而作为物种的形成，则必须当基畴。而作为物种的形成，则必须当基因频率的改变导致生殖隔离是，才算因频率的改变导致生殖隔离是，才算完成。它们在基因频率的改变程度上完成。它们在基因频率的改变程度上是有很大差别的。因而是有很大差别的。因而隔离是物种形隔离是物种形成的必要条件，而非生物进化的必要成的必要条件，而非生物进化的必要条件条件。（1 1）同种物种能成功交配。）同种物种能成功交配。（2 2）不能成功交配的是两个不同的物种。）不能成功交配的是两个不同的物种。即使交配成功
19、后代也不可育。即使交配成功后代也不可育。骡是不育的，所以马和驴是两个物种。骡是不育的，所以马和驴是两个物种。虎狮兽是不育的，所以虎和狮是两个物种。虎狮兽是不育的，所以虎和狮是两个物种。这种现象叫做生殖隔离生殖隔离产生的原因：先有地理隔离。P119：地理隔离导致生殖隔离：地理隔离导致生殖隔离物种形成过程物种形成过程种种群群地理隔离地理隔离小小种种群群自然选择自然选择生殖隔离生殖隔离新新物物种种发生改变发生改变基因频率基因频率（有（有突变和基因重组突变和基因重组产生变异）产生变异）经过长期的地理隔离而达到生殖隔离经过长期的地理隔离而达到生殖隔离物种形成的关键物种形成的关键分类学上把只有地理隔离的同
20、一物种的几个种群分类学上把只有地理隔离的同一物种的几个种群叫亚种叫亚种。小结：现代生物进化理论小结：现代生物进化理论种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位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选择决定进化的方向自然选择决定进化的方向隔离导致物种的形成隔离导致物种的形成五、共同进化与生物多样性的形成五、共同进化与生物多样性的形成1、共同进化（、共同进化（P124）2、生物多样性：基因多样性、物种多样性、生物多样性：基因多样性、物种多样性和生态系统多样性和生态系统多样性 1图表示最早生活在这图表示最早生活在这个区域同种生物的群体个区域同种生物的群体由于屏障由于屏
21、障(水水)的阻碍，已的阻碍，已经分离为两个独立的群经分离为两个独立的群体。如果群体体。如果群体A经历了经历了长期的生活环境剧烈的长期的生活环境剧烈的变化，而群体变化，而群体B的环境的环境无大变化，则群体无大变化，则群体A的的进化速度将可能是进化速度将可能是 A比群体比群体B快快 B比群体比群体B慢慢 C与群体与群体B相同相同 D停止进化停止进化 2 2下图表示下图表示4种不同森林环境的树干样品，种不同森林环境的树干样品，在一个大城市附近的森林环境中释放了在一个大城市附近的森林环境中释放了1000只白色的和只白色的和1000只黑色的飞蛾。三周只黑色的飞蛾。三周后重新捕捉到后重新捕捉到778只白飞蛾和只白飞蛾和135只黑飞蛾。只黑飞蛾。该城市附近的树干很可能类似于该城市附近的树干很可能类似于 A B C D
