1、6.26.2 现代生物进化理论的现代生物进化理论的 主要内容主要内容 一个基因所控制的性状对个体生一个基因所控制的性状对个体生 存和繁殖后代的贡献越大存和繁殖后代的贡献越大, ,拥有该基因拥有该基因 的个体的可能越多的个体的可能越多! !当然就会使越来越当然就会使越来越 多的虎拥有自己的拷贝多的虎拥有自己的拷贝! ! 一、种群基因频率的一、种群基因频率的 改变与生物进化改变与生物进化 探究活动探究活动 情景情景：如果在灰色翅（基因型为如果在灰色翅（基因型为aa)昆虫的群体中偶然出昆虫的群体中偶然出 现一只绿色翅（现一只绿色翅（Aa)的变异个体，且绿色比灰色更不容易的变异个体，且绿色比灰色更不容
2、易 被敌害发现。被敌害发现。 讨论题目：讨论题目： 1.根据达尔文“适者生存、不适者淘汰”的观点该根据达尔文“适者生存、不适者淘汰”的观点该 绿色个体能被选择下来吗？绿色个体能被选择下来吗？ 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好的生活下来，它体内的A基基 因怎样才能传递给后代？因怎样才能传递给后代？ 在自然界中，没有哪一个体是长生不死的，个体的在自然界中，没有哪一个体是长生不死的，个体的 表现表现型也会随着个体的死亡而消失，但决定表现型的型也会随着个体的死亡而消失，但决定表现型的 基因却可以基因却可以通过有性生殖才传给后代 通过有性生殖才传给后代， ，因此研究生物的
3、进因此研究生物的进 化仅仅研究个体的表现型是否与环境适应是不够的，化仅仅研究个体的表现型是否与环境适应是不够的， 还需要研究还需要研究群体 群体的基因组成变化。 的基因组成变化。 探究活动（一）探究活动（一） 情景：情景：如果在灰色翅（基因型为 如果在灰色翅（基因型为aa)昆虫的群体中偶然昆虫的群体中偶然 出现一只绿色翅（出现一只绿色翅（Aa)的变异个体，且绿色比灰的变异个体，且绿色比灰 色更不容易被敌害发现。色更不容易被敌害发现。 如果该绿色个体（如果该绿色个体（Aa）已经很好的生活下来，它体内的）已经很好的生活下来，它体内的A 基因怎样才能遗传给后代？请写出遗传图解。基因怎样才能遗传给后代
4、？请写出遗传图解。 出现有利变异个体内出现有利变异个体内 的有利基因只有在群体的有利基因只有在群体 中中,通过有性生殖才能世通过有性生殖才能世 代延续。代延续。 X AA Aa 绿翅绿翅 AA 绿翅绿翅 （1） P: Aa 绿翅绿翅 配子配子 A a A F1: 绿翅绿翅 aa 灰翅灰翅 X Aa Aa 绿翅绿翅 AA 绿翅绿翅 （2） Aa 配子配子 A a A a Aa 绿翅绿翅 P: F1: 绿翅绿翅 绿翅绿翅 aa 灰翅灰翅 X Aa Aa 绿翅绿翅 （3） aa 配子配子 A a a P: F1: 绿翅绿翅 绿翅绿翅 研究生物的进化仅仅研究个体研究生物的进化仅仅研究个体 的表现型是否
5、与环境适应是不的表现型是否与环境适应是不 够的，还必须研究够的，还必须研究群体 群体的基因 的基因 组成变化。组成变化。 这个群体就是这个群体就是种群种群！ ( (一一) )种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位 探究活动（二）探究活动（二） 1.什么叫做种群？什么叫做种群？ 生活在生活在一定区域一定区域的的同种同种生物的生物的全部全部个体叫做种群个体叫做种群. 种群中的个体并不是机种群中的个体并不是机 械地集合在一起械地集合在一起, ,而是彼此而是彼此 可以交配可以交配, ,并通过繁殖将各并通过繁殖将各 自的基因传给后代自的基因传给后代. . 现在练练吧！ 探究活动（二）探究活动（
6、二） 2.阅读阅读114页的第三自然段，探究并回答问题。页的第三自然段，探究并回答问题。 （1）种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代）种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代 代相传。这句话表明种群在进化过程中处于什么地位？代相传。这句话表明种群在进化过程中处于什么地位？ 说明说明在自然界中，种群是生物繁殖、进化的基在自然界中，种群是生物繁殖、进化的基 本单位。本单位。 下列属于种群的是下列属于种群的是 （ ） A.一块水田里的全部水稻一块水田里的全部水稻 、水草、水草 B 一块稻田里的全部幼蚜、有翅、无翅的成蚜一块稻田里的全部幼蚜、有翅、无翅的成蚜 C 一块朽木上的全部真菌一块朽木上
7、的全部真菌 D. 一个池塘中全部鱼一个池塘中全部鱼 下列关于种群的说法不正确的是下列关于种群的说法不正确的是 （ ） 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.种群是生物繁殖的基本单位种群是生物繁殖的基本单位 C.中国大陆上所有老虎是一个种群中国大陆上所有老虎是一个种群 D.同一种群的个体可以自由交配 同一种群的个体可以自由交配 B C 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。 探究活动（三）探究活动（三） 1.什么是种群的基因库？什么是种群的基因库？ 一个种群一个种群中中全
8、部个体全部个体所含所含 有的有的全部基因全部基因叫这个种群叫这个种群 的基因库。的基因库。 什么是种群的基因频率？什么是种群的基因频率？ 在一个种群基因库中， 某基因占全部等位基 因的 比率叫做基因频 率。 2.基因频率的计算基因频率的计算 某昆虫种群中，绿色翅的基因为某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, A, 褐色翅的基因位褐色翅的基因位 a a，调查发现，调查发现AAAA、AaAa、aaaa的个体分别占的个体分别占3030、6060、10,10,那那 么么A A、a a的基因频率是多少？（自读的基因频率是多少？（自读115115页）页） A= 302+60 _ 200 = 60% 200 a=
9、 102+60 _ = 40% A + a = 1 此种基因的个数此种基因的个数 种群中该对等位基因的总数种群中该对等位基因的总数 此种基因的个数此种基因的个数=纯合子个体数纯合子个体数 X 2X 2杂合子个体数杂合子个体数 种群中该对等位基因的总数种群中该对等位基因的总数=个体总数个体总数 X 2X 2 通过基因型个体数量计算基因频率通过基因型个体数量计算基因频率 某种基因的某种基因的 基因频率基因频率 = 例例1、从某种群抽取、从某种群抽取100个个体，测知基因型个个体，测知基因型AA、Aa、aa 的个体分别为的个体分别为30、60、10个。个。 则则A基因的频率为基因的频率为 23060
10、 1002 100%=60% 则则a基因的频率为基因的频率为 21060 1002 100%=40% 2、基因型频率：、基因型频率： 指在一个进行有性繁殖的群体中，不同指在一个进行有性繁殖的群体中，不同 基因型所占的比例。基因型所占的比例。 已知基因型频率，则基因频率等于包含特定基因的纯已知基因型频率，则基因频率等于包含特定基因的纯 合体频率与杂合体频率的一半合体频率与杂合体频率的一半 AA基因频率为基因频率为 30 100 = 0.3 Aa基因频率为基因频率为 = 0.6 aa基因频率为基因频率为 60 100 10 100 = 0.1 则则A基因频率为基因频率为0.3+1/20.6=0.6
11、 a基因频率为基因频率为0.1+1/20.6=0.4 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 (5) (6) (1) (2) (3) (4) 假设假设115115页题目中的种群满足以下五个条件：页题目中的种群满足以下五个条件： 昆虫群体数量足够大昆虫群体数量足够大， 没有迁入与迁出没有迁入与迁出， 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， AAAA、AaAa、aaaa三种基因型昆虫的生存能力完全相同三种基因型昆虫的生存能力完全相同 （也也 就是说自然选择对就是说自然选择对A A、a a控制的翅型性状没有作用控制的翅型性状没有作用
12、） A A和和a a都不产生突变都不产生突变, ,即没有基因突变和染色体变异即没有基因突变和染色体变异。 在有性生殖过程中，如果符合以上的理想条件，在有性生殖过程中，如果符合以上的理想条件， (1)该该种群种群产生的产生的A 配子和配子和a 配子的比率各是多少配子的比率各是多少? A 60% a 40% 卵细胞卵细胞 精子精子 A 60% a 40% 36% 24% 16% AA Aa Aa 24% aa 子一子一 代基代基 因型因型 频率频率 在有性生殖过程中，如果符合遗传平衡，产生的雌雄配 子： 36% 24% 16% AA Aa Aa 24% aa A 60% a 40% 卵子 A 60
13、% a 40% 精子 遗 传 平 衡 定 律 其中其中p p代表代表A A基因的频率，基因的频率，q q代表代表a a基因的频率。基因的频率。 则则p+q=1p+q=1，(p(pq)q)2 2=p=p2 22pq2pqq q2 2=1=1 并得出并得出p p2 2代表代表AAAA的频率，的频率， q q2 2代表代表aaaa的频率，的频率，2pq2pq代表代表 杂合子杂合子AaAa的频率。的频率。 (2)子代基因型的频率各是多少子代基因型的频率各是多少? (3)子代种群的基因频率各是多少子代种群的基因频率各是多少? 30% 30% 30% 10% 36% 48% 60% 40% 16% 亲代基
14、因型的频率亲代基因型的频率 AA (30%) Aa(60%) aa (10%) 配子的比率配子的比率 A( ) A( ) a( ) a( ) 子代基因型的频率子代基因型的频率 AA( ) Aa( ) aa( ) 子代种群的基因频率子代种群的基因频率 A ( ) a( ) 亲代亲代 子一代子一代 子二代子二代 子三代子三代 基因基因 型频型频 率率 AA 30% Aa 60% aa 10% 基因基因 频率频率 A 60% a 40% 36% 48% 16% 60% 40% 36% 16% 48% 60% 40% 60% 40% 36% 48% 16% (4)在讨论题在讨论题2中的群体中的群体满足
15、五个条件满足五个条件的情况下的情况下,计算子计算子 二代、子三代的基因频率与基因型频率二代、子三代的基因频率与基因型频率 ; 分析一下各分析一下各 代基因频率与基因型频率相同吗？代基因频率与基因型频率相同吗？ 满足五个假设条件满足五个假设条件的种群是理想的种群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样的种群是不存在的. .这也从这也从 反面说明了在自然界中反面说明了在自然界中, ,种群的基因频率种群的基因频率迟早迟早 要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. . （5 5）上述计算结果是在满足五个假设条件的基础上计上
16、述计算结果是在满足五个假设条件的基础上计 算的算的，对自然界的种群来说对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗这五个条件都能成立吗？ 特别是如果第特别是如果第点假设点假设（ （基因基因A和和a都不产生突变都不产生突变,即没有基即没有基 因突变和染色体变异因突变和染色体变异。）成立这与前面我们所学的基因突 成立这与前面我们所学的基因突 变的哪个特性相违背变的哪个特性相违背？ 与基因突变的普遍性相违背。与基因突变的普遍性相违背。 (6)、如果该种群出现新的突变型，也就是、如果该种群出现新的突变型，也就是 产生新的等位基因（产生新的等位基因（A2），种群的基因频），种群的基因频 率会变化吗？基因率会
17、变化吗？基因A2的频率可能会怎样变的频率可能会怎样变 化？化？ 突变产生的新基因会使种群的基因频率发突变产生的新基因会使种群的基因频率发 生变化。生变化。 基因基因A A2 2的频率是增加还是减少，要看这一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。 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 遗传平衡定律遗传平衡定律 遗传平衡定律是由英国数学家哈代遗传平衡定律是由英国数学家哈代 和德国医生温伯格分别于和德国医生温伯格分别于19081908年和年和 19091909年独立证明
18、的，这一定律又称年独立证明的，这一定律又称哈哈 代代温伯格定律，温伯格定律，它是指在一个它是指在一个极极 大的随机交配大的随机交配的种群中，在的种群中，在没有突变、没有突变、 选择和迁移选择和迁移的条件下，种群的基因频的条件下，种群的基因频 率和基因型频率可以世代相传率和基因型频率可以世代相传不发生不发生 变化，保持平衡变化，保持平衡。 若种群中一等位基因为若种群中一等位基因为A A和和a a，设，设A A的基因频的基因频 率率=p=p，a a的基因频率的基因频率=q =q ， 因为因为(p(pq)=A%+a%=1q)=A%+a%=1， 则（则（p+qp+q）2 2=p=p2 2+2pq+q+
19、2pq+q2 2=AA%+Aa%+aa%=1 =AA%+Aa%+aa%=1 。 AAAA的基因型频率的基因型频率=p=p2 2； aaaa的基因型频率的基因型频率=q=q2 2； AaAa的基因型频率的基因型频率=2pq=2pq。 总总 结结 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化 ( (一一) )种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位 1、种群、基因库、基因频率等概念、种群、基因库、基因频率等概念 2、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 现在练练吧！ 下列关于基因库的叙述正确的是下列关于基因库的叙述正确的是 ( )( ) A A一个种群中一
20、个个体所含有的全部基因叫做这个种群一个种群中一个个体所含有的全部基因叫做这个种群 的基因库的基因库 B B一个种群中全部个体所含有的显性基因叫做这个种群一个种群中全部个体所含有的显性基因叫做这个种群 的基因库的基因库 C C一个种群中全部个体所含有的全部基因叫做这个种群一个种群中全部个体所含有的全部基因叫做这个种群 的基因库的基因库 D D一个种群的基因库会随着种群中一代一代的死亡而消一个种群的基因库会随着种群中一代一代的死亡而消 减和灭亡减和灭亡 C AAAA、AaAa、aaaa的个体分别占的个体分别占24%24%、72%72%、4%4%那么那么 A A、 a a的基因频率是多少？的基因频率
21、是多少？ （ ） A. 36%A. 36%和和64% B. 57%64% B. 57%和和43% 43% C. 24%C. 24%和和72% D. 60%72% D. 60%和和40%40% D 某种基因的基因频率某种基因的基因频率= 某种基因的纯合子频率某种基因的纯合子频率+1/2杂合子频率杂合子频率 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 A=24% +1/2 X 72% = 60% 据调查得知，某学校的学生中各血型的比据调查得知，某学校的学生中各血型的比 率如下：率如下： IAIA 20% IAi 30% IBIB 10% IBi 20% IAIB 10% ii 10% 计
22、算计算IB的基因频率。的基因频率。 10% +1/2（ 10% + 20%） = 25% 2、假设一对等位基因、假设一对等位基因Aa的频率为的频率为A=0.9,a=0.1,那么那么 AA,Aa,aa三种基因的频率分别为三种基因的频率分别为_,_,_.若环若环 境的选择作用使境的选择作用使A的频率由的频率由0.9降为降为0.7,选择后第二代基因型选择后第二代基因型 为为AA,Aa,aa的频率分别为的频率分别为_,_,_;若选取择若选取择 作用保持不变作用保持不变,后代基因型频率的变化规律是后代基因型频率的变化规律是 _. 0.81 0.18 0.01 0.49 0.42 0.09 AA型逐渐减少
23、型逐渐减少,aa型逐渐增加型逐渐增加 题解题解: 选择前各基因频率为选择前各基因频率为 AA=0.90.9=0.81 Aa=20.90.1=0.18 aa=0.10.1=0.01 选择后第二代各基因型频率为选择后第二代各基因型频率为 AA=0.70.7=0.49 Aa=20.7(10.7)=0.42 aa=(10.7)(10.7)=0.09 3、某植物种群，、某植物种群，AA基因型个体占基因型个体占30%，aa基因型个体基因型个体 占占20%，则：，则： （1）该植物的）该植物的A、a基因型频率分别是基因型频率分别是_、_； （2）若该植物自交，后代中）若该植物自交，后代中AA、aa基因型个体
24、分别占基因型个体分别占 _、_。这时。这时A、a的基因频率分别是的基因频率分别是_、 _。 （3）依现代生物进化理论，这种生物在两年中是否发生进）依现代生物进化理论，这种生物在两年中是否发生进 化化_？原因？原因_。 55% 45% 42.5% 32.5% 55% 45% 没有没有 该生物种群中该生物种群中A、a基因频率没有改变基因频率没有改变 题解：题解：30%AA30%AA 20%aa20%aa 50%Aa 12.5%AA 25%Aa 12.5%aa AA=42.5% Aa=25% aa=32.5% A=55% a=45% 4、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
25、化病患者（aa），问该人），问该人 群带有群带有a基因的杂合体概率是基因的杂合体概率是_。 0.0198 已知基因型已知基因型aa的频率为的频率为1/10000，即，即q2=1/10000，则基因，则基因 a的频率的频率q=0.01，基因，基因A的频率的频率P=1-0.01=0.99 则该人群中带有则该人群中带有a基因的杂合体基因的杂合体Aa=2Pq=2 0.99 0.01=0.0198 方法二、方法二、 题解“方法一、题解“方法一、 先计算出基因型先计算出基因型AA的频率的频率P2=0.992=0.9801 再根据群体中三种基因型再根据群体中三种基因型(AA、Aa、aa）频率之和为）频率之和
26、为1计计 算出基因型算出基因型Aa的频率为的频率为1- 0.9801- 0.0001=0.0198 求位于性染色体上的基因频率求位于性染色体上的基因频率 例例5、某校的一个生物兴趣小组在研究性学习活动中，开、某校的一个生物兴趣小组在研究性学习活动中，开 展了色盲普查活动，他们先从全校的展了色盲普查活动，他们先从全校的1800名学生中随机抽名学生中随机抽 取了取了180名学生（男女学生各半）做为首批调查对象，结名学生（男女学生各半）做为首批调查对象，结 果发现有女性色盲果发现有女性色盲3人，男性色盲人，男性色盲8人，女性携带者人，女性携带者13人，人， 那么，在该校全体学生中色盲基因的频率约为多
27、少？那么，在该校全体学生中色盲基因的频率约为多少？ 题解：题解： 由于色盲基因及其等位基因只位于由于色盲基因及其等位基因只位于X染色体上，染色体上， 而而Y染色体上没有对应的基因染色体上没有对应的基因 因此因此,在在180名学生中该等位基因的总数为名学生中该等位基因的总数为XB+Xb=(女女 性性)902(男性男性)901=270 色盲基因的总数为色盲基因的总数为Xb=3(女性色盲女性色盲) 213(女性携带者女性携带者) 1 8(男性色盲男性色盲) 1=27 得得:色盲基因的频率为色盲基因的频率为: 270 27 100% =10% 10% 基因频率的求解和遗传规律的综合运用基因频率的求解和
28、遗传规律的综合运用 6、囊性纤维变性是一种常染色体遗传病。在欧洲的人群、囊性纤维变性是一种常染色体遗传病。在欧洲的人群 中，每中，每2500个人中就有一个患此病。如一对健康的夫妇有一个人中就有一个患此病。如一对健康的夫妇有一 患此病的孩子，此后，该妇女又与健康的男子再婚。再婚的患此病的孩子，此后，该妇女又与健康的男子再婚。再婚的 双亲生一孩子患病的机会是多少？双亲生一孩子患病的机会是多少？_ 1/100 根据题意根据题意aa的基因频率的基因频率=q2=1/2500，可得，可得q=1/50 A的基因频率的基因频率P=1-q=49/50 题解：关键求出再婚男子是杂合体的概率。题解：关键求出再婚男子
29、是杂合体的概率。 杂合子杂合子Aa的基因型频率的基因型频率=2pq=249/501/50=1/25 双亲的组合双亲的组合Aa1/25Aa=1/251/4=1/100 自然选择对基因频率变化的影响 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 SS 10% 11.5% 13.1% 14.7% Ss 20% 22.9 % 26% 29.2% ss 70% 65.6 % 60.9% 56.1% 基因基因 频率频率 S 20% 23% 26.1% 29.3% 升高升高 s 80% 77% 73.9% 70.7% 降低降低 P117 ( (二二) )突变和基
30、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 基因突变在自然界是普遍存在的，因此基因突变基因突变在自然界是普遍存在的，因此基因突变 产生新的等位基因产生新的等位基因,这就可能使种群的基因频率发生这就可能使种群的基因频率发生 变化变化. 什么是突变？什么是突变？ 现代遗传学研究表明，可遗传的变异来源于基因突现代遗传学研究表明，可遗传的变异来源于基因突 变、基因重组和染色体变异。其中基因突变和染色变、基因重组和染色体变异。其中基因突变和染色 体变异统称为突变。体变异统称为突变。 普遍性普遍性: : 随机性随机性: : 稀有性稀有性: : 有害性：有害性： 不定向性：不定向性：A Aa a1
31、 1或或A Aa a2 2 基因突变的的特点和意义分别是什么基因突变的的特点和意义分别是什么? 意义意义: :基因突变基因突变尽管是随机的、不定向的，在尽管是随机的、不定向的，在 自然状态下，突变频率很低，但却是普遍存在的，自然状态下，突变频率很低，但却是普遍存在的， 它它是新基因产生的途径；是生物变异的根本来源；是新基因产生的途径；是生物变异的根本来源； 是生物进化的原始材料。是生物进化的原始材料。 自然界中生物的自然突变频率很低，而且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。为什么还能够改变种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？群中的基因频率呢？
32、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，这样， 每一代就会产生大量的突变。 此外，突变的有害还是有利此外，突变的有害还是有利 也不是绝对的，这往往取决也不是绝对的，这往往取决 于生物的生存环境。于生物的生存环境。 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104对基因，假定每个基因的突变率对基因，假定每个基因的突变率 都是都是10 5，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
33、（约有108个个个个 体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？ 2 104 10 5 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 某海岛上生活着一种昆虫，经调查翅的长度和个某海岛上生活着一种昆虫，经调查翅的长度和个 体数的关系（纵坐标为个体数量，横坐标为翅的长体数的关系（纵坐标为个体数量，横坐标为翅的长 度）。后来该小岛上经常刮大风，若干年后再进行调度）。后来该小岛上经常刮大风，若干年后再进行调 查，你认为最能代表此时情况的曲线是查，你认为最能代表此时情况的曲线是( ) 选择并解释选
34、择并解释 A B C D D (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）根据前面所学的知识你能做出假设吗根据前面所学的知识你能做出假设吗？ 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” 长满地衣的树干上的桦尺蠖 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的原因。）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。18701870 年桦尺蠖的基因型频率为年桦尺蠖的基因
35、型频率为SS 10% SS 10% ； Ss 20%Ss 20%； ss 70%ss 70%，在树干变黑这，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蠖的生存，使得种群中浅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，桦尺蠖，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？种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？ 第1年 第2年 第3年 第4年 基因 型频 率 SS 1010% % 1111. .5 5% % Ss 2020% % 2222. .9 9
36、% % ss 7070% % 6565. .6 6% % 基因 频率 S 2020% % 2323% % s 8080% % 7777% % 70.7% 26% 29.3% 14.6% 56.1% 60.9% 26.1% 73.9% 29.3% 13.1% 升高 降低 (3)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？变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的出生率有 影响吗？ (4)(4)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基因频率减少，基因频率减少，S基因频率增加基因频
37、率增加 许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌 捕食捕食 天敌看到的是天敌看到的是桦尺蠖得体色（表现型）而不是控制体色的桦尺蠖得体色（表现型）而不是控制体色的 基因基因 自然选择自然选择使种群的基因频率定向改变使种群的基因频率定向改变并并 决定生物进化的方向决定生物进化的方向 桦尺蠖桦尺蠖 深色深色 浅色浅色 栖息环境浅色栖息环境浅色 （个体多）（个体多） （个体少）（个体少） 栖息环境深色栖息环境深色 s基因频率降低基因频率降低 S基因频率升高基因频率升高 浅色浅色 深色深色 s基因频率又降低基因频率又降低 S基因频率又升高基因频率又升高 s
38、基因频率基因频率95% S基因频率基因频率95% 原因是：原因是： 淘汰不利变异基因、积累有利变异基因淘汰不利变异基因、积累有利变异基因 结论：自然选择决定生物进化的方向结论：自然选择决定生物进化的方向 再来练练兵！ 结果是：结果是： 使基因频率定向改变。使基因频率定向改变。 影响基因频率的因素：影响基因频率的因素： 突变突变、基因重组和、基因重组和自然选择自然选择 生物进化的实质就是：生物进化的实质就是： 种群是生物进化的单位，也是生物种群是生物进化的单位，也是生物 （ ）的单位。）的单位。 繁殖繁殖 生物进化生物进化=种群基因频率变化种群基因频率变化 种群基因频率发生变化的过程。种群基因频
39、率发生变化的过程。 小结：小结： 小结（小结（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（ ）的，经过长）的，经过长 期的自然选择，其中不利变异被不断淘汰，有利期的自然选择，其中不利变异被不断淘汰，有利 变异逐渐（变异逐渐（ ），从而使种群的基因频率发），从而使种群的基因频率发 生（生（ ）改变，导致生物朝向一定方向进化。）改变，导致生物朝向一定方向进化。 可见，生物进化的方向是由（可见，生物进化的方向是由（ ）决定）决定 的。的。 不定向不定向 积累积累 定向定向 自然选择自然选择 种群中产生的变异种群中产生的变异（ ） 自然选择方向自然
40、选择方向( ) 不定向不定向 定向定向 6.6.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蛾的数量比。这些变化产生区。下表为该地区不同时期的两个变种尺蛾的数量比。这些变化产生 的原因是的原因是 ( )( ) A A灰尺蛾迁离，黑尺蛾迁入灰尺蛾迁离，黑尺蛾迁入 B 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 C自然选择作用自然选择作用 D D人工选择的作用人工选择的作用 7 7. .用现代生物进化理论分析解释狼的进化过程用现代生物进化理论分析解释狼的进化过程。 ( (1
41、 1) )狼群中存在不同类型的个体狼群中存在不同类型的个体，如有跑得快的如有跑得快的，有跑得慢的有跑得慢的。它说明它说明 生物具有生物具有_的特性的特性，而这种特性是生物进化的而这种特性是生物进化的 。 ( (2 2) )随着环境的改变随着环境的改变，食物稀少食物稀少，跑得快跑得快、凶猛的狼才能获得食物生存凶猛的狼才能获得食物生存 下去下去。这样这样，食物食物、环境对狼起了环境对狼起了_作用作用，而这种作用是而这种作用是_ 的的，它决定着生物进化的它决定着生物进化的_。 森林时期 工业时期 灰蛾 黑蛾 灰蛾 黑蛾 99% 1% 1% 99% C 变异变异 原材料原材料 选择选择 方向方向 定向
42、的定向的 曼彻斯特地区的桦尺蠖，虽然基因频率发生了很大变化，曼彻斯特地区的桦尺蠖，虽然基因频率发生了很大变化， 但是并没有形成新的物种。为什么说它们没有形成新的但是并没有形成新的物种。为什么说它们没有形成新的 物种？怎样判断两个种群是否属于一个物种？物种？怎样判断两个种群是否属于一个物种？ 物种；能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代物种；能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代 的一群生物称为一个物种，简称“种”。的一群生物称为一个物种，简称“种”。 不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成 功，也不能产生可育的后代，这种现象叫生殖隔离。功，
43、也不能产生可育的后代，这种现象叫生殖隔离。 因为马与驴交配产生的后代骡没有生殖能力因为马与驴交配产生的后代骡没有生殖能力 马和驴是不是一个物种？马和驴是不是一个物种？ 在自然界，同一种生物由于地理上的障碍而在自然界，同一种生物由于地理上的障碍而 形成不同的种群，使得种群间不能发生基因形成不同的种群，使得种群间不能发生基因 交流的现象，叫做地理隔离。交流的现象，叫做地理隔离。 隔离隔离 地理隔离地理隔离 生殖隔离生殖隔离 隔离：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由隔离：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由 交流的现象叫做隔离。交流的现象叫做隔离。 东东 北北 虎虎 华华 南南 虎虎
44、隔离在物种形成中的作用隔离在物种形成中的作用 两个不同虎亚种两个不同虎亚种 （马和驴杂交产骡）马和驴杂交产骡） 生殖隔离生殖隔离 注：不同种群之间一旦产生注：不同种群之间一旦产生生殖隔离生殖隔离，就不会有基，就不会有基 因交流了。因交流了。 地理隔离地理隔离 地理隔离地理隔离 突变、基因重突变、基因重 组、自然选择组、自然选择 生殖隔离生殖隔离 新物种新物种 物种的形成：物种的形成： 加拉帕戈斯群岛一的几种地雀加拉帕戈斯群岛一的几种地雀 南南 美美 洲洲 地地 雀雀 因地理隔因地理隔 离导致生离导致生 殖隔离比殖隔离比 较较常见常见 新物种形新物种形 成的标志：成的标志： 生殖隔离生殖隔离 总
45、结：总结： 以（以（ ）为核心的现代生物进化理论，）为核心的现代生物进化理论， 其基本观点是其基本观点是（ ）是生物进化的基本单位，生是生物进化的基本单位，生 物进化的实质在于种群（物进化的实质在于种群（ ）的改变。）的改变。 （ ）（）（ ）及）及 （ ）是物种形成过程的三个基本环节，通过它）是物种形成过程的三个基本环节，通过它 们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形 成。在这个过中，（成。在这个过中，（ ）产生生物进化）产生生物进化 的原材料，（的原材料，（ ）使种群的基因频率定向）使种群的基因频率定向 改变并决定生物进化的方向，（改变并决定生物进化的方向，（ ）是新物种形）是新物种形 成的必要条件。成的必要条件。 自然选择学说自然选择学说 种群种群 基因频率基因频率 突变和基因重
