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1、 第第7章章现代生物进化理论现代生物进化理论 Content 一一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 第第 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 Content 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：生活在一定区域的种群：生活在一定区域的_的全部个体。的全部个体。 2. 2.基因库：一个种群中基因库：一个种群中_所含有的所含有的_。 3. 3.基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占_数的比率。数的比率。 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
2、 1. 1.现代遗传学的研究表明，可遗传的变异来源于现代遗传学的研究表明，可遗传的变异来源于_、_和和_。 2. 2.基因突变产生新的基因突变产生新的_，这就可能使种群的，这就可能使种群的_发生变化。发生变化。 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 在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生_，导致，导致生物朝着生物朝着_不断进化。不断进化。同种生物同种生物全部个体全部个体全部基因全部基因全部等位基因全部等位基因基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异等位基因等位基因基因频率基因频率定向改变定向改变一定的方向一定的方向
3、Content学点一学点一 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.种群的概念：种群的概念：生活在一定区域的同种生物的全部个生活在一定区域的同种生物的全部个体。种群是生物进化的基本单位。体。种群是生物进化的基本单位。 2.种群的基因库和基因频率种群的基因库和基因频率 （1 1）基因库：）基因库：一个种群中全部个体所含有的一个种群中全部个体所含有的全部基因全部基因。（2 2）基因频率：）基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。即：部等位基因数的比率。即： 基因频率基因频率=(=(某种基因的数目某种基因的数目/ /控制同种性状的等
4、位控制同种性状的等位基因的总数基因的总数) )100%100% Content （3 3）基因型频率：）基因型频率：指某种特定基因型的个指某种特定基因型的个体占群体内全部个体的比例。即：体占群体内全部个体的比例。即： 基因型频率基因型频率=(=(特定基因型的个体数特定基因型的个体数/ /该种群该种群的个体总数的个体总数) )100%100% （4 4）实例）实例 从某个昆虫种群中随机抽取从某个昆虫种群中随机抽取100100个个体，测个个体，测得基因型为得基因型为AAAA、AaAa、aaaa的个体数分别是的个体数分别是3030、6060、1010，则这个种群中，则这个种群中A A基因的频率为：（
5、基因的频率为：（30302+602+60）200=60%200=60%，a a基因的频率为：（基因的频率为：（10102+602+60）200=40%200=40%。新代基因型 的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A( ) A( ) a( ) a( )子代基因型 频率AA( )Aa( )aa( )子代基因频率A ( )a( )30%30%30%10%36%48%16%60%40% 【解析解析】一定区域内的同种生物的全一定区域内的同种生物的全部个体构成种群。部个体构成种群。【例例1 1】下列生物属于一个种群的是（下列生物属于一个种群的是（ ） A. A.一块农田中的全部害虫
6、一块农田中的全部害虫 B. B.一个湖泊中的全部绿藻一个湖泊中的全部绿藻 C. C.一个池塘中的全部浮游植物一个池塘中的全部浮游植物 D. D.一片草原上的全部鹌鹑一片草原上的全部鹌鹑D D Content1.1.在一个种群中随机抽出一定数量的个体，基因型为在一个种群中随机抽出一定数量的个体，基因型为AAAA的的 个体占个体占18%18%，基因型为，基因型为AaAa的个体占的个体占78%,78%,基因型为基因型为aaaa的个的个 体占体占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.18% A.18%，82% B.36%82% B.36%，64%64% C.
7、57% C.57%，43% D.92%43% D.92%，8%8%C C 【解析解析】在计算基因频率时，一般认为基因的总数是在计算基因频率时，一般认为基因的总数是个体数乘个体数乘2 2（一般按一对等位基因计算），某一基因数（一般按一对等位基因计算），某一基因数应将含有这种基因的总数累计。根据题意，在应将含有这种基因的总数累计。根据题意，在100100个个个个体中，体中，AAAA占占1818个，个，AaAa占占7878个，个，aaaa占占4 4个，即在个，即在200200个基因个基因中，中，A A基因占：基因占：18182+78=1142+78=114个，基因频率为个，基因频率为11411420
8、0=57%,a200=57%,a基因占：基因占：2 24+78=864+78=86个，基因频率为个，基因频率为8686200=43%200=43%。学点二学点二 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 1.可遗传的变异的来源可遗传的变异的来源 可遗传的变异有三种：可遗传的变异有三种：基因突变基因突变、基因重组基因重组和和染色体变异染色体变异，其中，其中基因突变基因突变和和染色体变异染色体变异统称为突变。统称为突变。 2.可遗传的变异的特点可遗传的变异的特点 （1 1）普遍性）普遍性 （2 2）低频性）低频性 （3 3）多害性）多害性 （4 4）不定向性）不定向性 （5 5
9、）随机性）随机性 3.可遗传的变异的结果可遗传的变异的结果 由于突变和基因重组都是随机的、不定向的，由于突变和基因重组都是随机的、不定向的，因此它们只是提供了生物进化的原材料，不能决定生因此它们只是提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。物进化的方向。【解析解析】突变包括基因突变和染色体变异。突变包括基因突变和染色体变异。【例例2 2】现代生物进化理论中的突变是指（现代生物进化理论中的突变是指（ ） A.A.基因突变基因突变 B. B.染色体变异染色体变异 C. C.基因突变和染色体变异基因突变和染色体变异 D. D.基因突变、染色体变异和基因重组基因突变、染色体变异和基因重组C C
10、Content2.2.有翅昆虫有时会出现残翅或无翅的突变类型，有翅昆虫有时会出现残翅或无翅的突变类型，这类昆虫在正常情况下很难生存下去，但在经这类昆虫在正常情况下很难生存下去，但在经常刮大风的海岛上，这种突变类型因不能飞行，常刮大风的海岛上，这种突变类型因不能飞行，从而避免被风吹到海里淹死。这个事例说明从而避免被风吹到海里淹死。这个事例说明（ ） A. A.突变多数是有害的突变多数是有害的 B. B.突变多数是有利的突变多数是有利的 C. C.突变的有害和有利并不是绝对的突变的有害和有利并不是绝对的 D. D.突变的有害和有利是绝对的突变的有害和有利是绝对的C C学点三学点三 自然选择决定生物
11、进化的方向自然选择决定生物进化的方向1.自然选择的过程自然选择的过程2.自然选择与基因频率的变化自然选择与基因频率的变化生物进化的过程实质上就是种群基因生物进化的过程实质上就是种群基因频率发生定向改变的过程。频率发生定向改变的过程。具有有利变具有有利变异个体的相应基因频率不断提高，而具异个体的相应基因频率不断提高，而具有不利变异个体的相应基因频率会不断有不利变异个体的相应基因频率会不断下降，导致生物朝着一定的方向不断进下降，导致生物朝着一定的方向不断进化。化。 【解析解析】生物进化的实质在于种群基因频率的定向生物进化的实质在于种群基因频率的定向改变，而不是有利变异的积累。改变，而不是有利变异的
12、积累。【例例3 3】下列关于现代生物进化理论的叙述，错误的下列关于现代生物进化理论的叙述，错误的是（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是种群基因频率的改变生物进化过程的实质是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的保存生物进化过程的实质在于有利变异的保存D D Content3.3.下列与生物进化相关的描述，正确的是（下列与生物进化相关的描述，正确的是（ ） A. A.进化总是由突变引起的进化总是由突变引起的 B. B.进化时
13、基因频率总是变化的进化时基因频率总是变化的 C. C.变异个体总是适应环境的变异个体总是适应环境的 D. D.进化改变的是个体而不是群体进化改变的是个体而不是群体B B 【解析解析】种群是生物进化的基本单位，进化的实质种群是生物进化的基本单位，进化的实质就是种群基因频率发生变化的过程，所以如果发生就是种群基因频率发生变化的过程，所以如果发生进化，就一定有基因频率的改变。进化，就一定有基因频率的改变。 Content 基因频率的计算方法基因频率的计算方法 1.1.已知调查的各种基因型的个体数已知调查的各种基因型的个体数, ,计算基因频率计算基因频率 某基因频率某基因频率=(=(该基因总数该基因总
14、数/ /该基因及其等位基因总该基因及其等位基因总数数) )100%100% 例如：例如：A A的基因频率的基因频率=A/(A=A/(Aa)a)100%100%。 2.2.已知基因型频率求基因频率已知基因型频率求基因频率 计算公式：一对等位基因中某基因的频率该基因纯计算公式：一对等位基因中某基因的频率该基因纯合子的基因型频率合子的基因型频率+(1/2)+(1/2)杂合子的基因型频率杂合子的基因型频率 例如：例如：A A的基因频率的基因频率AAAA的基因型频率的基因型频率+(1/2)Aa+(1/2)Aa的基的基因型频率。因型频率。 Content 3.3.根据遗传平衡定律计算基因根据遗传平衡定律计
15、算基因（1 1）依据如下表：设依据如下表：设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p+q=1p+q=1。 4.X4.X染色体上的基因频率的计算染色体上的基因频率的计算 X Xb b的基因频率的基因频率X Xb b/ /（X XB B+X+Xb b）100%100% Content 二二 隔离与物种的形成隔离与物种的形成 第第 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 1物种的概念物种的概念 能够在能够在 相互交配并且产生相互交配并且产生 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”。自然状态下自然状态下可育后代可育后代2. 隔
16、离：隔离： 不同种群间的个体，在自然条件下基因不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。不能自由交流的现象。 常见常见类型类型范围范围结果结果生殖隔离生殖隔离不同物种不同物种间间不能不能 ，即使交配成，即使交配成功，也不能产生功，也不能产生地理隔离地理隔离使种群间不能发生使种群间不能发生相互交配相互交配可育后代可育后代同一种同一种生物生物基因交流基因交流 3隔离在物种形成中的作用隔离在物种形成中的作用 (1)加拉帕戈斯群岛多种地雀形成原因的分析加拉帕戈斯群岛多种地雀形成原因的分析 内因：不同岛屿上的不同种群出现不同的突变和内因：不同岛屿上的不同种群出现不同的突变和 ，而且不同种群之
17、间不发生，而且不同种群之间不发生 。 外因：不同岛屿上的外因：不同岛屿上的 和和 互不相同，互不相同，自然选择对不同种群自然选择对不同种群 的改变所起的作用不同。的改变所起的作用不同。 结果：结果： 形成明显的差异，并逐步出现形成明显的差异，并逐步出现 ，从而形成不同种的地雀。，从而形成不同种的地雀。 (2)结论：隔离是结论：隔离是 的必要条件。的必要条件。基因交流基因交流栖息条件栖息条件生殖隔离生殖隔离食物食物基因重组基因重组基因频率基因频率基因库基因库物种形成物种形成地理隔离地理隔离 阻断基因交流阻断基因交流在不同的突变基因重组和自然选择作用下在不同的突变基因重组和自然选择作用下基因频率向
18、不同方向发生改变基因频率向不同方向发生改变种群的基因库出现差异种群的基因库出现差异差异进一步加大差异进一步加大生殖隔离生殖隔离新物种形成新物种形成 Content 三三 共同进化与生物多样性的形成共同进化与生物多样性的形成 第第 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 1共同进化共同进化 (1)生物与生物之间的共同进化：生物与生物之间的共同进化： 某种兰花具有细长的花矩，而专门给它传粉某种兰花具有细长的花矩，而专门给它传粉的蛾具有细长的吸管似的口器，这两种生物的出的蛾具有细长的吸管似的口器，这两种生物的出现是现是 的结果。的结果。捕食者吃掉被捕食者中年老、病弱或年幼的个捕
19、食者吃掉被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到促进体，客观上起到促进 的作用，此外，的作用，此外，捕食者一般不能将所有的猎物都吃掉，否则自己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，这就是所谓的也无法生存，这就是所谓的“精明的捕食者精明的捕食者”。共同进化共同进化种群发展种群发展(2)生物与无机环境间的共同进化：生物与无机环境间的共同进化：(3)共同进化的含义：共同进化的含义： 之间、之间、_ 之间在相互影响中不断进化和发展。之间在相互影响中不断进化和发展。不同物种不同物种生物与无机环境生物与无机环境共同进化的含义共同进化的含义1： 不同物种间的共同进化不同物种间的共同进化根
20、瘤菌：根瘤菌： 与豆科植物共生，形成与豆科植物共生，形成根瘤并固定空气中的氮气供根瘤并固定空气中的氮气供植物营养的一类杆状细菌。植物营养的一类杆状细菌。 地球形成地球形成时原始大气时原始大气中是没有氧中是没有氧气的，但是气的，但是随着光合细随着光合细菌的出现，菌的出现，使得大气中使得大气中有了氧气有了氧气共同进化的含义共同进化的含义2： 生物和无机环境间也存在共同进化。生物和无机环境间也存在共同进化。 2生物多样性的形成生物多样性的形成(1)生物多样性的内容生物多样性的内容: (2)研究生物进化历程的主要依据：研究生物进化历程的主要依据： 。(3)生物多样性的进化历程：生物多样性的进化历程：
21、基因多样性基因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化石化石时期时期生物类型生物类型意义意义35亿年前亿年前古细菌古细菌大约大约35亿亿年年15亿年亿年前前出现了生产者和分解者出现了生产者和分解者大约大约15亿年亿年前前真核生物出现真核生物出现 出现了有性生殖，实现了出现了有性生殖，实现了 ，加快了生物，加快了生物进化速度进化速度大约大约5.7亿亿5.0亿年前亿年前海洋中海洋中_物种大爆发物种大爆发出现了出现了 ，使生态系统，使生态系统具有更复杂的结构；对植物的具有更复杂的结构；对植物的进化产生重要影响进化产生重要影响蓝藻和细菌蓝藻和细菌无脊椎无脊椎动物动物基因基因的重组的重组
22、消费者消费者时期时期生物类型生物类型意义意义大约大约4亿亿年前年前陆生植物：陆生植物： 陆生动陆生动物：原始的两栖类物：原始的两栖类生物登陆改变陆地生物登陆改变陆地环境环境至今至今主要的生产者：裸子植物主要的生产者：裸子植物和和 ；占优势的动；占优势的动物类群：鸟类和物类群：鸟类和复杂多样的陆地生复杂多样的陆地生态系统逐渐形成态系统逐渐形成蕨类植物蕨类植物被子植物被子植物哺乳类哺乳类3 3、生物进化理论的不断发展、生物进化理论的不断发展 生物进化是如此复杂的，现有的进化理生物进化是如此复杂的，现有的进化理论所不能解释的问题比已经解释的问题还要论所不能解释的问题比已经解释的问题还要多，因此现代生
23、物进化理论是不断发展的。多，因此现代生物进化理论是不断发展的。中性进化理论：中性进化理论：“间断平衡学间断平衡学”理论：理论：1 1、关于物种的叙述，错误的是：、关于物种的叙述，错误的是：A A、物种是形态上类似的、彼此能交配并产生可育、物种是形态上类似的、彼此能交配并产生可育后代的，要求类似环境条件的生物个体的总和后代的，要求类似环境条件的生物个体的总和B B、物种是一个具有共同基因库的，与其他类群有、物种是一个具有共同基因库的，与其他类群有生殖隔离的类群生殖隔离的类群C C、区分物种有多种依据，但最主要的是看有无生、区分物种有多种依据，但最主要的是看有无生殖隔离殖隔离D D、不同物种的种群
24、若生活在同一地区，也会有基、不同物种的种群若生活在同一地区，也会有基因交流因交流D2 2、下列关于隔离的叙述，错误的是：、下列关于隔离的叙述，错误的是：A A、阻止了种群间基因的交流、阻止了种群间基因的交流B B、物种的形成都必定先经过长期的地理隔离、物种的形成都必定先经过长期的地理隔离C C、遗传组成上的差异是生产生殖隔离的根本原因、遗传组成上的差异是生产生殖隔离的根本原因D D、多倍体植物的形成不需要经过地理隔离、多倍体植物的形成不需要经过地理隔离B3 3、新物种的形成的标志：、新物种的形成的标志：A A、具有一定的形态结构、具有一定的形态结构 B B、具有一定的生理功能、具有一定的生理功
25、能C C、产生了生殖隔离、产生了生殖隔离 D D、改变了基因频率、改变了基因频率C某工厂有男女职工各某工厂有男女职工各200200名，对他们进行调查时名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因携带者为发现，女性色盲基因携带者为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的频率应为（率应为（ ）。）。 A A、15% B15% B、3.88% C3.88% C、5.17% D5.17% D、10.3%10.3%色盲（色盲（b b）基因频率）基因频率1521420022005.17C C 100% 100% 【解析解析】由题意可知，一个由题意可知，一个X Xb b出现的频率为出现的频率为7%7%，而女性只有基因型为而女性只有基因型为X Xb bX Xb b时，才表现为色盲，即需要时，才表现为色盲，即需要两个两个X Xb b同时出现。因此，女性患色盲的概率为同时出现。因此，女性患色盲的概率为7%7%7%=0.49%7%=0.49%。 男性色盲在我国的发病率为男性色盲在我国的发病率为7%7%，则从理论，则从理论上推算，我国女性患色盲的概率为（上推算，我国女性患色盲的概率为（ ） A.0.49% B.14% C.3.5% D.4.9% A.0.49% B.14% C.3.5% D.4.9%A A