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1、生物现代生物进化理论的主要内容人教版必修 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望生命的历程“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现一）昆虫的群体中偶然出现一支黑褐色翅（基因型为支黑褐色翅（基因型为Aa）的变异个体，且黑褐色比灰色更不）的变异个体，且黑褐色比灰色更不容易捕食。那么，昆虫的翅色将怎样变化？容易捕食。那么，昆虫的翅色将怎样变化？”出现有利变异个体内的有利基因只有在群体中，出现有利变异个体内的有利基因只有在群体中，通
2、过有性生殖才能世代延续，另外有利变异的个通过有性生殖才能世代延续，另外有利变异的个体的后代不一定能真实遗传。因此，研究生物的体的后代不一定能真实遗传。因此，研究生物的进化，仅仅研究个体的表现形式是否与环境相适进化，仅仅研究个体的表现形式是否与环境相适应是不够的，还需要研究群体的基因组成的变化，应是不够的，还需要研究群体的基因组成的变化，这个群体就是种群。这个群体就是种群。一、种群的基因频率的改变与生物进化一、种群的基因频率的改变与生物进化种群是生物进化的种群是生物进化的种群是生物进化的种群是生物进化的单位单位单位单位；指；指；指；指生活在同一地点的同种生物生活在同一地点的同种生物生活在同一地点
3、的同种生物生活在同一地点的同种生物个体的总和个体的总和个体的总和个体的总和 。种群基因库：种群基因库：种群基因库：种群基因库：一个种群所含有的全部基因一个种群所含有的全部基因一个种群所含有的全部基因一个种群所含有的全部基因 。基因频率：基因频率：基因频率：基因频率：某基因在某个种群中出现的比例。某基因在某个种群中出现的比例。某基因在某个种群中出现的比例。某基因在某个种群中出现的比例。基基基基因因因因频频频频率率率率某某某某染染染染色色色色体体体体上上上上某某某某基基基基因因因因的的的的数数数数目目目目 该该该该基基基基因因因因的的的的等等等等位位位位基基基基因因因因的总数的总数的总数的总数基因
4、型频率特定基因型的个体基因型频率特定基因型的个体基因型频率特定基因型的个体基因型频率特定基因型的个体 总个体数总个体数总个体数总个体数遗遗遗遗传传传传平平平平衡衡衡衡时时时时，基基基基因因因因频频频频率率率率和和和和基基基基因因因因型型型型频频频频率率率率有有有有如如如如下下下下关关关关系系系系：即即即即遗遗遗遗传平衡公式。传平衡公式。传平衡公式。传平衡公式。p p（A A）q q（a a）2 2 p p2 2（AAAA）2pq2pq（AaAa）q q2 2（aaaa）生物进化的实质：生物进化的实质：生物进化的实质：生物进化的实质：种群的基因频率发生变化的过程种群的基因频率发生变化的过程种群的
5、基因频率发生变化的过程种群的基因频率发生变化的过程一个生物一个生物“种种”或或“物种物种”与种群有何区别？与种群有何区别？物种可以分布在不同的自然界的不同区域，只物种可以分布在不同的自然界的不同区域，只有在可以发生随即交配、繁衍，使基因能够世代传有在可以发生随即交配、繁衍，使基因能够世代传得一定区域内的同种全部个体的集合才是一个种群。得一定区域内的同种全部个体的集合才是一个种群。自然界的物种实际上是以一个个种群存在的，种群自然界的物种实际上是以一个个种群存在的，种群 是物种繁衍、进化的基本单位。是物种繁衍、进化的基本单位。自然界种群的基因频率能世代不变吗？为什么？自然界种群的基因频率能世代不变
6、吗？为什么？该种群非常大该种群非常大 所有的雌雄个体都能自由交配所有的雌雄个体都能自由交配 没有迁入和迁出没有迁入和迁出 自然选择对不同表现型的生自然选择对不同表现型的生物个体没有作用物个体没有作用 这对基因不发生突变和携带者对这对基因不发生突变和携带者对基因的染色体不发生异常。基因的染色体不发生异常。二、突变与基因重组产生进化的原材料二、突变与基因重组产生进化的原材料1 1、种群中基因突变的特点：、种群中基因突变的特点：突变数大，不定向。突变数大，不定向。2 2、种群中基因重组的结果：种群中基因重组的结果：产生更多的变异，不定向。产生更多的变异，不定向。结论：提供进化的原材料。结论：提供进化
7、的原材料。三、自然选择决定了生物进化的方向三、自然选择决定了生物进化的方向原因原因：淘汰不利变异基因，：淘汰不利变异基因，积累有利变异基因。积累有利变异基因。结果结果：使基因频率定向改变。：使基因频率定向改变。四、隔离导致物种的形成四、隔离导致物种的形成物种物种：物种是指分布在一定的自然区域内，具有一定的物种是指分布在一定的自然区域内，具有一定的形态结构和生理功能，而且在自然状态下能够相互交配形态结构和生理功能，而且在自然状态下能够相互交配和繁殖，并能够产生可育后代的一群生物个体。和繁殖，并能够产生可育后代的一群生物个体。隔离隔离：不同种群间的个体，在自然条件下：不同种群间的个体，在自然条件下
8、不能发生基因不能发生基因交流交流 的现象。的现象。地理隔离地理隔离:地理隔离在物种形成中起着促进性状分歧的地理隔离在物种形成中起着促进性状分歧的作用，是生殖隔离必要的先决条件。作用，是生殖隔离必要的先决条件。生殖隔离生殖隔离:a生态隔离；生态隔离；b季节隔离；季节隔离；c性别隔离、性别隔离、心理隔离或行为隔离；心理隔离或行为隔离；d机械隔离；机械隔离；e不亲合性；不亲合性；f杂种不活；杂种不活；g杂种不育。杂种不育。由地理隔离发展到生殖隔离是大多数物种形成的基本因由地理隔离发展到生殖隔离是大多数物种形成的基本因素素现代生物进化理论的基本观点是：现代生物进化理论的基本观点是：进化的基本进化的基本
9、单位单位是种群。是种群。进化的进化的实质实质是种群基因频率的改变。是种群基因频率的改变。物种形成的基本环节是：物种形成的基本环节是：突变和基因重组突变和基因重组提供进化的原材料；提供进化的原材料；自然选择自然选择基因频率定向改变，决定进化的方向；基因频率定向改变，决定进化的方向；隔离隔离物种形成的必要条件物种形成的必要条件（一）共同进化（一）共同进化任何一个物种都不是单独进化的。任何一个物种都不是单独进化的。1、共同进化的实例、共同进化的实例 生物与生物之间。例：生物与生物之间。例：兰花和专门给它传粉的昆虫。兰花和专门给它传粉的昆虫。猎豹与鹿。猎豹与鹿。五、共同进化与生物多样性的形成五、共同进
10、化与生物多样性的形成 捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、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，客观上起到促进种群发展病弱或年幼的个体，客观上起到促进种群发展的作用。的作用。“精明的捕食者精明的捕食者”策略：策略：捕食者一般不能将所捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。“收割理论收割理论”：捕食者往往捕食个体数量多的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物种，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，为其他物种的形态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
11、成腾出空间有利于增加物种的多样性。捕食者的存在是否对被捕食者捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？有害无益？2、捕食等在共同进化中的作用、捕食等在共同进化中的作用淘劣保优，双向选择。淘劣保优，双向选择。控制个体数量，有利多样性发展。控制个体数量，有利多样性发展。共同进化还有生物进化与无机环境共同进化还有生物进化与无机环境变化的关系变化的关系例：例：生物的新陈代生物的新陈代谢类型由原始异养谢类型由原始异养厌氧厌氧自养厌氧自养厌氧自养需氧。自养需氧。生物进化历程示意图生物进化历程示意图3、共同进化的概念、共同进化的概念不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影
12、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。（二）生物多样性的形成（二）生物多样性的形成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生物多样性生物多样性 地球上所有的植物、动物和微生物，地球上所有的植物、动物和微生物，它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统，共同构成了生物多样性。系统，共同构成了生物多样性。1、生物多样性三层次的内容、生物多样性三层次的内容（1）、生物的结构：）、生物的结构：简单简单复杂复杂（2）、生物的等级：）、生物的等级：低等低等高等高等（3）、细胞的结构：）、细胞的结构：原核细胞原核
13、细胞真核细胞真核细胞（4）、生物的细胞组成：单细胞）、生物的细胞组成：单细胞多细胞多细胞（5）、生殖方式：无性生殖）、生殖方式：无性生殖有性生殖有性生殖（6）、代谢方式：原始异养厌氧）、代谢方式：原始异养厌氧自养厌氧自养厌氧自养需自养需氧。氧。（7）、生态成分：生产者、分解者两极生态系统）、生态成分：生产者、分解者两极生态系统生生产者、产者、消费者、分解者三极生态系统消费者、分解者三极生态系统（8）、生活环境：水生）、生活环境：水生水陆两栖水陆两栖陆生陆生2、生物多样性的进化历程、生物多样性的进化历程1、分子进化与中性学说、分子进化与中性学说这这一一学学说说认认为为，基基因因突突变变对对生生物
14、物适适应应的的影影响响不不是是非非益益即即害害或或非非害害即即益益，绝绝大大多多数数突突变变都都是是中中性性突突变变；生生物物体体内内的的大大分分子子都都是是以以一一定定的的速速率率进进化化着着，这这一一速速率率与与种种群群的的大大小小、物物种种的的生生殖殖力力以以及及生生物物世世代代的的长长短短都都无无关关，也也不不受受环环境境因因素素的的影影响响，因因此此对对于于这这些些中中性性突突变变不不会会发发生生自自然然选选择择与与适适者者生生存存的的情情况况。生生物物的的进进化化主主要要是是中中性性突突变变在在自自然然群群体体中中进进行行随随机机的的“遗遗传传漂漂变变”的的结结果果，而而与与选选择
15、择无无关关。也也就就是是说说，遗遗传传漂漂变变才才是是分分子子进进化化的的基本动力基本动力。基基因因频频率率因因偶偶然然的的机机会会，而而不不是是由由于于选选择择，而发生变化，这种现象称为而发生变化，这种现象称为遗传漂变遗传漂变。（三）生物进化理论在发展（三）生物进化理论在发展例：不同生物的细胞色素c与人的比较生物名称氨基酸差别生物名称氨基酸差别黑猩猩猕猴袋鼠豹马鸡响尾蛇01101l121314金枪鱼鲨鱼天蚕蛾小麦链孢霉酵母菌212331354344从上表中可以看出，黑猩猩与人的亲源关系最近，从上表中可以看出，黑猩猩与人的亲源关系最近，酵母菌与人的亲源关系最远。酵母菌与人的亲源关系最远。2、渐
16、变论与骤变论、渐变论与骤变论传传统统的的进进化化理理论论认认为为生生物物的的进进化化是是渐渐变变式式的的，但渐变式的进化但渐变式的进化难以解释难以解释下面两个问题。下面两个问题。问问题题一一：生生物物化化石石的的记记录录所所显显示示的的大大多多不不是是渐变式的进化，而是跳跃式的进化。渐变式的进化，而是跳跃式的进化。问问题题二二：如如果果生生物物演演变变是是渐渐进进的的，那那么么各各种种适适应应性性的的器器官官结结构构在在尚尚未未发发展展完完善善之之前前，即即在在还还没没有有发发展展到到有有适适应应功功能能之之前前是是怎怎样样逃逃脱脱自自然然选选择择的压力的？的压力的？所所以以骤骤变变式式进进化
17、化理理论论认认为为，生生物物的的进进化化起起源源于大突变于大突变（特别是某些调节基因的突变）。（特别是某些调节基因的突变）。3、生物进化理论在发展生物的进化如此复杂，现有的进化理生物的进化如此复杂，现有的进化理论所不能解释的问题比已经解释的问论所不能解释的问题比已经解释的问题还要多。在这些学说中，以题还要多。在这些学说中，以自然选自然选择为核心的进化理论择为核心的进化理论比其他学说的影比其他学说的影响要广泛而深远，它仍然是以后各个响要广泛而深远，它仍然是以后各个方面研究的一个基础。进化理论同其方面研究的一个基础。进化理论同其他科学理论一样，它不会停滞不前，他科学理论一样，它不会停滞不前，它还在
18、发展。它还在发展。小结：小结：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1、共同进化、共同进化 不同物种间的共同进化不同物种间的共同进化 生物与无机环境之间的相互影响和共同演变生物与无机环境之间的相互影响和共同演变2、生物多样性的形成、生物多样性的形成 基因多样性基因多样性（1）生物多样性的内容）生物多样性的内容 物种多样性物种多样性 生态系统多样性生态系统多样性（2）生物多样性形成的进化历程）生物多样性形成的进化历程生物的进化历程可概括为：生物的进化历程可概括为：从原核生物到真核生物，从原核生物到真核生物，从无性生殖到有性生殖，由简单到复杂，由水生到陆生，从无性生殖到有性生殖，由简
19、单到复杂，由水生到陆生，由低等到高等，由异养厌氧到自养需氧。由低等到高等，由异养厌氧到自养需氧。3、生物进化理论在发展、生物进化理论在发展含义含义本本章章总总结结：1现在许多学者认为，生物进化的基本单位是现在许多学者认为，生物进化的基本单位是（）A生物个体生物个体B同种生物的全部个体同种生物的全部个体C种群种群D生活在一起的全部生物生活在一起的全部生物2根据现代生物进化理论根据现代生物进化理论,下列符合种群概念的是下列符合种群概念的是（）A.太平洋里全部的鱼太平洋里全部的鱼B.中华人民共和国国土上的所有人中华人民共和国国土上的所有人C.稻田里全部的蛇稻田里全部的蛇D.草原上的灰仓鼠草原上的灰仓
20、鼠3下列有关种群基因库的叙述中，不正确的是下列有关种群基因库的叙述中，不正确的是（）A.一个种群的基因库包括这个种群所含有的全部基因一个种群的基因库包括这个种群所含有的全部基因B.生物的个体总是要死亡的，但基因库却因种群个体的繁殖而生物的个体总是要死亡的，但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传代代相传C.种群中每个个体含有种群基因库的全部基因种群中每个个体含有种群基因库的全部基因D.基因突变可改变基因库的组成基因突变可改变基因库的组成4 4.以下属于种群范畴的是（以下属于种群范畴的是（）A一座山上所有的马尾松一座山上所有的马尾松B一块草地上所有的昆虫一块草地上所有的昆虫C一个池塘内所有的鱼类一个
21、池塘内所有的鱼类D一个公园内所有的树木一个公园内所有的树木CBCA练习练习5已知人眼的褐色（已知人眼的褐色（A）对蓝色（）对蓝色（a）是显性。在一个有）是显性。在一个有30000人的人群中，蓝眼的人人的人群中，蓝眼的人3600人，褐眼的有人，褐眼的有26400人，其中纯合体人，其中纯合体有有12000人。那么，在这一个人群中人。那么，在这一个人群中A和和a的基因频率分别为（的基因频率分别为（）A0.64和和0.36B0.36和和0.64C0.50和和0.50D0.82和和0.186在某一个人群中，已调查得知，隐性性状者为在某一个人群中，已调查得知，隐性性状者为16，问该性，问该性状不同类型的基
22、因型频率是多少？（按状不同类型的基因型频率是多少？（按AA、Aa、aa顺序排列答案）顺序排列答案）（）A0.360.480.16B0.480.360.16C0.160.480.36D0.160.360.48AA7、地球上最早出现的生物代谢类型是（）、地球上最早出现的生物代谢类型是（）A、自养型，需氧型、自养型，需氧型B、自养型，厌氧型、自养型，厌氧型C、异养型，需氧型、异养型，需氧型D、异养型，厌氧型、异养型，厌氧型8、三极生态系统的形成在（）、三极生态系统的形成在（）A、中生代、中生代B、新生代、新生代C、寒武纪、寒武纪D、前寒武纪、前寒武纪9、捕食者在生物进化中的作用是（）、捕食者在生物进化中的作用是（）A、促进种群的发展、促进种群的发展B、有利于增加物种多样性、有利于增加物种多样性C、减少种群数量、减少种群数量D、减少物种的多样性、减少物种的多样性