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1、第二节现代生物进化理论一第1页，共19页，编辑于2022年，星期二现代生物进化理论现代生物进化理论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1 种群是生物进化的单位种群是生物进化的单位 一个湖泊中的全部鲫鱼就是一个种群，它是一个湖泊中的全部鲫鱼就是一个种群，它是由鱼苗、小鱼和大鱼组成的，有雄鱼、雌鱼，由鱼苗、小鱼和大鱼组成的，有雄鱼、雌鱼，彼此可以交配进行生殖。彼此可以交配进行生殖。第2页，共19页，编辑于2022年，星期二蘑蘑蘑蘑菇菇菇菇蝴蝶蝴蝶蝴蝶蝴蝶企鹅企鹅蕨类蕨类苔藓苔藓苔藓苔藓这些生物是同一种生物吗？为什么？这些生物是同一种生物吗？为什么？不是同一不是同一种种生物，它们
2、的生物，它们的形态、结构形态、结构并不相同。并不相同。同一个同一个物种物种，它们的形态、结构是相同的，并能它们的形态、结构是相同的，并能相互交配生育子孙后代。相互交配生育子孙后代。认识生物种群认识生物种群第3页，共19页，编辑于2022年，星期二看下面几张图片，图片中的生物有什么共同特征？看下面几张图片，图片中的生物有什么共同特征？第4页，共19页，编辑于2022年，星期二讨论：讨论：2、一个池塘中所有的一个池塘中所有的小鱼小鱼是一个是一个种群吗？为什么？种群吗？为什么？1、一个公园里的所有一个公园里的所有植物植物是一个是一个种群吗？为什么？种群吗？为什么？第5页，共19页，编辑于2022年，
3、星期二（1）种群的概念：是指生活在）种群的概念：是指生活在一定的空间一定的空间 和时间和时间的的同种生物同种生物个体的个体的总和总和。种群不仅是物种的存在单位，也是物种的繁殖种群不仅是物种的存在单位，也是物种的繁殖单位和进化单位。单位和进化单位。种群是群落的基本组成成分。种群是群落的基本组成成分。现代生物进化理论现代生物进化理论第6页，共19页，编辑于2022年，星期二（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。（3）基因频率基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。位基因数的比率。第7页
4、，共19页，编辑于2022年，星期二例例1：从某个种群中随机抽出：从某个种群中随机抽出100个个体，测知基个个体，测知基因型为因型为AA、Aa、aa的个体分别是的个体分别是30、60和和10个，个，那么那么A和和a的基因频率各是多少？的基因频率各是多少？解：解：100个个体的总基因数为个个体的总基因数为1002 200个个其中其中A基因为基因为302 60=120个个a基因为基因为60+102=80个个那么，那么，A基因的基因频率为：基因的基因频率为：120200=60%a 基因的基因频率为：基因的基因频率为：80200=40%第8页，共19页，编辑于2022年，星期二 哈迪哈迪温伯格定律温伯
5、格定律 在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因只在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因只有两个（有两个（Aa）时，设）时，设p代表代表A基因的频率，基因的频率，q代表代表a基因的频率，则：基因的频率，则：（p+q）2=p2+2pq+q2=1 p2是是AA（纯合子）基因型的频率，（纯合子）基因型的频率，2pq是是Aa（杂合子）基因型的频率，（杂合子）基因型的频率，q2是是aa（纯合子）基因型的频率。（纯合子）基因型的频率。第9页，共19页，编辑于2022年，星期二 在自然条件下，在自然条件下，哈迪哈迪-温伯格定律温伯格定律所需的五个条件是所需的五个条件是难以满足的，因而难以满足的，因而基因频率总
6、是要基因频率总是要发生改变，发生改变，也就也就是说是说进化在任何种进化在任何种群中都是必然要发群中都是必然要发生的。生的。哈迪哈迪-温伯格定律：温伯格定律：一个有性生殖的自然种群中，在一个有性生殖的自然种群中，在符合以下五个条件的情况下，符合以下五个条件的情况下，各等位基因的频率和基因型各等位基因的频率和基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的。频率在一代一代的遗传中是稳定不变的。(种群很大种群很大 、随机交配随机交配 、没有突变、没有突变 、没有个体迁入迁出、没有个体迁入迁出 、没有选、没有选择）择）第10页，共19页，编辑于2022年，星期二 由于种群中的个体存在基因突变，基因重组由于种群
7、中的个体存在基因突变，基因重组和自然选择等因素，种群的基因频率总是和自然选择等因素，种群的基因频率总是在不断变化的。在不断变化的。生物进化的过程实质上就生物进化的过程实质上就是种群基因频率发生变化的过程。是种群基因频率发生变化的过程。第11页，共19页，编辑于2022年，星期二2 2.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 1）原材料来源）原材料来源（2 2）原理）原理（3 3）原因）原因突变突变 等位基因等位基因 基因重组基因重组 多种基因型多种基因型种群出现大量的可遗传变异种群出现大量的可遗传变异有性生殖有性生殖每一个基因突变率很低，但种每一个基因突变率很低，但种
8、群个体数多，基因库中的基因群个体数多，基因库中的基因数目众多，每一代产生大量突数目众多，每一代产生大量突变。突变的有害和有利不是绝变。突变的有害和有利不是绝对的，对的，往往取决于往往取决于生物的生存生物的生存环境。环境。突变突变(基因突变基因突变和和染色体变异染色体变异)基因重组基因重组突变和基因重组只是产生了生物进化的原材料突变和基因重组只是产生了生物进化的原材料 ，不能决定生物进化的方向。不能决定生物进化的方向。生物自发突变的频率很低，生物自发突变的频率很低，且往往有害，为什么还能且往往有害，为什么还能够为生物进化提供原材料够为生物进化提供原材料？第12页，共19页，编辑于2022年，星期
9、二3 3.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产生种群产生变异变异(不定向不定向)(定向定向)自然选择自然选择环境演变环境演变不利变异被不利变异被淘汰淘汰有利变异则有利变异则积累积累种群基因频种群基因频率定向改变率定向改变生物朝一生物朝一定方向进定方向进化化生物进化过程的实质是种群基因频率发生变化的过程生物进化过程的实质是种群基因频率发生变化的过程。自然选择使种群的基因频率定向改变。自然选择使种群的基因频率定向改变。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 表面看，自然选择是对一个个生物个体的选择，表面看，自然选择是对一个个生物个体的选择，实质上是对个体所包含的
10、变异进行选择。从现代分子遗实质上是对个体所包含的变异进行选择。从现代分子遗传水平看，自然选择实质上是对变异所对应的基因的选传水平看，自然选择实质上是对变异所对应的基因的选择，从而改变着群体中不同基因的基因频率。择，从而改变着群体中不同基因的基因频率。第13页，共19页，编辑于2022年，星期二1.1.种群是生物进化的单位种群是生物进化的单位是指生活在是指生活在 的的 生物的生物的一群个体一群个体。一个种群一个种群 所含的。所含的。在某个种群中出现的比例。在某个种群中出现的比例。种群发生变化的过程。种群发生变化的过程。影响基因频率的因素影响基因频率的因素:每一个种群都有它自己的基因库，种群中的个
11、体一代一代地死每一个种群都有它自己的基因库，种群中的个体一代一代地死亡，但亡，但基因库却在代代相传的过程中保持和发展基因库却在代代相传的过程中保持和发展小结：现代生物进化理论小结：现代生物进化理论同一地点同一地点同种同种全部个体全部个体基因频率基因频率某种基因某种基因（1）种群概念）种群概念（2）基因库）基因库（3）基因频率）基因频率（4）生物进化的实质）生物进化的实质全部基因全部基因突变和基因重组突变和基因重组,自然选择自然选择,遗传漂变和迁移遗传漂变和迁移等。等。种群也是生物繁殖种群也是生物繁殖的基本单位的基本单位第14页，共19页，编辑于2022年，星期二练习：练习：1下列实例中，属于种
12、群的（下列实例中，属于种群的（）2 A.一片草地的所有蒲公英一片草地的所有蒲公英3 B.一个温室里的全部花卉一个温室里的全部花卉4 C.一块稻田里的全部昆虫一块稻田里的全部昆虫5 D.一片草地里的全部蛇一片草地里的全部蛇A第15页，共19页，编辑于2022年，星期二2.下列有关种群的叙述中，不正确的是下列有关种群的叙述中，不正确的是()3.A.种群是生物进化的单位种群是生物进化的单位 B.种群内的个体彼此可以交配种群内的个体彼此可以交配 C.种群是同种个体的机械集合种群是同种个体的机械集合 D.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特点：特点：种群的个体不是机械地集合在一起，而是可
13、以彼此交配，并通过繁殖将各自的基因传递给后代，是生物繁殖的基本单位。是生物繁殖的基本单位。第16页，共19页，编辑于2022年，星期二3.雄鹿往往用鹿角作为争夺配偶的武器，所以雄鹿往往用鹿角作为争夺配偶的武器，所以它的鹿角发达。按照自然选择学说的观点，鹿它的鹿角发达。按照自然选择学说的观点，鹿角发达的原因是（角发达的原因是（）A.鹿角经常使用因而发达鹿角经常使用因而发达 B.鹿角不发达的个体被淘汰，鹿角发达鹿角不发达的个体被淘汰，鹿角发达 的的个体被保留的结果个体被保留的结果 C.鹿角的变异朝着有利于生殖方向的发鹿角的变异朝着有利于生殖方向的发展的结果展的结果 D.雄鹿为了繁衍后代的需要而使其
14、发达雄鹿为了繁衍后代的需要而使其发达B第17页，共19页，编辑于2022年，星期二4 已知人眼的褐色（已知人眼的褐色（A）对蓝眼）对蓝眼(a)是显性。是显性。在一个有在一个有30000人的人群中，蓝眼的人有人的人群中，蓝眼的人有3600名；褐眼的有名；褐眼的有26400人，其中纯合体有人，其中纯合体有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的基因频率的基因频率分别为（分别为（）A.0.36和和0.64 B.0.64和和0.36C.0.50和和0.50 D.0.82和和0.18B第18页，共19页，编辑于2022年，星期二v5 某人群中每10000人中有一个白化病患者（aa），则该人群中带有a基因的杂合子的概率是（）A、1.98 B、0.198 C、0.0198 D、1Caa的频率的频率1/10000 a的频率的频率1/100 A的频率的频率99/100AA99/10099/100=9801/10000Aa11/100009801/10000198/10000=0.0198第19页，共19页，编辑于2022年，星期二