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1、第二节第二节 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、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 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！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
2、自的基因传给后代自的基因传给后代.(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
3、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BC1.什么是种群的基因库？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？
4、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%200a=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
5、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=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三三种种基基因因型型昆昆虫虫的的生生存存能能力力完完全全相相同同 （也也就是说自然选择对就是说自然选择对A A、a
6、 a控制的翅型性状没有作用）控制的翅型性状没有作用）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%AAAaAa24%aa子一子一代基代基因型因型频率频率(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%
7、48%60%40%16%亲代基因型的亲代基因型的频率频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率配子的比率A()A()a()a()子代基因型的子代基因型的频率频率AA()Aa()aa()子代种群的基子代种群的基因频率因频率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AA30%Aa60%aa10%基因基因频率频率A60%a40%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
8、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？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
9、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。v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)=1q)=1，则（则（p+qp+q）2 2=p=p2 2+2pq+q+2pq+q2 2=1=1。vAAAA的基因型频率的基因型频率=p=p2 2；vaaaa的基因型频率的基因型频率=q=q2 2；vAaAa的基因型频率的基因型频率=2pq=2pq。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一一个个种种群群中中一一个个个个体体所所含含有有的
10、的全全部部基基因因叫叫做做这这个个种种群群的基因库的基因库B B一一个个种种群群中中全全部部个个体体所所含含有有的的显显性性基基因因叫叫做做这这个个种种群群的基因库的基因库C C一一个个种种群群中中全全部部个个体体所所含含有有的的全全部部基基因因叫叫做做这这个个种种群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 CAAAA、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？的基因频率是多少？（）A.36%A.36%和和64%B.57%64
11、%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%计算计算IB的基因频率。的基因频率。10%+1/2（10%+20%）=25%1、某工厂有男女职工各、某工厂有男女职工各200名
12、，对他们进行调名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因的携带者为查时发现，女性色盲基因的携带者为15人，患人，患者者5人，男性患者人，男性患者11人，那么这个群体中色盲人，那么这个群体中色盲基因的频率是多少？基因的频率是多少？2、一种蛾中控制浅颜色的等位基因是隐性的，、一种蛾中控制浅颜色的等位基因是隐性的，控制深颜色的等位基因是显性的。假设一个种控制深颜色的等位基因是显性的。假设一个种群中有群中有640只浅色的蛾和只浅色的蛾和360只深色的蛾，群体只深色的蛾，群体呈遗传平衡，那么有多少只杂合子的蛾？呈遗传平衡，那么有多少只杂合子的蛾？6%320练习练习(二二)突变和基因重组产生进化的原材料突变和
13、基因重组产生进化的原材料 自然界中生物的自然突变频率很低，而且一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群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？中的基因频率呢？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。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105，若有一个中等数量的果蝇种群（约有，若有一个中等数量
14、的果蝇种群（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？2 104 105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，横坐标为翅的长度）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，若干年后再进行调查，。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你认为最能代表此时情况的曲线是()选择并解释选择并解释ABC
15、DD(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“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
16、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生），从而使种群的基因频率发生（）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
17、向是由（可见，生物进化的方向是由（）决定的。）决定的。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（）自然选择方向自然选择方向()不定向不定向定向定向1.1.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
18、选择的作用人工选择的作用2.2.用用现现代生物代生物进进化理化理论论分析解分析解释释狼的狼的进进化化过过程。程。(1)(1)狼狼群群中中存存在在不不同同类类型型的的个个体体，如如有有跑跑得得快快的的，有有跑跑得得慢慢的的。它它说说明明生物具有生物具有_的特性，而这种特性是生物进化的的特性，而这种特性是生物进化的 。(2)(2)随随着着环环境境的的改改变变，食食物物稀稀少少，跑跑得得快快、凶凶猛猛的的狼狼才才能能获获得得食食物物生生存存下下去去。这这样样，食食物物、环环境境对对狼狼起起了了_作作用用，而而这这种种作作用用是是_的，它决定着生物进化的的，它决定着生物进化的_。森林时期工业时期灰蛾
19、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，简称的一群生物称为一个物种，简称“种种”。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
20、配成功，也不能产生可育的后代，这种现象叫生殖隔离。功，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
21、北北虎虎华华南南虎虎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1 1、突变和基因重组
22、突变和基因重组产生进化的原材料产生进化的原材料2 2、自然选择自然选择决定生物进化的方向决定生物进化的方向(定向定向)3 3、隔离隔离导致物种的形成导致物种的形成总结：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）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成。在这个过中，（化，最终导致新物种的形成。在这个过
23、中，（）产生生物进化的原材料，（）产生生物进化的原材料，（）使种群）使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，（的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，（）是新物种形成的必要条件。）是新物种形成的必要条件。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组突变和基因重组自然选择自然选择隔离隔离突变和基因重组突变和基因重组自然选择自然选择隔离隔离1、马（、马（2N64）和驴（）和驴（2N62）杂交能产生）杂交能产生后代称骡子，能够正常发育，但不能生育，这种后代称骡子，能够正常发育，但不能生育，这种情况称之为情况称之为 （）A、杂交育种、杂交育种 B、人工诱变、人工诱变 C、基因重
24、组、基因重组 D、生殖隔离、生殖隔离2、产生上述情况的原因主要是产生上述情况的原因主要是 （）A、染色体结构发生了变化、染色体结构发生了变化 B、马和驴的遗传物质有本质区别、马和驴的遗传物质有本质区别 C、发生突变、发生突变 D、减数分裂过程中联会紊乱、减数分裂过程中联会紊乱DD练习练习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1、共同进化、共同进化含义含义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
25、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，由简单到复杂，由水生到陆生，由低等到高等。由低等到高等。3、生物进化理论在发展、生物进化理论在发展1、共同进化指的是：在、共同进化指的是：在之间、之间、与与之之间在相互影响中不断进化和发展。间在相互影响中不断进化和发展。2、生物多样性主要包括、生物多样性主要包括、和和三个层次的内容。三个层次的内容。3、下列能提高生物多样性的是（）、下列能提高
26、生物多样性的是（）A、把生物进行分类、把生物进行分类B、来自共同祖先的的遗传、来自共同祖先的的遗传C、用进废退、用进废退D、不同环境的自然选择、不同环境的自然选择4、地球上最早的陆生生物类型主要是（）、地球上最早的陆生生物类型主要是（）A、蕨类植物、蕨类植物B、动物、动物C、裸子植物、裸子植物D、动物和植物、动物和植物DA不同物种不同物种生物生物无机环境无机环境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5、生命诞生的场所是（）、生命诞生的场所是（）A、陆地、陆地 B、海洋、海洋 C、空中、空中 D、ABC都是都是6、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7、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B