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1、第六章第六章生物的进化生物的进化第第3 3节节 种群基因组成的变化种群基因组成的变化先有鸡还是先有蛋？先有鸡还是先有蛋？甲同学说：甲同学说：当然是先有鸡蛋了，因为只有生殖细当然是先有鸡蛋了，因为只有生殖细胞产生的基因突变才能遗传给后代，体细胞即使发生胞产生的基因突变才能遗传给后代，体细胞即使发生了基因突变，也不能影响后代的性状。了基因突变，也不能影响后代的性状。乙同学说：乙同学说：不对，人们在养鸡过程中，是根据鸡不对，人们在养鸡过程中，是根据鸡的性状来选择的，只让符合人类需求的鸡繁殖后代，的性状来选择的，只让符合人类需求的鸡繁殖后代，因此是先有鸡后有蛋。因此是先有鸡后有蛋。你同意哪位同学的观点
2、？你的答案和理由是什么你同意哪位同学的观点？你的答案和理由是什么？这两种观点都有一定的道理，但都这两种观点都有一定的道理，但都不全面不全面。因为它们忽视了鸡和蛋在基因组成上。因为它们忽视了鸡和蛋在基因组成上的一致性，也忽视了的一致性，也忽视了生物的进化是以种群为单位而不是以个体为单位生物的进化是以种群为单位而不是以个体为单位这一重要观点。这一重要观点。生物进化的过程是种群基因库在环境的选择作用下定向改变的过程，以新种群与生物进化的过程是种群基因库在环境的选择作用下定向改变的过程，以新种群与祖先种群形成祖先种群形成生殖隔离生殖隔离为标志，并不是在某一时刻突然有一个个体或一个生殖细胞成为标志，并不
3、是在某一时刻突然有一个个体或一个生殖细胞成为一个新物种。为一个新物种。问题探讨问题探讨一、种群和种群基因库一、种群和种群基因库 自然选择自然选择直接作用直接作用的是生物的的是生物的个体个体，而，而且是且是个体的表型个体的表型。个体的表型会随着个体的死亡而消失，个体的表型会随着个体的死亡而消失，决定表型的基因却可以随着生殖而世代延续，决定表型的基因却可以随着生殖而世代延续，并且在群体中扩散。并且在群体中扩散。研究生物的进化，仅研究个体和表型是研究生物的进化，仅研究个体和表型是不够的，还必须研究群体基因组成的变化。不够的，还必须研究群体基因组成的变化。果蝇果蝇X X染色体上的染色体上的部分基因示意
4、图部分基因示意图种群是生物种群是生物进化进化的基本单位的基本单位种群：种群：生活在一定区域的生活在一定区域的同种同种生物生物全部全部个体的集合。个体的集合。一片树林中的全部猕猴是一个种群一片树林中的全部猕猴是一个种群一片草地上的所有蒲公英是一个种群一片草地上的所有蒲公英是一个种群 同时同地同种同时同地同种一、种群和种群基因库一、种群和种群基因库种群的个体并不是机械地结合在一种群的个体并不是机械地结合在一起。一个种群其实就是一个繁殖的起。一个种群其实就是一个繁殖的单位，雌雄个体可以通过繁殖将各单位，雌雄个体可以通过繁殖将各自的基因遗传给后代。自的基因遗传给后代。种群在繁衍过程中，个体有新老交种群
5、在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。替，基因却代代相传。蝗虫产卵蝗虫产卵种群是种群是繁殖繁殖的基本单位的基本单位一、种群和种群基因库一、种群和种群基因库1 1、基因库、基因库：一个：一个种群种群中全部个体所含有的中全部个体所含有的全部基因全部基因。一个种群都有一个基因库，种群中每个个体所含有的基因只是基因一个种群都有一个基因库，种群中每个个体所含有的基因只是基因库的一部分，个体一代代死亡，但库的一部分，个体一代代死亡，但基因库在代代相传基因库在代代相传中保留下来，并得中保留下来，并得到发展。到发展。包括基因的种类和数目包括基因的种类和数目举例：举例：这些金鱼各自有自己的基因，共同构成
6、了种群的基因这些金鱼各自有自己的基因，共同构成了种群的基因库。它们各自的基因都是基因库的一部分。库。它们各自的基因都是基因库的一部分。个体数目越多，个体间的差异越大，基因库也就越大。个体数目越多，个体间的差异越大，基因库也就越大。一、种群和种群基因库一、种群和种群基因库某种基因型某种基因型个体占个体占种群总数种群总数的比值。的比值。基因型频率基因型频率=某基因型的个体某基因型的个体种群总数种群总数100%100%3.3.基因型频率：基因型频率：某昆虫决定翅色的基因频率某昆虫决定翅色的基因频率2.2.基因频率基因频率：在一个种群基因库中，在一个种群基因库中，某个基因某个基因占占全部等位基因全部等
7、位基因数的比值。数的比值。基因基因频率频率某基因的数目某基因的数目该基因的等位基因的总数该基因的等位基因的总数=纯合子频率纯合子频率+1/2+1/2杂合子频率杂合子频率100%100%=一、种群和种群基因库一、种群和种群基因库2023/10/132023/10/132023/10/132023/10/13例：某昆虫种群中，绿色翅的基因为例：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30%30%、60%60%、10%10%、那么、那么A A、a a的基因频率是多少？的基因频率是多少？假设该种群数量
8、为假设该种群数量为100100，基因型，基因型AAAA的个体为的个体为3030，AaAa个体为个体为6060，aaaa个体为个体为1010，那么控制此性状的等位基因总数那么控制此性状的等位基因总数200200个。个。A A基因数基因数=23060=120=23060=120个个a a基因数基因数=60210=80=60210=80个个A A基因基因的频率的频率=60%60%a a基因的频率基因的频率=40%40%在种群中，在种群中，一对一对等位基因的等位基因的基因频率之和等于基因频率之和等于1 1，基因型频率之和也等于，基因型频率之和也等于1 1。A%+a%=1 AA%+Aa%+aa%=1A%
9、+a%=1 AA%+Aa%+aa%=1一、种群和种群基因库一、种群和种群基因库3.3.某一瓢虫种群中有黑色和红色两种体色的个体某一瓢虫种群中有黑色和红色两种体色的个体,这一性状由一对等位基这一性状由一对等位基因控制因控制,黑色黑色(B)(B)对红色对红色(b)(b)为显性。如果基因型为为显性。如果基因型为BBBB的个体占的个体占18%,18%,基因型基因型为为BbBb的个体占的个体占78%,78%,基因型为基因型为bbbb的个体占的个体占4%4%。基因。基因B B和和b b的频率分别为的频率分别为 A.18%A.18%、82%82%B.36%B.36%、64%64%C.57%C.57%、43%
10、43%D.92%D.92%、8%8%C C概念检测概念检测二、种群基因频率的变化二、种群基因频率的变化基因突变在自然界是普遍存在的。基因突变产生基因突变在自然界是普遍存在的。基因突变产生新的等位基因新的等位基因，这就可以使种群的基因频率发生变化。这就可以使种群的基因频率发生变化。可遗传的变异可遗传的变异变异变异不可遗传的变异不可遗传的变异基因突变基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组突变突变影响基因频率的因素：影响基因频率的因素：突变突变、基因重组基因重组和和自然选择自然选择二、种群基因频率的变化二、种群基因频率的变化由由于于自自然然界界中中基基因因自自发发突突变变频频率率很很低低，而而
11、且且许许多多突突变变对对生生物物体体是是有有害的。那基因突变为什么还能够作为生物进化的原材料呢？害的。那基因突变为什么还能够作为生物进化的原材料呢？例如：果蝇例如：果蝇1 1组染色体上约有组染色体上约有1.3101.3104 4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1010-5-5，对一个中等大小的果蝇种群（约有，对一个中等大小的果蝇种群（约有10108 8个个体）来说，每一代个个体）来说，每一代出现基因突变数将是：出现基因突变数将是：1.3101.3104 4210210-5-510108 8=2.6=2.610107 7(个个)，由此可知每一代会产生大量的突变。由
12、此可知每一代会产生大量的突变。突变的有害和有利不是绝对的，这取决于生物的生存环境。突变的有害和有利不是绝对的，这取决于生物的生存环境。例如：有翅的昆虫中有时会出现残翅和无翅的突变例如：有翅的昆虫中有时会出现残翅和无翅的突变类型，这类昆虫在正常情况下很难生存下去，但是类型，这类昆虫在正常情况下很难生存下去，但是在经常刮大风的海岛上，这类昆虫却因为不能飞行在经常刮大风的海岛上，这类昆虫却因为不能飞行而避免被海风吹到海里淹死。而避免被海风吹到海里淹死。二、种群基因频率的变化二、种群基因频率的变化影响种群基因频率变化的因素影响种群基因频率变化的因素 基因突变产生的等位基因，通过有基因突变产生的等位基因
13、，通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型，从而使种群中出现多种多样的基因型，从而使种群中出现多种多样可遗传的变异类型。种多样可遗传的变异类型。(突变和基因重组都是随机的、不定向的突变和基因重组都是随机的、不定向的)猫由于基因重组而产生的毛色变异猫由于基因重组而产生的毛色变异三、自然选择对种群基因频率变化的影响三、自然选择对种群基因频率变化的影响在在自自然然选选择择的的作作用用下下，具具有有有有利利变变异异的的个个体体有有更更多多的的机机会会产产生生后后代代，种种群群中中相相应应基基因因的的频频率率会会不不断断提提高高；相相反反，具具有有不不利利
14、变变异异的的个个体体留留下下后后代代的的机机会会少少，种种群群中相应基因的频率会下降。中相应基因的频率会下降。三、自然选择对种群基因频率变化的影响三、自然选择对种群基因频率变化的影响 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，故故自然选择决定生物进化的方向。变异是变异是不不定向定向的的自然自然选择选择淘汰不利变异淘汰不利变异积累有利变异积累有利变异种群的基因频率种群的基因频率发生发生定向定向改变改变生物朝生物朝一定方一定方向向缓慢进化缓慢进化自然选择决定生物进化的方向种群基因频率改变种群基因频率改变生物进化的实质：生物进化的实质：种群基因频率的改变，标志着生物的进化。种
15、群基因频率的改变，标志着生物的进化。隔离在物种形成中的作用必修二 第六章 生物的进化第3节 种群基因组成的变化与物种的形成 第二部分20物种的概念物种是指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。它们是同一个物种吗？马驴骡子马和牛、驴和牛之间不能交配产生子代；马和驴虽能交配，但产生的后代马和牛、驴和牛之间不能交配产生子代；马和驴虽能交配，但产生的后代骡是不育的，因此三者属于不同的物种。骡是不育的，因此三者属于不同的物种。马牛驴物种与种群的区别物种与种群的区别 同一同一物种物种可以分布在可以分布在不同区域；不同区域；种群种群是是同一区域同一区域内的内的同一物种同一物种的的全部全部个体。
16、个体。种群是物种繁殖和进化的基本单位。种群是物种繁殖和进化的基本单位。种群种群1 1种群种群2 2物种物种二、物种的概念二、物种的概念一个物种可以包括多个种群一个物种可以包括多个种群SZ-LWHSZ-LWH二、隔离及其在物种形成中的作用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，这种现象叫做生殖隔离。同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象，叫做地理隔离。生殖隔离地理隔离隔离概念：不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。1.隔离SZ-LWH课堂小测SZ-LWH2：鉴定牧场的本地马和由国外赠送返回原产地放养的野马是两个物
17、种的主要依据是（）A.野马比牧马更善于奔跑B.野马比牧马更高大C.野马和牧马存在生殖隔离D.野马比牧马更适应野生环境CSZ-LWH课堂小测SZ-LWH3：如果有两个小种群的动物，在形态结构上相近，它们必须具备下列哪一特征，才能归为一个物种：(）A.它们必须分布在同一地理区域B.它们的基因一定要相同C.它们的毛色一定要相同D.能相互交配繁殖并产生可育后代DSZ-LWHSZ-LWH二、隔离及其在物种形成中的作用（1）渐变式实例：加拉帕戈斯群岛上13种地雀经过长期的地理隔离而达到生殖隔离，从而形成新物种，这是物种形成的主要方式。物种的形成不一定都经过地理隔离。地理隔离不一定能形成新物种，要出现生殖隔
18、离才算是形成新物种。生殖隔离是新物种形成的标志。2.物种形成的三种方式模型：SZ-LWHSZ-LWH二、隔离及其在物种形成中的作用实例：自然界多倍体植物是在短时间内通过染色体变异的方式形成新物种。模型：（2）爆发式2.物种形成的三种方式不是。多倍体的形成不需经地理隔离。思考：通过长期地理隔离而实现生殖隔离，是否是新物种形成的唯一方式呢？物种A物种B杂交杂种植物染色体加倍异源多倍体SZ-LWHSZ-LWH二、隔离及其在物种形成中的作用通过植物体细胞杂交（如番茄马铃薯）、多倍体育种（如八倍体小黑麦）等方式也可以创造新物种。（3）人工创造新物种2.物种形成的三种方式28物种形成和生物进化的比较物种形成生物进化标志变化后生物与原生物的关系生殖隔离出现基因频率改变属于不同物种可能属于同一物种；也可能属于不同物种隔离及其在物种形成中的作用物种形成的三个环节物种形成的三个环节(1 1)内容内容 突变和基因重组突变和基因重组产生进化的原材料。产生进化的原材料。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。隔离隔离是物种形成的必要条件。是物种形成的必要条件。（生殖隔离是新物种形成的标志。）(2)(2)关系图关系图三、隔离及其在物种形成中的作用三、隔离及其在物种形成中的作用