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,,第2節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容,達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說：生存斗爭(zhēng)中有利變異的個(gè)體容易活下來并留下后代?？梢?，自然選擇作用于個(gè)體，且是個(gè)體的表現(xiàn)型，而個(gè)體表現(xiàn)性隨個(gè)體的死亡而消失，但是決定表現(xiàn)型的基因隨生殖而延續(xù)，并在群體中擴(kuò)散。所以現(xiàn)代生物進(jìn)化理論研究群體的基因組成。,一、種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化,（一）種群是生物進(jìn)化的基本單位：,1、種群概念：,生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體。,臥龍自然保護(hù)區(qū)獼猴,例：判斷下列是否屬于種群,（1）一個(gè)池塘中的全部鯉魚（2）一個(gè)池塘中的全部魚（3）一片草地上的全部植物（4）一片草地上的全部蒲公英,2、種群的特點(diǎn)：,種群中的個(gè)體并不是機(jī)械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通過繁殖將各自的基因傳給后代。,同前一年的蝗蟲種群相比，新形成的蝗蟲種群在基因組成上會(huì)有什么變化嗎？,3、基因庫(kù)：,一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因。,4、基因頻率：,在一個(gè)種群基因庫(kù)中，某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比率。,,概念：,,5.基因型頻率＝特定基因型的個(gè)體∕種群總個(gè)體數(shù),例:從種群中隨機(jī)抽出100個(gè)個(gè)體，測(cè)知基因型為AA、Aa和aa的個(gè)體分別是30、60和10個(gè)。那么A和a的基因頻率是多少?,解:,A基因的基因頻率為:,a基因的基因頻率為：,基因頻率=,=純合子頻率+1/2雜合子頻率,=40%,=30/100100%+1/260/100100%=60%,=10/100100%+1/260/100100%=40%,A%=,a%=,100%,=60%,36%,48%,16%,,60%,40%,36%,16%,48%,60%,60%,40%,40%,36%,48%,16%,60%,40%,若親代昆蟲中的種群滿足以下五個(gè)條件：①昆蟲種群數(shù)量足夠大，②全部的雌雄個(gè)體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代，③沒有遷入與遷出，④自然選擇對(duì)A、a控制的翅型性狀沒有作用⑤也沒有基因突變和染色體變異。,思考討論：用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化,哈迪——溫伯格定律：(遺傳平衡定律)1908年，英國(guó)數(shù)學(xué)家哈迪和德國(guó)醫(yī)生溫伯格分別提出關(guān)于基因頻率穩(wěn)定性的見解。他們指出，一個(gè)有性生殖的自然種群中，在符合以下5個(gè)條件的情況下，各等位基因的頻率和等位基因的基因型頻率在一代一代的遺傳中是穩(wěn)定不變的，或者說，是保持著基因平衡的。這5個(gè)條件是：①種群大；②種群中個(gè)體間的交配是隨機(jī)的；③沒有突變發(fā)生；④沒有個(gè)體的遷入和遷出⑤沒有自然選擇。這就是哈迪-溫伯格定律。,哈迪-溫伯格定律,處于平衡狀態(tài)的種群，一對(duì)等位基因Aa，A的頻率為p，a的頻率為q，則：AA的機(jī)率為p2；Aa的機(jī)率為2pq；aa的機(jī)率為q2,哈迪-溫伯格定律可用數(shù)學(xué)方程式表示為：(p+q)2=p2+2pq+q2,影響基因頻率的因素,在自然條件下，哈迪-溫伯格定律所需的五個(gè)條件是難以滿足的，因而基因頻率總是要發(fā)生改變，也就是說進(jìn)化在任何種群中都是必然要發(fā)生的。,1．現(xiàn)在許多學(xué)者認(rèn)為，生物進(jìn)化的基本單位是（）A．生物個(gè)體B．同種生物的全部個(gè)體C．種群D．生活在一起的全部生物2．根據(jù)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論,下列符合種群概念的是（）A.太平洋里全部的魚B.中華人民共和國(guó)國(guó)土上的所有人C.稻田里全部的蛇D.草原上的灰倉(cāng)鼠3．下列有關(guān)種群基因庫(kù)的敘述中，不正確的是（）A.一個(gè)種群的基因庫(kù)包括這個(gè)種群所含有的全部基因B.生物的個(gè)體總是要死亡的，但基因庫(kù)卻因種群個(gè)體的繁殖而代代相傳C.種群中每個(gè)個(gè)體含有種群基因庫(kù)的全部基因D.基因突變可改變基因庫(kù)的組成4.以下屬于種群范疇的是：A．一座山上所有的馬尾松B．一塊草地上所有的昆蟲C．一個(gè)池塘內(nèi)所有的魚類D．一個(gè)公園內(nèi)所有的樹木,C,B,C,A,練習(xí),5．已知人眼的褐色（A）對(duì)藍(lán)色（a）是顯性。在一個(gè)有30000人的人群中，藍(lán)眼的人3600人，褐眼的有26400人，其中純合體有12000人。那么，在這一個(gè)人群中A和a的基因頻率分別為A0.64和0.36B0.36和0.64C0.50和0.50D0.82和0.186．在某一個(gè)人群中，已調(diào)查得知，隱性性狀者為16％，問該性狀不同類型的基因型頻率是多少？（按AA、Aa、aa順序排列答案）A0.360.480.16B0.480.360.16C0.160.480.36D0.160.360.48,（A）,（A）,7.某工廠有男女職工各200名，對(duì)他們進(jìn)行調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因攜帶者為15人，女性患者1人，男性患者14人，這個(gè)群體中色盲基因的頻率應(yīng)為（）。A、15%B、3.88%C、5.17%D、10.3%,色盲（b）基因頻率＝,15＋2＋14,,2002＋200,＝5.17％,C,100%,有哪些因素影響基因頻率呢？,1.突變可以嗎？2.基因重組能不能？3.自然選擇呢？,若這些都可以使基因頻率改變，它們對(duì)生物進(jìn)化的作用一樣嗎？,？,1、生物要進(jìn)化，其基礎(chǔ)條件是什么呢？遺傳與變異2、可遺傳變異的類型：基因突變、染色體變異與基因重組3、基因突變有哪些的特點(diǎn)：普遍性、不定向性、低頻率性、多害少利性等突變與基因重組對(duì)生物進(jìn)化的作用？,2、突變的有害和有利并不是絕對(duì)的，它取決于生物的生存環(huán)境。,1、種群中基因突變的特點(diǎn)：突變數(shù)大，不定向性,3、種群中基因重組的結(jié)果:產(chǎn)生更多的變異，不定向性,結(jié)論：突變和基因重組只產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料，不能決定生物進(jìn)化的方向。自然選擇對(duì)種群基因頻率有什么樣的影響呢？,19世紀(jì)，樺尺蠖種群中黑色基因（S）頻率為5%，淺灰色基因（s）頻率為95%,20世紀(jì)，樺尺蠖種群中黑色基因（S）頻率為95%，淺灰色基因（s）頻率為5%,資料展示：,,,,,95%（S）,5%（s）,19世紀(jì)的變化過程：,探究：自然選擇對(duì)基因頻率變化的影響,P117的探究實(shí)驗(yàn),升高,降低,討論：1、樹干變黑會(huì)影響樺尺蠖中淺色個(gè)體的出生率嗎？為什么？2.在自然選擇的過程中，直接受作用的是基因型還是表現(xiàn)型？為什么？原因：淘汰不利變異基因，積累有利變異基因。結(jié)果：自然選擇使基因頻率定向改變。,小結(jié),種群是生物進(jìn)化的單位；指生活在同一地點(diǎn)的同種生物個(gè)體的總和。種群基因庫(kù)：一個(gè)種群所含有的全部基因?；蝾l率＝某基因的數(shù)目∕該基因的等位基因的總數(shù)基因型頻率＝特定基因型的個(gè)體∕總個(gè)體數(shù)遺傳平衡時(shí)，基因頻率和基因型頻率有如下關(guān)系：即遺傳平衡公式?！瞤（A）＋q（a）〕2＝p2（AA）＋2pq（Aa）＋q2（aa）生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)：種群的基因頻率發(fā)生變化的過程,二.隔離與物種的形成,1.物種的概念：在遺傳學(xué)和進(jìn)化論中，把能夠在自然狀態(tài)下相互交配，并能夠產(chǎn)生出可育后代的一群生物稱為一個(gè)物種，簡(jiǎn)稱“種”。,2.隔離（isolation）概念及類型,概念：不同種群間的個(gè)體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。,隔離的類型,,生殖隔離(reproductiveisolation),地理隔離(geographicalisolaton),2.1生殖隔離：種群間的個(gè)體不能自由交配，或者交配后不能產(chǎn)生出可育后代。（動(dòng)物因求偶方式不同、繁殖期不同，植物因開花季節(jié)、花的形態(tài)不同，而造成的不能交配等都屬于生殖隔離）,驢,馬,騾子,例：虎獅獸,,2.2地理隔離：分布在不同自然區(qū)域的種群，由于高山、河流、沙漠等的障礙，使彼此間無法相遇而不能交配。,例：不同“人種”,世界各地的人雖然各有不同，但他們之間可以彼此通婚，并且產(chǎn)生可育的后代。因此，全世界的人在生物學(xué)上屬于同一個(gè)物種——智人。,3、物種的形成：,①經(jīng)過長(zhǎng)期的地理隔離而達(dá)成生殖隔離，從而形成新物種。,②多倍體的形成不需經(jīng)地理隔離。,原種,變異1,變異2,,,變異類型1,變異類型2,,,新種1,新種2,,.隔離在物種形成中的作用,地雀,,甲島地雀乙島地雀丙島地雀丁島地雀……,突變和基因重組,自然選擇,甲島地雀1,乙島地雀2,丙島地雀3,丁島地雀4,種群基因庫(kù)改變,……,,地理隔離,生殖隔離,物種形成的三個(gè)基本環(huán)節(jié):①突變和基因重組②自然選擇③隔離,物種和種群間存在什么樣的聯(lián)系呢？,能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物稱為一個(gè)物種，簡(jiǎn)稱“種”。,生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體。種群是生物進(jìn)化和繁殖的單位同一種群內(nèi)的個(gè)體之間可以進(jìn)行基因交流。,較小范圍內(nèi)生物的個(gè)體,分布在不同區(qū)域內(nèi)的同種生物的許多種群組成,1.一個(gè)物種可以包括許多種群，如同一種鯽魚可以生活在不同的池塘，湖泊，形成一個(gè)個(gè)被陸地隔離的種群。2.同一物種的多個(gè)種群之間存在地理隔離，長(zhǎng)期發(fā)展下去可能成為不同的亞種（或品種）進(jìn)而形成多個(gè)新物種。,達(dá)爾文在加拉帕戈斯群島上發(fā)現(xiàn)幾種地雀，用現(xiàn)代進(jìn)化理論解釋錯(cuò)誤的是()A、經(jīng)過長(zhǎng)期的地理隔離而達(dá)到生殖隔離，導(dǎo)致原始地雀物種形成現(xiàn)在的地雀物種B、生殖隔離一旦形成，原來屬于同一物種的地雀很快進(jìn)化形成不同的物種C、這些地雀原先屬于同一雀種，從南美大陸遷來后，逐漸分布在不同的群島，出現(xiàn)不同的突變和基因重組D、自然選擇對(duì)不同的種群的基因頻率的改變所起的作用有所差別。,B,下列說法正確的（）A、地理隔離一旦形成，原來屬于同一物種的個(gè)體就成了不同物種B、生殖隔離一旦形成，原來屬于同一物種的個(gè)體就成了不同物種C、地理隔離是形成新物種的必然經(jīng)歷D、每個(gè)新物種的形成都必定經(jīng)歷從地理隔離達(dá)到生殖隔離的過程,B,三、共同進(jìn)化與生物多樣性的形成,1.共同進(jìn)化任何一個(gè)物種都不是單獨(dú)進(jìn)化的。不同物種之間，生物與無機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展，這就是共同進(jìn)化。,捕食者與被捕食者的相互選擇,開花植物與傳粉動(dòng)物的互助互利,生物進(jìn)化與無機(jī)環(huán)境變化的關(guān)系,例：生物的新陳代謝類型由原始異養(yǎng)厭氧→自養(yǎng)厭氧→自養(yǎng)需氧。,2.生物多樣性的形成,地球上所有的植物、動(dòng)物和微生物，它們所擁有的全部基因以及各種各樣的生態(tài)系統(tǒng)，共同構(gòu)成了生物多樣性。,簡(jiǎn)單→復(fù)雜低等→高等原核細(xì)胞→真核細(xì)胞單細(xì)胞→多細(xì)胞無性生殖→有性生殖原始異養(yǎng)厭氧→自養(yǎng)厭氧→自養(yǎng)需氧水生→水陸兩棲→陸生,生物多樣性的形成歷程,總結(jié),●種群是生物進(jìn)化的基本單位,●突變和基因重組、自然選擇及隔離是物種形成過程的三個(gè)基本環(huán)節(jié)（突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料，自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進(jìn)化的方向，隔離是新物種形成的必要條件）。,●生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于種群基因頻率的改變。,以自然選擇學(xué)說為核心的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的基本觀點(diǎn)是：,