,第二节 现代生物进化理论的主要内容,一 种群基因频率的改变和生物进化,情景：如果在灰色翅（基因型为aa)昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅（Aa)的变异个体，且绿色比灰色更不容易被敌害发现。,讨论题目： 1.根据达尔文“适者生存、不适者淘汰”的观点该绿色个体能被选择下来吗？ 2.如果该绿色个体能很好的生活下来，它体内的A基因怎样才能传递给后代？ 3.如果Aa与其他个体交配生殖，后代还会绿色吗？,（一）种群是生物进化的基本单位,1、种群概念：,生活在一定区域的同种生物的全部个体。,卧龙自然保护区 猕猴,2、种群的特点：,种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。,判断下列是否属于种群,（1）一个池塘中的全部鱼 （2）一个池塘中的全部鲤鱼 （3）两个池塘内的全部青蛙 （4）一片草地上的全部植物 （5）一片草地上的成年梅花鹿,庙里的一群和尚也属于种群吗 ？,否,是,否,否,否,1.下列属于种群的是 （ ） A.一块水田里的全部水稻 、水草 B 一块稻田里的全部幼蚜、有翅、无翅的成蚜 C 一块朽木上的全部真菌 D. 一个池塘中全部鱼,B,3.生物进化的基本单位 （ ）A. 个体 B. 基因 C. 种群 D. 群体,2.下列关于种群的说法不正确的是（ ） A.同一种群的个体可以自由交配 B.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 D. 种群是生物进化的基本单位,C,C,2、种群的特点：,种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。,思考：同前一年的蝗虫种群相比，新形成的蝗虫种群在基因组成上会有什么变化吗？,3、基因库:一个种群中全部个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库。 其中每个个体所含的基因只是基因库的一部分,4、基因频率：,在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。,5.基因频率的计算,某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, 褐色翅的基因位a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占30、60、10,那么A、a的基因频率是多少？,A+a=1,此种基因的个数=纯合子个体数 2杂合子个体数,种群中该对等位基因的总数=个体总数 2,探究活动,用数学方法讨论基因频率的改变 假设的昆虫群体满足以下五个条件： 昆虫群体数量足够大， 全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代， 没有迁入与迁出， AA、Aa、aa三种基因型昆虫的生存能力完全相同（也就是说自然选择对A、a控制的翅型性状没作用） 也没有基因突变和染色体变异。,遗传平衡状态,30%,30%,30%,10%,36%,48%,16%,60%,40%,在有性生殖过程中，如果符合遗传平衡，产生的雌雄配子：,36%,24%,16%,AA,Aa,Aa,24%,aa,遗传平衡定律,其中p代表A基因的频率，q代表a基因的频率。 则p+q=1，(pq)2=p22pqq2=1 并得出p2代表AA的频率， q2代表aa的频率，2pq代表 杂合子Aa的频率。,36%,48%,16%,60%,40%,36%,16%,48%,60%,60%,40%,40%,36%,48%,16%,哈代温伯格定律： 一个有性生殖的自然种群中，在符合5个条件的情况下，各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的，或者说，是保持着基因平衡的。,哈代-温伯格定律可用数学方程式表示： (pq)2=p22pqq2=1其中p代表A基因的频率，q代表a基因的频率。p+q永远为1，p2代表AA的频率， q2代表aa的频率，2pq代表杂合子Aa的频率。,2.从某生物种群中随机抽1000个个体，测知基因 型为BB、Bb、bb的个体分别为300个、600个 和100个。在这1000个个体中：B基因有 个，其基因频率为 ；b基因有 个，其基因频率为 。,1.AA、Aa、aa的个体分别占24%、72%、4%、那么A、a的基因频率是多少？（ ）A. 36%和64% B. 57%和43% C. 24%和72% D. 60%和40%,D,1200,800,60 40,3.在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中 基因型为AA的个体占18%，基因型Aa的个体占 78%，aa的个体占4%。基因型A和a的频率分别 是 ， 。,57 43,进化的实质是什么？,影响种群基因频率变化的根本原因是什么？,变异,变异的类型有那些？,不能遗传的变异,可遗传的变异,基因突变 染色体变异 基因重组,突变,自然界，生物自发突变的频率很低，而且突变大多数是有害的，为什么还能够作为生物进化的原材料的呢？,果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率是105，一个约有109个果蝇的种群每一代出现的基因突变率是？,21041051092108,（二）突变和基因重组产生进化的原材料,2、突变的有害和有利并不是绝对的，它取决于生物的生存环境。,3、突变和基因重组只产生生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。,1、种群是由许多个体组成的，每个个体的每个 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,（二）突变和基因重组产生进化的原材料,19世纪，桦尺蠖种群中黑色 基因（S）频率为5%，浅灰色 基因（s）频率为95%,20世纪，桦尺蠖种群中黑 色基因（S）频率为95%， 浅灰色基因（s）频率为5%,（三）自然选择决定生物进化的方向。,(1)在这个探究实验中根据上面的数据分析，变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的出生率有影响吗？变黑的环境对桦尺蠖产生了什么样的影响？,(2)在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？,变黑的环境使控制浅色的s基因频率减少,S基因频率增加,许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食,天敌看到的是桦尺蠖的体色（表现型）而不是控制体色的基因,结论：自然选择决定生物进化的方向,自然选择使基因频率定向改变。,四、隔离导致物种形成,能够在自然状态下能互相交配，并且产生出可育后代的一群生物称为一个物种（species），简称“种”。,1、物种的概念,人都是一个物种，无论白人 黑人黄种人结婚，都能产生具 有生殖能力的后代。,全世界的人都是一个物种吗？,骡是马跟驴交配产生的后代，那为什么他们不是同一物种呢？,隔离：指不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。,生殖隔离：不同物种之间一般是不能交配，即使交配成功，也不能产生可育后代。,地理隔离：同一物种由于高山、河流、沙漠等地理上的障碍，使彼此间不能相遇而不能交配，使种群间不能发生基因交流的现象。,2、隔离在物种形成中的作用,如果只通过地理隔离，2个种群的基因库各自发展，互不影响，出现一定差异，但不会形成新的物种，最多也就是形成不同的亚种量变。,如东北虎和华南虎就是两个亚种。,生殖隔离则是由于2个种群之间的遗传物质基础（基因库）出现较大的差异使其个体之间不能交配或杂交后代不育。,生殖隔离是新物种形成的标志质变,它们之间还能自由交配吗？,资料分析一,分析：加拉帕戈斯群岛的地雀新物种是如何形成的？,资料分析二,经过长期的地理隔离而达成生殖隔离，从而形成新物种。,多倍体的形成不需经地理隔离。,原种,变 异1,变 异2,变异 类型1,变异 类型2,新种1,新种2,种 群1,种 群2,现代生物进化理论的基本观点是： 生物进化的基本单位是种群。 生物进化的实质是种群基因频率的改变。物种形成的基本环节是： 突变和基因重组提供进化的原材料； 自然选择基因频率定向改变，决定进化的方向； 隔离物种形成的必要条件,评价反馈 判断题 1变异是生物进化的原材料。（ ） 2有利变异可以使生物更好地去适应环境。（ ） 3突变的有害或有利是绝对的、一成不变的。（ ） 4种间斗争的结果决定了生物进化的方向。（ ） 选择题 1下列各种现象中哪一种属于自然选择的例子（ ） A警犬能够嗅到毒品 B秋水仙素处理后得到的多倍体生物 C北极熊毛色为白色 D太空椒的出现 2达尔文认为变异是不定向的，而自然选择是定向的， 所谓定向是指（ ） A定向生存斗争 B适应特定环境 C定向遗传 D只产生有利的变异,在经常刮海风的克格伦岛上，昆虫一般呈现两种类型： 能飞的翅异常发达，不能飞的翅退化。这些昆虫都不易被暴风 刮到海里去，因而能够生存下来并繁殖后代。试据此分析： 此岛上昆虫的祖先存在着个体 ，说明 一般是 不定向的。 风暴对昆虫起了 作用。 这个现象说明了定向的 决定着生物进化的方向。 凡是存活下来的昆虫都是适应环境的，这是 的结果， 而且是通过 来实现的。,答案： 差异 ；变异 选择 自然选择 自然选择；生存斗争,4、有一个老鼠的种群，最初都生活在一个地域，后来一条新建的高速公路将该种群分成A和B两个种群。如果A种群生活的地区发生了一系列的环境变化，而B种群的地区没有变化，则种群A进化的速率很可能是（ ） A、比B慢 B、比B快 C、与B相同 D、开始比B慢，后来比B快5、_是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群_的改变。物种形成需要三个基本还节：其中_和_ _产生生物进化的原材料，_ _使种群的基因频率发生_改变并决定生物进化的方向，_是新物种形成的必要条件。,B,种群,基因频率,基因重组,突变,自然选择,定向,隔离,三、共同进化与生物多样性的形成,捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？,三 共同进化与生物多样性的形成,(一)共同进化,1、实例：,2、概念：,不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展的过程。,3、结果：,出现了物种的多样性,而且形成了生态系统的多样性。,(二)生物多样性的形成,1、内容：,基因多样性物种多样性生态系统多样性（3层次）,2、形成生物多样性的原因：,长期自然选择、共同进化达到结果,3、研究生物进化的主要依据：化石,三 共同进化与生物多样性的形成,4、生物进化的历程：,三 共同进化与生物多样性的形成,最早出现的生物是哪一类生物？ 它们生活在什么环境中？,厌氧的单细胞生物， 它们生活海洋中。,最早的生物化石 古细菌（距今35亿年）,34亿年前的古细胞化石,前寒武纪地层中的水母化石,1) 前寒武纪生物 寒武纪之前(前寒武纪)，地球上的生命都是非常低级的，主要是一些单细胞生物、环节动物、节肢动物等。,多细胞生物大约是什么时期出现的？它们生活在什么环境？大约是在寒武纪，生活在海洋中。,2)早古生代生物 （寒武纪）进入早古生代，一些大型的古生物相继出现，如三叶虫、鹦鹉螺等。出现了生命演化史上的第一次繁荣景象。在中国云南澄江发现的寒武纪古生物是最有代表性的寒武纪生物群.,最早登陆的生物是植物还是动物？为什么？植物，否则动物登陆后就会饿死。,一些海洋植物开始适应陆地生活，主要是蕨类植物。,陆地上还是一片荒芜，生物都生活在海洋中。,寒武纪时地球上的生态系统有什么特点？,3)中生代生物 中生代三叠纪生物复苏,开始出现水生爬行动物，如鱼龙、蛇颈龙等；侏罗纪是恐龙的天下，发现始祖鸟、中华龙鸟等，昆虫类也开始繁盛；白垩纪末期也是生物的灭绝时期，但开始出现被子植物,