第五单元第五单元 现代生物进化实际现代生物进化实际根底知识概述根底知识概述重难点解析重难点解析稳定练习稳定练习拉马克的进化学说：拉马克的进化学说：中心内容：中心内容：生物不是神生物不是神创的，而是的，而是进化的；化的；用用进废退；退；获得性得性遗传。历史奉献：史奉献：局限性：局限性： 对神神创论呵斥冲呵斥冲击。缺乏缺乏证据，多据，多为客客观臆断。臆断。达尔文的自然选择学说主要内容：1 1、过度繁衍度繁衍 生物的繁衍才干很生物的繁衍才干很强，能，能产生大量后代。生大量后代。 2 2、遗传和和变异异 遗传是指子代和是指子代和亲代表型一代表型一样，而，而变异是异是指子代和指子代和亲代表型不同，代表型不同，变异使个体异使个体间存在存在差差别，变异是不定向的。异是不定向的。达尔文的自然选择学说主要内容： 3 3、生存斗争、生存斗争 由于食物和空由于食物和空间等等环境条件的限制，每种生物必需境条件的限制，每种生物必需为生存而斗争。生存而斗争。种种类： a a、生物与无机、生物与无机环境的斗争。境的斗争。 b b、生物与生物之、生物与生物之间的斗争：种的斗争：种间斗斗争和种内斗争。争和种内斗争。达尔文的自然选择学说主要内容：4 4、适者生存：、适者生存： 在生存斗争中，出在生存斗争中，出现有利有利变异的个体就异的个体就容易在生存斗争中容易在生存斗争中获胜，并可，并可遗传下去；出下去；出现不利不利变异的个体就容易被淘汰。异的个体就容易被淘汰。小小结：达：达尔文把在生存斗争中，适者生存、文把在生存斗争中，适者生存、 不适者被淘汰的不适者被淘汰的过程叫自然程叫自然选择。二、达尔文自然选择学说对生物进化的解释二、达尔文自然选择学说对生物进化的解释1、选择资料料 由由变异提供异提供2、内在要素、内在要素遗传和和变异异3、进化方向化方向由自然由自然选择决决议4、进化化动力力 生存斗争生存斗争自然选择学说的重要意义和局限性自然选择学说的重要意义和局限性1 1、重要意、重要意义：1 1科学地解科学地解释了生物了生物进化的化的缘由。由。2 2同同时也解也解释了生物的多了生物的多样性和性和顺应性。性。2 2、局限性：、局限性： (1) (1)达达尔文文对于于遗传和和变异的本异的本质没有做没有做出科学的解出科学的解释。(2)(2)达达尔文文对生物生物进化的解化的解释也局限于个也局限于个 体程度。体程度。 1、 1937年，有人把原产于丹麦和德国的年，有人把原产于丹麦和德国的三叶草移到瑞典南部栽培，这里气候比较冰三叶草移到瑞典南部栽培，这里气候比较冰冷，最初三叶草茎叶的产量很低，但经过假冷，最初三叶草茎叶的产量很低，但经过假设干年后，产量显著提高。人们对这一现实设干年后，产量显著提高。人们对这一现实做了如下解释，其中不正确的选项是做了如下解释，其中不正确的选项是 A A、这是定向自然选择的结果、这是定向自然选择的结果B B、不耐寒的自然个体被淘汰、不耐寒的自然个体被淘汰C C、耐寒的个体得以生存和繁衍、耐寒的个体得以生存和繁衍D D、三叶草在生活过程中逐渐顺应了新环境、三叶草在生活过程中逐渐顺应了新环境D2 2、假设某一昆虫缺乏顺应变化着环境、假设某一昆虫缺乏顺应变化着环境所需求的变异，它能够所需求的变异，它能够 A、进化为另一物种、进化为另一物种B、进化到更高等方式、进化到更高等方式C、退化到低级种类、退化到低级种类D、灭绝、灭绝D3、用达尔文的自然选择学说解释狼的凶狠、用达尔文的自然选择学说解释狼的凶狠、善跑、狡猾、贪婪的进化过程。善跑、狡猾、贪婪的进化过程。1 1狼群中存在着不同变异的个体，如：有的狼群中存在着不同变异的个体，如：有的奔跑迅速，有的跑的慢些，有的狡猾机灵，奔跑迅速，有的跑的慢些，有的狡猾机灵，有的迟笨呆板，这些变异是有的迟笨呆板，这些变异是 的。的。 A、不定向、不定向B、定向、定向A 2随着环境条件的变化，食物的稀少，凶狠、善跑、狡猾、贪婪的个体就容易得到食物，可以生存和繁衍，这样，环境和食物对狼起了的 作用，而这种作用是 的。A、选择、选择B、不定向、不定向C、定向、定向AC3 3狼的凶狠、善跑、狡猾、贪婪的狼的凶狠、善跑、狡猾、贪婪的性状的加强，是经过狼与种内、种性状的加强，是经过狼与种内、种间个体以及环境条件的间个体以及环境条件的 实现实现的，因此它能顺应环境，这就是的，因此它能顺应环境，这就是 。A、生存斗争、生存斗争B、自然选择、自然选择AB现代生物进化实际现代生物进化实际种群是生物进化的单位种群是生物进化的单位突变和重组产生进化的原资突变和重组产生进化的原资料料自然选择决议生物进化的方自然选择决议生物进化的方向向隔离导致物种构成隔离导致物种构成一、种群是生物进化的单位一、种群是生物进化的单位1.1.种群的概念：种群的概念： 指生活在一定区域的同种生物的全部个体。指生活在一定区域的同种生物的全部个体。种群个体彼此种群个体彼此间可以交配，并可以交配，并经过繁衍将各自的基繁衍将各自的基因因传送送给后代。故：种群是生物繁衍的根本后代。故：种群是生物繁衍的根本单位。位。例：判例：判别以下能否属于种群以下能否属于种群1一个池塘中的全部一个池塘中的全部鲤鱼2一个池塘中的全部一个池塘中的全部鱼3一片草地上的全部植物一片草地上的全部植物一、种群是生物进化的单位一、种群是生物进化的单位2.2.种群基因种群基因库： 一个种群的全部个体所含有的全部基因，叫做一个种群的全部个体所含有的全部基因，叫做这个种群的基因个种群的基因库。3.3.基因基因频率：率： 在一个种群基因在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基中，某个基因占全部等位基因的比率。因的比率。一、种群是生物进化的单位一、种群是生物进化的单位2.2.种群基因种群基因库： 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，叫做叫做这个种群的基因个种群的基因库。3.3.基因基因频率：率： 指某种基因在某个种群中出指某种基因在某个种群中出现的比例。的比例。4.4.生物生物进化化过程的本程的本质： 自然界中因存在突自然界中因存在突变、基因重、基因重组和自然和自然选择等等要素，种群的基因要素，种群的基因频率率总是在不断是在不断变化的。生物化的。生物进化化的的过程本程本质上就是种群基因上就是种群基因频率率发生改生改动的的过程。程。二、突变和基因重组产生进化的原资料二、突变和基因重组产生进化的原资料 基因突变和染色体变异统称为突变，突变和基因重组是可遗传变异的来源。它们产生进化的原资料。 但不能决但不能决议生物生物进化的方向。化的方向。三、自然选择决议生物进化的方向三、自然选择决议生物进化的方向 变异是不定向的，经过长期的自然选择，不利的变异逐渐被淘汰，有利的变异逐渐积累，从而使种群的基因频率发生定向改动，导致生物朝一定方向进化。所以说生物进化的方向是由自然选择决议的。四、隔离导致物种构成四、隔离导致物种构成1 物种： 指分布在一定的自然区域，具有一定的形状构造和生理功能，而且能在自然形状下相互交配并可以产生出可育后代的一群生物个体。 2 隔离： 不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自在交流的景象。常见的有地理隔离和生殖隔离。3 物种的构成： 经长期的地理隔离而到达生殖隔离是常见的方式。小结 现代生物进化实际的根本观念是： 是生物进化的根本单位，生物进化的本质在于 。 、 、 是物种构成过程的三个根本环节，经过它们的综协作用，种群产生分化，最终导致新物种的构成。 种群种群种群基因种群基因频率的改率的改动突突变和基因重和基因重组自然自然选择隔离隔离一、物种构成、共同进化与生物多样性一、物种构成、共同进化与生物多样性1 1、物种构成、物种构成(1)(1)物种构成的三种典型方式物种构成的三种典型方式 渐变式式如加拉帕戈斯群如加拉帕戈斯群岛上上1313种地种地雀的构成。雀的构成。骤变式式主要是主要是经过异源多倍体的染色体异源多倍体的染色体畸畸变的方式构成新物种，一出的方式构成新物种，一出现可以很快构成可以很快构成生殖隔离生殖隔离(基因基因频率改率改动)。多。多见于植物。于植物。人工人工发明新物种明新物种经过植物体植物体细胞胞杂交交(如番茄如番茄马铃薯薯)、多倍体、多倍体远缘杂交交(如甘如甘蓝萝卜卜)、多倍体育种、多倍体育种(如八倍体小黑麦如八倍体小黑麦)等方式也等方式也可以可以发明新物种。明新物种。(2)(2)新物种构成的新物种构成的标志志生殖隔离生殖隔离 2 2共同共同进化化(1)(1)共同共同进化化 不同物种之不同物种之间相互影响。如狼与羊。相互影响。如狼与羊。 生物与无机生物与无机环境相互影响。如：最早境相互影响。如：最早的生物是的生物是厌氧的，光合生物的出氧的，光合生物的出现，使大气，使大气中有了氧气，中有了氧气，为好氧生物的出好氧生物的出现发明了前提明了前提条件。条件。(2)(2)进化规律进化规律3 3生物多生物多样性性(1)(1)内涵内涵( (三三层次次) )基因多基因多样性：指性：指遗传信息的信息的总和，包括地球上和，包括地球上一切一切动物、植物、微生物个体的基因。物、植物、微生物个体的基因。物种多物种多样性：指地球上生命有机体的多性：指地球上生命有机体的多样性，性，目前被描画的物种目前被描画的物种约175175万种。万种。生生态系系统多多样性：指生物圈中生性：指生物圈中生态环境、生物境、生物群落和生群落和生态过程的多程的多样性。性。 (2)(2)相互关系相互关系(3)(3)成因：生物与成因：生物与环境共同境共同进化的化的结果。果。生物生物进进化与物种构成化与物种构成(1)(1)区区别别 生物生物进进化：本化：本质质是种群基因是种群基因频频率改率改动动的的过过程，所以生物程，所以生物进进化的化的标标志志为为基因基因频频率改率改动动，不不论变论变化大小，都属于化大小，都属于进进化的范化的范围围； 物种构成：种群基因物种构成：种群基因频频率改率改动动至突破种至突破种的界限，构成生殖隔离，的界限，构成生殖隔离，标标志着新的物种构成，志着新的物种构成，隔离是物种构成的必要条件。隔离是物种构成的必要条件。(2)(2)联络联络：生物：生物发发生生进进化，并不一定构成新物化，并不一定构成新物种，但新物种的构成一定要种，但新物种的构成一定要经过经过生物生物进进化。化。 1.1.基因基因频率率 是指一个种群基因是指一个种群基因库中某个基因占全部等位中某个基因占全部等位基因数的比率。基因数的比率。 基因基因频率率 100% 100%2 2基因型基因型频率率 是指某种特定基因型的个体占群体内全部个是指某种特定基因型的个体占群体内全部个体的比率。体的比率。 基因型基因型频率率 100% 100% 二、基因频率的计算二、基因频率的计算3 3经过基因型基因型频率率计算基因算基因频率率(1)(1)在种群中一在种群中一对等位基因的等位基因的频率之和等于率之和等于1 1，基因型基因型频率之和也等于率之和也等于1 1。(2)(2)一个等位基因的一个等位基因的频率率该等位基因等位基因纯合子的合子的频率率1/21/2杂合子的合子的频率。率。4 4哈代哈代温伯格平衡定律温伯格平衡定律(1)(1)内容：在一个有性生殖的自然种群中，并符内容：在一个有性生殖的自然种群中，并符合以下合以下5 5个条件的情况下，各等位基因的个条件的情况下，各等位基因的频频率和率和等位基因的基因型等位基因的基因型频频率在一代一代的率在一代一代的遗传遗传中是中是稳稳定不定不变变的，或者的，或者说说是是坚坚持着基因平衡。持着基因平衡。这这5 5个个条件是：条件是：种群大；种群大；种群中个体种群中个体间间的交配是的交配是随机的；随机的；没有突没有突变发变发生；生；没有新基因参与；没有新基因参与；没有自然没有自然选择选择。利用利用遗传平衡定律求基因平衡定律求基因频率率 如用如用p p代表基因代表基因A A的的频率，率，q q代代表基因表基因a a的的频率，率，遗传平衡定律可写成：平衡定律可写成：(p+q)2=p2+2pq+q2=1(p+q)2=p2+2pq+q2=1AAAA的频率的频率aaaa的频率的频率AaAa的频率的频率利用利用遗传平衡定律求基因平衡定律求基因频率率例：人例：人类的苯丙的苯丙酮尿症是代尿症是代谢疾病，由疾病，由隐性基因性基因(a)(a)控制。假控制。假设群体的群体的发病率病率为1/1001/100。随机婚配的群体中，后代。随机婚配的群体中，后代AAAA、AaAa、aaaa三种基因型出三种基因型出现的的频率分率分别是多是多少？少？0.81、0.18、0.01例：人类的苯丙酮尿症是代谢疾病，例：人类的苯丙酮尿症是代谢疾病，由隐性基因由隐性基因a a控制。假设群体的发控制。假设群体的发病率为病率为1/1001/100。表现型正常的个体婚配，。表现型正常的个体婚配，生出患病小孩的概率是多少？生出患病小孩的概率是多少？1/121例：用生物进化论的观念解释病菌抗药性不断例：用生物进化论的观念解释病菌抗药性不断加强的缘由，正确的选项是加强的缘由，正确的选项是A运用抗菌素的剂量不断加大，病菌向抗药才运用抗菌素的剂量不断加大，病菌向抗药才干加强的方向变异干加强的方向变异B抗菌素对病菌进展人工选择，生存下来的病抗菌素对病菌进展人工选择，生存下来的病菌都是抗药才干强的菌都是抗药才干强的C抗菌素对病菌进展自然选择，生存下来的病抗菌素对病菌进展自然选择，生存下来的病菌都是抗药才干强的菌都是抗药才干强的D病菌中原来就有抗药性强的个体，在运用抗病菌中原来就有抗药性强的个体，在运用抗菌素的过程中淘汰了抗药性弱的个体菌素的过程中淘汰了抗药性弱的个体D如如图为对一一块甲虫成灾的甲虫成灾的农田运用两种田运用两种杀虫虫剂的的实验结果曲果曲线图，分析：，分析：(1)曲曲线上升是上升是经过 之之间的的来来实现的。的。(2)杀虫虫剂的运用的运用对甲虫起了甲虫起了作用，作用，这种作用是种作用是(定向、不定向定向、不定向)的，的，结果果导致甲虫的抗致甲虫的抗药性性(加加强、减弱、减弱)。(3)根据以上分析，运用根据以上分析，运用杀虫虫剂治虫有其缺陷，治虫有其缺陷，主要有：主要有： 。 。甲虫与甲虫与杀虫虫剂生存斗争生存斗争选择定向定向加加强具有抗具有抗药性害虫比例添加。性害虫比例添加。对环境呵斥境呵斥污染。染。果蝇是常用于遗传研讨的实验资料，据资料显果蝇是常用于遗传研讨的实验资料，据资料显示果蝇约有示果蝇约有104对基因，现有一黑腹果蝇的野对基因，现有一黑腹果蝇的野生种群，约有生种群，约有107个个体，请分析回答：个个体，请分析回答：(1)该种群的全部个体所含有的全部基因统称该种群的全部个体所含有的全部基因统称为种群的。为种群的。(2)假定种群中每个基因的突变频率都是假定种群中每个基因的突变频率都是10-5，那么在该种群中每一代出现的基因突变数是，那么在该种群中每一代出现的基因突变数是。(3)随机从该种群中抽出随机从该种群中抽出100只果蝇，测知基因只果蝇，测知基因型型AA(灰身灰身)35只，只，Aa(灰身灰身)60只，只，aa(黑身黑身)5只，请问只，请问A的基因频率为，的基因频率为，a的基因频的基因频率为。率为。基因基因库210665%35%(4)(4)假设果蝇白眼假设果蝇白眼(b)(b)为常染色体隐性遗传，在为常染色体隐性遗传，在该种群中每该种群中每25002500只果蝇中才有一只白眼果蝇，只果蝇中才有一只白眼果蝇，那么白眼基因那么白眼基因(b)(b)的基因频率为。的基因频率为。(5)(5)假定残翅假定残翅(v)(v)的基因突变率为的基因突变率为10-510-5，由于在，由于在正常环境条件下残翅果蝇难以生存，结果长翅正常环境条件下残翅果蝇难以生存，结果长翅(V)(V)果蝇类型个体逐渐增多，果蝇类型个体逐渐增多，V V基因频率也随之基因频率也随之升高，经过许多代后，长翅类型为该种群中常升高，经过许多代后，长翅类型为该种群中常见类型，与其他突变类型相比，残翅个体数要见类型，与其他突变类型相比，残翅个体数要少得多，这一景象阐明：少得多，这一景象阐明： 。2% 在正常在正常环境条件下，残境条件下，残翅是不利翅是不利变异，异，经长期的自然期的自然选择而不断被淘而不断被淘汰，自然汰，自然选择决决议生物生物进化的方向。化的方向。