单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,7.2,现代生物进化理论的主要内容,达尔文的自然选择学说之指出：,自然选择直接作用的是生物的个体，,而且是个体的表现型,但是个体会死亡，其表现型也会消失，,而决定性状的基因会代代相传。,所以研究生物进化，,必须研究群体而不是个体,.,情景：,如果在,灰色翅,(,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,（绿色有利变异）,讨论：,1.,根据达尔文,“,适者生存,”,的观点，该绿色个体一定能被选择下来吗？为什么？,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呢？,3.,如果,Aa,变异个体与其他个体（,aa,）交配繁殖，后代都会是绿色的吗？,个体的有利变异基因只有在,群体,中，通过,有性繁殖,才能,世代相传,。有利变异个体（,Aa,）的有性繁殖的后代，还会出现,aa,的个体。,因此，研究生物的进化，仅仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的，还需要研究,群体的基因组成,的变化。,实例分析：,（,1,）一个池塘中的全部鲤鱼；（,2,）一片草地上的全部蒲公英,;,（,3,）一片草地上的全部植物；（,4,）一个池塘中的全部鱼,;,1.,种群,：指生活在,一定地域,的,同种生物,的,全部个体,的总和。,特点：彼此可以交配实现基因交流。,（一）,种群是生物进化的,基本单位,2.,种群基因库,：,一个,种群,全部个体,所含有的,全部基因,。,3,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，叫做,基因频率,。,1,）基因频率,=,该基因的数量,该对等位基因的总数,100%,该对等位基因的总数,某昆虫种群中，绿色翅的基因为,A,褐色翅的基因为,a,，抽取,100,个个体，测得,AA,、,Aa,、,aa,的个体分别为,30,、,60,、,10,、那么,A,、,a,的基因频率各是多少？,析：基因在体内是成对存在的，每个个体含有两个基因，,A,基因存在于,AA,，,Aa,个体中。,同理，,a,的个数,=2aa+Aa=2*10+60=80,A,的频率,=60%a,的频率,=,40%,基因频率,=,该基因的数量,某基因的个数,=,纯合子个体数,X 2,杂合子个体数,种群中该对等位基因的总数,=,个体总数,X 2=100,X2=200,100%,A,的个数,=2AA+Aa=2*30+60=120,基因型频率,=,2,）基因型频率：,抽取,100,个个体，测得,AA,、,Aa,、,aa,的个体分别为,30,、,60,、,10,个，那么,AA,、,Aa,、,aa,的基因型频率？,AA,的频率,=30/100 =30,%,Aa,的频率,=60/100 =60,%,aa,的频率,=10/100 =10,%,某基因型个体数,种群个体总数,100%,1,）基因频率,=,该基因的数量,该对等位基因的总数,3,）基因频率,=,该基因纯合体频率,+1/2,杂合子频率,2),基因型频率,=,某基因型个体数,种群个体总数,A,的频率,=AA,的频率,+1/2Aa,的频率,a,的频率,=aa,的频率,+1/2Aa,的频率,100%,100%,用数学方法讨论基因频率的变化,思考与讨论,这一种群繁殖若干代后，其基因频率会不会发生变化呢？,问题：,探讨：,理想条件下：,种群非常大,所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代,没有迁入和迁出,没有自然选择,基因都不产生突变,(,3),子代种群的基因频率各是多少,?,亲代基因型的频率,AA,(30%),Aa(60%),aa,(10%),配子的比率,A(),A(,),a(,),a(,),子代基因型的频率,AA(,),Aa,(,),aa(,),子代种群的基因频率,A(,),a(,),在有性生殖过程中，如果符合以上的理想条件，,(1),该种群产生的,A,配子和,a,配子的比率各是多少,?,(2),子代基因型的频率各是多少,?,30,%,30%,30%,10%,36,%,48%,60%,40%,16%,亲代,子一代,子二代,子三代,基因型频率,AA,30%,Aa,60%,aa,10%,基因频率,A,60%,a,40%,36%,48%,16%,60%,40%,36%,16%,48%,60%,60%,40%,40%,36%,48%,16%,从子代的基因型频率和基因频率的计算结果中，发现了什么现象？,亲代与子代的基因频率与基因型频率,种群的基因频率保持不变,用数学方法讨论基因频率的变化,遗传平衡定律,遗传平衡定律是由英国数学家哈代和德国医生温伯格分别于,1908,年和,1909,年独立证明的，这一定律又称,哈代,温伯格定律，,它是指在一个,极大的随机交配,的种群中，在,没有突变、选择和迁移,的条件下，种群的基因频率和基因型频率可以世代相传,不发生变化，保持平衡,。,若种群中一等位基因为,A,和,a,，,设,A,的基因频率,=p,，,a,的基因频率,=q,因为,(p,q)=A%+a%=1,，,则（,p+q),2,=p,2,+2pq+q,2,=,AA%+Aa%+aa,%=1,AA,的基因型频率,=p,2,；,Aa,的基因型频率,=2pq,；,aa,的基因型频率,=q,2,。,遗传平衡定律,自然条件下：,如果,该种群出现新的突,变型,也就是,产,生新,的等位基,因,A,2,种,群的基,因频率,会变化吗,？基,因,A,2,的频率可能会,怎样变,化？,会。,基因,A,2,的频率是增加还是减少,要看这一突变对生物体是有益还是有害的,这往往取决于生物生存的环境。,A%+a%=1,A%+a%+A,2,%=1,在自然界中，由于存在突变、基因重组、自然选择等因素，种群的基因频率总是在不断变化着,生物也就在不断向前进化。,4.,生物进化的实质：种群基因频率的改变,种群基因频率在什么条件下不会改变？,理想条件下,基因突变的的特点和意义分别是什么,?,普遍存在,随机发生,不定向的,频率很低,多害少利,特点：,意义,：,是新基因产生的途径；,是生物变异根本来源；,是生物进化的原始,材料,。,基因突变,染色体变异,基因重组,突变,可遗传的变异,产生新的等位基因，这就可能使种群的基因频率改变。,（二）,突变和基因重组产生进化的原材料,突变,指,基因突变,和,染色体变异,。,可遗传的变异来源于,突变,和,基因重组,！,（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，每个个体的每一个细胞内,都有成千上万个基因，每一代就会产生大量的突变,自然选择对种群基因频率的影响,探究,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%,用现代生物进化理论分析英国工业区桦尺蠖体色的进化。,(,1),在,19,世纪中叶以前，,浅色,的桦尺蠖在长满地衣的树干上,不易,发现，因此容易生存繁殖，因而种群中,S,（黑色）基因频率低。,(,2),随着环境的改变（煤烟污染），,浅色个体容易被发现，而黑色个体则容易生存,。这样，在通过有性生殖产生的后代中，浅色个体数逐渐减少，,s,基因频率也随之降低；而黑色个体数数逐渐增加，,S,基因频率也随之增加。经过多代以后，黑色个体就成了常见的类型，,S,基因频率也达到,95%,以上。,表达,在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生,定向改变,导致生物朝着一定的方向不断进化。,（三）,自然选择,决定,生物进化的方向,种群中产生的,变异是,不定向,的，而,选择是定向的,。,自然选择淘汰不利变异基因、积累有利变异基因，,使基因频率定向改变,。,拓展阅读,除了自然选择以外，还有一些因素也会影响基因频率的变化。,例如，在一个种群中，某种基因的频率为,2,，如果这个种群有,50,万个个体，含这种基因的个体就有,1,万个。如果这个种群只有,50,个,个体，那么就只有,1,个,个体具有这种基因。在这种情况下，可能会由于这个,个体偶然死亡,或,没有交配,，而使这种基因在种群中消失。这种现象叫做,遗传漂变,。,一般种群越小，遗传漂变越显著,。,拓展阅读,又如，在一个种群中，如果含有,A,基因的个体比含有,a,基因的个体更多地,迁移,到另一个地区，那么，这个种群中,A,基因和,a,基因的频率就会发生相应的变化。,可见，,遗传漂变,和,迁移,也是造成种群基因频率发生变化的重要原因,。,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,2,已知人眼的褐色,(A),对蓝色,(a),是显性。在一个有,30000,人的人群中，蓝眼的人,3600,人,;,褐眼的有,26400,人，其中纯合体有,12000,人。那么，在这一个人群中,A,和,a,的基因频率分别为,(),A 0.64,和,0.36 B 0.36,和,0.64,C 0.50,和,0.50 D 0.82,和,0.18,A,动动脑？,3,、抽样调查某地,100,位女性和,100,位男性发现：女性中有,5,位色盲患者和,20,位携带者，男性中有,15,位色盲患者，则该地色盲基因的频率约是多少？,52+20+15,1002+100,100%=15%,7.2,现代生物进化理论的主要内容,第,2,课时,二 隔离与物种的形成,什么是物种？,什么是隔离？什么是生殖隔离与地理隔离？,（一）物种,概念：,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。,同一种,生物由于地理上的障碍而,分成,不同种群,使得种群间,不能发生基因交流,的现象称之为,地理隔离,。如东北虎和华南虎。,不同物种,之间,不能交配,或即使交配成功,也,不能产生可育的后代,该现象称之为,生殖隔离,。如马和驴产生的骡是不可育的。,地理隔离,生殖隔离,（二）隔离,概念,:,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。,种类,生殖隔离,地理隔离,共同点：基因不能自由交流,隔离在物种形成中的作用,资料分析,地理隔离,阻断,种群间的基因交流,在,不同,的,突变,.,基因重组,和,自然选择,作用下,种群的基因频率向,不同方向,发生改变,种群的,基因库,出现差异,差异进一步加大,生殖隔离,新物种形成,自然选择,2,自然选择,1,地理隔离,物种形成的比较常见的方式：,原种,变异,1,变异,2,基因频率的定向改变,变异类型,1,变异类型,2,新,物种,1,新,物种,2,生殖 隔离,种群,1,种群,2,物种形成是否一定要经过地理隔离？,物种的形成,必须,经过生殖隔离，但,不一定,要经过地理隔离。,地理隔离,生殖隔离,长期,新物种出现的标志：生殖隔离,隔离是物种形成的必要条件。,如：多倍体植物的形成,普通小麦,AABBCC,黑麦,DD,ABCD(,不育,),秋水仙素,AABBCCDD,可育,八倍体小黑麦,如：多倍体植物的形成,没有地理隔离，但是也形成了新的物种,现代进化论解释物种形成的基本环节,1,、,突变和基因重组,产生进化的原材料,2,、,自然选择,决定生物进化的方向,3,、,隔离,导致物种的形成,以上三者是物种形成的三个基本环节,(,一,),共同进化,（,1,）不同物种的生物之间相互影响、共同发展、共同进化。,（,2,）生物和无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。,三 共同进化与生物多样性的形成,1,、生物多样性的内容：,基因多样性,物种多样性,生态系统多样性,2,、生物多样性形成的进化历程：,研究生物进化最直接的证据是化石。,(,二,),生物多样性的形成,生物的进化历程可概括为：,从原核生物到真核生