第2节进化性变化是怎样发生的2

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1、选择是进化的动力选择是进化的动力人工培育的新品种人工培育的新品种人们根据自己需要人们根据自己需要培育出新品种培育出新品种挑选合乎要求的变异个体，淘汰其他挑选合乎要求的变异个体，淘汰其他数代选择数代选择 所需变异被保存所需变异被保存家养生物普遍存在变异家养生物普遍存在变异达尔文达尔文乘乘“贝格尔贝格尔”号环球考察号环球考察在加拉帕戈斯群岛上的发在加拉帕戈斯群岛上的发现现 原始地雀原始地雀加拉帕戈斯群岛加拉帕戈斯群岛1313种地雀种地雀影响存活与繁殖影响存活与繁殖适者生存，不适者淘汰适者生存，不适者淘汰进化，新物种产生进化，新物种产生所需变异被保存所需变异被保存生物普遍存在变异生物普遍存在变异生存

2、斗争生存斗争数代选择数代选择长颈鹿的祖先长颈鹿的祖先过度繁殖过度繁殖后代个体间的差异后代个体间的差异生存斗争生存斗争长颈、长前肢个体长颈、长前肢个体（遗传积累）（遗传积累）适者生存适者生存长期自然选择长期自然选择现代长颈鹿现代长颈鹿（变异）（变异）实例实例：达尔文对长颈鹿进化过程的解释达尔文对长颈鹿进化过程的解释列表比较自然选择和人工区别？列表比较自然选择和人工区别？自然选择自然选择人工选择人工选择选择对象选择对象选择次数选择次数结果结果有利生存和繁殖的变异有利生存和繁殖的变异人们需要的性状人们需要的性状数代选择，所需变异被保存积累数代选择，所需变异被保存积累产生新物种产生新物种产生新品种产生

3、新品种思考：长颈鹿得以进化的前提，原材料是什么？生物思考：长颈鹿得以进化的前提，原材料是什么？生物进化的动力是什么？进化的动力是什么？突变和重组产生进化的突变和重组产生进化的原材料原材料基因突变新的等位基因基因重组基因重组多种多样的基因型种群出现大量的可遗传变异变异是不定向的形成了进化的原材料经过经过自然选择自然选择有利变异有利变异逐渐积累逐渐积累选择决定进选择决定进化的化的动力动力YYRRyyrrYyRrYy 基因座位基因座位 3n问：亲代传给子代的是基因型还是基因？问：亲代传给子代的是基因型还是基因？种群的变异性种群的变异性rR 1 1、种群：生活在一定、种群：生活在一定区域区域的的同种同

4、种生物的生物的全部全部个体。个体。2 2、一个种群全部等位基因总和称为什么？、一个种群全部等位基因总和称为什么？基因库基因库一个池塘一个池塘 全部的鲤鱼全部的鲤鱼一片草地一片草地 所有蒲公英所有蒲公英相互交配、交流基因相互交配、交流基因相互交配、交流基因相互交配、交流基因一定自然区域一定自然区域同种生物个体总和同种生物个体总和群体共有全部基因群体共有全部基因种种 群群基因库基因库种群基因频率的平衡和变化种群基因频率的平衡和变化3、基因频率：、基因频率：种群中，某一等位基因的数目占这个基因种群中，某一等位基因的数目占这个基因可能出现的所有等位基因总数比例。可能出现的所有等位基因总数比例。种群中种

5、群中一对一对等位基因的频率之和等于等位基因的频率之和等于1 1。基因频率基因频率 =某种基因的数目某种基因的数目控制同种性状的等位基因的总数控制同种性状的等位基因的总数 100%例例1：从种群中随机抽出从种群中随机抽出100个个体，测知基因型个个体，测知基因型为为AA、Aa和和aa的个体分别是的个体分别是30、60和和10个，那个，那么基因么基因A和和a的基因频率分别是多少？的基因频率分别是多少？a=40%a=40%A=302+60 1002=60%60%，例例2：某工厂有男女职工各：某工厂有男女职工各200名，经调查，女性色盲基名，经调查，女性色盲基因的携带者因的携带者15人，患者人，患者5

6、人，男性患者人，男性患者11人，那么这人，那么这个群体中色盲基因的频率为多大？个群体中色盲基因的频率为多大？Xb=15+52+11 2002+200=6%6%基因型频率基因型频率 特定基因型的个数特定基因型的个数 总的个数总的个数 100%=4、基因型频率：、基因型频率：每种基因型个体数占种群总个体数的比例每种基因型个体数占种群总个体数的比例 豚鼠黑色对白色为显性，由一对等位基因（豚鼠黑色对白色为显性，由一对等位基因（B、b）控）控制，基因制，基因B的频率为的频率为p，基因，基因b的频率为的频率为r，现有，现有100只豚鼠，只豚鼠，BB、Bb、bb的个体数分别为的个体数分别为81，18，1，求

7、：求：1、基因、基因B、b的频率的频率 2、基因型、基因型Bb的频率的频率p81218 10090 1002 r19010P（Bb）18 100 1001、2、两者联系：两者联系：等位基因中一个基因的频率等位基因中一个基因的频率=该基因纯合子的频率该基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率杂合子的频率 种群中一对等位基因的频率之和等于种群中一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和也等于，基因型频率之和也等于1。实例分析实例分析 活动：通过数学计算活动：通过数学计算讨论讨论种群中基种群中基因频率和基因型频率的变化因频率和基因型频率的变化活动活动中群体满足以下五个条件：中群体满足以下五个条件：昆虫

8、群体数量足够大，昆虫群体数量足够大，全部的雌雄个体间都能全部的雌雄个体间都能自由交配自由交配并能产生后代，并能产生后代，没有迁入与迁出，没有迁入与迁出，AAAA、AaAa、aaaa三种基因型昆虫的生存能力完全相同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（也就是说自然选择对A A、a a控制的性状没有作用）控制的性状没有作用）也没有基因突变和染色体变异。也没有基因突变和染色体变异。例例3：在昆虫中，长翅（：在昆虫中，长翅（A）对残翅（）对残翅（a）是显）是显性，若该种群中性，若该种群中A=0.6，a=0.4，该种群中出现，该种群中出现AA、Aa、aa概率是多少？概率是多少？在有性生殖

9、过程中，如果符合遗传平衡，产生的雌雄配子：在有性生殖过程中，如果符合遗传平衡，产生的雌雄配子：A 60%A 60%a 40%a 40%36%24%16%AAAaAa24%aa卵子卵子精子精子p+q=1(p+q)2=p2+2pq+q2=1遗传平衡定律遗传平衡定律AA=p2 Aa=2pq aa=q2上述计算结果是在满足五个假设条件的基础上计算的，上述计算结果是在满足五个假设条件的基础上计算的，对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？突变突变基因迁移基因迁移遗传漂变遗传漂变非随机交配非随机交配自然选择自然选择影响遗传平衡的因素：影响遗传平衡的因素：例：已知

10、白化病据调查该病的发病率大约为例：已知白化病据调查该病的发病率大约为1/100001/10000，请问人群中该病致病基因的频率以，请问人群中该病致病基因的频率以及携带此隐性基因的杂合子的基因型频率？及携带此隐性基因的杂合子的基因型频率？aa=1/10000aa=1/10000，则，则a a基因的基因频率为基因的基因频率为1/1001/100 A+a=1A+a=1，则，则A A基因的基因频率为基因的基因频率为99/10099/100 AAAA基因型的频率为基因型的频率为99x99/1000099x99/10000 AaAa基因型的频率为基因型的频率为2x99x1/100002x99x1/1000

11、0 aaaa基因型的频率为基因型的频率为1x1/100001x1/10000 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、决决定生物进化的方向、是一种适应性的进化。定生物进化的方向、是一种适应性的进化。桦尺蠖桦尺蠖选择选择浅色浅色深色深色栖息环境浅色栖息环境浅色栖息环境深色栖息环境深色s基因频率基因频率95%S基因频率基因频率95%自然选择导致适应自然选择导致适应浅色浅色深色深色青霉素起初杀死绝大多数细菌存活下来的细菌进行繁殖并将其抗性基因传给后代，最后青霉素对它们不再起作用选择选择保留有利变异、淘汰不利变异，且使有利变异积累保留有利变异、淘汰不利变异，且使有利变异积累

12、例题：植物中常见的白化苗，是由基因突变引起的，例题：植物中常见的白化苗，是由基因突变引起的，白化苗由于缺乏叶绿素，不能成活。假定有一株小麦白化苗由于缺乏叶绿素，不能成活。假定有一株小麦苗表现正常但携带有白化基因，该株小麦自花授粉共苗表现正常但携带有白化基因，该株小麦自花授粉共结出第一代种子结出第一代种子100粒，全部种植后自花授粉获得第二粒，全部种植后自花授粉获得第二代种子。请分析回答下列问题：代种子。请分析回答下列问题：第一代种子发育的幼苗中，白化苗的株数约为第一代种子发育的幼苗中，白化苗的株数约为_,白化基因频率白化基因频率_。第二代种子发育的幼苗中，白化苗的比例为第二代种子发育的幼苗中，

13、白化苗的比例为_，白化基因频率为白化基因频率为_。250.51/61/3 在世代传递中发生一次选择，就会使白化基因频在世代传递中发生一次选择，就会使白化基因频率由率由1/2下降为下降为1/3，如果一直选择下去，白化基因频，如果一直选择下去，白化基因频率还会继续下降。率还会继续下降。自然选择导致适应自然选择导致适应变异是不定向的变异是不定向的不利变异被淘汰不利变异被淘汰,有利变异逐渐积累有利变异逐渐积累经过自然选择经过自然选择种群的基因频率发生定向改变种群的基因频率发生定向改变生物朝一定生物朝一定方向方向缓慢进化缓慢进化自然选择自然选择表现型表现型基因型基因型基因频率基因频率直接直接间间接接生物

14、进化的实质：种群基因频率的改变生物进化的实质：种群基因频率的改变异地物种的形成异地物种的形成种种群群地理障碍地理障碍小小种种群群自然选择自然选择生殖隔离生殖隔离新新物物种种发生改变发生改变基因频率基因频率（有（有突变和重组突变和重组产生变异）产生变异）物种形成的关键物种形成的关键经长期的经长期的地理障碍地理障碍而达到而达到生殖隔离生殖隔离同地物种的形成同地物种的形成（多倍体育种）（多倍体育种）1.1.基因频率和基因型频率基因频率和基因型频率 (a+b)2=a2+2ab+b2=1 a+b=12.2.每个基因突变率很低每个基因突变率很低(10(10-5-5-10-10-8-8)，但，但种群每一代产

15、生大量的突变种群每一代产生大量的突变 2104(个体基因对数)10-5(每个基因突变率)108(种群个体数)=107(个)3.3.不利变异与有利变异，取决于生物的不利变异与有利变异，取决于生物的生存环境生存环境疑难突破疑难突破4.4.自然选择与变异自然选择与变异 先有变异(不定向)，后经自然选择（定向）决定其生存，而不是因有自然选择才发生变异5.5.种群和物种的区别种群和物种的区别 概念不同；范围不同；判断标准不同：种群是同一地点同种生物，个体间可交配而共有一个基因库，物种是形态形态特征和能否自由交配特征和能否自由交配6.6.地理障碍（地理隔离）与生殖隔离地理障碍（地理隔离）与生殖隔离 异地物

16、种的形成一般是先经地理障碍后产生生殖隔离，同地物种的形成方式没有地理障碍，直接发生生殖隔离（如异源多倍体的染色体畸变的方式形成新物种）7.7.生物进化与物种形成生物进化与物种形成 生物进化生物进化的实质是种群的基因频率发基因频率发生变化生变化的过程；物种形成物种形成是在基因频率发生变化后，形成生殖隔离生殖隔离1.1.某一个种群中某种可遗传的变异性状出现某一个种群中某种可遗传的变异性状出现的频率增加，这很可能是：的频率增加，这很可能是：(）A.A.那个性状对环境有很大的适应性那个性状对环境有很大的适应性B.B.该种群的全体成员都是那个性状的纯合子该种群的全体成员都是那个性状的纯合子C.C.那个变

17、异性状是由环境引起的那个变异性状是由环境引起的 D.D.控制那个性状的基因是隐性的控制那个性状的基因是隐性的A2.2.下列关于基因库的叙述错误的是：下列关于基因库的叙述错误的是：(）A.A.基因突变可以改变基因库的组成基因突变可以改变基因库的组成B.B.生物个体总要死亡，但基因库却因个体繁生物个体总要死亡，但基因库却因个体繁殖代代相传殖代代相传C.C.基因库是指一个种群所含的全部基因基因库是指一个种群所含的全部基因D.D.种群中的每个个体含有基因库的全部基因种群中的每个个体含有基因库的全部基因D3、下图为加拉帕戈斯群岛上进化的模型，、下图为加拉帕戈斯群岛上进化的模型，A、B、C、D为四个物种及

18、其演化关系，请回答：为四个物种及其演化关系，请回答：1、A物种进化为物种进化为B、C两个物种的外部因素是两个物种的外部因素是?2、甲岛上的、甲岛上的B物种迁移到乙岛后，不与物种迁移到乙岛后，不与C物种进化为物种进化为同一物种的原因是同一物种的原因是?3、迁移到乙岛的、迁移到乙岛的B物种进化为物种进化为D物种的原因是物种的原因是?自然选择、自然选择、地理隔离。地理隔离。B与与C之间已经形成生殖隔离。之间已经形成生殖隔离。甲乙两岛上的环境条件不同，自然选择作用也不同，甲乙两岛上的环境条件不同，自然选择作用也不同，再加上地理隔离使它们基因频率的差别得到积累形成再加上地理隔离使它们基因频率的差别得到积累形成了生殖隔离。了生殖隔离。A B B B C B C D C甲岛甲岛乙岛乙岛