现代生物进化理论主要内容

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1、 第二节 现代生物进化理论的主 要内容 达尔文自然选择学说是现代生物进 化理论的 基础 和 核心 遗传和变异是生物进化的内因；过度繁殖， 为自然选择提供了更多的选择材料，加剧 了生存斗争，生存斗争是生物进化的动力。 变异是不定向的，而自然选择是定向的 ； 变异在先，选择在后 ；自然选择的结果是 适者生存，不适者被淘汰。 自然选择是一个缓慢的、长期的连续过程。 达尔文的自然选择学说指出，在一 种生物的群体中，出现有利变异的个体 能存活，并且有机会留下自己的后代。 但是，研究生物的进化，仅研究个 体的表现型是否与环境相适应是不够的， 还必须研究 群体 基因组成的变化。 这个群体就是 种群 ！ （一

2、）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 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 否 是 否 否 否 性状是由基因控制的， 因此研究生物的进化必须研 究种群的基因组成和变化。 如何分析种群的基因组成和 变化？由此人们提出基因库 和基因频率的概念。 3、基因库： 一个种群 中 全部个体 所含有的 全部基 因 。 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。 基因频率

3、该基因的总数 该等位基因的总数 基因型频率 该基因型个体数 种群个体总数 个体死亡 -丢失 基因突变 -新基因进入基因库 基因频率 = = 该等位基因纯合子频率 +1/2杂合子频率 某基因的数目 该基因的等位基因的总数 100% 种群中任何一对等位基因的频率之和等于 1， 各种基因型频率之和也等于 1 （ 1）影响基因频率变化的因素： 突变和基因重组、 自然选择、遗传漂变、迁移 （ 2）调查方法： 抽样调查 (3)、生物进化的实质： 种群的进化过程就是种群 基因频率 发生变 化的过程。 变异的类型 不能遗传的变异（对进化无意义） 可遗传的变异 （不定向） 基因突变 基因重组 染色体变异 结论：

4、 突变和基因重组 产生进化的原材料 但不能决定生物进化的方向。 （二）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、实例： 2、原因是： 3、结果是： 4、结论： 定向的 自然选择使种群的基因 频率发生定向的改变，从而决定生物进化 的方向 （变异在前，选择在后；变异不 定向，选择定向） 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 。 (四 )、生物进化的实质： 种群的进化过程就是种群 基因频率 发

5、生变 化的过程。 二、隔离是物种的形成的必要条件 1、物种的概念 ： 是指在自然状态下能够相互 交配并且 能够产生可育后代 的一 群生物。 骡是不育的，因此，马和驴 属于两个物种 注 ： 种群和物种的区别 (1) 物种是自然状态下能够交配并产生可育后代的一群 生物，一个物种可能在不 同地点和时间形成不同的种群。 (2) 种群是同一种生物、同一地点、同一时间形 成的一 个群体。种群 “ 小 ” ，不同种群间有地理隔离；物种 “ 大 ” ，不同物种 间有生殖隔离。 (3) 判断生物是不是同一物种，如果来历不明，形态结构 相似，可靠依据是是否 存在生殖隔离。若存在生殖隔离， 则不是同一物种。 （ 2

6、）、地理隔离 : 由于地理上的障碍使得同种生物 的不同种群间 不能够发生基因交流 的 现象。 不同物种之间一般是不能够相互 交配的，即使交配成功，也 不能够产 生可育的后代 ，这种现象叫生殖隔离。 如季节隔离；不亲合性；杂种不活； 杂种不育等。 （ 1）、生殖隔离： 东北虎和华南虎 之间存在什么隔 离？ 2、隔离在物种形成中的作用 隔离 不同种群间的个体，在自然条件下不能发生 基因 交流 的现象。 3 物种形成的两种方式 ( 1 ) 渐变式：经过长期的历史年代逐渐形成。 即：种群 地理隔离 小的种群 自然选择 基因频率发生改变 生殖隔离 新物种 ( 产生许多变异 ) ( 2 ) 骤变式：在很短

7、时间内即可形成。如：自然界中多倍体 的形成 （ 不需经地理隔离）。 4、地理隔离和生殖隔离的关系： （ 1）是地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是质变阶段 （ 2）仅地理隔离不能形成新物种， 生殖隔离才是新物种形成的标志 （ 3）长期的地理隔离会导致形成生殖隔离 5 、 新物种形成的 三个 基本 环节 突变和基因重组 产生进化的原材料。 自然选择 决定生物进化的方向。 隔离 是新物种形成的必要条件。 三者关系如图： 6 生物进化和物种形成的区别 内 容 物种形成 生物进化 标 志 生殖隔离出现 基因频率改变 变化后的生 物 与原生物的 关系 新物种形成， 生殖隔离，质 变 生物进化，基因频

8、率定向改 变，量变 二者 联系 只有不同种群的基因库产生了明显差异， 出现生殖隔离才形成新物种； 进化不一定产生新物种，新物种的产生一 定存在进化 (所以种群基因频率的改变是产生 生殖隔离的前提条件） 三 共同进化与生物多样性的形成 (一 )共同进化 2、 实例判断： （ 1）、草原上肉食和草食动物都具有很强的奔跑能力 （ 2）、猎豹捕食斑马 （ 3）、蛾为兰花传粉 （ 4）、草原上狼的灭绝导致兔的数量剧增 1、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： 形成物种的多样性 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

9、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）、生物进化的历程： ( 2 ) 生物进化的历程 生物进化的趋势：从原核生物到真核单细胞生物，再到 真核多细胞生物；从异养生物到自养生物；从厌氧生物到 需氧生物；从无性生殖到有性生殖；从低等到高等；从水 生到陆生。 生物进化的大致过程图示： 2 生物进化理论在发展 ( 1 ) 中性学说 主要内容有下列几点： 大量的基因突变是中性的，对生 物个体的生存既无害也无利。 自然选择对这些基因突变不起作用，这些基因突变经过 长期积累，会导致种群间遗传物质出现较大的差

10、别。 决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累，而不是自 然选择。 （ 2）、物种是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。 四 计算规律和方法 (1) 通过基因型计算基因频率： 有 N 个个体的种群， AA 、 Aa 、 aa 的个体数分别是 n 1 、 n 2 、 n 3 ， A 、 a 的基因频率分别用 P A 、 P a 表示， AA 、 Aa 、 aa 的基因型频率分别用 P AA 、 P Aa 、 P aa 表示，则： P A (2 n 1 n 2 )/2 N ( n 1 / N 1/2 n 2 / N ) P AA 1/2 P Aa ； P a (2 n 3 n 2 )/2 N

11、( n 3 / N 1/2 n 2 / N ) P aa 1/2 P Aa 。 根据上述规律可以归纳为： 在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 1 。 一个等位基因的频率该等位基因纯合子的频率 1/2 杂合子的频率。 某基因总数 种群个体数 2 常染色体上的基因频率 = - X染色体上的基因频率 =- 某基因总数 女性个体数 2男性个体数 例 1:从种群中随机抽出 100个个体，测知基因 型为 AA、 Aa和 aa的个体分别是 30、 60和 10个。 那么 A和 a的基因频率是多少 ? 2.某工厂有男女职工各 200名，对他们进行调查时 发现，女性色盲基因携带者为

12、 15人，女性患者 1人， 男性患者 14人，这个群体中 色盲基因 的频率应为 （ ）。 A、 15% B、 3.88% C、 5.17% D、 10.3% C 15 1 2 14 200 2 200 5.17 100% Xb 的基因型频率 = X b XB + Xb 100% (2) “ 哈代 温伯格 ” 基因平衡定律 在一个种群中符合以下 5 个条件： 种群足够大； 种群个体间的交配是随机的； 无基因突变； 无新基因 加入； 无自然选择。在符合这些条件的情况下，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，保持平衡。 用数学方程式可表示为： ( p q ) 2 p 2 2 pq q 2 1 ， p q 1 。 其中 p 代表一个等位基因的频率， q 代表另一个等位基 因的频率。 p 2 和 q 2 表示纯合子， 2 pq 表示杂合子。运用此 规律，已知基因型频率可求基因频率，反之已知基因频率 可求基因型频率。