第2节：现代生物进化理论的主要内容理科

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1、第二节现代生物进化理论第二节现代生物进化理论的主要内容的主要内容 种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位 突变和基因重组产生进化的原材料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自然选择决定生物进化的方向 隔隔离是物离是物种种形成的必要条件形成的必要条件探究活动探究活动情景情景：如果在灰色翅（基因型为如果在灰色翅（基因型为aa)昆虫的群体昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅（中偶然出现一只绿色翅（Aa)的变异个体，且绿的变异个体，且绿色比灰色更不容易被敌害发现色比灰色更不容易被敌害发现。讨论题目：讨论题目：1.根据达尔文根据达尔文“适者生存、不适者淘汰适者生存、不适者淘汰”

2、的的观点该绿色个体能被选择下来吗？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，它体如果该绿色个体能很好的生活下来，它体内的内的A基因怎样才能传递给后代？基因怎样才能传递给后代？自然选择直接作用的是生物的表现型？基因型？自然选择直接作用的是生物的表现型？基因型？ 在自然界中，没有哪一个体是长生不死的，在自然界中，没有哪一个体是长生不死的，个体的个体的表现表现型也会随着个体的死亡而消失，型也会随着个体的死亡而消失，但决定表现型的基因却可以通过但决定表现型的基因却可以通过生殖生殖传给后传给后代代，因此研究生物的进化仅仅研究个体的表因此研究生物的进化仅仅研究个体的表现型是否与环境

3、适应是不够的，还需要研究现型是否与环境适应是不够的，还需要研究群体的基因组成变化。群体的基因组成变化。这个群体就是种群！这个群体就是种群！判断下列是否属于种群判断下列是否属于种群（1）一个池塘中的全部鱼）一个池塘中的全部鱼 （2）一个池塘中的全部鲤鱼）一个池塘中的全部鲤鱼（3）两个池塘内的全部鲤鱼）两个池塘内的全部鲤鱼（4）一片草地上的全部草）一片草地上的全部草（5）一片草地上的成年梅花鹿）一片草地上的成年梅花鹿否是否否否（一）种群是生物进化的单位（一）种群是生物进化的单位、种群的概念：种群的概念：种群是生活在种群是生活在同一区域同一区域的的同种生物同种生物的全部的全部个体，是生物繁殖的基本单

4、位。个体，是生物繁殖的基本单位。、基因库、基因库: :一个种群中一个种群中全部个体全部个体所含有的所含有的全部全部基因基因叫做这个种群的叫做这个种群的基因库基因库。其中每个个体所含的基因只是基因库的一部分其中每个个体所含的基因只是基因库的一部分 这些金鱼各自有自这些金鱼各自有自己的基因，共同构成了己的基因，共同构成了种群的基因库。它们各种群的基因库。它们各自的基因都是基因库的自的基因都是基因库的一部分。个体数目越多，一部分。个体数目越多，个体间的差异越大，基个体间的差异越大，基因库也就越大。因库也就越大。（一）种群是生物进化的单位（一）种群是生物进化的单位基因频率基因频率= =某基因的数目某基

5、因的数目该基因的等位基因的总数该基因的等位基因的总数 100% 100%3 3、基因频率：基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率等位基因数的比率。例例1:1:从种群中随机抽出从种群中随机抽出100100个个体，测知基因型为个个体，测知基因型为AAAA、AaAa和和aaaa的个体分别是的个体分别是3030、6060和和1010个。那么个。那么A A和和a a的基因的基因频率是多少频率是多少? ?例例2:2:某工厂有男女职工各某工厂有男女职工各200200人，对他们进行调查人，对他们进行调查时发现，女色盲时发现，女色盲5 5人，女性携带人，女

6、性携带1515人。男性色盲人。男性色盲1111人，求人，求X XB B,X,Xb b的频率。的频率。= =纯合子频率纯合子频率+1/2+1/2杂合子频率杂合子频率基因频率基因频率 亲代 子一代 子二代 子三代基因型频率AA30%Aa60%aa10%基因频率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%遗传平衡状态遗传平衡状态 在一对等位基因（在一对等位基因（Aa）中，）中，P表示基因表示基因A的频率，的频率，q表示基因表示基因a的频率：的频率：p+q = 1(p+q )2= 1=p2+2pq+q2AA= p2 Aa= 2pq aa=q

7、2课时训练课时训练T3 一个有性生殖的自然种群中，在符合以上一个有性生殖的自然种群中，在符合以上5 5个条个条件的情况下，件的情况下，各等位基因的频率和等位基因的基因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保持不变的。型频率在一代一代的遗传中是保持不变的。这就是这就是哈代哈代温伯格定律温伯格定律。 在自然界，由于突变、基因重组和在自然界，由于突变、基因重组和自然选择等因素，种群的基因频率和基自然选择等因素，种群的基因频率和基因型频率总是在不断变化的。因此，因型频率总是在不断变化的。因此，生生物进化的过程物进化的过程实质实质上就是种群上就是种群基因频率基因频率发生变化的过程。发

8、生变化的过程。影响种群基因频率变化的根本原因是什么？影响种群基因频率变化的根本原因是什么？变异变异 变异的类型有那些？变异的类型有那些？不能遗传的变异不能遗传的变异可可遗传的变异遗传的变异基因突变基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组变异具有不定向性，产生多种类型的生物。变异具有不定向性，产生多种类型的生物。突变突变 自然界，生物自发突变的频率很低，而且自然界，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？物进化的原材料的呢？ 果蝇约有果蝇约有104对基因，假定每个基因的突对基因，假定每个基因的突变率是变率是1

9、05，一个约有，一个约有109个果蝇的种群每个果蝇的种群每一代出现的基因突变数是？一代出现的基因突变数是？2 210104 410105 510109 92 210108 8（二）突变和基因重组产生进化的原材料（二）突变和基因重组产生进化的原材料基因基因 重组重组突变突变新的等位基因新的等位基因多种多样多种多样的基因型的基因型种群中出现大量种群中出现大量可遗传的变异可遗传的变异变异是变异是不定向不定向的的形成了形成了进化的原材料进化的原材料, ,不能决定生物进化的方向不能决定生物进化的方向（三）自然选择决定生物进化的方向。（三）自然选择决定生物进化的方向。探究自然选择对种群基因频率的影响探究自

10、然选择对种群基因频率的影响英英19世纪曼彻斯特世纪曼彻斯特英英20世纪曼彻斯特世纪曼彻斯特自然选择可以使种群的基因频率定向改变自然选择可以使种群的基因频率定向改变问题问题：桦尺蠖种群中桦尺蠖种群中s s基因的频率为什么越来越低？基因的频率为什么越来越低？假设假设：根据前面所学的你能做出假设吗？根据前面所学的你能做出假设吗？ 现在我们用数学方法来讨论一下桦尺蠖基因频率变现在我们用数学方法来讨论一下桦尺蠖基因频率变化的原因。化的原因。18701870年桦尺蠖的基因型频率为年桦尺蠖的基因型频率为SS 10% SS 10% ； Ss Ss 20%20%； ssss 70% 70%，在树干变黑这一环境条

11、件下假如树干变在树干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年黑不利于浅色桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少减少10%10%，黑色个体每年增加，黑色个体每年增加10%10%，以后的几年内，桦尺，以后的几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？第第1年年 第第2年年第第3年年第第4年年基因基因型频型频率率SS10%10%11.5%11.5%Ss20%20%22.9%22.9%ss70%70%65.6%65.6%基因基因频率频率S20%20%23%23%s80%80%77%77%13.1%升高升高26%6

12、0.9%26.1%73.9%14.6%29.3%56.1%29.3%70.7%降低降低(1)(1)在这个探究实验中根据上面的数据分析，变黑的环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产生了什么样的影响？变黑的环境对桦尺蠖境对桦尺蠖产生了什么样的影响？变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的出生率有影响吗？浅色个体的出生率有影响吗？ 变黑的环境使控制浅色的变黑的环境使控制浅色的s s基因频率减少基因频率减少,S,S基基因频率增加因频率增加 许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食被天敌捕食用现代生物进化理论分析解释狼的进化过程。用现代生物进化理论分

13、析解释狼的进化过程。(1)(1)狼群中存在不同类型的个体，如有跑得快的，狼群中存在不同类型的个体，如有跑得快的，有跑得慢的。它说明生物具有有跑得慢的。它说明生物具有_的特性，而这的特性，而这种特性是生物进化的种特性是生物进化的 。(2)(2)随着环境的改变，食物稀少，跑得快、凶猛的随着环境的改变，食物稀少，跑得快、凶猛的狼才能获得食物生存下去。这样，食物、环境对狼狼才能获得食物生存下去。这样，食物、环境对狼起了起了_作用，而这种作用是作用，而这种作用是_的，它决定的，它决定着生物进化的着生物进化的_。变异变异原材料原材料选择选择方向方向定向定向曼彻斯特地区的桦尺蠖，虽然基因频率发生了很大变化，

14、曼彻斯特地区的桦尺蠖，虽然基因频率发生了很大变化，但是并没有形成新的物种。为什么说它们没有形成新的但是并没有形成新的物种。为什么说它们没有形成新的物种？怎样判断两个种群是否属于一个物种？物种？怎样判断两个种群是否属于一个物种？物种物种: :能够在能够在自然状态下相互交配自然状态下相互交配并且产生并且产生可育后代可育后代的一群生物称为一个物种，简称的一群生物称为一个物种，简称“种种”。( (四四) )隔离是物种形成的必要条件隔离是物种形成的必要条件隔离隔离：不同种群间的个体，在自然条件下基因：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叫做隔离。不能自由交流的现象叫做隔离。 它们之间还能

15、自由交配吗？它们之间还能自由交配吗？2 2、隔离在物种形成中的作用、隔离在物种形成中的作用四、隔离导致物种形成四、隔离导致物种形成分析：加拉帕戈斯群岛的地雀新物分析：加拉帕戈斯群岛的地雀新物种是如何形成的？种是如何形成的？2 2、隔离在物种形成中的作用、隔离在物种形成中的作用四、隔离导致物种形成四、隔离导致物种形成经过长期的地理隔离而达成生殖隔离，从而形经过长期的地理隔离而达成生殖隔离，从而形 成新物种。成新物种。多倍体的形成不需经地理隔离。多倍体的形成不需经地理隔离。原种原种变变异异 1变变异异 2变异变异类型类型1变异变异类型类型2新种新种1新种新种2生殖生殖隔离隔离自然自然选择选择1自然

16、自然选择选择2基因频率基因频率定向改变定向改变地地 理理隔隔 离离2 2、隔离在物种形成中的作用、隔离在物种形成中的作用四、隔离导致物种形成四、隔离导致物种形成种种群群 1种种群群 2 如果只通过如果只通过地理隔离地理隔离，2 2个种群的基因库各自发展，个种群的基因库各自发展，互不影响，出现互不影响，出现一定差异一定差异，但，但不会形成新的物种不会形成新的物种，最多，最多也就是形成不同的也就是形成不同的亚种亚种量变。量变。如东北虎和华南虎就是两个亚种。如东北虎和华南虎就是两个亚种。 生殖隔离生殖隔离则是由于则是由于2 2个种群之间的遗传物质基础个种群之间的遗传物质基础（基因库基因库）出现）出现

17、较大的差异较大的差异使其个体之间使其个体之间不能交配不能交配或或杂交后代不育杂交后代不育。2 2、隔离在物种形成中的作用、隔离在物种形成中的作用四、隔离导致物种形成四、隔离导致物种形成生殖隔离生殖隔离是是新物种形成的标志新物种形成的标志质变质变物种形成的基本环节是：物种形成的基本环节是：突变和基因重组突变和基因重组提供进化的原材料；提供进化的原材料；自然选择自然选择基因频率定向改变，决定进化的方向；基因频率定向改变，决定进化的方向；隔离隔离物种形成的必要条件物种形成的必要条件 以（以（ ）为核心的现代生物进化理）为核心的现代生物进化理论，其基本观点是论，其基本观点是（ ）是生物进化的基本单是生

18、物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群（位，生物进化的实质在于种群（ ）的）的改变。改变。 、 及及（ ）是物种形成过程的三个基本环节。在是物种形成过程的三个基本环节。在这个过中，（这个过中，（ ）产生生物进化的原）产生生物进化的原材料，（材料，（ ）使种群的基因频率定向）使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，（改变并决定生物进化的方向，（ ）是新物种）是新物种形成的必要条件。形成的必要条件。 标志着新物种产生。标志着新物种产生。自然选择学说自然选择学说种群种群基因频率基因频率突变和基因重组突变和基因重组自然选择自然选择隔离隔离突变和基因重组突变和基因重组自然选择自然选择隔离隔离生殖

19、隔离生殖隔离新物种形成，生物是不是就一定进化了？新物种形成，生物是不是就一定进化了？【例题例题1 1】关于生物进化与生物多样性的形成，关于生物进化与生物多样性的形成，错误的说法是错误的说法是：（双选）：（双选）A.A.生物多样性的形成也就是新物种不断形成的生物多样性的形成也就是新物种不断形成的 过程。过程。B.B.物种之间的共同进化都是通过物种之间的生物种之间的共同进化都是通过物种之间的生 存斗争实现的。存斗争实现的。C.C.生物多样性的形成是共同进化的结果生物多样性的形成是共同进化的结果D.D.生物的进化与无机环境的变化是相互影响的生物的进化与无机环境的变化是相互影响的3.(20113.(2

20、011北京模拟北京模拟) )如图表示生物新物种形成的基如图表示生物新物种形成的基本环节，对图示分析正确的是本环节，对图示分析正确的是( )129( )129A.A.图中图中A A表示基因突变和基因重组，是生物进化的原材料表示基因突变和基因重组，是生物进化的原材料B.B.种群基因频率定向改变是形成新物种的前提种群基因频率定向改变是形成新物种的前提C.C.图中图中B B表示地理隔离，是新物种形成的必要条件表示地理隔离，是新物种形成的必要条件D.D.图中图中C C表示生殖隔离，指两种生物不能杂交产生后代表示生殖隔离，指两种生物不能杂交产生后代【例证例证1 1】( (20102010山东高考山东高考)

21、 )下列符合现代生物进化下列符合现代生物进化理论的叙述是理论的叙述是: :A.A.物种的形成可以不经过隔离物种的形成可以不经过隔离B.B.生物进化过程的实质在于有利变异的保存生物进化过程的实质在于有利变异的保存C.C.基因突变产生的有利变异决定生物进化的方向基因突变产生的有利变异决定生物进化的方向D.D.自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率【例证例证2 2】( (20112011南平模拟南平模拟) )如图是物种形成的一种如图是物种形成的一种模式。物种模式。物种a a因为地理障碍分隔为两个种群因为地理障碍分隔为两个种群a a1 1和和a a2 2，

22、经，经过漫长的进化，分别形成新物种过漫长的进化，分别形成新物种b b和和c c。在此进程中的。在此进程中的某一时刻，某一时刻，a a1 1种群的部分群体越过障碍外迁与种群的部分群体越过障碍外迁与a a2 2同域同域分布，向分布，向d d方向进化。下列有关叙述正确的是方向进化。下列有关叙述正确的是A.bA.b和和d d存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离B.cB.c和和d d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离 C.a1C.a1和和a2a2种群都不能作为生物进化的基本单位种群都不能作为生物进化的基本单位D.bD.b、c c和和d d

23、不具有共同的原始祖先不具有共同的原始祖先4 4、有一个老鼠的种群，最初都生活在一个地域，后来一、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条新建的高速公路将该种群分成A A和和B B两个种群。如果两个种群。如果A A种种群生活的地区发生了一系列的环境变化，而群生活的地区发生了一系列的环境变化，而B B种群的地区种群的地区没有变化，则种群没有变化，则种群A A进化的速率很可能是（进化的速率很可能是（ ） A A、比、比B B慢慢 B B、比、比B B快快 C C、与、与B B相同相同 D D、开始比、开始比B B慢，后来比慢，后来比B B快快B1、中性学说认为决定

24、生物进化方向的是、中性学说认为决定生物进化方向的是A、自然选择、自然选择 B、生存斗争、生存斗争C、中性突变的逐渐积累、中性突变的逐渐积累 D、变异、变异2、下列能提高生物多样性的是（、下列能提高生物多样性的是（ ）A、把生物进行分类、把生物进行分类B、不同环境的自然选择、不同环境的自然选择C、来自共同祖先的遗传、来自共同祖先的遗传D、用进废退、用进废退BC3.3.（20102010潍坊模拟）达尔文潍坊模拟）达尔文“自然选择学说自然选择学说”和现代生物进化理论的共同观点是（和现代生物进化理论的共同观点是（ ）A.A.种群是生物进化的单位种群是生物进化的单位B.B.有利变异通过逐代遗传得到积累和加强有利变异通过逐代遗传得到积累和加强C.C.自然选择决定生物进化的方向自然选择决定生物进化的方向D.D.突变和基因重组产生了可遗传的变异突变和基因重组产生了可遗传的变异