现代生物进化理论的主要内容

现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容达尔文的自然选择学说：生存斗争中有利变异的个体容易活下来并留下后代。可见，自然选择作用于个体，且是个体的表现型，而个体表现性随个体的死亡而消失，但是决定表现型的基因随生殖而延续，并在群体中扩散。所以现代生物进化理论研究群体的基因组成。一、种群基因频率的改变与生物进化（一）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例：判断下列是否属于种群（1）一个池塘中的全部鲤鱼（2）一个池塘中的全部鱼（3）一片草地上的全部植物（4）一片草地上的全部蒲公英2、种群的特点：种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。同前一年的蝗虫种群相比，新形成的蝗虫种群在基因组成上会有什么变化吗？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。5.基因型频率＝特定基因型的个体∕种群总个体数亲代子一代子二代子三代基因型频率AA30%Aa60%aa10%基因频率Aa36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%60%40%若亲代昆虫中的种群满足以下五个条件：①昆虫种群数量足够大，②全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，③没有迁入与迁出，④自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用⑤也没有基因突变和染色体变异。思考讨论：用数学方法讨论基因频率的变化哈迪——温伯格定律：(遗传平衡定律)1908年，英国数学家哈迪和德国医生温伯格分别提出关于基因频率稳定性的见解。他们指出，一个有性生殖的自然种群中，在符合以下5个条件的情况下，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，或者说，是保持着基因平衡的。这5个条件是：①种群大；②种群中个体间的交配是随机的；③没有突变发生；④没有个体的迁入和迁出⑤没有自然选择。这就是哈迪-温伯格定律。哈迪-温伯格定律处于平衡状态的种群，一对等位基因Aa，A的频率为p，a的频率为q，则：AA的机率为p2；Aa的机率为2pq；aa的机率为q2哈迪-温伯格定律可用数学方程式表示为：(p+q)2=p2+2pq+q2影响基因频率的因素在自然条件下，哈迪-温伯格定律所需的五个条件是难以满足的，因而基因频率总是要发生改变，也就是说进化在任何种群中都是必然要发生的。1．现在许多学者认为，生物进化的基本单位是（）A．生物个体B．同种生物的全部个体C．种群D．生活在一起的全部生物2．根据现代生物进化理论,下列符合种群概念的是（）A.太平洋里全部的鱼B.中华人民共和国国土上的所有人C.稻田里全部的蛇D.草原上的灰仓鼠3．下列有关种群基因库的叙述中，不正确的是（）A.一个种群的基因库包括这个种群所含有的全部基因B.生物的个体总是要死亡的，但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传C.种群中每个个体含有种群基因库的全部基因D.基因突变可改变基因库的组成4.以下属于种群范畴的是：A．一座山上所有的马尾松B．一块草地上所有的昆虫C．一个池塘内所有的鱼类D．一个公园内所有的树木CBCA练习5．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A0.64和0.36B0.36和0.64C0.50和0.50D0.82和0.186．在某一个人群中，已调查得知，隐性性状者为16％，问该性状不同类型的基因型频率是多少？（按AA、Aa、aa顺序排列答案）A0.360.480.16B0.480.360.16C0.160.480.36D0.160.360.48（A）（A）1.突变可以吗？2.基因重组能不能？3.自然选择呢？若这些都可以使基因频率改变，它们对生物进化的作用一样吗？1、生物要进化，其基础条件是什么呢？遗传与变异2、可遗传变异的类型：基因突变、染色体变异与基因重组3、基因突变有哪些的特点：普遍性、不定向性、低频率性、多害少利性等突变与基因重组对生物进化的作用？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。1、种群中基因突变的特点：突变数大，不定向性3、种群中基因重组的结果:产生更多的变异，不定向性结论：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。自然选择对种群基因频率有什么样的影响呢？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%资料展示：95%（S）5%（s）95%（s）5%（S）19世纪的变化过程：探究：自然选择对基因频率变化的影响第1年第2年第3年第4年……基因型频率SS10%11.5%13.1%14.7%Ss20%22.9%26%29.2%ss70%65.6%60.9%56.1%基因频率S20%23%26.1%29.3%s80%77%73.9%70.7%P117的探究实验升高降低讨论：1、树干变黑会影响桦尺蠖中浅色个体的出生率吗？为什么？2.在自然选择的过程中，直接受作用的是基因型还是表现型？为什么？原因：淘汰不利变异基因，积累有利变异基因。结果：自然选择使基因频率定向改变。所以，在自然选择作用下，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。小结种群是生物进化的单位；指生活在同一地点的同种生物个体的总和。种群基因库：一个种群所含有的全部基因。基因频率＝某基因的数目∕该基因的等位基因的总数基因型频率＝特定基因型的个体∕总个体数遗传平衡时，基因频率和基因型频率有如下关系：即遗传平衡公式。〔p（A）＋q（a）〕2＝p2（AA）＋2pq（Aa）＋q2（aa）生物进化的实质：种群的基因频率发生变化的过程二.隔离与物种的形成1.物种的概念：在遗传学和进化论中，把能够在自然状态下相互交配，并能够产生出可育后代的一群生物称为一个物种，简称“种”。2.隔离（isolation）概念及类型概念：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。隔离的类型生殖隔离(reproductiveisolation)地理隔离(geographicalisolaton)2.1生殖隔离：种群间的个体不能自由交配，或者交配后不能产生出可育后代。（动物因求偶方式不同、繁殖期不同，植物因开花季节、花的形态不同，而造成的不能交配等都属于生殖隔离）驴马骡子例：虎狮兽2.2地理隔离：分布在不同自然区域的种群，由于高山、河流、沙漠等的障碍，使彼此间无法相遇而不能交配。例：不同“人种”世界各地的人虽然各有不同，但他们之间可以彼此通婚，并且产生可育的后代。因此，全世界的人在生物学上属于同一个物种——智人。3、物种的形成：①经过长期的地理隔离而达成生殖隔离，从而形成新物种。②多倍体的形成不需经地理隔离。原种变异1变异2变异类型1变异类型2新种1新种2生殖隔离自然选择1自然选择2基因频率定向改变地理隔离.隔离在物种形成中的作用地雀甲岛地雀乙岛地雀丙岛地雀丁岛地雀……突变和基因重组自然选择甲岛地雀1乙岛地雀2丙岛地雀3丁岛地雀4种群基因库改变……地理隔离生殖隔离物种形成的三个基本环节:①突变和基因重组②自然选择③隔离物种和种群间存在什么样的联系呢？种群物种概念范围联系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称为一个物种，简称“种”。生活在一定区域的同种生物的全部个体。种群是生物进化和繁殖的单位同一种群内的个体之间可以进行基因交流。较小范围内生物的个体分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成1.一个物种可以包括许多种群，如同一种鲫鱼可以生活在不同的池塘，湖泊，形成一个个被陆地隔离的种群。2.同一物种的多个种群之间存在地理隔离，长期发展下去可能成为不同的亚种（或品种）进而形成多个新物种。达尔文在加拉帕戈斯群岛上发现几种地雀，用现代进化理论解释错误的是()A、经过长期的地理隔离而达到生殖隔离，导致原始地雀物种形成现在的地雀物种B、生殖隔离一旦形成，原来属于同一物种的地雀很快进化形成不同的物种C、这些地雀原先属于同一雀种，从南美大陆迁来后，逐渐分布在不同的群岛，出现不同的突变和基因重组D、自然选择对不同的种群的基因频率的改变所起的作用有所差别。B下列说法正确的（）A、地理隔离一旦形成，原来属于同一物种的个体就成了不同物种B、生殖隔离一旦形成，原来属于同一物种的个体就成了不同物种C、地理隔离是形成新物种的必然经历D、每个新物种的形成都必定经历从地理隔离达到生殖隔离的过程B三、共同进化与生物多样性的形成1.共同进化任何一个物种都不是单独进化的。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，这就是共同进化。捕食者与被捕食者的相互选择开花植物与传粉动物的互助互利共同进化的含义1：不同物种间的共同进化根瘤菌：与豆科植物共生，形成根瘤并固定空气中的氮气供植物营养的一类杆状细菌。地球形成时原始大气中是没有氧气的，但是随着光合细菌的出现，使得大气中有了氧气共同进化的含义2：生物和无机环境间也存在共同进化。生物进化与无机环境变化的关系例：生物的新陈代谢类型由原始异养厌氧→自养厌氧→自养需氧。2.生物多样性的形成基因多样性物种多样性生态系统多样性生物多样性地球上所有的植物、动物和微生物，它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统，共同构成了生物多样性。简单→复杂低等→高等原核细胞→真核细胞单细胞→多细胞无性生殖→有性生殖原始异养厌氧→自养厌氧→自养需氧水生→水陆两栖→陆生生物多样性的形成历程总结●种群是生物进化的基本单位●突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节（突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件）。●生物进化的实质在于种群基因频率的改变。以自然选择学说为核心的现代生物进化理论的基本观点是：（三）生物进化理论的不断发展生物进化是如此复杂的，现有的进化理论所不能解释的问题比已经解释的问题还要多，因此现代生物进化理论是不断发展的。中性进化理论：“间断平衡学”理论：……