生物进化复习2010(精)

自然选择学说现代生物进化理论一、达尔文的自然选择学说1.主要内容：过度繁殖生存斗争（动力）遗传变异（不定向）有利变异：生存不利变异：淘汰自然选择（定向）适者生存适应特定环境的生物新类型生物进化自然选择学说的科学性科学地解释了生物进化的原因科学地解释了生物的多样性科学地解释了生物的适应性自然选择学说的局限性不能从本质上解释生物遗传和变异的原因•种群是生物进化的单位•突变和基因重组产生进化的原材料•自然选择决定了生物进化的方向•隔离导致物种的形成二、现代生物进化理论物种形成的三个环节一、种群的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；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：某基因在某个种群中出现的比例。•基因频率＝某染色体上某基因的数目∕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例题: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?解:A的基因频率为:a的基因频率为：=纯合子基因型频率+1/2杂合子基因型频率=60%=40%PA=2×AA＋Aa2(AA＋Aa＋aa)×100%Pa=2×aa＋Aa2(AA＋Aa＋aa)×100%即：PA=PAA+1/2PAa一对等位基因的频率之和为1基因频率=某基因的数目全部等位基因的总数×100%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，在符合以下五个条件的情况下，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。这五个条件是：1、种群很大2、个体之间随机交配3、没有突变产生4、没有个体迁入迁出5、没有自然选择基因频率与基因型频率的关系处于平衡状态的种群，一对等位基因A和a，A的基因频率为p，a的基因频率为q，则：哈迪-温伯格定律可用数学方程式表示为：(p+q)2=p2+2pq+q2=1=PAA+PAa+PaaAA的基因型频率为p2Aa的基因型频率为2pqaa的基因型频率为q2例、在某一种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基因用A、a表示）占16%，那么该性状的AA、Aa基因型个体出现的频率分别为（）A.0.36、0.48B.0.36、0.24C.0.16、0.48D.0.48、0.36A(二)、突变和基因重组产生进化的原材料可遗传变异为进化提供了原材料特点：随机、不定向结果：不能决定生物进化的方向，只是提供进化的原材料。基因突变染色体变异基因重组突变实例：在经常刮大风的海岛上，无翅或残翅的昆虫特别多（三）、自然选择决定生物进化的方向从宏观（性状）上来看进化过程：性状与环境色彩相似，较能适应环境而大量生存；性状与环境色彩差异很大，易被捕食者捕食而大量被淘汰。表现为适者生存，不适者被淘汰。从微观（基因）来看进化过程为：淘汰不利变异的基因，保留了有利变异基因，通过遗传逐渐积累。原因：淘汰不利变异基因、积累有利变异基因。结论：自然选择决定生物进化的方向结果：使基因频率定向改变。变异是不定向的，自然选择是定向的.生物进化过程的实质:种群基因频率发生变化的过程。种群中的基因频率是可以改变的，导致基因频率改变的因素是：突变、基因重组、自然选择、遗传漂变、迁移等。遗传漂变在一个种群中，某种基因的频率为1﹪，如果这个种群有100万个个体，含这种基因的个体就有成千上万个。如果这个种群只有50个个体，含这种基因的个体就只有1个。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，这种现象叫遗传漂变。一般种群越小，遗传漂变越显著。迁移在一个种群中，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。二、隔离与物种的形成1、物种：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。不同物种特点：一般不能交配，即使交配成功，也不能产生可育的后代。（生殖隔离）马驴骡生殖隔离地理隔离同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。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。2.隔离在物种形成中的作用隔离：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。类型地理隔离生殖隔离新物种形成原来同一物种产生不同的突变和基因重组不同的基因库不同的物种地理隔离自然选择生殖隔离不同的种群不同的种群的基因库出现明显差异原始地雀分布于不同岛屿上（地理隔离）各地雀种群出现不同突变和基因重组不同种群间无基因交流不同种群基因频率发生不同变化各岛屿环境不同，自然选择导致不同种群的基因频率改变有所差异长此以往，不同种群基因库形成明显差异最终产生生殖隔离，物种形成加拉帕戈斯群岛不同种地雀形成图解物种的形成：物种形成的方式有多种，经过长期地理隔离而达到生殖隔离是比较常见的方式。思考：物种的形成都需要先地理隔离吗？因此隔离是物种形成的必要条件。如：二倍体西瓜和四倍体西瓜骤变式物种形成物种形成的三个环节：（1）突变和基因重组（2）自然选择（3）隔离:产生生物进化的原材料：使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向：新物种形成的必要条件现代生物进化理论的基本观点1、种群是生物进化的基本单位；2、生物进化的实质在于种群基因频率的改变；3、突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成的三个基本环节；通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成。以自然选择学说为核心的现代生物进化理论的基本观点：•用生物进化论的观点解释病菌抗药性不断增强的原因是（）•①使用抗菌素的剂量不断加大，病菌向抗药能力增强方向变异•②抗菌素对病菌进行人工选择，生存下来•的病菌都是抗药能力强的•③抗菌素对病菌进行自然选择，生存下来•的病菌都是抗药能力强的•④病菌中原来就有抗药性强的个体，在使•用抗菌素的过程中淘汰了抗药性弱的个体A．①②B．②③C．③④D．①④某校的一个生物兴趣小组在研究性学习活动中，开展了色盲普查活动，他们先从全校的1800名学生中随机抽取了180名学生（男女生各一半）做为首批调查对象，结果有女性色盲患者3人、男性色盲患者8人，女性色盲因携带者13人。那么，在该校全体学生中色盲基因的频率为多少A．10%B．20%C．90%D．80%A在某个海岛上，每1万人中有500名男子患红绿色盲。则该岛上的人群中，女性携带者的数量为每万人中有（设男女性比为1：1）A.1000人B.900人C.800人D.800人B在一个海岛上，色盲基因频率为7%，一个正常的男性和一个无亲缘关系的女性结婚，后代发病率为多少?3.5%某种异花传粉的植物，高茎（T）对矮茎（t）呈显性，绿色茎（R）对紫色茎（r）呈显性。在随机授粉的该植物种群中，表现型及其比例如下：高绿茎63%、高紫茎21%、矮绿茎12%、矮紫茎4%。（1）基因型TT的植物的百分比是多少？（2）基因型TTRR的植物的百分比是多少？解题思路①矮茎tt所占比例为12%+4%=16%；则亲代产生的配子携带t的可能性为40%，配子携带T的可概率为1-40%=60%，因而子代出现TT个体的概率为：60%×60%=36%；②同理：紫茎rr所占比例为21%+4%=25%；则亲代产生的配子携带r的概率为50%，携带R的概率为1-50%=50%，子代出现RR个体的概率为50%×50%=25%，出现TTRR个体的概率为36%×25%=9%（两个相互独立事件同时出现的概率）香豌豆只有当A、B两个不同的显性基因共同存在时才开红花，其他情况均开白花。两株不同品种的白花香豌豆杂交，F1代都开红花，F1自交得F2代，用F2代的红花类型自交得到F3代，问F3代群体中白花类型以及能稳定遗传的红花类型分别占：A．1/36，17/36B．11/36，9/36C．22/81，18/81D．22/81，17/81B•(09广东生物)26.《物种起源》出版已有150年，但依然深深影响着现代科学研究，达尔文•A.提出了适者生存，不适者被淘汰的观点B.提出了用进废退的理论•C.认为种群是生物进化的基本单位D.认识到变异广泛存在并能遗传给后代•答案：AD•(09广东理基)47．由于蟹类的捕食，某种海洋蜗牛种群中具有较厚外壳的个体的比例逐渐增加。对这个现象的解释，正确的是•A．人工选择B．适者生存C．用进废退D．定向变异•答案：B•(09江苏生物)20．右图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群a1和a2，经过漫长的进化，分别形成新物种b和c。在此进程中的某一时刻，a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布，向d方向进化。下列有关叙述正确的是•A．b和d存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离•B．c和d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离•C．a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，则b和d是同一物种•D．a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，则c和d是不同物种•答案：B•(09上海生物)32.某小岛上原有果蝇20000只，其中基因型VV、Vv和vv的果蝇分别占15%、55%和30%。若此时从岛外入侵了2000只基因型为VV的果蝇，且所有果蝇均随机交配，则F1代中V的基因频率约是•A.43%B.48%•C.52%D.57%•答案：B•(09上海生物)34(10分)回答下列有关生物进化的问题。•（1）图1表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程，X、Y、Z表示生物进化的基本环节，X、Y分别是_______、__________。•（2）该小岛上的蜥蜴原种由许多个体组成，这些个体的总和称为_________，这是生物进化的________。•（3）小岛上能进行生殖的所有蜥蜴个体含有的全部基因，称为蜥蜴的________。自然选择突变（变异）种群基本单位基因库•（4）小岛上蜥蜴原种的脚趾逐渐出现两种性状，W代表蜥蜴脚趾的分趾基因；w代表联趾（趾间有蹼）基因。图2表示这两种性状比例变化的过程。•1）由于蜥蜴过度繁殖，导致___________________加剧。•2）小岛上食物短缺，联趾蜥蜴个体比例反而逐渐上升，其原因可能是________。•3）图2所示过程说明，自然环境的变化引起不同性状蜥蜴的比例发生变化，其本质是因为蜥蜴群体内的________发生了改变。生存斗争（种内斗争）联趾型个体趾间有蹼，适合于游泳，可以从水中获取食物。因此，在岛上食物短缺时，联趾个体的生存和繁殖机会较多。基因频率•（5）从生物多样性角度分析，图2所示群体中不同个体的存在反映了________多样性；若从分子水平检测这种多样性，可采用的简便技术是________。•遗传PCR（聚合酶链反应）