2.7.2现代生物进化理论的主要内容

一、种群基因频率的改变与生物进化二、隔离与物种形成三、共同进化与生物多样性的形成主要内容◇种群基因频率的改变与生物进化◇隔离与物种的形成◇共同进化与生物多样性的形成◇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◇自然选择决定生物进化的方向现代生物进化理论（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在自然界中，种群是生物繁殖、进化的基本单位。练习：以下属于种群范畴的是（）A.一座山上的所有马尾松B.一块草地上的所有昆虫C.一个池塘内的所有鱼D.一个公园内的所有树木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。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＝该基因的总数该等位基因的总数5、基因型频率：在一个种群中，某基因型个体占全部个体的比率。例1:如某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，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?A基因的基因频率为:a基因的基因频率为：=40%=30/100×100%+1/2×60/100×100%=60%=10/100×100%+1/2×60/100×100%=40%A%=×100%2×AA＋Aa2(AA＋Aa＋aa)a%==纯合子频率+1/2杂合子频率基因频率=某基因的数目该基因的等位基因的总数×100%=60%2×aa＋Aa2(AA＋Aa＋aa)×100%3.用数学方法讨论基因频率的改变(5)(6)(1)(2)(3)(4)假设115页题目中的种群满足以下五个条件：①群体数量足够大②种群个体间都能随机交配③没有迁入与迁出④没有自然选择⑤没有突变产生在有性生殖过程中，如果符合以上的理想条件，(1)该种群产生的A配子和a配子的比率各是多少?遗传平衡状态亲代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A()A()a()a()30%30%30%10%A60%a40%卵细胞精子A60%a40%36%24%16%AAAaAa24%aa(2)子代基因型的频率各是多少?亲代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A(30%)A(30%)a(30%)a(10%)(1)该种群产生的A配子和a配子的比率各是多少?亲代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A(30%)A(30%)a(30%)a(10%)子代基因型的频率AA()Aa()aa()36%48%16%亲代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A(30%)A(30%)a(30%)a(10%)子代基因型的频率AA(36%)Aa(48%)aa(16%)子代种群的基因频率A()a()(3)子代种群的基因频率各是多少?60%40%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%40%60%40%36%48%16%(4)在讨论题2中的群体五个条件的情况下,计算子二代、子三代的基因频率与基因型频率;分析一下各代基因频率与基因型频率相同吗？理想条件下，无论自由交配多少代，每一代的基因频率理想条件下，无论自由交配多少代，基因型频率从第代开始保持不变不变二p+q=1(p+q)2=p2+2pq+q2=1AA=p2Aa=2pqaa=q2P表示基因A的频率，q表示基因a的频率遗传平衡定律哈代—温伯格定律遗传平衡定律的适用条件：必修2P115思考与讨论五个条件1、已知基因型频率求基因频率基因频率=纯合子频率+1/2杂合子频率2、已知基因频率求基因型频率AA=p2Aa=2pqaa=q2hin重要，赶紧记下来~！！（P表示基因A的频率，q表示基因a的频率）对于伴X染色体遗传，在Y染色体上往往没有该基因及其等位基因，所以在计算基因总数时，应只考虑X染色体上的基因总数。若某基因在X染色体上，求一个群体中该基因的频率时，可按下式求解：某基因数2×女性个体数＋1×男性个体数×100%。对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现：780名女生中有患者23人、携带者52人，820名男生中有患者65人，那么该群体中色盲基因的频率约为()A．4.4%B．5.1%C．6.8%D．10.2%C基因突变、基因重组、染色体变异(二)突变和基因重组产生进化的原材料此外，突变的有害和有利也不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。P118第3题但不能决定生物进化的方向可遗传变异：探究活动（四）“探究自然选择对种群基因频率的影响”长满地衣的树干上的桦尺蠖黑褐色树干上的桦尺蠖2）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。1870年桦尺蠖的基因型频率为SS10%；Ss20%；ss70%，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减少10%，黑色个体每年增加10%，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？第1年第2年第3年第4年……基因型频率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因频率S20%23%s80%77%70.7%26%29.3%14.6%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高降低变黑的环境使控制浅色的s基因频率减少，S基因频率增加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(三)自然选择决定生物进化的方向自然选择可以使种群的基因频率定向改变生物进化的实质：种群基因频率发生定向改变。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，简称“种”。（一）物种的概念：二、隔离与物种的形成人都是一个物种，无论白人黑人黄种人结婚，都能产生具有生殖能力的后代。同样，所有的马是一个物种，所有的驴也是一个物种。但马和驴不是一个物种，因为马与驴交配产生的后代骡没有生殖能力。全世界的人都是一个物种吗？马跟驴是一个物种吗？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。2、生殖隔离：求偶方式不同繁殖期不同开花季节不同花的形态不同植物动物生殖隔离荇菜与梅花因花期不同而出现生殖隔离孔雀与巨嘴鸟因求偶方式不同而出现生殖隔离曼陀罗的花粉在其他植物的花的柱头上不能完全萌发成为花粉管，使得两性生殖细胞不能融合而形成生殖隔离东北虎和华南虎之间存在什么隔离？３地理隔离：在自然界，同一种生物由于地理上的障碍而形成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象，叫做地理隔离。隔离地理隔离生殖隔离隔离：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叫做隔离。（二）隔离在物种形成中的作用：地理隔离突变、基因重组、自然选择生殖隔离新物种物种的形成：加拉帕戈斯群岛一的几种地雀南美洲地雀因地理隔离导致生殖隔离比较常见新物种形成的标志：生殖隔离地理隔离和生殖隔离与物种形成的关系：1.经过地理隔离的种群，若再次相遇仍能交配和繁殖后代，这样不同的种群称之为亚种。2.生殖隔离是物种形成的标志。两个种群一旦形成生殖隔离，这两个种群就属于两个物种。思考：新物种在形成时必须要先经过地理隔离才能达到生殖隔离吗？有时无需地理隔离也能形成新物种在自然界里还存在另一种物种形成方式，它往往只需要几代甚至一代就完成了，而且不需经过地理隔离。例如，多倍体植物的形成就是如此。自然界里几平将近一半的被子植物和某些栽培作物就是这样形成的。AABBCC（普通小麦）DD（黑麦）×ABC配子D配子ABCD（不育）AABBCCDD（八倍体小黑麦）（可育）秋水仙素处理例：八倍体小黑麦的培育1.经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是物种形成比较常见的方式2.一般情况下，地理隔离是生殖隔离的先决条件，生殖隔离一旦形成，原来属于一个物种的两个种群，就成了两个物种。3.生物进化是一个量变到质变的过程，是一个长期的历史过程4.一个物种的形成必须要经过生殖隔离，但不一定经过地理隔离，如多倍体的产生。隔离在物种形成中的作用的总结1.如果有两个小种群的动物，在形态结构上相近，它们必须具备下列哪一特征，才能归为一个物种：(）A.它们必须分布在同一地理区域B.它们的基因一定要相同C.它们的毛色一定要相同D.能相互交配繁殖并产生可育后代D2.外表相近但种类不同的鱼在生殖期间将卵和精子释放在同一水域中，但一种鱼的精子不能进入另一种鱼的卵，这种现象属于：(）A.生殖隔离B.地理隔离C.形态各异D.不在同一水层A3.隔离在物种形成中的主要作用是：(）A.使种群间的个体互不相识B.使不同种群各适应于不同的地理环境C.使种群间雌雄个体失去交配机会D.使种群之间停止基因交流，并朝着不同的方向演变D1、突变和基因重组产生进化的原材料2、自然选择决定生物进化的方向(定向)3、隔离导致物种的形成突变和基因重组种群基因频率改变积累基因库的差别种群间生殖隔离标志着地理隔离时间扩大自然选择物种形成导致导致(1)生物进化的标志是种群基因频率的改变。(2)物种形成的标志是出现生殖隔离。(3)物种的形成需要经过进化，但进化并不是必然导致物种的形成。(4)物种的形成可以不经过地理隔离，但必然经过生殖隔离。１.共同进化（1）不同物种间的共同进化（2）生物和无机环境间也存在共同进化。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。通过漫长的共同进化过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种，而且形成了多种多样的生态系统，也就是形成了生物的多样性．综上所述：2、生物多样性的形成（1）生物多样性的内容：物种多样性生态系统多样性化石——埋藏在地层中的古代生物的遗体、遗迹和遗物，石化后形成的。是研究生物进化最直接的证据（2）生物多样性的形成的进化历程最早的生物化石－－古细菌（距今35亿年）四、生物多样性的形成地球形成原始生命：古细菌（厌氧异养）（35亿年前）原核生物：蓝藻细菌（自养）真核生物：出现了有性生物（15亿年前）植物：厥类植物裸子植物被子植物动物：两栖类动物爬行动物恐龙时代哺乳动物人类时代古生代（寒武纪）中生代新生代生物的进化历程可概括为：从原核生物到真核生物，从无性生殖到有性生殖，由简单到复杂，由水生到陆生，由低等到高等。3、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。核心：自然选择学说发展中性突变理论：决定生物进化的方向是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择间断平衡学说：物种形成并不都是渐变的结果，而是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程