現(xiàn)代生物理論的主要內容2

1、第七章第七章 現(xiàn)代生物進化理論現(xiàn)代生物進化理論第第2 2節(jié)節(jié) 現(xiàn)代生物進化理論的主要內容現(xiàn)代生物進化理論的主要內容探究活動（一）假如生活在綠色樹叢中的某種灰色翅昆假如生活在綠色樹叢中的某種灰色翅昆蟲（基因型為蟲（基因型為aaaa）的群體中，偶然出現(xiàn)）的群體中，偶然出現(xiàn)了一個綠色翅的變異個體（基因型為了一個綠色翅的變異個體（基因型為AaAa）。討論問題：）。討論問題：1. 1. 什么樣的個體更適合生存在該環(huán)境什么樣的個體更適合生存在該環(huán)境下？下？2.2.該綠色翅變異個體一定能在群體中安該綠色翅變異個體一定能在群體中安全存活下來，直到生命自然結束嗎？全存活下來，直到生命自然結束嗎？探究活動（一）假

2、如生活在綠色樹叢中的某種灰色翅昆假如生活在綠色樹叢中的某種灰色翅昆蟲（基因型為蟲（基因型為aaaa）的群體中，偶然出現(xiàn)）的群體中，偶然出現(xiàn)了一個綠色翅的變異個體（基因型為了一個綠色翅的變異個體（基因型為AaAa）。討論問題：）。討論問題：3.3.如果該變異個體很好的生活下來，它如果該變異個體很好的生活下來，它體內的體內的A A基因通過什么方式才能傳遞給基因通過什么方式才能傳遞給后代？后代？4.4.如果該變異個體如果該變異個體AaAa與其他個體交配繁與其他個體交配繁殖，后代一定是綠色翅的嗎？殖，后代一定是綠色翅的嗎？討論怎樣的一群個體可以稱為種群呢？怎樣的一群個體可以稱為種群呢？生活在一定區(qū)域的

3、同種生物的全部個體叫種群生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體叫種群【判斷判斷】: : (1)(1)一片草地上的全部蛇一片草地上的全部蛇(2)(2)一個池塘中的全部鯉魚一個池塘中的全部鯉魚(3)(3)一個村子里的全部青年男女一個村子里的全部青年男女(4)(4)李家池塘和王家池塘中的全部鯽魚李家池塘和王家池塘中的全部鯽魚討論怎樣的一群個體可以稱為種群呢？怎樣的一群個體可以稱為種群呢？生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體叫種群生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體叫種群【選擇選擇】：下列屬于種群的是（：下列屬于種群的是（ ） A. A. 一個湖泊中的全部魚苗、小魚和大魚一個湖泊中的全部魚苗、小魚和大魚 B.

4、 B. 校園內的所有喬木校園內的所有喬木 C. C. 棉田中由幼蚜、有翅蚜和無翅成熟蚜組成的棉田中由幼蚜、有翅蚜和無翅成熟蚜組成的 全部棉蚜全部棉蚜 D. D. 一座山上的大型黑螞蟻和小型黃螞蟻一座山上的大型黑螞蟻和小型黃螞蟻C討論怎樣的一群個體可以稱為種群呢？怎樣的一群個體可以稱為種群呢？生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體叫種群生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體叫種群【思考思考】：種群具有什么特點？：種群具有什么特點？ 種群的個體并不是機械地集合在一起，而種群的個體并不是機械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通過繁殖將各自的基因傳給是彼此可以交配，并通過繁殖將各自的基因傳給后代。種群也是生物

5、繁殖的基本單位。后代。種群也是生物繁殖的基本單位。探究活動（二）同前一年的種群相比，新形成的種群在基因組同前一年的種群相比，新形成的種群在基因組成上會有什么變化？成上會有什么變化？基因庫、基因頻率、基因型頻率u一個種群中全部個體所含有的全部基因，叫一個種群中全部個體所含有的全部基因，叫做這個種群的基因庫。做這個種群的基因庫?；驇臁⒒蝾l率、基因型頻率u一個種群中全部個體所含有的全部基因，叫一個種群中全部個體所含有的全部基因，叫做這個種群的基因庫。做這個種群的基因庫。u在一個種群中，某種基因占全部等位基因數(shù)在一個種群中，某種基因占全部等位基因數(shù)的比率，叫做該基因的基因頻率。的比率，叫做該基因的

6、基因頻率。u在一個種群中，某基因型占全部個體的比率，在一個種群中，某基因型占全部個體的比率，叫做基因型頻率。叫做基因型頻率。計算：基因頻率、基因型頻率在某昆蟲種群中，決定綠色翅的基因為A，決定褐色翅的基因為a。從種群中隨機抽取100個個體，調查發(fā)現(xiàn)其中有AA30個，Aa60個，aa10個。請計算A和a的基因頻率分別是多少？AA、Aa、aa的基因型頻率分別是多少？某昆蟲決定翅色的基因頻率某昆蟲決定翅色的基因頻率A的基因頻率=60%a的基因頻率=40%AA的基因型頻率=30%Aa的基因型頻率=60%aa的基因型頻率=10% 1 1：從某生物種群中隨機抽出：從某生物種群中隨機抽出20002000個個

7、體，測個個體，測知基因型為知基因型為AAAA、AaAa、aaaa的個體數(shù)分別是的個體數(shù)分別是600600、12001200、200200個。則在這個。則在這20002000個個體中：個個體中：（1 1）A A基因有基因有 個，其基因頻率為個，其基因頻率為 。（2 2）a a基因有基因有 個，其基因頻率為個，其基因頻率為。240060%160040% 2 2：在一個種群中，隨機抽出一定數(shù)量的個體。：在一個種群中，隨機抽出一定數(shù)量的個體。其中基因型其中基因型AAAA的個體占的個體占24%24%，AaAa的個體占的個體占72%72%，aaaa的個體占的個體占4%4%，那么基因，那么基因A A和和a

8、a的頻率分別是的頻率分別是( ( ) ) A.36% A.36%、64%64% B.57% B.57%、43%43% C.24% C.24%、22%22% D.60% D.60%、40%40%D練習練習1、假設上述昆蟲種群非常大，所有的雌雄個體間都能自由交配并產生后代，沒有遷入和遷出，自然選擇對翅色這一相對性狀沒有作用，基因A和a都不產生突變，根據(jù)孟德爾的分離定律計算：(1)該種群產生的A配子和a配子的比率是多少？(2)子代的基因型頻率各是多少？(3)子代種群的基因頻率各是多少？思考與討論：用數(shù)學方法討論基因頻率的變化思考與討論：用數(shù)學方法討論基因頻率的變化親代基因型頻率 AA(30%)Aa(

9、60%)aa(10%)配子的比率A( )A( )a( )a( )子代基因型頻率AA( )Aa( )aa( )子代基因頻率A ( )a( )36%30%30%30%10%48%16%60%40% A： 60%a： 40%卵細胞精子A： 60%a ：40%36%24%16%AAAaAa24%aa(4)在滿足五個條件的情況下,計算子二代、子三代的基因頻率與基因型頻率 ; 分析一下各代基因頻率與基因型頻率相同嗎？ 親代子一代子二代子三代基因型頻率AA30%Aa60%aa10%基因頻率A60%a40%36%48%16%60%40%思考與討論：用數(shù)學方法討論基因頻率的變化36%48%16%60%40%36

10、%48%16%60%40%如果一個種群符合上述如果一個種群符合上述5 5個條件，那么，這個種個條件，那么，這個種群的基因頻率就可以代代穩(wěn)定不變，保持平衡。群的基因頻率就可以代代穩(wěn)定不變，保持平衡。這就是遺傳平衡定律，也稱哈代這就是遺傳平衡定律，也稱哈代溫伯格定律。溫伯格定律。若：若：A A基因頻率基因頻率=p=p，a a基因頻率基因頻率=q=q，則：則：p+q=1p+q=1那么：那么：(p+q)(p+q)2 2=1=1，p p2 2+2pq+q+2pq+q2 2=1=1其中：其中：AAAA基因型頻率基因型頻率=p=p2 2,Aa,Aa基因型頻率基因型頻率=2pq,=2pq,aaaa基因型頻率基

11、因型頻率=q=q2 2哈代溫伯格定律思考與討論：用數(shù)學方法討論基因頻率的變化2 2、上述計算結果是建立在五個假設條件基礎上的。、上述計算結果是建立在五個假設條件基礎上的。對自然界的種群來說，這五個條件都成立嗎？對自然界的種群來說，這五個條件都成立嗎？3 3、如果該種群出現(xiàn)新的突變型，也就是產生新、如果該種群出現(xiàn)新的突變型，也就是產生新的等位基因的等位基因A A2 2，種群的基因頻率會變化嗎？基因，種群的基因頻率會變化嗎？基因A A2 2的頻率可能會怎樣變化？的頻率可能會怎樣變化？生物進化的實質生物進化的實質：種群基因頻率發(fā)生：種群基因頻率發(fā)生變化。變化。通過討論基因頻率的變化可以認識到，通過討

12、論基因頻率的變化可以認識到，自然界中種群的基因頻率一定會發(fā)生變自然界中種群的基因頻率一定會發(fā)生變化，也就是說種群的進化是必然的?；簿褪钦f種群的進化是必然的。自然界中生物的自然突變頻率很低，而且一般自然界中生物的自然突變頻率很低，而且一般對生物體是有害的。為什么還能夠改變種群中對生物體是有害的。為什么還能夠改變種群中的基因頻率呢？的基因頻率呢？ 例如：一個果蠅約有例如：一個果蠅約有104對基因，假定每個基對基因，假定每個基因的突變率都是因的突變率都是105，若有一個中等數(shù)量的果蠅，若有一個中等數(shù)量的果蠅種群（約有種群（約有10108 8個個體），那么每一代出現(xiàn)基因突個個體），那么每一代出現(xiàn)基

13、因突變數(shù)是多少呢？變數(shù)是多少呢？ 2104105個體個體108種群種群=2107（二）突變和基因重組產生進化的原材料（二）突變和基因重組產生進化的原材料1 1、突變指基因突變和染色體變異。、突變指基因突變和染色體變異。2 2、突變的有害和有利并不是絕對的，、突變的有害和有利并不是絕對的， 它取決于生物的生存環(huán)境。它取決于生物的生存環(huán)境。3 3、突變和基因重組只產生生物進化的原材、突變和基因重組只產生生物進化的原材料，不能決定生物進化的方向。料，不能決定生物進化的方向。探究自然選擇對種群基因頻率的影響探究自然選擇對種群基因頻率的影響s長滿地衣的樹干上的長滿地衣的樹干上的樺尺蠖樺尺蠖黑褐色樹干上的

14、黑褐色樹干上的樺尺蠖樺尺蠖探究活動（四）第第1年年 第第2年年第第3年年第第4年年基因基因型頻型頻率率SSSS10%11.5%SsSs20%22.9%ssss70%65.6%基因基因頻率頻率S S20%23%s80%77%70.7%26%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%提示：假設第提示：假設第1 1年種群個體數(shù)為年種群個體數(shù)為100100個，當黑色個，當黑色 （表現(xiàn)（表現(xiàn)型）型） 個體每年增加個體每年增加10%10%時，基因型為時，基因型為SS SS （黑色）個體（黑色）個體第第2 2年將會增加到年將會增加到1111個，基因型為個，基因型為Ss

15、Ss （黑色）（黑色） 個體第個體第2 2年將增加到年將增加到2222個，基因型為個，基因型為ss ss （淺色）（淺色） 個體第個體第2 2年年將減少到將減少到6363個。第個。第2 2年種群個體總數(shù)為年種群個體總數(shù)為9696個，基因型個，基因型SSSS的頻率是的頻率是111196=11.5%96=11.5%；基因型；基因型SsSs的頻率是的頻率是222296=22.9%96=22.9%；基因型；基因型ssss的頻率是的頻率是636396=65.6%96=65.6% (1)(1)在這個探究實驗中根據(jù)上面的數(shù)據(jù)分析，變在這個探究實驗中根據(jù)上面的數(shù)據(jù)分析，變黑的環(huán)境對樺尺蠖產生了什么樣的影響？變

16、黑的黑的環(huán)境對樺尺蠖產生了什么樣的影響？變黑的環(huán)境對樺尺蠖淺色個體的出生率有影響嗎？環(huán)境對樺尺蠖淺色個體的出生率有影響嗎？(2)(2)在自然選擇中，直接受選擇的是基因型還是表在自然選擇中，直接受選擇的是基因型還是表現(xiàn)型？現(xiàn)型？變黑的環(huán)境使控制淺色的變黑的環(huán)境使控制淺色的s s基因頻率減少，基因頻率減少，S S基因頻率增加基因頻率增加許多淺色個體可能在沒有交配、產卵前就已被天敵捕食許多淺色個體可能在沒有交配、產卵前就已被天敵捕食天敵看到的是天敵看到的是樺尺蠖的體色（表現(xiàn)型）而不是控制體樺尺蠖的體色（表現(xiàn)型）而不是控制體色的基因色的基因結論：自然選擇決定生物進化的方向結論：自然選擇決定生物進化的方

17、向在自然選擇的作用下在自然選擇的作用下, ,種群的基因頻率會發(fā)生種群的基因頻率會發(fā)生定向改變定向改變, ,導致生物朝著一定的方向不斷進化。導致生物朝著一定的方向不斷進化。（三）自然選擇決定生物進化的方向（三）自然選擇決定生物進化的方向種群中產生的變異是不定向的，而選擇是定種群中產生的變異是不定向的，而選擇是定向的。向的。自然選擇淘汰不利變異基因、積累有利變自然選擇淘汰不利變異基因、積累有利變異基因，使基因頻率定向改變。異基因，使基因頻率定向改變。 除了自然選擇以外，還有一些因素也會影響除了自然選擇以外，還有一些因素也會影響基因頻率的變化?；蝾l率的變化。 例如在一個種群中，某種基因的頻率為例如

18、在一個種群中，某種基因的頻率為2 2，如果這個種群有如果這個種群有5050萬個個體，含這種基因的個體萬個個體，含這種基因的個體就有就有1 1萬個。如果這個種群只有萬個。如果這個種群只有5050個個體，那么就個個體，那么就只有只有1 1個個體具有這種基因。在這種情況下，可能個個體具有這種基因。在這種情況下，可能會由于這個個體偶然死亡或沒有交配，而使這種會由于這個個體偶然死亡或沒有交配，而使這種基因在種群中消失。這種現(xiàn)象叫做基因在種群中消失。這種現(xiàn)象叫做遺傳漂變遺傳漂變。一。一般種群越小，般種群越小，遺傳漂變遺傳漂變越顯著。越顯著。拓展閱讀拓展閱讀 又如，在一個種群中，如果含有又如，在一個種群中，

19、如果含有A A基因的個體基因的個體比含有比含有a a基因的個體更多地基因的個體更多地遷移遷移到另一個地區(qū)，那到另一個地區(qū)，那么，這個種群中么，這個種群中A A基因和基因和a a基因的頻率就會發(fā)生相基因的頻率就會發(fā)生相應的變化。應的變化。 可見，可見，遺傳漂變和遷移遺傳漂變和遷移也是造成種群基因頻也是造成種群基因頻率發(fā)生變化的重要原因。率發(fā)生變化的重要原因。拓展閱讀拓展閱讀1.1.下列關于種群的說法不正確的是下列關于種群的說法不正確的是 （ ） A.A.同一種群的個體可以自由交配同一種群的個體可以自由交配 B B種群是生物繁殖的基本單位種群是生物繁殖的基本單位 C.C.中國大陸上所有老虎是一個種

20、群中國大陸上所有老虎是一個種群 D. D. 種群是生物進化的基本單位種群是生物進化的基本單位C課堂練習2.2.下列關于基因庫的敘述正確的是（下列關于基因庫的敘述正確的是（ ） A. A. 一個種群中一個個體所含有的全部基因叫一個種群中一個個體所含有的全部基因叫 做這個種群的基因庫做這個種群的基因庫 B. B. 一個種群中全部個體所含有的顯性基因叫一個種群中全部個體所含有的顯性基因叫 做這個種群的基因庫做這個種群的基因庫 C. C. 一個種群中全部個體所含有的全部基因叫一個種群中全部個體所含有的全部基因叫 做這個種群的基因庫做這個種群的基因庫 D. D. 一個種群的基因庫會隨著種群中一代一代一個

21、種群的基因庫會隨著種群中一代一代 的死亡而消減和滅亡的死亡而消減和滅亡 課堂練習C3 3、某工廠有男女職工各、某工廠有男女職工各200200名，對他們進行調名，對他們進行調查時發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因攜帶者為查時發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因攜帶者為1515人，女性人，女性患者患者 1 1 人，男性患者人，男性患者1414人，這個群體中色盲基人，這個群體中色盲基因的頻率應為因的頻率應為 （ ） A A、15% B15% B、3.88% 3.88% C C、5.17% D5.17% D、10.3%10.3%課堂練習C4.4.在豚鼠中，黑毛對白毛是顯性，如果基因庫在豚鼠中，黑毛對白毛是顯性，如果基因庫中，中，909

22、0是顯性基因是顯性基因B B，1010是隱性基因是隱性基因b b，則，則種群中基因型種群中基因型BBBB、BbBb、bbbb的頻率分別是（的頻率分別是（ ） A A、8181、1818、1 1 B B、4545、4040、1515 C C、1818、8181、1 1 D D、4545、4545、1010 課堂練習A5.5.在一個隨機交配的中等大小的種群中，經調查在一個隨機交配的中等大小的種群中，經調查發(fā)現(xiàn)控制某性狀的基因型只有兩種：發(fā)現(xiàn)控制某性狀的基因型只有兩種：AAAA基因型的基因型的頻率為頻率為40%40%，AaAa基因型的頻率為基因型的頻率為60%60%，aaaa基因型基因型（致死型）的

23、頻率為（致死型）的頻率為0 0，那么隨機交配繁殖一代，那么隨機交配繁殖一代后，后，AAAA基因型的個體占（基因型的個體占（ ） A A、49/91 B49/91 B、49/10049/100 C C、11/20 D11/20 D、11/1711/17課堂練習A6. 6. （0909上海卷）某小島上原有果蠅上海卷）某小島上原有果蠅2000020000只，只，其中基因型其中基因型VVVV、VvVv和和vvvv的果蠅分別占的果蠅分別占15%15%、55%55%和和30%30%。若此時從島外入侵了。若此時從島外入侵了20002000只基因型為只基因型為VVVV的果蠅，且所有果蠅均隨機交配，則的果蠅，且

24、所有果蠅均隨機交配，則F F1 1代中代中V V的基因頻率約是的基因頻率約是( )( ) A. 43% A. 43% B. 48% B. 48% C. 52% C. 52% D. 57% D. 57%課堂練習B7.(087.(08江蘇生物江蘇生物) ) 某植物種群中，某植物種群中，AAAA個體占個體占16%16%，aaaa個體占個體占36%36%，該種群隨機交配產生的后代中，該種群隨機交配產生的后代中AAAA個體百分比、個體百分比、A A基因頻率和自交產生的后代基因頻率和自交產生的后代中中AAAA個體百分比、個體百分比、A A基因頻率的變化依次為基因頻率的變化依次為( )( ) A A增大，不

25、變；不變，不變增大，不變；不變，不變 B B不變，增大；增大，不變不變，增大；增大，不變 C C不變，不變；增大，不變不變，不變；增大，不變 D D不變，不變；不變，增大不變，不變；不變，增大課堂練習C問題探究問題探究曼徹斯特地區(qū)的樺尺蠖，雖然基因頻曼徹斯特地區(qū)的樺尺蠖，雖然基因頻率發(fā)生了很大變化，但是并沒有形成新的物率發(fā)生了很大變化，但是并沒有形成新的物種。為什么說它們沒有形成新的物種？怎樣種。為什么說它們沒有形成新的物種？怎樣判斷兩個種群是否屬于一個物種？判斷兩個種群是否屬于一個物種？閱讀課本閱讀課本P119第第2、3段，思考：段，思考：1、什么是物種？、什么是物種？2、什么是隔離？什么是

26、生殖隔離與地理、什么是隔離？什么是生殖隔離與地理隔離？隔離？二、隔離與物種的形成二、隔離與物種的形成（一）物種（一）物種概念：概念：能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產生可育后代能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產生可育后代的一群生物。的一群生物。區(qū)分的主要依據(jù)：區(qū)分的主要依據(jù)：有無生殖隔離有無生殖隔離（二）隔離（二）隔離概念概念: :不同種群間的個體，在自然條件下基因不同種群間的個體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。不能自由交流的現(xiàn)象。種類種類不同物種之間不能交配不同物種之間不能交配, ,或即使交或即使交配成功配成功, ,也不能產生可育的后代也不能產生可育的后代, ,該該現(xiàn)象稱之為生殖隔離?，F(xiàn)象稱之

27、為生殖隔離。生殖隔離生殖隔離地理隔離地理隔離同一種生物由于地理上的障礙而同一種生物由于地理上的障礙而分成不同種群分成不同種群, ,使得種群間不能發(fā)使得種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象。生基因交流的現(xiàn)象。地地理理隔隔離離生生殖殖隔隔離離資料分析：隔離在物種形成中的作用資料分析：隔離在物種形成中的作用地理隔離地理隔離 阻斷種群間的基因交流阻斷種群間的基因交流在不同的突變基因重組和自然選擇作用下在不同的突變基因重組和自然選擇作用下種群的基因頻率向不同方向發(fā)生改變種群的基因頻率向不同方向發(fā)生改變種群的基因庫出現(xiàn)差異種群的基因庫出現(xiàn)差異差異進一步加大差異進一步加大生殖隔離生殖隔離新物種形成新物種形成自然選擇

28、自然選擇2 2自然選擇自然選擇1 1地理地理隔離隔離物種形成的比較常見的方式：物種形成的比較常見的方式：原原種種變異變異1 1變異變異2 2基因頻率的定向改變基因頻率的定向改變變異變異類型類型1 1變異變異類型類型2 2新物種新物種1 1新物種新物種2 2生殖生殖 隔離隔離種群種群1 1種群種群2 2隔離是物種形成的必要條件。隔離是物種形成的必要條件。物種形成是否一定要經過地理隔離？物種形成是否一定要經過地理隔離？不同物種間都存在著生殖隔離不同物種間都存在著生殖隔離, ,物種的物種的形成必須經過生殖隔離，但不一定要經過形成必須經過生殖隔離，但不一定要經過地理隔離。地理隔離。地理隔離地理隔離生殖隔離生殖隔離長期長期1 1、突變和基因重組突變和基因重組產生進化的原材料產生進化的原材料2 2、自然選擇自然選擇決定生物進化的方向決定生物進化的方向3 3、隔離隔離導致物種的形成導致物種的形成三、共同進化與生物多樣性的形成三、共同進化與生物多樣性的形成閱讀課本閱讀課本P123P123126126，思考，思考 1 1、什么是共同進化？、什么是共同進化？ 2 2、為什么說生物多樣性是共同進化的結果？、為什么說生物多樣性是共同進化的結果？生物進化理論仍然在發(fā)展嗎？生物進化理論仍然在發(fā)展嗎？(一一)共同進化共同進化（1 1）不同物種的生物之間相互影響、