楊曉靜：5-1 生物進(jìn)化理論的發(fā)展

我們是誰，我們從何方而來，我們向何方而去

——1897年法國畫家保羅?高更達(dá)爾文查理·達(dá)爾文（1809－1882）是英國的博物學(xué)家，是最終建立進(jìn)化論的人。達(dá)爾文曾隨英國海軍勘探船“貝格爾”號，做了歷時五年（1831－1836）的環(huán)球航行考察，在動植物和地質(zhì)等方面進(jìn)行了廣泛的觀察，并采集了大量的生物標(biāo)本和礦物標(biāo)本，經(jīng)過深入研究，形成了生物進(jìn)化的觀點。以上兩圖是當(dāng)時宗教人士為諷刺達(dá)爾文所作一、達(dá)爾文的進(jìn)化學(xué)說——自然選擇學(xué)說1、提出:十九世紀(jì)中期

2、內(nèi)容:——《物種起源》（1859年）1、過度繁殖2、遺傳變異3、生存斗爭4、適者生存

在生存斗爭中，適者生存，不適者被淘汰的過程，就是自然選擇。長頸鹿的祖先過度繁殖生存斗爭長頸、長肢個體（遺傳積累）適者生存現(xiàn)代長頸鹿（變異）長頸、長肢個體短頸、短肢個體自然選擇利用達(dá)爾文的觀點解釋長頸鹿為什么脖子長？二、達(dá)爾文以后進(jìn)化理論的發(fā)展性狀水平深入基因（分子）水平以個體為單位以種群為單位

形成以自然選擇學(xué)說為基礎(chǔ)的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)識到了遺傳和變異的本質(zhì)深入判斷下列是否屬于種群？（1）一個池塘中的全部魚（2）一個池塘中的全部鯉魚（3）兩個池塘內(nèi)的全部鯉魚（4）一片草地上的全部草（5）一片草地上的成年梅花鹿（6）一塊稻田里的全部幼蚜、有翅、無翅的成蚜否是否否否是（一）種群是生物進(jìn)化的基本單位：種群是生活在同一區(qū)域的同種生物的全部個體，

是生物繁殖和生物進(jìn)化的基本單位。三、現(xiàn)代達(dá)爾文主義的主要內(nèi)容種群實際上，在自然界中，每個物種總是分成一個一個或大或小的群體，這些群體就是不同的種群一個生物的“物種”與種群有什么區(qū)別呢？三、現(xiàn)代達(dá)爾文主義的主要內(nèi)容三、現(xiàn)代達(dá)爾文主義的主要內(nèi)容基因庫: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。

基因頻率＝該基因的總數(shù)/該等位基因的總數(shù)基因型頻率＝該基因型個體數(shù)/該種群個體總數(shù)基因頻率：在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比率。

例1:從某個種群中隨機(jī)抽出100個個體，測知基因型為AA、Aa和aa的個體分別是30、60和10個。求A、a的基因頻率分別是多少？

A基因的基因頻率為:×100%2×AA＋Aa2(AA＋Aa＋aa)A%=a基因的基因頻率為：=40%a%=2×aa＋Aa2(AA＋Aa＋aa)×100%=60%例2:某工廠有男女職工各200人，對他們進(jìn)行調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，女色盲5人，女性攜帶15人。男性色盲11人，求XB,Xb的頻率。94%6%例3、在一個種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個體，其中基因型AA的個體占24%，基因型Aa的個體占72%，基因型aa的個體占4%，那么基因A和基因a的頻率分別是：基因頻率==純合子頻率+1/2雜合子頻率某基因的數(shù)目該基因的等位基因的總數(shù)×100%A：60%

a：

40%假設(shè)某昆蟲群體滿足以下五個條件：①昆蟲群體數(shù)量足夠大，②全部的雌雄個體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代，③沒有遷入與遷出，④自然選擇對A、a控制的翅型性狀沒有作用⑤也沒有基因突變和染色體變異。探究活動進(jìn)化的實質(zhì)是什么？親代基因型的頻率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A()a()子代基因型頻率AA()Aa()AA()子代基因頻率A()a()36%48%16%60%40%60%40%

36%24%16%AAAaAa24%aaA60%a40%卵子A60%a40%精子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%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%無變異、無自然選擇、無遷入遷出！可遺傳的變異基因突變?nèi)旧w變異基因重組突變基因頻率的改變？基因突變

產(chǎn)生新的等位基因，這就可能使種群的基因頻率發(fā)生改變。通過自然選擇：有利基因積累，不利基因被淘汰所以：自然選擇決定了生物進(jìn)化方向進(jìn)化的本質(zhì)是基因頻率的改變所以：自然選擇決定了生物進(jìn)化方向進(jìn)化的本質(zhì)是基因頻率的改變基因重組突變新的等位基因多種多樣的基因型種群中出現(xiàn)大量可遺傳的變異變異是隨機(jī)的、不定向的形成了進(jìn)化的原材料突變是不定向的，不能決定生物的進(jìn)化方向突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料（二）什么決定生物進(jìn)化的方向？三、現(xiàn)代達(dá)爾文主義的主要內(nèi)容例：考察某一玉米種群，發(fā)現(xiàn)正常苗（AA）30%，雜合子苗（Aa）60%，白化苗（aa）10%。白化苗不含葉綠素，所有個體在幼苗期死亡。這個種群隨機(jī)交配。計算F1、F2、F3可育個體的基因型頻率和基因頻率。親代F1F2F3……基因型頻率AAAa基因頻率Aa1/32/32/31/31/21/23/41/43/52/54/51/52/31/35/61/6變大變小所以：自然選擇決定了生物進(jìn)化方向進(jìn)化的本質(zhì)是基因頻率的改變

19世紀(jì)，樺尺蛾種群中黑色基因（S）頻率為5%，淺灰色基因（s）頻率為95%

20世紀(jì)，樺尺蛾種群中黑色基因（S）頻率為95%，淺灰色基因（s）頻率為5%實例：樺尺蛾與自然選擇1870年樺尺蠖的基因型頻率為SS10%；Ss20%；ss70%，在樹干變黑這一環(huán)境條件下假如樹干變黑不利于淺色樺尺蠖的生存，使得種群中淺色個體每年減少10%，黑色個體每年增加10%，以后的幾年內(nèi)，樺尺蠖種群每年的基因型頻率與基因頻率是多少呢？第1年第2年第3年第4年……基因型頻率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因頻率S20%23%s80%77%13.1%升高26%60.9%26.1%73.9%14.6%29.3%56.1%29.3%70.7%降低(1)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(chǎn)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？(2)在自然選擇中，直接受選擇的是基因型還是表現(xiàn)型？變黑的環(huán)境使控制淺色的s基因頻率減少,S基因頻率增加有，許多淺色個體能可在沒有交配、產(chǎn)卵前就已被天敵捕食天敵看到的是樺尺蠖的體色（表現(xiàn)型）而不是控制體色的基因結(jié)論：自然選擇決定生物進(jìn)化的方向自然選擇使基因頻率定向改變。原因是：結(jié)果是：

結(jié)論：自然選擇決定生物進(jìn)化的方向（二）自然選擇決定生物進(jìn)化的方向。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。三、物種的形成進(jìn)化樹（一）物種物種：指能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物，簡稱“種”。全世界的人都是一個物種嗎？人都是一個物種，無論白人黑人黃種人結(jié)婚，都能產(chǎn)生具有生殖能力的后代。馬跟驢是一個物種嗎？地理隔離:不同物種之間一般是不能夠相互交配的，即使交配成功，也不能夠產(chǎn)生可育的后代，這種現(xiàn)象叫生殖隔離。生殖隔離：由于地理上的障礙使得同種生物的不同種群間不能夠發(fā)生基因交流的現(xiàn)象。（二）隔離種類指不同種群間的個體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。概念：東北虎和華南虎之間存在什么隔離？馬和驢之間存在什么隔離？

它們之間還能自由交配嗎？資料分析（三）隔離在物種形成中的作用1.設(shè)想南美洲大陸的一種地雀來到加拉帕戈斯群島后，先在兩個島嶼上形成兩個初始種群。資料分析二２．不同島嶼上的地雀種群，產(chǎn)生突變的情況一樣嗎？不一樣。因為突變是隨機(jī)發(fā)生的。３．對不同島嶼上的地雀種群來說，環(huán)境的作用有沒有差別？這對種群基因頻率的變化會產(chǎn)生什么影響？

不同島嶼的地形和植被條件不一樣，因此環(huán)境的作用會有差別，導(dǎo)致種群基因頻率朝不同的方向改變。４．如果這片海域只有一個小島，還會形成這么多種地雀嗎？不會。因為個體間有基因的交流。地理隔離生殖隔離長期加拉帕戈斯群島的地雀由于地理隔離而形成生殖隔離，形成了不同的物種。其過程十分緩慢!物種形成的比較常見的方式：不同小島上的植被不同，果實大小不同所致。自然選擇2自然選擇1地理隔離物種形成的比較常見的方式：原種變異1變異2基因頻率的定向改變變異類型1變異類型2新物種新物種生殖隔離四、共同進(jìn)化與生物多樣性的形成

任何一個物種都不是單獨進(jìn)化的。不同_______之間、____與________之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)