現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的內(nèi)容

現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的內(nèi)容第一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說指出，在一種生物的群體中，出現(xiàn)有利變異的個(gè)體能存活，并且有機(jī)會(huì)留下自己的后代。但是，研究生物的進(jìn)化，僅研究個(gè)體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境相適應(yīng)是不夠的，還必須研究群體基因組成的變化。這個(gè)群體就是種群！第二頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日（一）種群是生物進(jìn)化的基本單位1、種群概念：生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體。臥龍自然保護(hù)區(qū)獼猴一、種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化第三頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日判斷下列是否屬于種群（1）一個(gè)池塘中的全部魚（2）一個(gè)池塘中的全部鯉魚（3）兩個(gè)池塘內(nèi)的全部青蛙（4）一片草地上的全部植物（5）一片草地上的成年梅花鹿廟里的一群和尚也屬于種群嗎？否是否否否第四頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日2、種群的特點(diǎn)：

種群中的個(gè)體并不是機(jī)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后代。人們?yōu)槭裁匆岢觥胺N群”這個(gè)概念呢？

自然界的物種實(shí)際上是以一個(gè)個(gè)種群存在的，種群是物種繁衍、進(jìn)化的基本單位。它為研究生物與環(huán)境的關(guān)系和物種的變化帶來了方便。第五頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日

思考：同前一年的蝗蟲種群相比，新形成的蝗蟲種群在基因組成上會(huì)有什么變化嗎？第六頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日如何分析種群的基因組成和變化？由此人們提出基因庫和基因頻率的概念。第七頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日3、基因庫：一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因。這些金魚各自有自己的基因，共同構(gòu)成了種群的基因庫。它們各自的基因都是基因庫的一部分。個(gè)體數(shù)目越多，個(gè)體間的差異越大，基因庫也就越大。第八頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日4、基因頻率：在一個(gè)種群基因庫中，某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比率?；蝾l率＝該基因的總數(shù)該等位基因的總數(shù)第九頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日A基因的基因頻率為:a基因的基因頻率為：基因頻率=某基因的數(shù)目該基因的等位基因的總數(shù)純合子頻率+1/2雜合子頻率=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%=×100%=60%2×aa＋Aa2(AA＋Aa＋aa)×100%A%=a%=基因頻率=第十頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日例2:某工廠有男女職工各200人，對(duì)他們進(jìn)行調(diào)查時(shí)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。解:×100%5×2＋15＋11200×2＋200Xb%==6%XB%=1—6%=94%第十一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日第十二頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日親代基因型的頻率AA(30%)Aa(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()30%30%30%10%36%48%16%60%40%p+q=1(p+q)2=p2+2pq+q2=1AA=p2Aa=2pqaa=q2P表示基因A的頻率，q表示基因a的頻率第十三頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日

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%40%

在討論題2中的群體滿足五個(gè)條件的情況下,計(jì)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？

16%60%36%48%40%16%60%36%48%40%16%60%第十四頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日如果該種群出現(xiàn)新的突變型，也就是產(chǎn)生新的等位基因（A2），種群的基因頻率會(huì)變化嗎？基因A2的頻率可能會(huì)怎樣變化？突變產(chǎn)生的新基因會(huì)使種群的基因頻率發(fā)生變化?；駻2的頻率是增加還是減少，要看這一突變對(duì)生物體是有益還是有害的，這往往取決于生物生存的環(huán)境。第十五頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)：種群的進(jìn)化過程就是種群基因頻率發(fā)生變化的過程。通過討論基因頻率的變化可以認(rèn)識(shí)到，自然界中種群的基因頻率一定會(huì)發(fā)生變化，也就是說種群的進(jìn)化是必然的。第十六頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日（二）突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料

基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變。基因突變?cè)谧匀唤缡瞧毡榇嬖诘?，因此基因突變產(chǎn)生新的等位基因，這就可能使種群的基因頻率發(fā)生變化。不可遺傳變異可遺傳變異基因突變基因重組染色體變異變異第十七頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日

突變的有害還是有利也不是絕對(duì)的，這往往取決于生物的生存環(huán)境。第十八頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日基因重組基因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不定向的形成了進(jìn)化的原材料,不能決定生物進(jìn)化的方向第十九頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日長滿地衣的樹干上的樺尺蠖黑褐色樹干上的樺尺蠖自然選擇對(duì)種群基因頻率的影響英19世紀(jì)曼徹斯特英20世紀(jì)曼徹斯特自然選擇可以使種群的基因頻率定向改變問題：樺尺蠖種群中s基因的頻率為什么越來越低？假設(shè)：根據(jù)前面所學(xué)的你能做出假設(shè)嗎？探究第二十頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日現(xiàn)在我們用數(shù)學(xué)方法來討論一下樺尺蠖基因頻率變化的原因。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(gè)體每年減少10%，黑色個(gè)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%降低第二十一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日提示：假設(shè)第1年種群個(gè)體數(shù)為100個(gè)，當(dāng)黑色（表現(xiàn)型）個(gè)體每年增加10%時(shí)，基因型為SS（黑色）個(gè)體第2年將會(huì)增加到11個(gè)，基因型為Ss（黑色）個(gè)體第2年將增加到22個(gè)，基因型為ss（淺色）個(gè)體第2年將減少到63個(gè)。第2年種群個(gè)體總數(shù)為96個(gè)，基因型SS的頻率是11÷96=11.5%；基因型Ss的頻率是22÷96=22.9%；基因型ss的頻率是63÷96=65.6%第二十二頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日(1)在這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)中根據(jù)上面的數(shù)據(jù)分析，變黑的環(huán)境對(duì)樺尺蠖產(chǎn)生了什么樣的影響？變黑的環(huán)境對(duì)樺尺蠖淺色個(gè)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。有影響。許多淺色個(gè)體可能在沒有交配、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。第二十三頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日（三）自然選擇決定了生物進(jìn)化的方向突變和基因重組為生物進(jìn)化提供了原材料，自然選擇可以使基因頻率發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。原因：淘汰不利變異基因，積累有利變異基因。結(jié)果：使基因頻率定向改變。第二十四頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日二、隔離與物種的形成第二十五頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日1、物種的概念：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稱為一個(gè)物種，簡稱“種”。一個(gè)生物“種”或“物種”與種群有何區(qū)別？

物種是生物的種類,

可以分布在自然界的不同區(qū)域；而種群是一定區(qū)域內(nèi)的全部同種個(gè)體的集合。如：鯽魚是一個(gè)物種，湘江中的鯽魚是一個(gè)種群。自然界的物種實(shí)際上是以一個(gè)個(gè)種群存在的，種群是物種繁衍、進(jìn)化的基本單位。第二十六頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日人都是一個(gè)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。同樣，所有的馬是一個(gè)物種，所有的驢也是一個(gè)物種。但馬和驢不是一個(gè)物種，因?yàn)轳R與驢交配產(chǎn)生的后代騾沒有生殖能力。全世界的人都是一個(gè)物種嗎？馬跟驢是一個(gè)物種嗎？第二十七頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日3、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。如季節(jié)隔離；不親合性；雜種不活；雜種不育等。2、生殖隔離：東北虎和華南虎之間存在什么隔離？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。第二十八頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日4、隔離在物種形成中的作用隔離不同種群間的個(gè)體，在自然條件下不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象。第二十九頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日資料分析第三十頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日1.由于這兩個(gè)種群的個(gè)體數(shù)量都不夠多，基因頻率可能是不一樣的。2.不一樣。因?yàn)橥蛔兪请S機(jī)發(fā)生的。3.不同島嶼的地形和植被條件不一樣，因此環(huán)境的作用會(huì)有差別，導(dǎo)致種群基因頻率朝不同的方向改變。4.不會(huì)。因?yàn)閭€(gè)體間有基因的交流。第三十一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日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(shí)大小不同所致。第三十二頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日自然選擇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第三十三頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日地理隔離阻斷基因交流在不同的突變基因重組和自然選擇作用下基因頻率向不同方向發(fā)生改變種群的基因庫出現(xiàn)差異差異進(jìn)一步加大生殖隔離新物種形成第三十四頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日地理隔離是形成物種的量變階段，生殖隔離是形成物種的質(zhì)變階段，隔離是物種形成的必要條件。不同物種間都存在著生殖隔離,物種的形成必須經(jīng)過生殖隔離，但不一定要經(jīng)過地理隔離。第三十五頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日旁欄思考題（P118）最先在裸露的巖石上生長的植物往往是地衣，地衣的出現(xiàn)促進(jìn)巖石的分解，形成土壤，為苔蘚植物的生長創(chuàng)造條件。第三十六頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日現(xiàn)代進(jìn)化論解釋物種形成的基本環(huán)節(jié)1、突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料2、自然選擇決定生物進(jìn)化的方向3、隔離導(dǎo)致物種的形成第三十七頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日課后練習(xí)（P121）基礎(chǔ)題

1.（1）√；（2）√；（3）√。2.生活在峽谷北側(cè)的種群發(fā)生了突變，由于突變的隨機(jī)性，同樣的突變沒有發(fā)生在峽谷南側(cè)的種群中。由于這兩個(gè)種群被河流隔開，彼此沒有交配的機(jī)會(huì)，也就是沒有基因的交流，所以兩個(gè)種群發(fā)生明顯的分化，有可能演變成兩個(gè)物種。第三十八頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日拓展題雄虎和雌獅雜交生出的后代是虎獅獸，雄獅和雌虎雜交生出的后代是獅虎獸。目前還沒有虎獅獸和獅虎獸交配并生出可育后代的證據(jù)。對(duì)于讓虎和獅雜交的做法，有專家認(rèn)為這在科學(xué)研究上價(jià)值不大，但是在商業(yè)上具有一定價(jià)值。有專家認(rèn)為，對(duì)待野生珍稀動(dòng)物，人類最應(yīng)當(dāng)做的是進(jìn)行保護(hù)，讓它們自然繁殖，而不是人為改變其自然繁殖體系。第三十九頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日技能訓(xùn)練（P122）1.假說甲：紅褐色魚和金黃色魚起源于同一種灰色魚。假說乙：湖Ⅰ中原來只有紅褐色魚，湖Ⅱ中原來只有金黃色魚，發(fā)洪水時(shí)，這兩個(gè)湖中的魚發(fā)生混雜在一起。2.假說甲沒有考慮到隔離在物種形成中的作用，也沒有考慮洪水的作用。3.這一證據(jù)支持假說乙。4.如果紅褐色魚和金黃色魚不能雜交，或雜交后不能產(chǎn)生可育后代，說明它們不是一個(gè)物種。第四十頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日三、共同進(jìn)化與生物多樣性的形成第四十一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日第四十二頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日在自然界，一種植物專門由一種昆蟲傳粉的情形很常見，昆蟲傳粉的專門化對(duì)植物繁衍后代有什么意義？１.共同進(jìn)化第四十三頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日根瘤菌：與豆科植物共生，形成根瘤并固定空氣中的氮?dú)夤┲参餇I養(yǎng)的一類桿狀細(xì)菌。第四十四頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日資料：動(dòng)物學(xué)家對(duì)生活在非洲大草原奧蘭治河兩岸的羚羊進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，東岸的羚羊群的奔跑速度比西岸的羚羊每分鐘竟快13米。為何差距如此之大？經(jīng)過觀察和科學(xué)實(shí)驗(yàn)，動(dòng)物學(xué)家終于明白，東岸的羚羊之所以強(qiáng)健，是因?yàn)樗鼈兏浇幸粋€(gè)狼群，生存時(shí)時(shí)處于危險(xiǎn)之中。第四十五頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日捕食者的存在是不是對(duì)被捕食者有害無益呢？捕食第四十六頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日捕食者的存在是否對(duì)被捕食者有害無益？捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的個(gè)體，客觀上起到促進(jìn)種群發(fā)展的作用?！熬鞯牟妒痴摺辈呗裕翰妒痴咭话悴荒軐⑺械墨C物吃掉，否則自己也無法生存?！笆崭罾碚摗保翰妒痴咄妒硞€(gè)體數(shù)量多的物種，這樣就會(huì)避免出現(xiàn)一種或幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對(duì)優(yōu)勢的局面，為其他物種的形成騰出空間有利于增加物種的多樣性。共同進(jìn)化的含義1：不同物種間的共同進(jìn)化第四十七頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日地球形成時(shí)原始大氣中是沒有氧氣的，但是隨著光合細(xì)菌的出現(xiàn)，使得大氣中有了氧氣,進(jìn)而出現(xiàn)好氧生物。共同進(jìn)化的含義2：生物和無機(jī)環(huán)境間也存在共同進(jìn)化。第四十八頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日不同物種之間，生物與無機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展，這就是共同進(jìn)化。通過漫長的共同進(jìn)化過程，地球上不僅出現(xiàn)了千姿百態(tài)的物種，而且形成了多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)，也就是形成了生物的多樣性．綜上所述：第四十九頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日2、生物多樣性的形成（1）生物多樣性的內(nèi)容：物種多樣性

基因多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性第五十頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日化石——埋藏在地層中的古代生物的遺體、遺跡和遺物，石化后形成的。是研究生物進(jìn)化最直接的證據(jù)（2）生物多樣性的形成的進(jìn)化歷程第五十一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日最早的生物化石－－古細(xì)菌（距今35億年）最早出現(xiàn)的生物是哪一類生物？它們生活在什么環(huán)境中？厭氧的單細(xì)胞生物，它們生活海洋中。第五十二頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日13億年前真核生物的紅藻化石

34億年前的古細(xì)胞化石

前寒武紀(jì)地層中的水母化石前寒武紀(jì)生物

寒武紀(jì)之前(前寒武紀(jì))，地球上的生命都是非常低級(jí)的，主要是一些單細(xì)胞生物、環(huán)節(jié)動(dòng)物、節(jié)肢動(dòng)物等。第五十三頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日多細(xì)胞生物大約是什么時(shí)期出現(xiàn)的？它們生活在什么環(huán)境？

大約是在寒武紀(jì)，生活在海洋中。第五十四頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日

早古生代生物

（寒武紀(jì)）進(jìn)入早古生代，一些大型的古生物相繼出現(xiàn)，如三葉蟲、鸚鵡螺等。出現(xiàn)了生命演化史上的第一次繁榮景象。在中國云南澄江發(fā)現(xiàn)的寒武紀(jì)古生物是最有代表性的寒武紀(jì)生物群.第五十五頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日第五十六頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日

最早登陸的生物是植物還是動(dòng)物？為什么？

植物，否則動(dòng)物登陸后就會(huì)餓死。一些海洋植物開始適應(yīng)陸地生活，主要是蕨類植物。第五十七頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日陸地上還是一片荒蕪，生物都生活在海洋中。寒武紀(jì)時(shí)地球上的生態(tài)系統(tǒng)有什么特點(diǎn)？第五十八頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日中生代生物

中生代三疊紀(jì)生物復(fù)蘇,開始出現(xiàn)水生爬行動(dòng)物，如魚龍、蛇頸龍等；侏羅紀(jì)是恐龍的天下，發(fā)現(xiàn)始祖鳥、中華龍鳥等，昆蟲類也開始繁盛；白堊紀(jì)末期也是生物的滅絕時(shí)期，但開始出現(xiàn)被子植物

。第五十九頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日中生代陸地和海洋中的情況第六十頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期日第六十一頁，共六十九頁，編輯于2023年