種群是生物進化的基本單位(縣公開課)

1、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 種群是生物進化的基本單位種群是生物進化的基本單位 突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料 自然選擇決定生物進化的方向自然選擇決定生物進化的方向 隔離導致物種形成隔離導致物種形成過度繁殖過度繁殖有限的環(huán)境條件有限的環(huán)境條件+加劇加劇生存斗爭生存斗爭+變異變異導致導致適者生存適者生存+有利性狀遺傳有利性狀遺傳導致導致生物新類型出現(xiàn)生物新類型出現(xiàn)回顧：達爾文的自然選擇學說回顧：達爾文的自然選擇學說達爾文把適者生存，不適者被淘汰達爾文把適者生存，不適者被淘汰的過程叫做的過程叫做自然選擇。自然選擇。請分析下面問題 如果在灰色翅（

2、基因型為aa）昆蟲的群體中偶然出現(xiàn)一只綠色翅（基因型為Aa）的變異個體，且綠色比灰色更不易被捕食，更適應環(huán)境 。那么，綠色翅個體能永遠生存下去么？ 如果綠色翅的變異個體能夠很好的活下來，它綠色性狀怎樣才能世代傳遞下去呢？ 如果綠色翅的變異個體（Aa）與其他個體（aa）交配生殖，后代還會是綠色么？經(jīng)過討論發(fā)現(xiàn)： 。1.什么叫做種群？什么叫做種群？ 生活在生活在一定區(qū)域一定區(qū)域的的同種同種生物的生物的全部全部個體叫做種群個體叫做種群.( (一一) )種群是生物進化的基本單位種群是生物進化的基本單位臥龍自然保護區(qū) 獼猴判斷下列是否屬于種群判斷下列是否屬于種群（1）一個池塘中的全部魚）一個池塘中的全部

3、魚 （2）一個池塘中的全部鯉魚）一個池塘中的全部鯉魚（3）兩個池塘內的全部青蛙）兩個池塘內的全部青蛙（4）一片草地上的全部植物）一片草地上的全部植物（5）一片草地上的成年梅花鹿）一片草地上的成年梅花鹿2 2、種群的特點：、種群的特點： 種群中的個體并不是機械地集合在一起，種群中的個體并不是機械地集合在一起，而是彼此而是彼此可以交配可以交配，并，并通過繁殖將各自的基因通過繁殖將各自的基因傳給后代傳給后代。故種群也是。故種群也是繁殖的基本單位繁殖的基本單位。為什么要提出為什么要提出“種群種群”這個概念呢？這個概念呢？ 自然界的物種實際上是以一個個種群存自然界的物種實際上是以一個個種群存在的，種群是

4、物種在的，種群是物種繁殖、進化的基本單位。的基本單位。它為研究生物與環(huán)境的關系和物種的變化帶它為研究生物與環(huán)境的關系和物種的變化帶來了方便來了方便。 種群性狀是由基因控制的，因此研究種群的性狀是由基因控制的，因此研究種群的進化必須研究種群的基因組成和變化。如何分析種群進化必須研究種群的基因組成和變化。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基因組成和變化？由此人們提出基因庫和基因頻率的概念。的概念。研究種群進化難道就只是研究種群性狀么？研究種群進化難道就只是研究種群性狀么？3.3.基因庫與基因頻率基因庫與基因頻率基因庫：一個種群中全部個體所含有的全部基因?；驇欤阂粋€種群中

5、全部個體所含有的全部基因。 基因頻率可用抽樣調查的方法來獲得，并基因頻率可用抽樣調查的方法來獲得，并且，且，A%+a%=1A%+a%=1?；蝾l率基因頻率: :指某種基因占全部等位基因的比例。指某種基因占全部等位基因的比例?；蝾l率基因頻率該基因的總數(shù)該基因的總數(shù)該等位基因的總數(shù)該等位基因的總數(shù)例例: :如某昆蟲種群中決定翅色為綠色的基因為如某昆蟲種群中決定翅色為綠色的基因為A A，決定翅，決定翅色為褐色的基因為色為褐色的基因為a a，從種群中隨機抽出，從種群中隨機抽出100100個個體，測個個體，測知基因型為知基因型為AAAA、AaAa和和aaaa的個體分別是的個體分別是3030、6060和

6、和1010個。那個。那么么A A和和a a的基因頻率是多少的基因頻率是多少? ?解解: :A A基因的基因頻率為基因的基因頻率為: :a a基因的基因頻率為：基因的基因頻率為：= =純合子基因型頻率純合子基因型頻率+1/2+1/2雜合子基因型頻率雜合子基因型頻率= 40%= 40% =30/100=30/100100%100% +1/2+1/260/10060/100100% = 60%100% = 60% =10/100=10/100100%100% +1/2+1/260/10060/100100% = 40%100% = 40%A%=100%100%2AAAa2(AAAaaa)a%= 60

7、%= 60%2aaAa2(AAAaaa)100%100%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( )子一代基因頻率A ( )a( )30%30%30%10%36%48%16%60%40% 依據(jù)以上規(guī)律大家能否總結出子二代、子三代的基因頻率和基因型頻率呢？ 親代親代子一代子一代 子二代子二代 子三代子三代基因型基因型頻率頻率AA30%Aa60%aa10%基因頻基因頻率率Aa36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%60%40%子二代、子三代

8、的基因頻率和基因型頻率又會出現(xiàn)什么樣的特點呢？1908年，英國數(shù)學家哈迪和德國醫(yī)生溫伯格年，英國數(shù)學家哈迪和德國醫(yī)生溫伯格分別提出關于基因穩(wěn)定性的見解。他們指出，一分別提出關于基因穩(wěn)定性的見解。他們指出，一個有性生殖的自然種群中，在符合以下五個條件個有性生殖的自然種群中，在符合以下五個條件的情況下，各等位基因的頻率和等位基因的基因的情況下，各等位基因的頻率和等位基因的基因型頻率在一代一代的遺傳中是穩(wěn)定不變的?；蛘咝皖l率在一代一代的遺傳中是穩(wěn)定不變的?；蛘哒f是保持著基因平衡的。說是保持著基因平衡的。這五個條件是：這五個條件是：1 1、種群很大、種群很大 2 2、隨機交配、隨機交配 3 3、沒有突

9、變和重組、沒有突變和重組 4 4、沒有個體遷入遷出、沒有個體遷入遷出 5 5、沒有選擇、沒有選擇 如果某種群出現(xiàn)新的突變型，也就是產(chǎn)如果某種群出現(xiàn)新的突變型，也就是產(chǎn)生新的等位基因（生新的等位基因（A2），種群的基因頻率會），種群的基因頻率會變化嗎？基因變化嗎？基因A2的頻率可能會怎樣變化？的頻率可能會怎樣變化？ 突變產(chǎn)生的新基因會使種群的其他等位突變產(chǎn)生的新基因會使種群的其他等位基因頻率發(fā)生變化。基因頻率發(fā)生變化。 基因基因A A2 2的頻率是增加還是減少，要看這的頻率是增加還是減少，要看這一突變對生物體是有益還是有害的，這往一突變對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。往取決

10、于生物生存的環(huán)境。生物進化的實質：生物進化的實質： 種群的進化的實質就是種群的進化的實質就是 通過討論基因頻率的變化可以認通過討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識到，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會發(fā)生變化，也就是說種群的進化是必然必然的。的。影響種群基因頻率變化的根本原因是什么？影響種群基因頻率變化的根本原因是什么？可遺傳變異可遺傳變異 變異的類型有那些？變異的類型有那些？不能遺傳的變異不能遺傳的變異可遺傳的變異可遺傳的變異基因突變基因突變基因重組基因重組染色體變異染色體變異達爾文明確指出：可遺傳變異能為生物進化提供原材料達爾文明確指出：可遺

11、傳變異能為生物進化提供原材料 基因突變在自然界是普遍存在的，因此基因突變在自然界是普遍存在的，因此基因突變產(chǎn)生新的等位基因，這就可能使種基因突變產(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。群的基因頻率發(fā)生變化。 自然界中生物的自然突變頻率很低，而且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一般對生物體是有害的。為什么還能夠改變種群中的基因頻率呢？群中的基因頻率呢？ 種群是由許多個體組成的，每個個體的每一個細胞內都有成千上萬個基因，這樣，每一代就會產(chǎn)生大量的突變。 此外，突變的有此外，突變的有害還是有利也不是絕害還是有利也不是絕對的，這往往取決于對的，這往往取決于生物的生存環(huán)境。生物的生存環(huán)境。 例如：一個果蠅約有例如：一個果蠅約有10104 4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10105 5，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)基因突變數(shù)是多少呢？變數(shù)是多少呢？ 2 104 105個體個體 108種群種群= 2 1071 1種群中突變的特點：種群中突變的特點： 突變數(shù)很大、隨機、不定突變數(shù)很大、隨機、不定2 2種群基因重組的結果：產(chǎn)生更多可遺傳變異