時種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化

第2節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容第1課時種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的觀點：1）種群是生物進(jìn)化的基本單位

不同于達(dá)爾文的說法2）生物進(jìn)化實質(zhì)是種群基因頻率的改變3）突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料4）自然選擇決定生物進(jìn)化的方向

肯定達(dá)爾文的說法5）隔離是特種形成的必要條件6）共同進(jìn)化產(chǎn)生了生物多樣性獼猴蒲公英蝗蟲一、種群是生物進(jìn)化的基本單位1.種群種群是生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體。概念：下列屬于種群的是

（）A.一塊水田里的全部水稻、水草B一塊稻田里的全部幼蚜、有翅、無翅的成蚜C一塊朽木上的全部真菌D.一個池塘中全部魚下列關(guān)于種群的說法不正確的是

（）

種群是生物進(jìn)化的基本單位種群是生物繁殖的基本單位C.中國大陸上所有老虎是一個種群D.同一種群的個體可以自由交配BC種群中的個體彼此交配，并通過繁殖將各自的基因傳遞給后代。種群在繁衍過程中，個體有新老交替，基因卻代代相傳。特點：2.基因庫一個種群中全部個體所含的全部基因，叫做這個種群的基因庫。概念：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。個體間的差異越大，基因庫也就越大。3.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，叫做基因頻率。生物進(jìn)化的實質(zhì)就是種群基因頻率改變的過程。4.基因型頻率在一個種群中，某基因型個體占全部個體的比率。5.基因頻率的計算某昆蟲種群中，綠色翅的基因為A,褐色翅的基因為a，調(diào)查發(fā)現(xiàn)AA、Aa、aa的個體分別占30%、60%、10%，那么A、a的基因頻率是多少？A=

基因頻率=純合子基因型頻率+雜合子基因型頻率的一半A+a=1AA+Aa+aa=1AA30%Aa60%aa10%a=10%+60%/210010×2+60200×100%=40%10+60/2=×100%=30%+60%/230×2+60200×100%=60%=10030+60/2×100%=6.根據(jù)遺傳平衡定律計算基因頻率和基因型頻率在一個有性生殖的自然種群中，滿足以下五個條件，各等位基因的頻率和基因型頻率在一代代遺傳中是穩(wěn)定不變的或保持著基因平衡：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，④AA、Aa、aa三種基因型昆蟲的生存能力完全相同，（也就是說自然選擇對A、a控制的翅型性狀沒有作用）⑤沒有基因突變和染色體變異。在有性生殖過程中，如果符合遺傳定律，產(chǎn)生的雌雄配子：

A60%A60%a40%a40%36%24%16%AAAaAa24%aa卵子精子p+q=1(p+q)2=p2+2pq+q2=1AA=p2Aa=2pqaa=q22.(2012·南昌高一檢測)某生物的基因型為Aa，讓其連續(xù)自交三代，其后代中a基因的基因頻率是()A.12.5%B.50%C.25%D.無法估計【解析】選B。由于自交一代后，產(chǎn)生的AA個體和aa個體的數(shù)量是相等的，所以不會改變基因頻率,由于AA、aa比例相同，Aa自交后代中AA、aa比例也相同，所以A與a的基因頻率均為50%。二、突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料

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。

現(xiàn)代遺傳學(xué)表明：可遺傳的變異來源于基因突變、基因重組和染色體變異。其中，基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變。思考：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的基因頻率呢？例如：果蠅約有104對基因，假定每個基因的突變率都是10－5，若有一個中等數(shù)量的果蠅種群（約有108個個體），那么每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)是多少呢？2×104×10－5個體×108種群=2×1071．種群中突變的特點：突變數(shù)很大、不定向。2．種群基因重組的結(jié)果：產(chǎn)生更多變異、不定向。結(jié)論：突變和基因重組提供進(jìn)化的原材料?；蛲蛔?nèi)旧w變異基因重組突變可遺傳的變異—基因頻率改變的因素探究：自然選擇對種群基因頻率的影響ss長滿地衣的樹干上的樺尺蠖黑褐色樹干上的樺尺蠖三、自然選擇決定了生物進(jìn)化的方向（2）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，使得種群中淺色個體每年減少，黑色個體每年增加。（1）根據(jù)前面所學(xué)的你能作出假設(shè)嗎？假設(shè)自然選擇可以使種群的基因頻率發(fā)生定向改變(3)在這個探究實驗中，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？(4)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基因頻率減小，S基因頻率增加；許多淺色個體可能在沒有交配、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（基因型）原因是：淘汰不利變異基因、積累有利變異基因結(jié)果是：使基因頻率定向改變結(jié)論：自然選擇決定生物進(jìn)化的方向生物進(jìn)化中，自然選擇是定向的，它使基因頻率的改變也是定向的，而變異是不定向的。影響基因頻率的因素：突變、基因重組和自然選擇生物進(jìn)化的實質(zhì)就是：種群是生物進(jìn)化的單位，也是生物（）的單位。繁殖生物進(jìn)化=種群基因頻率變化種群基因頻率發(fā)生變化的過程。小結(jié)：22小結(jié)（自然選擇決定生物進(jìn)化的方向）：

種群中產(chǎn)生的變異是（）的，經(jīng)過長期的自然選擇，其中不利變異被不斷淘汰，有利變異逐漸（），從而使種群的基因頻率發(fā)生（）改變，導(dǎo)致生物朝向一定方向進(jìn)化?？梢?，生物進(jìn)化的方向是由（）決定的。不定向積累定向自然選擇種群中產(chǎn)生的變異（）自然選擇方向()不定向定向23一、物種的概念（1）物種：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物種,簡稱“種”。（2）隔離①概念：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)象叫做隔離。②類型：地理隔離、生殖隔離生殖隔離：不同物種之間一般不能相互交配，即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育的后代，這種現(xiàn)象叫生殖隔離。地理隔離：同一物種由于地理上的隔離而分成不同的種群，使得種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象，叫做地理隔離。東北虎華南虎獅虎獸是不育的，所以虎和獅是兩個物種。獅虎獸二、隔離在物種形成中的作用美國科羅拉多大峽谷

物種形成的方式有多種，經(jīng)過長期地理隔離而達(dá)到生殖隔離是比較常見的方式。

加拉帕戈斯群島的地雀由于長時間的地理隔離最終產(chǎn)生了生殖隔離，形成了不同的物種。小結(jié)：物種形成的過程種群地理隔離小種群自然選擇生殖隔離新物種發(fā)生改變基因頻率（由突變和基因重組產(chǎn)生變異）經(jīng)過長期的地理隔離而產(chǎn)生了生殖隔離物種形成的關(guān)鍵由此可見，隔離是物種形成的必要條件，出現(xiàn)生殖隔離標(biāo)志著新物種的形成?？偨Y(jié)：以（）為核心的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論，其基本觀點是（）是生物進(jìn)化的基本單位，生物進(jìn)化的實質(zhì)在于種群（）的改變。（）（）及（）是物種形成過程的三個基本環(huán)節(jié)，通過它們的綜合作用，種群產(chǎn)生分化，最終導(dǎo)致新物種的形成。在這個過中，（）產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料，（）使種群的基因頻率定向改變并決定生物進(jìn)化的方向，（）是新物種形成的必要條件。自然選擇學(xué)說種群基因頻率突變和基因重組自然選擇隔離突變和基因重組自然選擇隔離301.下列不屬于生殖隔離的是()A.鳥類和青蛙B.馬和驢雜交后代不育C.東北虎和華南虎

D.山羊和綿羊雜交后雜種不活C2.(2012·濟(jì)南高一檢測)下列與物種形成無關(guān)的是()A.不遺傳的變異B.地理隔離C.生殖隔離D.多倍體形成【解析】選A。不遺傳的變異是與生物進(jìn)化沒有關(guān)系的，只有可遺傳的變異才能為生物的進(jìn)化提供原材料；地理隔離和生殖隔離是新物種形成的必要條件；二倍體的染色體加倍形成四倍體就是形成了新物種。3.在生物的進(jìn)化歷程中，捕食者與被捕食者之間的關(guān)系是（）A.不利于被捕食者，使被捕食者數(shù)量減少B.對二者均不利，雙方最終都趨向消亡C.二者得失相當(dāng)，和平共處D.對兩者均有利，共同進(jìn)化D４.下列敘述中不正確的一項是（）A.一個物種的形成或滅絕，會影響到其他若干物種的進(jìn)化B.物種之間的共同進(jìn)化都是通過物種之間的生存斗爭實現(xiàn)的C.生物多樣性的形成過程，也就是新物種不斷形成的過程D.捕食者的存在有利于增加物種的多樣性B

資料1：達(dá)爾文曾發(fā)現(xiàn)一種蘭花長著細(xì)長的花矩，其頂端貯存著花蜜，可為傳粉的昆蟲提供食物。而這昆蟲要有吸管式的長口器才能吸到花蜜。大約50年后研究人員發(fā)現(xiàn)這樣的蛾！它們互相影響著，這些變異不斷積累，從而成為今天的這種蘭花和蘭花蛾。三、共同進(jìn)化在自然界，一種植物專門由一種昆蟲傳粉的情形很常見。又如倒掛金鐘的花對蜂鳥傳粉的適應(yīng)。思考：昆蟲傳粉的專門化對植物繁衍后代有何意義？

資料2：動物學(xué)家對生活在非洲大草原奧蘭治河兩岸的羚羊進(jìn)行研究時發(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)實驗，動物學(xué)家終于明白，東岸的羚羊之所以強(qiáng)健，是因為它們附近有一個狼群，生存時時處于危險之中。思考：捕食者的存在是不是對被捕食者有害無益呢？

捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的個體，客觀上起到促進(jìn)種群發(fā)展的作用。捕食者一般不能將所有的獵物吃掉，否則自己也無法生存。

——“精明的捕食者”策略共同進(jìn)化的含義1：不同物種間的共同進(jìn)化

資料3：地球形成時原始大氣中沒有氧氣，但隨著光合細(xì)菌、藍(lán)藻的出現(xiàn)，使得大氣中有了氧氣，為好氧生物的出現(xiàn)提供了條件。共同進(jìn)化含義2：生物和無機(jī)環(huán)境之間也存在著共同進(jìn)化。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：四、生物多樣性的形成內(nèi)容：基因多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。1.生物多樣性2.多樣性形成的原因：生物的進(jìn)化3.研究生物進(jìn)化歷程的主要依據(jù)：生物化石4.生物的進(jìn)化歷程可概括為：由簡單到復(fù)雜，由低等到高等，由水生到陸生。生物的進(jìn)化歷程可概括為：從原核生物到真核生物，從無性生殖到有性生殖，由簡單到復(fù)雜，由水生到陸生，由低等到高等。1、共同進(jìn)化指的是：在

之間、

與

之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展。2、生物多樣性主要包括

、

和

三個層次的內(nèi)容。3、下列能提高生物多樣性的是（）A、把生物進(jìn)行分類B、來自共同祖先的的遺傳C、用進(jìn)廢退D、不同環(huán)境的自然選擇4、地球上最早的陸生生物類型主要是（）A、蕨類植物B、動物C、裸子植物D、動物和植物DA不同物種生物無機(jī)環(huán)境基因多樣性物種多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性435、生命誕生的場所是（）A、陸地B、海洋C、空中D、ABC都是6、地球上最早出現(xiàn)的生物代謝類型是（）A、自養(yǎng)型，需氧型B、自養(yǎng)型，厭氧型C、異養(yǎng)型，需氧型D、異養(yǎng)型，厭氧型7、三極生態(tài)系統(tǒng)的形成在（）A、中生代B、新生代C、寒武紀(jì)D、前寒武紀(jì)8、捕食者在生物進(jìn)化中的作用是（）A、促進(jìn)種群的發(fā)展B、有利于增加物種多樣性C、減少種群數(shù)量D、減少物種的多樣性BＤＣＡＢ44核心：自然選擇學(xué)說五、生物進(jìn)化理論在發(fā)展中性突變理論：決定生物進(jìn)化的方向是中性突變的逐漸積累，而不是自然選擇。

間斷平衡學(xué)說：物種形成并不都是漸變的結(jié)果，而是種群長期穩(wěn)定與迅速形成新物種交替出現(xiàn)的過程。發(fā)展：3．果蠅有104對基因，每個基因的突變率是10-5，對于一個等數(shù)量的種群（108）來說，出現(xiàn)的突變數(shù)是2×104×10-5×108=2×107個。這一數(shù)據(jù)說明了()A．突變都是有害的B．突變?yōu)樯镞M(jìn)化提供了原材料C．每個基因的突變頻率很高