《現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容》課件(上課)

第2節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容第2節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容1達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說：生存斗爭中有利變異的個體容易活下來并留下后代?？梢?，自然選擇作用于個體，且是個體的表現(xiàn)型，而個體表現(xiàn)性隨個體的死亡而消失，但是決定表現(xiàn)型的基因隨生殖而延續(xù)，并在群體中擴(kuò)散。所以現(xiàn)代生物進(jìn)化理論研究群體的基因組成。一、種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說：生存斗爭中有利變異的個體容易活下來并留2（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體。例：判斷下列是否屬于種群（1）一個池塘中的全部鯉魚（2）一個池塘中的全部魚（3）一片草地上的全部植物（4）一片草地上的全部蒲公英（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32、種群的特點：

種群中的個體并不是機(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。

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有什么變化嗎？2、種群的特點：種群中的個體并不是機(jī)械地集合在43、基因庫：一個種群中全部個體所含有的全部基因。4、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。5.基因型頻率＝特定基因型的個體∕種群總個體數(shù)

某基因的個數(shù)該對等位基因的總數(shù)某種基因的基因頻率=3、基因庫：一個種群中全部個體所含有的全部基因。4、基因頻率5例:從種群中隨機(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。那么A和a的基因頻率是多少?解: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%6.基因頻率的計算例:從種群中隨機(jī)抽出100個個體，測知基因型為AA、Aa和a63.用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的改變(5)(6)(1)(2)(3)(4)3.用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的改變(5)(6)(1)(2)(7假設(shè)115頁題目中的種群滿足以下五個條件：①昆蟲群體數(shù)量足夠大，③沒有遷入與遷出，②全部的雌雄個體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代，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）⑤A和a都不產(chǎn)生突變,即沒有基因突變和染色體變異。在有性生殖過程中，如果符合以上的理想條件，(1)該種群產(chǎn)生的A配子和a配子的比率各是多少?

A60%a40%卵細(xì)胞精子A60%a40%36%24%16%AAAaAa24%aa子一代基因型頻率假設(shè)115頁題目中的種群滿足以下五個條件：在有性生殖過程中，8(2)子代基因型的頻率各是多少?(3)子代種群的基因頻率各是多少?30%30%30%10%36%48%60%40%16%親代基因型的頻率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A()A()a()a()子代基因型的頻率AA()Aa()aa()子代種群的基因頻率A()a()(2)子代基因型的頻率各是多少?30%30%30%10%369

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%40%60%40%36%48%16%(4)在討論題2中的群體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%Aa107.哈迪——溫伯格定律：(遺傳平衡定律)

1908年，英國數(shù)學(xué)家哈迪和德國醫(yī)生溫伯格分別提出關(guān)于基因頻率穩(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5個條件的情況下，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，或者說，是保持著基因平衡的。這5個條件是：①種群大；②種群中個體間的交配是隨機(jī)的；③沒有突變發(fā)生；④沒有個體的遷入和遷出⑤沒有自然選擇。這就是哈迪-溫伯格定律。7.哈迪——溫伯格定律：(遺傳平衡定律)11哈迪-溫伯格定律

處于平衡狀態(tài)的種群，一對等位基因Aa，A的頻率為p，a的頻率為q，則：

AA的基因頻率為p2；

Aa的基因頻率為2pq；

aa的基因頻率為q2哈迪-溫伯格定律可用數(shù)學(xué)方程式表示為：(p+q)2=p2+2pq+q2遺傳平衡時，基因頻率和基因型頻率有如下關(guān)系：即遺傳平衡公式?！瞤（A）＋

q（a）〕2

＝p2（AA）＋2pq（Aa）＋q2（aa）哈迪-溫伯格定律處于平衡狀態(tài)的種群，一對等位12

滿足五個假設(shè)條件的種群是理想的種群,在自然條件下,這樣的種群是不存在的.這也從反面說明了在自然界中,種群的基因頻率遲早要發(fā)生變化,也就是說種群的進(jìn)化是必然的.（5）上述計算結(jié)果是在滿足五個假設(shè)條件的基礎(chǔ)上計算的，對自然界的種群來說，這五個條件都能成立嗎？特別是如果第⑤點假設(shè)（⑤基因A和a都不產(chǎn)生突變,即沒有基因突變和染色體變異。）成立這與前面我們所學(xué)的基因突變的哪個特性相違背？與基因突變的普遍性相違背。滿足五個假設(shè)條件的種群是理想的種群,在自然條13(6)、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），種群的基因頻率會變化嗎？基因A2的頻率可能會怎樣變化？突變產(chǎn)生的新基因會使種群的基因頻率發(fā)生變化。基因A2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，這往往取決于生物生存的環(huán)境。(6)、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（A141．已知人眼的褐色（A）對藍(lán)色（a）是顯性。在一個有300人的人群中，藍(lán)眼的人36人，褐眼的有264人，其中純合體有120人。那么，在這一個人群中A和a的基因頻率分別為

A0.64和0.36B0.36和0.64C0.50和0.50D0.82和0.182.某工廠有男女職工各200名，對他們進(jìn)行調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因攜帶者為15人，女性患者1人，男性患者14人，這個群體中色盲基因的頻率應(yīng)為（）。

A、15%B、3.88%C、5.17%D、10.3%1．已知人眼的褐色（A）對藍(lán)色（a）是顯性。在一個有300人15(二)突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料現(xiàn)代遺傳學(xué)研究表明，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。突變和基因重組為生物進(jìn)化提供原材料，不能決定生物進(jìn)化的方向?；蛲蛔儺a(chǎn)生的等位基因，通過有性生殖過程中的基因重組而形成多種多樣有基因型。使種群出現(xiàn)大量可遺傳的變異，為生物進(jìn)化提供了原材料。(二)突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料現(xiàn)代遺傳學(xué)研究表明，可遺16

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

20世紀(jì)，樺尺蠖種群中黑色基因（S）頻率為95%，淺灰色基因（s）頻率為5%資料展示：(三)自然選擇決定生物進(jìn)化的方向19世紀(jì)，樺尺蠖種群中黑色基20世紀(jì)，樺尺蠖種17自然選擇如何影響基因頻率?

淘汰不利變異基因、積累有利變異基因結(jié)論：自然選擇決定生物進(jìn)化的方向結(jié)果是：使基因頻率定向改變。在自然選擇作用下，種群的基因頻率會發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。自然選擇如何影響基因頻率?結(jié)論：自然選擇決定生物進(jìn)化的方向結(jié)18討論：1、變黑的環(huán)境對樺尺蠖產(chǎn)生了什么樣的影響？樹干變黑會影響樺尺蠖中淺色個體的出生率嗎？為什么？2.在自然選擇的過程中，直接受作用的是基因型還是表現(xiàn)型？為什么？天敵看到的是樺尺蠖得體色（表現(xiàn)型）而不是控制體色的基因變黑的環(huán)境使控制淺色的s基因頻率減少，S基因頻率增加許多淺色個體可能在沒有交配、產(chǎn)卵前就已被天敵捕食討論：天敵看到的是樺尺蠖得體色（表現(xiàn)型）而不是控制體色的基因19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()不定向定向小結(jié)（自然選擇決定生物進(jìn)化的方向）：種群中產(chǎn)生的201.某島嶼上存在著尺蛾的兩個變種，該地區(qū)原為森林，后建設(shè)成工業(yè)區(qū)。下表為該地區(qū)不同時期的兩個變種尺蛾的數(shù)量比。這些變化產(chǎn)生的原因是

()A．灰尺蛾遷離，黑尺蛾遷入B．工業(yè)煤煙使灰尺蛾變成黑尺蛾C．自然選擇作用D．人工選擇的作用2.用現(xiàn)代生物進(jìn)化理論分析解釋狼的進(jìn)化過程。(1)狼群中存在不同類型的個體，如有跑得快的，有跑得慢的。它說明生物具有______的特性，而這種特性是生物進(jìn)化的

。(2)隨著環(huán)境的改變，食物稀少，跑得快、兇猛的狼才能獲得食物生存下去。這樣，食物、環(huán)境對狼起了______作用，而這種作用是______的，它決定著生物進(jìn)化的______。森林時期工業(yè)時期灰蛾黑蛾灰蛾黑蛾99%1%1%99%C變異原材料選擇方向定向的變異原材料選擇方向定向的1.某島嶼上存在著尺蛾的兩個變種，該地區(qū)原為森林，后建設(shè)成工21二.隔離與物種的形成1.物種的概念：在遺傳學(xué)和進(jìn)化論中，把能夠在自然狀態(tài)下相互交配，并能夠產(chǎn)生出可育后代的一群生物稱為一個物種，簡稱“種”。二.隔離與物種的形成1.物種的概念：在遺傳學(xué)和進(jìn)化論中222.生殖隔離：不同物種一般不能自由交配，即使交配成功也不能產(chǎn)生出可育后代。（動物因求偶方式不同、繁殖期不同，植物因開花季節(jié)、花的形態(tài)不同，而造成的不能交配等都屬于生殖隔離

）3.地理隔離：同一種生物，由于地理上的障礙而分成不同的種群，使得種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象，叫做地理隔離。2.生殖隔離：不同物種一般不能自由交配，即使交配成功也不232.隔離概念：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。隔離的類型生殖隔離(reproductiveisolation)地理隔離(geographicalisolaton)2.隔離概念：不同種群間的個體，在自然條件下基因不能自由交流24①經(jīng)過長期的地理隔離而形成生殖隔離，從而形成新物種。②多倍體的形成不需經(jīng)地理隔離。3、隔離在物種形成中的作用：新物種形成。加拉帕戈斯群島上幾種地雀①經(jīng)過長期的地理隔離而形成生殖隔離，從而形成新物種。②多倍體25.隔離在物種形成中的作用地雀甲島地雀乙島地雀丙島地雀丁島地雀……突變和基因重組

自然選擇

甲島地雀1乙島地雀2丙島地雀3丁島地雀4種群基因庫改變……地理隔離生殖隔離.隔離在物種形成中的作用地雀甲島地雀突變和基因重組自然26《現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容》ppt課件(上課)27物種形成的三個基本環(huán)節(jié):①突變和基因重組②自然選擇③隔離（必要條件）物種形成的三個基本環(huán)節(jié):28物種和種群間存在什么樣的聯(lián)系呢？種群物種概念范圍聯(lián)系能夠在自然狀態(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”。生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體。種群是生物進(jìn)化和繁殖的單位同一種群內(nèi)的個體之間可以進(jìn)行基因交流。較小范圍內(nèi)生物的個體分布在不同區(qū)域內(nèi)的同種生物的許多種群組成1.一個物種可以包括許多種群，如同一種鯽魚可以生活在不同的池塘，湖泊，形成一個個被陸地隔離的種群。2.同一物種的多個種群之間存在地理隔離，長期發(fā)展下去可能成為不同的亞種（或品種）進(jìn)而形成多個新物種。物種和種群間存在什么樣的聯(lián)系呢？種群物種概念范圍聯(lián)系能夠在自29

達(dá)爾文在加拉帕戈斯群島上發(fā)現(xiàn)幾種地雀，用現(xiàn)代進(jìn)化理論解釋錯誤的是()A、經(jīng)過長期的地理隔離而達(dá)到生殖隔離，導(dǎo)致原始地雀物種形成現(xiàn)在的地雀物種B、生殖隔離一旦形成，原來屬于同一物種的地雀很快進(jìn)化形成不同的物種C、這些地雀原先屬于同一雀種，從南美大陸遷來后，逐漸分布在不同的群島，出現(xiàn)不同的突變和基因重組D、自然選擇對不同的種群的基因頻率的改變所起的作用有所差別。B達(dá)爾文在加拉帕戈斯群島上發(fā)現(xiàn)幾種地雀，用現(xiàn)代進(jìn)化理論解釋30下列說法正確的（）A、地理隔離一旦形成，原來屬于同一物種的個體就成了不同物種B、生殖隔離一旦形成，原來屬于同一物種的個體就成了不同物種C、地理隔離是形成新物種的必然經(jīng)歷D、每個新物種的形成都必定經(jīng)歷從地理隔離達(dá)到生殖隔離的過程B下列說法正確的（）B31小結(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小結(jié)：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32三、共同進(jìn)化與生物多樣性的形成1.共同進(jìn)化任何一個物種都不是單獨(dú)進(jìn)化的。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。捕食者與被捕食者的相互選擇開花植物與傳粉動物的互助互利三、共同進(jìn)化與生物多樣性的形成1.共同進(jìn)化捕食者與被捕食者的33

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。“精明的捕食者”策略：捕食者一般不能將所有的獵物吃掉，否則自己也無法生存?！笆崭罾碚摗保翰妒痴咄妒硞€體數(shù)量多的物種，這樣就會避免出現(xiàn)一種或幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對優(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。捕食者的存在是否對被捕食者有害無益？捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的個體342.生物多樣性的形成基因多樣性物種多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性生物多樣性

地球上所有的植物、動物和微生物，它們所擁有的全部基因以及各種各樣的生態(tài)系統(tǒng)，共同構(gòu)成了生物多樣性。2.生物多樣性的形成基因多樣性生物多樣性地球35簡單→復(fù)雜低等→高等原核細(xì)胞→真核細(xì)胞單細(xì)胞→多細(xì)胞無性生殖→有性生殖原始異養(yǎng)厭氧→自養(yǎng)厭氧→自養(yǎng)需氧水生→水陸兩棲→陸生生物多樣性的形成歷程簡單→復(fù)雜生物多樣性的形成歷程361、分子進(jìn)化與中性學(xué)說

這一學(xué)說認(rèn)為，基因突變對生物適應(yīng)的影響不是非益即害或非害即益，絕大多數(shù)突變都是中性突變；生物體內(nèi)的大分子都是以一定的速率進(jìn)化著，這一速率與種群的大小、物種的生殖力以及生物世代的長短都無關(guān)，也不受環(huán)境因素的影響，因此對于這些中性突變不會發(fā)生自然選擇與適者生存的情況。生物的進(jìn)化主要是中性突變在自然群體中進(jìn)行隨機(jī)的“遺傳漂變”的結(jié)果，而與選擇無關(guān)。也就是說，遺傳漂變才是分子進(jìn)化的基本動力。

基因頻率因偶然的機(jī)會，而不是