七現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容第1頁/共42頁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)化的單位種群：種群是生活在同一區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體，是生物繁殖和生物進(jìn)化的基本單位。一種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化第2頁/共42頁基因庫:一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因叫做這個(gè)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(gè)體數(shù)/該種群個(gè)體總數(shù)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。第3頁/共42頁親代基因型的頻率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%第4頁/共42頁親代子一代

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%一個(gè)遺傳上的平衡的群體,其基因頻率和基因型頻率遵循哈迪---溫伯格定律

!第5頁/共42頁例1、在一個(gè)種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個(gè)體，其中基因型AA的個(gè)體占24%，基因型Aa的個(gè)體占72%，基因型aa的個(gè)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%第6頁/共42頁

例2:從某個(gè)種群中隨機(jī)抽出100個(gè)個(gè)體，測知基因型為AA、Aa和aa的個(gè)體分別是30、60和10個(gè)。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3:某工廠有男女職工各200人，對他們進(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。94%6%第7頁/共42頁假設(shè)的昆蟲群體滿足以下五個(gè)條件：①昆蟲群體數(shù)量足夠大，②全部的雌雄個(gè)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。

在上述條件下，種群的基因頻率和基因型頻率可以世代相傳不發(fā)生變化，保持平衡，叫做哈代－溫伯格定律，也叫遺傳平衡定律。

設(shè)A的基因頻率=p，a的基因頻率=q，p+q=1(p+q)2=p2+2pq+q2=1AA的基因型頻率Aa的基因型頻率aa的基因型頻率第8頁/共42頁

基因頻率和基因型頻率的關(guān)系轉(zhuǎn)換 設(shè)一對等位基因?yàn)锳和a，其頻率分別為p與q(p＋q＝1)。則F1代AA、Aa、aa三種基因型的頻率如下列公式：(p(A)＋q(a))2＝p2(AA)＋2pq(Aa)＋q2(aa)，即AA的基因型頻率為p2，Aa的基因型頻率為2pq，aa的基因型頻率為q2，產(chǎn)生A配子頻

1率為：A＝p2＋×2pq＝p2＋pq＝p(p＋q)＝p，產(chǎn)生a配子頻率

2 1為：a＝q2＋×2pq＝q2＋pq＝q(p＋q)＝q?？芍狥1

的基因頻

2率沒有改變。第9頁/共42頁運(yùn)用遺傳平衡公式：例5：在某一個(gè)種群中，已調(diào)查得知，隱性性狀者（等位基因用A、a表示）占16%，那么該種群的AA、Aa基因型個(gè)體出現(xiàn)的概率分別為：A.0.36、0.48B.0.36、0.24C.0.16、0.48D.0.48、0.36【解析】第一步已知隱性性狀者即aa的基因型頻率為16%，那么a基因的頻率為0.4、A的基因頻率為1-0.4=0.6。第二步將其看作在理想的狀態(tài)下，運(yùn)用遺傳平衡公式進(jìn)行計(jì)算：AA%=A%×A%=0.6×0.6=0.36；Aa%=2×A%×a%=2×0.6×0.4=0.48答案為A有關(guān)基因頻率的計(jì)算第10頁/共42頁備選題果蠅的體色由常染色體上的一對等位基因控制，基因型BB、Bb為灰身，bb為黑身。若人為地將它們組成一個(gè)群體，其中80%為BB的個(gè)體，20%為bb的個(gè)體，群體隨機(jī)交配，其子代中Bb的比例是( A．25%

B．32%C．50%

D．64%

有關(guān)基因頻率的計(jì)算【解析】群體隨機(jī)交配”說明符合哈代－溫伯格平衡定律；題中B基因頻率為80%，b基因頻率為20%，則后代Bb為2×80%×20%＝32%。

【答案】B第11頁/共42頁例：一個(gè)隨機(jī)交配的群體，某一對相對性狀中，顯性性狀表現(xiàn)型的頻率是0.19,則雜合子Aa的頻率是（）A0.1B0.6C0.9D0.18D第12頁/共42頁.滿足五個(gè)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。第13頁/共42頁

在自然界，由于基因突變、基因重組和自然選擇等因素，種群的基因頻率和基因型頻率總是在不斷變化的。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。第14頁/共42頁可遺傳的變異基因突變?nèi)旧w變異基因重組突變突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料（二）突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料第15頁/共42頁

自然界，生物自發(fā)突變的頻率很低，而且突變大多數(shù)是有害的，為什么還能夠作為生物進(jìn)化的原材料的呢？

果蠅約有104對基因，假定每個(gè)基因的突變率是10－5，一個(gè)約有109個(gè)果蠅的種群每一代出現(xiàn)的基因突變率是？2×104×10－5×109＝2×108

突變的有害和有利并不是絕對的，它取決于生物的生存環(huán)境。第16頁/共42頁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)化方向第17頁/共42頁

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%探究自然選擇對種群基因頻率的影響第18頁/共42頁現(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19頁/共42頁(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(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，許多淺色個(gè)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。第20頁/共42頁原因是：結(jié)果是：

結(jié)論：自然選擇決定生物進(jìn)化的方向（三）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。第21頁/共42頁基礎(chǔ)題4.突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料。如果沒有突變，就不可能產(chǎn)生新的等位基因，基因重組也就沒有意義，生物就不可能產(chǎn)生可遺傳的變異，也就不可能進(jìn)化。拓展題1.提示：如選擇育種和雜交育種。2.提示：如果氣候等其他條件也合適，并且這個(gè)種群具有一定的繁殖能力，該種群的個(gè)體數(shù)會(huì)迅速增加。否則，也可能仍然處于瀕危狀態(tài)甚至絕滅。課后練習(xí)：第22頁/共42頁二、隔離與物種的形成第23頁/共42頁（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(gè)物種嗎？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。馬跟驢是一個(gè)物種嗎？第24頁/共42頁地理隔離: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(gè)體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。概念：第25頁/共42頁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？第26頁/共42頁

它們之間還能自由交配嗎？資料分析一（三）隔離在物種形成中的作用第27頁/共42頁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(gè)島嶼上形成兩個(gè)初始種群。這兩個(gè)種群的個(gè)體數(shù)量都不多。它們的基因頻率一樣嗎？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。資料分析二第28頁/共42頁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?yàn)橥蛔兪请S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(huì)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(huì)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(gè)小島，還會(huì)形成這么多種地雀嗎？不會(huì)。因?yàn)閭€(gè)體間有基因的交流。第29頁/共42頁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30頁/共42頁自然選擇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新物種的形成，是否都需要經(jīng)過地理隔離？多倍體的形成不需經(jīng)地理隔離。第31頁/共42頁拓展題提示：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)。課后練習(xí)：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32頁/共42頁三、共同進(jìn)化與生物多樣性的形成第33頁/共42頁

任何一個(gè)物種都不是單獨(dú)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)展，這就是共同進(jìn)化。物種生物無機(jī)環(huán)境（一）共同進(jìn)化第34頁/共42頁(二)生物多樣性的形成1、內(nèi)容：基因多樣性→物種多樣性→生態(tài)系統(tǒng)多樣性（3層次）2、形成生物多樣性的原因：長期自然選擇、共同進(jìn)化達(dá)到結(jié)果3、研究生物進(jìn)化的主要依據(jù)：化石第35頁/共42頁生物的進(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。地球上最早出現(xiàn)的生物是：厭氧單細(xì)胞生物（三）生物進(jìn)化理論的不斷發(fā)展

生物進(jìn)化是如此復(fù)雜的，現(xiàn)有的進(jìn)化理論所不能解釋的問題比已經(jīng)解釋的問題還要多，因此現(xiàn)代生物進(jìn)化理論是不斷發(fā)展的。中性進(jìn)化理論：“間斷平衡學(xué)”理論：……第37頁/共42頁3.有性生殖的出現(xiàn)，使基因重組得以實(shí)現(xiàn)，增加了生物變異的多樣性，因而使