生物必修現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容課件第1頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一種群、基因庫、基因頻率

一個種群的全部個體所含有的全部基因，叫做這個種群的基因庫。

一定時間內(nèi)，生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體，叫做種群。種群是生物繁殖的基本單位。

某種基因在某個種群中出現(xiàn)的比例，叫做基因頻率。1.種群是生物進化的基本單位一種群基因頻率的改變與生物進化第2頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一種群是生物進化的基本單位

每一個種群都有它自己的基因庫，種群中的個體一代一代地死亡，但基因庫卻在代代相傳的過程中保持和發(fā)展。所以，生物進化的單位不是個體，而是種群。第3頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一基因頻率的計算例：某昆蟲種群中，綠色翅的基因為A,褐色翅的基因位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=60%a=40%第4頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一

親代子一代

子二代

子三代基因型頻率AA30%Aa60%aa10%基因頻率Aa36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%60%40%若親代昆蟲中的種群滿足以下五個條件：①昆蟲種群數(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，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。用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化第5頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一哈迪-溫伯格定律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?；蛘哒f是保持著基因平衡的。這五個條件是：1、種群很大

2、隨機交配

3、沒有突變和重組

4、沒有個體遷入遷出

5、沒有選擇第6頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一哈迪-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的機率為p2；

Aa的機率為2pq；

aa的機率為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第7頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一影響基因頻率的因素

在自然條件下，哈迪-溫伯格定律所需的五個條件是難以滿足的，因而基因頻率總是要發(fā)生改變，也就是說進化在任何種群中都是必然要發(fā)生的。第8頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一生物進化的實質(zhì)是基因頻率的改變

表面看，自然選擇是對一個個生物個體的選擇，實質(zhì)上是對個體所包含的變異進行選擇。從現(xiàn)代分子遺傳水平看，自然選擇實質(zhì)上是對變異所對應(yīng)的基因的選擇，從而改變著群體中不同基因的基因頻率。

所以，生物進化的過程的實質(zhì)是種群基因頻率發(fā)生變化的過程。第9頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一自然選擇對基因頻率變化的影響第1年第2年第3年第4年……基因型頻率SS10%11.5%13.1%14.7%Ss20%22.9%26%29.2%ss70%65.6%60.9%56.1%基因頻率S20%23%26.1%29.3%升高s80%77%73.9%70.7%降低P117第10頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一物種的概念

在遺傳學(xué)和進化論中，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”。即：不同物種之間有生殖隔離（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

）第11頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一隔離概念：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地理隔離生殖隔離：不同物種之間一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育后代的現(xiàn)象第12頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一例：馬與驢的生殖隔離馬驢騾第13頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一例：獅虎獸第14頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一地理隔離分布在不同自然區(qū)域的種群，由于高山、河流、沙漠等地理上的障礙，使彼此間無法相遇而不能發(fā)生基因交流。第15頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一例：不同“人種”

世界各地的人雖然各有不同，但他們之間可以彼此通婚，并且產(chǎn)生可育的后代。因此，全世界的人在生物學(xué)上屬于同一個物種——智人。第16頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一例：東北虎與華南虎

東北虎和華南虎分別生活在我國的東北地區(qū)和華南地區(qū)，這兩個地區(qū)之間的遼闊地帶就起到了地理隔離的作用。經(jīng)過長期的地理隔離，這兩個種群之間產(chǎn)生了明顯的差異，成為兩個不同的虎亞種。第17頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一隔離在物種形成中的作用

物種的形成往往是經(jīng)過長期的地理隔離將不同種群間的差異不斷積累，最后達到生殖隔離，形成新物種。第18頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一例：加拉帕戈斯群島的地雀第19頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一物種形成最常見的方式：經(jīng)過長期的地理隔離而達到生殖隔離第20頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一有時無需地理隔離也能形成新物種

在自然界里還存在另一種物種形成方式，它往往只需要幾代甚至一代就完成了，而且不需經(jīng)過地理隔離。例如，多倍體植物的形成。多倍體植物一旦形成與普通的植物之間就存在生殖隔離自然界里幾乎將近一半的被子植物和某些栽培作物就是這樣形成的。AABBCC（普通小麥）DD（黑麥）×ABC配子D配子ABCD（不育）AABBCCDD（八倍體小黑麥）（可育）秋水仙素處理例：八倍體小黑麥的培育第21頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一新物種形成的標志------生殖隔離隔離是物種形成的必要條件第22頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一總結(jié)●種群是生物進化的基本單位●突變和基因重組、自然選擇及隔離是物種形成過程的三個基本環(huán)節(jié)（突變和基因重組產(chǎn)生生物進化的原材料，自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進化的方向，隔離是新物種形成的必要條件）?！裆镞M化的實質(zhì)在于種群基因頻率的改變。以自然選擇學(xué)說為核心的現(xiàn)代生物進化理論的基本觀點是：第23頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一共同進化任何一個物種都不是單獨進化的。第24頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一

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。“收割理論”：捕食者往往捕食個體數(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？第25頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一生物進化與無機環(huán)境變化的關(guān)系例：

生物的新陳代謝類型由原始異養(yǎng)厭氧→自養(yǎng)厭氧→自養(yǎng)需氧。不同物種之間，生物與無機環(huán)境之間在相互影響中不斷進化和發(fā)展，這就是共同進化。第26頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一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。第27頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一簡單→復(fù)雜低等→高等原核細胞→真核細胞單細胞→多細胞無性生殖→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第28頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一生物進化理論在發(fā)展中性學(xué)說間斷平衡說現(xiàn)代生物進化理論第29頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一練習(xí)：以自然選擇學(xué)說為核心的現(xiàn)代生物進化理論認為,新物種的形成是