1、現代生物進化理論簡介現代生物進化理論簡介( (一一) )自然選擇學說的主要內容自然選擇學說的主要內容 生物的變異有的是有利于生存的，生物的變異有的是有利于生存的，有的是不利于生存的。有的是不利于生存的。 生物個體之間的相互斗爭，以及生生物個體之間的相互斗爭，以及生物與無機自然條件之間的斗爭的現象；物與無機自然條件之間的斗爭的現象； 生物的繁殖能力總是大大地超過環生物的繁殖能力總是大大地超過環境的承載能力；境的承載能力；一、達爾文的自然選擇學說一、達爾文的自然選擇學說（1）、過度繁殖）、過度繁殖（2）、生存斗爭）、生存斗爭（3）、遺傳和變異）、遺傳和變異 達爾文把在生存斗爭中，適者生存，達爾文把

2、在生存斗爭中，適者生存，不適者被淘汰的過程叫做自然選擇。不適者被淘汰的過程叫做自然選擇。 經生存斗爭，凡是生存下來的生物經生存斗爭，凡是生存下來的生物個體都是對環境能適應的，而被淘汰的生個體都是對環境能適應的，而被淘汰的生物都是對環境不適應的。物都是對環境不適應的。（4）、適者生存）、適者生存（二）、自然選擇的概念（二）、自然選擇的概念( (三三) )、對長頸鹿的進化過程的解釋、對長頸鹿的進化過程的解釋 長頸鹿的祖先存在的長頸鹿的祖先存在的個體差異個體差異，有的長頸鹿的頸和前肢長一些，有的長頸鹿的頸和前肢長一些，有的長頸鹿的頸和前肢短一些。有的長頸鹿的頸和前肢短一些。在缺乏青草的環境中，頸和前

3、肢在缺乏青草的環境中，頸和前肢長一些的長頸鹿由于能夠吃到高處長一些的長頸鹿由于能夠吃到高處的樹葉而得以生存，而頸和前肢較的樹葉而得以生存，而頸和前肢較短的個體則遭淘汰。短的個體則遭淘汰。頸和前肢較長的變異，通過自頸和前肢較長的變異，通過自然環境的然環境的定向選擇定向選擇而得到逐代的而得到逐代的積累和加強積累和加強，逐漸進化成現在的，逐漸進化成現在的長頸鹿。長頸鹿。( (四四) )、有關自然選擇學說的幾個結論、有關自然選擇學說的幾個結論遺傳和變異是生物進化的內在因素遺傳和變異是生物進化的內在因素 生物的變生物的變異為生物進化提供了原始的選擇材料；生物的異為生物進化提供了原始的選擇材料；生物的遺傳

4、使有利的變異在后代里得到積累和加強。遺傳使有利的變異在后代里得到積累和加強。生存斗爭推動著生物的進化，它是生物進化生存斗爭推動著生物的進化，它是生物進化的動力。的動力。自然選擇是通過自然選擇是通過生存斗爭生存斗爭來實現的。來實現的。生物的變異是生物的變異是不定向的不定向的，而自然選擇是，而自然選擇是定向定向的的。定向的自然選擇決定著生物進化的方向。定向的自然選擇決定著生物進化的方向。適者生存是自然選擇的結果。適者生存是自然選擇的結果。過度繁殖為自然選擇提供了更多的材料，并過度繁殖為自然選擇提供了更多的材料，并且加劇了生存斗爭。同時過度繁殖本身也是自且加劇了生存斗爭。同時過度繁殖本身也是自然選擇

5、的結果。然選擇的結果。人工選擇人工選擇與自然選與自然選擇相比有擇相比有何不同？何不同？( (五五) )、對自然選擇學說的評價、對自然選擇學說的評價能夠科學的解釋能夠科學的解釋生物進化的原因，以及生物進化的原因，以及生物的多樣性和適應性。生物的多樣性和適應性。達爾文發表達爾文發表物種起源物種起源時，還沒有遺時，還沒有遺傳學的理論。因此，他對于傳學的理論。因此，他對于遺傳和變異的遺傳和變異的性質，自然選擇對遺傳和變異如何起作用性質，自然選擇對遺傳和變異如何起作用等問題，不可能做出本質上的闡述。等問題，不可能做出本質上的闡述。( (六六) )、生物進化理論的發展、生物進化理論的發展遺傳和變異的研究遺

6、傳和變異的研究性狀水平性狀水平分子水平分子水平自然選擇作用等問題自然選擇作用等問題 個體為單位個體為單位群體為單位群體為單位二、現代生物進化理論二、現代生物進化理論(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1 1、種群、基因庫、基因頻率、種群、基因庫、基因頻率種群：種群：生活在同一地點的同種生物的生活在同一地點的同種生物的 一一 群個體。群個體。種群的基因庫：種群的基因庫：一個種群的全部個體所一個種群的全部個體所 含有的全部基因。含有的全部基因。種群是生物繁殖的基本單位。種群是生物繁殖的基本單位。請舉幾個種群的實例。請舉幾個種群的實例。 每一個種群都有它自己的基因庫，種群每一個種

7、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展。所以，生物進代相傳的過程中保持和發展。所以，生物進化的單位不是個體，而是種群。化的單位不是個體，而是種群。 種群是生物進化的基本單位。種群是生物進化的基本單位。基因頻率：基因頻率：某種基因在某種群中出現的比例。某種基因在某種群中出現的比例。從某個種群中隨機抽出從某個種群中隨機抽出100100個個體，測知基個個體，測知基因型為因型為aaaa、aaaa和和aaaa的個體分別是的個體分別是3030、6060和和1010個，求基因個，求基因a a和和a a的基因頻率。的基因頻

8、率。 表面看，自然選擇是對一個個生物個體表面看，自然選擇是對一個個生物個體的選擇，實質上是對個體所包含的變異進行的選擇，實質上是對個體所包含的變異進行選擇。從現代分子遺傳水平看，自然選擇實選擇。從現代分子遺傳水平看，自然選擇實質上是對變異所對應的基因的選擇，從而改質上是對變異所對應的基因的選擇，從而改變著群體中不同基因的基因頻率。變著群體中不同基因的基因頻率。生物進化的生物進化的過程的實質過程的實質是種群基因是種群基因頻率發生變頻率發生變化的過程。化的過程。哈迪哈迪- -溫伯格定律溫伯格定律19081908年，英國數學家哈迪和德國醫生溫伯年，英國數學家哈迪和德國醫生溫伯格分別提出關于基因穩定性

9、的見解。他們指出，格分別提出關于基因穩定性的見解。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，條件的情況下，各等位基因的頻率和等位基因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定不變的基因型頻率在一代一代的遺傳中是穩定不變的。的。或者說是保持著基因平衡的。或者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)沒有突變沒有突變 4)4)沒有個體遷入遷出沒有個體遷入遷出 5)5)沒有選擇沒有選擇基因頻率與基因型頻率的關系基因頻率與基因型頻率的關系一對等位基因一對

10、等位基因aaaa，a a的頻率為的頻率為p p，a a的的頻率為頻率為q q，則：，則： aaaa的機率為的機率為p p2 2； aaaa的機率為的機率為2pq2pq； aaaa的機率為的機率為q q2 2即即:(a+a):(a+a)2 2=a=a2 2+2aa+a+2aa+a2 2=aa+2aa+aa=aa+2aa+aa =p =p2 2+2pq+q+2pq+q2 2例例1 1、中心血防站調查了、中心血防站調查了17881788個個mnmn血型其中血型其中397397人是人是mm型（型（l lmml lmm），），861861人是人是mnmn型型（l lmml ln n），），530530人

11、是人是nnnn（l ln nl ln n），請分別計），請分別計算算l lmm和和l ln n的基因頻率。的基因頻率。l lm m _ l ln n_例例2 2、據調查得知，某小學的學生中基因型、據調查得知，某小學的學生中基因型比率為：比率為：x xb bx xb b：x xb bx xb b：x xb bx xb b：x xb by y：x xb by y=44%=44%：5%5%：1%1%：43%43%：7%7%，則，則x xb b的基因的基因頻率是頻率是_例例3 3、在一個處于遺傳平衡的種群中，有、在一個處于遺傳平衡的種群中，有aaaa個個體體400400只，只，aaaa的個體的個體50

12、0500只，只，aaaa的個體的個體100100只，只，則三年后，該種群中則三年后，該種群中aaaa基因型和基因型和aaaa基因型個體基因型個體各占各占_和和_。46.3%9.3%42.25%12.25%例四、人類的血型有例四、人類的血型有a a、b b、abab、oo四種，它們四種，它們的基因型分別是的基因型分別是_,_,又已知又已知人群中的人群中的i ia a、i ib b、i i基因頻率分別為基因頻率分別為0.40.4、0.40.4、0.20.2，則人群中，則人群中a a型血、型血、b b型血、型血、abab型血、型血、oo型型血的出現的比例分別為血的出現的比例分別為_。即即:(i:(i

13、a a+i+ib b+i)+i)2 2=(i=(ia a) )2 2+(i+(ib b) )2 2+i+i2 2+2i+2ia ai+2ii+2ib bi+2ii+2ia ai ib ba a型型a a型型b b型型b b型型oo型型abab型型影響基因頻率的因素影響基因頻率的因素 在自然條件下，在自然條件下，哈迪哈迪- -溫伯格定律溫伯格定律所需的五個條件是所需的五個條件是難以滿足的，因而難以滿足的，因而基因頻率總是要發基因頻率總是要發生改變，也就是說生改變，也就是說進化在任何種群中進化在任何種群中都是必然要發生的。都是必然要發生的。突變和基因重組突變和基因重組自然選擇自然選擇遺傳漂變和遷移

14、遺傳漂變和遷移(二二)突變和基因重組產生生物進化的原材料突變和基因重組產生生物進化的原材料(三三)自然選擇使種群的基因頻率定向改變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并決定生物進化的方向1 1、物種的概念物種的概念 不同物種間存在生殖隔離不同物種間存在生殖隔離 ( (四四) )隔離和物種形成隔離和物種形成地理隔離地理隔離生殖隔離生殖隔離3 3、物種的形成、物種的形成2 2、隔離的類型、隔離的類型1) 1)地理隔離導致生殖隔離地理隔離導致生殖隔離例：達爾文地雀例：達爾文地雀種群種群小種群小種群自然選擇自然選擇基因頻率發生改變基因頻率發生改變生殖隔離生殖隔離新物種新物種地理隔離地理

15、隔離基因庫的差異基因庫的差異2)2)有時無需地理隔離也能形成新物種有時無需地理隔離也能形成新物種 在自然界里還存在自然界里還存在另一種物種形成方在另一種物種形成方式，它往往只需要幾式，它往往只需要幾代甚至一代就完成了，代甚至一代就完成了，而且不需經過地理隔而且不需經過地理隔離。例如，多倍體植離。例如，多倍體植物的形成就是如此。物的形成就是如此。自然界里幾平將近一自然界里幾平將近一半的被子植物和某些半的被子植物和某些栽培作物就是這樣形栽培作物就是這樣形成的。成的。aabbcc（普通小麥普通小麥）dd（黑麥黑麥）abc配子配子d配子配子abcd（不育不育）aabbccdd（八倍體小黑麥八倍體小黑麥

16、）（可育）（可育）秋水仙素處理秋水仙素處理例：八倍體小黑麥的培育例：八倍體小黑麥的培育例：例：不同人種不同人種 世界各世界各地的人雖然地的人雖然各有不同，各有不同，但他們之間但他們之間可以彼此通可以彼此通婚，并且產婚，并且產生可育的后生可育的后代。因此，代。因此，全世界的人全世界的人在生物學上在生物學上屬于同一個屬于同一個物種物種智智人。人。例：例：東北虎與華南虎東北虎與華南虎 東北虎和華南虎東北虎和華南虎分別生活在我國的東分別生活在我國的東北地區和華南地區，北地區和華南地區，這兩個地區之間的遼這兩個地區之間的遼闊地帶就起到了地理闊地帶就起到了地理隔離的作用。經過長隔離的作用。經過長期的地理隔

17、離，這兩期的地理隔離，這兩個種群之間產生了明個種群之間產生了明顯的差異，成為兩個顯的差異，成為兩個不同的虎亞種。不同的虎亞種。例：例：馬與驢的生殖隔離馬與驢的生殖隔離馬馬驢驢騾騾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、自然選擇及隔離是物種突變和基因重組、自然選擇及隔離是物種形成過程的三個基本環節（突變和基因重形成過程的三個基本環節（突變和基因重組產生生物進化的原材料，自然選擇使種組產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）。方向，隔離是新物種形成的必要條件）。生物進化的實質

18、在于種群基因頻率的改變。生物進化的實質在于種群基因頻率的改變。以自然選擇學說為核心的現代生物進化以自然選擇學說為核心的現代生物進化理論的基本觀點是：理論的基本觀點是： 人工選擇和自然選擇的比較，我們可以比較人工選擇和自然選擇的比較，我們可以比較它們的不同點、相同點和二者的聯系。它們的不它們的不同點、相同點和二者的聯系。它們的不同點主要是人工選擇起選擇作用的是人，自然選同點主要是人工選擇起選擇作用的是人，自然選擇起選擇作用的是環境，人工選擇創造品種，自擇起選擇作用的是環境，人工選擇創造品種，自然選擇創造物種，人工選擇所用的時間比較短，然選擇創造物種，人工選擇所用的時間比較短，自然選擇用的時間是及

19、其漫長的。人工選擇是對自然選擇用的時間是及其漫長的。人工選擇是對人有利，自然選擇是對生物的生存有利。人有利，自然選擇是對生物的生存有利。 再比較他們的相同點，人工選擇和自然選擇再比較他們的相同點，人工選擇和自然選擇都要利用生物的遺傳和變異。第二點人工選擇和都要利用生物的遺傳和變異。第二點人工選擇和自然選擇都有創造力，都是定向的，他們都能定自然選擇都有創造力，都是定向的，他們都能定向改變種群的基因頻率。向改變種群的基因頻率。 人工選擇創造品種必須建立在自然選擇創造人工選擇創造品種必須建立在自然選擇創造物種的基礎上。物種的基礎上。練習練習:1、用達爾文進化論學說的觀點來判斷下列敘述，、用達爾文進化

20、論學說的觀點來判斷下列敘述，其中正確的是其中正確的是 （ ）a.長頸鹿經常努力伸長頸和前肢去吃樹上的葉長頸鹿經常努力伸長頸和前肢去吃樹上的葉子，因此頸和前肢都變得很長子，因此頸和前肢都變得很長 b.北極熊生活在冰天雪地的環境里，它們的身北極熊生活在冰天雪地的環境里，它們的身體就產生了定向的白色變異體就產生了定向的白色變異 c.野兔的保護色和鷹銳利的目光是它們長期相野兔的保護色和鷹銳利的目光是它們長期相互選擇的結果互選擇的結果 d.在長期有毒農藥的作用下，農田害蟲產生抗在長期有毒農藥的作用下，農田害蟲產生抗藥性藥性c2、用生物進化論的觀點解釋病菌抗藥性不斷增、用生物進化論的觀點解釋病菌抗藥性不斷

21、增強的原因是強的原因是 （ ）a.使用抗菌素的劑量不斷加大，病菌向抗藥能力使用抗菌素的劑量不斷加大，病菌向抗藥能力增強方向變異增強方向變異 b.抗菌素對病菌進行人工選擇，生存下來的病菌抗菌素對病菌進行人工選擇，生存下來的病菌都是抗藥能力強的都是抗藥能力強的 c.抗菌素對病菌進行自然選擇，生存下來的病菌抗菌素對病菌進行自然選擇，生存下來的病菌都是抗藥能力強的都是抗藥能力強的 d.病菌中原來就有抗藥性強的個體，在使用抗菌病菌中原來就有抗藥性強的個體，在使用抗菌素的過程中淘汰了抗藥性弱的個體素的過程中淘汰了抗藥性弱的個體c、d3、下列關于隔離的敘述正確的是、下列關于隔離的敘述正確的是 （ ）a.阻止

22、了種群間的基因交流阻止了種群間的基因交流 b.對所有的物種來說，地理隔離必然導致對所有的物種來說，地理隔離必然導致生殖隔離生殖隔離 c.種群基因庫間的差異是產生生殖隔離的種群基因庫間的差異是產生生殖隔離的根本原因根本原因 d.不同的物種之間必然存在著生殖隔離不同的物種之間必然存在著生殖隔離a、c、d4、果蠅是常用的遺傳學研究的實驗材料，據資料、果蠅是常用的遺傳學研究的實驗材料，據資料顯示，果蠅約有顯示，果蠅約有104對基因，現有一黑腹果蠅的野對基因，現有一黑腹果蠅的野生種群，約有生種群，約有107個個體，請分析回答以下問題個個體，請分析回答以下問題 （1）該種群的全部個體所含有的全部基因統稱為）該種群的全部個體所含有的全部基因統稱為種群的種群的_，經觀察，該種群果蠅有多種多樣，經觀察，該