第二節現代生物進化理論的主要內容現代生物進化理論的主要內容5

一個基因所控制的性狀對個體生存和繁殖后代的貢獻越大,擁有該基因的個體的可能越多!當然就會使越來越多的虎擁有自己的拷貝!現代生物進化理論的主要內容5一、種群基因頻率的改變與生物進化現代生物進化理論的主要內容5探究活動（一）情景：如果在灰色翅（基因型為aa)昆蟲的群體中偶然出現一只綠色翅（Aa)的變異個體，且綠色比灰色更不容易被敵害發現。

如果該綠色個體（Aa）已經很好的生活下來，它體內的A基因怎樣才能遺傳給后代？請寫出遺傳圖解。現代生物進化理論的主要內容5

出現有利變異個體內的有利基因只有在群體中,通過有性生殖才能世代延續。XAAAa綠翅AA綠翅（1）P:Aa綠翅配子AaAF1:綠翅

aa灰翅XAaAa綠翅AA綠翅（2）Aa配子AaAaAa綠翅P:F1:綠翅綠翅

aa灰翅XAaAa綠翅（3）

aa配子AaaP:F1:綠翅綠翅現代生物進化理論的主要內容5

研究生物的進化僅僅研究個體的表現型是否與環境適應是不夠的，還必須研究群體的基因組成變化。這個群體就是種群！現代生物進化理論的主要內容5(一)種群是生物進化的基本單位現代生物進化理論的主要內容5探究活動（二）1.什么叫做種群？

生活在一定區域的同種生物的全部個體叫做種群.

種群中的個體并不是機械地集合在一起,而是彼此可以交配,并通過繁殖將各自的基因傳給后代.現代生物進化理論的主要內容5現在練練吧！探究活動（二）2.閱讀114頁的第三自然段，探究并回答問題。（1）種群在繁衍過程中，個體有新老交替，基因卻代代相傳。這句話表明種群在進化過程中處于什么地位？說明在自然界中，種群是生物繁殖、進化的基本單位。現代生物進化理論的主要內容5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于種群的說法不正確的是

（）

種群是生物進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現代生物進化理論的主要內容5

性狀是由基因控制的，因此研究生物的進化必須研究種群的基因組成和變化。如何分析種群的基因組成和變化？由此人們提出基因庫和基因頻率的概念。現代生物進化理論的主要內容5探究活動（三）1.什么是種群的基因庫？一個種群中全部個體所含有的全部基因叫這個種群的基因庫。現代生物進化理論的主要內容5什么是種群的基因頻率？在一個種群基因庫中，某基因占全部等位基因的比率叫做基因頻率。現代生物進化理論的主要內容52.基因頻率的計算

某昆蟲種群中，綠色翅的基因為A,褐色翅的基因位a，調查發現AA、Aa、aa的個體分別占30、60、10,那么A、a的基因頻率是多少？（自讀115頁）A=30×2+60

________________________200=60%200a=10×2+60

________________________=40%A+a=1

此種基因的個數種群中該對等位基因的總數此種基因的個數=純合子個體數X2＋雜合子個體數種群中該對等位基因的總數=個體總數X2通過基因型個體數量計算基因頻率某種基因的基因頻率=現代生物進化理論的主要內容53.用數學方法討論基因頻率的改變(5)(6)(1)(2)(3)(4)現代生物進化理論的主要內容5假設115頁題目中的種群滿足以下五個條件：①昆蟲群體數量足夠大，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)該種群產生的A配子和a配子的比率各是多少?

A60%a40%卵細胞精子A60%a40%36%24%16%AAAaAa24%aa子一代基因型頻率現代生物進化理論的主要內容5(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()現代生物進化理論的主要內容5

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？

現代生物進化理論的主要內容5

滿足五個假設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生變化,也就是說種群的進化是必然的.（5）上述計算結果是在滿足五個假設條件的基礎上計算的，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（⑤基因A和a都不產生突變,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。現代生物進化理論的主要內容5(6)、如果該種群出現新的突變型，也就是產生新的等位基因（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？突變產生的新基因會使種群的基因頻率發生變化。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境。現代生物進化理論的主要內容5

用數學方法討論基因頻率的變化——遺傳平衡定律

遺傳平衡定律是由英國數學家哈代和德國醫生溫伯格分別于1908年和1909年獨立證明的，這一定律又稱哈代——溫伯格定律，它是指在一個極大的隨機交配的種群中，在沒有突變、選擇和遷移的條件下，種群的基因頻率和基因型頻率可以世代相傳不發生變化，保持平衡。現代生物進化理論的主要內容5若種群中一等位基因為A和a，設A的基因頻率=p，a的基因頻率=q，因為(p＋q)=A%+a%=1，則（p+q）2=p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=1。AA的基因型頻率=p2；aa的基因型頻率=q2；Aa的基因型頻率=2pq。現代生物進化理論的主要內容5總結種群基因頻率的改變與生物進化(一)種群是生物進化的基本單位1、種群、基因庫、基因頻率等概念2、用數學方法討論基因頻率的變化現在練練吧！現代生物進化理論的主要內容5下列關于基因庫的敘述正確的是

()A一個種群中一個個體所含有的全部基因叫做這個種群的基因庫B一個種群中全部個體所含有的顯性基因叫做這個種群的基因庫C一個種群中全部個體所含有的全部基因叫做這個種群的基因庫D一個種群的基因庫會隨著種群中一代一代的死亡而消減和滅亡

C現代生物進化理論的主要內容5AA、Aa、aa的個體分別占24%、72%、4%那么A、a的基因頻率是多少？

（）

A.36%和64%B.57%和43%C.24%和72%D.60%和40%D某種基因的基因頻率=某種基因的純合子頻率+1/2雜合子頻率通過基因型頻率計算基因頻率A=24%+1/2X72%=60%現代生物進化理論的主要內容5

據調查得知，某學校的學生中各血型的比率如下：

IAIA20%IAi30%IBIB10%IBi20%IAIB10%ii10%計算IB的基因頻率。10%+1/2（10%+20%）

=

25%現代生物進化理論的主要內容5(二)突變和基因重組產生進化的原材料現代生物進化理論的主要內容5

基因突變在自然界是普遍存在的，因此基因突變產生新的等位基因,這就可能使種群的基因頻率發生變化.什么是突變？現代遺傳學研究表明，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稱為突變。現代生物進化理論的主要內容5①普遍性:②隨機性:③稀有性:④有害性：⑤不定向性：A＝a1或A＝a2基因突變的的特點和意義分別是什么?

意義:基因突變盡管是隨機的、不定向的，在自然狀態下，突變頻率很低，但卻是普遍存在的，它是新基因產生的途徑；是生物變異的根本來源；是生物進化的原始材料。現代生物進化理論的主要內容5

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？種群是由許多個體組成的，每個個體的每一個細胞內都有成千上萬個基因，這樣，每一代就會產生大量的突變。此外，突變的有害還是有利也不是絕對的，這往往取決于生物的生存環境。現代生物進化理論的主要內容51．種群中突變的特點：突變數很大、隨機、不定向2．種群基因重組的結果：產生更多可遺傳變異、不定向

例如：果蠅約有104對基因，假定每個基因的突變率都是10－5，若有一個中等數量的果蠅種群（約有108個個體），那么每一代出現基因突變數是多少呢？

2×104×10－5個體×108種群=2×107結論：突變和基因重組產生進化的原材料現代生物進化理論的主要內容5

某海島上生活著一種昆蟲，經調查翅的長度和個體數的關系（縱坐標為個體數量，橫坐標為翅的長度）。后來該小島上經常刮大風，若干年后再進行調查，你認為最能代表此時情況的曲線是()選擇并解釋ABCDD現代生物進化理論的主要內容5(三)自然選擇決定生物進化的方向現代生物進化理論的主要內容5（1）根據前面所學的知識你能做出假設嗎？探究活動（四）“探究自然選擇對種群基因頻率的影響”長滿地衣的樹干上的樺尺蠖

黑褐色樹干上的樺尺蠖

自然選擇可以使種群的基因頻率定向改變現代生物進化理論的主要內容5探究活動（三）2）現在我們用數學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10%，黑色個體每年增加10%，以后的幾年內，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%70.7%26%29.3%14.6%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高降低現代生物進化理論的主要內容5(3)在這個探究實驗中根據上面的數據分析，變黑的環境對樺尺蠖產生了什么樣的影響？變黑的環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型？變黑的環境使控制淺色的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、產卵前就已被天敵捕食天敵看到的是樺尺蠖得體色（表現型）而不是控制體色的基因現代生物進化理論的主要內容5

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樺尺蠖深色淺色棲息環境淺色（個體多）（個體少）棲息環境深色s基因頻率降低S基因頻率升高淺色深色s基因頻率又降低S基因頻率又升高s基因頻率95%S基因頻率95%現代生物進化理論的主要內容5原因是：

淘汰不利變異基因、積累有利變異基因結論：自然選擇決定生物進化的方向再來練練兵！結果是：使基因頻率定向改變。現代生物進化理論的主要內容5影響基因頻率的因素：突變、基因重組和自然選擇生物進化的實質就是：種群是生物進化的單位，也是生物（）的單位。繁殖生物進化=種群基因頻率變化種群基因頻率發生變化的過程。小結：現代生物進化理論的主要內容5小結（自然選擇決定生物進化的方向）：

種群中產生的變異是（）的，經過長期的自然選擇，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生（）改變，導致生物朝向一定方向進化。可見，生物進化的方向是由（）決定的。不定向積累定向自然選擇種群中產生的變異（）自然選擇方向()不定向定向現代生物進化理論的主要內容56.某島嶼上存在著尺蛾的兩個變種，該地區原為森林，后建設成工業區。下表為該地區不同時期的兩個變種尺蛾的數量比。這些變化產生的原因是

()A．灰尺蛾遷離，黑尺蛾遷入B．工業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7.用現代生物進化理論分析解釋狼的進化過程。(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化的

。(2)隨著環境的改變，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、環境對狼起了______作用，而這種作用是______的，它決定著生物進化的______。森林時期工業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現代生物進化理論的主要內容5二、隔離與物種的形成曼徹斯特地區的樺尺蠖，雖然基因頻率發生了很大變化，但是并沒有形成新的物種。為什么說它們沒有形成新的物種？怎樣判斷兩個種群是否屬于一個物種？物種；能夠在自然狀態下相互交配并且產生可育后代的一群生物稱為一個物種，簡稱“種”。不同物種之間一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能產生可育的后代，這種現象叫生殖隔離。現代生物進化理論的主要內容5因為馬與驢交配產生的后代騾沒有生殖能力馬和驢是不是一個物種？現代生物進化理論的主要內容5在自然界，同一種生物由于地理上的障礙而形成不同的種群，使得種群間不能發生基因交流的現象，叫做地理隔離。隔離地理隔離生殖隔離隔離：不同種群間的個體，在自然條件下基因不能自由交流的現象叫做隔離。現代生物進化理論的主要內容5東北虎華南虎隔離在物種形成中的作用

兩個不同虎亞種

（馬和驢雜交產騾）生殖隔離注：不同種群之間一旦產生生殖隔離，就不會有基因交流了。地理隔離現代生物進化理論的主要內容5地理隔離突變、基因重組、自然選擇生殖隔離新物種物種的形成：加拉帕戈斯群島一的幾種地雀南美洲地雀因地理隔離導致生殖隔離比較常見新物種形成的標志：生殖隔離現代生物進化理論的主要內容5總結：以（）為核心的現代生物進化理論，其基本觀點是（）是生物進化的基本單位，生物進化的實質在于種群（）的改變。（）（）及（）是物種形成過程的三個基本環節，通過它們的綜合作用，種群產生分化，最終導致新物種的形成。在這個過中，（）產生生物進化的原材料，（）使種群的基因頻率定向改變并決定生物進化的方向，（）是新物種形成的必要條件。自然選擇學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現代生物進化理論的主要內容5現代進化論解釋物種形成的基本環節1、突變和基因重組產生進化的原材料2、自然選擇決定生物進化的方向(定向)3、隔離導致物種的形成現代生物進化理論的主要內容51、馬（2N＝64）和驢（2N＝62）雜交能產生后代稱騾子，能夠正常發育，但不能生育，這種情況稱之為（）

A、雜交育種

B、人工誘變

C、基因重組

D、生殖隔離2、產生上述情況的原因主要是（）

A、染色體結構發生了變化

B、馬和驢的遺傳物質有本質區別

C、發生突變

D、減數分裂過程中聯會紊亂DD練習現代生物進化理論的主要內容53、某工廠有男女職工各200名，對他們進行調查時發現，女性色盲基因的攜帶者為15人，患者5人，男性患者11人，那么這個群體中色盲基因的頻率是多少？4、一種蛾中控制淺顏色的等位基因是隱性的，控制深顏色的等位基因是顯性的。假設一個種群中有640只淺色的蛾和360只深色的蛾，群體呈遺傳平衡，那么有多少只雜合子的蛾？6%320練習現代生物進化理論的主要內容5三共同進化與生物多樣性的形成1、共同進化含義不同物種間的共同進化生物與無機環境之間的相互影響和共同演變2、生物多樣性的形成基因多樣性（1）生物多樣性的內容