生物進(jìn)化理論在發(fā)展

1、一、種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化,1、種群:,指生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體。,（1）一個(gè)池塘中的全部鯉魚；　?。?）一個(gè)池塘中的全部魚；,(一)種群是生物進(jìn)化的基本單位,另，種群中的個(gè)體不是機(jī)械的結(jié)合在一起，而是彼此可以交配，并通過繁殖將各自的基因傳遞給后代。種群是生物繁殖的基本單位。,龍江縣第一中學(xué) 李洪發(fā),2、基因庫：,3、基因頻率,一個(gè)種群的全部個(gè)體所含的全部基因,某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比例,每一個(gè)種群都有它的

2、基因庫，種群的個(gè)體一代一代地死亡，但基因庫卻在代代相傳過程中保持和發(fā)展。,例題:從種群中隨機(jī)抽出100個(gè)個(gè)體,測(cè)知基因型為AA,Aa,和aa的個(gè)體分別是30、60和10個(gè).那么A和a的基因頻率是多少?,解:,A的基因頻率為:,a的基因頻率為：,=純合子基因型頻率+1/2雜合子基因型頻率,=60%,=40%,即：PA=PAA+1/2PAa,一對(duì)等位基因的頻率之和為1,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

3、伯格分別提出關(guān)于基因穩(wěn)定性的見解。他們指出，一個(gè)有性生殖的自然種群中，在符合以下五個(gè)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。這五個(gè)條件是：1、種群很大 2、個(gè)體之間隨機(jī)交配 3、沒有突變產(chǎn)生 4、沒有個(gè)體遷入遷出 5、沒有自然選擇,基因頻率與基因型頻率的關(guān)

4、系,處于平衡狀態(tài)的種群，一對(duì)等位基因A和a，A的基因頻率為p，a的基因頻率為q，則：,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=1 = PAA+PAa+Paa,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,例、在某一種群中，已調(diào)查得知，隱性性狀者（等位基因用A、a表示） 占16%，那么該性狀的AA、Aa基因型個(gè)體出現(xiàn)的頻率分別為（ ）A.0.36、0.48

5、 B.0.36、0.24 C.0.16、0.48 D.0.48、0.36,A,(二)、突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料,可遺傳變異為進(jìn)化提供了原材料,特點(diǎn)：隨機(jī)、不定向結(jié)果：不能決定生物進(jìn)化的方向，只是提供進(jìn)化的原材料。,,基因突變,染色體變異,基因重組,,突變,實(shí)例：在經(jīng)常刮大風(fēng)的海島上，無翅或殘翅的昆蟲 特別多,（三）、自然選擇決定生物進(jìn)化的方向,,從宏觀（性狀）上來看進(jìn)化過程：性狀與環(huán)境色

6、彩相似，較能適應(yīng)環(huán)境而大量生存；性狀與環(huán)境色彩差異很大，易被捕食者捕食而大量被淘汰。表現(xiàn)為適者生存，不適者被淘汰。,從微觀（基因）來看進(jìn)化過程為：淘汰不利變異的基因，保留了有利變異基因，通過遺傳逐漸積累。,原因 ：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： 使基因頻率定向改變。,變異是不定向的，自然選擇是定向的.,生物進(jìn)化過程的實(shí)質(zhì):,種群基因頻率發(fā)生變化的過程。,種群

7、中的基因頻率是可以改變的，導(dǎo)致基因頻率改變的因素是：突變、基因重組、自然選擇、遺傳漂變、遷移等。,遺傳漂變,在一個(gè)種群中，某種基因的頻率為1﹪，如果這個(gè)種群有100萬個(gè)個(gè)體，含這種基因的個(gè)體就有成千上萬個(gè)。如果這個(gè)種群只有50個(gè)個(gè)體，含這種基因的個(gè)體就只有1個(gè)。在這種情況下，可能會(huì)由于這個(gè)個(gè)體偶然死亡或沒有交配，而使這種基因在種群中消失，這種現(xiàn)象叫遺傳漂變。一般種群越小，遺傳漂變?cè)斤@著。,遷移,在一個(gè)種群中，如果含有A基因的個(gè)體比含有a

8、基因的個(gè)體更多地遷移到另一地區(qū)，那么，這個(gè)種群中A基因和a基因的頻率就會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。,,二、隔離與物種的形成,1、物種：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(gè)物種。,不同物種特點(diǎn)：一般不能交配，即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育的后代。（生殖 隔離）,馬,驢,騾,生殖隔離,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。,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

9、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(gè)物種——智人。,2.隔離在物種形成中的作用,隔離：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。,類型,,地理隔離,生殖隔離,新物種形成,原來同一物種,產(chǎn)生不同的突變和基因重組,不同的基因庫,不同的物種,,,,地理隔離,自然選擇,生殖隔離,不同的種群,,不同的種群的基因庫出現(xiàn)明顯差異,加拉帕戈斯群島不同種地雀形成圖解,物種的形成：物種形成的方式有多種，經(jīng)過長(zhǎng)期地理隔離而達(dá)到生殖

10、隔離是比較常見的方式。,思考：物種的形成都需要先地理隔離嗎？,因此隔離是物種形成的必要條件。,如：二倍體西瓜和四倍體西瓜,驟變式物種形成,物種形成的三個(gè)環(huán)節(jié)：,（1）突變和基因重組,（2）自然選擇,（3）隔離,: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,：新物種形成的必要條件,現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的基本觀點(diǎn),1、種群是生物進(jìn)化的基本單位；,2、生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于種群基因頻率的改變；,3、突變和基因重組、自然選擇及

11、隔離是物種形成的三個(gè)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。,以自然選擇學(xué)說為核心的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的基本觀點(diǎn)：,總結(jié),●種群是生物進(jìn)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(gè)基本環(huán)節(jié)（突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)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(jìn)化的方向，隔離是新物種形成的必要條件）。,●生物進(jìn)化的實(shí)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(jìn)化理論

12、的基本觀點(diǎn)：,三 共同進(jìn)化與生物多樣性的形成,（一）共同進(jìn)化：,捕食者的存在是否對(duì)被捕食者有害無益？,捕食者的存在是否對(duì)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(gè)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。,“收割理論”：捕食者往往捕食個(gè)體數(shù)量多的物種，這樣就會(huì)避免出現(xiàn)一種或幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的局面，為其他物種的形成騰出空間有利于增

13、加物種的多樣性。,共同進(jìn)化的含義1：不同物種間的共同進(jìn)化,地球形成時(shí)原始大氣中是沒有氧氣的，但是隨著藍(lán)藻的出現(xiàn)，使得大氣中有了氧氣。,共同進(jìn)化的含義2：生物和無機(jī)環(huán)境間也存在共同進(jìn)化。,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．,綜上所述：,,2、生物多樣性的形成,（1）生物多樣性的內(nèi)容,基因多樣性,物種多樣性,生態(tài)系統(tǒng)多樣性,（2）生物多樣性的形成的進(jìn)化歷程生物的進(jìn)化歷程可概括為：從原核生物到真核

14、生物，從無性生殖到有性生殖，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由水生到陸生，由低等到高等。,（3）、生物進(jìn)化理論在發(fā)展,地球形成,動(dòng)物：兩棲類動(dòng)物,3、生物進(jìn)化理論在發(fā)展,中性進(jìn)化理論：,新種交替出現(xiàn)理論：,……,,古細(xì)菌,,寒武紀(jì),,中生代陸地和海洋中的情況,世界上到底是先有雞還是先有蛋？這個(gè)問題困擾了人類幾千年！,對(duì)于這個(gè)問題，首先是神學(xué)家們作出了“解釋”：先有雞，因?yàn)樯系蹌?chuàng)造了雞，然后讓雞下蛋！,隨著科學(xué)的發(fā)展人們不相信上帝了！沒了上帝，上帝創(chuàng)

15、造了雞的“解釋”也就沒人相信了。,有利變異逐代積累,生物的適應(yīng)性,,過度繁殖,１.自然選擇學(xué)說的主要內(nèi)容,適者生存,一、自然選擇,適者生存、不適者被淘汰的過程。,生存斗爭(zhēng),遺傳和變異,1.下列關(guān)于基因庫的敘述正確的是 ( )A一個(gè)種群中一個(gè)個(gè)體所含有的全部基因叫做這個(gè)種群的基因庫B一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的顯性基因叫做這個(gè)種群的基因庫C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D一個(gè)種群的基因庫會(huì)隨著種

16、群中一代一代的死亡而消減和滅亡,C,D,2. AA、Aa、aa的個(gè)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%,3、據(jù)調(diào)查，某校學(xué)生中基因型的比例為XB XB（42.32%） XB Xb （7.36%） XbXb （0.32%） XBY （46%）

17、 Xb Y（4%），則該地區(qū) XB和 Xb 的基因頻率分別是（ ）A.6%、8% B.8%、92% C.78%、92% D.92%、8%,D,據(jù)調(diào)查得知，某小學(xué)的學(xué)生中基因型的比率為： XBXB 44% XBXb 5% XbXb 1% XBY 43% XbY 7%則Xb的基因頻率是：( )A、13.2% B、5% C、14%

18、 D、9.3%,D,4、人類的苯丙酮尿癥是代謝疾病，由隱性基因控制。如果群體的發(fā)病率是1/10000，表現(xiàn)型正常的個(gè)體與苯丙酮尿癥患者婚配，生出患苯丙酮尿癥小孩的概率是 。,1/101,A,A,一、生命起源的化學(xué)進(jìn)化過程,在一個(gè)山谷中，生活著一個(gè)鼠種群。雌鼠和雄鼠之間可以自由交配，繁衍后代。后來山洪爆發(fā)，在山谷中形成了一條洶涌的大河。將整個(gè)鼠種群分成了兩個(gè)部分，一半在河這邊，一半在那邊。就這樣過了幾千年。,后來，河