第2节 现代生物进化理论的主要内容
生命的历程
达尔文的自然选择学说指出，在一种生物的群体中，出现有利变异的个体能存活，并且有机会留下自己的后代。

但是，研究生物的进化，仅研究个体的表现型是是否与环境相适应是不够的，还必须研究群体基因组成的变化。
这个群体就是种群！
一、种群基因频率的改变与生物进化
（一）种群是生物进化的基本单位
1、种群概念：
生活在一定区域的同种生物的全部个体。
判断下列是否属于种群
（1）一个池塘中的全部鱼
（2）一个池塘中的全部鲤鱼
（3）两个池塘内的全部青蛙
（4）一片草地上的全部植物
（5）一片草地上的成年梅花鹿
否
是
否
否
否
课本P118—1
2、种群的特点：
种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。
种群是生物进化的基本单位
每一个种群都有它自己的基因库，种群中的个体一代一代地死亡，但基因库却在代代相传的过程中保持和发展。所以，生物进化的单位不是个体，而是种群。
3、基因库：
一个种群中全部个体所含有的全部基因。
4、基因频率：
在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。
例:如某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。那么A和a的基因频率是多少?
解:
A基因的基因频率为:
a基因的基因频率为：
基因频率=
=纯合子频率+1/2杂合子频率
= 40%
A%=
a%=
× 100%
= 60%
哈迪-温伯格定律
处于平衡状态的种群，一对等位基因Aa，A的频率为p，a的频率为q，则：
AA的机率为p2；
Aa的机率为2pq；
aa的机率为q2
哈迪-温伯格定律可用数学方程式表示为：
(p+q)2=p2+2pq+q2
哈迪-温伯格定律
1908年，英国数学家哈迪和德国医生温伯格分别提出关于基因稳定性的见解。他们指出，一个有性生殖的自然种群中，在符合以下五个条件的情况下，各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的。或者说是保持着基因平衡的。
这五个条件是：
1、种群很大
2、随机交配
3、没有突变
4、没有个体迁入迁出
5、没有选择(自然、人工）
生物进化的实质是基因频率的改变
表面看，自然选择是对一个个生物个体的选择，实质上是对个体所包含的变异进行选择。从现代分子遗传水平看，自然选择实质上是对变异所对应的基因的选择，从而改变着群体中不同基因的基因频率。
利用遗传平衡定律计算
前提条件：
种群大、随机交配、无突变发生、
无新基因加入、无自然选择
公式：
(p+q)2=p2+2pq+q2=1
例3 、某一种群中,调查得知隐性性状者为36%，
则基因型 AA、Aa的频率分别为
16% 48%
关于种群基因频率的计算
（二）、突变与基因重组产生进化的原材料(不定向)
1、种群中基因突变的特点：
突变数大，不定向。
2、 种群中基因重组的结果：
产生更多的变异，不定向。
结论：提供进化的原材料。
19世纪 ，桦尺蠖种群中黑色基因（S）频率为5%，浅灰色基因（s）频率为95%
20世纪 ，桦尺蠖种群中黑色基因（S）频率为95%，浅灰色基因（s）频率为5%
（三）、自然选择决定生物进化的方向
英国 曼彻斯特的桦尺蠖
不利变异不断淘汰
有利变异积累加强
自然选择
种群基因频率定向改变
生物
定向
进化
变异不定向的
例：某植物种群，AA基因型个体占30％，aa基因型个体占20％，则：
1、该植物的A、a基因频率分别是_________、__________
2、若该植物自交1代，后代中AA、aa基因型个体分别占_________、__________。这时，A、a的基因频率分别是_________、__________。
3、依现代进化理论，这种生物在两年中是否发生进化？
原因是_________________________________________。
55％
45％
42.5％
32.5％
55％
45％
没有
该生物种群中A、a基因频率没有发生变化
下列关于基因频率的叙述错误的是: ( )

A.基因频率是指基因在某个种群中出现
的比例
B.基因频率越大,突变率越高

C.突变和基因重组都会造成基因频率的
改变
D.自然选择会使原来同一种群的基因频
率向着不同的方向发展
现代生物进化理论的基本观点是：
生物进化和繁殖的基本单位是 。
生物进化的实质是 的改变。
——提供进化的原材料
——使种群的基因频率定向改变，
决定 。
种群
种群基因频率
突变和基因重组
自然选择
进化的方向
桦尺蠖的进化过程是否产生了新的物种，为什么？
二、隔离与物种的形成
能够在自然状态下 并且产生
出 的一群生物称为一个物种（种）
1、什么是物种？
相互交配
可育后代
种群：生活在一定区域的同种生物的全部个体，是生物繁殖的基本单位。
种群和物种的区别
同一地点
一定自然区域，同
一地点、不同地点
一个物种可以包括多个种群
生活在同一地点的
同种个体总和。彼
此可以交配实现基
因交流。是生物繁
殖的基本单位。
指分布在一定的自然区域
内，具有一定的形态、结
构和生理功能，而在自然
状态下能够相互交配和繁
殖，并能产生可育后代的
一群生物个体。
物种和种群的区别
不同“人种”
这一事实说明不同物种之间 ,或即使交配成功，也不能产生 ,
骡子
不能交配
可育的后代
生殖隔离
该现象称之为 。
虎狮兽是不育的，所以虎和狮是两个物种。
虎狮兽
生殖隔离
种群间的个体不能自由交配，或者交配后不能产生出可育后代
求偶方式不同
繁殖期不同
开花季节不同
花的形态不同
东北虎与华南虎
经过长期的地理隔离，这两个种群之间产生了明显的差异，成为两个不同的虎亚种。
不能发生基因交流
同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间
------地理隔离
它们之间还能自由交配吗？
资料分析一
2、隔离在物种形成中有什么作用？
加拉帕戈斯群岛的地雀
资料分析二
加拉帕戈斯群岛的地雀新物种是如何形成的？
加拉帕斯群岛的地雀
地雀
地理隔离
生殖隔离
标志
内因
经过长期的地理隔离而达成生殖隔离，从而形
成新物种。
原种
变
异
1
变
异
2
变异
类型1
变异
类型2
新种1
新种2
隔离在物种形成中的作用
隔离导致物种形成，是物种形成的必要条件
种
群
1
种
群
2
突变和基
因重组1
突变和基
因重组2
现代进化论解释物种形成的基本环节
1、_______________产生进化的原材料
2、________决定生物进化的方向(定向)
3、________导致新物种的形成的必要
条件
突变和基因重组
自然选择
隔离
特例：有时无需地理隔离也能形成新物种
在自然界里还存在另一种物种形成方式，它往往只需要几代甚至一代就完成了，而且不需经过地理隔离。例如，多倍体植物的形成就是如此。自然界里几平将近一半的被子植物和某些栽培作物就是这样形成的。
结论：
隔离导致物种形成。
隔离是物种形成的必要条件。
总结
●种群是生物进化的基本单位
●突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节（突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件）。
●生物进化的实质在于种群基因频率的改变。
以自然选择学说为核心的现代生物进化理论的基本观点是：
1、下列关于隔离的叙述，错误的是：
A、阻止了种群间基因的交流
B、物种的形成都必定先经过长期的地理隔离
C、遗传组成上的差异是生产生殖隔离的根本原因
D、多倍体植物的形成不需要经过地理隔离
2、新物种的形成的标志：
A、具有一定的形态结构
B、具有一定的生理功能
C、产生了生殖隔离
D、改变了基因频率
B
C
4. 鉴定牧场的马和由国外赠送返回原 产地放养的野马是两个物种的主要依据是：
A.野马比牧马更善于奔跑
B.野马与牧马存在地理隔离
C.野马与牧马存在生殖隔离
D.野马比牧马更适应野生环境
C
3. 下列有关隔离的叙述，不正确的是：
A. 阻止了种群间的基因交流
B.对所有的物种来说，地理隔离必然导致生殖隔离
C.种群基因库间的差异是产生生殖隔离的根本原因
D.不同物种之间必然存在着生殖隔离
B
6.下列关于物种形成的叙述中，错误的是：
A.突变和基因重组是物种形成的内因
B.隔离是物种形成的必不可少的重要因素
C.自然选择是物种形成的外因
D.物种的形成有的不需要经过隔离
5. 物种形成的基本环节是：
①突变 ②过度繁殖 ③自然选择 ④生存斗争 ⑤生殖隔离 ⑥地理隔离 ⑦基因重组
A.①③⑤⑥⑦ B.①②③④⑤
C.①③④⑤⑥ D.②③④⑥⑦
A
D
任何一个物种都不是单独进化的。
不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是共同进化。
三、共同进化与生物多样性的形成
①不同物种之间的影响既包括种间互助，
也包括种间斗争。
②无机环境的选择作用可定向改变种群的
基因频率，导致生物朝着一定方向进化，
生物的进化反过来又会影响无机环境。
意义：
出现了物种的多样性,而且形成了生态系统的多样性。
内容：
捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到促进种群发展的作用。
“精明的捕食者”策略：捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。
“收割理论”：捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间,有利于增加物种的多样性。
捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？
生物多样性的进化历程
生物的新陈代谢类型的进化顺序：
自养厌氧
自养需氧。
原始异养厌氧
生物多样性的形成
地球上所有的植物、动物和微生物，它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统，共同构成了生物多样性。
古细菌
蓝藻、细菌

真核生物（有性生殖）
无脊椎动物 (物种大爆发）
陆生植物（蕨类）、陆生动物（两栖类）
植物：裸子植物、被子植物
动物：鸟类、哺乳类
35亿年前
35亿—15亿年前
15亿年前
5亿年前
4亿年前

至今
原核生物 （无性生殖）

生物多样性的进化历程
总结：
结构方面：
简单→复杂 、 低等→高等
细胞方面：
原核细胞→真核细胞 、单细胞→多细胞
生殖方式：
无性生殖→有性生殖
新陈代谢方式：
原始异养厌氧→自养厌氧→ 自养需氧
生活环境：
水生→水陆两栖→陆生
（三）生物进化理论在发展
1、中性学说：决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择。
2、间断平衡说：物种的形成不是渐变的，而是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。
以自然选择学说为核心的进化理论比
其他学说的影响更要广泛和深远。
总结：现代生物进化理论的主要内容
以自然选择学说为核心
生物进化的基本单位是种群
自然选择导致种群基因频率发生改变，进而可能导致生物进化
突变和基因重组为进化提供原材料，由自然选择决定进化的方向
隔离是物种形成的必要条件
自然选择、共同进化促进生物多样性的形成
1
2
巩固练习
1. 下列能够提高生物多样性的是：
A.把生物进行分类
B.来自共同祖先的遗传
C.用进废退
D. 不同环境的自我选择
2. 地球上最早的陆生生物类型主要是：
A.蕨类植物 B.动物
C.裸子植物 D.动物和植物
D
A
3. 地球上最早出现的生物代谢类型是：
A. 自养型，需氧型 B.自养型，厌氧型
C.异养型，需氧型 D.异养型，厌氧型
4. 三极生态系统的形成在：
A.中生代 B.新生代
C.寒武纪 D.前寒武纪
D
C
5、某工厂有男女职工各200名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因的携带者为15人，患者5人，男性患者11人，那么这个群体中色盲基因的频率是多少？
6、一种蛾中控制浅颜色的等位基因是隐性的，控制深颜色的等位基因是显性的。假设一个种群中有640只浅色的蛾和360只深色的蛾，群体呈遗传平衡，那么有多少只杂合子的蛾？
6%
320