第二节
现代生物进化理论的主要内容
探究活动（一）
情景：如果在灰色翅（基因型为aa)昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅（Aa)的变异个体，且绿色比灰色更不容易被敌害发现。那么，昆虫的翅色将怎样变化？
讨论题目：
1.根据达尔文自然选择学说该绿色个体能被选择下来吗？
2.如果该绿色个体能很好的生活下来，它体内的A基因怎样才能传递给后代？该群体的进化方向是什么？
3.现实中，该绿色个体一定会生存下来吗？
在自然界中，没有哪一个体是长生不死的，个体的基因型也会随着个体的死亡而消失

决定表现型的基因可以通过有性生殖才传给后代，

因此研究生物的进化，仅仅研究个体的表现型是否与环境适应是不够的，还需要研究群体的基因组成变化，这个群体就是种群。
种群是生物进化的基本单位
达尔文的自然选择学说中，自然选择直接作用的是生物的个体，而且是个体的表现型。
（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
庙里的一群和尚也属于种群吗 ？
否
是
否
否
否
种群中的个体可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。
2、种群的特点：
思考：同前一年的蝗虫种群相比，新形成的蝗虫种群有何区别？
基因组成
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1:如某昆虫种群中决定翅色基因为A/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?
2. 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%
则（1）亲代雌雄配子的种类和比例是多少？
（2）子代基因型频率各是多少?
（3）子代种群的基因频率各是多少?
例3、某昆虫种群中基因型AA占30﹪，Aa占60﹪，aa占10﹪。如果该种群满足以下五个条件：
（1）亲代雌雄配子的种类和比例是多少？
AA占30﹪，Aa占60﹪，aa占10﹪。
卵细胞
精子
A=60%
a=40%
A=60%
a=40%
（2）子代基因型频率各是多少? （自由交配）
AA=36%
Aa=24%
Aa=24%
aa=16%
AA= A2 aa=a2 Aa=2A*a
AA=36%
Aa=48%
aa=16%
计算子一代、子二代、子三代的基因频率与基因型频率
36%
48%
16%
60%
40%
36%
16%
48%
60%
40%
48%
16%
60%
40%
36%
遗传平衡公式：哈迪-温伯格定律
①昆虫群体数量足够大，
②全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，
③没有迁入与迁出，
④AA、Aa、aa三种基因型昆虫的生存能力完全相同
⑤没有基因突变和染色体变异。
这个种群的基因频率（包括基因型频率）就可以一代代稳定不变，保持平衡。
应符合下列条件：
这5个条件在自然界中能实现吗？
如果产生新的等位基因，种群的基因频率会变化吗？
对于自然界的种群来说，这5个条件不能成立
在自然界中，种群的基因频率迟早要发生变化
种群的进化
生物进化的实质：种群基因频率发生变化
3、在某一种群中，已调查得知，aa占16% （等位基因用A、a表示） ，那么AA、Aa二种基因型个体的频率分别为（ ）
4．某植物种群中，AA占30%，Aa占40%，aa占30%。若该种群植物自交，后代中AA、Aa、aa基因型频率分别为？
若该植物能随机交配（自由交配），后代中AA、Aa、aa基因型频率分别为？
AA=40%；Aa=20% ；aa=40%
AA=25%；Aa=50%；aa=25%
0.36、0.48
6. 一个种群中80%为BB，20%为bb，群体随机交配，则子代中Bb的比例？
32%
5、某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1%, 现有一对夫妻，妻子为患者，丈夫表现正常.那么他们所生小孩患病的概率是（ ）
1/11
（二） 产生生物进化的原材料
不可遗传变异
可遗传变异
染色体变异
变异
突变
基因重组
基因突变
突变和基因重组
基因重组
基因突变
新的等位基因
多种多样的基因型
大量可遗传的变异
自然界中生物的自然突变频率很低，而且一般对生物体是有害的。为什么还能够作为进化的原材料呢？
种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的突变。
例五、一个果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是10－5，若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？
2× 104 × 10－5
个体
× 108
种群
= 2 ×107
突变和基因重组是不定向的
只提供了进化的原材料,不能决定生物进化的方向
突变和基因重组的特点：
什么样的个体才能成活？什么决定进化的方向？
取决于生物的生存环境
昆虫通过变异形成有翅和无翅两种类型：
一般的陆地环境下，哪种更有优势？
经常刮大风的海岛上，哪种更有优势？
（三） 决定了生物进化的方向
英曼彻斯特的桦尺蛾黑色（S）对灰色（s）是显性，19世纪几乎全为浅色，S基因频率很低；20世纪工业革命后黑色型成为常见类型。
桦尺蛾种群是否发生进化？
自然选择
桦尺蠖种群中s基因的频率为什么越来越低？
(1) 变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的出生率有影响吗？
(2)在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？
许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食
天敌看到的是桦尺蠖的体色（表现型）而不是控制体色的基因

不定向
变异
自然选择
生存
斗争

不利变异
(基因)
淘汰
由生存斗争中
失败而死亡
有利变异
(基因)
多次选择
通过遗传积累
种群的基因频
率定向改变
生物定
向进化
结果
1、生物进化的基本单位是 。
（1）种群的概念和特点
（2）基因库、基因频率，基因型频率
（3）生物进化的实质是 。

2、 产生生物进化的原材料
特点：

3、 决定生物进化的方向
结果：
种群
种群基因频率的改变
突变和基因重组
不定向性
自然选择
使基因频率定向改变
二、隔离与物种的形成
1、物种的概念：
能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种，简称“种”。
全世界的人都是一个物种吗？
马跟驴是一个物种吗？
二倍体西瓜和四倍体西瓜是一个物种吗？
3、地理隔离:
不同物种之间一般是不能够相互交配的，即使交配成功，也不能够产生可育的后代，这种现象叫生殖隔离。
2、生殖隔离：
由于地理上的障碍使得同种生物的不同种群间不能够发生基因交流的现象。
4、隔离在物种形成中的作用
河两岸具有不同的自然环境
地理隔离
生殖隔离
长期
形成新物种
物种形成的标志：
产生生殖隔离
加拉帕戈斯群岛的地雀
由于地理隔离而形成生殖隔离，形成了不同的物种。其过程十分缓慢!
不同小岛上的植被不同，果实大小不同所致。
地理隔离
自然选择2
变异类型2
变异类型1
自然选择1
基因频率的 改变
形成 .
突变和基因重组
定向
生殖隔离
有隔离一定会形成新物种吗？
种群
物种形成的基本环节
2、自然选择决定生物进化的方向
3、隔离是物种形成的必要条件
1、突变和基因重组产生进化的原材料
三、共同进化与生物多样性的形成
１.共同进化的资料
在自然界，一种植物专门由一种昆虫传粉的情形很常见，昆虫传粉的专门化对植物繁衍后代有什么意义？
１.共同进化
资料：
动物学家对生活在非洲大草原奥兰治河两岸的羚羊进行研究时发现，东岸的羚羊群的奔跑速度比西岸的羚羊每分钟竟快13米。为何差距如此之大？
经过观察和科学实验，动物学家终于明白，东岸的羚羊之所以强健，是因为它们附近有一个狼群，生存时时处于危险之中。
捕食者的存在是不是对被捕食者有害无益呢？
捕食
捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？
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。
不同物种间的共同进化
地球形成时原始大气中是没有氧气的，但是随着光合细菌的出现，使得大气中有了氧气
生物和无机环境间也存在共同进化。
2、共同进化的概念：
3、意义：
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。
通过漫长的共同进化过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种，而且形成了多种多样的生态系统，也就是形成了生物的多样性．
（二）、生物多样性的形成
1、生物多样性的内容：
⑵、物种多样性
⑴、基因多样性
⑶、生态系统多样性
2、形成生物多样性的原因：
长期自然选择的结果
3、研究生物进化的直接依据：
化石
化石——埋藏在地层中的古代生物的遗体、遗迹和遗物，石化后形成的。
是研究生物进化最直接的证据
（2）生物多样性的形成的进化历程
最早的生物化石－－古细菌（距今35亿年）
最早出现的生物是哪一类生物？
它们生活在什么环境中？
厌氧的单细胞生物，
它们生活海洋中。
13亿年前真核生物的红藻化石
34亿年前的古细胞化石
前寒武纪地层中的水母化石
前寒武纪生物
寒武纪之前(前寒武纪)，地球上的生命都是非常低级的，主要是一些单细胞生物、环节动物、节肢动物等。
多细胞生物大约是什么时期出现的？它们生活在什么环境？
大约是在寒武纪，生活在海洋中。
早古生代生物 （寒武纪）
进入早古生代，一些大型的古生物相继出现，如三叶虫、鹦鹉螺等。出现了生命演化史上的第一次繁荣景象。在中国云南澄江发现的寒武纪古生物是最有代表性的寒武纪生物群.
最早登陆的生物是植物还是动物？为什么？
植物，否则动物登陆后就会饿死。
一些海洋植物开始适应陆地生活，主要是蕨类植物。
陆地上还是一片荒芜，生物都生活在海洋中。
寒武纪时地球上的生态系统有什么特点？
中生代生物
中生代三叠纪生物复苏,开始出现水生爬行动物，如鱼龙、蛇颈龙等；侏罗纪是恐龙的天下，发现始祖鸟、中华龙鸟等，昆虫类也开始繁盛；白垩纪末期也是生物的灭绝时期，但开始出现被子植物
中生代陆地和海洋中的情况
始祖鸟
新生代少女化石和复原图
在白垩纪全部绝灭。恐龙的绝灭有利于哺乳动物的繁盛，使生物进化翻开了崭新的一页。
恐龙是什么时候灭绝的？恐龙的灭绝对生物多样性会产生怎样的影响？
生物的进化历程可概括为：
从原核生物到真核生物，从无性生殖到有性生殖，由简单到复杂，由水生到陆生，由低等到高等。
现代生物进化理论
是生物进化的基本单位
产生进化的原材料
决定生物进化的方向
导致物种形成
促进生物多样性的形成
核心是 。
自然选择学说
种群
突变和基因重组
自然选择
隔离
共同进化
1：种群基因频率的改变
2：自然选择、突变和基因重组
3：自然选择学说
4：基因、物种、生态系统
5：种群
6：生殖隔离
标志着物种的形成
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