第二节
现代生物进化理论的主要内容
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
生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群.
关键词：同时间，同地点，同种，全部
种群是生物进化的基本单位，也是繁殖的基本单位。
阅读114页的第三自然段，探究并回答问题。
种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。这句话表明种群在进化过程中还有什么重要作用？
下列属于种群的是
A.一块水田里的全部水稻 、水草
B.一块稻田里的全部幼蚜、有翅、无翅的成蚜
C.一块朽木上的全部真菌
D.一个池塘中全部鱼
下列关于种群的说法不正确的是
种群是生物进化的基本单位
种群是生物繁殖的基本单位
C.中国大陆上所有老虎是一个种群
D.同一种群的个体可以自由交配
B
C
性状是由基因控制的，因此研究生物的进化必须研究种群的基因组成和变化。如何分析种群的基因组成和变化？由此人们提出基因库和基因频率的概念。
在一个种群基因库中，某基因占全部等位基因的比率叫做基因频率。
什么是种群的基因频率？
什么是种群的基因库？
一个种群中全部个体所含有的全部基因叫这个种群的基因库。
某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, 褐色翅的基因位a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占30、60、10,那么A、a的基因频率是多少？（自读115页）
A+a=1
此种基因的个数

种群中全部等位基因的总数
在有性生殖过程中，如果符合以上的理想条件，
(1)该种群产生的 A 配子和 a 配子的比率各是多少?
A 60%
a 40%
A 60%
a 40%
36%
24%
16%
AA
Aa
Aa
24%
aa
(2)子代基因型的频率各是多少?
(3)子代种群的基因频率各是多少?
30%
30%
30%
10%
36%
48%
60%
40%
16%
36%
48%
16%
60%
(4)在讨论题2中的群体满足五个条件的情况下（理想状态种群）,计算子二代、子三代的基因频率与基因型频率；分析一下各代基因频率与基因型频率相同吗？
36%
48%
满足五个假设条件的种群是理想的种群,在自然条件下,这样的种群是不存在的.这也从反面说明了在自然界中,种群的基因频率迟早要发生变化,也就是说种群的进化是必然的.
（5）上述计算结果是在满足五个假设条件的基础上计算的，对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？特别是如果第⑤点假设（基因A和a都不产生突变,即没有基因突变和染色体变异）成立这与前面我们所学的基因突变的哪个特性相违背？
与基因突变的普遍性相违背。
（6）如果该种群出现新的突变型，也就是产生新的等位基因（A2），种群的基因频率会变化吗？基因A2的频率可能会怎样变化？
突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。
基因A2的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体是有益还是有害的，这往往取决于生物生存的环境。
用数学方法讨论基因频率的变化
——遗传平衡定律
遗传平衡定律是由英国数学家哈代和德国医生温伯格分别于1908年和1909年独立证明的，这一定律又称哈代——温伯格定律，它是指在一个极大的随机交配的种群中，在没有突变、选择和迁移的条件下，种群的基因频率和基因型频率可以世代相传不发生变化，保持平衡
已知：
种群中等位基因A和a的基因频率是A=p，a=q
因为(p＋q)=A%+a%=1，则
（p+q）2=p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=1
AA的基因型频率=p2；
aa的基因型频率=q2；
Aa的基因型频率=2pq
总 结
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、基因库、基因频率等概念
2、用数学方法讨论基因频率的变化（哈代定律）
判断下列是否为种群：
菜市场某摊位上所有的大白菜
中国大陆上所有的老虎
牧民羊圈中的2只山羊和6只绵羊
培正中学高二级的所有男生
大兴安岭所有成材的红松
×
×
×
×
×
种群：同时间，同地点，同种，全部
附加条件：①不是机械的集合，应为有机整体
②彼此之间可以交配
下列关于基因库的叙述正确的是
A.一个种群中一个个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库
B.一个种群中全部个体所含有的显性基因叫做这个种群的基因库
C.一个种群中全部个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库
D.一个种群的基因库会随着种群中一代一代的死亡而消减和灭亡
C
AA、Aa、aa的个体分别占24%、72%、4%，那么
A、a的基因频率是多少？
A. 36%和64% B. 57%和43%
C. 24%和72% D. 60%和40%
D
某种基因的基因频率=
某种基因的纯合子频率+1/2杂合子频率
A=24% +1/2 × 72% = 60%
据调查得知，某学校的学生中各血型的比率如下：
A型：IAIA 20% IAi 30%
B型：IBIB 10% IBi 20%
AB型：IAIB 10%
O型：ii 10%
计算IB的基因频率。
10% + 1/ 2（ 10% + 20%）
= 25%
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，患者为5人；男性患者为11人，那么这个群体中色盲基因的频率为多少？
A．12 ％ B．9 %
C．6 % D．4.5 %
C
如果在一个种群中，基因型AA的比例占25％，基因型Aa的基因型占50％，基因型aa的比例占25％，已知基因型aa的个体失去求偶和繁殖的能力，则随机交配一代后，基因型aa的个体占的比例为
A.1/16 B.1/9 C.1/8 D.1/4
B
某地区每10000人中有一个白化病患者，求该地区一对正常夫妇生下一个白化病小孩的几率。
1/10201
(二)突变和基因重组产生进化的原材料
基因突变的特点和意义分别是什么?
特点:普遍，随机，低频，害多利少，不定向
意义:产生新基因，是生物变异的根本来源
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。为什么还能够改变种群中的基因频率呢？
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。
此外，突变的有害还是有利也不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。
探究：自然选择对种群基因频率的影响
长满地衣的树干上的桦尺蠖
(三)自然选择决定生物进化的方向
黑褐色树干上的桦尺蠖
用数学方法研究桦尺蠖基因频率变化的情况：
1870年桦尺蠖的基因型频率为SS 10%，Ss 20%，ss 70%，工业发展，污染加重，树干变黑后不利于浅色桦尺蠖的生存，假如浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%，以后的几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？
70.7%
26%
29.3%
14.6%
56.1%
60.9%
26.1%
73.9%
29.3%
13.1%
升高
降低
根据上面的数据分析，变黑的环境对桦尺蠖产生了什么样的影响？
在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？
环境变黑, 浅色(s)的基因频率减少，深色(S)的基因频率增加
表现型，因为天敌看到的是桦尺蠖的体色，而不是控制体色的基因。
自然选择使基因频率发生定向改变，决定生物进化方向
2.影响基因频率的因素：
( ),基因重组和( )
3.生物进化的实质就是：
1.种群是生物进化的单位，也是生物( )的单位。
繁殖
种群的基因频率发生改变
总 结
突变
自然选择
4.( )决定生物进化的方向
自然选择
二、隔离与物种的形成
物种：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。
不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代，这种现象叫生殖隔离。
不是，因为它们的后代骡没有生殖能力
马和驴是不是一个物种？
1.马（2N＝64）和驴（2N＝62）杂交能产生后代称骡，骡能够正常发育，但不能生育，这种情况称之为（ ）
2.产生上述情况的原因主要是
A.染色体结构发生了变化
B.马和驴的遗传物质有本质区别
C.发生突变
D.减数分裂过程中联会紊乱
生殖隔离
D
在自然界，同一种生物由于地理上的障碍而形成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象，叫做地理隔离。
隔离
地理隔离
生殖隔离
隔离：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象叫做隔离。
地理隔离
突变、基因重组、自然选择
生殖隔离
新物种
加拉帕戈斯群岛的几种地雀
南美洲地雀
漫长的地理隔离往往会导致生殖隔离
资料分析:隔离在物种形成中的作用
总结
以（ ）为核心的现代生物进化理论，其基本观点是（ ）是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群（ ）的改变。（ ）（ ）及（ ）是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成。在这个过程中，（ ）产生生物进化的原材料，（ ）使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，（ ）是新物种形成的必要条件。
自然选择学说
种群
基因频率
突变和基因重组
自然选择
隔离
突变和基因重组
自然选择
隔离
三、共同进化与生物多样性的形成
1、共同进化 生物与生物之间
生物与无机环境之间

2、生物多样性的形成
基因多样性
（1）生物多样性的内容 物种多样性
生态系统多样性
（2）生物多样性形成的进化历程
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。

3、生物进化理论在发展
生命诞生的场所是（　　　　）
A、陆地 B、海洋 C、空中 D、ABC都是

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

下列能提高生物多样性的是（　　　　）
A、把生物进行分类 B、来自共同祖先的的遗传
C、用进废退 D、不同环境的自然选择
B
Ｄ
Ｄ
再见
例如：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 × 108 = 2 × 107
种群中突变的特点：突变数很大、随机、不定向
种群基因重组的结果：产生更多可遗传变异、不定向