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1、第7章 现代生物进化理论 第2节 现代生物进化理论的主要内容 人教版必修2 生命的历程生命的历程 如果在灰色翅 基因型为aa 昆虫的群体中偶然出现一 支黑褐色翅 基因型为Aa 的变异个体 且黑褐色比灰色更不 容易捕食 那么 昆虫的翅色将怎样变化 出现有利变异个体内的有利基因只有在群体中 通过有性生殖才能世代延续 另外有利变异的个 体的后代不一定能真实遗传 因此 研究生物的 进化 仅仅研究个体的表现形式是否与环境相适 应是不够的 还需要研究群体的基因组成的变化 这个群体就是种群 一 种群的基因频率的改变与生物进化一 种群的基因频率的改变与生物进化 种群是生物进化的种群是生物进化的单位单位 指 指
2、生活在同一地点的同种生物生活在同一地点的同种生物 个体的总和个体的总和 种群基因库 种群基因库 一个种群所含有的全部基因一个种群所含有的全部基因 基因频率 基因频率 某基因在某个种群中出现的比例 某基因在某个种群中出现的比例 基因频率 某染色体上某基因的数目基因频率 某染色体上某基因的数目 该基因的等位基因该基因的等位基因 的总数的总数 基因型频率 特定基因型的个体基因型频率 特定基因型的个体 总个体数总个体数 遗传平衡时 基因频率和基因型频率有如下关系 即遗遗传平衡时 基因频率和基因型频率有如下关系 即遗 传平衡公式 传平衡公式 p p A A q q a a 2 2 p p 2 2 AAA
3、A 2pq2pq AaAa q q 2 2 aaaa 生物进化的实质 生物进化的实质 种群的基因频率发生变化的过程种群的基因频率发生变化的过程 一个生物 种 或 物种 与种群有何区别 物种可以分布在不同的自然界的不同区域 只 有在可以发生随即交配 繁衍 使基因能够世代传 得一定区域内的同种全部个体的集合才是一个种群 自然界的物种实际上是以一个个种群存在的 种群 是物种繁衍 进化的基本单位 自然界种群的基因频率能世代不变吗 为什么 该种群非常大 所有的雌雄个体都能自由交配 没有迁入和迁出 自然选择对不同表现型的生 物个体没有作用 这对基因不发生突变和携带者对 基因的染色体不发生异常 二 突变与基
4、因重组产生进化的原材料 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 三 自然选择决定了生物进化的方向 原因 淘汰不利变异基因 积累有利变异基因 结果 使基因频率定向改变 四 隔离导致物种的形成 物种 物种是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 而且在自然状态下能够相互交配 和繁殖 并能够产生可育后代的一群生物个体 隔离 不同种群间的个体 在自然条件下不能发生基因 交流 的现象 地理隔离 地理隔离在物种形成中起着促进性状分歧的 作用 是生殖隔离必要的先决条件 生殖隔离 a 生态隔离 b 季节隔离 c 性
5、别隔离 心理隔离或行为隔离 d 机械隔离 e 不亲合性 f 杂种不活 g 杂种不育 由地理隔离发展到生殖隔离是大多数物种形成的基本因 素 现代生物进化理论的基本观点是 进化的基本单位是种群 进化的实质是种群基因频率的改变 物种形成的基本环节是 突变和基因重组 提供进化的原材料 自然选择 基因频率定向改变 决定进化的方向 隔离 物种形成的必要条件 一 共同进化 任何一个物种都不是单独进化的 1 共同进化的实例 生物与生物之间 例 兰花和专门给它传粉的昆虫 猎豹与鹿 五 共同进化与生物多样性的形成 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
6、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 2 捕食等在共同进化中的作用 淘劣保优 双向选择 控制个体数量 有利多样性发展 共同进化还有生物进化与无机环境 变化的关系 例 生物的新陈代 谢类型由原始异养 厌氧 自养厌氧 自养需氧 生物进化历程示意图 3 共同进化的概念 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 二 生物多样性的形成 基因多样性 物种多样
7、性 生态系统多样性 生物多样性 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 1 生物多样性三层次的内容 1 生物的结构 简单 复杂 2 生物的等级 低等 高等 3 细胞的结构 原核细胞 真核细胞 4 生物的细胞组成 单细胞 多细胞 5 生殖方式 无性生殖 有性生殖 6 代谢方式 原始异养厌氧 自养厌氧 自养需 氧 7 生态成分 生产者 分解者两极生态系统 生 产者 消费者 分解者三极生态系统 8 生活环境 水生 水陆两栖 陆生 2 生物多样性的进化历程 1 分子进化与中性学说 这一学说认为 基因突变对生物适应的影响 不是非益即害或非害即益
8、 绝大多数突变都是中 性突变 生物体内的大分子都是以一定的速率进 化着 这一速率与种群的大小 物种的生殖力以 及生物世代的长短都无关 也不受环境因素的影 响 因此对于这些中性突变不会发生自然选择与 适者生存的情况 生物的进化主要是中性突变在 自然群体中进行随机的 遗传漂变 的结果 而与 选择无关 也就是说 遗传漂变才是分子进化的 基本动力 基因频率因偶然的机会 而不是由于选择 而发生变化 这种现象称为遗传漂变 三 生物进化理论在发展 例 不同生物的细胞色素c与人的 比较 生物名称 氨基酸 差别 生物名称 氨基酸 差别 黑猩猩 猕猴 袋鼠 豹 马 鸡 响尾蛇 0 1 10 1l 12 13 14
9、 金枪鱼 鲨鱼 天蚕蛾 小麦 链孢霉 酵母菌 21 23 31 35 43 44 从上表中可以看出 黑猩猩与人的亲源关系最近 酵母菌与人的亲源关系最远 2 渐变论与骤变论 传统的进化理论认为生物的进化是渐变式的 但渐变式的进化难以解释下面两个问题 问题一 生物化石的记录所显示的大多不是 渐变式的进化 而是跳跃式的进化 问题二 如果生物演变是渐进的 那么各种 适应性的器官结构在尚未发展完善之前 即在还 没有发展到有适应功能之前是怎样逃脱自然选择 的压力的 所以骤变式进化理论认为 生物的进化起源 于大突变 特别是某些调节基因的突变 3 生物进化理论在发展 生物的进化如此复杂 现有的进化理 论所不能
10、解释的问题比已经解释的问 题还要多 在这些学说中 以自然选 择为核心的进化理论比其他学说的影 响要广泛而深远 它仍然是以后各个 方面研究的一个基础 进化理论同其 他科学理论一样 它不会停滞不前 它还在发展 小结 共同进化与生物多样性的形成 1 共同进化 不同物种间的共同进化 生物与无机环境之间的相互影响和共同演变 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 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 由异养厌氧到自养需氧 3 生物进化理论在发展 含义 本章总结
11、 1 现在许多学者认为 生物进化的基本单位是 A 生物个体 B 同种生物的全部个体 C 种群 D 生活在一起的全部生物 2 根据现代生物进化理论 下列符合种群概念的是 A 太平洋里全部的鱼 B 中华人民共和国国土上的所有人 C 稻田里全部的蛇 D 草原上的灰仓鼠 3 下列有关种群基因库的叙述中 不正确的是 A 一个种群的基因库包括这个种群所含有的全部基因 B 生物的个体总是要死亡的 但基因库却因种群个体的繁殖而 代代相传 C 种群中每个个体含有种群基因库的全部基因 D 基因突变可改变基因库的组成 4 以下属于种群范畴的是 A 一座山上所有的马尾松 B 一块草地上所有的昆虫 C 一个池塘内所有的
12、鱼类 D 一个公园内所有的树木 C B C A 练习 5 已知人眼的褐色 A 对蓝色 a 是显性 在一个有30000 人的人群中 蓝眼的人3600人 褐眼的有26400人 其中纯合体 有12000人 那么 在这一个人群中A和a的基因频率分别为 A 0 64和0 36 B 0 36和0 64 C 0 50和0 50 D 0 82和0 18 6 在某一个人群中 已调查得知 隐性性状者为16 问该性 状不同类型的基因型频率是多少 按AA Aa aa顺序排列答案 A 0 36 0 48 0 16 B 0 48 0 36 0 16 C 0 16 0 48 0 36 D 0 16 0 36 0 48 A A 7 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 8 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 9 捕食者在生物进化中的作用是 A 促进种群的发展 B 有利于增加物种多样性 C 减少种群数量 D 减少物种的多样性
