第七章第七章 生物的进化生物的进化 大约在大约在40亿年前，地球上出现了原始的亿年前，地球上出现了原始的生命经过漫长的生物进化历程，生物生命经过漫长的生物进化历程，生物由简单、低等逐步向复杂、高等发展由简单、低等逐步向复杂、高等发展 生物为什么会进化呢？？达尔文的自然选择学说作出了解释 自然选择学说自然选择学说主要内容主要内容：：1、、过度繁殖过度繁殖2、、生存斗争生存斗争3、、遗传和变异遗传和变异4、、适者生存适者生存 1、过度繁殖、过度繁殖任何生物都具有很强的繁殖能力，能产生任何生物都具有很强的繁殖能力，能产生大量的后代大量的后代如一棵一年生的植物，即使每年只产如一棵一年生的植物，即使每年只产生两粒种子，经过生两粒种子，经过20年，后代的数目年，后代的数目就能超过就能超过100万万棵又又如，象的寿命可达如，象的寿命可达100岁，如果每对象一年岁，如果每对象一年生产生产6头小象，经过头小象，经过740年年~750年，一对象的年，一对象的后代就可达后代就可达1900万万头 过度繁殖：过度繁殖： 各种生物都具有很强的繁殖能力，产生很 各种生物都具有很强的繁殖能力，产生很多的后代远远超过环境的承受能力。
多的后代远远超过环境的承受能力荚迷荚迷鱼鱼群群 人可能是繁殖能力最小的！一对夫妻最多 人可能是繁殖能力最小的！一对夫妻最多的能产生十几个子女若以每对夫妻平均生三的能产生十几个子女若以每对夫妻平均生三个子女，平均个子女，平均3030年传递一代计算，每隔年传递一代计算，每隔5050年人年人口就将增加一倍只需数百年时间世界人口就口就将增加一倍只需数百年时间世界人口就将达到几万亿人，显然，这是不可能的！将达到几万亿人，显然，这是不可能的！ 动物、植物和微生物的繁殖能力比人强很 动物、植物和微生物的繁殖能力比人强很多很多倍！若全部后代都能成活下来，只要很多很多倍！若全部后代都能成活下来，只要很短时间就会超出环境的承受能力！短时间就会超出环境的承受能力！ 2、生存斗争、生存斗争（（2）类型：）类型：（（1）原因：）原因：①①生物的过度繁殖生物的过度繁殖②②生物赖以生存的生活条件（如食物生物赖以生存的生活条件（如食物和空间）有一定的限度和空间）有一定的限度(3) 结果结果:大量生物个体死亡，少量生物个大量生物个体死亡，少量生物个体生存体生存与与无机自然环境的斗争无机自然环境的斗争种内斗争种内斗争种间斗争种间斗争 3、遗传和变异、遗传和变异（（1）具有普遍性）具有普遍性（（2）变异有的对生物生存有利，有的则不）变异有的对生物生存有利，有的则不利，利，变异具有不定向性。
变异具有不定向性但具有有利变异的但具有有利变异的个体（即其性状适应环境的），易在生存斗个体（即其性状适应环境的），易在生存斗争中获胜而生存下去，并留下后代争中获胜而生存下去，并留下后代3）有利变异可以传给下一代有利变异可以传给下一代 4、、适者生存适者生存（（1）概念：）概念：在在生存斗争中生存下来的生物都是对环境能生存斗争中生存下来的生物都是对环境能适应的，被淘汰的生物是对环境不适应的适应的，被淘汰的生物是对环境不适应的2）例：）例：A、、同一环境下的植物，长得快的会比长得同一环境下的植物，长得快的会比长得慢的占有广大的地盘，因此发育就好、开花慢的占有广大的地盘，因此发育就好、开花结实就多结实就多B、、跑得快的动物比跑得慢的更易得到食跑得快的动物比跑得慢的更易得到食物并逃避敌害物并逃避敌害自然选择自然选择——适者生存、不适者被淘汰适者生存、不适者被淘汰的过的过程是通过程是通过生存斗争生存斗争实现的自然选择的自然选择的结果结果—— 使使生存下来的生物产生生存下来的生物产生适应性适应性 例：长颈鹿的进化过程例：长颈鹿的进化过程长颈鹿的始祖长颈鹿的始祖现代长颈鹿现代长颈鹿 变异是不定向变异是不定向个体差异个体差异适者生存，适者生存，不适者淘汰不适者淘汰适应环境新类型适应环境新类型内因内因动力动力生存斗争生存斗争逐代逐代遗传积累遗传积累内因内因长颈鹿祖先发生变异长颈鹿祖先发生变异个体有长颈长前肢的也个体有长颈长前肢的也有短颈短前肢的有短颈短前肢的长颈长前肢生存长颈长前肢生存逐代选择逐代选择现代长颈鹿现代长颈鹿缺乏青草的环境下缺乏青草的环境下自自然然选选择择实例实例生物进化过程生物进化过程 结论：对生物进化的解释结论：对生物进化的解释1、选择材料、选择材料—— 由由变异提供变异提供2、内在因素、内在因素——遗传和变异遗传和变异3、进化方向、进化方向——由由自然选择决定自然选择决定4、进化动力、进化动力—— 生存斗争生存斗争 自然选择学说自然选择学说1、过度繁殖、过度繁殖2、生存斗争、生存斗争3、、遗传和变异遗传和变异 4、、适者生存适者生存意义：意义：（1）解释了生物进化的原因生物进化的原因。
2）解释了生物的适应性和多样性不足：不足：对遗传和变异未能做出本质的阐明 二、现代生物进化理论二、现代生物进化理论（一）种群是生物进化的单位（一）种群是生物进化的单位1.种群种群定义：生活在同一地点的同种个体总和定义：生活在同一地点的同种个体总和特点：彼此可以交配实现基因交流特点：彼此可以交配实现基因交流2.基因库：基因库： 种群的全部个体所含有的全部基因种群的全部个体所含有的全部基因 时空条件时空条件组成和数量组成和数量生殖和遗传组成生殖和遗传组成一个池塘一个池塘一片草地一片草地全部鲤鱼全部鲤鱼所有蒲公英所有蒲公英相互交配，交流基相互交配，交流基因因相互交配，交流基相互交配，交流基因因一定自然区域一定自然区域同种生物个体总同种生物个体总和和群体共有全部基因群体共有全部基因种群种群基因库基因库 猕猕 猴猴某一地区的全部猕猴是某一地区的全部猕猴是一个种群吗？一个种群吗？一个池塘的全一个池塘的全部鱼是不是一部鱼是不是一个种群？个种群？ （一）种群是生物进化的单位（一）种群是生物进化的单位２、种群全部个体所含的全部基因叫做这个种２、种群全部个体所含的全部基因叫做这个种群的群的基因库基因库，其中每个个体所含的基因只是基，其中每个个体所含的基因只是基因库的一部分。
因库的一部分 这些金鱼各自有这些金鱼各自有自己的基因，共同构自己的基因，共同构成了种群的基因库成了种群的基因库它们各自的基因都是它们各自的基因都是基因库的一部分个基因库的一部分个体数目越多，个体间体数目越多，个体间的差异越大，基因库的差异越大，基因库也就越大也就越大 例：从某个种群中随机抽出例：从某个种群中随机抽出100个个体，测知个个体，测知基因型为基因型为AA、、Aa、、aa的个体分别是的个体分别是30、、60和和10个，那么个，那么A和和a的基因频率各是多少？的基因频率各是多少？解：解：100个个体的总基因数为个个体的总基因数为100×2﹦ ﹦200个个其中其中A基因为基因为30×2﹢ ﹢60=120个个a基因为基因为60+10×2=80个个那么，那么，A基因的基因频率为：基因的基因频率为：120200= 60%a 基因的基因频率为：基因的基因频率为：80200=40% 1.一个种群中有一个种群中有AA18个，个，Aa78个，个，aa4个算这个种群中这个种群中A和和a的频率2.一个种群中有一个种群中有AA占占30％，％，Aa60％，％，aa占占10％算这个种群中％算这个种群中A和和a的频率。
的频率3.一个种群中有某隐性性状者为一个种群中有某隐性性状者为16％，求该性％，求该性状的其他基因型的频率状的其他基因型的频率个体中的总基因数为个体中的总基因数为200，，A占占(18×2+78)/200=57％％a占（占（78＋＋4×2））/200=43%通过基因型频率计算基因频率，一个等位基因的频率等于它的通过基因型频率计算基因频率，一个等位基因的频率等于它的纯合体频率与纯合体频率与1/2杂合体频率之和，则杂合体频率之和，则A占占60％，％，a占占40％％由由aa占占16％知，％知，a的基因频率为的基因频率为40％，则％，则A的基因频率为的基因频率为60％，％，AA占占36％，％，Aa占占24％％×2＝＝48％％ 3 3生物进化其实就是种群基因频率改变的过程生物进化其实就是种群基因频率改变的过程 人类把鲫鱼的后人类把鲫鱼的后代培育成金鱼，实质代培育成金鱼，实质就是通过选择改变基就是通过选择改变基因频率从图中看，因频率从图中看，显然红色基因的频率显然红色基因的频率显著提高了显著提高了如：假设一群金鱼有如：假设一群金鱼有1000条，它们有条，它们有2000个颜色基因，其中纯个颜色基因，其中纯合灰色合灰色200条，杂合的有条，杂合的有400条，红色的有条，红色的有400条。
则灰色基因频条则灰色基因频率为？率为？红色基因频率为？红色基因频率为？（（200*2+400））/2000=40%（（400*2+400））/2000=60% 3.基因频率基因频率：某种基因在某个种群中：某种基因在某个种群中出现的比例出现的比例 特点：频率可变特点：频率可变 种群基因频率改变的原因：种群基因频率改变的原因：基因突变、基因重组、自然选择基因突变、基因重组、自然选择4.生物进化的实质：是种群基因频率生物进化的实质：是种群基因频率的改变结论：种群是进化的基本单位结论：种群是进化的基本单位 1．现在许多学者认为，生物进化的基本单位是．现在许多学者认为，生物进化的基本单位是 （（ ））A．．生物个体 生物个体 B．．同种生物的全部个体同种生物的全部个体 C．．种群 种群 D．．生活在一起的全部生物生活在一起的全部生物2．根据现代生物进化理论．根据现代生物进化理论,下列符合种群概念的是下列符合种群概念的是 （（ ））A. 太平洋里全部的鱼 太平洋里全部的鱼 B. 中华人民共和国国土上的所有人中华人民共和国国土上的所有人C. 稻田里全部的蛇稻田里全部的蛇 D. 草原上的灰仓鼠草原上的灰仓鼠3．下列有关种群基因库的叙述中，不正确的是．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代代相传C. 种群中每个个体含有种群基因库的全部基因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基因突变可改变基因库的组成 4.4.以下属于种群范畴的是：以下属于种群范畴的是： A A．．一座山上所有的马尾松一座山上所有的马尾松 B B．．一块草地上所有的昆虫一块草地上所有的昆虫 C C．．一个池塘内所有的鱼类一个池塘内所有的鱼类 DD．．一个公园内所有的树木一个公园内所有的树木CBCA 现代生物进化理论现代生物进化理论1、、种群是生物进化的单位种群是生物进化的单位2、、突变和基因重组产生进化的原材料突变和基因重组产生进化的原材料3、、自然选择决定生物进化的方向自然选择决定生物进化的方向4、、隔离导致物种形成隔离导致物种形成 突变和基因重组产生进化的原材料突变和基因重组产生进化的原材料1.突变和基因重组是可遗传变异的主要来源突变和基因重组是可遗传变异的主要来源2.对于单个基因来说，自发突变的频率很底；对于单个基因来说，自发突变的频率很底；但对于种群来说，突变数很大但对于种群来说，突变数很大3.突变的有害或有利并不是绝对的，而是取突变的有害或有利并不是绝对的，而是取决于生物的生存环境决于生物的生存环境 实例：实例：在经常在经常刮大风刮大风的海岛上，无翅的海岛上，无翅或残翅的昆虫特别多或残翅的昆虫特别多 为什么为什么会有这一种现象？和自然环境会有这一种现象？和自然环境有联系吗？有联系吗？ 一种果蝇的突变体在一种果蝇的突变体在21摄氏度的气温下，生摄氏度的气温下，生存能力很差，但是，当气温上升到存能力很差，但是，当气温上升到25.5摄氏摄氏度时，突变体的生存能力大大提高了。
这说度时，突变体的生存能力大大提高了这说明：明：A.突变是不定向的突变是不定向的B.突变是随机发生的突变是随机发生的C.突变的有害或有利取决于环境条件突变的有害或有利取决于环境条件D.环境条件的变化对突变体都是有利的环境条件的变化对突变体都是有利的C种群中产生大量不定向的可遗传变异提供生物进化种群中产生大量不定向的可遗传变异提供生物进化的原材料，但不能决定生物进化的方向的原材料，但不能决定生物进化的方向 看下面的材料六看下面的材料六：：桦尺蠖的体色受一对等位基因桦尺蠖的体色受一对等位基因S和和s控控制制,黑色黑色(S)对浅色对浅色(s)是显性下表是是显性下表是英国曼彻斯特地区英国曼彻斯特地区19世纪到世纪到20世纪，世纪，桦尺蠖基因桦尺蠖基因S与与s的频率变化分析这的频率变化分析这一事实，说明了什么？一事实，说明了什么？等位基因等位基因19世纪中叶世纪中叶工业落后工业落后20世纪世纪工业发达工业发达S黑黑5%95%s浅浅95%5% 黑褐色树干上的桦尺蠖黑褐色树干上的桦尺蠖 深色个体占多数深色个体占多数被污染的环境，使得浅色型桦尺蠖容易被鸟类捕食而处于选被污染的环境，使得浅色型桦尺蠖容易被鸟类捕食而处于选择劣势，黑色型桦尺蠖具有保护色而处于选择优势。
择劣势，黑色型桦尺蠖具有保护色而处于选择优势这这表明，自然选择通过保留有利基因型个体和淘汰不利基因表明，自然选择通过保留有利基因型个体和淘汰不利基因型个体，导致种群基因频率的定向变化，即进化型个体，导致种群基因频率的定向变化，即进化 1．物种的定义．物种的定义2．物种区分的主要依据是：．物种区分的主要依据是： 有无生殖隔离：种间隔离有无生殖隔离：种间隔离3．物种形成的原因：．物种形成的原因： 突变和基因重组、突变和基因重组、 自然选择、隔离综合作用自然选择、隔离综合作用 的结果的结果（四）隔离导致物种的形成（四）隔离导致物种的形成 2 2、、19971997年，上海中心血站调查了年，上海中心血站调查了17881788个个MNMN血型血型者，其中者，其中397397人是人是M M型（型（L LM ML LM M），），861861人是人是MNMN型型（（L LM ML LN N ）） ，，530530人是人是N N型（型（L LN NL LN N）请分别计算请分别计算L LM M和和L LN N的基因频率的基因频率解析：解析：M M型者含有两个型者含有两个L LM M基因，基因，MNMN型者含有一个型者含有一个L LM M，，一个一个LNLN基因，基因，N N型者含有两个型者含有两个L LN N基因基因L LM M%=%=2×397+8612×397+8612×17882×1788×100%=46.3%×100%=46.3%L LN N%=%=2×530+8612×530+8612×17882×1788×100%=53.7%×100%=53.7% 1.1.在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其 中，基因型为中，基因型为AAAA的个体占的个体占18%18%，基因型为，基因型为AaAa的的 个体占个体占78%78%，基因型为，基因型为aaaa的个体占的个体占4%4%。
基因基因A A 和和a a的频率分别是（的频率分别是（ ）） A A．．18%18%、、82% B82% B．．36%36%、、64%64% C C．．57%57%、、43% D43% D．．92%92%、、8%8%2.2.据调查得知，某小学的学生中基因型比例为：据调查得知，某小学的学生中基因型比例为： XBXB∶XBXb∶XbXb∶XBY∶XbY = = 44%∶5%∶1%∶43%∶7% 44%∶5%∶1%∶43%∶7%，， 则则Xb的基因频率为（的基因频率为（ ）） A A．．13.2% B13.2% B．．5% 5% C C．．14% D14% D．．9.3%9.3%CD 假设一个平衡群体中的假设一个平衡群体中的1 1、一对等位基因、一对等位基因A A、、a a，，2 2、基因、基因A A的频率为的频率为p p ，， 基因基因a a的频率为的频率为q q ，，3 3、（、（p+qp+q=1=1）。
随机交配，）随机交配，4 4、可知：、可知： （（1 1））AA=pAA=p2 2 AaAa=2pq =2pq aaaa=q=q2 2 （（2 2））p p2 2+ 2 + 2 pqpq+ q+ q2 2=1=1♂(pA+qa)×♀(pA+qa)=p2AA+2pqAa+q2aa=1三、利用遗传平衡定律求解基因频率和基因型频率三、利用遗传平衡定律求解基因频率和基因型频率 5．已知人眼的褐色（．已知人眼的褐色（A））对蓝色（对蓝色（a））是显性在一个有是显性在一个有30000人的人群中，蓝眼的人人的人群中，蓝眼的人3600人，褐眼的有人，褐眼的有26400人，其中纯合体人，其中纯合体有有12000人那么，在这一个人群中人那么，在这一个人群中A和和a的基因频率分别为的基因频率分别为 A 0.64和和0.36 B 0.36和和0.64 C 0.50和和0.50 D 0.82和和0.186．在某一个人群中，已调查得知，隐性性状者为．在某一个人群中，已调查得知，隐性性状者为16％，问该性％，问该性状不同类型的基因型频率是多少？（按状不同类型的基因型频率是多少？（按AA、、Aa、、aa顺序排列答案）顺序排列答案） A 0.36 0.48 0.16 B 0.48 0.36 0.16C 0.16 0.48 0.36 D 0.16 0.36 0.48（（A））（（A）） 。