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1、第20讲：生物进化复习重点1、理解现代生物进化理论的重要内容2、掌握基因频率的计算方法。3、理解隔离在物种形成中的的作用。4、共同进化与生物多样性的形成。 如何运用生物进化观点解释某些生物现象（害如何运用生物进化观点解释某些生物现象（害虫抗药性的产生）。虫抗药性的产生）。复习难点现代生物进化理论的基础：达尔文自然选择学说达尔文自然选择学说(1)写出上图图示序号所代表的自然选择学说的主写出上图图示序号所代表的自然选择学说的主要内容：要内容： ； ； ； 。过度繁殖过度繁殖生存斗争生存斗争遗传变异遗传变异适者生存适者生存(2)意义：科学地解释了意义：科学地解释了 的原因和的原因和 形形成的原因。成
2、的原因。(3)局限性：局限性：对对 的本质不能做出科学的解释。的本质不能做出科学的解释。对生物进化的解释局限于对生物进化的解释局限于 水平。水平。强调物种形成都是强调物种形成都是 的结果，不能很好地解释的结果，不能很好地解释物种大爆发等现象。物种大爆发等现象。生物进化生物进化生物多样性生物多样性遗传变异遗传变异个体个体自然选择自然选择例题例题例题例题用达尔文进化学说的观点来判断下列叙述，其中用达尔文进化学说的观点来判断下列叙述，其中用达尔文进化学说的观点来判断下列叙述，其中用达尔文进化学说的观点来判断下列叙述，其中正确正确正确正确的是（的是（的是（的是（ ）A.A.长长长长颈颈颈颈鹿鹿鹿鹿经经
3、经经常常常常努努努努力力力力伸伸伸伸长长长长颈颈颈颈和和和和前前前前肢肢肢肢去去去去吃吃吃吃树树树树上上上上的的的的叶叶叶叶子子子子，因因因因此此此此颈颈颈颈和和和和前前前前肢肢肢肢都都都都变变变变得得得得很很很很长；长；长；长；B.B.北极熊生活在冰天雪地的环境里，它们的身体产生了定向的白色变异；北极熊生活在冰天雪地的环境里，它们的身体产生了定向的白色变异；北极熊生活在冰天雪地的环境里，它们的身体产生了定向的白色变异；北极熊生活在冰天雪地的环境里，它们的身体产生了定向的白色变异；C.C.野兔的保护色和鹰锐利的目光，是他们长期互相选择的结果；野兔的保护色和鹰锐利的目光，是他们长期互相选择的结果
4、；野兔的保护色和鹰锐利的目光，是他们长期互相选择的结果；野兔的保护色和鹰锐利的目光，是他们长期互相选择的结果；D.D.在长期有毒农药的作用下，农田害虫产生了抗药性。在长期有毒农药的作用下，农田害虫产生了抗药性。在长期有毒农药的作用下，农田害虫产生了抗药性。在长期有毒农药的作用下，农田害虫产生了抗药性。1、种群是生物进化的单位，进化的种群是生物进化的单位，进化的实质是种群基因频率的改变实质是种群基因频率的改变2、突变和重组产生进化的原材料、突变和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、隔离是物种形成的必要条件、隔离是物种形成的必要条件 5、共同进化导致生
5、物多样性的形成、共同进化导致生物多样性的形成现代生物进化理论的内容现代生物进化理论的内容一、种群是生物进化的单位一、种群是生物进化的单位基本概念基本概念1、种群、种群:指生活在一定的指生活在一定的区域区域内的内的同种同种生物生物全部全部个体的总和。个体的总和。2.2.种群基因库：一个种群的种群基因库：一个种群的全部个体全部个体所含有的所含有的全部基因全部基因，叫做，叫做这个种群的基因库这个种群的基因库。3 3、基因型频率、基因型频率：在一个种群基因库中，某种基因型占全部个体在一个种群基因库中，某种基因型占全部个体的比率的比率。 基因频率基因频率该基因的总数该基因的总数 / / 该等位基因的总数
6、该等位基因的总数4 4、基因频率、基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。因数的比率。关于种群基因频率的计算关于种群基因频率的计算1 1、利用个体数目计算基因频率、利用个体数目计算基因频率某基因频率某基因频率= = 该等位该等位基因的总数基因的总数某基因的数目某基因的数目例例2 2、对某学校的学生进行色盲遗传病调查得知，、对某学校的学生进行色盲遗传病调查得知，780780名女名女生中有患者生中有患者2323人，携带者人，携带者5252人，人，820820名男生中有名男生中有755755人正常，人正常，则该群体中色盲基因的频率为则该群
7、体中色盲基因的频率为6.8%例例1 1、从某生物种群中随机抽出、从某生物种群中随机抽出20002000个个体，测知基因型为个个体，测知基因型为AAAA、AaAa、aaaa的个体数分别是的个体数分别是600600、12001200、200200个。则基因个。则基因A A和和a a的基因频率分别是：的基因频率分别是： A：60%；a：40%例例3 3、某一种群中、某一种群中, ,调查得知基因型为调查得知基因型为AAAA、AaAa的频率分的频率分别为别为32%32%、49%49%，则，则A A基因的频率为基因的频率为2 2、利用基因型频率计算基因频率、利用基因型频率计算基因频率某基因频率某基因频率
8、= = 它的纯合子频率它的纯合子频率 + 1/2杂合子频率杂合子频率56.5%关于种群基因频率的计算关于种群基因频率的计算例例4、某小学的学生中基因型比率为、某小学的学生中基因型比率为XBXB：XBXb：XbXb：XBY：XbY=44%：5%：1%：43%：7%，则，则Xb的基因频率为（的基因频率为（ ）A.13.2% B.5% C.14% D.9.3%D3 3、利用遗传平衡定律计算、利用遗传平衡定律计算前提条件：前提条件：公式：公式：(p+q)(p+q)2 2 = p= p2 2 + 2pq + q+ 2pq + q2 2 =1=1P P2 2：AAAA基因型的频率基因型的频率 q q2 2
9、 ：aaaa基因型的频率基因型的频率2pq 2pq ：AaAa基因型的频率基因型的频率p p： A A基因频率基因频率 q q ：a a基因频率基因频率关于种群基因频率的计算关于种群基因频率的计算种群大、种群大、随机交配随机交配、无突变发生、无突变发生、无新基因加入、无自然选择无新基因加入、无自然选择利用利用遗传平遗传平衡定律求基因频率衡定律求基因频率例：人类的苯丙酮尿症是代谢疾病，由隐性基因例：人类的苯丙酮尿症是代谢疾病，由隐性基因(a)(a)控制。如果群控制。如果群体的发病率为体的发病率为1/1001/100。随机婚配的群体中，后代。随机婚配的群体中，后代AAAA、AaAa、aaaa三种基
10、三种基因型出现的频率分别是多少？因型出现的频率分别是多少？0.81、0.18、0.01例：例：人类的苯丙酮尿症是代谢疾病，由隐性基因（人类的苯丙酮尿症是代谢疾病，由隐性基因（a a）控制。如）控制。如果群体的发病率为果群体的发病率为1/1001/100。表现型正常的个体婚配，生出患病小。表现型正常的个体婚配，生出患病小孩的概率是多少？孩的概率是多少？1/121原料：突变（基因突变和染色体变异）和基因重组原料：突变（基因突变和染色体变异）和基因重组原理：基因突变产生等位基因，通过基因重组产生原理：基因突变产生等位基因，通过基因重组产生多种基因型，从而使种群出现大量可遗传的变异。多种基因型，从而使
11、种群出现大量可遗传的变异。注：突变的有利和有害的界定不是绝对的，而是与注：突变的有利和有害的界定不是绝对的，而是与生物的生存环境有关生物的生存环境有关二、突变和基因重组产生进化的原材料二、突变和基因重组产生进化的原材料解释：解释：种群产生种群产生变异变异( (不定向不定向) )不利变异淘汰不利变异淘汰有利变异积累有利变异积累种群基因频率种群基因频率定向改变定向改变生物朝一定生物朝一定方向进化方向进化自然选择自然选择三、自然选择决定进化的方向三、自然选择决定进化的方向特别注意：特别注意：1、自然选择是定向的、自然选择是定向的/基因频率的改变是定基因频率的改变是定向的向的 /进化是定向的只有变异是
12、不定的进化是定向的只有变异是不定的2自然选择的对象(1)直接对象是生物的变异性状(表现型)。(2)间接对象是相关的基因型。(3)根本对象是相关的基因。即自然选择的实质是环境对变异所对应的基因的选择，因而可以改变种群的基因频率。四、隔离与物种的形成四、隔离与物种的形成物种：在自然状态下物种：在自然状态下能够交配繁殖并产生可育后代的能够交配繁殖并产生可育后代的一群生物个体一群生物个体。隔离：隔离：不同种群间的个体，在自然条件下不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自基因不能自由交流由交流的现象。的现象。东北虎和华南虎东北虎和华南虎马和驴马和驴地理隔离：地理隔离：生殖隔离：生殖隔离：不同物种之间存在
13、生殖隔离不同物种之间存在生殖隔离自然选择自然选择突变和基因重组突变和基因重组地理隔离地理隔离原始地雀原始地雀不同群体不同群体不同变异类型不同变异类型种群基因库差异很大种群基因库差异很大生殖隔离生殖隔离新物种新物种 最常见的方式：由长期的地理隔离达到生殖隔离最常见的方式：由长期的地理隔离达到生殖隔离物种的形成物种的形成物种产生的三个环节：突变和基因重组、自然选突变和基因重组、自然选择、择、隔离隔离三者关系如图：三者关系如图：骤变式：在很短时间内即可形成，如自然界中多倍体的形成。二倍体二倍体四倍体四倍体秋水仙素处理秋水仙素处理物种形成过程中，地理隔离不是必备条件，物种形成过程中，地理隔离不是必备条
14、件，注意：注意： 新物种形成不一定经过地理隔离，但不管哪种新物种形成不一定经过地理隔离，但不管哪种方式都需要达到生殖隔离才能完成新物种的形成。方式都需要达到生殖隔离才能完成新物种的形成。生殖生殖隔离是新物种产生的标志。隔离是新物种产生的标志。6物种形成与生物进化内容物种形成生物进化标志生殖隔离出现基因频率改变变化后生物与原生物关系属于不同物种可能属于一个物种二者联系生物进化的实质是基因频率改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种的界限，即生物进化不一定导致新物种的形成新物种的形成是生物长期进化的结果物种形成与生物进化的关系：物种形成与生物进化的关系：进化的实质是基因频率的改变，任何基因频率的进
15、化的实质是基因频率的改变，任何基因频率的改变，不论其变化大小如何，都属进化的范围。改变，不论其变化大小如何，都属进化的范围。物种的形成，必须当基因频率的改变在突破种的物种的形成，必须当基因频率的改变在突破种的界限形成生殖隔离时，方可成立。界限形成生殖隔离时，方可成立。种群基因频率的改变一定引起生物进化，但不一种群基因频率的改变一定引起生物进化，但不一定引起新物种的形成。只有当种群间出现了生殖定引起新物种的形成。只有当种群间出现了生殖隔离，才标志着新物种的形成隔离，才标志着新物种的形成。 任何一个物种都不是任何一个物种都不是单独单独进化的。进化的。 不同不同_之间、之间、_与与_之间在相互影响之
16、间在相互影响中不断进化和发展，这就是中不断进化和发展，这就是共同进化。共同进化。物种物种生物生物无机环境无机环境五、共同进化与生物多样性的形成五、共同进化与生物多样性的形成生物多样性的形成生物多样性的形成1 1、内容：、内容：基因多样性基因多样性物种多样性物种多样性生态系统多样性生态系统多样性（3 3层次）层次）2 2、形成生物多样性的原因：、形成生物多样性的原因：长期自然选择、长期自然选择、共同进化共同进化达到结果达到结果3 3、研究生物进化的主要依据：、研究生物进化的主要依据：化石化石要点归纳1共同进化(1)不同物种之间相互影响：生物生活于复杂的环境中，任何一个物种都不是单独进化的，必然要
17、和其他生物发生关系。在捕食与被捕食，相互帮助等关系下，它们共同发展，协同进化，增加了物种的多样性。(2)生物与无机环境相互影响：生物能够适应一定的环境，也能够影响环境。生物与无机环境之间是相互影响和共同演变的。2生物多样性的形成(1)形成过程 生物多样性是长期自然选择的结果，地球上生物生存的环境是多种多样的，在不同的环境中自然选择的方向是不同的，不同的选择方向形成不同的生物类型，最后形成不同的物种。不同的物种，其基因库中的基因组成也是不同的，这就形成了遗传基因的多样性。(2)多样性的内容：基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。小结：小结：1关于在自然条件下，某随机交配种群中等位基因A、a频率
18、的叙述，错误的是()A在某种条件下两种基因的频率可以相等B该种群基因频率的变化只与环境的选择作用有关C一般来说，频率高的基因所控制的性状更适应环境D持续选择条件下，一种基因的频率可以降为零B B课堂练习：课堂练习：2下列符合现代生物进化理论叙述的是()A物种的形成可以不经过隔离B生物进化过程的实质在于有利变异的保存C基因突变产生的有利变异决定生物进化的方向D自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率D D3根据现代生物进化理论，下列观点中正确的是()A人工培育的新物种只能生活在人工环境中B生物进化的方向与基因突变的方向一致C冬季来临时植物叶中可溶性糖含量增高是为了更好地防止冻害D受农药处理后种群中抗药性强的个体有更多机会将基因传递给后代D D4某自花传粉植物种群中，亲代中AA基因型个体占30%，aa基因型个体占20%，则亲代A的基因频率和F1中AA的基因型频率分别是()A55%和32.5% B55%和42.5%C45%和42.5% D45%和32.5%答案B
