现代生物进化理论高三一轮复习

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章 现代生物进化理论,一 拉马克的进化学说,主要内容：,生物不是神创的，而是由更古老的生物进化而来的,生物是由低等到高等逐渐进化的,生物各种适应性特征的形成都是由于,用进废退,和,获得性遗传（主要理论）,。,法国博物学家拉马克,用进废退,：经常使用的器官就发达，不使用的就退化。,获得性遗传,：由环境引起或由于用进废退引起的变化是可以遗传的。,食蚁兽的舌头之所以细长，是长期舔食蚂蚁的结果。,二、现代生物进化理论的基础,达尔文的自然选择学说,（,1,）主要内容：,过度繁殖：,生存斗争：,遗传变异,适者生存：,过度繁殖,生存斗争,遗传变异,适者生存,选择的基础,选择的动力,进化的内因,选择的结果,（,2,）,内在联系：,（,4,）评价,局限性：,a,、对遗传和变异的本质不能做出科学的解释。,b,、对进化原因的解释局限于个体水平。,C,、强调物种形成的渐变过程，不能解释物种大爆发现象。,先进性：,科学的解释了生物进化的原因，和生物多样性形成的原因。,对应例题：,1,、,根据达尔文的生物进化学说，下列叙述中错误的是（）,A,、狗的牙齿坚硬，是长期磨练出来的,B,、田鼠打洞和夜出活动是自然选择的结果,C,、有一种猫头鹰因视力弱，行动迟缓，捉不到老鼠而被淘汰,D,、狼和鹿能迅速奔跑，是两者之间选择的结果,A,解析：,狼群存在 个体差异（变异不定向），在食物较少情况下（生存斗争），最敏捷的狼就有最多的生存机会，因而被保留下来（遗传），最迟缓的狼在生存斗争中就被逐渐淘汰；同理，最敏捷、快速奔跑的鹿获得了生存机会，可以逃避快速奔跑的狼的捕食，反之，有些鹿则被淘汰。它们进行着相互选择。同样田鼠的生活习性和猫头鹰的行为特点都是长期自然选择的结果。,对应例题：,2,、,抗流感的疫苗，每过几年就要更换新的种类，因为流感病毒又对旧的疫苗产生了高度的抗性，这种抗性最好的解释是（）,A,、病毒的获得性遗传,B,、病毒某些结构的用进废退,C,、由于选择作用，使对疫苗有抗性的病毒被保留下来并扩大繁殖,D,、由于生殖隔离造成,C,解析：,使用疫苗一段时间后，实质上能够适应疫苗的病毒被自然选择保留下来，不能适应疫苗的病毒淘汰。结果保留下来的病毒大量繁殖具有抗性。,主要内容,种群基因频率的改变与生物进化,隔离与物种的形成,共同进化与生物多样性的形成,种群是生物进化的基本单位,突变和基因重组产生进化的原材料,自然选择决定生物进化的方向,现代生物进化理论主要内容,现代生物进化理论的主要内容,一、种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于种群基因频率的改变。,1,、种群的概念,:,种群是指生活在一定区域内的,同种,生物,全部,个体的总和。,强调,生物繁殖的基本单位,；,生物进化的基本单位。,“,同种,”,和,“,全部,”,两个要素,两个方面,区别,联系,概念,范围,判断标准,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,不同区域的同种生物的不同种群,不同物种存在生殖隔离,同一物种是由不同的种群构成；,同一物种的不同种群在一定条件下可以进行基因交流,。,种群,生活在一定区域的同种生物的全部个体,较小范围的同种生物的全部个体,不存在生殖隔离,物种与种群的比较,理解：,一个种群都有一个基因库，种群中,的个体最终死亡，但基因库在代代,相传中保留下来，并得到发展。,一个种群中,全部,个体所含有的,全部,基因。,2.,基因库：,概念：,基因型频率,：,在一个种群基因库中，,某,种基因型占全部个体的比率,。,基因频率,该基因的总数,/,该等位基因的总数,基因型频率,该基因型个体数,/,该种群个体总数,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。,3.,基因频率与基因型频率,假设的昆虫群体满足以下五个条件：,昆虫群体数量足够大，,全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，,没有迁入与迁出，,自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用,也没有基因突变和染色体变异。,例,:,在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因是,A,，决定翅色为褐色的基因为,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,?,解,:,A,基因的基因频率为,:,a,基因的基因频率为：,=40%,=30/100100%,+1/260/100100%=60%,=10/100100%,+1/260/100100%=40%,A%=,100%,2AA,Aa,2(AA,Aa,aa),a%=,基因频率,=,某基因的数目,全部等位基因的总数,=,纯合子频率,+1/2,杂合子频率,100%,=60%,2aa,Aa,2(AA,Aa,aa),100%,已知基因型频率算配子中的基因频率,36%,24%,16%,AA,Aa,Aa,24%,aa,A 60%,a 40%,卵子,A 60%,a 40%,精子,其中p代表A基因的频率，q代表a基因的频率。,则：,p+q=1,，,并得出：,p,2,代表,AA的频率,，,q,2,代表,aa的频率,，,2pq,代表,杂合子Aa的频率,。,已知基因频率算下一代的基因型频率,亲代,子一代,子二代,子三代,基因型频率,AA,30%,Aa,60%,aa,10%,基因频率,A,60%,a,40%,36%,48%,16%,60%,40%,36%,16%,48%,60%,60%,40%,40%,36%,48%,16%,由此可见，如果满足上述五个条件，则亲代和子代每一种基因的频率都不会改变，到下一代也是如此，也就是说基因频率可以代代保持稳定不变。这就是,哈迪温伯格平衡,，也叫遗传平衡定律。,但是，在实际中，这样的平衡是不存在的。,第二：,种群中充分的随机交配也是不现实的，也就是说,不同基因型的卵细胞,和,精子,结合的机会不会是均等的,。,例如，在生殖季节，为了争夺异性配偶，雄性海象之间要进行激烈而又残酷的竞争，争斗的最后结果常常是强大的一方占有二三十个雌性海象，由于竞争失败，有的雄性海象没有任何的交配机会。假设其它条件不变，在生殖季节里，如果竞争力强的雄性海象个体基因型大多数是,AA,，而竞争失败的雄性海象个体的基因型大多数是,aa,（可能是由于本身基因型的关系，而导致性状上的差异），那么,A,的基因频率将越来越大。,第三：,基因突变每时每刻都有可能发生,。虽然每一个基因突变的频率很低很低，但一个种群中有很多很多的基因，所以基因的实际突变数是较大的，而且经过代代的遗传基因突变必然对种群的基因频率产生影响，使基因的频率发生改变。如由,a,突变成,A,的数或,a,突变成其它复等位基因的数相对较大，则,a,的基因频率将越来越小。,第四：,由于各种原因，种群中有的个体会离开该群体，相反的可能，有的同种的外来个体会迁入该种群,，使种群中各种基因型的比例发生变化，而导致种群基因频率的改变。,第五：,在自然界中，自然选择是不可抗拒的，始终对种群发挥作用,。如基因型为,aa,的个体由于本身基因的原因，在特定的环境条件下，而导致性状缺陷，不能适应变化了的环境，在自然选择中处于不利地位，则,a,的基因频率也会越来越小。,由于上述五方面的因素，种群基因频率的改变是客观的，亲代和子代之间基因频率的差异可能是微妙的，但经过代代的遗传，当这一差异由量变的积累而达到质的差异时，该种群就渐变成另外一个不同的种群了。所以从理论上分析，,种群基因频率的改变是不可避免的，生物的进化是必然的,。,生物进化的实质是,基因频率的改变,表面看，自然选择是对一个个生物个体的选择，实质上是对个体所包含的变异进行选择。从现代分子遗传水平看，自然选择实质上是对变异所对应的基因的选择，从而改变着群体中不同基因的基因频率。,所以，生物进化的过程的实质是种群基因频率发生变化的过程。,影响种群基因频率变化的根本原因是什么？,变异,变异的类型有那些？,不可遗传的变异,可遗传的变异,基因突变,染色体变异,基因重组,突变,自然界，生物自发突变的频率很低，而且突变大多数是有害的，为什么还能够作为生物进化的原材料的呢？,果蝇约有,10,4,对基因，假定每个基因的突变率是,10,5,，一个约有,10,9,个果蝇的种群每一代出现的基因突变率是？,210,4,10,5,10,9,210,8,（二）突变和基因重组产生进化的原材料,2,、突变的有害和有利并不是绝对的，,它取决于生物的生存环境。,3,、突变和基因重组只产生生物进化的原材料，,不能决定生物进化的方向。,1,、种群是由许多个体组成的，每个个体的每个,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,（二）突变和基因重组产生进化的原材料,19,世纪，桦尺蠖种群中黑色,基因（,S,）频率为,5%,，浅灰色,基因（,s,）频率为,95%,20,世纪，桦尺蠖种群中黑,色基因（,S,）频率为,95%,，,浅灰色基因（,s,）频率为,5%,（三）自然选择决定生物进化的方向。,1870,年桦尺蠖的基因型频率为,SS 10%,；,Ss 20%,；,ss 70%,，在树干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少,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？,第,1,年,第,2,年,第,3,年,第,4,年,基因型频率,SS,10%,11.5%,Ss,20%,22.9%,ss,70%,65.6%,基因频率,S,20%,23%,s,80%,77%,13.1%,升高,26%,60.9%,26.1%,73.9%,14.6%,29.3%,56.1%,29.3%,70.7%,降低,自然选择对基因频率变化的影响,(1),在这个探究实验中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？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？,变黑的环境使控制浅色的,s,基因频率减少,S,基因频率增加,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,结论：自然选择决定生物进化的方向,自然选择使基因频率定向改变。,二、隔离与物种的形成,（一）物种,物种：指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，简称“种”。,全世界的人都是一个物种吗,？,人都是一个物种，无论白人黑人黄种人结婚，,都能产生具有生殖能力的后代。,马跟驴是一个物种吗？,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。,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。,（二）隔离,种类,指,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。,概念：,东北虎和华南虎之间存在什么隔离？,马和驴之间存在什么隔离？,地理隔离,生殖隔离,长期,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,!,物种形成的比较常见的方式：,不同小岛上的植被不同，果实大小不同所致。,有时无需地理隔离也能形成新物种,在自然界里还存在另一种物种形成方式，它往往只需要几代甚至一代就完成了，而且不需经过地理隔离。例如，多倍体植物的形成就是如此。自然界里几平将近一半的被子植物和某些栽培作物就是这样形成的。,AABBCC,（普通小麦）,DD,（黑麦）,ABC,配子,D,配子,ABCD,（不育）,AABBCCDD,（八倍体小黑麦）,（可育）,秋水仙素处理,例：八倍体小黑麦的培育,总结,种群是生物进化的基本单位,突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,（突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件）。,生物进化的实质在于种群基因频率的改变。,以自然选择学说为核心的,现代生物