高中生物第一轮复习-现代生物进化理论

上述计算结果是建立在五个假设条件的基础 上的。对自然界的种群来说，这五个条件都 能成立吗？你能举出哪些实例？
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.
基因突变在自然界是普遍存在的，因 此基因突变产生新的等位基因,这就可 能使种群的基因频率发生变化.
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，简称“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。
马和驴是不是一个物种？
因为马与驴交配产生的后代骡没有生殖能力
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。
探究活动
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
黑褐色树干上的桦尺蠖
（1）根据前面所学的知识你能做出假设吗？
自然选择可以使种群的基因频率定向改变
探究活动
2）现在我们用数学方法来讨论一下桦尺蠖基因频率变化的原因。 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？
问题Ⅱ 捕食者的存在对被捕食者的进化有什么 意义吗？ 促进被捕食者种群的进化。
生物的进化与环境的进化有什么关系吗？
生物的进化可以改变环境，而环境的改变又可 促进生物的进化。
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。
生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与 无机环境之间共同进化的过程，进化的结果导致生 物多样性的形成。
生物多样性的三个层次
基因（遗传）多样性 物种（种类）多样性 生态系统多样性
结合自然选择学说的解释模型，利用达尔文的 自然选择学说的观点解释细菌产生抗药性的原因
• 细菌在繁殖过程中会产生各种可遗传的变异, 其中就有抗药性强的变异；
• 未使用抗生素时,抗药性强的变异不是有利变 异,这样的个体在生存斗争中不占优势；
• (3)人工创造新物种——通过植物体细胞杂交 (如番茄——马铃薯)、多倍体远缘杂交(如甘 蓝——萝卜)、多倍体育种(如八倍体小黑麦) 等方式也可以创造新物种。
三、共同进化与生物多样性的形成
1.共同进化
问题Ⅰ 根据电视镜头中猎豹追捕斑马的情景， 想一想，猎豹与斑马在进化上有没有什么关 系？如果有的话，那是一种什么样的关系？ 有关系，他们相互选择，共同进化。
• 机械隔离也称形态隔离 例如，一些植物因花的
形态不同，而造成它们之间不能受粉。
• 配子隔离
例如一种植物的花粉在另一种植
物的柱头上不能萌发。
• 受精后的生殖隔离 包括杂种不活、杂种不育、杂
种败育等。
• 杂种不活 例如，山羊和绵羊的杂种，多数在出
生前就会死去。
• 杂种不育 例如，马和驴杂交产生的骡不能生育。
拓展：生殖隔离的种类
受精前的 生殖隔离
生
殖
隔 离
受精后 的生殖 隔离
生态隔离 季节隔离 行为隔离 机械隔离 配子隔离 杂种不活
杂种不育
杂种败育
• 首先可以分为地理隔离和生殖隔离。
• 生殖隔离又可以分为以下两大类：如果发生在受 精以前，就叫做受精前的生殖隔离；如果发生在 受精以后，就叫做受精后的生殖隔离。
小结：
种群中产生的变异是（ 不定向 ）
的，经过长期的自然选择，其中不利变异基因
不断减少，有利变异基因逐渐（ 增加 ），
从而使种群的基因频率发生（ 定向
）
改变，导致生物朝向一定方向进化。可见，生
物进化的方向是由（ 自然选择 ）决定的。
注意！种群中产生的变异（不定向 ） 自然选择的方向( 定向 ）
曼彻斯特地区的桦尺蠖，虽然基因频率发生了很大变 化，但是并没有形成新的物种。为什么说它们没有形 成新的物种？怎样判断两个种群是否属于一个物种？
AA (30%)
Aa(60%)
aa (10%)
配子的比率 A( 30%) A(30%) a(30%) a(10%)
子代基因型 的频率
AA( 36%)
Aa( 48%)
aa( 16%)
子代种群的 基因频率
A ( 60%)
a( 40% )
(4)在讨论题2中的群体满足五个条件的情况下,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？
第二节
现代生物进化理论的 主要内容
如果在灰色翅（基因型为aa)昆虫的群体中偶然出 现一只绿色翅（Aa)的变异个体，且绿色比灰色更不容 易被敌害发现。
一、复习回顾：请用达尔文的自然选择学说分析该种群 中灰色和绿色个体的未来数量变化情况。 未来种群中绿色个体的数量会增加，灰色个体数量会减少。 二、用前面所学的知识思考以下问题： 1、该绿色个体（Aa）一定能被选择下来吗？为什么？
第1年
基因 SS 10%
型频 Ss 20%
率
ss 70%
基因 S 20% 频率 s 80%
第2年 11.5% 22.9% 65.6% 23% 77%
第3年 第4年 ……
13.1% 26% 60.9% 26.1% 73.9%
14.6% 29.3% 56.1% 29.3% 70.7%
升高 降低
(3)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？
• 在使用抗生素以后,抗药性弱的个体大量死亡, 抗药性强的个体就有机会产生更多的后代；
• 抗生素对细菌个体个体的抗药性差异进行选择， 留下的个体抗药性强
• 一段时间以后,抗生素的效果就会下降。
某医院对新生儿感染的细菌进行了耐药性实验,结果显示70%的致病 菌具有耐药性。下列有关叙述正确的是 ( ) A.孕妇食用了残留抗生素的食品,导致其体内大多数细菌突变 B.即使孕妇和新生儿未接触过抗生素,感染的细菌也有可能是耐药菌 C.新生儿体内缺少免疫球蛋白,增加了致病菌的耐药性 D.新生儿出生时没有及时接种疫苗,导致耐药菌形成
1．共同进化类型
共同进 化类型
不同物 种之间
包含类型
举例
精明的“捕食者” 种间互助 “收割理论”一种蛾与兰花
捕食
猎豹和斑马
寄生
黏液病毒和兔子
竞争
作物与杂草
生物与 无机环 境之间
生物影响环境 、环境影响生物
地球最早是无氧环境→厌氧生物 →光合生物出现→空气中有了氧 气→出现好氧生物
2.生物多样性的形成
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
(4)在自然选择中，直接受选择的是基因型还是 表现型？ 直接受选择的是表现型，天敌看到的是桦尺蠖 得体色（表现型）而不是控制体色的基因。
栖息环境浅色 s基因频率95%
栖息环境深色 S基因频率95%
=
200
60%
10×2+60
a=
________________________
200
= 40%
A+a=1
假设115页题目中的种群满足以下五个条件： ①昆虫群体数量足够大， ③没有迁入与迁出， ②全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代， ④自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用 ⑤A和a都不产生突变。
这是因为马的染色体数目是64，驴的是62，那么，
骡的染色体数目就是63。这样，骡的原始生殖细胞 在进行减数分裂时，由于染色体不能正常配对，就
不能形成成熟的配子。
拓展：物种的形成模式及标志
• 1．物种形成的三种典型模式 • (1)渐变式——如加拉帕戈斯群岛上13种地
雀的形成。
量变
质变
• (2)骤变式——主要是通过异源多倍体的染色 体变异的方式形成新物种，一出现可以很 快形成生殖隔离(基因频率改变)。此种方式 多见于植物。
桦尺蠖
浅色（个体多） 深色（个体少）
s基因频率降低 S基因频率升高
浅色 深色
s基因频率又降低 S基因频率又升高
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
(三)自然选择决定生物进化的方向
•原因是：
淘汰不利变异基因、积累有利变异基因 结果是：
使基因频率定向改变。
结论：自然选择决定生物进化的方向
• AA的基因型频率=p2； • aa的基因型频率=q2； • Aa的基因型频率=2pq。
➢ 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。
• 受精前的生殖隔离
包括生态隔离、季节
隔离、行为隔离、机械隔离、配子隔离等。
• 生态隔离 例如，体虱和头虱杂交后代会不正常
• 季节隔离 例如，大西洋鲱鱼形成了分布区域很 广的几个种群，有些在春季产卵，有些则在秋季 产卵，因此，这些种群之间不能杂交。
• 行为隔离 例如，鸟类在求偶季节发出一定的鸣
叫声，同种的雌性动物会应声前来，而异种的雌 性动物则无反应。
不一定能被选择，可能因其他原因夭折了。 2、如果该绿色个体（Aa）因某种原因死亡了,未能被选择 下来。则该种群中还有绿色个体吗？
不一定。如果该绿色个体死亡前完成了交配，产生了后 代，则可能还有绿色个体：如果该绿色个体死亡前未完 成交配，没有产生后代，则种群中没有绿色个体。
研究生物的进化仅仅研究个体的表现型是否与环境
适应是不够的，还必须研究群体的基因组成变化。
这个群体就是种群！
1.什么叫做种群？
生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种 群.
种群中的个体并不是 机械地集合在一起,而是 彼此可以交配,并通过繁 殖将各自的基因传给后代.
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。
什么是种群的基因频率？
基因 AA 型频 Aa 率 aa
基因 A 频率 a
亲代 30% 60% 10% 60% 40%
子一代 36%
48% 16%
60% 40%
子二代
36% 48%
16% 60%
40%
子三代
36% 48% 16% 60% 40%
• 若种群中一等位基因为A和a，设A的基因 频率=p，a的基因频率=q ， 因为(p＋q)=A%+a%=1， 则（p+q）2=p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=1 。
地理隔离 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。
物种的形成： 加拉帕戈斯群岛一的几种地雀
因地理隔 离导致生 殖隔离比 较常见
新物种形
成的标志： 生殖隔离
地理隔离
南美洲地雀
突变、基因重 组、自然选择
生殖隔离
新物种
总结：
以（自然选择学说）为核心的现代生物 进化理论，其基本观点是（ 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。（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，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 过中，（ 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。
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。
2.基因频率的计算
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/(A+a)*100%
30×2+60
A= ________________________
基因突变≠突变
现代遗传学研究表明，可遗传的变异来源 于基因突变、基因重组和染色体变异。其 中基因突变和染色体变异统称为突变。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
基因突变产生的等位基因，通过 有性生殖过程中的基因重组，可以形成 多种多样的基因型，从而使种群出现大 量的可遗传变异。由于突变和重组都是 随机的，不定向的，因此它们只是提供 了生物进化的原材料，不能决定进化的 方向。
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?
精子 卵细胞 A 60% A 60% AA 36%
a 40%
Aa 24%
a 40% Aa 24% aa 16%
子一 代基 因型 频率
(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?
亲代基因型 的频率