进化生物学课件-物种和物种的形成
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种群基因组成的变化与物种的形成课件-高一生物人教版必修2
第6章 生物的进化
第3节 种群基因组成的变化与物种的形成 第1课时 种群基因组成的变化
一、种群和种群基因库
种群 生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫作种群。
判断下列是否属于种群：
（1）两个池塘中所有的鲫鱼。 （×） （2）一个池塘里所有的鱼。（×） （3）一个池塘中的全部蝌蚪。 （×） （4）某菜市场所有的白菜。 （×）
二、种群基因频率的变化
突变（基因突变和染色体变异）和基因重组产生进化的原材料。
突变
基因重组 多种多样的
新的等位基因
基因型
种群中出现大量 可遗传的变异
变异是 不定向的
形成了进化的原材料, 不能决定生物进化的方向
突变和重组都是随机的，不定向的，那么，种群基因频率 的改变是否也是不定向的呢？
二 种群基因频率的变化
aa
AA=
81% 81%+18%
= 9/11
Aa=
18% 81%+18%
=
2/11
生出白化孩子的概率= 2/11×1/2=1/11
思考·讨论
用数学方法讨论基因频率的改变
2.对自然界的种群来说，这5个条件都成立吗？你能举出哪些实例？
种群基因频率一定会发生改变， 生物的进化是必然的
理想种群
生物进化的实质是种群基因频率的改变
SSzzLLwwhh
SzLwh
通过观察细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，探究抗生素对细 菌的选择作用。
三 探究抗生素对细菌的选择作用
SzLwh
1 探究抗生素对细菌的选择作用 实验步骤
1、用记号笔在培养皿的底部画 线，将培养基分为四个区，标号
SSzzLLwwhh
SzLwh
第3节 种群基因组成的变化与物种的形成 第1课时 种群基因组成的变化
一、种群和种群基因库
种群 生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫作种群。
判断下列是否属于种群：
（1）两个池塘中所有的鲫鱼。 （×） （2）一个池塘里所有的鱼。（×） （3）一个池塘中的全部蝌蚪。 （×） （4）某菜市场所有的白菜。 （×）
二、种群基因频率的变化
突变（基因突变和染色体变异）和基因重组产生进化的原材料。
突变
基因重组 多种多样的
新的等位基因
基因型
种群中出现大量 可遗传的变异
变异是 不定向的
形成了进化的原材料, 不能决定生物进化的方向
突变和重组都是随机的，不定向的，那么，种群基因频率 的改变是否也是不定向的呢？
二 种群基因频率的变化
aa
AA=
81% 81%+18%
= 9/11
Aa=
18% 81%+18%
=
2/11
生出白化孩子的概率= 2/11×1/2=1/11
思考·讨论
用数学方法讨论基因频率的改变
2.对自然界的种群来说，这5个条件都成立吗？你能举出哪些实例？
种群基因频率一定会发生改变， 生物的进化是必然的
理想种群
生物进化的实质是种群基因频率的改变
SSzzLLwwhh
SzLwh
通过观察细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，探究抗生素对细 菌的选择作用。
三 探究抗生素对细菌的选择作用
SzLwh
1 探究抗生素对细菌的选择作用 实验步骤
1、用记号笔在培养皿的底部画 线，将培养基分为四个区，标号
SSzzLLwwhh
SzLwh
种群基因组成的变化与物种的形成教学课件1.ppt
⑤观察细菌的生长状况。是否有抑菌圈？测量、记录。
结果分析
①你的数据结果是否支持“耐药菌是普遍存在的”这一说法？
支持。抑菌圈边缘生长的可能是耐药菌。
②在本实验条件下，耐药菌所产生的变异是有利的还是有害的？
在本实验条件下，一般来说是有利的，有利于生物在特定环境中生存和繁殖的变异在此环境中就是有利变异。
B
性状是由基因控制的，因此研究生物的进化必须研究种群的基因组成和变化。如何分析种群的基因组成和变化？由此人们提出基因库和基因频率的概念。
（二）种群基因库
一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫作这个种群的基因库.
（三）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。
与基因突变的普遍性相违背。
（四）种群基因频率的变化
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。
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.
思考1：所有的变异都能导致基因频率的变化吗？` 为什么?
基因频率
S
20%
23%
s
80%
77%
70.7%
26%
29.3%
14.6%
56.1%
60.9%
26.1%
73.9%
29.3%
13.1%
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？
(4)在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？
1、突变和基因重组产生进化的原材料
例如：果蝇一组染色体上约有1.3×104个基因，假定每个基因的突变率都是10-5，若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？
结果分析
①你的数据结果是否支持“耐药菌是普遍存在的”这一说法？
支持。抑菌圈边缘生长的可能是耐药菌。
②在本实验条件下，耐药菌所产生的变异是有利的还是有害的？
在本实验条件下，一般来说是有利的，有利于生物在特定环境中生存和繁殖的变异在此环境中就是有利变异。
B
性状是由基因控制的，因此研究生物的进化必须研究种群的基因组成和变化。如何分析种群的基因组成和变化？由此人们提出基因库和基因频率的概念。
（二）种群基因库
一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫作这个种群的基因库.
（三）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。
与基因突变的普遍性相违背。
（四）种群基因频率的变化
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。
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.
思考1：所有的变异都能导致基因频率的变化吗？` 为什么?
基因频率
S
20%
23%
s
80%
77%
70.7%
26%
29.3%
14.6%
56.1%
60.9%
26.1%
73.9%
29.3%
13.1%
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？
(4)在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？
1、突变和基因重组产生进化的原材料
例如：果蝇一组染色体上约有1.3×104个基因，假定每个基因的突变率都是10-5，若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？
第八章 物种和物种的形成
生物在进化后转移到新的生态位和适应峰。如果一个 物种的种内发生分异，占据多个生态位，从生态学角度而 言，这意味着有新种形成。
4、生物地理学标准 不同物种的地理分布范围不同。 • 广布种(世界种):分布区很广 • 特有种:分布区很狭 • 残遗种:过去分布广，后来变狭了
(三) 现代物种的定义
1983年迈尔提出:物种是由种群所组成的生殖单元(与其 他单元在生殖上是隔离的)，在自然界占有一定的生境地 位, 在宗谱线上代表一定的分支，是一个进化的单元。 ( 1987年，陈世骧补充) 种群组成、生殖隔离、生态地位、宗谱分支
根据物种有无亚种而区分为单型种和多型种。
单型种 种群 个 体 种群 个 体 种群 个 个 体 体
多型种 亚种 种群 亚种 种群 种群
个 个 体 体
个 个 个 个 个 个 体 体 体 体 体 体
变种(variety)：具有形态生理、遗传特征上的差异，但在地 理分布上可能重叠的群体。 一般多用于植物的分类，在动物分类上比较少用。但变种有 时也指未弄清地理分布的亚种，有时也指栽培品种，有时还指 介于两个亚种之间的类型。如美国鹿鼠具有白色亚种和黑色亚 种。有一种灰色的鹿鼠则属于变种，因为它介于上述两个亚种 之间，并已呈现出由灰色变成黑色的显著倾向。 半种(semispecies)：又称起始物种，是可以互相交配的群体， 在行为和其他方面又有差别，又限制了其间的交配。 姐妹种(sibling species)、隐种：外部形态上极为相似， 但其间又有完善的生殖隔离。
1、远缘杂交
鲍文奎利用小麦 和黑麦杂交，育出 的小黑麦 .
萝卜甘蓝(Raphanobrassica)形成的过程
2、体细胞杂交
番茄马铃薯、白菜甘蓝、 胡萝卜-羊角芹、 烟草-海岛烟草等
种群基因组成的变化与物种的形成课件(共34张PPT)
那么这个种群的基因频率就可以一代代稳定不变，保持平衡。这就是遗传平衡 定律，也称哈代—温伯格平衡。
种群和种群基因库
（1）根据亲本基因型频率推出配子的基因频率
AA(30%) Aa(60%) aa(10%)
A(60%) a(40%)
（2）通过配子结合算出子一代的基因型频率
A(60%) a(40%)
卵细胞
种群和种群基因库
为什么说种群才是生物进化的基本单位呢？
在自然界，个体都会死亡，个体的表型会随着个体的死亡而消失，而决定表型的基因 却可以随着生殖而世代延续，并且在群体中扩散。因此研究生物的进化，仅研究个体 和表型是不够的，还须研究群体中基因组成的变化。
种群的定义及特点：
（1）定义：生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫做种群。 （2）特点：种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此间可以交配并通过繁殖 将各自的基因传给后代，因此种群也是生物繁殖的基本单位； （3）举例：一片树林中的全部猕猴 （ ）； 一个草地上的所有蒲公英 （ ） ；
a( 40% ) aa( 16%)
a( 40%) aa(16%)
a( 40% )
（1）种群的基因频率不变，基因频率等同配子的比例，基因型频率等同基因型的比例 （2）P（AA）=p2 P（Aa）=2pq P（aa）=q2 （3）不可能同时存在，如翅色与环境色彩较一致的，被天敌发现的机会就少些。不能 控制是否发生基因突变，会变。
A=p
A=p AA=p2
a=q
Aa=pq
a=q Aa=pq
aa=q2
AA的基因型频率=p2 aa的基因型频率=q2 Aa的基因型频率=2pq
• 遗传平衡所指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 说明了在自然界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。
种群和种群基因库
（1）根据亲本基因型频率推出配子的基因频率
AA(30%) Aa(60%) aa(10%)
A(60%) a(40%)
（2）通过配子结合算出子一代的基因型频率
A(60%) a(40%)
卵细胞
种群和种群基因库
为什么说种群才是生物进化的基本单位呢？
在自然界，个体都会死亡，个体的表型会随着个体的死亡而消失，而决定表型的基因 却可以随着生殖而世代延续，并且在群体中扩散。因此研究生物的进化，仅研究个体 和表型是不够的，还须研究群体中基因组成的变化。
种群的定义及特点：
（1）定义：生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫做种群。 （2）特点：种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此间可以交配并通过繁殖 将各自的基因传给后代，因此种群也是生物繁殖的基本单位； （3）举例：一片树林中的全部猕猴 （ ）； 一个草地上的所有蒲公英 （ ） ；
a( 40% ) aa( 16%)
a( 40%) aa(16%)
a( 40% )
（1）种群的基因频率不变，基因频率等同配子的比例，基因型频率等同基因型的比例 （2）P（AA）=p2 P（Aa）=2pq P（aa）=q2 （3）不可能同时存在，如翅色与环境色彩较一致的，被天敌发现的机会就少些。不能 控制是否发生基因突变，会变。
A=p
A=p AA=p2
a=q
Aa=pq
a=q Aa=pq
aa=q2
AA的基因型频率=p2 aa的基因型频率=q2 Aa的基因型频率=2pq
• 遗传平衡所指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 说明了在自然界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。
物种与物种的形成进化生物学
3
Evolutionary Biology
（二）物种的标准
1、形态学标准：
2、遗传学标准：根据遗传学理论来认识物种，物种被 定义为互交繁殖的群体，共有一个基因库。“生殖种”、 “生物学种”
遗传学标准面临的矛盾和问题： （1）应用有局限性
（2）对无性生殖的生物不适用
（3）生殖隔离并非区分物种的决定性指标：形态上差 异很大，完全异地分布的某些群体，尽管它们之间的杂 种完全可育，仍将它们分为不同的物种。
2
ห้องสมุดไป่ตู้
Evolutionary Biology
不同时期、不同学科学者的物种概念
?非时向的物种概念：不考虑时间因素的物种,现存生物分类 ?时向种概念：考虑时间向度，现存+地质历史上生存过的物种
时间时种向：种指一个物种在其生存时间内所包含的所有生物个体。 当一个物种随着时间而进化改变，其后裔表现型进化达到可以 明显区别于祖先时，就可以归属为一个新的时间种
?隐种：又称为姊妹种（sibling species）,相互间在外部形 态上极为相似，但相互间又有完善的生殖隔离。
8
Evolutionary Biology
?现代遗传学对物种结构中的各种等级单元，在遗传上距离 进行了定量的测定。
?对昆虫、甲壳类、鱼类、两栖类、爬行类和哺乳类很多蛋 白质的比较研究发现，当两个个体、两个群体、两个亚种和 两个物种进行比较时，遗传差别增加的尺度是有规律性地逐 渐加大。
?杂种体败育
?子二代或者回交杂种的全部或者部分不能存活或者适 应性低劣，是生殖隔离的最后一道屏障。
各种隔离使各个隔离种群各有较强的遗传稳定性，以 保证在自然选择下各自按着与环境相适应的方向发展
19
种群基因组成的变化与物种的形成(第二课时)高一生物课件(人教版2019必修2)
如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？
7.隔离及其在物种形成中的作用——【思考·讨论】隔离在物种形成中的作用
一个物种：加拉帕戈斯群岛地雀的祖先属于同一个物种。产生地理隔离：从南美洲大陆迁来后，逐渐分布到不同的岛屿上。不定向变异：由于各个岛上的地雀种群可能会出现不同的突变和基因重组，而一个种群的突变和基因重组对另一个种群的基因频率没有影响。基因频率改变：不同种群的基因频率就会发生不同的变化。环境的定向选择：由于各个岛上的食物和栖息条件互不相同，自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用就有差别：在一个种群中，某些基因被保留下来，而在另一个种群中，被保留下来的可能是另一些基因。时间积累：久而久之，这些种群的基因库就会形成明显的差异，并逐渐出现生殖隔离。形成新物种：生殖隔离一旦形成，原来属于一个物种的地雀，就成了不同的物种。
大陆的距离为160~950 km。不同岛屿的环境有较大差别，比如岛的低洼地带，布满棘刺状的灌丛；而在只有大岛上才有的高地，则生长着茂密的森林。 这些岛屿是500万年前由海底的火山喷发后形成的，比南美洲大陆的形成晚得多。因此，可以推测这些地雀的共同祖先来自南美洲大陆，以后在各个岛屿上形成了不同的种群。
D
8.《隔离在物种形成中的作用》练习与应用——概念检测
√
√
8.《隔离在物种形成中的作用》练习与应用——概念检测
D
8.《隔离在物种形成中的作用》练习与应用——拓展应用
不可育斑马22对染色体，驴31对染色体，杂交后代“斑驴”为53条染色体，无法形成可育配子。
8.《隔离在物种形成中的作用》练习与应用——拓展应用
D
不一定
预习：协同进化与生物多样性的形成
本课学习结·湖北·统考高考真题）某地区的小溪和池塘中生活着一种丽鱼，该丽鱼种群包含两种类型的个体：一种具有磨盘状齿形，专食蜗牛和贝壳类软体动物；另一种具有乳突状齿形，专食昆虫和其他软体动物。两种齿形的丽鱼均能稳定遗传并能相互交配产生可育后代。针对上述现象，下列叙述错误的是（ ）A．丽鱼种群牙齿的差异属于可遗传的变异B．两者在齿形上的差异有利于丽鱼对环境的适应C．丽鱼种群产生的性状分化可能与基因突变和重组有关D．两种不同齿形丽鱼的基因库差异明显，形成了两个不同的物种
7.隔离及其在物种形成中的作用——【思考·讨论】隔离在物种形成中的作用
一个物种：加拉帕戈斯群岛地雀的祖先属于同一个物种。产生地理隔离：从南美洲大陆迁来后，逐渐分布到不同的岛屿上。不定向变异：由于各个岛上的地雀种群可能会出现不同的突变和基因重组，而一个种群的突变和基因重组对另一个种群的基因频率没有影响。基因频率改变：不同种群的基因频率就会发生不同的变化。环境的定向选择：由于各个岛上的食物和栖息条件互不相同，自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用就有差别：在一个种群中，某些基因被保留下来，而在另一个种群中，被保留下来的可能是另一些基因。时间积累：久而久之，这些种群的基因库就会形成明显的差异，并逐渐出现生殖隔离。形成新物种：生殖隔离一旦形成，原来属于一个物种的地雀，就成了不同的物种。
大陆的距离为160~950 km。不同岛屿的环境有较大差别，比如岛的低洼地带，布满棘刺状的灌丛；而在只有大岛上才有的高地，则生长着茂密的森林。 这些岛屿是500万年前由海底的火山喷发后形成的，比南美洲大陆的形成晚得多。因此，可以推测这些地雀的共同祖先来自南美洲大陆，以后在各个岛屿上形成了不同的种群。
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8.《隔离在物种形成中的作用》练习与应用——概念检测
√
√
8.《隔离在物种形成中的作用》练习与应用——概念检测
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8.《隔离在物种形成中的作用》练习与应用——拓展应用
不可育斑马22对染色体，驴31对染色体，杂交后代“斑驴”为53条染色体，无法形成可育配子。
8.《隔离在物种形成中的作用》练习与应用——拓展应用
D
不一定
预习：协同进化与生物多样性的形成
本课学习结·湖北·统考高考真题）某地区的小溪和池塘中生活着一种丽鱼，该丽鱼种群包含两种类型的个体：一种具有磨盘状齿形，专食蜗牛和贝壳类软体动物；另一种具有乳突状齿形，专食昆虫和其他软体动物。两种齿形的丽鱼均能稳定遗传并能相互交配产生可育后代。针对上述现象，下列叙述错误的是（ ）A．丽鱼种群牙齿的差异属于可遗传的变异B．两者在齿形上的差异有利于丽鱼对环境的适应C．丽鱼种群产生的性状分化可能与基因突变和重组有关D．两种不同齿形丽鱼的基因库差异明显，形成了两个不同的物种
3.3 种群的进化与物种形成
牛翠娟北京师范大学第3节种群的进化与物种形成生态学第3讲种群的数量动态与遗传进化对种群的遗传结构、进化机制和物种形成的研究是紧密结合种群遗传学的当前种群生态学研究的另一主要方面。
种内个体的基因型及表现型的构成，反映了种群的质的特征，并与其数量动态密切相关。
白登海拍摄1. 物种的概念林奈物种：形态相似，可自由交配，产生可育后代。
达尔文物种：种间具不同程度亲缘关系，一种可进化为另一种。
现代对物种的认识：具有形态相似性与遗传相似性的种群集合。
Mayer（1982）提出生物学种的概念：物种是由许多群体组成的生殖单元（与其它单元生殖上隔离），它在自然界中占有一定的生境位置。
生物种的基本特点：生物种是由内聚因素（形态、生殖、遗传、生态、行为、相互识别系统等）联系起来的个体的集合。
物种是自然界真实的存在。
物种是一个可随时间进化改变的个体的集合。
同种个体共有遗传基因库，并与其它物种生殖隔离。
组成物种的种群是进化的基本单位。
物种是生态系统中的功能单位。
不同物种在生态系统中占有不同的生态位。
因此，物种是维持生态系统能流、物流和信息流的关键。
2. 种群的遗传进化、变异与自然选择基因、基因库和基因频率基因（gene）：基因是带有可产生特定蛋白的遗传密码的DNA片段,位于细胞内染色体上。
基因型（genotype）：二倍体生物的基因是成对结构，由两个等位基因构成。
产生某一性状的来自父母双亲的等位基因的组合，称为一个基因型。
基因库（gene pool）：种群内存在的所有基因和等位基因构成基因库。
基因频率（gene frequency）：在种群中不同基因所占的比例，即为基因频率。
基因型频率（genotypic frequency）：种群内不同基因型所占的比例叫基因型频率。
进化：种群的基因频率从一个世代到另一个世代的连续变化过程。
哈代－魏伯格定律（Hardy-Weinberg law）：是指在一个巨大的、个体交配完全随机、没有其它因素的干扰（如突变、选择、迁移、漂变等）的种群中，基因频率和基因型频率将世代保持稳定不变。
物种 物种和物种形成
D. simulans
D. mauritiana
D. sechellia
机制隔离：三种近缘果蝇 的雄性生殖器后部的圆形 裂片（genital arch）。 这几乎是这三种果蝇唯一 的形态差异，导致了它们 的生殖隔离。
合子后障碍 postzygotic barriers
合子后障碍指杂交合子生成了但其适合度降低。
F1杂种在减数分裂联会时，形成 环形结构。曼陀罗每条染色体的 两臂各自与杂色曼陀罗的两条不 同染色体的两臂配对。可能形成 多种非整倍性配子。
胞质不相容性导致生殖隔离
胞质不相容（ cytoplasmic incompatibility）对昆虫的物 种形成起作用。
正常情况下，黄蜂的内共生细菌Wolbachia只能通过卵细 胞的细胞质遗传，不通过精细胞遗传。
Liger
霍尔丹准则 (Haldane’s rule)
Haldane’s rule：当不同物种间杂交 产生的子代只有一个性别有杂交不存 活或不育的时候，这个性别通常具有 异型配子。
异配性别（heterogamatic sex）：具 有两条不同的性染色体或只有一条性 染色体 。 哺乳动物XY性别决定系统中的雄性 XY 鸟类ZW性别决定系统中的雌性ZW
优点：有助于区分物种内的群体变异以及生殖隔离但 无明显形态差别的亲缘种（sibling species）；有助 于理解物种形成的过程。
局限性：实际中无法检测大多数物种的（潜在）生殖 隔离特别是在异域分布（allopatric）的种群间；无法 应用于无性繁殖的生物和生物的化石。
生物学物种概念的边缘个案
Odysseus and hybrid-male sterility in Drosophila
Ting et al. 2002 PNAS Ting et al. 1998 Science
(完整版)厦门大学进化生物学第7章物种与物种的形成
②生态(生境)隔离
生态隔离大半由于不同种 群所需要的食物和所习惯的气 候条件有所差异而形成的
几种鸣禽近缘种在同一森林中 占据不同生态位置, 构成生态 隔离
③季节(时间)隔离
➢ 动物发情期不同
美洲蟾蜍和福勒蟾蜍：两者属于分别独立的种，在美 国东部它们的分布区广泛重叠。 它们之间的杂种完全能够存活且能生育，但它们还是 保持各自的独立性 原因：美洲蟾蜍比福勒蟾蜍更早繁殖，美洲蟾蜍繁殖 起点温度是15℃，福勒蟾蜍繁殖起点温度接近21℃
体，其中有些是疟疾
寄生物的携带者。
3、生态学标准:
从生态学看，物种是生态系统中的功能单位，每一物种 在生态系统中均占有一个生态位，处于其所能达到的最 佳适应状态即适应峰。
种间杂交所产生的中间型个体，其适应值降低（掉进 适应谷），因而被自然选择所阻止。
3、生态学标准:
新的生态位的形成，意味着种的分化和新种的形成。 每个物种在生态系统中都处于其所能达到的最佳适应状态， 就像适应场上占据一个适应峰。
川
黔
金
金
丝
丝
猴
猴
金丝猴
滇金丝猴
越南金丝猴
熊
棕熊
北极熊
5、系统发育关系上的标准
物种被定义为系统发育树上的单系群。
单系群包括从某一祖先演化而来的所有的后代 。
6、物种分类新的研究方法
➢分子分类学 ➢血清分类学 ➢化学分类学等
通过DNA测序发 现河马成了鲸类最 近源（缘）的物种
鲸目（Cetacea）
起来，以表型距离（形态差异程度）作为生殖隔离是否存 在的指标。
➢ 在绝大多数情况下，两个群体之间生殖隔离的存在同时意
味着它们之间的形态差异也明显。
种群基因组成的变化与物种的形成课件(共35张PPT)
思考·讨论
如果该种群出现新的突变型（基因型为Aa或A2A2），也就是产 生新的等位基因A2，种群的基因频率会发生变化吗？基因A2的 频率可能会怎样变化？
若种群产生新基因A2，会使种群的基因频率发生变化。基因A2 的频率增大还是减少，要看这一突变对生物体有利还是有害。
种群基因频率的变化
可遗传的变异
自然选择对种群基因频率变化的影响
英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾（其幼虫叫桦尺蠖）。它们夜间活动， 白天栖息在树干上。杂交实验表明，桦尺蛾的体色受一对等位基因S和s控 制，黑色（S）对浅色（s）是显性的。在19世纪中叶以前，桦尺蛾几乎都 是浅色型的，该种群中S基因的频率很低，在5%以下。到了20世纪中叶，黑 色型的桦尺蛾却成了常见的类型，S基因的频率上升到95%以上。 19世纪时，曼彻斯特地区的树干上长满了浅色的地衣。后来，随着工业的 发展，工厂排出的煤烟使地衣不能生存，结果树皮裸露并被熏成黑褐色
子代种群的基因型频率：A占60%，a占40%
思考·讨论
（4）将计算结果填入下表，想一想，子二代、子三代以及若干代以后，种群的 基因频率会同子一代一样吗？
亲代基因型的 比值
配子的比值
子代基因型频率 子代基因频率
AA（30% ）
Aa（60%）
A（30% ）
A（ 30%）
a（ 30%）
AA（36% ）
Aa（48%）
A基因的数量是2×30+60=120个； a基因的数量是2×10+60=80个； A基因的频率为120÷200=60%； a基因的频率为80÷200=40%。
某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为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？
进化生物学课件-物种和物种的形成
受精后生殖隔离，在种间发生交配并生成杂交 合子之后起作用的隔离机制。
受精前生殖隔离
地理（空间）隔离
--- 4/2/2020
同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的 种群，阻碍了生物的自由迁移、交配、基因交 流，最后形成为独立的物种的现象。海洋、大 片陆地、高山和沙漠等都可以成为地理屏障。
--- 4/2/2020
故这一概念遭到微生物学家、植物学家和对象为孤雌生殖 的分类学家反对。
物种形成的三个主要环节
--- 4/2/2020
1.可遗传的变异是物种形成的原材料
基因突变和染色体畸变等遗传物种改变所造成的可遗传的变异 为物种形成提供原材料。
物种形成的三个主要环节
--- 4/2/2020
2. 选择影响物种形成的方向
环境条件或其他因素会使某些基因型的个体现出生存优势，
从而发生方向性选择。
期就会死亡。 2. 挪威鼠Rattus norvegicus与檐鼠Rattus rattus不能交配，
在极少数情况交配后会产下死胎或在很短时间内就会死亡。 3. 老虎与豹杂交后往往只会流产或死胎。
受精后生殖隔离 --- 4/2/2020
杂种不育
是指两个物种杂交后的后代虽然能够正常存活，但其无 法进一步繁殖后代。
受精前生殖隔离是更为高效的隔离机制，当受精前生 殖隔离形成时，物种分化也就基本完成了；
而当受精后生殖隔离足够强时，受精前生殖隔离也会 不断增强，阻止临界物种间的基因流动；
物种分化过程通常是多种隔离机制共同作用的结果。
物种分化的地理学分类
--- 4/2/2020
➢异域物种分化（allopatric speciation） ▫ 由地理隔离造成的物种种群间形成遗传交流上的生殖隔离 ▫ 动物中最常见的种化方式
受精前生殖隔离
地理（空间）隔离
--- 4/2/2020
同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的 种群，阻碍了生物的自由迁移、交配、基因交 流，最后形成为独立的物种的现象。海洋、大 片陆地、高山和沙漠等都可以成为地理屏障。
--- 4/2/2020
故这一概念遭到微生物学家、植物学家和对象为孤雌生殖 的分类学家反对。
物种形成的三个主要环节
--- 4/2/2020
1.可遗传的变异是物种形成的原材料
基因突变和染色体畸变等遗传物种改变所造成的可遗传的变异 为物种形成提供原材料。
物种形成的三个主要环节
--- 4/2/2020
2. 选择影响物种形成的方向
环境条件或其他因素会使某些基因型的个体现出生存优势，
从而发生方向性选择。
期就会死亡。 2. 挪威鼠Rattus norvegicus与檐鼠Rattus rattus不能交配，
在极少数情况交配后会产下死胎或在很短时间内就会死亡。 3. 老虎与豹杂交后往往只会流产或死胎。
受精后生殖隔离 --- 4/2/2020
杂种不育
是指两个物种杂交后的后代虽然能够正常存活，但其无 法进一步繁殖后代。
受精前生殖隔离是更为高效的隔离机制，当受精前生 殖隔离形成时，物种分化也就基本完成了；
而当受精后生殖隔离足够强时，受精前生殖隔离也会 不断增强，阻止临界物种间的基因流动；
物种分化过程通常是多种隔离机制共同作用的结果。
物种分化的地理学分类
--- 4/2/2020
➢异域物种分化（allopatric speciation） ▫ 由地理隔离造成的物种种群间形成遗传交流上的生殖隔离 ▫ 动物中最常见的种化方式
【高中生物】种群基因组成的变化与物种的形成课件 2022-2023学年高一下学期生物人教版必修2
基因频率向不同方向发生改变 种群的 基因库 出现差异
差异进一步加大
生殖隔离
标志
新物种形成
五、隔离在物种形成中的作用
4.物种形成的三种方式 （1）渐变式 地理隔离 长期 生殖隔离 标志 新物种形成 （说明：地理隔离不一定都能形成生殖隔离）
加拉帕戈斯群岛的地雀
不同小岛上的植被不同，果实大小不同所致
五、隔离在物种形成中的作用
子三代
36% 48% 16% 60% 40%
结论:在满足5个基本前提的情况下：种群中，亲子代之间的 _基__因__型__频率会发生变化,但是_基__因___频率保持固定不变。
该种群是否发生了进化？
二、种群基因频率的变化
思考：导致基因频率变化的原因可能有哪些？ 基因突变、基因重组、染色体变异、自然选择等
能够产生新 的等位基因
突变
突变和基因重组为进化提供原材料。
可以增加基 因型的类型， 但不能产生
新基因
基因突变的特点： 普遍性、随机性、不定向性、低频性、多害少利性。
二、种群基因频率的变化 思考：在自然情况下，突变的频率是很低的，且多数是有害的， 对生物的进化有重要意义吗？
种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个细胞内都有成千 上万个基因，这样每一代就会产生大量的突离在物种形成中的作用
1.设想南美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈斯群岛后，先在两个岛屿上 形成两个初始种群。这两个种群的个体数量都不多。它们的基因频率一 样吗？
由于这两个种群的个体数量都不够多，基因频率可能是不一样的。 2.不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？
不一样。因为突变是随机发生的。
3.对不同岛屿上的地雀种群来说，环境的作用有没有差别？这对种群 基因频率的变化会产生什么影响？
差异进一步加大
生殖隔离
标志
新物种形成
五、隔离在物种形成中的作用
4.物种形成的三种方式 （1）渐变式 地理隔离 长期 生殖隔离 标志 新物种形成 （说明：地理隔离不一定都能形成生殖隔离）
加拉帕戈斯群岛的地雀
不同小岛上的植被不同，果实大小不同所致
五、隔离在物种形成中的作用
子三代
36% 48% 16% 60% 40%
结论:在满足5个基本前提的情况下：种群中，亲子代之间的 _基__因__型__频率会发生变化,但是_基__因___频率保持固定不变。
该种群是否发生了进化？
二、种群基因频率的变化
思考：导致基因频率变化的原因可能有哪些？ 基因突变、基因重组、染色体变异、自然选择等
能够产生新 的等位基因
突变
突变和基因重组为进化提供原材料。
可以增加基 因型的类型， 但不能产生
新基因
基因突变的特点： 普遍性、随机性、不定向性、低频性、多害少利性。
二、种群基因频率的变化 思考：在自然情况下，突变的频率是很低的，且多数是有害的， 对生物的进化有重要意义吗？
种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个细胞内都有成千 上万个基因，这样每一代就会产生大量的突离在物种形成中的作用
1.设想南美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈斯群岛后，先在两个岛屿上 形成两个初始种群。这两个种群的个体数量都不多。它们的基因频率一 样吗？
由于这两个种群的个体数量都不够多，基因频率可能是不一样的。 2.不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？
不一样。因为突变是随机发生的。
3.对不同岛屿上的地雀种群来说，环境的作用有没有差别？这对种群 基因频率的变化会产生什么影响？
物种和物种形成
• 亚种(subspecies) ：是种内个体在地理和生态上充分隔 离后所形成的群体，具有一定的形态生理、遗传特征，特别 有不同的地理分布和不同的生态环境。这一概念一般多用于 动物分类，在植物分类上比较少用。 体虱
生态亚种
头虱
头虱
体虱
东北虎 地理亚种
华南虎
根据物种有无亚种而区分为单型种和多型种。
加拉帕戈斯 群岛上的鸣 禽
出自于同一祖先分居两岛的群体，因互相隔离，最 终成为不同的物种A和B。
A B
A的有些个体由于某些机会迁移到B所居的岛上生活。 两个种虽然共存，但由于剧烈竞争的结果，使它们分 别进化。
A B,A
在B所居的岛上的A，由于对突变和重组的不断选 择，终于形成新的亚种，并进一步发展到有足够多 的差异而自成为一个新种C。
《进化生物学》
第6章 物种和物种的形成
一、人对物种问题认识的发展过程
• 1、林奈时代 • 认为物种是永恒的、不变的、特创的 和独立(孤立)的。 • 2、拉马克、达尔文时代 • 认为物种变化的、进化的，可产生、 可绝灭的，以亲缘纽带相互联系的。
二、物种
• （一）基本概念 • 1、非时向种 • 即不考虑时间因素，不涉及目前的物种是由哪些原始 种演化而来，更不涉及历史上曾经存在过而现在已绝灭的 种，只对现存的生物分门别类，这是非时间的物种概念。
种群组成、生殖隔离、生态地位、宗谱分支
（四）物种的结构
• 个体(individuals): 是物种组成中最基本的单位，物 种由许多个体组成。同一种内的个体有性别、生长发育阶 段的差异，有些还有群体分工 . • 种群(group of species)/居群(local population)，指生 活在一定群落里的一群同种个体。种群是物种的基本结构单 元。
《种群基因组成的变化与物种的形成》生物的进化PPT教学课件
（1）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
（2）隔离：基因不能自由交流的现象，分为地理隔离和生殖隔离
1. 地理隔离：同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能
发生基因交流的现象，叫做地理隔离（未形成新物种）
2. 生殖隔离：不同物种间不能相互交配，或相互交配不能产生可育的后代
16
81
8
遗传平衡定律
第六章 生物的进化
（2）遗传平衡的拓展题型 • 利用疾病发病率逆推疾病的致病基因频率
例题：某人群中某常染色体显性遗传病的发病率为19%，一对夫妇中妻子患病，
丈夫正常，他们所生子女患该病的概率是（）
A.10 B. 9
C. 1
D.1
19
19
19
2
遗传平衡定律
第六章 生物的进化
假设上述昆虫群体满足以下五个条件： 遗传平衡状态
某基因频率=（纯合子个数×2+杂合子个数）÷（总个数×2）
某基因频率=纯合子的频率＋1/2杂合子的频率
AA
Aa
aa
某基因型频率=该基因型个数÷该种群个体数
AA
aa
aa
遗传平衡定律
第六章 生物的进化
假设上述昆虫群体满足以下五个条件： 遗传平衡状态
①昆虫群体数量足够大 ②全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代 ③没有迁入与迁出。 ④AA、Aa、aa三种基因型昆虫的生存能力完全相同。 ⑤没有基因突变和染色体变异
第六章 生物的进化
种群是生物进化的基本单位
第六章 生物的进化
（1）基本概念 1. 种群：生活在一定区域的同种生物的全部个体，能够通过相互交配产生后代 2. 基因库：一个种群中全部个体所含的全部基因 3. 基因频率：在一个种群基因库中，某种基因占全部等位基因数的比率 4. 基因型频率：在一个种群中，某种基因型占全部个体的比率
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受精后生殖隔离
合子不活
是指即使雌雄配子有时能受精，但受精卵不能正常发育或 孵化。 1. 水牛Bubalus bubalis与家牛Bos taurus的受精卵在8细胞 期就会死亡。 . 挪威鼠Rattus norvegicus与檐鼠Rattus rattus不能交配，
在极少数情况交配后会产下死胎或在很短时间内就会死亡。
受精前生殖隔离
地理（空间）隔离
同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的 种群，阻碍了生物的自由迁移、交配、基因交 流，最后形成为独立的物种的现象。海洋、大 片陆地、高山和沙漠等都可以成为地理屏障。
大约1万年前，科罗拉多河流经亚利桑那州的凯巴布高 原时形成的科罗拉多大峡谷将羚羊松鼠分成两个种群。南岸 的演化成哈里斯羚羊松鼠（Ammospermophilus harrisi），北 岸演化成白尾羚羊松鼠（Artmospernwphilis leucurus）。
受精后生殖隔离：
合子不活 杂种不育
生殖隔离与物种分化过程
受精前生殖隔离是更为高效的隔离机制，当受精前生
殖隔离形成时，物种分化也就基本完成了； 而当受精后生殖隔离足够强时，受精前生殖隔离也会 不断增强，阻止临界物种间的基因流动； 物种分化过程通常是多种隔离机制共同作用的结果。
物种分化的地理学分类
异域物种分化（allopatric speciation） ▫ 由地理隔离造成的物种种群间形成遗传交流上的生殖隔离 ▫ 动物中最常见的种化方式
点及依据。
物种分化的地理学分类
同域物种分化（sympatric speciation）
发生在同一地理区域内的物种分化，实际上多为生态位隔离造成的分化。
不同物种的生态位是隔离的，对竞争的避免促使物种随生态位分化而分化。
物种分化的地理学分类
邻域物种分化（parapatric speciation）
地理环境的差异导致渐变群（cline）的形成，沿梯度形成不同亚种，分 布于两端的亚种已经不能交配。随环境变化，如中间亚种消失，则两端亚种
进化生物学
物种和物种的形成
主要内容
1. 生物学物种的概念 2. 物种形成的三个环节 3. 生殖隔离的机制 4. 物种形成的地理学分类
地球生物的多样性
如何定义物种
棕熊
物种具有较明显的表型差异
北极熊
黑熊
物种不具有较明显的表型差异
马来熊
如何定义物种
物种内表现出有较明显的表型差异
生物学物种的概念
物种是指在自然状态下能够相互交配和繁殖，并 能够产生出可育后代的个体组成的群体。
受精前生殖隔离
生态（生境）隔离
生存在同一地域内的不同生境的群体所发生的隔离。
多数是由于不同种群所需要的食物和气候条件有所差异而形成的。
Epilachna nipponica
Epilachna yasutomii
生活在蓟属植物上
生活在类叶牡丹属植物上
受精前生殖隔离
季节（时间）隔离
初夏产卵， 以若虫形式越冬 成虫4月-7月存活
居住在加拉帕戈斯群岛上的蓝脚海鹅只有在一种特殊的 求偶表态行为之后才会交配。“行为展示”的一部分要求雄 性走高步，这是一种显示其种内特有的亮蓝脚的舞蹈。
受精前生殖隔离
形态（机械）隔离
指不同物种的生殖器官结构不同，因而它们的不同
性别个体无法发生交配行为而造成的生殖隔离。
配子隔离
指的是一个物种的精子或花粉不能被吸引到达卵或 胚珠，或者它在另一个物种的生殖器内不能存活而产生 的隔离。
3. 老虎与豹杂交后往往只会流产或死胎。
受精后生殖隔离
杂种不育
是指两个物种杂交后的后代虽然能够正常存活，但其无 法进一步繁殖后代。 马的染色体是32对
驴的染色体是31对
骡子的染色体是63条
在性细胞成熟过程中减数 分裂不正常，很难形成能
育的配子
生殖隔离的机制
受精前生殖隔离：
地理隔离 生境隔离 季节隔离 行为隔离 形态隔离 配子隔离
Gryllus veletis 维特勒蟋蟀
春
夏
Gryllus pennsylvanicus
秋后产卵， 以卵的形式越冬 成虫7月-11月存活
动物发情期不同 植物花期不同
冬
宾夕法尼亚田野蟋蟀
秋
受精前生殖隔离
行为（性别）隔离
由于求偶动作、 求偶信号（声、光、 性信息素）的发放 和接受等行为上的 不同所造成的隔离。
不同物种间一般是不能交配的，即使交配成功， 也不能产生可育的后代，这称为生殖隔离。
物种的形成
物种形成的三个主要环节
1.可遗传的变异是物种形成的原材料
基因突变和染色体畸变等遗传物种改变所造成的可遗传的变异 为物种形成提供原材料。
物种形成的三个主要环节
2. 选择影响物种形成的方向
环境条件或其他因素会使某些基因型的个体现出生存优势， 从而发生方向性选择。
物种形成的三个主要环节
3. 隔离是物种形成的必要条件
隔离导致遗传物质交流中断，使歧化不断加深，直至新物种形成。
生殖隔离产生是物种形成的重要标志。
生殖隔离的机制
根据生殖隔离作用于生殖过程的阶段不同，可将
生殖隔离区分为：
受精前生殖隔离，妨碍种间交配发生或者在不
同物种之间试图交配时阻止卵子受精。 受精后生殖隔离，在种间发生交配并生成杂交 合子之后起作用的隔离机制。
逐渐成为不同物种。
亚种A 亚种B 亚种C
课后思考：
基于生殖隔离的物种划分只适用于有性繁殖生物，而对 于无性繁殖生物来说，它们的后代只是它本身的克隆，且在繁
殖过程中，没有两性个体或两性细胞的交流和融合，因此其无
法适用。 故这一概念遭到微生物学家、植物学家和对象为孤雌生殖 的分类学家反对。
请查阅资料，了解科学家在物种划分上提出的其它观