现代生物进化理论的内容

第二节现代生物进化理论的主要内容1、种群是生物进化的基本单位2、生物进化的实质是种群基因频率的改变3、突变和基因重组是生物进化的原材料4、自然选择决定生物进化的方向5、隔离是物种形成的必要条件6、共同进化是产生生物多样性的原因请分析下面问题如果在灰色翅（基因型为aa）昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅（基因型为Aa）的变异个体，且绿色比灰色更不易被捕食，更适应环境。那么，绿色翅个体能永远生存下去么？如果绿色翅的变异个体能够很好的活下来，它绿色性状怎样才能世代传递下去呢？如果绿色翅的变异个体（Aa）与其他个体（aa）交配生殖，后代还会是绿色么？经过讨论发现：出现有利变异个体内的有利基因在个体范围内是无法传递的（个体的寿命和其他原因的限制），只有在群体中，通过有性生殖才能世代相传，另外有利变异个体的后代也不一定能真实遗传。因此，研究生物的进化，仅仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的（达尔文观点），还需要研究群体的基因组成的变化（现代生物进化理论观点），这个群体就是种群。一.种群是生物进化的基本单位生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群1.种群的概念以下描述是种群吗？1.一片草地上的全部蛇。2.我国长江流域的全部白暨豚。3.海南岛上四季常有的红树林。4.此时此刻我们所在教室内的全部学生和老师。一个种群中的个体是机械地集合在一起吗？一个种群中的个体是能自由交配、繁殖的，因此种群是生物繁殖的基本单位二.生物进化的实质是种群基因频率的改变1.基因库的概念一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫做这个种群的基因库2.基因频率的概念在一个种群中，某个基因占该种群全部等位基因数的比率，叫做基因频率3.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？A=30×2+60________________________200=60%200a=10×2+60________________________=40%A+a=1此种基因的个数种群中该对等位基因的总数此种基因的个数=纯合子个体数X2＋杂合子个体数种群中该对等位基因的总数=个体总数X2通过基因型个体数量计算基因频率某种基因的基因频率=巩固练习：在一个种群中随机抽取一定数量的个体，其中基因型为AA的个体占18%，基因型为Aa的个体占78%，aa的个体占4%，那么基因A和a的频率分别是多少？基因型频率：是指某种特定基因型的个体占群体内全部个体的比例5.据调查，某小学的学生中，基因型为XBXB的比例为42.32%、XBXb为7．36%、XbXb为0．32%、XBY为46%、XbY为4%，则在该地区XB和Xb的基因频率分别为：A．6%、8%()B．8%、92%C．78%、92%D．92%、8%D探究活动（三）用数学方法讨论基因频率的改变假设讨论题2中的群体满足以下五个条件：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（也就是说自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用）⑤也没有基因突变和染色体变异。(1)计算子一代、子二代、子三代的基因频率与基因型频率遗传平衡状态亲代子一代子二代子三代基因型频率AA30%Aa60%aa10%基因频率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%（2）分析一下各代基因频率与基因型频率相同吗？（3）上述计算结果是在满足五个假设条件的基础上计算的，对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？36%48%16%在有性生殖过程中，如果符合遗传平衡，产生的雌雄配子：A60%A60%a40%a40%36%24%16%AAAaAa24%aa卵子精子p+q=1(p+q)2=p2+2pq+q2=1遗传平衡定律AA=p2Aa=2pqaa=q2例1.在某一个人群中，经调查得知，隐性性状者为16％，问该性状不同类型的基因型频率是多少?(按AA、Aa、aa顺序排列)()A．0．36，0．48，0．16B．0．48，0．36，0．16C．0．16，0．48，0．36D．0．16，0．36，0．38A遗传平衡所指的种群是理想种群，在自然条件下，这样的种群是不存在的。所以种群基因频率迟早要发生变化，所以种群的进化是必然的。思考：生物自发突变的频率很低，且大多数突变对生物体是有害的，它为何还能作为生物进化的原材料呢？例果蝇约有104对基因，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？2×104×10－5个体×108种群=2×107不可以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突变和基因重组产生生物进化的原材料突变产生等位基因基因重组多种多样的基因型种群出现大量的可遗传变异变异是不定向的形成了进化的原材料（1）根据前面所学的你能做出假设吗？探究活动（四）“探究自然选择对种群基因频率的影响”ss长满地衣的树干上的桦尺蠖黑褐色树干上的桦尺蠖自然选择可以使种群的基因频率定向改变二、隔离导致物种的形成•物种：物种是指分布在一定的自然区域内，具有一定的形态结构和生理功能，而且在自然状态下能够相互交配和繁殖，并能够产生可育后代的一群生物个体。•隔离：不同种群间的个体，在自然条件下不能发生基因交流的现象。•地理隔离:分布在不同自然区域的种群，由于高山、河流、沙漠等地理上的障碍，彼此无法相遇而不能交配。•生殖隔离:种群间个体不能自由交配，或交配后不能产生可育后代。如：动物的求偶方式、繁殖期不同，植物因开花季节、花的形态不同。•由地理隔离发展到生殖隔离是大多数物种形成的基本因素，生殖隔离一旦形成，原来属于一个物种的就形成了不同的物种。现代生物进化理论的基本观点是：进化的基本单位是种群。进化的实质是种群基因频率的改变。物种形成的基本环节是：突变和基因重组——提供进化的原材料；自然选择——基因频率定向改变，决定进化的方向；隔离——物种形成的必要条件