备选课件：现代生物进化理论的主要内容.ppt

第第2 2节节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容一、种群一、种群 生活在生活在一定区域一定区域的的同种生物同种生物的的全部全部个体个体 种群中的个体并不是机械地集合在一起种群中的个体并不是机械地集合在一起, ,而是彼此而是彼此可以交配可以交配, ,并通过繁殖将各自的基因传给后代并通过繁殖将各自的基因传给后代. .1.1.概念：概念：种群是种群是生物进化、生物繁殖生物进化、生物繁殖的基本单位的基本单位2.2.种群的基因库：种群的基因库：一个种群中一个种群中全部个体全部个体所含有的所含有的全部基因全部基因3.3.种群的基因频率：种群的基因频率：（1 1）概念：）概念：在一个种群基因库中，某基因占全部等位基因的比率在一个种群基因库中，某基因占全部等位基因的比率种群的基因库的差异种群的基因库的差异是产生生殖隔离的根本原因是产生生殖隔离的根本原因（2 2）影响因素：）影响因素：基因突变、自然选择、迁移、遗传漂变等基因突变、自然选择、迁移、遗传漂变等自然界种群的基因频率能世代不变吗？为什么？自然界种群的基因频率能世代不变吗？为什么？不能，必须不能，必须5 5个条件同时成立：个条件同时成立：该种群非常大该种群非常大所有的雌雄个体都能自由交配所有的雌雄个体都能自由交配 没有迁入和迁出没有迁入和迁出 环境没有作用环境没有作用 不发生基因突变和染色体变异。不发生基因突变和染色体变异。 如：在一个种群中，某种基因的频率为如：在一个种群中，某种基因的频率为1%1%，如果这，如果这个种群有个种群有100100万个个体，含这种基因的个体就有成万个个体，含这种基因的个体就有成千上万个。如果这个种群只有千上万个。如果这个种群只有5050个个体，那么就只个个体，那么就只有有1 1个个体具有这种基因。在这种情况下，可能会个个体具有这种基因。在这种情况下，可能会由于这个个体的偶然死亡或没有交配，而使这种基由于这个个体的偶然死亡或没有交配，而使这种基因在种群中消失。这种现象就是因在种群中消失。这种现象就是遗传漂变遗传漂变。一般种一般种群越小，遗传漂变越显著。群越小，遗传漂变越显著。 5.5.基因频率和基因型频率的计算：基因频率和基因型频率的计算：已知基因型个体数求基因频率；已知基因型个体数求基因频率；已知基因型频率数求基因频率；已知基因型频率数求基因频率；= =某种基因的纯合子频率某种基因的纯合子频率+1/2+1/2杂合子频率杂合子频率例、已知人眼的褐色（例、已知人眼的褐色（A A）对蓝色（）对蓝色（a a）是显性。在）是显性。在一个有一个有3000030000人的人群中，蓝眼的人人的人群中，蓝眼的人36003600人；褐眼人；褐眼的有的有2640026400人，其中纯合体有人，其中纯合体有1200012000人。则在这一个人。则在这一个人群中人群中A A和和a a的基因频率分别为（的基因频率分别为（ ） A.0.64A.0.64和和0.36 B.0.360.36 B.0.36和和0.64 0.64 C.0.50C.0.50和和0.50 D.0.820.50 D.0.82和和0.180.18A4.4.基因型频率：基因型频率：某基因型个体的数目某基因型个体的数目/ /全部个体的总数全部个体的总数注意特殊情况注意特殊情况 例、据调查得知，某学校的学生中各血型的例、据调查得知，某学校的学生中各血型的比率如下：比率如下：I I I IA A 20% 20% 、I IA Ai30% i30% 、I IB BI IB B10%10%、 I IB Bi20%i20%、I IA AI IB B10%10%、ii10%ii10%，计算计算I IB B的基因频率。的基因频率。10% +1/210% +1/2（10%+20%10%+20%）=25%=25%已知基因频率求同代个体的基因型频率；已知基因频率求同代个体的基因型频率；例、假设一对等位基因例、假设一对等位基因A A，a a的频率为的频率为A=0.9A=0.9，a=0.1a=0.1，那么那么AAAA，AaAa，aaaa，三种基因型的频率为？，三种基因型的频率为？已知亲代基因频率求子代基因型频率（或子代发病率）；已知亲代基因频率求子代基因型频率（或子代发病率）；遗传平衡定律（公式）的遗传平衡定律（公式）的适用条件适用条件：种群足够大、种群中个体自由交配、没有突种群足够大、种群中个体自由交配、没有突变发生、没有新基因加入、没有自然选择。变发生、没有新基因加入、没有自然选择。遗传平衡定律（公式）遗传平衡定律（公式）: :假设在一个理想的种群中，某假设在一个理想的种群中，某基因位点上的两个等位基因基因位点上的两个等位基因A A和和a a，若基因，若基因A A的频率为的频率为p p，基因基因a a的频率为的频率为q q，则，则p pq=1q=1，基因型，基因型AAAA的频率为的频率为p p2 2，基，基因型因型aaaa的频率为的频率为q q2 2，基因型，基因型AaAa的频率为的频率为2pq2pq，且，且p p2 22pq2pqq q2 2=1=1。 （p pq q）2 2=p=p2 22pq2pqq q2 2 例、某种群例、某种群AAAA所占的比例为所占的比例为16%16%，AaAa所占的比例为所占的比例为20%20%。请问请问A A的基因频率为多少？的基因频率为多少？错误解答：错误解答：运用基因遗传平衡定律，运用基因遗传平衡定律，A A的基因频率为的基因频率为40%40%。错误原因：错误原因：此种群不平衡，不能用遗传平衡定律此种群不平衡，不能用遗传平衡定律。正确解答正确解答：A A的基因频率的基因频率16%+16%+（1/21/220%20%）=26%=26%。例、下面是四个不同群体中的基因型频率，哪些是平衡例、下面是四个不同群体中的基因型频率，哪些是平衡群体群体?(?(多选）多选） A.0.36AA 0.48Aa 0.16aa B.0.25AA 0.50Aa 0.25aaA.0.36AA 0.48Aa 0.16aa B.0.25AA 0.50Aa 0.25aa C.0.04AA 0.32Aa 0.64aa D.0.09AA 0.49Aa 0.42aaC.0.04AA 0.32Aa 0.64aa D.0.09AA 0.49Aa 0.42aa答案：答案：ABC ABC 解析：因为解析：因为ABCABC三个种群符合遗传平衡定律三个种群符合遗传平衡定律（p pq q）2 2=p=p2 22pq2pqq q2 2 例、某人群中常染色体显性遗传病的发病率例、某人群中常染色体显性遗传病的发病率为为19%19%，一对夫妇中妻子患病，丈夫正常，他，一对夫妇中妻子患病，丈夫正常，他们所生子女患病的概率是（们所生子女患病的概率是（ ）A.10/19 B.9/19 C.1/19 D.1/2A.10/19 B.9/19 C.1/19 D.1/2二、生物进化的实质：二、生物进化的实质：种群基因频率的改变种群基因频率的改变A A三、物种形成的三个基本环节三、物种形成的三个基本环节1.1.突变（即基因突变和染色体变异）与基突变（即基因突变和染色体变异）与基因重组产生进化的原材料因重组产生进化的原材料突变突变产生产生等位基因等位基因有性生殖有性生殖基因重组基因重组产生产生多种基因型多种基因型出现出现大量可遗传的变异大量可遗传的变异长满地衣的树干上的桦尺蠖长满地衣的树干上的桦尺蠖黑褐色树干上的桦尺蠖黑褐色树干上的桦尺蠖 自然选择自然选择使种群的基因频率定使种群的基因频率定向改变向改变并决定生物进化的方向并决定生物进化的方向栖息环境栖息环境浅色浅色栖息环境栖息环境深色深色s s基因频率基因频率95%95%S S基因频率基因频率95%95%2.2.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种群中产生变异种群中产生变异自然选择自然选择（定向）（定向）淘汰不利变异基因淘汰不利变异基因 积累有利变异基因积累有利变异基因导致导致导致导致基因频率定向改变基因频率定向改变生物朝一定方向进化生物朝一定方向进化3 3、隔离导致物种的形成、隔离导致物种的形成物种物种：指分布在一定的自然区域内，具有一定的形态：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，并能够产生和繁殖，并能够产生可育后代可育后代的一群生物个体。的一群生物个体。 驴驴马马骡骡子子( (不可育不可育) ) 虎狮兽虎狮兽雄虎雄虎 雌狮雌狮 狮虎兽狮虎兽雄狮雄狮 雌虎雌虎生殖隔离生殖隔离: :不同物种之间不能相互交配不同物种之间不能相互交配或交配后产生不可育的后代。或交配后产生不可育的后代。( (不可育不可育) )如东北虎如东北虎( (左左) )和华南虎和华南虎( (右右) )都是亚洲虎的后代，由于长都是亚洲虎的后代，由于长期生活在不同的地区，导致不能进行基因交流而形成了期生活在不同的地区，导致不能进行基因交流而形成了地理隔离，是两个不同的虎亚种。地理隔离，是两个不同的虎亚种。地理隔离地理隔离: :同一种生物由于地理上的障碍而分成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的交流。不同的种群，使得种群间不能发生基因的交流。同一种群同一种群不同种群不同种群不同的突变不同的突变和基因重组和基因重组不同的自然不同的自然环境选择环境选择种群的基因库改变种群的基因库改变生殖隔离生殖隔离地理隔离地理隔离加拉帕戈斯群岛上的几种地雀加拉帕戈斯群岛上的几种地雀隔离在物种形成中的作用隔离在物种形成中的作用结论：隔离是物种形成的必要条件结论：隔离是物种形成的必要条件导致导致标志标志物种形成物种形成试试看试试看1.1.生殖隔离一定在地理上隔开（生殖隔离一定在地理上隔开（ ）2.2.新物种形成最显著的标志是产生了生殖隔离（新物种形成最显著的标志是产生了生殖隔离（ ）3.3.多倍体育种不需要经过地理隔离（多倍体育种不需要经过地理隔离（ ）4.4.转基因育种可部分突破地理隔离和生殖隔离（转基因育种可部分突破地理隔离和生殖隔离（ ）5.5.种群基因频率的改变就是进化，但不一定形种群基因频率的改变就是进化，但不一定形成了新物种（成了新物种（ ）6 6. .下列哪项形成了新物种？（下列哪项形成了新物种？（ ）A A. .二倍体的西瓜经秋水仙素处理成为四倍体西瓜二倍体的西瓜经秋水仙素处理成为四倍体西瓜B B. .桦尺蠖体色的基因频率由桦尺蠖体色的基因频率由S S（95%95%）变成）变成s(95%)s(95%)C C. .马与驴交配产生了骡子马与驴交配产生了骡子D D. .克隆羊多利克隆羊多利四、达尔文进化论与现代生物进化理论的比较四、达尔文进化论与现代生物进化理论的比较相同点：相同点：不同点：不同点：都能解释生物进化的原因和生物的多样性、适应性都能解释生物进化的原因和生物的多样性、适应性前者没有说明遗传变异的本质以及自然选择的作用前者没有说明遗传变异的本质以及自然选择的作用机理，而后者作出了解释。机理，而后者作出了解释。前者研究生物个体的进化，而后者认为种群是生物前者研究生物个体的进化，而后者认为种群是生物进化的基本单位。进化的基本单位。前者从性状水平解释生物进化，而后者认为生物进前者从性状水平解释生物进化，而后者认为生物进化的本质是种群基因频率的改变，是从分子水平化的本质是种群基因频率的改变，是从分子水平上阐述的。上阐述的。后者强调隔离在物种形成中的作用。后者强调隔离在物种形成中的作用。1 1、共同进化、共同进化五、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2 2、生物多样性的形成、生物多样性的形成基因多样性、物种多样性、生态系统多样性基因多样性、物种多样性、生态系统多样性(1)(1)概念：概念：不同物种之间、生物与无机环境之间不同物种之间、生物与无机环境之间 的相互影响和共同演变的相互影响和共同演变(2)(2)原因：原因：生物与生物之间的相互选择、生物与生物与生物之间的相互选择、生物与 无机环境之间的相互影响无机环境之间的相互影响（1 1）生物多样性的内容：）生物多样性的内容：（2 2）生物多样性的形成原因：）生物多样性的形成原因：生物进化生物进化（3 3）研究生物进化历程的主要依据：）研究生物进化历程的主要依据： 化石化石最早出现的生物是最早出现的生物是单细胞生物单细胞生物，它们，它们生活在生活在原始海洋原始海洋中中生物的进化历程可概括为：生物的进化历程可概括为：从从原核生物原核生物到到真核单细胞生物真核单细胞生物到到真核多细胞生物；真核多细胞生物；从从异养生物异养生物到到自养生物；自养生物；从从无性生殖无性生殖到到有性生殖；有性生殖；从从厌氧厌氧到到需氧、简单需氧、简单到到复杂复杂、水生水生到到陆生陆生、低等低等到到高等。高等。