现代生物进化理论的主要内容72

捕食者存在是否对被捕食者有害无益？ 捕食者所捕食的大多是被捕食者中 年老、病弱或年幼的个体，客观上起 到促进种群发展的作用。 “精明的捕食者”策略：捕食者一般不能 将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。
（4）生殖隔离形成的根本原因是种群基因 库的差异 （5）物种形成的三个基本环节： ①突变和基因重组产生进化的原材料 ②自然选择决定生物进化的方向(定向) ③隔离导致物种的形成
（一）共同进化
（一）共同进化 资料1：在自然界，一种 植物专门由一种昆虫传粉的 情形很常见。 昆虫传粉的专门化对植 物繁衍后代有什么意义？
(2)在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表 现型？ 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
（三）自然选择决定了生物进化的方向
在自然选择的作用下，种群的基因 频率会发生定向改变，导致生物朝着 一定的方向不断进化。
原因：淘汰不利变异基因，积累有利变异基因 结果： 使基因频率定向改变。
1、种群概念： 生活在一定区域的同种生物的全部个体。
卧龙自然保护区 猕猴
种群的特点： ⑴、个体间可以自由交配；⑵、产生可育的 后代（可见，种群也是繁殖的基本单位）。
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。
⑴全世界的人是一个物种吗？ 为什么？ 都是一个物种，无论白人黑 人、黄种人结婚，都能产生 可育的后代。 ⑵马跟驴是一个物种吗？为 什么？ 马和驴不是一个物种，因为 马与驴交配产生的后代骡没 有生殖能力。 ⑶骡是一个物种吗?为什么？ 不是。因为它不能繁殖后代
（二）隔离在物种形成中的作用
1、概念 指同一物种不同种群间的个体，在自然条 件下基因不能自由交流的现象。
生物进化的实质：种群的进化过程就 是种群基因频率发生变化的过程。
（一）物种的概念 问题：曼彻斯特地区的桦尺蠖的基因频率发 生了很大的改变，但是否形成了新的物种？ 能够在自然状态下相互交配并且产生可育后 为什么？ 代的一群生物称为一个物种，简称“种”。 它们仍是同一个物种，因未形成生殖隔 物种与种群有什么区别？ 离，还有基因交流。 ⑴同一物种可以分布在自然界的不同区域， 形成很多的种群，而种群是指一定区域内的 同种全部个体的集合。 ⑵种群是物种繁殖和进化的基本单位。
（3）对不同岛屿上的地雀种群来说，环 境的作用又没有差别？这对种群基因频 率的变化会产生什么影响？ 不同岛屿的地形和植被条件不一样，因此
环境的作用会有差别，导致种群基因频率 朝不同的方向改变。
（4）如果这片海域只有一个小岛，还会形 成这么多种地雀吗？
不会。因为个体间有基因的交流。
物种形成的比较常见的方式： 长期 生殖隔离 地理隔离 自然选 变异 变异1 新物种 1 择1 类型1 原 地理 种 隔离
【思考】桦尺蠖的翅色是浅色(基因型ss)，偶 然出现一黑色的变异个体（基因型Ss），且 S对s是显性，若黑色翅比浅色翅更适应环境 （1）这一有利变异的个体能永 远生存下去吗？ （2）该个体中的有利基因S，如 何保留？ （3）即使Ss的个体能够繁殖， 后代都是黑色个体吗？ 个体不是进化基本单位
（一）种群是生物进化的基本单位
36% 48% 16% 60% 40%
ห้องสมุดไป่ตู้
思考：由上表你能得出哪些结论?
如果一个种群符合以下条件，即： ①种群足够大， ②种群中个体间的交配是随机的， ③没有个体的迁入与迁出， ④没有突变发生， ⑤没有自然选择。 设A的基因频率为p，a的基因频率为q ，则： p＋q＝1 （p＋q）2＝1 p2 ＋ 2pq ＋ q2 ＝1
够得出正确的结果。
假如昆虫种群中基因型AA占30﹪，Aa占60﹪， aa占10﹪。如果该种群满足以下五个条件： ①昆虫群体数量足够大 ②没有迁入与迁出 ③全部雌雄个体间都能自由交配并产生后代 ④ AA 、Aa 、 aa 三种基因型昆虫的生存能力完 全相同 ⑤A和a都不产生突变,即没有基因突变和染色 体变异。
AA的基因型频率 Aa的基因型频率 aa的基因型频率 哈代（迪）-温伯格定律
（5）上述计算结果是建立在五个假设条件 基础上的。对自然界的种群来说，这五个条 件都成立吗？你能举出哪些实例？ 第一：足够大的种群是不存在 第二：种群中充分的随机交配也是不现实的 第三：基因突变每时每刻都有可能发生。 第四：由于各种原因，迁入和迁出不可避免 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。 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。
资料2： 动物学家对生活在非洲大草原奥兰 治河两岸的羚羊进行研究时发现，东岸 的羚羊群的奔跑速度比西岸的羚羊每分 钟竟快13米。为何差距如此之大？ 经过观察和科学实验，动物学家终 于明白，东岸的羚羊之所以强健，是因 为它们附近有一个狼群，生存时时处于 危险之中。
捕 食 捕食者
的存在 是不是 对被捕 食者有 害无益 呢？
爆发式
突变和基因重组、自然选择、隔离 与物种形成的关系 突变和基因重组 自然选择 改变 种群基因频率 积累 扩大 导致 时间 地理隔离 基因库的差异 导致 种群间生殖隔离 标志 新物种的形成
（1）隔离是物种形成的必要条件。
（2）物种形成一般是长期地理隔离，达到 生殖隔离 （3）生殖隔离是物种形成的标志 可见，不同物种间都存在着生殖隔离,物 种的形成必须经过生殖隔离，但不一定要经 过地理隔离。
则：A基因频率：0.3+1/2 0.6=0.6
a基因频率：0.1+1/2 0.6=0.4
伴X染色体遗传方式 思考：如果基因的位置在 X染色体上，此 例：某工厂有男女职工各 200名，调查发现，女性 时该基因的基因频率应如何计算？
色盲基因的携带者为15人，患者5人，男性患者11 B 人。那么这个群体中色盲基因的频率是 （ ） A、4．5% B、 6% C、 9% D、7．8%
验证假设：数学建模 1870年桦尺蠖的基因型频率为SS 10% ；Ss 20%；ss 70%，在树干变黑的环境条件下，使 种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年 11 增加10%，几年内，桦尺蠖种群每年的基因型 11+22+63 频率与基因频率是多少？
基因 型频 率 SS Ss ss S s 第1 年 10% 20% 70% 20% 80% 第2年 11.5% 22.9% 65.6% 23% 77% 第3 年 13.1% 26% 60.9% 26.1% 73.9% 第4 年 14.6% 29.3% 56.1% 29.3% 70.7% „„
2、类型
地理隔离
生殖隔离
（1）生殖隔离： 不同物种之间的个体不能自由交配或交配后 不能产生可育的后代的现象。 求偶方式不同 动物 繁殖期不同 生殖 开花季节不同 隔离 植物 花的形态不同
荇菜 与梅花 因花期 不同而 出现生 殖隔离
孔雀与巨嘴 鸟因求偶方 式不同而出 现生殖隔离
（2）地理隔离：由于高山、河流、沙漠或其 他地理上的障碍，使不同的种群不能基因交流
基因频率的定向改变
生殖 隔离
变异 变异2 自然选 类型2 择2
新物种2
地理隔离是形成物种的量变阶段， 生殖隔离是形成物种的质变阶段， 隔离是物种形成的必要条件。 渐变式
不同物种间都存在着生殖隔离,物种的形成 必须经过生殖隔离。 思考：物种的形成都需要地理隔离吗？
不一定。如：二倍体西瓜和 四倍体西瓜
(4)在讨论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？
亲代 子一代 基因 AA 型频 Aa 率 aa 基因 频率 A a 30% 60% 36% 子二代 子三代
10%
60% 40%
48% 16% 60% 40%
36% 48% 16% 60% 40%
人类把鲫鱼 的后代培育 成金鱼，实 质就是通过 选择改变基 因频率。从 图中看显然 红色基因的 频率显著提 高了。
(19 世纪中叶 )
(20 世纪中叶 )
提出问题：种群中s基因（浅色性状）的频 率为什么越来越低？ 作出假设？？？
(19 世纪中叶 )
(20 世纪中叶 )
提出问题：种群中s基因（浅色性状）的频率 为什么越来越低？ 作出假设： 黑褐色环境，不利于浅色桦尺蠖 的生存，环境的选择作用使s基因 频率越来越低。
2、基因库：
一个种群中全部个体所含有的全部基因
4、基因频率： ⑴概念： 在一个种群基因库中，某个基因占全部 等位基因数的比率
⑵、计算方法：
从某个种群中随机抽出100个个体，测知基 因型为AA、Aa 和aa的个体分别是30、60和 10。计算：A和a的基因频率。
基因频率=该基因的数目 / 该基因的各等位基因的总数 该基因的等位基因总数：100 2=200 则：A基因的基因频率：（2 30+60）/200 100%=60% a基因的基因频率：（10 2+60）/200 100%=40% 基因频率=它的纯合子频率+1/2它的杂合子频率 AA基因型频率：30/100=0.3 aa基因型频率：10/100=0.1 Aa基因型频率：60/100=0.6
基因 频率
升高 降低
(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？ ①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。 ②许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被 天敌捕食。
结论：自然选择使基因频率定向改变。
特别注意：伴X遗传方面的基因频率计算
Xb 2 x 5+15+11 36 b = PX = 这类题目的特殊点是： X染色体总数的正确计 = 6% = B b X +X 200 x 2 +200 600 算，因为男性中只有一个 X染色体，所以计算 B X 600 36 564 B 男性 2 ，这样就能 PX = X染色体总数时不需要乘以 = = = 94% B b 600 X +X 200 x 2 +200