生物进化[下学期]

课件57张PPT。生物的进化经过漫长的生物进化历程，生物由简单、低等逐步向复杂、高等发展40亿年前达尔文（1809-1882）是英国的博物学家，他曾随英国海军勘探船“贝格尔号”，做了历时五年（1831-1836）的环球航行考察，在动植物和地质等方面进行了广泛的观察，并采集了大量的生物标本和矿物标本，经过深入研究，形成了生物进化的观点。终于在1859年出版了震动当时学术界的巨著《物种起源》。在这部具有划时代意义的重要著作中，他用极其丰富的确凿可靠的材料，提出了以自然选择学说为基础的生物进化理论这个学说，不仅说明物种是可变的，而且对于生物的适应性也做出了正确地解释。达尔文的自然选择学说1、过度繁殖2、生存斗争3、遗传变异4、适者生存概念:
在生存斗争中，适者生存、不适者被淘汰的过程。1、过度繁殖生物的繁殖能力很强，能产生大量的后代。如一棵一年生的植物，即使每年只产生两粒种子，经过20年，后代的数目就能超过100万棵。又如，象的寿命可达100岁，如果每对象一年生产6头小象，经过740年~750年，一对象的后代就可达1900万头。2、生存斗争（2）类型：（1）原因：①生物的过度繁殖。②生物赖以生存的环境条件（如食物和生存空间）是有限的。(3) 结果:大量生物个体死亡，少量生物个体生存与无机自然环境的斗争
种内斗争
种间斗争3、遗传和变异（1）具有普遍性（2）变异有的对生物生存有利，有的则不利，变异具有不定向性。但具有有利变异的个体（即其性状适应环境的），容易在生存斗争中获胜。（3）有利变异可以传给下一代。4、适者生存概念：在生存斗争中生存下来的生物都是对环境能适应的，被淘汰的生物是对环境不适应的。自然选择——生存斗争中，适者生存、不适者被淘汰的过程。自然选择的结果——经过长期的自然选择，微小的有利变异得到积累而成为显著的有利变异，从而产生了适应特定环境的生物类型。例：长颈鹿的进化过程过度繁殖生存斗争遗传和变异适者生存自然选择(2)能够科学地解释生物的多样性和适应性(1)能够科学地解释生物进化的原因达尔文自然选择学说的意义:达尔文自然选择学说的局限性:??对于遗传和变异的本质, 不能作出科学的解释。
??对生物进化的解释也局限于个体水平。关于遗传和变异的研究
从性状水平深入到分子水平。
关于自然选择的作用等问题的研究
从以生物个体为单位发展到以种群为基本单位。现代生物进化理论以自然选择学说为基础现代进化的理论种群是生物进化的单位突变和基因重组产生进化的原材料自然选择决定生物进化的方向隔离导致物种形成(一)种群是生物进化的单位阅读教材，思考讨论。
思考题：
1、什么是种群？
2、什么是基因库?
3 、什么是基因频率?种群是生物进化的基本单位种群也是生物繁殖的基本单位。 种群是指生活在同一地点的同种生物的一群个体。
特点：彼此可以交配实现基因交流。
一个种群的全部个体所含有的全部基因，称为种群的基因库。
某种基因在某个种群中出现的比例，叫做基因频率。
特点：基因频率总是在不断变化的。
引起种群基因频率变化的因素：
基因突变、基因重组、自然选择
生物进化的实质：是种群基因频率发生变化的过程。 从某个种群中随机抽取100个个体,测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30 、60和10。求A、a基因的基因频率分别是?(1)利用基因型测基因频率.
A=A/(A+a) x 100%=(30x2+60)/100x2 =60%
a=a/(A+a) x 100%=(10x2+60)/100x2 =40%(2)利用基因型频率测基因频率.
一对等位基因的一个基因的频率
=纯合体基因型频率+1/2 杂合体基因型频率.A基因的基因频率=30%+1/2 x 60%=60%
a基因的基因频率=10%+1/2 x 60%=40% 在一个种群中随机抽出一定数量的个体,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%.基因A和a的频率分别是: ( ) (A)18%、82% (B)36% 、64%
(C)57% 、43% (D)92% 、8%C突变和基因重组产生进化的原材料可遗传的变异为生物进化提供了原材料。
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常统称为突变。生物自发突变的频率很低，而且一般对生物体是有害的，那么，它为什么还能够作为生物进化的原材料呢？果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是10-5,对于一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体）来说，每一代出现的基因突变数将是：
2 x 104 x 10-5 x 108 =2 x 107 (个)
虽然对于每一个基因来说，突变率是很低的，但是种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个细胞中都有成千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的突变。 思考:大西洋克格伦岛上经常刮大风,昆虫的翅有特别发达的一类,也有一类是残翅的,甚至是无翅的,为什么?同理,该岛上的植被也出现了分化,有草本,灌木,无乔木.原因，有翅的昆虫中有时会出现残翅和无翅的突变类型，这类昆虫在正常情况下很难生存下去。但是在经常刮大风的海岛上，昆虫的这种突变性状反而是有利的，这是因为这类昆虫不能飞行，避免了被风吹到海里淹死
突变的有害和有利并不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。在突变过程中产生的等位基因，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。
由于这些变异的产生是不定向的，因此，突变和基因重组只是产生了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。自然选择决定生物进化的方向英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蠖，它们夜间活动，白天栖息在树干上。在自然条件下，桦尺蠖会出现多种变异，如有的触角短些、有的足长些、有的体色深些等。（为什么？）在19世纪中叶以前，桦尺蠖几乎都是浅色型的。到了20世纪中叶，生物学家们发现，黑色型的桦尺蠖却成了常见类型。杂交试验表明，桦尺蠖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。
在19世纪中叶以前，
S基因的频率很低，在5%以下，
到了20世纪中叶
S基因的频率上升到95%以上，
这种变化究竟是怎么产生的？
请大家阅读P61第三段种群的基因频率发生定向改变生物进化的方向是由自然选择决定的。
种群中产生的变异是不定向的，经过长期的自然选择，其中的不利变异不断被淘汰，有利变异则逐渐积累，从而使种群的基因频率发生定向改变，导致生物朝着一定的方向进化。隔离导致物种的形成（1）物种的概念
物种是指分布在一定自然区域，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，并能够产生出可育后代的一群生物个体。
（2）隔离
概念：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。
常见类型：地理隔离、生殖隔离
（3）物种的形成地理隔离概念：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，使彼此间无法相遇而不能交配。东北虎华南虎生殖隔离概念：种群间的个体不能自由交配，或者交配后不能产生出可育后代。不同种群之间一旦产生生殖隔离，就不会有基因交流。马驴骡物种形成自然界中物种形成的方式有很多，经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是比较常见的一种方式。同一物种地理隔离突变和基因重组自然选择基因频率基因库生殖隔离新物种物种的形成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。在这个过程中
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。关于进化要注意的几个方面：（1）生物进化的基本单位是种群（2）生物进化的实质是种群基因频率的改变（3）新物种形成是生物进化的基本环节（4）突变和基因重组产生进化的原材料，自然选 择决定了生物进化的方向（6）生物进化使生物更好地适应环境 A基因的频率为 a基因的频率为 基因频率的计算方法（1）通过基因型计算基因频率如：从某种群中抽取100个个体，测知基因型为AA、Aa、aa的个体分别为30、60、10个。（2）通过基因型频率计算基因频率即一个等位基因的频率等于它的纯合子频率与1/2杂合子频率之和。如：从某种群中抽取100个个体，测知基因型为AA、Aa、aa的个体分别为30、60、10个。AA基因型频率为30/100＝0.3Aa基因型频率为60/100＝0.6aa基因型频率为10/100＝0.1则A基因的频率为0.3＋1/2×0.6＝0.6 a基因的频率为0.1＋1/2×0.6＝0.4例1、已知人眼的褐色（A）对蓝色（a）是显性。在一个有30000人的人群中，蓝眼的有3600人，褐眼的有26400，其中纯合子有12000人。那么，在这个人群中A和a的基因频率分别为？A基因频率为0.64
a基因频率为0.36例2、一个群体中血型O、A、B基因的比例为6:3:1，若随机婚配，则表现型为A、B、O和AB血型的比例为（ ）A、0.45 0.13 0.36 0.06B、0.13 0.45 0.36 0.06C、0.06 0.36 0.45 0.13D、0.45 0.36 0.13 0.06A例3、白化病是常染色体隐性遗传病。在一个平衡的群体中，70个正常人中就有一个携带白化基因的杂合体，试计算群体中表现型正常的频率和白化病患者的频率各是多少？AA＝69/71A＝0.992832a＝0.007168aa＝0.00005正常的频率是0.99995例4、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%，求在该地区XB和Xb的基因频率？XB＝92％ Xb＝8％例5、一个处于平衡状态的植物群体中白化苗的频率为a，那么表现型正常的植株后代出现白化苗的频率是？例6、下表列出了A、B、C、D四种鸟的产卵、孵出和繁殖后代数，哪种鸟将会得到更多的进化优势？B例7、原本生活在同一地域的某种群，现人为的把其分隔成A、B两个种群，如果A种群的生活环境发生变化而B种群的生活环境保持原状，则（ ）A、A种群进化速率比B快B、A种群进化速率比B慢C、两个种群进化速率一样D、两个种群都保持原水平A环境变化虽然不能直接导致生物进化，但新的环境有新的选择，环境变化可通过自然选择、遗传和变异的综合作用实现物种的进化。相关资料生物的进化
始祖马 前足4趾，后足3趾 前足3趾，后足3趾 马的四肢加长，中趾长成惟一着地的趾 前后肢都只有中趾着地，两旁的侧趾退化 马及其前肢的进化7种脊椎动物和人的胚胎发育的比较四种脊椎动物的前肢骨和人的上肢骨的比较遗传平衡定律（哈代-温伯格定律）用p代表基因A的频率，q代表基因a的频率，
遗传平衡定律可以写成：
（p+q）2=p2+2pq+q2=1
P2：基因型AA的频率
2pq：基因型Aa的频率
q2： 基因型aa的频率 种群符合下列条件：1、种群是极大的2、种群个体间的交配是随机的，也就是说种群中每一个个体与种群中其他个体的交配机会是相等的；3、没有突变产生4、种群之间不存在个体的迁移或基因交流5、没有自然选择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。例：已知白化病据调查该病的发病率大约为1/10000，请问人群中该病致病基因的频率以及携带此隐性基因的杂合子的基因型频率？aa=1/10000，则a基因的基因频率为1/100
A+a=1，则A基因的基因频率为99/100
AA基因型的频率为99x99/10000
Aa基因型的频率为2x99x1/10000
aa基因型的频率为1x1/10000