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(共24张PPT)
第六章
生物的进化
1.背景——问题探讨
这两种观点都有一定的道理，但都不全面。
因为忽视了鸡和蛋在基因组成上的一致性，也忽视了生物的进化是以种群为单位而不是以个体为单位这一重要观点。
进化的过程是种群基因库在环境的选择作用下定向改变的过程，以新种群与祖先种群形成生殖隔离为标志，并不是在某一时刻突然有一个个体或一个生殖细胞成为一个新物种。
　　先有鸡还是先有蛋？
　　甲同学说：当然是先有鸡蛋了，因为只有生殖细胞产生的基因突变才能遗传给后代，体细胞即使发生了基因突变，也不能影响后者的性状。
　　乙同学说：不对，人们在养鸡过程中，是根据鸡的性状来选择的，只让符合人类需求的鸡繁殖后代，因此是先有鸡后有蛋。
讨论
你同意哪位同学的观点，你的答案和理由是什么？
先有鸡还是先有蛋？
01
基因组成的变化
Part One
05
种群和种群基因库
生活在一定区域的同种生物的全部个体的集合叫做种群。
1. 种群
一个非洲象种群（部分个体）
一片草地上的所有蒲公英
一片树林中的全部猕猴
同一区域
同一物种的生物
全部个体
种群是进化的基本单位。
07
种群和种群基因库
3. 种群基因库
一个种群中全部个体所含有的全部基因叫这个种群的基因库。
4. 基因频率
在基因库中，某基因占控制此性状全部等位基因数的比率叫做基因频率。
5. 基因型频率
在一个种群中，某基因型个体占全部个体的比率。
抽样的个体总数为 ____个。
AA基因型的数量= ____个；则AA基因型频率= ____________。
Aa基因型的数量= ____个；则Aa基因型频率= ____________。
aa基因型的数量= ____个；则aa基因型频率= ____________。
这100个个体共有____个基因，其中：
A基因的数量=_____________个；A基因的频率=______________。
a基因的数量=_____________个；a基因的频率=______________。
基因频率的计算
举例：在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因是A，决定翅色为褐色的基因是a，从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个，求A和a的基因频率。
某昆虫决定翅色的基因频率
200
2×30+60=120
2×10+60=80
120÷200=60%
80÷200=40%
100
30
60
10
30÷100=30%
60÷100=60%
10÷100=10%
2.种群和种群基因库——基因频率和基因型频率
12
种群和种群基因库
6. 遗传平衡定律（哈代－温伯格定律）
当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； ④不同表型生存繁殖机会均等； ⑤基因A和a都不产生突变
设A的基因频率为p，a的基因频率为q；则有p+q=1，那么
种群的基因频率将不会改变
(p+q)2 = p2 + 2pq + q2 ＝ 1
AA=p2 Aa=2pq aa=q2
14
种群基因频率的变化
2. 上述计算结果是建立在5个假设条件基础上的。5个条件为：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； ④ 自然选择对性状没有作用 ⑤ 基因A和a都不产生突变。 对自然界的种群来说，这5个条件都成立吗？
用数学方法讨论基因频率的改变
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。这说明在自然界中，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。
16
种群基因频率的变化
基因突变在自然界是普遍存在的。基因突变产生新的等位基因，这就可以使种群的基因频率发生变化。
可遗传的变异
变异
不可遗传的变异
基因突变
染色体变异
基因重组
突变
　　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变。
　如果蝇约有1.3×104对基因，假定每个基因的突变频率是10－5，对于一个中等大小的果蝇种群（约有108个个体）来说每一代出现的基因突变数是：
　　2×1.3×104×10－5×108＝2.6×107（个）
知识海洋
在自然情况下，突变的频率是很低的，且多数是有害的，那么，它为什么还能作为生物进化的原材料呢？
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种群基因频率的变化
影响种群基因频率变化的因素
基因突变产生的等位基因，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，从而使种群中出现多种多样可遗传的变异类型。
猫由于基因重组而产生的毛色变异
② 基因重组
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种群基因频率的变化
影响种群基因频率变化的因素
突变的有害和有利也不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。
【例如】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，这类昆虫却因为不能飞行而避免了被海风吹到海里淹死。
某海岛上残翅和无翅的昆虫
③ 生物的生存环境
03
自然选择对种群基因频率的影响
Part Three
21
自然选择对种群基因频率的影响
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。
探究自然选择对种群基因频率变化的影响
24
自然选择对种群基因频率的影响
变异是不定向的
自然选择是定向的
不利变异被淘汰,有利变异逐渐积累
种群的基因频率发生定向的改变
生物朝着一定方向缓慢进化
生物进化的实质是种群基因频率的定向改变。
1. 变异是不定向的，自然选择是定向的（自然选择决定生物进化的方向）。
3. 生物进化的实质是基因频率的定向改变。
2. 自然选择导致基因频率发生改变。
04
物种的概念
1. 物种是指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. 生殖隔离：不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代，这种现象叫作生殖隔离。
同种生物的不同种群，由于突变和选择因素的不同，其基因组成可能会朝不同的方向改变，导致种群间出现形态和生理上的差异。
马
驴
骡子
它们是同一个物种吗？
＋
1.隔离及其在物种形成中的作用
几种地雀
二、隔离在物种形成中的作用
地理隔离
分布在不同自然区域的种群，由于高山、河流、沙漠或其他地理上的障碍，使彼此间无法相遇而不能交配。
地雀祖先
甲岛地雀
乙岛地雀
丙岛地雀
丁岛地雀
……
甲岛地雀1
乙岛地雀2
丙岛地雀3
丁岛地雀4
……
地理隔离
不同
不同
有差异
出现生殖隔离
不同物种
阻断基因交流
基因频率向不同方向发生改变
久而久之
形成明显差异
地理隔离→生殖隔离（新物种形成）
突变和基因重组
自然选择
种群基因库改变
1.隔离及其在物种形成中的作用
二、隔离在物种形成中的作用
14
隔离在物种形成中的作用
1. 隔离包括地理隔离和生殖隔离。
2. 长期的地理隔离会导致生殖隔离的出现。
3. 生殖隔离是物种形成的标志。
4. 隔离是物种形成的必要条件。
课堂小结
突变和基因重组
自然选择
改变
种群基因频率改变
时间
基因库的差别
导致
种群间生殖隔离
标志
积累
地理隔离
物种形成
没有我，你也跑不了这么快！
没有我，你跑不了这么快！
在自然界中，捕食者和被捕食者都面临生存压力。在自然选择的作用下，它们相互选择，协同进化。
种间斗争
型
资料2：世界上已知的榕树有800种，98%的榕树种类中，一种榕树只让一种榕小蜂传粉，而一种传粉榕小蜂也仅给一种榕树传粉，它们有着严格的一对一的关系。在漫长的岁月里，榕树和传粉榕小蜂为了彼此的种群繁衍，在结构、行为等方面做出适应性改变。
榕果
传粉榕小蜂（左雄右雌）
种间互助型
资料3：在裸岩上，地衣首先定居，分泌的有机酸加速岩石风化形成土壤，使得土壤颗粒和有机物逐渐增多。在此基础上，苔藓便能生长起来，苔藓的生长会进一步使岩石分解，土层加厚，有机物增多，土壤中微生物的群落也越来越丰富。
生物种类越来越多，基因库越来越丰富，环境越来越复杂多样。
不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是协同进化。
生 物 多 样 性
物种多样性
基因多样性
生态系统多样性

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