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第一节第2课时
现代生物进化理论以自然选择学说为核心
以“自然选择理论”为核心的现代生物进化理论
种群是生物进化的基本单位
突变和基因重组提供进化的原材料
自然选择决定生物进化的方向
隔离是物种形成的必要条件
种群基因频率的定向改变是进化的实质
1. 种群的定义：生活在一定区域的同种生物的全部个体种群内的个体间彼此可以交配，实现基因交流。而非机械性组合的生物群体。
一、种群是生物进化的基本单位
例：判断下列概念是否属于种群
（1）一个池塘中的全部鲤鱼( )
（2）一个池塘中的全部雄鲤鱼( )
（3）一个池塘中的全部鱼( )
（4）一片草地上的全部植物( )
（5）一片草地上的全部蒲公英( )
否
是
否
否
是
2. 种群基因库和基因频率
（1）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）在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率，叫做基因频率。
一、种群是生物进化的基本单位
一、种群是生物进化的基本单位
3. 基因频率的计算
例：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。
①基因频率=某基因的数目 / 全部等位基因的总数
②基因频率=纯合子频率+1/2杂合子频率
AA基因型频率：30/100 = 30%
Aa基因型频率：60/100 = 60%
aa基因型频率：10/100 = 10%
A基因的基因频率=
a基因的基因频率=
（30×2+60）/200×100% = 60%
（10×2+60）/200×100% = 40%
则： A基因的基因频率=
a基因的基因频率=
30% + 60%/2 = 60%
10% + 60%/2 = 40%
一、种群是生物进化的基本单位
3. 基因频率的计算
特殊点：男性中只有一个X染色体，所以计算男性X染色体总数时不需要乘2，
这样就能够得出正确的结果。
例：据调查得知，某小学的学生中基因型的个体数分别为：XBXB=43，XBXb=6，XbXb=1，XBY=43，XbY=7，则Xb的基因频率为（ ）
A．13.2% B．5% C．15% D．10%
D
③基因频率（在X染色体上）=
某基因总数
2X女性个体数+男性个体数
一、种群是生物进化的基本单位
3. 基因频率的计算
④在自由交配群体中，已知亲代基因型的频率计算子代基因型频率
一、种群是生物进化的基本单位
3. 基因频率的计算
例：在某昆虫种群中，AA个体占30%，Aa占60%，aa占10%，亲代随机交配后，子一代基因型频率和基因频率分别是 子二代？子三代呢？
亲代 子一代 子二代 子三代
基因型频率 AA 30%
Aa 60%
aa 10%
基因频率 A
a
60%
40%
60%
40%
60%
40%
60%
40%
36%
48%
16%
36%
48%
16%
36%
48%
16%
卵细胞 精子
a（q）
A（p）
a（q）
aa（q2）
Aa（pq）
Aa（pq）
设显性基因A频率为 p，隐性基因a频率为 q，则p＋q＝1。
A（p）
即：AA％=p2，Aa％=2pq，aa％=q2
AA（p2）
④哈代-温伯格定律（遗传平衡定律）
一、种群是生物进化的基本单位
3. 基因频率的计算
例：在某一个种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基因用A、a表示）占16%，那么该种群的AA、Aa基因型个体出现的概率分别为（ ）
A.0.36、0.48 B.0.36、0.24
C.0.16、0.48 D.0.48、0.36
A
例：若已知AA的基因型频率为m，则A的基因频率为_______。
一、种群是生物进化的基本单位
3. 基因频率的计算
结论：基因频率和基因型频率稳定不变。
繁殖若干代后，基因频率会不会发生变化？
亲代 子一代 子二代 子三代
基因型频率 AA 30%
Aa 60%
aa 10%
基因频率 A
a
60%
40%
60%
40%
60%
40%
60%
40%
36%
48%
16%
36%
48%
16%
36%
48%
16%
一、种群是生物进化的基本单位
3. 基因频率的计算
思考讨论
在一个有性生殖的自然种群中，在符合上述5个条件的情况下，各等位基因的频率和基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的，或者说是保持着基因平衡的。
遗传平衡定律：
一、种群是生物进化的基本单位
3. 基因频率的计算
④哈代-温伯格定律（遗传平衡定律）
条件：
①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没有自然选择
⑤也没有基因突变和染色体变异。
在自然条件下，满足上述五个条件的种群是不存在的。
例如，翅色与环境色彩较一致时，较难被天敌发现（有自然选择）。
再例如，基因突变普遍存在，产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。
所以种群的基因频率一定会发生改变，即进化在任何种群中都是必然要发生的。
一、种群是生物进化的基本单位
基因突变
基因重组
染色体变异
突变
（遗传变异——生物进化的内因）
基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的基因频率发生变化。
二、突变和基因重组提供进化的原材料
1．种群中突变数很大、随机、不定向
2．基因重组会产生更多可遗传变异、不定向
二、突变和基因重组提供进化的原材料
自然界，生物自发突变的频率很低，而且突变大多数是有害的，为什么还能够作为生物进化的原材料的呢？
例：果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率是10-5，一个约有109个果蝇的种群每一代出现的基因突变率是？
2×104×10－5×109＝2×108
是什么决定了生物进化的方向？
三、自然选择决定生物进化方向
阅读课本P112“积极思维”中的内容，思考在污染区，黑色桦尺蛾个体在种群中所占比例增加的原因是什么？
在污染区，黑色桦尺蛾能更好地适应环境而成为了该环境具有优势性状的个体。这是自然选择的结果。
桦尺蛾的体色受一堆等位基因S和s控制，黑色（S）对浅色（s）是显性。树干变黑不利浅色桦尺蛾生存（更容易被天敌发现），使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%。第2~10年间，该种群每年的基因型频率是多少？每年的基因频率是多少？
第1年 第2年 第3年 第4年 ……
基因型频率 SS 10% 11.5%
Ss 20% 22.9%
ss 70% 65.6%
基因频率 S 20% 23%
s 80% 77%
70.7%
26%
29.2%
14.7%
56.1%
60.9%
26.1%
73.9%
29.3%
13.1%
升高
降低
种群进化的实质是种群基因频率的改变。
三、自然选择决定生物进化方向
1. 物种：具有一定的形态结构和生理功能特征，在自然状态下能够相互交配并繁殖可育后代的一群生物个体，通常称为物种，简称为“种”。
四、隔离是物种形成的必要条件
全世界的人都是一个物种吗？
马跟驴是一个物种吗？
是
不是
马
驴
骡子
四、隔离是物种形成的必要条件
（1）二倍体西瓜和四倍体西瓜是不是一个物种？为什么？
不是。
因为后代三倍体西瓜不可育。
（2）三倍体西瓜是一个新物种吗？
不是。因为同一物种的雌雄个体间要能够相互交配并产生可育后代，而三倍体是不可育的，因此三倍体西瓜不是一个新物种。
思考与讨论：
四、隔离是物种形成的必要条件
2. 隔离：指不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。
①生殖隔离：不同物种之间一般是不能交配，即使交配成功，也不能产生可育后代。
②地理隔离：同一物种由于高山、河流、沙漠等地理上的障碍，使彼此间不能相遇而不能交配，使种群间不能发生基因交流的现象。　
东北虎
华南虎
东北虎和华南虎因长期地理隔离，形成了两个不同的亚种。
地理隔离
阻断基因交流
在不同的突变和基因重组以及自然选择作用下
基因频率向不同方向发生改变
种群的基因库出现差异
差异进一步加大
生殖隔离
新物种形成
（生殖隔离是新物种形成的标志）
四、隔离是物种形成的必要条件
例：加拉帕戈斯群岛上几种地雀
四、隔离是物种形成的必要条件
四、隔离是物种形成的必要条件
自然选择2
自然选择1
地理隔离
原种
变异1
变异2
基因频率的定向改变
变异类型1
变异类型2
新物种1
新物种2
生殖 隔离
3. 物种形成的比较常见的方式：
通过长期地理隔离而实现生殖隔离，是否是新物种形成的唯一方式呢？
①渐变式
不是。多倍体的形成不需经地理隔离。
（主要方式）
AABBDD（普通小麦）
RR（黑麦）
×
ABD
配子
R
配子
ABDR
（不育）
AABBDDRR（八倍体小黑麦）
（可育）
秋水仙素处理
八倍体小黑麦的培育
物种B
②爆发式
（无需地理隔离）
物种A
杂交
杂种
植物
染色体
加倍
异源
多倍体
3. 物种形成的比较常见的方式：
四、隔离是物种形成的必要条件
比较项目 拉马克进化学说 达尔文自然选择学说 达尔文以后进化理论
区 别 变异方向 定向，环境决定 不定向
变异原因 用进废退 获得性遗传 进化方向 生物决定 自然选择决定 适应环境 变异=适应 变异+选择=适应 联系 生物是进化的；由低等到高等 自然选择等问题的研究从个体为单位发展到以种群为单位。
遗传变异研究由性状水平深入到基因水平，认识遗传变异的本质。
现代生物进化理论
核心：自然选择学说
归纳总结
1. 提出者：日本科学家木村资生。
2. 与自然选择的关系：并不矛盾，也不对立，属于在分子水平上的研究和补充。
五、分子进化的中性学说
非益
即害
中性
中性突变
渐变
物种长
期稳定
迅速形成新种
本课结束

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