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第七章第七章 生物进化生物进化 第1页第1页大约在大约在40亿年前，地球上出现了原始生亿年前，地球上出现了原始生命。通过漫长生物进化历程，生物由简命。通过漫长生物进化历程，生物由简朴、低等逐步向复杂、高等发展。朴、低等逐步向复杂、高等发展。第2页第2页生物为何会进化呢？达尔文自然选择学说作出理解释第3页第3页自然选择学说自然选择学说主要内容主要内容：1、过度繁殖过度繁殖2、生存斗争生存斗争3、遗传和变异遗传和变异4、适者生存适者生存第4页第4页1、过度繁殖、过度繁殖任何生物都含有很强繁殖能力，能产生大任何生物都含有很强繁殖能力，能产生大量后代。量后代。如一棵一年生植物，即使每年只产生两粒种子，通过，后代数目就能超出100万棵。又如，象寿命可达又如，象寿命可达100岁，假如每对象一年生岁，假如每对象一年生产产6头小象，通过头小象，通过740年年750年，一对象后代年，一对象后代就可达就可达1900万万头。头。第5页第5页过度繁殖：过度繁殖：各种生物都含有很强繁殖能力，产生诸多各种生物都含有很强繁殖能力，产生诸多后代。远远超出环境承受能力。后代。远远超出环境承受能力。荚迷荚迷鱼鱼群群人也许是繁殖能力最小！一对夫妻最多能人也许是繁殖能力最小！一对夫妻最多能产生十几种子女。若以每对夫妻平均生三个子产生十几种子女。若以每对夫妻平均生三个子女，平均女，平均3030年传递一代计算，每隔年传递一代计算，每隔5050年人口就年人口就将增长一倍。只需数百年时间世界人口就将达将增长一倍。只需数百年时间世界人口就将达到几万亿人，显然，这是不也许！到几万亿人，显然，这是不也许！动物、植物和微生物繁殖能力比人强诸多动物、植物和微生物繁殖能力比人强诸多诸多倍！若所有后代都能成活下来，只要很短诸多倍！若所有后代都能成活下来，只要很短时间就会超出环境承受能力！时间就会超出环境承受能力！第6页第6页2、生存斗争、生存斗争（2）类型：）类型：（1）原因：）原因：生物过度繁殖生物过度繁殖生物赖以生存生活条件（如食物和生物赖以生存生活条件（如食物和空间）有一定程度空间）有一定程度(3)结果结果:大量生物个体死亡，少许生物个大量生物个体死亡，少许生物个体生存体生存与无机自然环境斗争与无机自然环境斗争种内斗争种内斗争种间斗争种间斗争第7页第7页3、遗传和变异、遗传和变异（1）含有普遍性）含有普遍性（2）变异有对生物生存有利，有则不利，）变异有对生物生存有利，有则不利，变异含有不定向性。变异含有不定向性。但含有有利变异个体但含有有利变异个体（即其性状适应环境），易在生存斗争中获（即其性状适应环境），易在生存斗争中获胜而生存下去，并留下后代。胜而生存下去，并留下后代。（3）有利变异能够传给下一代。）有利变异能够传给下一代。第8页第8页4、适者生存适者生存（1）概念：）概念：在生存斗争中生存下来生物都是对环境能适在生存斗争中生存下来生物都是对环境能适应，被淘汰生物是对环境不适应。应，被淘汰生物是对环境不适应。（2）例：）例：A、同一环境下植物，长得快会比长得慢占、同一环境下植物，长得快会比长得慢占有广大地盘，因此发育就好、开花坚固就多。有广大地盘，因此发育就好、开花坚固就多。B、跑得快动物比跑得慢更易得到食物并、跑得快动物比跑得慢更易得到食物并逃避敌害。逃避敌害。自然选择自然选择适者生存、不适者被淘汰适者生存、不适者被淘汰过程。过程。是通过是通过生存斗争生存斗争实现。实现。自然选择自然选择结果结果使生存下来生物产生使生存下来生物产生适应性适应性。第9页第9页例：长颈鹿进化过程例：长颈鹿进化过程长颈鹿始祖长颈鹿始祖当代长颈鹿当代长颈鹿第10页第10页第11页第11页第12页第12页第13页第13页第14页第14页变异是不定向变异是不定向个体差别个体差别适者生存，适者生存，不适者淘汰不适者淘汰适应环境新类型适应环境新类型内因内因动力动力生存斗争生存斗争逐代遗传积累逐代遗传积累内因内因长颈鹿祖先发生变异长颈鹿祖先发生变异个体有长颈长前肢也有个体有长颈长前肢也有短颈短前肢短颈短前肢长颈长前肢生存长颈长前肢生存逐代选择逐代选择当代长颈鹿当代长颈鹿缺乏青草环境下缺乏青草环境下自自然然选选择择实例实例生物进化过程生物进化过程第15页第15页结论：对生物进化解释结论：对生物进化解释1、选择材料、选择材料 由变异提供由变异提供2、内在原因、内在原因遗传和变异遗传和变异3、进化方向、进化方向由自然选择决定由自然选择决定4、进化动力、进化动力 生存斗争生存斗争第16页第16页自然选择学说自然选择学说1、过度繁殖、过度繁殖2、生存斗争、生存斗争3、遗传和变异、遗传和变异 4、适者生存、适者生存意义：意义：（1）解释了生物进化原因生物进化原因。（2）解释了生物适应性和多样性。不足：不足：对遗传和变异未能做出本质阐明。第17页第17页二、当代生物进化理论二、当代生物进化理论（一）种群是生物进化单位（一）种群是生物进化单位1.种群种群定义：生活在同一地点同种个体总和。定义：生活在同一地点同种个体总和。特点：彼此能够交配实现基因交流。特点：彼此能够交配实现基因交流。2.基因库：基因库：种群所有个体所含有所有基因。种群所有个体所含有所有基因。第18页第18页时空条件时空条件构成和数量生殖和遗传构成一个池塘一个池塘一片草地一片草地所有鲤鱼所有蒲公英互相交配，交流基因互相交配，交流基因一定自然区域一定自然区域同种生物个体总同种生物个体总和和群体共有所有基因种群种群基因库基因库第19页第19页猕猕 猴猴某一地域所有猕猴是一某一地域所有猕猴是一个种群吗？个种群吗？一个池塘所有一个池塘所有鱼是不是一个鱼是不是一个种群？种群？第20页第20页（一）种群是生物进化单位（一）种群是生物进化单位、种群所有个体所含所有基因叫做这个种群、种群所有个体所含所有基因叫做这个种群基因库基因库，其中每个个体所含基因只是基因库一，其中每个个体所含基因只是基因库一部分。部分。这些金鱼各自有这些金鱼各自有自己基因，共同构成自己基因，共同构成了种群基因库。它们了种群基因库。它们各自基因都是基因库各自基因都是基因库一部分。个体数目越一部分。个体数目越多，个体间差别越大，多，个体间差别越大，基因库也就越大。基因库也就越大。第21页第21页例：从某个种群中随机抽出例：从某个种群中随机抽出100个个体，测知个个体，测知基因型为基因型为AA、Aa、aa个体分别是个体分别是30、60和和10个，那么个，那么A和和a基因频率各是多少？基因频率各是多少？解：解：100个个体总基因数为个个体总基因数为1002 200个个其中其中A基由于基由于302 60=120个个a基由于基由于60+102=80个个那么，那么，A基因基因频率为：基因基因频率为：120200=60%a 基因基因频率为：基因基因频率为：80200=40%第22页第22页1.一个种群中有一个种群中有AA18个，个，Aa78个，个，aa4个。算个。算这个种群中这个种群中A和和a频率。频率。2.一个种群中有一个种群中有AA占占30，Aa60，aa占占10。算这个种群中。算这个种群中A和和a频率。频率。3.一个种群中有某隐性性状者为一个种群中有某隐性性状者为16，求该性，求该性状其它基因型频率。状其它基因型频率。个体中总基因数为个体中总基因数为200，A占占(182+78)/200=57a占占（7842）/200=43%通过基因型频率计算基因频率，一个等位基因频率等于它纯合通过基因型频率计算基因频率，一个等位基因频率等于它纯合体频率与体频率与1/2杂合体频率之和，则杂合体频率之和，则A占占60，a占占40由由aa占占16知，知，a基因频率为基因频率为40，则，则A基因频率为基因频率为60，AA占占36，Aa占占24248第23页第23页3 3生物进化其实就是种群基因频率改变过程。生物进化其实就是种群基因频率改变过程。人类把鲫鱼后代人类把鲫鱼后代哺育成金鱼，实质就哺育成金鱼，实质就是通过选择改变基因是通过选择改变基因频率。从图中看，显频率。从图中看，显然红色基因频率明显然红色基因频率明显提升了。提升了。如：假设一群金鱼有如：假设一群金鱼有1000条，它们有个颜色基因，其中纯合灰条，它们有个颜色基因，其中纯合灰色色200条，杂合有条，杂合有400条，红色有条，红色有400条。则灰色基因频率为？条。则灰色基因频率为？红色基因频率为？红色基因频率为？（200*2+400）/=40%（400*2+400）/=60%第24页第24页3.基因频率基因频率：某种基因在某个种群中：某种基因在某个种群中出现百分比。出现百分比。特点：频率可变。特点：频率可变。种群基因频率改变原因：种群基因频率改变原因：基因突变、基因重组、自然选择基因突变、基因重组、自然选择4.生物进化实质：是种群基因频率改生物进化实质：是种群基因频率改变。变。结论：种群是进化基本单位。结论：种群是进化基本单位。第25页第25页1现在许多学者认为，生物进化基本单位是现在许多学者认为，生物进化基本单位是（）A生物个体生物个体B同种生物所有个体同种生物所有个体 C种群种群 D生活在一起所有生物生活在一起所有生物2依据当代生物进化理论依据当代生物进化理论,下列符合种群概念是下列符合种群概念是（）A.太平洋里所有鱼太平洋里所有鱼 B.中华人民共和国国土上所有些人中华人民共和国国土上所有些人C.稻田里所有蛇稻田里所有蛇 D.草原上灰仓鼠草原上灰仓鼠3下列相关种群基因库叙述中，不正确是下列相关种群基因库叙述中，不正确是（）A.一个种群基因库包括这个种群所含有所有基因一个种群基因库包括这个种群所含有所有基因B.生物个体总是要死亡，但基因库却因种群个体繁殖而生物个体总是要死亡，但基因库却因种群个体繁殖而代代相传代代相传C.种群中每个个体含有种群基因库所有基因种群中每个个体含有种群基因库所有基因D.基因突变可改变基因库构成基因突变可改变基因库构成 4.4.下列属于种群范围是：下列属于种群范围是：A A一座山上所有马尾松一座山上所有马尾松 B B一块草地上所有昆虫一块草地上所有昆虫 C C一个池塘内所有鱼类一个池塘内所有鱼类 D D一个公园内所有树木一个公园内所有树木CBCA第26页第26页当代生物进化理论当代生物进化理论1、种群是生物进化单位种群是生物进化单位2、突变和基因重组产生进化原材料突变和基因重组产生进化原材料3、自然选择决定生物进化方向自然选择决定生物进化方向4、隔离造成物种形成隔离造成物种形成第27页第27页突变和基因重组产生进化原材料突变和基因重组产生进化原材料1.突变和基因重组是可遗传变异主要起源突变和基因重组是可遗传变异主要起源2.对于单个基因来说，自发突变频率很底；对于单个基因来说，自发突变频率很底；但对于种群来说，突变数很大但对于种群来说，突变数很大3.突变有害或有利并不是绝正确，而是取决突变有害或有利并不是绝正确，而是取决于生物生存环境于生物生存环境第28页第28页实例：实例：在经常在经常刮大风刮大风海岛上，无翅或海岛上，无翅或残翅昆虫尤其多残翅昆虫尤其多 为何为何会有这一个现象？和自然环境有会有这一个现象？和自然环境有联系吗？联系吗？第29页第29页一个果蝇突变体在一个果蝇突变体在21摄氏度气温下，生存能摄氏度气温下，生存能力很差，但是，当气温上升到力很差，但是，当气温上升到25.5摄氏度时，摄氏度时，突变体生存能力大大提升了。这阐明：突变体生存能力大大提升了。这阐明：A.突变是不定向突变是不定向B.突变是随机发生突变是随机发生C.突变有害或有利取决于环境条件突变有害或有利取决于环境条件D.环境条件改变对突变体都是有利环境条件改变对突变体都是有利C种群中产生大量不定向可遗传变异提供生物进化原种群中产生大量不定向可遗传变异提供生物进化原材料，但不能决定生物进化方向。材料，但不能决定生物进化方向。第30页第30页第31页第31页看下面材料六看下面材料六：桦尺蠖体色受一对等位基因桦尺蠖体色受一对等位基因S和和s控制控制,黑色黑色(S)对浅色对浅色(s)是显性。下表是英国是显性。下表是英国曼彻斯特地域曼彻斯特地域19世纪到世纪到20世纪，桦尺世纪，桦尺蠖基因蠖基因S与与s频率改变。分析这一事实，频率改变。分析这一事实，阐明了什么？阐明了什么？等位基因等位基因19世纪中叶世纪中叶工业落后工业落后20世纪世纪工业发达工业发达S黑黑5%95%s浅浅95%5%第32页第32页黑褐色树干上桦尺蠖黑褐色树干上桦尺蠖 深色个体占多数深色个体占多数被污染环境，使得浅色型桦尺蠖容易被鸟类捕食而处于选择被污染环境，使得浅色型桦尺蠖容易被鸟类捕食而处于选择劣势，黑色型桦尺蠖含有保护色而处于选择优势。劣势，黑色型桦尺蠖含有保护色而处于选择优势。这表明，自然选择通过保留有利基因型个体和淘汰不利基因这表明，自然选择通过保留有利基因型个体和淘汰不利基因型个体，造成种群基因频率定向改变，即进化型个体，造成种群基因频率定向改变，即进化第33页第33页1物种定义物种定义2物种区别主要依据是：物种区别主要依据是：有无生殖隔离：种间隔离有无生殖隔离：种间隔离3物种形成原因：物种形成原因：突变和基因重组、突变和基因重组、自然选择、隔离综合作用自然选择、隔离综合作用 结果结果（四）隔离造成物种形成（四）隔离造成物种形成第34页第34页第35页第35页2 2、19971997年，上海中心血站调查了年，上海中心血站调查了17881788个个MNMN血型血型者，其中者，其中397397人是人是M M型（型（L LM ML LM M），），861861人是人是MNMN型型（L LM ML LN N），530530人是人是N N型（型（L LN NL LN N）。请分别计算）。请分别计算L LM M和和L LN N基因频率基因频率解析：解析：M M型者含有两个型者含有两个L LM M基因，基因，MNMN型者含有一个型者含有一个L LM M，一个，一个LNLN基因，基因，N N型者含有两个型者含有两个L LN N基因基因L LM M%=%=2397+8612397+8612178821788100%=46.3%100%=46.3%L LN N%=%=2530+8612530+8612178821788100%=53.7%100%=53.7%第36页第36页1.1.在一个种群中随机抽出一定数量个体，其在一个种群中随机抽出一定数量个体，其 中，基因型为中，基因型为AAAA个体占个体占18%18%，基因型为，基因型为AaAa 个体占个体占78%78%，基因型为，基因型为aaaa个体占个体占4%4%。基因。基因A A 和和a a频率分别是（频率分别是（）A A18%18%、82%B82%B36%36%、64%64%C C57%57%、43%D43%D92%92%、8%8%2.2.据调查得知，某小学学生中基因型百分比为：据调查得知，某小学学生中基因型百分比为：XBXBXBXbXbXbXBYXbY=44%5%1%43%7%44%5%1%43%7%，则则Xb基因频率为（基因频率为（）A A13.2%B13.2%B5%5%C C14%D14%D9.3%9.3%CD第37页第37页假设一个平衡群体中假设一个平衡群体中1 1、一对等位基因、一对等位基因A A、a a，2 2、基因、基因A A频率为频率为p p，基因基因a a频率为频率为q q，3 3、（、（p+q=1p+q=1）。随机交配，）。随机交配，4 4、可知：、可知：（1 1）AA=pAA=p2 2 Aa=2pq aa=q Aa=2pq aa=q2 2 （2 2）p p2 2+2 pq+q+2 pq+q2 2=1=1(pA+qa)(pA+qa)=p2AA+2pqAa+q2aa=1三、利用遗传平衡定律求解基因频率和基因型频率三、利用遗传平衡定律求解基因频率和基因型频率第38页第38页5已知人眼褐色（A）对蓝色（a）是显性。在一个有30000人人群中，蓝眼人3600人，褐眼有26400人，其中纯合体有1人。那么，在这一个人群中A和a基因频率分别为 A 0.64和0.36 B 0.36和0.64 C 0.50和0.50 D 0.82和0.186在某一个人群中，已调查得知，隐性性状者为16，问该性状不同类型基因型频率是多少？（按AA、Aa、aa次序排列答案）A 0.36 0.48 0.16 B 0.48 0.36 0.16C 0.16 0.48 0.36 D 0.16 0.36 0.48（A）（A）第39页第39页