1、过代代的遗传基因突变必 然对种群的基因频率产生影响，使基因的频率发生改变。如由 a突变成A的数或a突变成其它复等位基因的数相对较大，则a 的基因频率将越来越小。 第四：由于各种原因，种群中有的个体会离开该群体，相 反的可能，有的同种的外来个体会迁入该种群，使种群中各种 基因型的比例发生变化，而导致种群基因频率的改变 。 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。如基因型为aa的个体由于本身基因的原因，在特定 的环境条件下，而导致性状缺陷，不能适应变化了的环境，在 自然选择中处于不利地位，则a的基因频率也会越来越小。 由于上述五方面的因素，种群基因频率的改变是客观的， 亲代和
2、子代之间基因频率的差异可能是微妙的，但经过代代的 遗传，当这一差异由量变的积累而达到质的差异时，该种群就 渐变成另外一个不同的种群了。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。 哈迪温伯格定律： 1908年，英国数学家哈迪和德国医生温伯格 分别提出关于基因频率稳定性的见解。他们指出 ，一个有性生殖的自然种群中，在符合以下5个条 件的情况下，各等位基因的频率和等位基因的基 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。这5个条件是： 种群大； 种群中个体间的交配是随机的； 没有突变发生； 没有新基因加入； 没有自然选择。 这就是哈迪-温伯格定
3、律。 哈迪温伯格定律： 举例来说，一个自然种群的一对等位基因A和a的 频率或比例是1/21/2。在满足上述5个条件下，这一 种群中带有A和带有a的2种精子的比例是1/21/2，带 有A和带有a的2种卵子的比例也是1/2 1/2。有性生 殖的结果应产生3种基因型，即1/4AA、 1/2Aa和1/4aa ，A和a的比例仍是1/21/2。这一代随机交配产生的 第三代，基因频率仍然是1/21/2，基因型频率仍然 是1/4AA、1/2Aa和1/4aa。如果继续繁殖下去，只要满 足上述5个条件，A、a等位基因的频率就永远是 1/21/2，基因型永远是AA、Aa和aa，3者的比例也永 远是1/41/21/4
4、。这就是A、a等位基因在这一种群 基因库中的平衡状态。 哈迪-温伯格定律：种群的基因型AA：Aa：aa的比 例为1：2：1，随机交配产生后代的基因型比率 哈迪-温伯格定律可用数学方程式表示： (pq)2=p22pqq2=1 其中p代表一个等位基因，如上例中A的频率，q 代表另一等位基因，如上例中a的频率。p+q永远为1 ，即A的频率加a的频率为1/21/2=1。p2代表一个 等位基因，即A的纯合子AA的频率， 即1/21/2=1/4 ，q2代表另一纯合子aa的频率，也是1/21/2=1/4。 2pq代表杂合子Aa的频率，即2(1/21/2)。 如果等位基因不止2个，如前一章所述的身高、 体色等
5、涉及多个等位基因的性状，哈代-温伯格定律 也同样适用，但公式就要相应调整。例如，有3个等 位基因时，公式就应改为： (p+q+r)2=p2+q2+r2+2pq+2pr+2qr=1 某工厂有男女职工各200名，对他们进行调查时 发现，女性色盲基因携带者为15人，女性患者1 人，男性患者14人，这个群体中色盲基因的频 率应为（ ）。 A、15% B、3.88% C、5.17% D、10.3% 色盲（b）基因频率 15214 2002200 5.17 C 100% （4）基因频率改变的原因： 基因突变基因重组自然选择 5、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。 （二）突变
6、和基因重组产生进化的原材料 1、突变指基因突变和染色体变异。 2、突变的有害和有利并不是绝对的， 它取决于生物的生存环境。 3、突变和基因重组只产生生物进化的原材料， 不能决定生物进化的方向。 19世纪，桦尺蠖种群中黑色基 因（S）频率为5%，浅灰色基因 （s）频率为95% 20世纪，桦尺蠖种群中黑色 基因（S）频率为95%，浅灰色 基因（s）频率为5% （三）自然选择决定生物进化的方向。 95% 5% 95% （ss） 5% （Ss或SS） （四）隔离导致物种形成 1、物种的概念：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 能产生可育后代的
7、一群个体。 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。 分布在不同自然区域的种群，由于高山、河流、 沙漠等的障碍，使彼此间无法相遇而不能交配。 地理隔离： 生殖隔离：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。 东北虎 华南虎 3、物种的形成： 经过长期的地理隔离而达成生殖隔离，从而形 成新物种。 多倍体的形成不需经地理隔离。 原种 变 异 1 变 异 2 变异 类型1 变异 类型2 新种1 新种2 生殖 隔离 自然 选择1 自然 选择2 基因频率 定向改变 地 理 隔 离 现代生物进化理论综述： 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
8、频率的改变。 突变和基因重组、自然选择 及隔离是物种形成的过程。 P113 已知果蝇的直毛与非直毛是一对等位基因。若实验 室有纯合的直毛和非直毛雌、雄果蝇亲本，你能否 通过一代杂交试验确定这对等位基因是位于常染色 体上还是X染色体上?请说明推导过程。 地球上什么时候开始出现了原 始生命？ 从原始生命到种类繁多的生命 形式的出现，究其原因是什么？ 第七章第七章 生物的进化生物的进化 化石的记载 已知地球上现存的有记 载的生物种类大约200 多万种； 据估计，曾在地球上生 活过的生物种数可能多 达5亿10亿。 大约在40亿年前，地球上出现了原 始的生命。经过漫长的生物进化历程 ，生物由简单、低等逐
9、步向复杂、高 等发展，下面我们来学习生物是如何 进化的。 课前热身 【例1】地球上出现需氧型生物，自养型生物，真核生物的先后顺 序依次为( ) A需氧型生物，自养型生物，真核生物 B自养型生物，需氧型生物，真核生物 C自养型生物，真核生物，需氧型生物 D需氧型生物，真核生物，自养型生物 【解析】原始生命诞生后，逐步进化成原始的异养厌氧型的原核生 物，当这些生物消耗掉大部分有机物后，经突变和自然选择，逐步 分化出了自养型生物，自养型生物光合放氧，为需氧型生物的产生 创造了条件，在距今十多亿年前，地球上才出现了真核生物。 答案：B 讨论： 1.枯叶蝶的翅像一片枯叶，这有什么适应的意义？ 2.这种适
10、应是怎样形成的？ 3.同一环境中也有颜色斑斓的蝴蝶，和你刚才 的解释矛盾吗？如果有，请解释。 课标定位课标定位 1.理解达尔文自然选择学说的主要内容和自 然选择在生物进化中的作用。 2掌握物种形成的三个基本环节以及相互 之间的关系。 3了解隔离的概念和类型，以及隔离与物 种形成的关系。 拉马克关于进化的用进废退学说 拉马克是进化论的奠基者，他在18世纪初提 出了用进废退的进化学说：环境的改变是导致生 物进化的原因。环境改变了，生物的生活方式也 要跟着变，有的器官由于经常使用而发达起来， 有的器官则由于长期不使用而萎缩退化了。 拉马克认为长颈鹿的 进化是因为草地退化后要 吃树叶，当然颈长的有优
11、势，它们想要长颈，于是 天天使劲地将颈伸长，终 于形成了现在的长颈鹿。 拉马克的用进废退学说虽有一定道理，但 事实上由于使用而发达起来的器官特征并不能 遗传给后代。达尔文通过几十年的观察分析， 终于在1859年出版了物种起源一书，提出 了自然选择学说。 一.自然选择学说及其发展 达尔文自然选择学说的内容有四方面： 、过度繁殖； 、生存斗争； 、遗传变异； 、适者生存。 过度繁殖： 各种生物都具有很强的繁殖能力，产生很 多的后代。远远超过环境的承受能力。 荚迷 鱼 群 人可能是繁殖能力最小的！一对夫妻最多 的能产生十几个子女。若以每对夫妻平均生三 个子女，平均30年传递一代计算，每隔50年人 口
12、就将增加一倍。只需数百年时间世界人口就 将达到几万亿人，显然，这是不可能的！ 动物、植物和微生物的繁殖能力比人强很 多很多倍！若全部后代都能成活下来，只要很 短时间就会超出环境的承受能力！ 生存斗争： 生物的生存资源有限，要生存就必须与无 机环境、异种及同种的其他个体进行斗争！ 一个物种要生存下去，就必须不停地 与环境中的各种因素进行斗争！ 遗传变异： 生物产生的后代会发生变异，产生各种不 同于亲代的性状！ 生物的变异有的比亲代更适应环境， 有的却不适应环境！ 适者生存 过度繁殖 遗传变异 生存斗争 适者生存 变异是不定向的 自然选择是定向的，决定生物进化的方向 为进化提供更多的选择材料，并加
13、剧生存斗争 自然选择的内因， 生物进化的动力 自然选择的结果 达尔文的自然选择学说 一、自然选择学说 1主要内容 2意义：科学地解释了生物进化的原因以 及生物的_和适应性。 3局限性：对_的本质不能做出 科学地解释，对生物进化的解释也局限于个 体水平。 基础知识梳理 多样性 遗传和变异 达尔文认为长颈鹿的进化原因是：长颈鹿 产生的后代超过环境承受能力（过度繁殖）； 它们都要吃树叶而树叶不够吃（生存斗争）； 它们有颈长和颈短的差异（遗传变异）；颈长 的能吃到树叶生存下来， 颈短的却因吃不到树叶而 最终饿死了（适者生存）。 用达尔文进化论的观点来判断下列叙述，其中正确 的是： A、长颈鹿经常努力伸
14、长颈和前肢去吃树上的叶子 ，因此颈和前肢都变得很长 B、北极熊生活在冰天雪地的环境里，它们的身体 就产生了定向的白色变异 C、野兔的保护色和鹰锐利的目光，是它们长期相 互选择的结果 D、在长期有毒农药的作用下，农田害虫产生了抗 药性 长期使用某种农药，会发现灭虫效果越来越差， 这是因为有些害虫产生了抗药性。害虫产生抗药 性的原因是：（ ） （A）害虫对农药进行选择的结果； （B）定向变异的结果； （C）遗传的结果； （D）农药对害虫的抗药变异进行选择的结果。 D 例1用生物进化论的观点解释病菌抗药性不断增 强的原因是 A使用抗菌素的剂量不断加大，病菌向抗药能 力增强方向变异 B抗菌素对病菌进行
15、人工选择，生存下来的病 菌都是抗药能力强的 C抗菌素对病菌进行自然选择，生存下来的病 菌都是抗药能力强的 D病菌中原来就有抗药性强的个体，在使用抗 菌素的过程中淘汰了抗药性弱的个体 CD 现代生物进化理论 现代生物学家吸取了达尔文自然选择学说 的精华部分，运用现代遗传学、生态学、物理 、化学方法对生物的进化进行分析，提出了现 代的生物进化理论。 一、种群是生物进化的单位 种群的定义是什么？ 种群：是指生活在同一地点的同种生物 个体的总和。 （1）一片草地上的全部植物？ （2）一片草地上的全部茼蒿？ （3）一个池塘中的全部鱼? （4）不同的两块草地上的全部蒲公英？ 一定空间 组成 数量 一个种群
16、所含有的全部基因，叫做这个 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。 生物进化的实质是 _的改变 种群基因频率 联系 (1)一个物种可以包括许多种群。 (2)同一物种的不同种群可形成不同的新物种。 种群与物种的关系图解 基因频率的计算 可通过抽样调查的方法获得。 例如，从某种种群中随机抽出100个个 体测知基因型为AA、Aa、aa的个体分 别为30、60和10，其中A基因频率为 多少？a基因频率为多少？ 例2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%
17、B.36%、64% C.57%、43% D.92%、8% C 同类变式据调查，某地人群基因型为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 的基因频率分别为 : 92%， 8% 基因库在代代相传的过程中保持和发 展。因此说，生物进化的过程实质上就 是种群基因频率发生变化的过程。 种群是进化的单位。 （08江苏卷改编）某植物种群中，AA个 体占16%，aa个体占36%，请问： （1）该种群随机交配产生的后代中，AA个体百分比为 ，A的基因频率 ，a的基因频率 ，与亲 代种群相比是否发生了进化？简述理由。 。 （2
18、）若该种群全部自交，则产生的后代中AA个体百分 比为 ，A的基因频率 ，与亲代种群相比是 否发生了变化？简述理由。 。 16%40%60% 没有进化， 因为种群的基因频率没有发生变化 28%40% 没有进化，因为种群的基因 频率没有发生变化 （3）若在某环境条件下，具有隐性性状的个体均被淘 汰，则该植物种群中随机交配的方式有 种。若是 显性个体被淘汰，A的基因频率比a的基因频率 （下降或上升得快、慢、差不多）。原因是 。由此可 见，自然选择使种群 ，从而决定 了生物进化方向。 3 下 降得快 前者杂合子也受到选择作用，后者则不然 基因频率定向改变 二、突变和基因重组产生生物进化的 原材料 三、
19、自然选择决定生物进化方向 桦尺蠖的两种颜色与环境 在有地衣的树 干上 在黑褐色树 干上 四、隔离导致物种形成 物种：物种是指分布在一定的自然区域内，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，并能够产生可育后代的一 群生物个体。 隔离-物种形成的必要条件 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。 地理隔离：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。 生殖隔离： 不同物种之间一般是不能够相互交配的， 即使交配成功，也不能够产生可育的后代，这 种现象叫生殖隔离。如季节隔离；不亲合性； 杂种不活；杂
20、种不育等。 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。 如东北虎(左)和华南虎(右)都是亚洲虎的后代，由于 长期地理隔离而没有相互交配，没有基因交流，形成了地 理隔离，它们形成两个不同的亚种。 虎狮兽是不育的，所以虎和狮是两个物种。 生殖隔离：是指种群间的个体不能自由交配， 或者交配后不能产生可育后代。 如： 马和驴 物种的形成 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。 如：达尔文考察发现加拉帕戈斯群岛 的14种地雀： 现代生物进化理论的主要内容 主要内容包括四个方面： （1）种群是生物进化的单位； （2）突变和基因重组产生进化的原材料； （
21、3）自然选择决定生物进化的方向； （4）隔离导致物种的形成。 （必要条件） 种群 种群基因频率的改变 定向的自然选择决定 生物进化的基本单位？ 生物进化的实质是什么？ 什么决定生物进化的方向？ 小结 新物种的形成需要哪些环节？ 突变和基因重组、自然选择、隔离 物种形成的几种方式 (a)经长期地理隔离形成新物种 (b)以染色体数目变化的方式形成新物种 (4)物种形成的三个基本环节：_、 _及隔离。其中，隔离是新物种形成的 _。 思考 生殖隔离的形成一定要经过长期的地理隔离吗 ？为什么？ 【提示】 不一定。如二倍体和四倍体生物间存在生 殖隔离，但二倍体生物只需采用秋水仙素处理即可形 成四倍体，不用
22、经过长期地理隔离。 突变和基因重组 自然选择 必要条件 注意：物种的形成不一定要经过地理隔离，但必须 要形成生殖隔离 1.如果有两个小种群的动物，在形态结构上 相近，它们必须具备下列哪一特征，才能归 为一个物种：( ） A.它们必须分布在同一地理区域 B.它们的基因一定要相同 C.它们的毛色一定要相同 D.能相互交配繁殖并产生可育后代 D 3.隔离在物种形成中的主要作用是：( ） A.使种群间的个体互不相识 B.使不同种群各适应于不同的地理环境 C.使种群间雌雄个体失去交配机会 D.使种群之间停止基因交流，并朝着不同的 方向演变 D 2.外表相近但种类不同的鱼在生殖期间将卵 和精子释放在同一水
23、域中，但一种鱼的精子 不能进入另一种鱼的卵，这种现象属于：( ） A.生殖隔离 B.地理隔离 C.形态各异 D.不在同一水层 A 例例1 1 经典例题透析 类型一类型一 自然选择学说与现代生物进化理论 现代生物进化理论是在达尔文自然选择学说的 基础上发展起来的。现代生物进化理论观点对自然选 择学说的完善和发展表现在( ) 突变和基因重组产生生物进化的原材料 种群是生物进化的单位 自然选择是通过生存斗争实现的 自然选择决定生物进化的方向 生物进化的实质是基因频率的改变 隔离导致新物种形成 适者生存，不适者被淘汰 A B C D C 【解析】 自然选择学说和现代生物进化理论的共 同点是：都认为自然
24、选择是通过生存斗争实现的， 也都认为自然选择决定生物进化的方向，自然选择 的结果是适者生存，不适者被淘汰；它们之间的区 别是：现代生物进化理论认为种群是生物进化的单 位，生物进化的实质是种群基因频率的定向改变， 突变和基因重组产生了生物进化的原材料，还认识 到隔离是新物种形成的必要条件。 【答案】 C 4（09江苏生物）下图是物种形成的一种模式。物 种a因为地理障碍分隔为两个种群和，经过漫长 的进化，分别形成新物种b和C。在此进程中的某一 时刻，a，种群的部分群体越过障碍外迁与同域分布， 向d方向进化。下列有关叙述正确的是 Ab和d存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离 BC和d不存在地理隔离，却
25、可能存在生殖隔离 C图中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，则 b和d是同一物种 D图中的外迁群体与当时种群的基因频率不同，则c和 d是不同物种 5.20世纪50年代后，英国开始实行煤烟控制计划，大气环境污染 得到了治理。请根据下图说出三者的变化关系并解释原因 由于煤烟排放量减少，SO2浓度逐年降低。 由于SO2浓度降低，树干上地衣数量逐渐增多。原因是地衣对 SO2敏感，因此SO2浓度降低，有利于地衣生长。 由于地衣数量增多，黑化蛾频率逐年降低。原因是地衣颜色浅 ，黑化蛾易被鸟类捕食。 联系 (1)一个物种可以包括许多种群。 (2)同一物种的不同种群可形成不同的新物种。 3种群与物种的关系
26、图解 【特别提醒】 同一种群内既无生殖隔离也 无地理隔离；同一物种的不同种群间，无生 殖隔离但有地理隔离；不同物种间，可无地 理隔离，但一定存在着生殖隔离。 类型四类型四 生物进化的过程 例例4 4 (2009年高考上海卷改编)回答下列有关生 物进化的问题。 (1)如图1表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程，X、Y、Z表示生 物进化中的基本环节。X、Y分别是_、_。 (2)该小岛上的蜥蜴原种由许多个体组成，这些个体的总和称 为_，这是生物进化的_。 (3)小岛上能进行生殖的所有蜥蜴个体含有的全部基因，称为 蜥蜴的_。 (4)小岛上蜥蜴原种的脚趾逐渐出现两种性状，W代表蜥蜴脚 趾的分趾基因，w代表联趾
27、(趾间有蹼)基因。图2表示这两种 性状比例变化的过程。 突变(变异 ) 自然选择 种群基本单位 基因库 由于蜥蜴过度繁殖，导致_ 加剧。 小岛上食物短缺，联趾蜥蜴个体比例反而逐渐上升， 其原因可能是_。 图2所示的过程说明，自然环境的变化引起不同性状蜥 蜴的比例发生变化，其本质是因为蜥蜴体内的_ 发生了改变。 生存斗争(种内斗争) 联趾型个体趾间有蹼，适合于游泳，可以从水中获取食 物。因此，在岛上食物短缺时，联趾个体的生存和繁殖机 会较多 基因频率 记住： 从遗传学角度看，环境对基因频率具有选择 作用，是通过（生存斗争）实现的。 1、种群是生物进化和繁殖的基本单位 2、生物进化的实质在于基因频率的定向改变 3、突变和基因重组、自然选择及隔离是物种 形成的三个基本环节 4、突变和基因重组（可遗传变异）产生生物进 化的原材料 5、自然选择使这种群的基因频率定向改变并决定 生物进化的方向 6、隔离是物种形成的必要条件
