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现代生物进化理论简介

  

一、一周知识概述

1、知识结构

  

2、教学目的

  (1)、达尔文自然选择学说的主要内容。

  (2)、种群、基因库、基因频率的概念以及基因频率的计算方法。

  (3)、突变和基因重组为生物进化提供原材料。

  (4)、自然选择在生物进化中的应用。

  (5)、隔离的概念和类型,以及隔离与物种形成的关系。

3、与《遗传和变异》一章联系紧密

二、重点知识归纳及讲解

(一)、达尔文自然选择学说的主要内容及举例

  

(二)、现代生物进化理论

1、种群是生物进化的单位

  (1)、生物进化的基本单位是种群。

     

  (2)、生物进化的过程的实质是种群基因频率发生变化的过程。

  基因频率是某种基因在某个种群中出现的比例,怎样获得这个比例呢?通过抽样调查的方法获得。

例如: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个。求A、a基因的基因频率。

 解:

  

2、突变和基因重组是产生进化的原材料。

  (1)、可遗传的变异为生物进化提供原材料。

  (2)、生物的变异是有害还是有利取决于他们各自的生存环境,因而这些变异的产生也是不定向的,它们只提供了生物进化的原材料,不能决定生物进化的方向。

3、自然选择决定生物进化的方向

以桦尺蠖在工业区体色变黑为例

  桦尺蠖体色有黑色和浅色,说明变异是不定向的。但随着工业区环境的黑化,黑色的桦尺蠖更易生存,黑色基因频率不断变大,由此可见自然选择通过使种群基因频率的定向改变来决定生物进化的方向。

4、隔离导致物种形式

(1)、物种和基因交流

  在自然状况下基因交流只在同一物种间进行,不同物种间因不能交配或交配后不能产生可育后代,所以不能进行基因交流。

(2)、隔离和物种形成

  隔离是指同一物种不同种群间的个体,在自然条件下基因不能自由交流的现象。

  隔离常见的类型有地理隔离生殖隔离。物种的形成往往是经过长期的地理隔离将不同种群间的差异不断积累,最后达到生殖隔离,形成新物种。如加拉帕戈斯群岛上的几种地雀。

三、难点知识剖析

1、理解基因频率的概念,学会基因频率的计算。

例1、假设一对等位基因A和a的基因频率为A=0.9,a=0.1,那么AA、Aa、aa三种基因型的频率分别为___________;若环境的选择作用使A的频率由0.9降为0.7,选择后第二代基因型为AA、Aa和aa的频率分别为___________;若选择作用保持不变,后代基因频率的变化规律是___________。

分析:

  选择前A=0.9,基因型AA的基因频率应该是0.9×0.9=0.81(两个A同时出现,用相乘法则),a=0.1,则aa的基因频率应为0.1×0.1=0.01,故Aa的基因频率为1-0.81-0.01=0.18。选择后A=0.7,a=0.3,同理,AA=0.49,aa=0.09,Aa=0.42,由此可见,选择作用若继续保持,后代中AA将减少,aa将增加。

答案:0.81,0.18,0.01;0.49,0.42,0.09;AA型逐渐减少,aa型逐渐增多。

2、理解生物自发突变率很低,而且一般对生物体是有害的,为什么还能够为生物进化提供原材料?

原因有两点:

  首先,突变率很低是针对于一个基因而言,但是种群是由许多个体组成,每个个体的每一个细胞中都有成千上万个基因,这样,每一代中就会产生大量的突变。例如:果蝇约有104对基因,假定每个基因突变率都是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:2×104×10-5×108=2×107(个)。

  其次,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。例如,有翅的昆虫有时会出现残翅和无翅的突变类型,它们在正常情况下很难生存。但是在海岛上,这种突变性状反而有利,因为它们不能飞行,能避免被风吹到海里淹死。

3、影响基因频率的因素

  基因频率主要受自然选择的影响,除此以外,遗传漂变和迁移也能影响基因频率的变化,而且种群越小,受遗传漂变等的影响越大。

4、地理隔离、生殖隔离的区别与联系

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