1831年，達(dá)爾文乘“貝格爾”號(hào)巡航艦進(jìn)行環(huán)球考察時(shí)，在加拉帕格斯群島上，觀察到那里有許多特有的生物。認(rèn)為群島上這些特有的生物都是從南美大陸遷徙而來的，但是后來經(jīng)過了變異，適應(yīng)了所在島嶼的食物和生活環(huán)境，隨著時(shí)間的推移，經(jīng)過若干世代，一個(gè)生物種群的適應(yīng)性是如何形成的呢？
過度繁殖+有限的生活條件
適者生存+有利性狀遺傳
局限性：①對(duì)于遺傳和變異的本質(zhì)，不能做出科學(xué)的解釋。②對(duì)生物進(jìn)化的解釋局限于個(gè)體水平。③強(qiáng)調(diào)漸變，不能很好地解釋物種大爆發(fā)等現(xiàn)象。
達(dá)爾文以后進(jìn)化理論的發(fā)展：
形成以自然選擇學(xué)說為基礎(chǔ)的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論。
認(rèn)識(shí)到了遺傳和變異的本質(zhì)
怎樣的一群個(gè)體可以稱為種群呢？
實(shí)際上，在自然界中，每個(gè)物種總是分成一個(gè)個(gè)或大或小的群體，這些群體就是不同的種群
一個(gè)生物的“種”或“物種”與種群又有什么區(qū)別呢？
生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體叫做種群
1、以下描述是種群?jiǎn)幔?br/>一片草地上的全部蛇。我國(guó)長(zhǎng)江流域的全部白暨豚。海南島上四季常有的紅樹林。此時(shí)此刻我們所在教室內(nèi)的全部學(xué)生和老師。
2、一個(gè)種群中的個(gè)體是機(jī)械地集合在一起嗎？
一個(gè)種群中的個(gè)體是能自由交配、繁殖的，因此種群是生物繁殖的基本單位
思考：生物自發(fā)突變的頻率很低，且大多數(shù)突變對(duì)生物體是有害的，它為何還能作為生物進(jìn)化的原材料呢？
例: 果蠅約有104對(duì)基因，假定每個(gè)基因的突變率都是10－5，若有一個(gè)中等數(shù)量的果蠅種群（約有108個(gè)個(gè)體），那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢？
2× 104 × 10－5
這樣，每一代就會(huì)產(chǎn)生大量的突變。
此外，突變的有害還是有利也不是絕對(duì)的，這往往取決于生物的生存環(huán)境。
種群基因重組的結(jié)果：產(chǎn)生新的基因型、產(chǎn)生更多可遺傳變異。
例如：人有23對(duì)染色體，所含基因在35000對(duì)左右。每種生物的每個(gè)個(gè)體平均約有10%的基因是雜合的。一個(gè)物種可能平均有30%左右有不同的等位基因。這些等位基因通過有性生殖可以形成數(shù)量巨大的基因型，一對(duì)等位基因，可能形成3（31）種不同的基因型：AA Aa aa. 兩對(duì)等位基因（A和a、B和b），可以形成9種不同的基因型：A-B-、A-bb、aaB-和aabb。總的公式是：3n。n是具有等位基因的對(duì)數(shù)。如果n是100，就可以產(chǎn)生3100 種基因型。
由此可知，種群內(nèi)普遍存在變異，在有性生殖生物的種群中，出來同卵孿生兄弟（姐妹）外，每個(gè)個(gè)體在遺傳上都是獨(dú)特的、有差異的。
優(yōu)勢(shì)性狀的個(gè)體在特定環(huán)境中具有生存和繁殖的優(yōu)勢(shì)
過度繁殖→生存斗爭(zhēng)→遺傳變異→適者生存
19世紀(jì)，樺尺蠖種群中黑色（S）頻率為5%，淺色（s）頻率為95%
20世紀(jì)中葉，樺尺蠖種群中黑色（S）頻率為95%，淺色（s）頻率為5%
自然選擇導(dǎo)致生物更好地適應(yīng)特定的生存條件
突變和基因重組為生物進(jìn)化提供了原材料，自然選擇可以使種群基因頻率發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。
原因：淘汰不利變異基因，積累有利變異基因。結(jié)果：使基因頻率定向改變。
一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因叫這個(gè)種群的基因庫(kù)
在一個(gè)種群基因庫(kù)中，某基因占全部等位基因數(shù)的比率叫做基因頻率
某昆蟲種群中，綠色翅的基因?yàn)锳, 褐色翅的基因位a，調(diào)查發(fā)現(xiàn)AA、Aa、aa的個(gè)體分別占30%、60%、10%、那么A、a的基因頻率是多少？
在一個(gè)種群中，某基因型個(gè)體占全部個(gè)體的比率。
某種基因的純合子頻率+1/2雜合子頻率
1、假設(shè)上述昆蟲種群非常大，所有的雌、雄個(gè)體間都能自由交配并產(chǎn)生后代，沒有遷入和遷出，自然選擇對(duì)翅色這一相對(duì)性狀沒有作用，基因A和a都不產(chǎn)生突變，根據(jù)孟德爾的分離定律計(jì)算：(1)該種群產(chǎn)生的A配子和a配子的比率是多少？(2)子代基因型的頻率各是多少？(3)子代種群的基因頻率各是多少？(4)子二代、子三代以及若干代以后，種群的基因頻率會(huì)同子一代一樣嗎？
用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化
2、上述計(jì)算結(jié)果是建立在五個(gè)假設(shè)條件基礎(chǔ)上的。對(duì)自然界的種群來說，這五個(gè)條件都成立嗎？你能舉出哪些實(shí)例？
（2）分析各代基因頻率與基因型頻率相同嗎？
遺傳平衡定律（哈代-溫伯格定律）如果一個(gè)種群符合下列條件：種群是極大的；種群個(gè)體間的交配是隨機(jī)的，也就是說種群中每一個(gè)個(gè)體與種群中其他個(gè)體的交配機(jī)會(huì)是相等的；沒有突變產(chǎn)生種群之間不存在個(gè)體的遷移或基因交流沒有自然選擇；
那么，這個(gè)種群的基因頻率（包括基因型）就可以一代代穩(wěn)定不變，保持平衡。（遺傳平衡的種群是理想的種群）。如果用p代表Y基因的基因頻率，q代表基因y的頻率，那么（p+q）2=p2+2pq+q2=1； p+q=1；YY=p2；Yy=2pq；yy=q2；
（3）上述計(jì)算結(jié)果是在滿足五個(gè)假設(shè)條件的基礎(chǔ)上計(jì)算的，對(duì)自然界的種群來說，這五個(gè)條件都能成立嗎？特別是如果第⑤點(diǎn)假設(shè)成立這與前面我們所學(xué)的基因突變的哪個(gè)特點(diǎn)相違背？
普遍存在隨機(jī)發(fā)生突變頻率很低多數(shù)對(duì)生物體是有害的不定向的
基因突變可產(chǎn)生新基因(等位基因)，基因突變是可遺傳變異的根本來源；是基因頻率改變的基礎(chǔ)。
遺傳平衡所指的種群是理想種群，在自然條件下，這樣的種群是不存在的。所以種群基因頻率遲早要發(fā)生變化，所以種群的進(jìn)化是必然的。
實(shí)例：抗青霉素細(xì)菌的產(chǎn)生
野生型金黃色葡萄球菌對(duì)青霉素是敏感的，將它接種到青霉素濃度為0.1單位/cm3的培養(yǎng)基里，絕大多數(shù)細(xì)菌死亡，但有個(gè)別細(xì)菌能存活下來，并能進(jìn)行繁殖。據(jù)研究，能過存活的葡萄球菌是一種突變型，具有抗青霉素的突變基因。在讓這種突變細(xì)菌生活在青霉素濃度為0.2單位/cm3 的培養(yǎng)基里，同樣絕大多數(shù)個(gè)體死亡，只有個(gè)別細(xì)菌存活下來。逐漸提高培養(yǎng)基中青霉素的含量，可以得到一個(gè)能生長(zhǎng)在青霉素濃度為250單位/cm3 的培養(yǎng)基里的品系。經(jīng)過分析，這個(gè)品系是若干個(gè)突變累加在一起的產(chǎn)物。
原因： 淘汰不利變異基因、積累有利變異基因 結(jié)果： 使基因頻率定向改變
結(jié)論：自然選擇決定生物進(jìn)化的方向
自然選擇對(duì)種群基因頻率的影響
（四）隔離導(dǎo)致物種的形成
什么叫隔離？隔離分類？
注：不同種群之間一旦產(chǎn)生殖隔離，就不會(huì)有基因交流了。
突變、基因重組、自然選擇
加拉帕戈斯群島一的幾種地雀
因地理隔離導(dǎo)致生殖隔離比較常見

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第二節(jié) 適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果

版本： 浙科版 (2019)

年級(jí)： 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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