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第七章 现代生物进化理论
第一节 现代生物进化理论的由来
一、拉马克的进化学说
1、理论要点：用进废退、获得性遗传
2、进步性：认为生物是进化的。
二、达尔文的自然选择学说
1、理论要点：自然选择（过度繁殖→生存斗争→遗传和变异→适者生存）
（1）过度繁殖 ---- 选择的基础
（2）生存斗争 ---- 进化的动力、外因、条件
包括三方面：① 生物与无机环境的斗争;② 种内斗争;③ 种间斗争（竞争）
（3）遗传变异 ---- 进化的内因
（4）适者生存 ---- 选择的结果
2、进步性：能够科学地解释生物进化的原因以及生物的多样性和适应性。
3、局限性：
①不能科学地解释遗传和变异的本质；
②自然选择对可遗传的变异如何起作用不能作出科学的解释。（对生物进化的解释仅局限于个体水平）
③强调物种形成都是自然选择的结果，不能很好地解释物种大爆发等现象。
◎练一练
1.由于蟹类的捕食，某种海洋蜗牛种群中具有较厚外壳的个体的比例逐渐增加。对这个现象的解释，正确的（ ）
A.人工选择 B.适者生存 C.用进废退 D.定向变异
解析:该现象不可能是人工选择的结果，也不可能是用进废退，根据现代生物进化理论的观点，变异是不定向的，自然选择是定向的，适者生存，故B正确。答案 ：B
三、达尔文以后进化理论的发展
1、关于遗传和变异的研究，已经从性状水平深入到基因水平。
2、关于自然选择的作用等问题的研究，已经从以生物个体为单位，发展到以种群为基本单位。

第二节 现代生物进化理论的主要内容
一、种群是生物进化的基本单位（生物进化的实质：种群基因频率的改变）
1、种群：在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体称为种群。
特点：不仅是生物繁殖的基本单位；而且是生物进化的基本单位。
2、种群基因库：一个种群的全部个体所含有的全部基因构成了该种群的基因库。
3、基因频率、基因型频率及其相关计算
基因频率 = 基因型频率 =
（1） 常染色体遗传方式
设有N个个体的种群，AA、Aa、aa的个体数分别是n1、n2、n3，A、a的基因频率分别用PA、Pa表示，AA、Aa、aa的基因型频率分别用PAA、PAa、Paa表示，则：

由以上公式可得出下列结论：
①在种群中一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。
②一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率。
◎练一练
1．从某个群体中随机抽取100个个体，测知基因型为AA、Aa、aa的个体分别是30、60和10个，则：基因型AA的频率为______；基因型Aa的频率为 ______；基因型 aa的频率为 ______。基因A的频率为______；基因a的频率为 ______。
答案：30% 60% 10% 60% 40%
（2）伴X染色体遗传方式
① 在一个工厂中，男女职工各100名，女性中，色盲基因（Xb）携带者为5人，色盲患者为1人；男性中色盲患者为8人，则Xb的基因频率为：

提醒：XY型性别决定生物，基因在X染色体上，Y染色体上无等位基因，计算时只计X染色体上的基因数不考虑Y染色体。ZW型性别决定也是这样。
② 已知人群中，伴X隐性男性患者的比例为p，则可认为这个人群中此基因频率为p，由此可计算女性中患病的频率为p2。例色盲男性中发病率7%，女性中发病率为(7%)2≈0.5%。
（3）哈代—温伯格定律
① 成立前提：a.种群非常大；b.所有雌雄个体之间自由交配； c.没有迁入和迁出；d.没有自然选择；e.没有基因突变。
② 计算公式
a.当等位基因只有两个时（A、a），设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，则基因型AA的频率为p2，Aa的频率为2pq，aa的频率为q2。
b.当告诉基因型aa的频率为X%时，则a的基因频率为 ，A的基因频率为
AA基因型频率为( )2；Aa基因型频率为
◎练一练
1.某植物种群中，AA基因型个体占30%，aa基因型个体占20%。若该种群植物自交，后代中AA、aa基因型个体出现的频率以及A、a基因频率分别为 （ ）
A.55%、45%、45%、55% B.42．5%、32.5%、45%、55%
C.55%、45%、55%、45% D.42.5%、32.5%、55%、45%
解析:由AA:30%和aa:20%可得：Aa占50%得
AA:30%+0.25×50%=42.5% Aa:0.5×50%=25% aa:20%+0.25×50%=32.5%
A的基因频率为 ，a的基因频率为45%。答案 D
2.在自然条件下，基因型为aa个体的出现几率是0.01%,在理想状态下，杂合子出现的几率是 。
解析：根据题意：q2=0.01%,可得出a的基因频率q=1%。根据哈代—温伯格平衡定律（p+q=1),可得出A的基因频率p=1-q=99%。杂合子Aa的基因型频率=2pq=2×1%×99%=1.98%。答案：1.98%
二、突变和基因重组产生生物进化的原材料
1、可遗传的变异：基因突变、染色体变异、基因重组
2、突变: 基因突变 、 染色体变异
3、突变的有害或有利不是绝对的，取决于生物的生存环境。如昆虫的残翅性状在正常环境中不利，但在多风的岛上则是有利的。
4、变异是不定向的，因不定向性决定了变异只能为进化提供原材料，而不能决定进化方向。
5、不可遗传变异不能提供进化的原材料。
三、自然选择决定进化方向
在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。生物进化的实质是基因频率的改变。
四、突变和基因重组、选择和隔离是物种形成机制
1、物种：指分布在一定的自然地域，具有一定的形态结构和生理功能特征，而且自然状态下能相互交配并能生殖出可育后代的一群生物个体。
2、隔离：地理隔离和生殖隔离区别与联系
类型
定义
特点
举例
关系
地理
隔离
同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。
同种生物地理隔离消失后仍然可以进行基因交流
山东的玉米和河北的玉米
①一般先经过长期的地理隔离，然后形成生殖隔离；
②有时不经过地理隔离直接形成生殖隔离，例如多倍体的产生。
生殖
隔离
不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代。
永久性不能进行基因交流
驴和马
3、物种的形成：
(1)物种形成的常见方式：地理隔离（长期）→生殖隔离
(2)物种形成的标志：生殖隔离
(3)物种形成的3个环节：① 突变和基因重组：为生物进化提供原材料；② 选择：使种群的基因频率定向改变；③ 隔离：是新物种形成的必要条件
(4)物种形成的三种典型模式：
① 渐变式——如加拉帕戈斯群岛上13种地雀的形成。
② 骤变式——如自然界多倍体植物的形成
骤变式物种的形成主要是通过异源多倍体的染色体畸变的方式形成新物种，一出现可以很快形成生殖隔离（基因频率改变）。此种方式多见于植物。
③ 人工创造新物种—通过植物体细胞杂交（如番茄—马铃薯）、多倍体远源杂交（如甘蔗—萝卜）、多倍体育种（如八倍体小黑麦）等方式也可以创造新物种。

自然选择
人工选择
谁来选择
自然环境条件
人
选择目的
有利于生物生存
有利于人类
实例
害虫和病菌抗药性
肉食鸡、蛋鸡等
联系
都能改变基因频率，使生物进化
(5)种群与物种的区别与联系

种群
物种
概念
生活在一定区域的同种生物的全部个体
能够在自然状况下相互交配并且产生可育后代的一群生物
范围
较小范围内的同种生物的个体
分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成
判断标准
种群必须具备“三同”；即同一时间、同一地点、同一物种
主要是形态特征和能否自由交配并产生可育后代
联系
一个物种可以包括许多种群，同一个物种的多个种群之间存在着地理隔离，长期发展下去可成为不同亚种，进而可能形成多个新种。
◎练一练
1.《物种起源》出版已有150年，但依然深深影响着现代科学研究，达尔文（多选） ( )
A.提出了适者生存，不适者被淘汰的观点 B.提出了用进废退的理论
C.认为种群是生物进化的基本单位 D.认识到变异广泛存在并能遗传给后代
解析:达尔文自然选择学说，主要内容有四点：过度繁殖、生存斗争（也叫生存竞争）、遗传和变异、适者生存；用进废退理论是拉马克提出的；种群是生物进化的基本单位是现代生物进化理论的观点。答案：AD
2.下列与生物进化相关的描述，正确的是 ( )
A.进化总是由突变引起的 B.进化时基因频率总是变化的
C.变异个体总是适应环境的 D.进化改变的是个体而不是群体
解析:种群是生物进化的基本单位，进化的实质就是种群基因频率的改变，所以如果发生进化，那一定是有基因频率的改变。答案：B
五、共同进化与生物多样性的形成
1、共同进化——不同物种之间、生物与无机环境之间要相互影响中不断进化和发展。
2、生物多样性——主要包括三个层次：基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。
生物多样性与生物进化的关系是：生物多样性产生的原因是生物不断进化的结果；而生物多样性的产生又加速了生物的进化。
3、生物多样性形成的进化历程（主要依据：化石）
（1）关键点：① 真核生物出现后有性生殖方式的出现，生物进化速度明显加快；
② 寒武纪大爆发：形成生态系统的第三极（消费者），对植物的进化产生影响；
③ 原始两栖类的出现：生物登陆改变着环境，陆地上复杂的环境为生物的进化提供了条件。
（2）进化顺序：
简单 复杂 水生 陆生 低等 高等 异样 自养
厌氧 需氧 无性 有性 单细胞 多细胞 细胞内消化 细胞外消化
六、生物进化理论在发展
1、现代生物进化理论核心：自然选择学说
2、补充：协同论（残酷竞争VS协同进化） 中性学说（偶然VS必然）
间断平衡（渐进VS突进） 灾变论（渐灭VS突灭）