第五章 生物的進(jìn)化突破1進(jìn)化理論學(xué)說的比較達(dá)爾文自然選擇學(xué)說現(xiàn)代達(dá)爾文主義中性學(xué)說基本觀點過度繁殖為自然選擇提供更多的選擇材料，加劇了生存斗爭生存斗爭是自然選擇的過程，是生物進(jìn)化的動力遺傳變異是自然選擇的內(nèi)因變異一般是不定向的，而自然選擇是定向的，定向的自然選擇決定著生物進(jìn)化的方向自然選擇的結(jié)果是適者生存，不適者被淘汰自然選擇過程是一個長期、緩慢的過程種群是生物進(jìn)化的基本單位，生物進(jìn)化的實質(zhì)在于種群基因頻率的改變突變和基因重組提供進(jìn)化的原材料自然選擇決定生物進(jìn)化的方向隔離是新物種形成的必要條件DNA分子產(chǎn)生的突變大多是中性的中性突變對生物的生存既無利也無害，當(dāng)這些隨機(jī)漂變的突變，經(jīng)過日積月累積少成多，就會使同種生物的不同種群間出現(xiàn)巨大的差異，形成不同的物種當(dāng)中性突變積累導(dǎo)致生物性狀出現(xiàn)差異之后，自然選擇才會發(fā)生作用而導(dǎo)致表現(xiàn)型進(jìn)化不同點沒有闡明遺傳和變異的本質(zhì)以及自然選擇的作用機(jī)理，著重研究生物個體進(jìn)化從分子水平上闡明了自然選擇對遺傳變異的作用機(jī)理，強(qiáng)調(diào)群體進(jìn)化，認(rèn)為種群是生物進(jìn)化的基本單位生物進(jìn)化的主導(dǎo)因素不是自然選擇，而是中性突變的隨機(jī)固定共同點都能解釋生物進(jìn)化的原因和生物的多樣性、適應(yīng)性特別提醒(1)在進(jìn)化的問題上，達(dá)爾文較多地聯(lián)系到個體，實際上進(jìn)化的基本單位是種群。(2)在物種形成的問題上，達(dá)爾文強(qiáng)調(diào)了物種形成中的漸變方式，現(xiàn)代進(jìn)化科學(xué)的成就表明驟變也是物種形成的重要方式。【突破體驗】1根據(jù)達(dá)爾文自然選擇學(xué)說圖解，下列對現(xiàn)代進(jìn)化理論的補充、完善等內(nèi)容中，不正確的敘述是()A現(xiàn)代生物進(jìn)化理論是在研究種群中基因變化頻率的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的B種群是生物進(jìn)化的基本單位C物種形成包括突變和基因重組、選擇、隔離三個基本環(huán)節(jié)D種群中每個個體含有種群基因庫的全部基因答案D解析種群是生物進(jìn)化的基本單位。突變和基因重組為生物進(jìn)化提供原材料。隔離使分化的種群之間失去自由交流基因的機(jī)會，是形成新物種的必要條件，包括地理隔離和生殖隔離。從實質(zhì)上看生物進(jìn)化是種群基因頻率變化的結(jié)果，種群基因庫是種群中全部生物個體的全部基因的總和，每個個體只有種群基因庫的一部分基因。突破2 基因頻率1影響基因頻率變化的因素：基因突變、基因重組、染色體變異、自然選擇、遺傳漂變、遷移等，具體影響見下表總結(jié)?；蛲蛔儭⒒蛑亟M和染色體變異具有隨機(jī)性，產(chǎn)生了生物進(jìn)化的原材料自然選擇通過對表現(xiàn)型的選擇，選擇某些基因，可以改變種群的遺傳構(gòu)成，使生物向適應(yīng)環(huán)境的方向進(jìn)化遺傳漂變當(dāng)種群太小時會引起基因頻率隨機(jī)增減甚至丟失的現(xiàn)象。群體越大，漂變越小，可以忽略不計；群體越小，漂變效應(yīng)越明顯。一般認(rèn)為，漂變可造成不同種族或不同物種間的一些非適應(yīng)性性狀差異遷移導(dǎo)致基因的流動。當(dāng)遷入個體的比率大，遷入群體某些基因的頻率與原群體這些基因的頻率存在較大差異時，影響較大注種群進(jìn)化的實質(zhì)就是種群內(nèi)基因頻率的改變，只要種群內(nèi)基因頻率改變了就意味著種群進(jìn)化了。2基因頻率計算類型歸納(1)已知種群中各基因型個體數(shù)求基因頻率若某二倍體生物的某一基因位點上有一對等位基因A和a，則該種群中個體的基因型可能有AA、Aa、aa三種，如果各基因型的個體數(shù)分別是N1、N2、N3，那么種群中A的基因頻率×100%，a的基因頻率×100%。(2)已知種群中基因型頻率計算基因頻率若某二倍體生物的某一基因位點上有一對等位基因A和a，而該種群中相關(guān)基因型的頻率分別為AA%、Aa%、aa%，則一個等位基因的頻率等于它的純合子基因型頻率與雜合子基因型頻率之和，即A%AA%Aa%，a%aa%Aa%。注本類題也可將百分號去掉轉(zhuǎn)換成“1”予以解答，即A×100%60%，a1A40%。(3)已知某一種純合子所占比例，求基因頻率及其他基因型頻率若只提供顯性類型比例時，宜轉(zhuǎn)換成隱性純合子比例；若已知純合子所占比例則可將該比例開方，即可求得相應(yīng)基因的基因頻率。(4)與人類遺傳病患病概率求解相結(jié)合的基因型頻率計算本類題最易出錯之處在于往往將“表現(xiàn)正常”的人群中攜帶者Aa概率直接按2×A×a計算，而不是按Aa×100%計算，由此導(dǎo)致計算錯誤?！就黄企w驗】2從某個種群中隨機(jī)抽出100個個體，測得基因型為AA、Aa和aa的個體分別是30、60和10個。請問該種群中A、a的基因頻率分別是_和_。答案60%40%解析就這對等位基因來說，每個個體可以看作含有2個基因。那么，這100個個體中共有200個基因，其中，A基因有2×3060120(個)，a基因有2×106080(個)。于是，在這個種群中，A的基因頻率為120÷200×100%60%，a的基因頻率為80÷200×100%40%。3研究人員調(diào)查了某地區(qū)同種生物的兩個種群的基因頻率。甲種群：AA個體為24%，aa個體為4%。乙種群：Aa個體為48%，aa個體為16%。下列有關(guān)敘述正確的是()A甲種群生物所處的環(huán)境變化劇烈B乙種群生物基因突變率很高C乙種群生物所處的環(huán)境變化劇烈D甲、乙兩種群基因、頻率相同答案D解析甲種群的基因頻率：A的頻率24%(124%4%)×1/2o.6，a的頻率10.60.4；乙種群的基因頻率：A的頻率48%×1/2(148%16%)0.6，a的頻率10.60.4。故甲、乙兩種群基因頻率相同。4一個隨機(jī)交配的足夠大的種群中，某一相對性狀中顯性性狀表現(xiàn)型的頻率是0.36，則()A該種群繁殖一代后雜合子Aa的基因型頻率是0.32B顯性基因的基因頻率大于隱性基因的基因頻率C若該種群基因庫中的基因頻率發(fā)生變化，就一定會形成新物種D若該種群中A的基因頻率為0.4，A所控制性狀的個體在種群中占40%答案A解析根據(jù)題意可知，隱性個體aa的基因型頻率為0.64，則a的基因頻率為0.8，A的基因頻率為0.2，該種群繁殖一代后雜合子Aa的基因型頻率是2×0.2×0.80.32；種群的基因頻率變化說明生物發(fā)生了進(jìn)化，但不一定會形成新物種；若A的基因頻率變化為0.4，則a的基因頻率為0.6，A所控制性狀的個體(AA、Aa)在種群中的比例為0.422×0.4×0.60.64，即64%。5假設(shè)某地區(qū)人群中每10 000人當(dāng)中有一個白化病患者，一白化病患者與該地區(qū)一個表現(xiàn)正常的男子結(jié)婚，則他們生育一個患白化病男孩的概率為()A. B. C. D.答案B解析某地區(qū)人群是一個已達(dá)到遺傳平衡的種群。所以Paa，則Pa、PA，則正常的男子是雜合子的概率為：2××/，所以他們生育一個患白化病男孩的概率為：××。突破3自交與自由交配后代的基因頻率和基因型頻率1概念(1)自交：指基因型相同的個體之間的交配。雜合子連續(xù)自交時，盡管基因頻率不變，但后代的基因型頻率會發(fā)生改變，表現(xiàn)為純合子的頻率不斷增大，雜合子的頻率不斷減小。(2)自由交配：指各種基因型的個體隨機(jī)交配。在無基因突變、各種基因型的個體生活力相同時，自由交配遵循遺傳平衡定律，上下代之間種群的基因頻率及基因型頻率不變。2規(guī)律方法 (1)自由交配時，基因頻率和基因型頻率均不變。(2)自交時，基因頻率不變，基因型頻率改變，純合子越來越多，雜合子越來越少?！就黄企w驗】6某植物種群(親代)中，AA基因型個體占30%，aa基因型個體占20%，則：(1)該植物的A、a基因頻率分別是_、_。(2)若該植物種群自交，后代中AA、aa基因型個體分別占_、_。這時，A、a的基因頻率分別是_、_。(3)依據(jù)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論。這種生物在兩年中是否發(fā)生了進(jìn)化？_，原因是_。(4)若該親代植物種群中aa基因型個體被淘汰(沒有繁殖能力)。讓該植物種群自交一次，其后代中A、a的基因頻率分別是_、_。這時生物是否進(jìn)化了？_。答案(1)55%45%(2)42.5%32.5%55%45%(3)沒有發(fā)生進(jìn)化A、a基因頻率都沒有發(fā)生變化(4)68.75%31.25%發(fā)生了進(jìn)化(基因頻率的改變，標(biāo)志著生物進(jìn)化)解析(1)由AA30%，Aa50%可求得A30%×50%55%，a45%。(2)求解如下：(3)由(1)(2)知，上下代的A、a基因頻率并沒有改變，所以該種生物也就沒有發(fā)生進(jìn)化。(4)aa基因型個體被淘汰后，只剩基因型為AA和Aa的個體，則AA37.5%，Aa62.5%，依上述方法，得到A68.75%，a31.25%?；蝾l率的改變，標(biāo)志著生物進(jìn)化。5