一 种群基因频率的改变与生物进化
是生物进化的基本单位
产生进化的原材料
决定生物进化的方向
种群
突变和基因重组
自然选择
现代生物进化理论的主要内容
二、隔离与物种的形成
• 下列组合是否为同一个物种，判断的依据
是什麽？
物种的概念
• 物种：在自然状态下能互相交配，
并产生出可育后代的一群生物个体,简
称“种” 。
• 如：全世界的人都是一个物种，无
论白人黑人黄种人结婚，都能产生具
有生殖能力的后代。
• 再如：所有的马是一个物种，所有
的驴也是一个物种。但马和驴不是一
个物种，因为马与驴交配产生的后代
骡没有生殖能力。
种群和物种的区别
概念
生活
地域
相互
关系
同一地点
一定自然区域，同
一地点、不同地点
一个物种可以包括多个种群
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，而在自然
状态下能够相互交配和繁
殖，并能产生可育后代的
一群生物个体。
隔离：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。
自然界中，新物种的形成往往要有隔离发生
生殖隔离
地理隔离
隔
离
骡
生殖隔离：不同物种之间的个体不能自由
交配或交配后不能产生可育的后代的现象。
地理隔离：同一种生物由于地理上（高山、
河流、沙漠等）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。
东北虎 华南虎
隔离和物种的形成又有何关系呢？
二、隔离在物种形成中的作用
几千年后，它们发现彼此大不相
同。 它们之间还能自由交配吗？
加拉帕戈斯群岛的地雀
1.设想南美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈斯群岛后，先
在两个岛屿上形成两个初始种群。这两个种群的个体数
量都不多。它们的基因频率一样吗？
由于这两个种群的个体数量都不够多，基因频
率可能是不一样的。
２．不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况
一样吗？
不一样。因为突变是随机发生的。
３．对不同岛屿上的地雀种群来说，环境的作用有
没有差别？这对种群基因频率的变化会产生什么影
响？
不同岛屿的地形和植被条件不一样，因此环境的作用
会有差别，导致种群基因频率朝不同的方向改变。
４．如果这片海域只有一个小岛，还会形成
这么多种地雀吗？
不会。因为个体间有基因的交流。
加拉帕戈斯群岛不同种地雀形成图解
原始
地雀
分布于不同岛屿
上（地理隔离）
各地雀种群出现不
同突变和基因重组
不同种群间
无基因交流
不同种群基因频
率发生不同变化
各岛屿环境不同，自然
选择导致不同种群的基
因频率改变有所差异
长此以往，不
同种群基因库
形成明显差异
最终产生生殖隔离，物种形成
自然界中物种形成的方
式有多种，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。
物种形成的方式
隔离是物种形成的必要条件
• 物种形成的方式有多种，经过长期地理隔
离而达到生殖隔离是比较常见的方式。
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
如麻鸭(左)和孚鸭(右)都是
大雁的后代，由于长期地理隔离
而没有相互交配，没有基因交流，
形成了生殖隔离，现在即使人为
让它们交配，也不能产生可育的
后代了。也就是说，它们形成两
个不同的物种了。
• 物种的形成
都需要地理隔离
吗？
• 如：二倍体
西瓜和四倍体西
瓜
物种的形成方式
• 物种形成的方式有多种，经过长期地理隔
离而达到生殖隔离是比较常见的方式。
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
多倍体的形成不需经地理隔离。
两个鱼塘
如果这两个鱼塘的鱼都是鲤鱼，它
们属于一个种群还是两个种群？两个
鱼塘的鱼能够发生基因交流吗？为什
么？
属于两个种群。不能够发生基因
交流，因为它们不能生活在一起。
１．鉴定牧场的马和由国外曾送返回原产地放
养的野马是两个物种的主要依据是（ ）
Ａ．野马比牧马更善于奔跑
Ｂ．野马比牧马存在地理隔离
Ｃ．野马比牧马存在生殖隔离
Ｄ．野马比牧马更适应野生环境
Ｃ
２．下列关于隔离的叙述，不正确的是（ ）
Ａ．阻止种群间的基因交流
Ｂ．对所有的物种来说，地理隔离必然导致生殖隔离
Ｃ．种群基因库的差异是产生生殖隔离的根本原因
Ｄ．不同的物种之间必然存在着生殖隔离
３．对生物进化方向起决定作用的是（ ）
Ａ．基因重组 Ｂ．基因突变
Ｃ．染色体变异 Ｄ．自然选择
Ｂ
Ｄ
4. 下列说法正确的是（ ）
A. 一片森林中的全部蛇是一个种群
B. 在自然条件下，种群的基因频率可以保持永久稳定
C. 当生物体的体细胞出现基因突变时，这个生物体就
成为了新物种的个体了
D. 生殖隔离一旦形成，新的物种也就产生了
Ｄ
5.下列不属于生殖隔离的是( )
A.鸟类和青蛙
B.马和驴杂交后代不育
C.东北虎和华南虎
D.山羊和绵羊杂交后杂种不活
Ｃ
6、达尔文在加拉帕戈斯群岛上的不同地雀，用现代
进化理论解释错误的是( )
A、经过长期的地理隔离达到生殖隔离，导致原始地
雀物种形成现在条件的地雀物种
B、生殖隔离一旦形成，原来属于同一物种的地雀很
快进化形成不同的物种
C、这些地雀原先属于同一雀种，从南美大陆迁来后，
逐渐分布在不同的群岛，出现不同的突变和基因重组
D、自然选择对不同种群的基因的频率的改变所起的
作用有所差别，最终导致种群的基因库很不相同，并
逐渐出现生殖隔离。
Ｂ
1、共同进化指的是：在 之间、 与 之间在相互影
响中不断进化和发展。
2、生物多样性主要包括 、 和 三个层次的内容。
3、下列能提高生物多样性的是
A、把生物进行分类 B、来自共同祖先的的遗传
C、用进废退 D、不同环境的自然选择
4、地球上最早的陆生生物类型主要是
A、蕨类植物 B、动物 C、裸子植物 D、动物和植物
5、生命诞生的场所是
A、陆地 B、海洋 C、空中 D、ABC都是
6、地球上最早出现的生物代谢类型是
A、自养型，需氧型 B、自养型，厌氧型
C、异养型，需氧型 D、异养型，厌氧型
7、三极生态系统的形成在
A、中生代 B、新生代 C、寒武纪 D、前寒武纪
8、捕食者在生物进化中的作用是
A、促进种群的发展 B、有利于增加物种多样性
C、减少种群数量 D、减少物种的多样性
D
A
B
D
C
AB
• 曼彻斯特地区的桦尺蠖，虽然种群基因频
率发生了很大的改变，但是却没有形成新
的物种？
3、物种的形成：
①经过长期的地理隔离而达成生殖隔离，从而形
成新物种。
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
技能训练
• 某研究小组研究了某
地的两个湖泊。这一
地区有时会发洪水。
每个湖中生活着两种
相似的鱼：红褐色的
和金黄色的。他们不
清楚这两种鱼之间的
关系，于是作出两种
假设，如图所示：
1、在假设甲和假说乙中，湖泊I和湖泊II中的
两种鱼的祖先各是哪种鱼？
• 1、假说甲：红褐色鱼和金黄色鱼起源于同一种灰色
鱼。假说乙：湖I中的原来只有红褐色鱼，湖II中原
来只有金黄色鱼，发洪水时，这两个湖中的鱼发生
混杂在一起。
• 2、关于红褐色鱼和金黄色鱼种群的形成，假说甲和
假说乙的主要区别是什么？
• 2、假说甲没有考虑到隔离在物种形成中的作用，也
没有考虑洪水的作用。
• 3、DNA分析表明，湖泊I中红褐色鱼与湖泊II中的红
褐色鱼亲缘关系最近，这一证据支持哪个假说？
• 3、这一证据支持假说乙。
• 4、什么证据可以帮助你确定湖泊I中的红褐色鱼和
金黄色鱼不是一个物种？
• 4、如果红褐色鱼和金黄色鱼不能杂交，或杂交后不
能产生可育后代，说明它们不是一个物种。
现代生物进化理论的主要内容
三、共同进化与生物多样性的形成
共同进化
• 资料1：达尔文发现一种兰花长
着细长的花矩，花矩的顶端贮存
着花蜜，可以为传粉的昆虫提供
食物。他认为这种花的形成绝不
是偶然的，肯定存在这样的昆虫，
它们生有同样细长的吸管似的口
器，可以从花矩中吸到花蜜。否
则这种花就不能很好地完成传粉，
这一物种也就不可能存在。50年
后，研究人员发现了这样的蛾类
昆虫。
共同进化
• 资料2：动物学家对生活在非洲大草原奥
兰治河两岸的羚羊进行研究时发现，东
岸的羚羊群的奔跑速度比西岸的羚羊每
分钟竟快13米。为何差距如此之大？
• 经过观察和科学实验，动物学家终于明
白，东岸的羚羊之所以强健，是因为它
们附近有一个狼群，生存时时处于危险
之中。
• 捕食者的存在是不是对被捕食者有害无
益呢？
共同进化
共同进化
• 捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、
病弱或年幼的个体，客观上起到促进种
群发展的作用；而且捕食者一般不能将
所有的猎物都吃掉，否则自己也无法生
存，这就是所谓的“精明的捕食者”策
略。
• 生物的进化与无机环境的变化也是相互
影响的。
生物圈的进化
环境
变化
生物
进化
出现
臭氧层
有氧
环境
产生氧气
无氧
环境
厌氧
生物
需氧
生物
陆生
生物
光合
生物
共同进化
• 共同进化：
不同物种之
间，生物与无机
环境之间在相互
影响中不断进化
和发展的现象。
• 通过漫长的共同
进化过程，地球
上形成了千姿百
态的物种，多种
多样的生态系统。
生物多样性的形成
• 生物多样性的内容：
• 基因多样性——物种的个体数量多，个体
之间的差异大，构成基因库的基因种类多。
• 物种多样性——地球上已经被人类记录的
物种约有200万种左右。估计现在全世界生
存着约500~1000万种生物，许多还没有被
人类所发现。
• 生态系统多样性——不同物种需要不同的
生态环境。生态系统的多样性是物种多样
性的重要条件。
生物的进化历程
• 1、最早的生物化石是距今35亿年
前的古细菌化石。
• 2、在距今35~15亿年前，地球上
的生物 主要是海洋中的种数不多
的蓝藻和细菌，都是原核生物。
• 3、在距约今15亿年前，真核生物
出现，出现了有性生殖，生物实
现了基因的重组，增强了生物变
异的多样性，生物进化的速度明
显加快。
生物的进化历程
• 4、在距今约5.7~5.0
亿年前的寒武纪，海
洋中有大量的无脊椎
动物物种爆发工地迅
速形成，这就是著名
的寒武纪大爆发。大
量的动物构成了生态
系统的第三极——消
费者，使生态系统更
加复杂，也促进了植
物的进化。
生物的进化历程
• 5、大约在距今4亿年前，一些海
洋植物开始适应陆地生活，形成
原始的陆生植物，主要是蕨类植
物。随后才出现了适应陆地生活
的动物——原始的两栖类。
• 6、生物的登陆改变着陆地的环
境，陆地上复杂的环境又为生物
的进化提供了广阔的舞台，裸子
植物和被子植物先后扮演生产者
的主角，鸟类、哺乳类等成为地
球占优势的动物类群，逐渐形成
复杂多样的陆地生态系统。
生物多样性的形成
仔
细
观
察
左
图
，
讨
论
以
下
问
题
。
生物多样性的形成
• 1、最早出现的生物是哪一类生物？它们
生活在什么环境中？
• 厌氧的单细胞生物，它们生活在海洋中
• 2、多细胞生物大约是什么时期出现的？
它们生活在什么环境中？
• 在寒武纪出现的，它们生活在海洋中。
• 3、最早登陆的生物是植物还是动物？为
什么？
• 是植物，否则动物登陆后就会饿死。
生物多样性的形成
• 4、同今天你所看到的地球相比，寒武纪时
地球上的生态系统有什么特点？
• 当时陆地上还是一片荒芜，生物都生活在
海洋中。
• 5、恐龙是什么时候绝灭的？物种绝灭对生
物多样性会产生怎样的影响？
• 恐龙是在中生代后期绝灭的。物种绝灭对
生物多样性的影响是复杂的。恐龙的绝灭
有利于哺乳动物的繁盛。
生物进化理论在发展
• 关于自然选择的作用还存在争论：
• 1、有人主张，决定生物进化方向的是
中性突变的逐渐积累；
• 2、但更多的学者认为，基因突变并不
是都是中性的，有些基因突变反映在
个体的性状上，与环境相适应的程度
有差异，因此，不能否认自然选择的
作用。
• 关于物种的形成是否是渐变也还存在
着争。
自然选择学说为核心的现代生物进化理论
基本观点
• 1、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频率的改变；
• 2、突变和基因重组、自然选择及隔离是物
种形成过程的三个基本环节，通过它们的
综合作用，种群产生分化，最终导致新物
种的形成；
• 3、突变和基因重组产生生物进化的原材料，
自然选择使种群的基因频率定向改变并决
定生物进化的方向，隔离是新物种形成的
必要条件。
2、种群的特点：
种群中的个体并不是机械地集合在
一起，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各
自的基因传给后代。
同前一年的蝗虫种群相比，新形成
的蝗虫种群在基因组成上会有什么变化吗？
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1/2∶1/2。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1/2∶1/2，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1/2∶1/2。这一代随机交配产生的第
三代，基因频率仍然是1/2∶1/2，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1/2∶1/2，
基因型永远是AA、Aa和aa，3者的比例也永远是
1/4∶1/2∶1/4。这就是A、a等位基因在这一种群基因
库中的平衡状态。
地雀
甲岛地雀
乙岛地雀
丙岛地雀
丁岛地雀
……
突
变
和
基
因
重
组
自
然
选
择
甲岛地雀1
乙岛地雀2
丙岛地雀3
丁岛地雀4
种
群
基
因
库
改
变 ……
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