现代生物进化理论（现代生物进化理论的主要内容） 今天我们来看看现代生物进化理论，这个学说的全部内容都是需要我们掌握的。以自然选择学说为核心的现代生物进化理论，其主要内容是：种群是生物进化的基本单位；突变和基因重组提供进化的原材料，自然选择导致种群基因频率的定向改变；通过隔离形成新的物种；生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境共同进化的过程，进化导致生物的多样性。 关于生物进化的原因，目前仍存在着不同的观点。有人认为大量的基因突变是中性的，导致生物进化的是中性突变的积累而不是自然选择；有人认为物种的形成并不都是渐变的，而是物种长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。生物进化的理论仍在发展。 现代生物进化理论主要内容 1.种群是生物进化的基本单位 ①种群：生活在一定区域的同种生物的全部个体。 ②基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。 ③基因频率：一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。 ④生物进化的实质：种群基因频率发生改变。 [解题技巧]种群基因频率算法 1. 基因位于常染色体上时 (1)已知基因型的个体数，求基因频率 某基因的频率＝[(纯合子个数×2＋杂合子个数)÷(总个数×2)]×100%。 (2)已知基因型频率，求基因频率 某基因的频率＝该基因纯合子的基因型频率＋(1/2)×该基因杂合子的基因型频率。 2. 基因位于性染色体上时 性染色体上的基因有可能成单存在，如红绿色盲基因，Y染色体上无等位基因，因此男性基因总数与女性体内等位基因总数有差别，在确定种群等位基因及其总数时应分别考虑。 如 3. 遗传平衡定律(哈迪—温伯格定律) (1)成立前提 ①种群非常大；②所有雌雄个体之间自由交配；③没有迁入和迁出；④没有自然选择；⑤没有基因突变。 (2)计算公式 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＝p2；基因型Aa的频率＝2pq；基因型aa的频率＝q2。如果一个种群达到遗传平衡，其基因频率应保持不变。 [易错警示]自交与自由交配后代的基因频率和基因型频率的变化分析： (1)杂合子连续自交时，尽管基因频率不变，但后代的基因型频率会发生改变，表现为纯合子的频率不断增大，杂合子的频率不断减小。 (2)在无基因突变、各种基因型的个体生活力相同时，自由交配遵循遗传平衡定律，上下代之间种群的基因频率及基因型频率不变。 2.突变和基因重组产生进化的原材料 ①可遗传变异的来源：突变和基因重组。其中突变包括基因突变和染色体变异。 ②生物突变的有利和有害不是绝对的，往往取决于生物的生存环境。 ③生物的变异是不定向的，只是产生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 ①原因：不断淘汰不利变异的基因，积累有利变异的基因。 ②结果：种群的基因频率发生定向改变。 4.隔离导致物种形成 ①隔离类型：常见的有地理隔离和生殖隔离。 ②隔离实质：基因不能自由交流。隔离是物种形成的必要条件，包括地理隔离和生殖隔离，其实质是阻止生物之间的基因交流。 ③物种形成三个基本环节：突变和基因重组、自然选择及隔离。 ④新物种形成的标志：生殖隔离。 种群和物种的比较 项目 种群 物种 概念 生活在一定区域的同种生物的全部个体。种群是生物进化和繁殖的基本单位。同一种群内的个体之间可以进行基因交流 在自然状态下能够相互交配和繁殖，并能够产生可育后代的一群生物个体 范围 较小范围内的同种生物的所有个体 由分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成判断 标准 ①种群必须具备＂三同＂，即同一时间、同一地点、同一物种；②同一物种的不同种群不存在生殖隔离，交配能够产生可育后代 ①主要是具有一定的形态结构、生理功能和在自然条件下能自由交配并且产生可育后代(无生殖隔离)；②不同物种之间存在生殖隔离 联系 (1)一个物种可以包括许多种群；(2)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的亚种，进而可能形成多个新物种 物种形成与生物进化的比较 物种形成 生物进化 标志 出现生殖隔离 基因频率改变 变化后生物与生物关系 属于不同物种 可能属于同一物种 二者关系①生物进化的实质是种群基因频率的改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种的界限，即生物进化不一定导致物种的形成，进化是量变，物种形成是质变； ②新物种的形成是长期进化的结果 [技法点拨]判断是否属于同一物种的方法(1)两个种群是否属于同一物种，判断依据：是否具有生殖隔离。具有生殖隔离，两个种群属于两个物种，不具有生殖隔离，两个种群属于一个物种。(2)下列条件不能作为判断两个种群是否属于同一物种的依据：①形态、结构：两个种群形态、结构相同，不一定是同一物种，如两个种群的生物形态、结构相同，但繁殖期不同，不能交配，则两个种群属于两个物种。 ②是否能够交配：两个种群的生物能够交配，不一定属于同一物种，如果交配后代不育，则两个种群的生物不属于一个物种，如马和驴相互交配产生骡子，骡子不能经过有性生殖产生后代，马和驴不属于同一物种。 5.共同进化与生物多样性的形成 (1)共同进化 ①概念：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。 ②原因：生物与生物之间的相互选择和生物与无机环境之间的相互影响。 (2)生物多样性的形成 ①内容：基因多样性、物种多样性、生态系统多样性(完善如下关系图) ②形成原因：生物的共同进化。 ③研究生物进化历程的主要依据：化石。 自然选择学说和现代生物进化理论的对比 达尔文自然选择学说 现代生物进化理论 基本观点①遗传变异是自然选择的内因； ②过度繁殖为自然选择提供更多的选择材料，加剧了生存斗争①种群是生物进化的基本单位； ②生物进化的实质在于种群基因频率的改变 不同点①没有阐明遗传变异的本质以及自然选择的作用机理； ②着重研究生物个体进化； ③认为物种形成是微小有利变异积累的结果，没有认识到隔离的作用①从分子水平上阐明了自然选择对遗传变异的作用机理； ②强调群体进化，认为种群是生物进化的基本单位； ③隔离是物种形成的必要条件 共同点①都能解释生物进化的原因和生物的多样性、适应性； ②都认为自然选择决定生物进化的方向 [关键一点] (1)＂突变＂不是基因突变的简称，而是包括＂基因突变＂和＂染色体变异＂。(2)农田喷施农药杀灭害虫，在喷施农药之前，害虫中就存在抗农药的突变个体，喷施农药仅杀灭不抗药的个体，抗药的个体存活下来，农药不能使害虫产生抗药性变异，只是对抗药性个体进行了选择。 生物进化理论在发展 (1)中性学说：大量的基因突变是中性的，决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择。 (2)生物进化理论不会停滞不前，而是在不断发展。 小题精炼 1．判断关于生物进化基本观点说法的正误 (1)自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率(√) (2)种群基因频率的变化趋势既能预测进化的方向又能预测变异的方向(×) (3)高茎豌豆与矮茎豌豆杂交出现的3∶1性状分离比的过程可以为进化提供原材料(×) (4)共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的(×) (5)基因突变会使基因频率发生改变并决定进化方向(×) 2．判断关于物种、种群、生殖隔离、地理隔离等基本概念说法的正误 (1)交配后能产生后代的一定是同一物种(×) (2)生物多样性的形成也就是新物种不断形成的过程(×) (3)只要有隔离，就能形成新物种(×) 易错警示：有关现代进化理论基本观点的几点提醒 (1)突变≠基因突变。＂突变＂不是基因突变的简称，而是包括＂基因突变＂和＂染色体变异＂。 (2)变异在环境变化之前已经产生，环境只是起选择作用，不能定向诱发基因突变。 (3)变异是不定向的，而自然选择能定向改变种群的基因频率，从而使种群发生定向进化。 (4)只有地理隔离而没形成生殖隔离，可能产生亚种，但没有产生新物种。