課程內(nèi)容：
《現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容》
一 種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化
達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說指出，在一種生物的群體中，出現(xiàn)有利變異的個(gè)體容易存活，并且有較多的機(jī)會(huì)留下后代。也就是說自然選擇直接作用的是生物的個(gè)體，而且是個(gè)體的表現(xiàn)型。但是，在自然界，沒有哪個(gè)個(gè)體是長生不死的，個(gè)體的表現(xiàn)型也會(huì)隨著個(gè)體的死亡而消失，決定表現(xiàn)型的基因卻可以隨著生殖而世代延續(xù)，并且在群體中擴(kuò)散。可見，研究生物的進(jìn)化，僅研究個(gè)體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境相適應(yīng)是不夠的，還必須研究群體的基因組成的變化。
種群是生物進(jìn)化的基本單位
生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體叫做種群。例如，一片樹林中的全部獼猴是一個(gè)種群，一片草地的所有蒲公英也是一個(gè)種群。種群中的個(gè)體并不是機(jī)械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通過繁殖將各自的基因傳給后代。
種群在繁衍過程中，個(gè)體有新老交替，基因卻代代相傳。例如，許多昆蟲的壽命都不足一年（如蝗蟲），所有的蝗蟲都會(huì)在秋風(fēng)中死去，其中有些個(gè)體成功地完成生殖，死前在土壤中埋下受精卵。來年春夏之交，部分受精卵成功地發(fā)育成蝗蟲。同前一年的蝗蟲種群相比，新形成的蝗蟲種群在基因組成上會(huì)有什么變化嗎？你不妨根據(jù)前面所學(xué)遺傳、變異和自然選擇的知識，嘗試做出自己的推測。
一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因，叫做這個(gè)種群的基因庫。在一個(gè)種群基因庫中，某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比率，叫做基因頻率。例如，在某昆蟲種群中，決定翅色為綠色的基因?yàn)锳，決定翅色為褐色的基因?yàn)閍，從這個(gè)種群中隨機(jī)抽取100個(gè)個(gè)體，測得基因型為AA，Aa和aa的個(gè)體分別是30、60和10個(gè)，就這對等位基因來說，每個(gè)個(gè)體可以看做含有2個(gè)基因，那么，這100個(gè)個(gè)體共有200個(gè)基因。由此可知：
A基因的數(shù)量是2×30+60=120個(gè)；
a基因的數(shù)量是2×10+60=80個(gè)；
A基因的頻率為120÷200=60%；
a基因的頻率為80÷200=40%。
這一種群繁殖若干代以后，其基因頻率會(huì)不會(huì)發(fā)生變化呢？
突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料
你已經(jīng)知道，基因突變在自然界是普遍存在的。基因突變產(chǎn)生新的等位基因，這就可能使種群的基因頻率發(fā)生變化。
達(dá)爾文曾明確指出，可遺傳的變異是生物進(jìn)化的原材料。如果沒有可遺傳的變異，生物就不可能進(jìn)化。但是，可遺傳的變異是怎樣產(chǎn)生的，達(dá)爾文限于當(dāng)時(shí)生物學(xué)發(fā)展水平，不可能做出正確的解釋?，F(xiàn)代遺傳學(xué)的研究表明，可遺傳的變異來源于基因突變、基因重組和染色體變異。其中，基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變。
我們知道，生物自發(fā)突變的頻率很低，而且突變大多是有害的，那么，它為什么還能夠作為生物進(jìn)化的原材料呢？別忘了，種群是由許多個(gè)體組成的，每個(gè)個(gè)體的每一個(gè)細(xì)胞內(nèi)都有成千上萬個(gè)基因，這樣，每一代就會(huì)產(chǎn)生大量的突變。例如，果蠅約有104對基因，假定每個(gè)基因的突變率都是10－5，對于一個(gè)中等大小的果蠅種群（約有108 個(gè)個(gè)體）來說，每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)將是：
2×104×10－5×108=2×107（個(gè)）
此外，突變的有害和有利也不是絕對的，這往往取決于生物的生存環(huán)境。例如，有翅的昆蟲中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)殘翅和無翅的突變類型，這類昆蟲在正常情況下很難生存下去。但是在經(jīng)常刮大風(fēng)的海島上，這類昆蟲卻因?yàn)椴荒茱w行而避免被風(fēng)吹到海里淹死。
基因突變產(chǎn)生的等位基因，通過有性生殖過程中的基因重組，可以形成多種多樣的基因型，從而使種群出現(xiàn)大量的可遺傳變異。由于突變和重組都是隨機(jī)的、不定向的，因此它們只能提供了生物進(jìn)化的原材料，不能決定生物進(jìn)化的方向。
《現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容》
一 種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化
達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說指出，在一種生物的群體中，出現(xiàn)有利變異的個(gè)體容易存活，并且有較多的機(jī)會(huì)留下后代。也就是說自然選擇直接作用的是生物的個(gè)體，而且是個(gè)體的表現(xiàn)型。但是，在自然界，沒有哪個(gè)個(gè)體是長生不死的，個(gè)體的表現(xiàn)型也會(huì)隨著個(gè)體的死亡而消失，決定表現(xiàn)型的基因卻可以隨著生殖而世代延續(xù)，并且在群體中擴(kuò)散。可見，研究生物的進(jìn)化，僅研究個(gè)體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境相適應(yīng)是不夠的，還必須研究群體的基因組成的變化。
種群是生物進(jìn)化的基本單位
生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體叫做種群。例如，一片樹林中的全部獼猴是一個(gè)種群，一片草地的所有蒲公英也是一個(gè)種群。種群中的個(gè)體并不是機(jī)械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通過繁殖將各自的基因傳給后代。
種群在繁衍過程中，個(gè)體有新老交替，基因卻代代相傳。例如，許多昆蟲的壽命都不足一年（如蝗蟲），所有的蝗蟲都會(huì)在秋風(fēng)中死去，其中有些個(gè)體成功地完成生殖，死前在土壤中埋下受精卵。來年春夏之交，部分受精卵成功地發(fā)育成蝗蟲。同前一年的蝗蟲種群相比，新形成的蝗蟲種群在基因組成上會(huì)有什么變化嗎？你不妨根據(jù)前面所學(xué)遺傳、變異和自然選擇的知識，嘗試做出自己的推測。
一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因，叫做這個(gè)種群的基因庫。在一個(gè)種群基因庫中，某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比率，叫做基因頻率。例如，在某昆蟲種群中，決定翅色為綠色的基因?yàn)锳，決定翅色為褐色的基因?yàn)閍，從這個(gè)種群中隨機(jī)抽取100個(gè)個(gè)體，測得基因型為AA，Aa和aa的個(gè)體分別是30、60和10個(gè)，就這對等位基因來說，每個(gè)個(gè)體可以看做含有2個(gè)基因，那么，這100個(gè)個(gè)體共有200個(gè)基因。由此可知：
A基因的數(shù)量是2×30+60=120個(gè)；
a基因的數(shù)量是2×10+60=80個(gè)；
A基因的頻率為120÷200=60%；
a基因的頻率為80÷200=40%。
這一種群繁殖若干代以后，其基因頻率會(huì)不會(huì)發(fā)生變化呢？
突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料
你已經(jīng)知道，基因突變在自然界是普遍存在的。基因突變產(chǎn)生新的等位基因，這就可能使種群的基因頻率發(fā)生變化。
達(dá)爾文曾明確指出，可遺傳的變異是生物進(jìn)化的原材料。如果沒有可遺傳的變異，生物就不可能進(jìn)化。但是，可遺傳的變異是怎樣產(chǎn)生的，達(dá)爾文限于當(dāng)時(shí)生物學(xué)發(fā)展水平，不可能做出正確的解釋?，F(xiàn)代遺傳學(xué)的研究表明，可遺傳的變異來源于基因突變、基因重組和染色體變異。其中，基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變。
我們知道，生物自發(fā)突變的頻率很低，而且突變大多是有害的，那么，它為什么還能夠作為生物進(jìn)化的原材料呢？別忘了，種群是由許多個(gè)體組成的，每個(gè)個(gè)體的每一個(gè)細(xì)胞內(nèi)都有成千上萬個(gè)基因，這樣，每一代就會(huì)產(chǎn)生大量的突變。例如，果蠅約有104對基因，假定每個(gè)基因的突變率都是10－5，對于一個(gè)中等大小的果蠅種群（約有108 個(gè)個(gè)體）來說，每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)將是：
2×104×10－5×108=2×107（個(gè)）
此外，突變的有害和有利也不是絕對的，這往往取決于生物的生存環(huán)境。例如，有翅的昆蟲中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)殘翅和無翅的突變類型，這類昆蟲在正常情況下很難生存下去。但是在經(jīng)常刮大風(fēng)的海島上，這類昆蟲卻因?yàn)椴荒茱w行而避免被風(fēng)吹到海里淹死。
基因突變產(chǎn)生的等位基因，通過有性生殖過程中的基因重組，可以形成多種多樣的基因型，從而使種群出現(xiàn)大量的可遺傳變異。由于突變和重組都是隨機(jī)的、不定向的，因此它們只能提供了生物進(jìn)化的原材料，不能決定生物進(jìn)化的方向。
