7.2《現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容》孫波.ppt

第二節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容 一個基因所控制的性狀對個體生存和繁殖后代的貢獻(xiàn)越大 擁有該基因的個體的可能越多 當(dāng)然就會使越來越多的虎擁有自己的拷貝 一 種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化 探究活動 一 情景 如果在灰色翅 基因型為aa 昆蟲的群體中偶然出現(xiàn)一只綠色翅 Aa 的變異個體 且綠色比灰色更不容易被敵害發(fā)現(xiàn) 如果該綠色個體 Aa 已經(jīng)很好的生活下來 它體內(nèi)的A基因怎樣才能遺傳給后代 請寫出遺傳圖解 出現(xiàn)有利變異個體內(nèi)的有利基因只有在群體中 通過有性生殖才能世代延續(xù) 研究生物的進(jìn)化僅僅研究個體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境適應(yīng)是不夠的 還必須研究群體的基因組成變化 這個群體就是種群 一 種群是生物進(jìn)化的基本單位 探究活動 二 1 什么叫做種群 生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體叫做種群 種群中的個體并不是機(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 現(xiàn)在練練吧 探究活動 二 2 閱讀114頁的第三自然段 探究并回答問題 1 種群在繁衍過程中 個體有新老交替 基因卻代代相傳 這句話表明種群在進(jìn)化過程中處于什么地位 說明在自然界中 種群是生物繁殖 進(jìn)化的基本單位 下列屬于種群的是 A 一塊水田里的全部水稻 水草B一塊稻田里的全部幼蚜 有翅 無翅的成蚜C一塊朽木上的全部真菌D 一個池塘中全部魚下列關(guān)于種群的說法不正確的是 種群是生物進(jìn)化的基本單位種群是生物繁殖的基本單位C 中國大陸上所有老虎是一個種群D 同一種群的個體可以自由交配 B C 性狀是由基因控制的 因此研究生物的進(jìn)化必須研究種群的基因組成和變化 如何分析種群的基因組成和變化 由此人們提出基因庫和基因頻率的概念 1 什么是種群的基因庫 一個種群中全部個體所含有的全部基因叫這個種群的基因庫 什么是種群的基因頻率 在一個種群基因庫中 某基因占全部等位基因的比率叫做基因頻率 2 基因頻率的計算 某昆蟲種群中 綠色翅的基因為A 褐色翅的基因位a 調(diào)查發(fā)現(xiàn)AA Aa aa的個體分別占30 60 10 那么A a的基因頻率是多少 自讀115頁 A a 1 此種基因的個數(shù)種群中該對等位基因的總數(shù) 此種基因的個數(shù) 純合子個體數(shù)X2 雜合子個體數(shù) 種群中該對等位基因的總數(shù) 個體總數(shù)X2 通過基因型個體數(shù)量計算基因頻率 在有性生殖過程中 如果符合以上的理想條件 1 該種群產(chǎn)生的A配子和a配子的比率各是多少 A60 a40 A60 a40 36 24 16 AA Aa Aa 24 aa 2 子代基因型的頻率各是多少 3 子代種群的基因頻率各是多少 30 30 30 10 36 48 60 40 16 36 48 16 60 40 4 在討論題2中的群體滿足五個條件的情況下 計算子二代 子三代的基因頻率與基因型頻率 分析一下各代基因頻率與基因型頻率相同嗎 滿足五個假設(shè)條件的種群是理想的種群 在自然條件下 這樣的種群是不存在的 這也從反面說明了在自然界中 種群的基因頻率遲早要發(fā)生變化 也就是說種群的進(jìn)化是必然的 5 上述計算結(jié)果是在滿足五個假設(shè)條件的基礎(chǔ)上計算的 對自然界的種群來說 這五個條件都能成立嗎 特別是如果第 點(diǎn)假設(shè) 基因A和a都不產(chǎn)生突變 即沒有基因突變和染色體變異 成立這與前面我們所學(xué)的基因突變的哪個特性相違背 與基因突變的普遍性相違背 6 如果該種群出現(xiàn)新的突變型 也就是產(chǎn)生新的等位基因 A2 種群的基因頻率會變化嗎 基因A2的頻率可能會怎樣變化 突變產(chǎn)生的新基因會使種群的基因頻率發(fā)生變化 基因A2的頻率是增加還是減少 要看這一突變對生物體是有益還是有害的 這往往取決于生物生存的環(huán)境 用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化 遺傳平衡定律遺傳平衡定律是由英國數(shù)學(xué)家哈代和德國醫(yī)生溫伯格分別于1908年和1909年獨(dú)立證明的 這一定律又稱哈代 溫伯格定律 它是指在一個極大的隨機(jī)交配的種群中 在沒有突變 選擇和遷移的條件下 種群的基因頻率和基因型頻率可以世代相傳不發(fā)生變化 保持平衡 若種群中一等位基因為A和a 設(shè)A的基因頻率 p a的基因頻率 q 因為 p q A a 1 則 p q 2 p2 2pq q2 AA Aa aa 1 AA的基因型頻率 p2 aa的基因型頻率 q2 Aa的基因型頻率 2pq 總結(jié) 種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化 一 種群是生物進(jìn)化的基本單位 1 種群 基因庫 基因頻率等概念2 用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化 現(xiàn)在練練吧 下列關(guān)于基因庫的敘述正確的是 A一個種群中一個個體所含有的全部基因叫做這個種群的基因庫B一個種群中全部個體所含有的顯性基因叫做這個種群的基因庫C一個種群中全部個體所含有的全部基因叫做這個種群的基因庫D一個種群的基因庫會隨著種群中一代一代的死亡而消減和滅亡 C AA Aa aa的個體分別占24 72 4 那么A a的基因頻率是多少 A 36 和64 B 57 和43 C 24 和72 D 60 和40 D 某種基因的基因頻率 某種基因的純合子頻率 1 2雜合子頻率 通過基因型頻率計算基因頻率 A 24 1 2X72 60 據(jù)調(diào)查得知 某學(xué)校的學(xué)生中各血型的比率如下 IAIA20 IAi30 IBIB10 IBi20 IAIB10 ii10 計算IB的基因頻率 10 1 2 10 20 25 二 突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料 基因突變在自然界是普遍存在的 因此基因突變產(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 什么是突變 現(xiàn)代遺傳學(xué)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 普遍性 隨機(jī)性 稀有性 有害性 不定向性 A a1或A a2 基因突變的的特點(diǎn)和意義分別是什么 意義 基因突變盡管是隨機(jī)的 不定向的 在自然狀態(tài)下 突變頻率很低 但卻是普遍存在的 它是新基因產(chǎn)生的途徑 是生物變異的根本來源 是生物進(jìn)化的原始材料 自然界中生物的自然突變頻率很低 而且一般對生物體是有害的 為什么還能夠改變種群中的基因頻率呢 種群是由許多個體組成的 每個個體的每一個細(xì)胞內(nèi)都有成千上萬個基因 這樣 每一代就會產(chǎn)生大量的突變 此外 突變的有害還是有利也不是絕對的 這往往取決于生物的生存環(huán)境 1 種群中突變的特點(diǎn) 突變數(shù)很大 隨機(jī) 不定向2 種群基因重組的結(jié)果 產(chǎn)生更多可遺傳變異 不定向 例如 果蠅約有104對基因 假定每個基因的突變率都是10 5 若有一個中等數(shù)量的果蠅種群 約有108個個體 那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢 2 104 10 5 個體 108 種群 2 107 結(jié)論 突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料 某海島上生活著一種昆蟲 經(jīng)調(diào)查翅的長度和個體數(shù)的關(guān)系 縱坐標(biāo)為個體數(shù)量 橫坐標(biāo)為翅的長度 后來該小島上經(jīng)常刮大風(fēng) 若干年后再進(jìn)行調(diào)查 你認(rèn)為最能代表此時情況的曲線是 選擇并解釋 A B C D D 三 自然選擇決定生物進(jìn)化的方向 1 根據(jù)前面所學(xué)的知識你能做出假設(shè)嗎 探究活動 四 探究自然選擇對種群基因頻率的影響 自然選擇可以使種群的基因頻率定向改變 探究活動 三 2 現(xiàn)在我們用數(shù)學(xué)方法來討論一下樺尺蠖基因頻率變化的原因 1870年樺尺蠖的基因型頻率為SS10 Ss20 ss70 在樹干變黑這一環(huán)境條件下假如樹干變黑不利于淺色樺尺蠖的生存 使得種群中淺色個體每年減少10 黑色個體每年增加10 以后的幾年內(nèi) 樺尺蠖種群每年的基因型頻率與基因頻率是多少呢 70 7 26 29 3 14 6 56 1 60 9 26 1 73 9 29 3 13 1 升高 降低 3 在這個探究實驗中根據(jù)上面的數(shù)據(jù)分析 變黑的環(huán)境對樺尺蠖產(chǎn)生了什么樣的影響 變黑的環(huán)境對樺尺蠖淺色個體的出生率有影響嗎 4 在自然選擇中 直接受選擇的是基因型還是表現(xiàn)型 變黑的環(huán)境使控制淺色的s基因頻率減少 S基因頻率增加 許多淺色個體可能在沒有交配 產(chǎn)卵前就已被天敵捕食 天敵看到的是樺尺蠖得體色 表現(xiàn)型 而不是控制體色的基因 自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進(jìn)化的方向 樺尺蠖 深色 淺色 棲息環(huán)境淺色 個體多 個體少 棲息環(huán)境深色 s基因頻率降低S基因頻率升高 淺色 深色 s基因頻率又降低S基因頻率又升高 s基因頻率95 S基因頻率95 原因是 淘汰不利變異基因 積累有利變異基因 結(jié)論 自然選擇決定生物進(jìn)化的方向 再來練練兵 結(jié)果是 使基因頻率定向改變 影響基因頻率的因素 突變 基因重組和自然選擇 生物進(jìn)化的實質(zhì)就是 種群是生物進(jìn)化的單位 也是生物 的單位 繁殖 生物進(jìn)化 種群基因頻率變化 種群基因頻率發(fā)生變化的過程 小結(jié) 小結(jié) 自然選擇決定生物進(jìn)化的方向 種群中產(chǎn)生的變異是 的 經(jīng)過長期的自然選擇 其中不利變異被不斷淘汰 有利變異逐漸 從而使種群的基因頻率發(fā)生 改變 導(dǎo)致生物朝向一定方向進(jìn)化 可見 生物進(jìn)化的方向是由 決定的 不定向 積累 定向 自然選擇 種群中產(chǎn)生的變異 自然選擇方向 不定向 定向 6 某島嶼上存在著尺蛾的兩個變種 該地區(qū)原為森林 后建設(shè)成工業(yè)區(qū) 下表為該地區(qū)不同時期的兩個變種尺蛾的數(shù)量比 這些變化產(chǎn)生的原因是 A 灰尺蛾遷離 黑尺蛾遷入B 工業(yè)煤煙使灰尺蛾變成黑尺蛾C 自然選擇作用D 人工選擇的作用7 用現(xiàn)代生物進(jìn)化理論分析解釋狼的進(jìn)化過程 1 狼群中存在不同類型的個體 如有跑得快的 有跑得慢的 它說明生物具有 的特性 而這種特性是生物進(jìn)化的 2 隨著環(huán)境的改變 食物稀少 跑得快 兇猛的狼才能獲得食物生存下去 這樣 食物 環(huán)境對狼起了 作用 而這種作用是 的 它決定著生物進(jìn)化的 C 變異 原材料 選擇 方向 定向的 二 隔離與物種的形成 曼徹斯特地區(qū)的樺尺蠖 雖然基因頻率發(fā)生了很大變化 但是并沒有形成新的物種 為什么說它們沒有形成新的物種 怎樣判斷兩個種群是否屬于一個物種 物種 能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物稱為一個物種 簡稱 種 不同物種之間一般是不能相互交配的 即使交配成功 也不能產(chǎn)生可育的后代 這種現(xiàn)象叫生殖隔離 因為馬與驢交配產(chǎn)生的后代騾沒有生殖能力 馬和驢是不是一個物種 在自然界 同一種生物由于地理上的障礙而形成不同的種群 使得種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象 叫做地理隔離 隔離 地理隔離 生殖隔離 隔離 不同種群間的個體 在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象叫做隔離 東北虎 華南虎 隔離在物種形成中的作用 兩個不同虎亞種 馬和驢雜交產(chǎn)騾 生殖隔離 注 不同種群之間一旦產(chǎn)生生殖隔離 就不會有基因交流了 地理隔離 地理隔離 突變 基因重組 自然選擇 生殖隔離 新物種 物種的形成 加拉帕戈斯群島一的幾種地雀 南美洲地雀 因地理隔離導(dǎo)致生殖隔離比較常見 新物種形成的標(biāo)志 生殖隔離 總結(jié) 以 為核心的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論 其基本觀點(diǎn)是 是生物進(jìn)化的基本單位 生物進(jìn)化的實質(zhì)在于種群 的改變 及 是物種形成過程的三個基本環(huán)節(jié) 通過它們的綜合作用 種群產(chǎn)生分化 最終導(dǎo)致新物種的形成 在這個過中 產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料 使種群的基因頻率定向改變并決定生物進(jìn)化的方向 是新物種形成的必要條件 自然選擇學(xué)說 種群 基因頻率 突變和基因重組 自然選擇 隔離 突變和基因重組 自然選擇 隔離 現(xiàn)代進(jìn)化論解釋物種形成的基本環(huán)節(jié) 1 突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料 2 自然選擇決定生物進(jìn)化的方向 定向 3 隔離導(dǎo)致物種的形成 1 馬 2N 64 和驢 2N 62 雜交能產(chǎn)生后代稱騾子 能夠正常發(fā)育 但不能生育 這種情況稱之為 A 雜交育種B 人工誘變C 基因重組D 生殖隔離 2 產(chǎn)生上述情況的原因主要是 A 染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化B 馬和驢的遺傳物質(zhì)有本質(zhì)區(qū)別C 發(fā)生突變D 減數(shù)分裂過程中聯(lián)會紊亂 D D 練習(xí) 3 某工廠有男女職工各200名 對他們進(jìn)行調(diào)查時發(fā)現(xiàn) 女性色盲基因的攜帶者為15人 患者5人 男性患者11人 那么這個群體中色盲基因的頻率是多少 4 一種蛾中控制淺顏色的等位基因是隱性的 控制深顏色的等位基因是顯性的 假設(shè)一個種群中有640只淺色的蛾和360只深色的蛾 群體呈遺傳平衡 那么有多少只雜合子的蛾 6 320 練習(xí) 三共同進(jìn)化與生物多樣性的形成1 共同進(jìn)化含義不同物種間的共同進(jìn)化生物與無機(jī)環(huán)境之間的相互影響和共同演變2 生物多樣性的形成基因多樣性 1 生物多樣性的內(nèi)容物種多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性 2 生物多樣性形成的進(jìn)化歷程生物的進(jìn)化歷程可概括為 從原核生物到真核生物 從無性生殖到有性生殖 由簡單到復(fù)雜 由水生到陸生 由低等到高等 3 生物進(jìn)化理論在發(fā)展 1 共同進(jìn)化指的是 在之間 與之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展 2 生物多樣性主要包括 和三個層次的內(nèi)容 3 下列能提高生物多樣性的是 A 把生物進(jìn)行分類B 來自共同祖先的