現(xiàn)代生物進(jìn)化理論主要內(nèi)容PPT課件

.,1,在自然界中，沒有哪一個(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，但決定表現(xiàn)型的基因卻可以通過有性生殖才傳給后代，因此研究生物的進(jìn)化僅僅研究個(gè)體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境適應(yīng)是不夠的，還需要研究群體的基因組成變化。,種群是生物進(jìn)化的基本單位,.,2,判斷下列是否屬于種群,（1）一個(gè)池塘中的全部魚（2）一個(gè)池塘中的全部鯉魚（3）兩個(gè)池塘內(nèi)的全部鯉魚（4）一片草地上的全部草（5）一片草地上的成年梅花鹿（6）一塊稻田里的全部幼蚜、有翅、無翅的成蚜,否,是,否,否,否,是,（一）種群是生物進(jìn)化的單位,、種群：種群是生活在同一區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體，是生物繁殖的基本單位。,.,3,種群的特點(diǎn)：,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。,思考：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？,.,4,2、基因庫: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。,這些金魚各自有自己的基因，共同構(gòu)成了種群的基因庫。它們各自的基因都是基因庫的一部分。個(gè)體數(shù)目越多，個(gè)體間的差異越大，基因庫也就越大。,.,5,3、基因頻率：,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。,100%,.,6,例1、從某種群抽取100個(gè)個(gè)體，測知基因型AA、Aa、aa的個(gè)體分別為30、60、10個(gè)。,則A基因的頻率為,23060,1002,100%=60%,則a基因的頻率為,21060,1002,100%=40%,基因在常染色體上時(shí)：,100%,=,純合個(gè)體數(shù)2雜合個(gè)體數(shù),個(gè)體總數(shù)2,100%,.,7,.據(jù)調(diào)查得知，某小學(xué)的學(xué)生中基因型比率為：XBXB：XBXb：XbXb：XBY：XbY=44:5：1：43：7，則Xb的基因頻率為A.13.2B.5C.14D.9.3,如果某基因只在X染色體上，則公式轉(zhuǎn)變成為：,=,某基因的總數(shù),2X女性個(gè)體數(shù)+男性個(gè)體數(shù),X100%,X100%,.,8,4、基因型頻率,基因型頻率=,該基因型個(gè)體數(shù),個(gè)體總數(shù),100%,例1、從某種群抽取100個(gè)個(gè)體，測知基因型AA、Aa、aa的個(gè)體分別為30、60、10個(gè)。則,AA基因型頻率=,30,100,100%,=30%同理：,Aa基因型頻率=60%aa基因型頻率=10%,A%=AA%+Aa%,1,2,a%=aa%+Aa%,1,2,A%+a%=1AA%+Aa%+aa%=1,.,9,1、AA、Aa、aa的個(gè)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,鞏固練習(xí),2、據(jù)調(diào)查知，某學(xué)校學(xué)生中各血型的比率如下：IAIA20%IAi30%IBIB10%IBi20%IAIB10%ii10%計(jì)算IB的基因頻率。,10%+1/2（20%+10%）=25%,.,10,哈迪-溫伯格定律遺傳平衡定律,1908年，英國數(shù)學(xué)家哈迪和德國醫(yī)生溫伯格分別提出關(guān)于基因穩(wěn)定性的見解。他們指出，一個(gè)有性生殖的自然種群中，在符合以下五個(gè)條件的情況下，各等位基因的頻率和等位基因的基因型頻率在一代一代的遺傳中是穩(wěn)定不變的。或者說是保持著基因平衡的。這五個(gè)條件是：1、種群很大2、隨機(jī)自由交配3、沒有突變和重組4、沒有個(gè)體遷入遷出5、沒有自然選擇,.,11,在有性生殖過程中，如果符合以上的理想條件，(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%,60%,40%,.,12,30%,30%,30%,10%,36%,48%,16%,60%,40%,配子比例：A（60%）a（40%）,A（60%）a（40%）,.,13,(4)在群體滿足五個(gè)條件的情況下,計(jì)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？,36%,16%,48%,60%,40%,.,14,在有性生殖過程中，如果符合遺傳平衡，則：,36%,24%,16%,AA,Aa,Aa,24%,aa,若p代表A的基因頻率，q代表a的基因頻率則p+q=1，并得出p2代表AA的頻率，q2代表aa的頻率，2pq代表雜合子Aa的頻率。(pq)2=p22pqq2=1開方,哈代溫伯格定律(遺傳平衡定律),.,15,哈迪-溫伯格定律,處于平衡狀態(tài)的種群，一對等位基因Aa，A的頻率為p，a的頻率為q，則：AA的概率為p2；Aa的概率為2pq；aa的概率為q2,哈迪-溫伯格定律可用數(shù)學(xué)方程式表示為：(p+q)2=p2+2pq+q2,.,16,不能。例如：基因突變具有普遍性。,（5）對自然界的種群來說，這五個(gè)條件都能成立嗎？舉例說明。,(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(huì)變化嗎？基因A2的頻率可能會(huì)怎樣變化？,突變產(chǎn)生的新基因會(huì)使種群的基因頻率發(fā)生變化。如果基因A2是有利突變，其頻率會(huì)增加；反之會(huì)減少。,.,17,突變和基因重組是產(chǎn)生進(jìn)化的原材料,變異的類型有那些？,不可遺傳的變異,可遺傳的變異,基因突變基因重組染色體變異,變異,.,18,自然界，生物自發(fā)突變的頻率很低，而且突變大多數(shù)是有害的，為什么還能夠作為生物進(jìn)化的原材料的呢？,果蠅約有104對基因，假定每個(gè)基因的突變率是105，一個(gè)約有109個(gè)果蠅的種群每一代出現(xiàn)的基因突變率是？,21041051092108,（二）突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料,.,19,2、突變的有害和有利并不是絕對的，它取決于生物的生存環(huán)境。,3、突變和基因重組都是隨機(jī)的、不定向的，只產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料，不能決定生物進(jìn)化的方向。,1、種群是由許多個(gè)體組成的，每個(gè)個(gè)體的每個(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,（二）突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料,.,20,19世紀(jì)，樺尺蠖種群中黑色基因（S）頻率為5%，淺灰色基因（s）頻率為95%,20世紀(jì)，樺尺蠖種群中黑色基因（S）頻率為95%，淺灰色基因（s）頻率為5%,（三）自然選擇決定生物進(jìn)化的方向。,.,21,(1)在這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)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(gè)體的出生率有影響嗎？,(2)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(gè)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的體色（表現(xiàn)型）而不是控制體色的基因,結(jié)論：自然選擇決定生物進(jìn)化的方向,自然選擇使基因頻率定向改變。,.,22,原因是：結(jié)果是：,（三）自然選擇決定生物進(jìn)化的方向。,淘汰不利變異基因、積累有利變異基因,使基因頻率定向改變。,.,23,四、隔離導(dǎo)致物種形成,能夠在自然狀態(tài)下能互相交配，并且產(chǎn)生出可育后代的一群生物稱為一個(gè)物種（species），簡稱“種”。,1、物種的概念,一個(gè)物種包括分布在不同區(qū)域的多個(gè)種群,.,24,人都是一個(gè)物種，無論白人黑人黃種人結(jié)婚，都能產(chǎn)生具有生殖能力的后代。,全世界的人都是一個(gè)物種嗎？,騾是馬跟驢交配產(chǎn)生的后代，那為什么它們不是同一物種呢？,.,25,隔離：指不同種群間的個(gè)體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。,生殖隔離：不同物種之間一般是不能交配，即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育后代。,地理隔離：同一物種由于高山、河流、沙漠等地理上的障礙，使彼此間不能相遇而不能交配，使種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象。,2、隔離在物種形成中的作用,.,26,只通過地理隔離，兩個(gè)種群的基因庫各自發(fā)展，互不影響，出現(xiàn)一定差異，但不會(huì)形成新的物種，最多也就是形成不同的亞種量變。,如東北虎和華南虎就是兩個(gè)亞種。,生殖隔離是由于兩個(gè)種群之間的遺傳物質(zhì)（基因庫）出現(xiàn)較大的差異使其個(gè)體之間不能交配或雜交后代不育。,生殖隔離是新物種形成的標(biāo)志質(zhì)變,馬和驢是兩個(gè)物種，而騾不是一個(gè)新物種,長期的地理隔離會(huì)達(dá)成生殖隔離，從而形成新物種,.,27,它們之間還能自由交配嗎？,資料分析一,.,28,分析：加拉帕戈斯群島的地雀新物種是如何形成的？,資料分析二,.,29,1、經(jīng)過長期的地理隔離而達(dá)成生殖隔離，從而形成新物種。,2、多倍體的形成（不需經(jīng)過地理隔離）3、物種大爆發(fā)（不需經(jīng)過地理隔離）,原種,變異1,變異2,變異類型1,變異類型2,新種1,新種2,種群1,種群2,新物種形成的方式：,.,30,現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的基本觀點(diǎn)是：生物進(jìn)化的基本單位是種群。生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變。物種形成的基本環(huán)節(jié)是：突變和基因重組提供進(jìn)化的原材料；自然選擇基因頻率定向改變，決定進(jìn)化的方向；隔離物種形成的必要條件,.,31,評價(jià)反饋判斷題1變異是生物進(jìn)化的原材料。（）2有利變異可以使生物更好地去適應(yīng)環(huán)境。（）3突變的有害或有利是絕對的、一成不變的。（）4種間斗爭的結(jié)果決定了生物進(jìn)化的方向。（）選擇題1下列各種現(xiàn)象中哪一種屬于自然選擇的例子（）A警犬能夠嗅到毒品B秋水仙素處理后得到的多倍體生物C北極熊毛色為白色D太空椒的出現(xiàn)2達(dá)爾文認(rèn)為變異是不定向的，而自然選擇是定向的，所謂定向是指（）A定向生存斗爭B適應(yīng)特定環(huán)境C定向遺傳D只產(chǎn)生有利的變異,.,32,在經(jīng)常刮海風(fēng)的克格倫島上，昆蟲一般呈現(xiàn)兩種類型：能飛的翅異常發(fā)達(dá)，不能飛的翅退化。這些昆蟲都不易被暴風(fēng)刮到海里去，因而能夠生存下來并繁殖后代。試據(jù)此分析：此島上昆蟲的祖先存在著個(gè)體，說明一般是不定向的。風(fēng)暴對昆蟲起了作用。這個(gè)現(xiàn)象說明了定向的決定著生物進(jìn)化的方向。凡是存活下來的昆蟲都是適應(yīng)環(huán)境的，這是的結(jié)果，而且是通過來實(shí)現(xiàn)的。,答案：差異；變異選擇自然選擇自然選擇；生存斗爭,.,33,4、有一個(gè)老鼠的種群，最初都生活在一個(gè)地域，后來一條新建的高速公路將該種群分成A和B兩個(gè)種群。如果A種群生活的地區(qū)發(fā)生了一系列的環(huán)境變化，而B種群的地區(qū)沒有變化，則種群A進(jìn)化的速率很可能是（）A、比B慢B、比B快C、與B相同D、開始比B慢，后來比B快5、_是生物進(jìn)化的基本單位，生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于種群_的改變。物種形成需要三個(gè)基本還節(jié)：其中_和_產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料，_使種群的基因頻率發(fā)生_改變并決定生物進(jìn)化的方向，_是新物種形成的必要條件。,B,種群,基因頻率,基因重組,突變,自然選擇,定向,隔離,.,34,三、共同進(jìn)化與生物多樣性的形成,捕食者的存在是否對被捕食者有害無益？,.,35,三共同進(jìn)化與生物多樣性的形成,(一)共同進(jìn)化,1、實(shí)例：,2、概念：,不同物種之間、生物與無機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展的過程。,3、結(jié)果：,出現(xiàn)了物種的多樣性,而且形成了生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。,.,36,(二)生物多樣性的形成,1、內(nèi)容：,基因多樣性物種多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性（3層次）,2、形成生物多樣性的原因：,長期自然選擇、共同進(jìn)化達(dá)到結(jié)果,3、研究生物進(jìn)化的主要依據(jù)：化石,三共同進(jìn)化與生物多樣性的形成,.,37,4、生物進(jìn)化的歷程：,三共同進(jìn)化與生物多樣性的形成,最早出現(xiàn)的生物是哪一類生物？它們生活在什么環(huán)境中？,厭氧的單細(xì)胞生物，它們生活海洋中。,最早的生物化石古細(xì)菌（距今35億年）,.,38,34億年前的古細(xì)胞化石,前寒武紀(jì)地層中的水母化石,1)前寒武紀(jì)生物寒武紀(jì)之前(前寒武紀(jì))，地球上的生命都是非常低級(jí)的，主要是一些單細(xì)胞生物、環(huán)節(jié)動(dòng)物、節(jié)肢動(dòng)物等。,.,39,多細(xì)胞生物大約是什么時(shí)期出現(xiàn)的？它們生活在什么環(huán)境？大約是在寒武紀(jì)，生活在海洋中。,.,40,2)早古生代生物（寒武紀(jì)）進(jìn)入早古生代，一些大型的古生物相繼出現(xiàn)，如三葉蟲、鸚鵡螺等。出現(xiàn)了生命演化史上的第一次繁榮景象。在中國云南澄江發(fā)現(xiàn)的寒武紀(jì)古生物是最有代表性的寒武紀(jì)生物群.,.,41,.,42,最早登陸的生物是植物還是動(dòng)物？為什么？植物，否則動(dòng)物登陸后就會(huì)餓死。,一些海洋植物開始適應(yīng)陸地生活，主要是蕨類植物。,.,43,陸地上還是一片荒蕪，生物都生活在海洋中。,寒武紀(jì)時(shí)地球上的生態(tài)系統(tǒng)有什么特點(diǎn)？,.,44,3)中生代生物中生代三疊紀(jì)生物復(fù)蘇,開始出現(xiàn)水生爬行動(dòng)物，如魚龍、蛇頸龍等；侏羅紀(jì)是恐龍的天下，發(fā)現(xiàn)始祖鳥、中華龍鳥等，昆蟲類也開始繁盛；白堊紀(jì)末期也是生物的滅絕時(shí)期，但開始出現(xiàn)被子植物,.,45,中生代陸地和海洋中的情況,.,46,.,47,始祖鳥,.,48,在白堊紀(jì)全部絕滅?？铸埖慕^滅有利于哺乳動(dòng)物的繁盛，使生物進(jìn)化翻開了嶄新的一頁。,恐龍是什么時(shí)候滅絕的？恐龍的滅絕對生物多樣性會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響？,.,49,新生代少女化石和復(fù)原圖,.,50,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。,.,51,思考：,原核生物常見的有哪些？它們進(jìn)行的是什么生殖？真核生物出現(xiàn)后生物的進(jìn)化為什么明顯加快了？（例如寒武紀(jì)大爆發(fā)）真核生物出現(xiàn)后生態(tài)系統(tǒng)的組成發(fā)生了什么變化？最先登陸的是植物還是動(dòng)物？分別是什么生物最先登陸？,三共同進(jìn)化與生物多樣性的形成,.,52,(三)生物進(jìn)化理論的不斷發(fā)展,1、中性學(xué)說：決定生物進(jìn)化方向的是中性突變的逐漸積累,2、物種是種群長期穩(wěn)定與迅速形成新種交替出現(xiàn)的過程。,三共同進(jìn)化與生物多樣性的形成,.,53,1、中性學(xué)說認(rèn)為決定生物進(jìn)化方向的是A、自然選擇B、生存斗爭C、中性突變的逐漸積累D、變異2、下列能提高生物多樣性的是（）A、把生物進(jìn)行分類B、不同環(huán)境的自然選擇C、來自共同祖先的遺傳D