2.7.2-現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容--課件(人教版必修2).ppt

1、第二節(jié)第二節(jié) 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(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和生物進(jìn)化1.什么叫做種群？什么叫做種群？ 種群中的個體并不是種群中的個體并不是機(jī)械地集合在一起機(jī)械地集合在一起, ,而是而是彼此可以交配彼此可以交配, ,并通過繁并通過繁殖將各自的基因傳給后代殖將各自的基因傳給后代. .一一.種群是生物進(jìn)化的基本單位種群是生物進(jìn)化的基本單位 生活在生活在一定區(qū)域一定區(qū)域的的同種同種生物的生物的全部全部個體叫做種群個體叫做種群.種群是生物繁殖的種群是生物繁殖的基本單位基本單位n例例1.以下屬于種群范疇的是：以下屬于種群范疇的是： A、一座山上所有的馬尾松、一座山上所有的馬尾

2、松 B、一塊草地上、一塊草地上所有的昆蟲所有的昆蟲 C、甲甲池塘和池塘和乙乙池塘內(nèi)所有的鯉魚池塘內(nèi)所有的鯉魚 D、一個公園里所有的、一個公園里所有的樹木樹木(A)2.基因庫的概念基因庫的概念一個種群中全部個體所含有的全部基因，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叫做這個種群的基因庫3.基因頻率的概念基因頻率的概念 在一個種群基因庫中，某個基在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比率，叫因占全部等位基因數(shù)的比率，叫做基因頻率做基因頻率4.基因頻率的計(jì)算（基因頻率的計(jì)算（1） 某昆蟲種群中，綠色翅的基因?yàn)槟忱ハx種群中，綠色翅的基因?yàn)锳, A, 褐色翅的基因褐色翅的基因位

3、位a a，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，調(diào)查發(fā)現(xiàn)AAAA、AaAa、aaaa的個體分別占的個體分別占30%30%、60%60%、10%,10%,那么那么A A、a a的基因頻率是多少？的基因頻率是多少？A=302+60 _ 200=60% 200a=102+60 _=40%A+a=1 此種基因的個數(shù)此種基因的個數(shù)=純合子個體數(shù)純合子個體數(shù) X 2X 2雜合子個體數(shù)雜合子個體數(shù)種群中該對等位基因的總數(shù)種群中該對等位基因的總數(shù)=個體總數(shù)個體總數(shù) X 2X 2=此種基因的個數(shù)n伴伴X遺傳方面的基因頻率計(jì)算遺傳方面的基因頻率計(jì)算n對某校學(xué)生進(jìn)行色盲遺傳病調(diào)查研究后發(fā)對某校學(xué)生進(jìn)行色盲遺傳病調(diào)查研究后發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)：780名女生

4、中有患者名女生中有患者23人、攜帶者人、攜帶者52人；人；820名男生中有患者名男生中有患者65人，那么該群人，那么該群體中色盲基因的頻率是體中色盲基因的頻率是( )nA.4.4% B.5.1% C.6.8% D.10.2%n色盲是伴色盲是伴X染色體隱性遺傳，女性色盲患者染色體隱性遺傳，女性色盲患者的基因型是：的基因型是： XbXb ，女性攜帶者的基因型，女性攜帶者的基因型是：是：XBXb，男性色盲患者的基因型是：，男性色盲患者的基因型是：n Xb Y。 (男性無攜帶者男性無攜帶者)基因頻率的計(jì)算（基因頻率的計(jì)算（2 2）n根據(jù)題意，根據(jù)題意，780名女生中有患者名女生中有患者XbXb 23人

5、、攜帶者人、攜帶者XBXb 52人，因此女性中人，因此女性中Xb占：占：23252=98；820名男生中有患者名男生中有患者Xb Y 65人，因此男性中人，因此男性中Xb占：占：65nXb基因總數(shù)：基因總數(shù)：9865163n這樣，該校學(xué)生中色盲基因和它的等位基這樣，該校學(xué)生中色盲基因和它的等位基因總數(shù)是：因總數(shù)是：78028202380，這樣，這樣該群體中色盲基因的頻率就是：該群體中色盲基因的頻率就是：163/2380=6.8%。用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的改變用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的改變假設(shè)討論題2中的群體滿足以下五個條件：昆蟲群體數(shù)量足夠大，全部的雌雄個體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代，沒有遷入與

6、遷出，AA、Aa、aa三種基因型昆蟲的生存能力完全相同（也就是說自然選擇對A、a控制的翅型性狀沒有作用）也沒有基因突變和染色體變異。(1)計(jì)算子一代、子二代、子三代的基因頻率與基因型頻率遺傳平衡狀態(tài)思考思考: 如果該種群隨機(jī)交配，子代的基因頻率又會如果該種群隨機(jī)交配，子代的基因頻率又會如何變化呢？如何變化呢？ 30%30% 30%10%36%48%16%60%40%在有性生殖過程中，如果符合遺傳平衡，產(chǎn)生的雌雄配子： A 60%A 60%a 40%a 40%36%24%16%AAAaAa24%aa卵子精子p+q = 1(p+q )2=p2+2pq+q2= 1遺傳平衡定律AA= p2 Aa= 2

7、pq aa=q2（二）、（二）、突變突變與基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料與基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料1 1、可遺傳的變異來源于基因突變、基因重組、染、可遺傳的變異來源于基因突變、基因重組、染色體變異，色體變異，基因突變與染色體變異統(tǒng)稱突變基因突變與染色體變異統(tǒng)稱突變。2 2、突變的頻率很低，但個體的每個細(xì)胞有成千上、突變的頻率很低，但個體的每個細(xì)胞有成千上萬個基因，一個種群有許多個體組成，因此，萬個基因，一個種群有許多個體組成，因此，每一代都會產(chǎn)生大量的突變，為生物進(jìn)化提供每一代都會產(chǎn)生大量的突變，為生物進(jìn)化提供原材料。原材料。3 3基因突變產(chǎn)生的等位基因，通過基因重組可以形基因突變產(chǎn)生的等位基因，通

8、過基因重組可以形成多種多樣的基因型，使種群出現(xiàn)大量可遺傳。成多種多樣的基因型，使種群出現(xiàn)大量可遺傳。4 4、基因突變、基因重組、染色體變異可以形成新、基因突變、基因重組、染色體變異可以形成新的基因型，只有基因突變產(chǎn)生新的基因。的基因型，只有基因突變產(chǎn)生新的基因。5 5、突變和基因重組是隨機(jī)的、不定向的、突變和基因重組是隨機(jī)的、不定向的（三）、自然選擇決定了生物進(jìn)化的方向（三）、自然選擇決定了生物進(jìn)化的方向突變和基因重組為生物進(jìn)化突變和基因重組為生物進(jìn)化提供了原材料，提供了原材料，自然選擇可以使基因頻率發(fā)自然選擇可以使基因頻率發(fā)生生定向改變定向改變，導(dǎo)致生物朝著一，導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化

9、。定的方向不斷進(jìn)化。（四）隔離與物種的形成（四）隔離與物種的形成1、物種的概念、物種的概念：是指在自然狀態(tài)下能夠相互交是指在自然狀態(tài)下能夠相互交配并且配并且能夠產(chǎn)生可育后代能夠產(chǎn)生可育后代的一群生的一群生物。每一個物種由于地理隔離形成物。每一個物種由于地理隔離形成多個不同的種群多個不同的種群2、生殖隔離生殖隔離不同物種之間一般是不能夠相互交配不同物種之間一般是不能夠相互交配的，即使交配成功，也的，即使交配成功，也不能夠產(chǎn)生可不能夠產(chǎn)生可育的后代育的后代，這種現(xiàn)象叫生殖隔離。，這種現(xiàn)象叫生殖隔離。如如季節(jié)隔離；不親合性；雜種不活；雜季節(jié)隔離；不親合性；雜種不活；雜種不育等。種不育等。3、地理隔離

10、、地理隔離:由于地理上的障礙使得同由于地理上的障礙使得同種生物的不同種群間種生物的不同種群間不能夠發(fā)不能夠發(fā)生基因交流生基因交流的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。東北虎和華南東北虎和華南虎之間存在什虎之間存在什么隔離？么隔離？4、隔離在物種形成中的作用、隔離在物種形成中的作用隔離隔離不同種群間的個體，在自然條件下不能發(fā)生不同種群間的個體，在自然條件下不能發(fā)生基基因交流因交流 的現(xiàn)象。地理隔離和生殖隔離是常見類型。的現(xiàn)象。地理隔離和生殖隔離是常見類型。生殖隔離生殖隔離一旦形成，就形成了不同的物種。隔離是物種一旦形成，就形成了不同的物種。隔離是物種形成的必要條件。形成的必要條件。種群種群物種形成的方式：物種形成的方

11、式：地理地理隔離隔離小的小的種群種群自然自然選擇選擇基因頻率基因頻率發(fā)生改變發(fā)生改變生殖生殖隔離隔離新的物種新的物種漸變式：漸變式：驟變式：驟變式：三三 、共同進(jìn)化與生物多樣性的形成、共同進(jìn)化與生物多樣性的形成1、共同進(jìn)化共同進(jìn)化 含義含義 不同物種間的共同進(jìn)化不同物種間的共同進(jìn)化 生物與無機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化生物與無機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展和發(fā)展2、生物多樣性的形成、生物多樣性的形成（1）內(nèi)容內(nèi)容基因多樣性基因多樣性物種多樣性物種多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性（2）形成生物多樣性的原因：）形成生物多樣性的原因：長期自然選擇的結(jié)果長期自然選擇的結(jié)果（3）研究生物進(jìn)化的

12、主要依據(jù)：）研究生物進(jìn)化的主要依據(jù)：化石化石古細(xì)菌化石3、生物進(jìn)化的歷程：、生物進(jìn)化的歷程：自然界中生物的自然突變頻率很低，而且一般對生物體是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？有害的。為什么還能夠改變種群中的基因頻率呢？基因突變可產(chǎn)生新基因基因突變可產(chǎn)生新基因(等位基因等位基因)，基因突變是可遺傳變，基因突變是可遺傳變異的根本來源。是基因頻率改變的基礎(chǔ)。異的根本來源。是基因頻率改變的基礎(chǔ)。 例如：果蠅約有例如：果蠅約有104對基因，假定每個基因的突變率都是對基因，假定每個基因的突變率都是105，若有一個中等數(shù)量的果蠅種群（約有若有一個

13、中等數(shù)量的果蠅種群（約有108個個體），那么每一代出個個體），那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢？現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢？ 2 104 105個體個體 108種群種群=2 107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SS 10% ； Ss 20%； ss 70%，在樹干變黑這一環(huán)境條件下假如樹干變黑不利于樺尺蠖的生存，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？第1年第2年第3年第4年基因型頻率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因頻率

14、S20%23%s80%77%70.7%26%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高降低(3)在這個探究實(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)境對樺尺蠖淺色個體的出生率有影響嗎？(4)在自然選擇種，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隨堂練習(xí)隨堂練習(xí)n1.現(xiàn)代許多學(xué)者認(rèn)為現(xiàn)代許多學(xué)者認(rèn)為,生物進(jìn)化的基本單生物進(jìn)化的基本單位是位是A 生物個體生物個體B 同種生物的全部個體

15、同種生物的全部個體C 種群種群D 生活在一起的全部生物生活在一起的全部生物(C)n2.根據(jù)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論根據(jù)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論,下列符合種群下列符合種群概念的是概念的是A 太平洋里的全部的魚太平洋里的全部的魚B 中國國土上的所有人中國國土上的所有人C 稻田里全部的蛇稻田里全部的蛇D 草原上的灰倉鼠草原上的灰倉鼠(B)n3.下列關(guān)于種群基因庫的敘述下列關(guān)于種群基因庫的敘述,不正確的是不正確的是A 一個種群的基因庫包括這個種群所含有的全一個種群的基因庫包括這個種群所含有的全部基因部基因B 生物的個體總是要死亡的生物的個體總是要死亡的,但基因庫卻因種群但基因庫卻因種群個體的繁殖而代代相傳個體的繁殖而

16、代代相傳C 種群中每個個體含有種群基因庫的全部基因種群中每個個體含有種群基因庫的全部基因D 基因突變可以改變基因庫的組成基因突變可以改變基因庫的組成(C)n4.已知人眼的褐色已知人眼的褐色(A)對藍(lán)眼對藍(lán)眼(a)是顯性是顯性,在一個有在一個有30000人的群體中人的群體中,藍(lán)眼的有藍(lán)眼的有3600人人,褐眼的有褐眼的有26400人人,其中雜合子其中雜合子個體有個體有14400人人,那么那么,在這一個人群中在這一個人群中A和和a基因頻率分別為基因頻率分別為A 0.64和和0.36 B 0.36和和0.64C 0.50和和0.50 D 0.82和和0.18(A)5.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。這些變產(chǎn)生的原因是 ( )A灰尺蛾