現(xiàn)代生物進化理論的主要內容課件

1、第第2 2節(jié)節(jié) 現(xiàn)代生物進化理論的主要內容現(xiàn)代生物進化理論的主要內容一、種群基因頻率的改變與生物進化一、種群基因頻率的改變與生物進化探究活動（一）探究活動（一）情景：情景：如果在灰色翅（基因型為如果在灰色翅（基因型為aa)昆蟲的群體中偶昆蟲的群體中偶然出現(xiàn)一只綠色翅（然出現(xiàn)一只綠色翅（Aa)的變異個體，且綠色比灰色的變異個體，且綠色比灰色更不容易被敵害發(fā)現(xiàn)更不容易被敵害發(fā)現(xiàn)。討論題目：討論題目：1.根據(jù)達爾文根據(jù)達爾文“適者生存、不適者淘汰適者生存、不適者淘汰”的觀點該綠色的觀點該綠色個體個體一定一定能被選擇下來嗎？能被選擇下來嗎？2.如果該綠色個體能很好的生活下來，它體內的如果該綠色個體能很

2、好的生活下來，它體內的A基因基因怎樣才能傳遞給后代？怎樣才能傳遞給后代？3、如果、如果Aa與其他個體交配生殖，后代還會是綠色嗎？與其他個體交配生殖，后代還會是綠色嗎？ 自然界中，沒有哪一個體是長生不死的自然界中，沒有哪一個體是長生不死的個體的基因型也會隨著個體的死亡而消失，但決定表個體的基因型也會隨著個體的死亡而消失，但決定表現(xiàn)型的基因卻可以通過現(xiàn)型的基因卻可以通過有性生殖有性生殖來傳給后代來傳給后代.后代會發(fā)生性狀分離，出現(xiàn)后代會發(fā)生性狀分離，出現(xiàn)aa的個體。的個體。生物的進化僅僅研究個體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境適應生物的進化僅僅研究個體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境適應是不夠的，還需要研究是不夠的，還需要研

3、究群體群體的基因組成的變化。的基因組成的變化。思維梳理：思維梳理： 研究個體研究個體-群體群體-什么樣的群體？什么樣的群體？種群？種群？群落？群落？生態(tài)系統(tǒng)？生態(tài)系統(tǒng)？探究活動（二）探究活動（二）1.1.怎樣的一群個體可以稱為種群呢？怎樣的一群個體可以稱為種群呢？實際上，在自然界中，每個物種總是分成一個一實際上，在自然界中，每個物種總是分成一個一個或大或小的群體，這些群體就是不同的種群個或大或小的群體，這些群體就是不同的種群2.2.一個生物的一個生物的“種種”或或“物種物種”與種群又有什與種群又有什么區(qū)別呢？么區(qū)別呢？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個體全部個體叫做種群

4、叫做種群現(xiàn)在練練吧！1 1、種群概念：、種群概念：生活在生活在一定區(qū)域一定區(qū)域的的同種生物同種生物的的全部個體全部個體。臥龍自然保護區(qū) 獼猴l1.一片草地上的全部蛇。一片草地上的全部蛇。l2.我國長江流域的全部白暨豚。我國長江流域的全部白暨豚。l3.海南島上四季常有的紅樹林。海南島上四季常有的紅樹林。l4.此時此刻我們所在教室內的全此時此刻我們所在教室內的全 部學生和老師。部學生和老師。一個種群中的個體是機械地集合在一起嗎？一個種群中的個體是機械地集合在一起嗎？一個種群中的個體是能自由交配、繁殖一個種群中的個體是能自由交配、繁殖的，因此的，因此種群是生物種群是生物繁殖的基本單位繁殖的基本單位2

5、 2、種群的特點：、種群的特點： 種群中的個體并不是機械地集合在一起，種群中的個體并不是機械地集合在一起，而是彼此而是彼此可以交配可以交配，并，并通過繁殖將各自的基因通過繁殖將各自的基因傳給后代傳給后代。 思考：思考：同前一年的蝗蟲種群相比，新形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有什么變化嗎？成的蝗蟲種群在基因組成上會有什么變化嗎？探究活動（三探究活動（三）1.1.什么是基因庫？基因頻率的含義是什么？什么是基因庫？基因頻率的含義是什么？一個種群中一個種群中全部個體全部個體所含有的所含有的全部基因全部基因叫這個種群叫這個種群的的基因庫?；驇?。2.2.基因頻率的計算基因頻率的

6、計算某昆蟲種群中，綠色翅的基因為某昆蟲種群中，綠色翅的基因為A, A, 褐色翅的基因位褐色翅的基因位a a，調查發(fā)現(xiàn)調查發(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、那么么A A、a a的基因頻率是多少？的基因頻率是多少？在一個種群基因庫中，某基因占在一個種群基因庫中，某基因占全部等位基因全部等位基因數(shù)的數(shù)的比率叫做比率叫做基因頻率基因頻率。在一個種群中，某基因型個體占全部個在一個種群中，某基因型個體占全部個體的比率。體的比率?；蛐皖l率基因型頻率：探究活動（三）遺傳平遺傳平衡狀態(tài)衡狀態(tài)3. 用數(shù)學方法討論基因頻率的改變用數(shù)學方法討論基因

7、頻率的改變 假設討論題假設討論題2中的群體滿足以下五個條件：中的群體滿足以下五個條件： 昆蟲群體數(shù)量足夠大，昆蟲群體數(shù)量足夠大， 全部的雌雄個體間都能全部的雌雄個體間都能自由交配自由交配并能產(chǎn)生后代，并能產(chǎn)生后代， 沒有遷入與遷出，沒有遷入與遷出， AA、Aa、aa三種基因型昆蟲的生存能力完全相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同（也就是說自然選擇對A、a控制的翅型性狀沒有作控制的翅型性狀沒有作用）用） 也沒有基因突變和染色體變異。也沒有基因突變和染色體變異。計算：計算： (1)子一代、子二代、子三代的基因頻率與基因型頻率子一代、子二代、子三代的基因頻率與基因型頻率在有性生殖

8、過程中，如果符合在有性生殖過程中，如果符合遺傳平衡遺傳平衡，產(chǎn)生的雌雄，產(chǎn)生的雌雄配子：配子： A 60%A 60%a 40%a 40%36%24%16%AAAaAa 24%aa卵子卵子精子精子 親代親代子一代子一代 子二代子二代 子三代子三代基因基因型頻型頻率率AA30%Aa60%aa10%基因基因頻率頻率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%（2）分析各代基因頻率與基因型頻率相同嗎？）分析各代基因頻率與基因型頻率相同嗎？ 36%48%16%（3 3）上述計算結果是在滿足五個假設條件的基礎上計）上述計算結果是在滿足五個假設條件的基礎上計算的，

9、對自然界的種群來說，這五個條件都能成立嗎？算的，對自然界的種群來說，這五個條件都能成立嗎？特別是如果第特別是如果第點假設成立這與前面我們所學的基因突點假設成立這與前面我們所學的基因突變的哪個特點相違背？變的哪個特點相違背？基因突變可產(chǎn)生新基因突變可產(chǎn)生新基因基因( (等位基因等位基因) )，基因突變是可遺傳基因突變是可遺傳變異的根本來源；變異的根本來源；是基因頻率改變的是基因頻率改變的基礎基礎。 遺傳平衡所指的種群是理想種群，在自然條件下，遺傳平衡所指的種群是理想種群，在自然條件下，這樣的種群是不存在的。所以種群基因頻率遲早要發(fā)生這樣的種群是不存在的。所以種群基因頻率遲早要發(fā)生變化，所以種群的

10、進化是必然的。變化，所以種群的進化是必然的。思考思考：生物自發(fā)突變的頻率很低，且大多數(shù)突變對生物生物自發(fā)突變的頻率很低，且大多數(shù)突變對生物體是有害的，它為何還能作為生物進化的原材料呢？體是有害的，它為何還能作為生物進化的原材料呢？ 例例 果蠅約有果蠅約有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，若有一個中等數(shù)量的果蠅種群（約有108個個體），個個體），那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢？那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢？ 2 104 105個體個體 108種群種群=2 1072、突變的有害和有利并不是絕對的，、突變的有害和有利

11、并不是絕對的， 它取決于生物的生存環(huán)境。它取決于生物的生存環(huán)境。3、突變和基因重組只產(chǎn)生生物進化的原材料，、突變和基因重組只產(chǎn)生生物進化的原材料， 不能決定生物進化的方向。不能決定生物進化的方向。1、種群是由許多個體組成的，每個個體的每個、種群是由許多個體組成的，每個個體的每個細胞內都有成千上萬個基因，這樣，每一代就會細胞內都有成千上萬個基因，這樣，每一代就會產(chǎn)生大量的突變產(chǎn)生大量的突變（二）突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料（二）突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料不可以遺傳的變異不可以遺傳的變異可遺傳的變異可遺傳的變異基因突變基因突變染色體變異染色體變異基因重組基因重組突變突變突變突變產(chǎn)生產(chǎn)生等位基

12、因等位基因基因重組基因重組多種多樣多種多樣的基因型的基因型種群出現(xiàn)大量種群出現(xiàn)大量的可遺傳變異的可遺傳變異變異是不定向的變異是不定向的形成了進化的原材料形成了進化的原材料（1 1）根據(jù)前面所學的你能做出假設嗎？）根據(jù)前面所學的你能做出假設嗎？探究活動（四）探究活動（四）“探究自然選擇對種群基因頻率的影響探究自然選擇對種群基因頻率的影響”ss黑褐色樹干上的樺尺蠖黑褐色樹干上的樺尺蠖自然選擇可以使種群的基因頻率定向改變自然選擇可以使種群的基因頻率定向改變探究活動（三）2 2）現(xiàn)在我們用數(shù)學方法來討論一下樺尺蠖基因頻率變化）現(xiàn)在我們用數(shù)學方法來討論一下樺尺蠖基因頻率變化的原因。的原因。1870187

13、0年樺尺蠖的基因型頻率為年樺尺蠖的基因型頻率為SS10% SS10% ； Ss20%Ss20%； ss70%ss70%，在樹干變黑這一環(huán)境條件下假如樹干變黑不利于，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樺尺蠖的生存，使得種群中淺色個體每年減少10%10%，黑色，黑色個體每年增加個體每年增加10%10%，以后的幾年內，樺尺蠖種群每年的基，以后的幾年內，樺尺蠖種群每年的基因型頻率與基因頻率是多少呢？因型頻率與基因頻率是多少呢？第第1 1年年 第第2 2年年 第第3年年第第4年年基因型基因型頻率頻率SS10%10%11.5%11.5%Ss20%20%22.

14、9%22.9%ss70%70%65.6%65.6%基因基因頻率頻率S20%20%23%23%s80%80%77%77%70.7%26%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高升高降低降低(3)(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)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？淺色個體的出生率有影響嗎？(4)(4)在自然選擇中，直接受選擇的是基因型還是表現(xiàn)型？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

15、色的變黑的環(huán)境使控制淺色的s s基因頻率減少，基因頻率減少，S S基因頻率增加。基因頻率增加。許多淺色個體可能在沒有交配、產(chǎn)卵前就已被天許多淺色個體可能在沒有交配、產(chǎn)卵前就已被天敵捕食敵捕食天敵看到的是天敵看到的是樺尺蠖的體色（表現(xiàn)型）而不是樺尺蠖的體色（表現(xiàn)型）而不是控制體色的基因控制體色的基因自然選擇對種群基因頻率的影響自然選擇對種群基因頻率的影響1.某島嶼上存在著尺蛾的兩個變種，該地區(qū)原為森林，某島嶼上存在著尺蛾的兩個變種，該地區(qū)原為森林，后建設成工業(yè)區(qū)。下表為該地區(qū)不同時期的兩個變種尺后建設成工業(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)生的原因是蛾的數(shù)量比。這些變化產(chǎn)

16、生的原因是A灰尺蛾遷離，黑尺蛾遷入灰尺蛾遷離，黑尺蛾遷入B工業(yè)煤煙使灰尺蛾變成黑尺蛾工業(yè)煤煙使灰尺蛾變成黑尺蛾C自然選擇作用自然選擇作用D人工選擇的作用人工選擇的作用2.用現(xiàn)代生物進化理論分析解釋狼的進化過程。用現(xiàn)代生物進化理論分析解釋狼的進化過程。(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。它說明生物具有慢的。它說明生物具有_的特性，而這種特性是生的特性，而這種特性是生物進化的物進化的 。(2)隨著環(huán)境的改變，食物稀少，跑得快、兇猛的狼才能隨著環(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)境對狼起了獲得食

17、物生存下去。這樣，食物、環(huán)境對狼起了_作用，而這種作用是作用，而這種作用是_的，它決定著生物進化的的，它決定著生物進化的_。森林時期森林時期工業(yè)時期工業(yè)時期灰蛾灰蛾黑蛾黑蛾灰蛾灰蛾黑蛾黑蛾99%1%1%99%變異變異原材料原材料選擇選擇方向方向定向的定向的C1 1常染色體遺傳方面的基因頻率計算常染色體遺傳方面的基因頻率計算通過通過基因型基因型計算基因頻率計算基因頻率基因頻率基因頻率=種群中該基因的總數(shù)種群中該等位基因的總種群中該基因的總數(shù)種群中該等位基因的總數(shù)。數(shù)。 例例1 1：從某個種群中隨機抽出：從某個種群中隨機抽出100100個個體，測知基因型為個個體，測知基因型為AAAA、AaAa和和

18、aaaa的個體分別是的個體分別是3030、6060和和1010個。個。就這對等位基因來說，每個個體可以看做含有就這對等位基因來說，每個個體可以看做含有2 2個基因。個基因。那么，這那么，這100100個個體共有個個體共有200200個基因，其中，個基因，其中，A A基因有基因有2 230+60=12030+60=120個，個，a a基因有基因有2 210+60=8010+60=80個。于是，在這個種群中，個。于是，在這個種群中，A A基因的頻率為：基因的頻率為：120120200=60%200=60%a a基因的頻率為：基因的頻率為： 8080200=40%200=40%通過通過基因型頻率基因

19、型頻率計算基因頻率計算基因頻率一個等位基因頻率一個等位基因頻率=該等位基因純合子的頻率該等位基因純合子的頻率+1/2+1/2雜合子雜合子的頻率的頻率l例例2 2：從某種生物種群中隨機抽出一定數(shù)量的個體，其：從某種生物種群中隨機抽出一定數(shù)量的個體，其中基因型為中基因型為AAAA的個體占的個體占24%24%，基因型為，基因型為AaAa的個體占的個體占72%72%，基因型為，基因型為aaaa的個體占的個體占4%4%，基因，基因A A和基因和基因a a的頻率的頻率分別是分別是( )( )lA.24% 72% B.36% 64% C.57% 43% D.60%A.24% 72% B.36% 64% C.

20、57% 43% D.60%40%40%l【解析】根據(jù)題意，按方法一計算：在【解析】根據(jù)題意，按方法一計算：在100100個個體中，個個體中，AAAA占占2424個，個，AaAa占占7272個，個，aaaa占占4 4個，即在個，即在200200個基因中，個基因中，A A的基因有的基因有2 2242472=12072=120個，基因頻率為個，基因頻率為120120200=60%200=60%，a a的基因頻率為的基因頻率為40%40%。（答案為（答案為D）l按基因型頻率計算：按基因型頻率計算：A=AAA=AA1/2Aa=24% 1/2Aa=24% 1/2 1/2 72%= 60%72%= 60%a

21、=aaa=aa 1/2Aa=4% 1/2Aa=4% 1/2 1/2 72%= 40%72%= 40%l運用遺傳平衡公式：運用遺傳平衡公式：l例例3 3：在某一個種群中，已調查得知，隱性性狀者：在某一個種群中，已調查得知，隱性性狀者（等位基因用（等位基因用A A、a a表示）占表示）占16%16%，那么該種群的，那么該種群的AAAA、AaAa基因型個體出現(xiàn)的概率分別為：基因型個體出現(xiàn)的概率分別為：lA.0.36A.0.36、0.48 B.0.360.48 B.0.36、0.24 0.24 lC.0.16C.0.16、0.48 D.0.480.48 D.0.48、0.360.36l【解析【解析】l

22、第一步已知隱性性狀者即第一步已知隱性性狀者即aaaa的基因型頻率為的基因型頻率為16%16%，那，那么么a a基因的頻率為基因的頻率為0.40.4、A A的基因頻率為的基因頻率為1-0.4=0.61-0.4=0.6。l第二步將其看作在理想的狀態(tài)下，運用遺傳平衡公式第二步將其看作在理想的狀態(tài)下，運用遺傳平衡公式進行計算進行計算：AA%=A%AA%=A%A%=0.6A%=0.60.6=0.360.6=0.36；AaAa%=2%=2A%A%a%=2a%=20.60.60.4=0.480.4=0.48l答案為答案為Al2.伴伴X遺傳方面的基因頻率計算遺傳方面的基因頻率計算l這類題目的特殊點是：這類題目的特