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高中生物必修2第7章第2节现代生物进化理论的主要内容公开课市公开课一等奖省优质课赛课一等奖课件.pptx

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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,2,节,当代生物进化理论主要内容,第1页,当代生物进化理论,主要内容,种群是生物进化基本单位,突变和基因重组产生进化原材料,自然选择决定生物进化方向,隔离造成物种形成,第2页,问 题 探 讨,情景:,假如在灰色翅(基因型为,aa),昆虫群体中偶然出现一只绿色翅(,Aa),变异个体,且绿色比灰色更不轻易被敌害发觉。,讨论题目:,1.,依据达尔文“适者生存、不适者淘汰”观点该绿色个体一定能被选择下来吗?,2.,假如该绿色个体能很好生活下来,它体内,A,基因怎样才能传递给后代?,第3页,在自然界中,没有哪一个个体是长生不死,个体基因型也会伴随个体死亡而消失,但决定表现型基因却能够经过生殖传给后代,,所以硕士物进化仅仅研究个体表现型是否与环境适应是不够,还需要研究,群体,基因组成改变。,第4页,(一)种群是生物进化基本单位,1,、种群概念:,生活在,一定区域,同种生物,全部个体,。,卧龙自然保护区 猕猴,第5页,判断以下是否属于种群,(,1,)一个池塘中全部鱼,(,2,)一个池塘中全部鲤鱼,(,3,)两个池塘内全部青蛙,(,4,)一片草地上全部植物,(,5,)一片草地上成年梅花鹿,否,是,否,否,否,第6页,同前一年蝗虫种群相比,新形成蝗虫种群在基因组成上会有什么改变吗?,性状是由基因控制,所以硕士物进化必须研究种群基因组成和改变。怎样分析种群基因组成和改变?由此人们提出,基因库,和,基因频率,概念。,第7页,、基因库,:,一个种群中全部个体所含有全部基因叫做这个种群,基因库,。,其中每个个体所含基因只是基因库一部分,这些金鱼各自有自己基因,共同组成了种群基因库。它们各自基因都是基因库一部分。个体数目越多,个体间差异越大,基因库也就越大。,第8页,基因频率,是指一个种群基因库中某个基因占全部等位基因数比率。,基因频率,100%,基因型频率,是指某种特定基因型个体占群体内全部个体比率。,基因型频率,100%,3.基因频率和基因型频率,第9页,例,1:,如某昆虫种群中决定翅色为绿色基因为A,决定翅色为褐色基因为a,从种群中随机抽出,100,个个体,测知基因型为,AA,、,Aa,和,aa,个体分别是,30,、,60,和,10,个。,问每种基因型频率是多少?,A,、,a,基因频率是多少?,解,:,基因频率,=,种群中该基因数目,全部等位基因总数,100%,基因型频率,=,该基因型个体数,该种群个体总数,100%,=,纯合子基因型频率,+1/2,杂合子基因型频率,第10页,例,1.,在一个种群中随机抽出一定数量个体,其中基因型为,AA,个体占,18%,,基因型,Aa,个体占,78%,,,aa,个体占,4%,。基因,A,和,a,频率分别是,,,。,57,43,练习:,例,2:,某工厂有男女职员各,200,人,对他们进行调查时发觉,女色盲,5,人,女性携带,15,人。男性色盲,11,人,求,X,B,X,b,频率。,解,:,100%,52,15,11,200,2,200,X,b,%=,=6%,X,B,%=16%,=94%,第11页,第12页,1、,假设昆虫群体满足以下五个条件:,昆虫群体数量足够大,,全部雌雄个体间都能自由交配并能产生后代,,没有迁入与迁出,,自然选择对A、a控制翅型性状没有作用,也没有基因突变和染色体变异。,P115,思索与讨论,用数学方法讨论基因频率改变,第13页,亲代基因型,频率,AA(30%),Aa(60%),aa(10%),配子比率,A(),A(),a(),a(),子代基因型,频率,AA(),Aa(),aa(),子代基因频率,A(),a(),30%,30%,30%,10%,36%,48%,16%,60%,40%,假如,F,1,个体再自由交配,产生,F,2,呢?,第14页,亲代,子一代,子二代,子三代,基因型频率,AA,30%,Aa,60%,aa,10%,基因频率,A,a,36%,48%,16%,60%,40%,36%,16%,48%,60%,60%,40%,40%,36%,48%,16%,60%,40%,上述在群体,满足五个条件,情况下,计算子二代、子三代基因频率与基因型频率,;,分析一下各代基因频率与基因型频率相同吗?,子代基因频率和基因型频率不改变,第15页,假设昆虫群体满足以下五个条件:,昆虫群体数量足够大,,全部雌雄个体间都能自由交配并能产生后代,,没有迁入与迁出,,自然选择对,A,、,a,控制翅型性状没有作用,也没有基因突变和染色体变异。,在上述条件下,种群基因频率和基因型频率能够,世代相传不发生改变,保持平衡,,,叫做,哈代温伯格定律,,,也叫,遗传平衡定律。,设,A,基因频率,=p,,,a,基因频率,=q,,,p+q=1,(p+q),2,=p,2,+2pq+q,2,=1,AA,基因型频率,Aa,基因型频率,aa,基因型频率,第16页,利用,遗传平,衡定律求基因频率,例:人类苯丙酮尿症是代谢疾病,由隐性基因,(a),控制。假如群体发病率为,1/100,。随机婚配群体中,后代,AA,、,Aa,、,aa,三种基因型出现频率分别是多少?,0.81、0.18、0.01,第17页,例:,人类苯丙酮尿症是代谢疾病,由隐性基因(,a,)控制。假如群体发病率为,1/100,。表现型正常个体婚配,生出患病小孩概率是多少?,1/121,第18页,遗传平衡是一个理想状态,而实际上在自然界中这种状态是不可能存在。所以,,种群基因频率一定会发生改变,也就是说种群进化是必定。,生物进化过程,实质,就是,种群基因频率发生改变过程。,第19页,(二)突变和基因重组产生生物进化原材料,基因突变和染色体变异统称为,突变,。,基因突变在自然界是普遍存在,所以基因突变产生,新等位基因,,这就可能使种群基因频率发生改变。,不可遗传变异,可遗传变异,基因突变,基因重组,染色体变异,变异,第20页,自然界中生物自然,突变频率很低,,而且普通对生物体,是有害,。为何还能够改变种群中基因频率呢?,种群是由许多个体组成,每个个体每一个细胞内都有成千上万个基因,这么,每一代就会产生大量突变。,第21页,比如:一个果蝇约有,10,4,对基因,假定每个基因突变率都是,10,5,,若有一个中等数量果蝇种群(约有,10,8,个个体),那么每一代出现基因突变数是多少呢?,2 10,4,10,5,个体,10,8,种群,=2 10,7,1,种群中突变特点:突变数很大、随机、不定,向,2,种群基因重组结果:产生更多可遗传变异、不定向,第22页,突变有害还是有利也不是绝正确,这往往取决于生物生存环境。,第23页,2,、突变有害和有利并不是绝正确,它取决于,生物生存环境。,3,、突变和基因重组都是不定向,只产生生物进化原材料,不能决定生物进化方向。,1,、种群是由许多个体组成,每个个体每个,细胞内都有成千上万个基因,这么,每一代就会,产生大量突变。,(二)突变和基因重组产生进化原材料,第24页,突变,基因 重组,新等位基因,各种多样基因型,种群中出现大量可遗传变异,变异是,不定向,形成了,进化原材料,不能决定生物进化方向,(二)突变和基因重组产生进化原材料,第25页,长满地衣树干上桦尺蠖,黑褐色树干上桦尺蠖,自然选择对种群基因频率影响,英,19,世纪曼彻斯特,英,20,世纪曼彻斯特,探究,19,世纪,桦尺蠖种群中黑色基因(,S,)频率为,5%,,浅灰色基因(,s,)频率为,95%,20,世纪,桦尺蠖种群中黑,色基因(,S,)频率为,95%,,,浅灰色基因(,s,)频率为,5%,第26页,长满地衣树干上桦尺蠖,黑褐色树干上桦尺蠖,自然选择对种群基因频率影响,英,19,世纪曼彻斯特,英,20,世纪曼彻斯特,自然选择能够使种群基因频率定向改变,问题:,桦尺蠖种群中,s,基因频率为何越来越低?,假设:,探究,第27页,现在我们用数学方法来讨论一下桦尺蠖基因频率改变原因。,1870,年桦尺蠖基因型频率为,SS 10%,;,Ss 20%,;,ss 70%,,在树干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于浅色桦尺蠖生存,使得种群中浅色个体每年降低,10%,,黑色个体每年增加,10%,,以后几年内,桦尺蠖种群每年基因型频率与基因频率是多少呢?,第,1,年,第,2,年,第,3,年,第,4,年,基因型频率,SS,10%,11.5%,Ss,20%,22.9%,ss,70%,65.6%,基因频率,S,20%,23%,s,80%,77%,13.1%,升高,26%,60.9%,26.1%,73.9%,14.6%,29.3%,56.1%,29.3%,70.7%,降低,第28页,自然选择,条件下种群基因频率,理想条件,下种群基因频率,得出结论:,环境选择作用使,s,基因频率越来越低,第29页,提醒:假设第,1,年种群个体数为,100,个,当黑色(表现型)个体每年增加,10%,时,基因型为,SS,(黑色)个体第,2,年将会增加到,11,个,基因型为,Ss,(黑色)个体第,2,年将增加到,22,个,基因型为,ss,(浅色)个体第,2,年将降低到,63,个。第,2,年种群个体总数为,96,个,,基因型,SS,频率是,1196=11.5%,;,基因型,Ss,频率是,2296=22.9%,;,基因型,ss,频率是,6396=65.6%,第30页,(1),在这个探究试验中依据上面数据分析,变黑环境对桦尺蠖产生了什么样影响?变黑环境对桦尺蠖浅色个体出生率有影响吗?,(2),在自然选择中,直接收选择是基因型还是表现型?,变黑环境使控制浅色,s,基因频率降低,S,基因频率增加。,有影响。,许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食。,天敌看到是桦尺蠖体色(表现型)而不是控制体色基因。,结论:自然选择决定生物进化方向,自然选择使基因频率定向改变。,第31页,(三)自然选择决定了生物进化方向,突变和基因重组为生物进化提供了原材料,自然选择能够使基因频率发生定向改变,造成生物朝着一定方向不停进化。,原因:淘汰不利变异基因,积累有利变异基因。,结果:使基因频率定向改变。,第32页,变异是,不定向,自然选择,不利变异被淘汰,有利变异逐步积累,种群基因频率发生,定向,改变,生物朝,一定方向,迟缓进化,自然选择决定生物进化方向,第33页,总结:,1,、,生物进化基本单位,是种群,(也是繁殖基本单位),2,、,种群概念和特点,3,、基因库、基因频率,基因频率与基因型频率换算关系,4,、,生物进化实质,是,种群,基因频率改变,5,、,突变和基因重组,产生生物进化原材料,(,突变有害还是有利也不是绝正确,这往往,取决于生物生存环境,),6,、自然选择,决定生物进化方向,(,使基因频率定向改变),第34页,1.,一个种群由,400,只鸟组成,其中基因型,AA,个体有,40,只、,Aa,个体有,160,只、,aa,个体有,200,只。,该种群中基因,a,频率是多少?,A 40%B 50%C 60%D 70%,;,2.,假如有,40,只基因型为,aa,鸟迁出,,40,只基因型为,AA,鸟迁入,请问新群体中基因,a,频率将是多少?,A 40%B 50%C 60%D 70%,;,D,C,练习,第35页,AA,、,Aa,、,aa,个体分别占,24%,、,72%,、,4%,那么,A,、,a,基因频率是多少?,(),A.36%,和,64%B.57%,和,43%,C.24%,和,72%D.60%,和,40%,D,A=24%,+1/2 X,72%,=60%,第36页,据调查得知,某学校学生中各血型比率以下:,I,A,I,A,20%I,A,i 30%,I,B,I,B,10%I,B,i 20%,I,A,I,B,10%ii 10%,计算,I,B,基因频率。,10%,+1/2,(,10%,+,20%,),=,25%,第37页,某工厂有男女职员各,200,名,对他们进行调查时发觉,女性色盲基因携带者为,15,人,女性患者,1,人,男性患者,14,人,这个群体中,色盲基因,频率应为()。,A,、,15%B,、,3.88%C,、,5.17%D,、,10.3%,色盲(,b,)基因频率,15,2,14,2002,200,5.17,C,课堂练习:,100%,第38页,4.,在某一个群中,已调查得知,隐性性状者(等位基因用,A,、,a,表示)占,16%,,那么该性状,AA,、,Aa,基因型个体出现频率分别为(),A.0.36,、,0.48 B.0.36,、,0.24,C.0.16,、,0.48 D.0.48,、,0.36,A,第39页,当代生物进化理论主要内容,三、隔离与物种形成,第40页,(一)物种,物种:指能够在自然状态下,相互交配,而且,产生可育后代,一群生物,称为一个物种,,简称“种”。,全世界人都是一个物种吗,?,人都是一个物种,不论白人黑人黄种人结婚,,都能产生含有生殖能力后代。,马跟驴是一个物种吗?,第41页,同一物种满足两个条件:,1,、能够相互交配,2,、产生后代可育,物种与种群有何关系?,一个物种能够包含生活在不一样地理区域多个种群。,只要各个种群相互交配仍能产生可育后代,则是,同一物种。,第42页,是不是不一样物种生物在自然状态下一定不能交配呢?,无生育能力,没有后代。,自然状态下不能进行基因交流!,第43页,不一样物种之间普通是,不能交配,,即使交配成功也,不能产生可育后代,,这种现象叫做生殖隔离。,生殖隔离,哪些情况会造成生殖隔离呢?,第44页,荇菜与梅花因,花期不一样,而出现生殖隔离,第45页,孔雀与巨嘴鸟因,求偶方式不一样,二出现生殖隔离,第46页,曼陀罗花粉在其它植物花柱头上不能完全萌发成为花粉管,使得,两性生殖细胞不能融合,而形成生殖隔离,第47页,狮子与老虎杂交产生狮虎兽是没有生育能力,狮子与老虎因,杂种不育,而形成生殖隔离,不一样物种个体间因,生殖隔离,而不能进行基因交流。,第48页,生活在不一样区域同种生物,在自然条件下能不能进行基因交流呢?,地理隔离,假如把东北虎和华南虎放在同一片草原上,它们依然能够自发交配并产生可育后代,说明东北虎和华南虎依然属于同一物种。,同一个生物因为地理上障碍而分成不一样种群使得物种间不能发生基因交流现象。,如东北虎,(,左,),和华南虎,(,右,),都是亚洲虎后代,因为长久地理隔离而没有相互交配,没有基因交流,形成了地理隔离,它们形成两个不一样亚种。,第49页,地理隔离,:,不一样物种之间普通是不能够相互交配,即使交配成功,也,不能够产生可育后代,,这种现象叫生殖隔离。,生殖隔离:,因为,地理上障碍,使得同种生物不一样种群间不能够发生基因交流现象。,(二)隔离,种类,指,不一样种群间,个体,在自然条件下,基因不能,自由交流,现象。,概念:,隔离在物种形成中发挥了怎样作用?,第50页,下列图是一个假想情境,能够帮助你想象和思索。,在一个山谷中,有一个鼠种群在“高兴”地生活着。雌鼠和雄鼠之间能够自由交配,繁衍后代。,二、隔离在物种形成中作用,第51页,下列图是一个假想情境,能够帮助你想象和思索。,以后山洪暴发了,山谷中形成了一条汹涌大河。鼠种群个体,二分之一在河这边,二分之一在河那边。就这么过了几千年。,二、隔离在物种形成中作用,第52页,下列图是一个假想情境,能够帮助你想象和思索。,以后,河流干涸了,两个鼠种群又会合在一起。它们发觉彼此大不相同。它们之间还能自由交配吗?,第53页,地理隔离,阻断基因交流,在不一样突变基因重组和自然选择作用下,基因频率向不一样方向发生改变,种群基因库出现差异,差异深入加大,生殖隔离,新物种形成,二、隔离在物种形成中作用,第54页,加拉帕戈斯群岛上不一样地雀形成,原始种群,地理隔离,多个小种群,突变和基因重组,自然选择,基因频率改变,生殖隔离,不一样新物种,第55页,自然选择,2,自然选择,1,地理隔离,物种形成比较常见方式:,原种,变异,1,变异,2,基因频率定向改变,变异类型,1,变异类型,2,新物种,1,新物种,2,生殖 隔离,种群,1,种群,2,第56页,二、隔离在物种形成中作用,隔离是物种形成,必要,条件。,自然界中物种形成方式有各种,经过长久,地理隔离,而到达,生殖隔离,是比较常见一个方式。,生殖隔离是物种形成,标志。,第57页,当代生物进化理论主要内容,是生物进化基本单位,,生物进化实质是,改变。,产生进化原材料;,决定生物进化方向;,是物种形成必要条件;,种群,种群基因频率,突变和基因重组,自然选择,隔离,第58页,共同进化与生物多样性形成,第59页,一、共同进化,不一样物种之间,生物与无机环境之间在相互影响中不停进化和发展,这就是,共同进化。,第60页,达尔文曾发觉一个兰花长着细长花矩,其顶端贮存着花蜜,可为传粉昆虫提供食物。而这昆虫要,有吸管式长口器才能吸到花蜜。大约,50,年后研究人员发觉这么蛾!它们相互影响着,这些变异不停积累,从而成为今天这种兰花和兰花蛾。,一、共同进化,第61页,在自然界,一个植物专门由一个昆虫传粉情形很常见。,又如倒挂金钟花对蜂鸟传粉适应。,昆虫传粉专门化对植物繁衍后代有何意义?,想一想,第62页,捕食,第63页,捕食者存在是否对被捕食者有害无益?,捕食者所捕食大多是被捕食者中年老、病弱或年幼个体,客观上起到促进种群发展作用。,“,精明捕食者,”,策略,:捕食者普通不能将全部猎物吃掉,不然自己也无法生存。,“,收割理论,”,:,捕食者往往捕食个体数量多物种,这么就会防止出现一个或几个生物在生态系统中占绝对优势局面,为其它物种形成腾出空间有利于增加物种多样性。,第64页,经过漫长共同进化过程,地球上不但出现了千姿百态物种,而且形成了各种多样生态系统,也就是形成了,生物多样性,第65页,二、生物多样性形成,1,、生物多样性内容:,基因多样性 物种多样性 生态系统多样性,2,、生物多样性形成进化历程,化石,埋藏在地层中古代生物遗体、遗址和遗物,石化后形成。,是硕士物进化最直接证据,最早生物化石,35,亿年前古细菌化石,第66页,地球形成,原始生命:古细菌(厌氧异养),(,35,亿年前),原核生物:蓝藻 细菌(自养),真核生物:,出现了有性生物,(,15,亿年前),植物:,厥类植物,裸子植物,被子植物,动物:,两栖类动物,爬行动物 恐龙时代,哺乳动物 人类时代,古生代(,寒武纪,),中生代,新生代,第67页,二、生物多样性形成,1,、生物多样性内容:,基因,多样性,物种,多样性,生态系统,多样性,2,、生物多样性形成进化历程,化石,了解进化历程主要依据是:,生物进化历程可概括为:,从原核生物到真核生物,从无性生殖到有性生殖 由简单到复杂,由低等到高等 由水生到陆生,,由原始异养厌氧到自养厌氧到自养需氧,第68页,关键,:自然选择学说,发展,三、生物进化理论在发展,中性突变理论:,决定生物进化方向是中性突变逐步积累,而不是自然选择,间断平衡学说:,物种形成并不都是渐变结果,而是种群长久稳定与快速形成新种交替出现过程,第69页,1.,假如有两个小种群动物,在形态结构上相近,它们必须具备以下哪一特征,才能归为一个物种:,(,),A.,它们必须分布在同一地理区域,B.,它们基因一定要相同,C.,它们毛色一定要相同,D.,能相互交配繁殖并产生可育后代,D,第70页,2.,外表相近但种类不一样鱼在生殖期间将卵和精子释放在同一水域中,但一个鱼精子不能进入另一个鱼卵,这种现象属于:,(,),A.,生殖隔离,B.,地理隔离,C.,形态各异,D.,不在同一水层,A,第71页,3.,隔离在物种形成中主要作用是:,(,),A.,使种群间个体互不相识,B.,使不一样种群各适应于不一样地理环境,C.,使种群间雌雄个体失去交配机会,D.,使种群之间停顿基因交流,并朝着不一样,方向演变,D,第72页,5,、有性生殖出现加紧了生物进化步伐,原因是有性生殖(),A,、能产生大量后代,B,、产生后代成活率较高,C,、能出现更多突变类型,D,、使基因重组产生更多变异类型,4,、对生物多样性描述,不正确一项是(),A,、基因多样性,B,、物种多样性,C,、种群多样性,D,、生态系统多样性,C,D,第73页,6,、在生物进化历程中,捕食者与被捕食者之间关系是(),A,、不利于被捕食者,使被捕食者数量降低,B,、对二者均不利,双方最终都趋向消亡,C,、二者得失相当,和平共处,D,、对二者都有利,共同进化,D,7.,在生物进化过程中,有物种只生存了极短时间就灭绝了,这是因为(),A.,该物种没有变异,B.,该物种是进行无性繁殖,C.,缺乏有适应性价值可遗传变异,D.,人为原因造成其灭绝,C,第74页,
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