现代生物进化理论的主要内容上课省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第第2 2节节 当代生物进化理论主当代生物进化理论主要内容要内容第第1页页第第2页页（一）（一）种群种群是生物进化基本单位是生物进化基本单位1 1、种群概念：、种群概念：生活在生活在一定区域一定区域同种生物同种生物全部个体全部个体。卧龙自然保护区卧龙自然保护区 猕猴猕猴第第3页页2 2、种群特点：、种群特点：、个体间、个体间能够自由交配能够自由交配；、产生产生可育后代可育后代（可见，种群也是繁殖基本单位可见，种群也是繁殖基本单位）。）。第第4页页以下属于种群是以下属于种群是 （）A.一块水田里全部水稻一块水田里全部水稻、水草、水草 B 一块稻田里全部幼蚜、有翅和无翅成蚜一块稻田里全部幼蚜、有翅和无翅成蚜 C 一块朽木上全部真菌一块朽木上全部真菌 D.一个池塘中全部鱼一个池塘中全部鱼以下关于种群说法不正确是以下关于种群说法不正确是 （）A.种群是生物进化基本单位种群是生物进化基本单位B.种群是生物繁殖基本单位种群是生物繁殖基本单位C.中国大陆上全部老虎是一个种群中国大陆上全部老虎是一个种群 D.同一个群个体能够自由交配同一个群个体能够自由交配BC第第5页页 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。第第6页页3 3、基因库：、基因库：一个种群一个种群中中全部个体全部个体所含有所含有全部基因全部基因4 4、基因频率：、基因频率：、概念：、概念：在一个种群基因库中，在一个种群基因库中，某个某个基因基因占占全部等位基因全部等位基因数比率数比率、计算公式：、计算公式：第第7页页从某个种群中随机抽出从某个种群中随机抽出100个个体，测知基因型为个个体，测知基因型为AA、Aa和和aa个体分别是个体分别是30、60和和10。计算：。计算：A和和a基因频率。基因频率。基因频率基因频率=该基因数目该基因数目/该基因各等位基因总数该基因各等位基因总数该基因等位基因总数：该基因等位基因总数：1002=200则：则：A基因基因频率：（基因基因频率：（230+60）/200100%=60%a基因基因频率：（基因基因频率：（102+60）/200100%=40%基因频率基因频率=它纯合子频率它纯合子频率+1/2它杂合子频率它杂合子频率AA基因型频率：基因型频率：30/100=0.3Aa基因型频率：基因型频率：60/100=0.6aa基因型频率：基因型频率：10/100=0.1则：则：A基因频率：基因频率：0.3+1/20.6=0.6a基因频率：基因频率：0.1+1/20.6=0.4基因型频率基因型频率=该基因型个体数该基因型个体数/该总群总个体数该总群总个体数第第8页页1 1、某工厂有男女职员各、某工厂有男女职员各200200名，对他们进行调名，对他们进行调查时发觉，女性色盲基因携带者为查时发觉，女性色盲基因携带者为1515人，女性人，女性患者患者1 1人，男性患者人，男性患者1414人，这个群体中人，这个群体中色盲基因色盲基因频率应为（频率应为（）。）。A A、15%B15%B、3.88%C3.88%C、5.17%D5.17%D、10.3%10.3%色盲（色盲（b b）基因频率）基因频率1521420022005.17C C 100%100%第第9页页昆虫群体数量足够大，昆虫群体数量足够大，没有迁入与迁出，没有迁入与迁出，全部雌雄个体间都能全部雌雄个体间都能自由交配自由交配并能产生后代，并能产生后代，AAAA、AaAa、aaaa三三种种基基因因型型昆昆虫虫生生存存能能力力完完全全相相同同 （也也就是说自然选择对就是说自然选择对A A、a a控制性状没有作用）控制性状没有作用）A A和和a a都不产生突变都不产生突变,即没有基因突变和染色体变异。即没有基因突变和染色体变异。则（则（1）亲代雌雄配子种类和百分比是多少？）亲代雌雄配子种类和百分比是多少？（2）子代）子代基因型频率基因型频率各是多少各是多少?（3）子代种群）子代种群基因频率基因频率各是多少各是多少?例六、某昆虫种群中基因型例六、某昆虫种群中基因型AA占占30，Aa占占60，aa占占10。假如该种群满足以下五个条件：。假如该种群满足以下五个条件：第第10页页（1）亲代雌雄配子种类和百分比是多少？）亲代雌雄配子种类和百分比是多少？（2）子代）子代基因型频率基因型频率各是多少各是多少?（3）子代种群）子代种群基因频率基因频率各是多少各是多少?30%30%30%10%36%48%60%40%16%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()子代种群基因频率A()a()第第11页页亲代亲代子一代子一代子二代子二代子三代子三代基因基因型频型频率率AA30%Aa60%aa10%基因基因频率频率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%40%60%40%36%48%16%(4)在讨论群体在讨论群体满足五个条件满足五个条件情况下情况下,计算子二代、计算子二代、子三代基因频率与基因型频率子三代基因频率与基因型频率;分析一下各代基因分析一下各代基因频率与基因型频率相同吗？频率与基因型频率相同吗？总结：若种群中个体间总结：若种群中个体间随机交配随机交配，则后代中，则后代中基因频率基因频率和和基因型频率基因型频率均均不变不变；若种群中个体若种群中个体自交自交，则后代中，则后代中基因基因频率不变，而基因型频率频率不变，而基因型频率发生发生改变改变。第第12页页影响基因频率改变原因影响基因频率改变原因、自然选择、自然选择、迁入和迁出、迁入和迁出、基因突变（、基因突变（是影响基因频率改变根本原因是影响基因频率改变根本原因）、雌雄个体不能自由交配、雌雄个体不能自由交配、种群个体很小、种群个体很小第第13页页变异类型：变异类型：不能遗传变异不能遗传变异可遗传变异可遗传变异染色体变异染色体变异称为突变基因重组基因重组基因突变第第14页页（二）突变和基因重组产生进化原材料（二）突变和基因重组产生进化原材料基因重组、基因突变及染色体变异基因重组、基因突变及染色体变异基因突变和染色体变异统称为基因突变和染色体变异统称为突变突变。突变和基因重组突变和基因重组可形成可遗传差异可形成可遗传差异。？可遗传变异起源有？可遗传变异起源有？第第15页页？1 1、基因突变与基因频率改变有什么关系？基因突变与基因频率改变有什么关系？2 2、自然界中突变频率很低，能作为进化原材自然界中突变频率很低，能作为进化原材料吗？料吗？2x10410-5108xx=2x107(个个)每一代就会有大量变异每一代就会有大量变异第第16页页某海岛上昆虫某海岛上昆虫出现残翅和无出现残翅和无翅类型翅类型有利与有害是有利与有害是相正确而不是绝正确相正确而不是绝正确这往往取决于生物这往往取决于生物生存环境。生存环境。3、突变产生变异有利或有害是绝正确吗？、突变产生变异有利或有害是绝正确吗？第第17页页基因基因 重组重组突变突变新等位基因新等位基因各种多样各种多样基因型基因型种群中出现大量种群中出现大量可遗传变异可遗传变异变异是随机、变异是随机、不定向不定向形成了形成了进化原材料进化原材料突变是突变是不定向不定向，不能决定生物进化方向，不能决定生物进化方向第第18页页19世纪，桦尺蠖种群中黑色世纪，桦尺蠖种群中黑色基因（基因（S）频率为）频率为5%，浅灰色，浅灰色基因（基因（s）频率为）频率为95%20世纪，桦尺蠖种群中黑世纪，桦尺蠖种群中黑色基因（色基因（S）频率为）频率为95%，浅灰色基因（浅灰色基因（s）频率为）频率为5%探究探究自然选择对种群基因频率影响自然选择对种群基因频率影响第第19页页(1)(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？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)(2)在自然选择中，直接收选择是基因型还是表现型？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变黑环境使控制浅色s s基因频率降低基因频率降低,S,S基因频率增加基因频率增加有，有，许多浅色个体许多浅色个体可能可能在没有交配在没有交配、产卵前就已被天敌捕食、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。自然选择使基因频率定向改变。第第20页页变异是变异是不不定向定向自然自然选择选择不利变异被淘汰不利变异被淘汰,有有利变异逐步积累利变异逐步积累种群基因种群基因频率发生频率发生定向定向改变改变生物朝生物朝一定方一定方向向迟缓进化迟缓进化（三）自然选择决定生物进化方向。（三）自然选择决定生物进化方向。第第21页页生物进化实质：生物进化实质：种群进化过程就是种群进化过程就是种群基因频率发生改种群基因频率发生改变过程。变过程。所以，只要基因频率发生改变，则种群进化便发生了。所以，只要基因频率发生改变，则种群进化便发生了。第第22页页总结：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 (突突变有害还是有利也不是绝正确，这往往变有害还是有利也不是绝正确，这往往取决于生取决于生物生存环境物生存环境）6、自然选择决定生物进化方向（使基因频率定向改变）第第23页页第第24页页1 1、物种概念：、物种概念：指能够在自然状态下相互交配而且产生指能够在自然状态下相互交配而且产生可育可育后代后代一群生物称为一个物种，简称一群生物称为一个物种，简称“种种”。2 2、物种与种群区分、物种与种群区分 、同一同一物种物种能够分布在能够分布在自然界自然界不一样区域不一样区域，而，而种群种群是指是指一定区域内一定区域内同种全部个同种全部个体集合。体集合。、种群种群是物种繁殖和进是物种繁殖和进化基本单位。化基本单位。第第25页页同一物种满足两个条件：同一物种满足两个条件：1、能够相互交配、能够相互交配2、产生后代可育、产生后代可育第第26页页 都是一个物种，不论白人都是一个物种，不论白人黑人、黄种人结婚，都能产生黑人、黄种人结婚，都能产生可育后代。可育后代。马和驴不是一个物种，因马和驴不是一个物种，因为马与驴交配产生后代为马与驴交配产生后代骡骡没有没有生殖能力。生殖能力。、全世界人是一个物种吗全世界人是一个物种吗？为何为何？、马跟驴是一个物种吗？为何、马跟驴是一个物种吗？为何？、骡是一个物种吗？为何？骡是一个物种吗？为何？不是。因为它不能繁殖后代不是。因为它不能繁殖后代问题探讨问题探讨：第第27页页3 3、地理隔离、地理隔离:、概念概念：不一样物种之间普：不一样物种之间普通是不能够相互交配，即使交配通是不能够相互交配，即使交配成功，也成功，也不能产生可育后代不能产生可育后代。如季如季节隔离；不亲合性；杂种不育等。节隔离；不亲合性；杂种不育等。4 4、生殖隔离：、生殖隔离：东北虎东北虎和和华南虎华南虎之之间存在什么隔离？间存在什么隔离？因为地理上障碍使得同种生因为地理上障碍使得同种生物不一样种群间物不一样种群间不能够发生基因不能够发生基因交流现象。交流现象。、意义意义：是物种形成标志：是物种形成标志第第28页页狮子与狮子与老虎杂交老虎杂交产生狮虎产生狮虎兽是没有兽是没有生育能力，生育能力，狮子与老狮子与老虎因虎因杂种杂种不育不育而形而形成生殖隔成生殖隔离离不一样物种个体间因不一样物种个体间因生殖隔离生殖隔离而不能进行基因交流。而不能进行基因交流。第第29页页5 5、隔离在物种形成中作用、隔离在物种形成中作用 隔离隔离使同种但不一样种群间个体，在自然使同种但不一样种群间个体，在自然条件下不能发生条件下不能发生基因交流基因交流。环境条件不一样，同种生物进化方向也不一样环境条件不一样，同种生物进化方向也不一样。第第30页页资料分析：资料分析：第第31页页地理隔离地理隔离生殖隔离生殖隔离长久长久加拉帕戈斯群岛地雀加拉帕戈斯群岛地雀（说明：地理隔离不一定都能形成生殖隔离）（说明：地理隔离不一定都能形成生殖隔离）6、物种形成方式：物种形成方式：不一样小岛上植被不一样，不一样小岛上植被不一样，果实大小不一样所致。果实大小不一样所致。新物种形成新物种形成标志标志、渐变式渐变式（较常见）（较常见）第第32页页突变和基因重组、自然选择、隔离与物种形成关突变和基因重组、自然选择、隔离与物种形成关系系突变和基因重组突变和基因重组自然选择自然选择种群基因频率种群基因频率改变改变积累积累扩大扩大造成造成地理隔离地理隔离种群间生殖隔离种群间生殖隔离基因库差异基因库差异造成造成时间时间标志标志新物种形成新物种形成第第33页页、隔离隔离是物种形成是物种形成必要条件必要条件。物种形成物种形成普通普通是长久地理隔离，到达生殖隔离是长久地理隔离，到达生殖隔离生殖隔离生殖隔离是物是物种形成种形成标志标志 可见，不一样物种间都存在着生殖隔离可见，不一样物种间都存在着生殖隔离,物种形成必须物种形成必须经过生殖隔离，但不一定要经过地理隔离。经过生殖隔离，但不一定要经过地理隔离。、生殖隔离形成根本原因是、生殖隔离形成根本原因是物种间遗传差异物种间遗传差异（或基因（或基因库差异）库差异）、物种形成三个基本步骤：物种形成三个基本步骤：、突变和基因重组突变和基因重组产生进化原材料产生进化原材料、自然选择自然选择决定生物进化方向决定生物进化方向(定向定向)、隔离隔离造成物种形成造成物种形成第第34页页（一）共同进化（一）共同进化第第35页页 在自然界，一个植物专在自然界，一个植物专门由一个昆虫传粉情形很常门由一个昆虫传粉情形很常见，昆虫传粉专门化对植物见，昆虫传粉专门化对植物繁衍后代有什么意义？繁衍后代有什么意义？资料资料1：.共同进化资料共同进化资料第第36页页资料资料2：动物学家对生活在非洲大草原奥兰治河动物学家对生活在非洲大草原奥兰治河两岸羚羊进行研究时发觉，东岸羚羊群奔跑两岸羚羊进行研究时发觉，东岸羚羊群奔跑速度比西岸羚羊每分钟竟快速度比西岸羚羊每分钟竟快1313米。为何差距米。为何差距如此之大？如此之大？经过观察和科学试验，动物学家终于明经过观察和科学试验，动物学家终于明白，白，东岸羚羊之所以健壮东岸羚羊之所以健壮，是，是因为它们附近因为它们附近有一个狼群，生存时时处于危险之中有一个狼群，生存时时处于危险之中。第第37页页捕食者捕食者存在是存在是不是对不是对被捕食被捕食者有害者有害无益呢无益呢？捕捕食食NO！第第38页页捕食者存在是否对被捕食者有害无益？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、捕食者所捕食大多是被捕食者中年老、病弱或年幼个体，客观上起到病弱或年幼个体，客观上起到促进种群发促进种群发展展作用。作用。“精明捕食者精明捕食者”策略：策略：捕食者普通不能将全部猎物吃掉，不然自己捕食者普通不能将全部猎物吃掉，不然自己也无法生存。也无法生存。“收割理论收割理论”：捕食者往往捕食个体数量多物种，这么就会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势局面，为其它物种形成腾出空间有利于增加物种多样性种多样性。第第39页页共同进化含义共同进化含义1：不一样物种间不一样物种间共同进化共同进化根瘤菌：根瘤菌：与豆科植物共生，形成根与豆科植物共生，形成根瘤并固定空气中氮气供植物营瘤并固定空气中氮气供植物营养一类杆状细菌。养一类杆状细菌。第第40页页 地球形成地球形成时时原始大气原始大气中是没有氧中是没有氧气气，不过伴，不过伴随光合细菌随光合细菌出现，使得出现，使得大气中有了大气中有了氧气氧气共同进化含义共同进化含义2：生物和无机环境间生物和无机环境间之间共同进化。之间共同进化。第第41页页2、共同进化、共同进化概念概念：3、意义意义：形成生物多样性形成生物多样性不一样物种之间，生物与无机环境之间在相不一样物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不停进化和发展，这就是互影响中不停进化和发展，这就是共同进化共同进化。第第42页页（二）、生物多样性形成（二）、生物多样性形成1 1、生物多样性、生物多样性内容内容：、物种多样性物种多样性 、基因（或遗传）多样性基因（或遗传）多样性、生态系多样性生态系多样性2 2、形成生物多样性原因、形成生物多样性原因：进化进化3、硕士物进化主要依据：硕士物进化主要依据：化石化石第第43页页化石化石（是是埋藏在地层中古代生物遗体、遗址和遗物，石化后形成）是硕士物进化最直是硕士物进化最直接证据接证据4 4、生物多样性形成进化历程、生物多样性形成进化历程始祖鸟化石始祖鸟化石第第44页页、一些厌氧一些厌氧单细胞生物单细胞生物、主要是一些单细胞生物、步骤动物主要是一些单细胞生物、步骤动物、生物大暴发、生物大暴发、一、一些海洋植物开始适应陆地生活，些海洋植物开始适应陆地生活，主要是主要是蕨类植物。蕨类植物。、三叠纪三叠纪，开始出现，开始出现水生爬行动物水生爬行动物、侏罗纪侏罗纪是是恐龙恐龙天下，但在天下，但在白垩纪白垩纪全部绝灭全部绝灭、昆虫类也开始繁盛昆虫类也开始繁盛、白垩纪末期白垩纪末期，开始出现被子植物开始出现被子植物哺乳动物出现，随即种类大量增加哺乳动物出现，随即种类大量增加两极生态系统：两极生态系统：分解者、消费者分解者、消费者开始出现三极生态系统开始出现三极生态系统第第45页页最早生物化石古细菌（距今最早生物化石古细菌（距今35亿年）亿年）、最早出现是生活在原始海洋中最早出现是生活在原始海洋中一些厌氧一些厌氧单细胞生物单细胞生物第第46页页1313亿年前亿年前真核生物真核生物红藻化石红藻化石34亿年前古细胞化石前寒武纪地层中水母化石 、古生代前寒、古生代前寒武纪生物：武纪生物：主要是一些单细主要是一些单细胞生物、步骤动物、胞生物、步骤动物、节肢动物等。节肢动物等。第第47页页、古生代古生代寒武纪寒武纪进入早古生代，进入早古生代，一些大型古生物相继出现一些大型古生物相继出现，如三叶，如三叶虫、鹦鹉螺等。出现了生命演化史上第一次繁荣景象。虫、鹦鹉螺等。出现了生命演化史上第一次繁荣景象。在中国云南澄江发觉寒武纪古生物是最有代表性寒武纪在中国云南澄江发觉寒武纪古生物是最有代表性寒武纪生物群生物群.生物大暴发生物大暴发三叶虫化石三叶虫化石第第48页页 陆地上还是一陆地上还是一片荒凉，生物都生片荒凉，生物都生活在海洋中。活在海洋中。寒武纪时地寒武纪时地球上生态系统有球上生态系统有什么特点？什么特点？第第49页页、古生代古生代最早登陆植物最早登陆植物 一些海洋植物开始适应陆地生活，一些海洋植物开始适应陆地生活，主要是主要是蕨类植物。蕨类植物。第第50页页、中生代生物中生代生物 三叠纪三叠纪，开始出现，开始出现水生爬行动物水生爬行动物，如鱼龙、蛇颈龙，如鱼龙、蛇颈龙等；等；侏罗纪侏罗纪是是恐龙恐龙天下，但在天下，但在白垩纪白垩纪全部绝灭全部绝灭。发觉发觉始祖始祖鸟鸟、中华龙鸟等；昆虫类也开始繁盛；、中华龙鸟等；昆虫类也开始繁盛；白垩纪末期白垩纪末期，开开始出现被子植物始出现被子植物孔龙蛋孔龙蛋第第51页页中生代陆地和海洋中情况中生代陆地和海洋中情况第第52页页 在中生代在中生代白垩纪白垩纪全部绝灭。恐龙绝灭全部绝灭。恐龙绝灭有利于哺乳动物繁盛，有利于哺乳动物繁盛，使生物进化翻开了崭使生物进化翻开了崭新一页。新一页。恐龙是什么时候恐龙是什么时候灭绝？恐龙灭绝对生灭绝？恐龙灭绝对生物多样性会产生怎样物多样性会产生怎样影响？影响？第第53页页、新生代新生代少女化石和少女化石和复原图复原图哺乳动物哺乳动物出现，随出现，随即种类大即种类大量增加。量增加。第第54页页可见，生物进化历程可概括为：可见，生物进化历程可概括为：、原核生物原核生物 真核生物真核生物；、无性生殖无性生殖 有性生殖有性生殖；、简单简单 复杂复杂；、水生水生 陆生陆生；、低等低等 高等高等。有性生殖加速生物进化有性生殖加速生物进化第第55页页关键关键：自然选择学说：自然选择学说发展发展三、生物进化理论在发展三、生物进化理论在发展中性突变理论：中性突变理论：决定生物进化方向是中性决定生物进化方向是中性突变逐步积累，而不是自然选择突变逐步积累，而不是自然选择间断平衡学说：间断平衡学说：物种形成并不都是渐变结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果，而是种群长久稳定与快速形成新种交替出现过程出现过程第第56页页以自然选择学说为关键当代生物进化理论主要内容以下：1、生物进化基本单位是种群2、生物进化实质是基因频率改变3、突变和基因重组产生生物进化原材料4、自然选择决定生物进化方向（生物进化根源）5、隔离是种形成必要条物件（、物种形成普通是先地理隔离，再产生生殖隔离；、生殖隔离是物种形成标志）6、共同进化形成物种多样性、基因多样性基因多样性、物种多样性物种多样性、生态系多样性生态系多样性第第57页页第第58页页