进化性变化是怎样发生的.pptx

选择是进化的动力选择是进化的动力人工培育的新品种人工培育的新品种人们根据自己需要人们根据自己需要培育出新品种培育出新品种挑选合乎要求的变异个体，淘汰其他挑选合乎要求的变异个体，淘汰其他数代选择数代选择 所需变异被保存所需变异被保存家养生物普遍存在变异家养生物普遍存在变异轻微差异轻微差异显著差异显著差异人人工工选选择择思考：思考：在自然界中，有没有类似人工选择的过程在影响生物？在自然界中，有没有类似人工选择的过程在影响生物？达尔文达尔文乘乘“贝格尔贝格尔”号环球考察号环球考察在加拉帕戈斯群岛上的发在加拉帕戈斯群岛上的发现现 原始地雀原始地雀加拉帕戈斯群岛加拉帕戈斯群岛1313种地雀种地雀长颈鹿的祖先长颈鹿的祖先过度繁殖过度繁殖后代个体间的差异后代个体间的差异生存斗争生存斗争长颈、长前肢个体长颈、长前肢个体（遗传积累）（遗传积累）适者生存适者生存长期自然选择长期自然选择现代长颈鹿现代长颈鹿（变异）（变异）实例实例：达尔文对长颈鹿进化过程的解释达尔文对长颈鹿进化过程的解释达尔文对长颈鹿进化的解释达尔文认为长颈鹿的进化原达尔文认为长颈鹿的进化原因是：长颈鹿产生的后代超因是：长颈鹿产生的后代超过环境承受能力（过环境承受能力（过度繁殖过度繁殖）；它们都要吃树叶而树叶不；它们都要吃树叶而树叶不够吃（够吃（生存斗争生存斗争）；它们有）；它们有颈长和颈短的差异（颈长和颈短的差异（遗传变遗传变异异）；颈长的能吃到树叶生）；颈长的能吃到树叶生存下来，颈短的却因吃不到存下来，颈短的却因吃不到树叶而最终饿死了（树叶而最终饿死了（适者生适者生存存）。）。达尔文把这种在生存斗争中，达尔文把这种在生存斗争中，适者生存、不适者被淘汰的适者生存、不适者被淘汰的过程，叫做过程，叫做自然选择自然选择。影响存活与繁殖影响存活与繁殖适者生存，不适者淘汰适者生存，不适者淘汰进化，新品种产生进化，新品种产生所需变异被保存所需变异被保存生物普遍存在变异生物普遍存在变异生存斗争生存斗争数代选择数代选择轻微差异轻微差异显著差异显著差异自自然然选选择择达尔文认为自然选择是进化的一个重要动力和机制达尔文认为自然选择是进化的一个重要动力和机制生物进化的方向是由环境来决定的，即生物进化的方向是由环境来决定的，即自然选择决自然选择决定生物进化的方向定生物进化的方向！列表比较自然选择和人工区别？列表比较自然选择和人工区别？自然选择自然选择人工选择人工选择选择对象选择对象选择次数选择次数结果结果有利生存和繁殖的变异有利生存和繁殖的变异人们需要的性状人们需要的性状数代选择，所需变异被保存积累数代选择，所需变异被保存积累产生新物种产生新物种产生新品种产生新品种思考：长颈鹿得以进化的前提，原材料是什么？生物思考：长颈鹿得以进化的前提，原材料是什么？生物进化的动力是什么？进化的动力是什么？课堂反馈：判断下列说法是否正确1 北极熊生活在冰天雪地的环境里，它的 身体就产生了定向的白色变异2 野兔的保护色和鹰锐利的目光是它们长期相互选择的结果3 在有毒农药的诱导下，使农田害虫产生抗药性4 自然选择从根本上选择生物的表现型种群中普遍存在的种群中普遍存在的可遗传变异可遗传变异是自然是自然选择的前提，也选择的前提，也是是生物进化的前提生物进化的前提。生物通过变异生物通过变异(基因突变基因突变)产生产生新的基因新的基因,通过通过基因重组产生基因重组产生新的基因型新的基因型。突变和重组产生进化的突变和重组产生进化的原材料原材料基因突变新的等位基因基因重组基因重组多种多样的基因型种群出现大量的可遗传变异变异是不定向的形成了进化的原材料经过经过自然选择自然选择有利变异有利变异逐渐积累逐渐积累选择决定进选择决定进化的化的动力动力YYRRyyrrYy RrYyrR 基因座位基因座位 一个特定基一个特定基因在染色体因在染色体上的位置上的位置一对相对性状：一对相对性状：两对相对性状：两对相对性状：那么那么n 对相对性状？对相对性状？有有3种基因型，种基因型，2种表现型种表现型有有9种基因型，种基因型，4种表现型种表现型3n2n1 1、种群：生活在一定、种群：生活在一定区域区域的的同种同种生物的生物的全部全部个体。个体。2 2、一个种群全部等位基因总和称为什么？、一个种群全部等位基因总和称为什么？基因库基因库一个池塘一个池塘 全部的鲤鱼全部的鲤鱼一片草地一片草地 所有蒲公英所有蒲公英相互交配、交流基因相互交配、交流基因相互交配、交流基因相互交配、交流基因一定自然区域一定自然区域同种生物个体总和同种生物个体总和群体共有全部基因群体共有全部基因种种 群群基因库基因库种群基因频率的平衡和变化种群基因频率的平衡和变化3、基因频率：、基因频率：种群中，某一等位基因的数目占这个基因种群中，某一等位基因的数目占这个基因可能出现的所有等位基因总数比例。可能出现的所有等位基因总数比例。种群中种群中一对一对等位基因的频率之和等于等位基因的频率之和等于1 1。基因频率基因频率 =某种基因的数目某种基因的数目控制同种性状的等位基因的总数控制同种性状的等位基因的总数 100%例例1：从种群中随机抽出从种群中随机抽出100个个体，测知基因型个个体，测知基因型为为AA、Aa和和aa的个体分别是的个体分别是30、60和和10个，那个，那么基因么基因A和和a的基因频率分别是多少？的基因频率分别是多少？a=40%a=40%A=302+60 1002=60%60%，例例2：某工厂有男女职工各：某工厂有男女职工各200名，经调查，女性色盲名，经调查，女性色盲基因的携带者基因的携带者15人，患者人，患者5人，男性患者人，男性患者11人，那么人，那么这个群体中色盲基因的频率为多大？这个群体中色盲基因的频率为多大？Xb=15+52+11 2002+200=6%6%基因型频率基因型频率 特定基因型的个数特定基因型的个数 总的个数总的个数 100%=4、基因型频率：、基因型频率：每种基因型个体数占种群总个体数的比例每种基因型个体数占种群总个体数的比例 豚鼠黑色对白色为显性，由一对等位基因（豚鼠黑色对白色为显性，由一对等位基因（B、b）控）控制，基因制，基因B的频率为的频率为p，基因，基因b的频率为的频率为r，现有，现有100只豚鼠，只豚鼠，BB、Bb、bb的个体数分别为的个体数分别为81，18，1，求：求：1、基因、基因B、b的频率的频率 2、基因型、基因型Bb的频率的频率p81218 10090 1002 r19010P（Bb）18 100 1001、2、两者联系：两者联系：等位基因中一个基因的频率等位基因中一个基因的频率=该基因纯合子的频率该基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率杂合子的频率 种群中一对等位基因的频率之和等于种群中一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和也等于，基因型频率之和也等于1。实例分析实例分析例例4：某昆虫种群中，绿色翅的基因为某昆虫种群中，绿色翅的基因为A,褐色翅的褐色翅的基因位基因位a，调查发现，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占的个体分别占30%、60%、10%（1）那么）那么A、a的基因频率是多少？的基因频率是多少？（也叫（也叫A配配 子数，子数，a配子数）配子数）遗传平衡定律遗传平衡定律HardyHardy和和WeinbergWeinberg于于19081908年分别应用数学方法探讨年分别应用数学方法探讨论群体中基因频率变化所得出一致结论，即遗传论群体中基因频率变化所得出一致结论，即遗传平衡定律平衡定律(又称又称Hardy-WeinbergHardy-Weinberg定律定律)。在一定在一定条件条件下，群体的基因频率和基因型频下，群体的基因频率和基因型频率在一代一代繁殖传代中保持不变。率在一代一代繁殖传代中保持不变。条件条件：（：（1 1）在一个很大的群体；（）在一个很大的群体；（2 2）随机婚配）随机婚配而非选择性婚配；（而非选择性婚配；（3 3）没有自然选择；（）没有自然选择；（4 4）没没有突变发生；（有突变发生；（5 5）没有大规模迁移。）没有大规模迁移。生物进化的实质：种群基因频率的变化生物进化的实质：种群基因频率的变化亲代配子随机结合产生合子，如下表：亲代配子随机结合产生合子，如下表：精精 子子 A（p）a（q）卵卵 A（p）AA（p2）Aa（pq）子子 a（q）Aa（pq）aa（q2）由表可见子代基因型组成：由表可见子代基因型组成：p p2 2+2pq+q+2pq+q2 2=1=1 这里基因型这里基因型AAAA的频率为的频率为p p2 2，基因型，基因型aaaa的频率为的频率为 q q2 2，基因型，基因型AaAa的频率为的频率为2pq2pq。活动：通过数学计算活动：通过数学计算讨论讨论种群中基种群中基因频率和基因型频率的变化因频率和基因型频率的变化活动活动中群体满足以下五个条件：中群体满足以下五个条件：昆虫群体数量足够大，昆虫群体数量足够大，全部的雌雄个体间都能全部的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，没有迁入与迁出，没有迁入与迁出，AAAA、AaAa、aaaa三三种种基基因因型型昆昆虫虫的的生生存存能能力力完完全全相相同同（也就是说自然选择对（也就是说自然选择对A A、a a控制的性状没有作用）控制的性状没有作用）也没有基因突变和染色体变异。也没有基因突变和染色体变异。例例3：在昆虫中，长翅（：在昆虫中，长翅（A）对残翅（）对残翅（a）是显）是显性，若该种群中性，若该种群中A=0.6，a=0.4，该种群中出现，该种群中出现AA、Aa、aa概率是多少？概率是多少？在有性生殖过程中，如果符合遗传平衡，产生的雌雄配子：在有性生殖过程中，如果符合遗传平衡，产生的雌雄配子：A 60%A 60%a 40%a 40%36%24%16%AAAaAa24%aa卵子卵子精子精子p+q=1(p+q)2=p2+2pq+q2=1遗遗传传平平衡衡定定律律AA=p2 Aa=2pq aa=q2上上述述计计算算结结果果是是在在满满足足五五个个假假设设条条件件的的基基础础上上计计算算的的，对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？打破遗传平衡的因素打破遗传平衡的因素种群基因频率的平衡和变化种群基因频率的平衡和变化第一、基因突变第一、基因突变第二、基因迁移第二、基因迁移第三、遗传漂变第三、遗传漂变第四、非随机交配第四、非随机交配第五、自然选择第五、自然选择例：已知白化病据调查该病的发病率大约为例：已知白化病据调查该病的发病率大约为1/100001/10000，请问人群中该病致病基因的频率以，请问人群中该病致病基因的频率以及携带此隐性基因的杂合子的基因型频率？及携带此隐性基因的杂合子的基因型频率？aa=1/10000aa=1/10000，则，则a a基因的基因频率为基因的基因频率为1/1001/100A+a=1A+a=1，则，则A A基因的基因频率为基因的基因频率为99/10099/100AAAA基因型的频率为基因型的频率为99x99/1000099x99/10000AaAa基因型的频率为基因型的频率为2x99x1/100002x99x1/10000aaaa基因型的频率为基因型的频率为1x1/100001x1/10000 自然选择自然选择使种群的基因频率定向改变、使种群的基因频率定向改变、决决定生物进化的方向、是一种适应性的进化。定生物进化的方向、是一种适应性的进化。桦尺蠖桦尺蠖选择选择浅色浅色深色深色栖息环境浅色栖息环境浅色栖息环境深色栖息环境深色s基因频率基因频率95%S基因频率基因频率95%自然选择导致适应自然选择导致适应浅色浅色深色深色青霉素起初杀死绝大多数细菌存活下来的细菌进行繁殖并将其抗性基因传给后代，最后青霉素对它们不再起作用选择选择保留有利变异、淘汰不利变异，且使有利变异积累保留有利变异、淘汰不利变异，且使有利变异积累用农药消灭害虫，开始时，效果显著，但用农药消灭害虫，开始时，效果显著，但过一段时间后，药效明显下降，是什么原过一段时间后，药效明显下降，是什么原因？因？n在农药使用前，在农药使用前，本来就存在抗药性变异本来就存在抗药性变异的个的个体，农药杀死的是不具抗药性的个体，具有抗体，农药杀死的是不具抗药性的个体，具有抗药性的个体保留了下来，并把抗药性遗传给了药性的个体保留了下来，并把抗药性遗传给了后代。农药对害虫的抗药性变异起了后代。农药对害虫的抗药性变异起了定向选择定向选择作用作用，抗药性变异经过，抗药性变异经过遗传逐代积累遗传逐代积累，最后就，最后就形成了具有抗药性的新品种，农药对其就不起形成了具有抗药性的新品种，农药对其就不起作用。作用。自然选择导致适应自然选择导致适应变异是不定向的变异是不定向的不利变异被淘汰不利变异被淘汰,有利变异逐渐积累有利变异逐渐积累经过自然选择经过自然选择种群的基因频率发生定向改变种群的基因频率发生定向改变生物朝一定生物朝一定方向方向缓慢进化缓慢进化自然选择自然选择表现型表现型基因型基因型基因频率基因频率直接直接间间接接思考：自然选择是如何改变基因频率的呢？思考：自然选择是如何改变基因频率的呢？异地物种的形成异地物种的形成种种群群地理隔离地理隔离小小种种群群自然选择自然选择生殖隔离生殖隔离新新物物种种发发生生改改变变基基因因频频率率（有（有突变和重组突变和重组产生变异）产生变异）物种形成的关键物种形成的关键经长期的地理隔离而达到生殖隔离经长期的地理隔离而达到生殖隔离同同地地物物种种的的形形成成（多多倍倍体体育育种种）1.1.某一个种群中某种可遗传的变异性状出现某一个种群中某种可遗传的变异性状出现的频率增加，这很可能是：的频率增加，这很可能是：(）A.A.那个性状对环境有很大的适应性那个性状对环境有很大的适应性B.B.该种群的全体成员都是那个性状的纯合子该种群的全体成员都是那个性状的纯合子C.C.那个变异性状是由环境引起的那个变异性状是由环境引起的 D.D.控制那个性状的基因是隐性的控制那个性状的基因是隐性的A2.2.下列关于基因库的叙述错误的是：下列关于基因库的叙述错误的是：(）A.A.基因突变可以改变基因库的组成基因突变可以改变基因库的组成B.B.生物个体总要死亡，但基因库却因个体繁生物个体总要死亡，但基因库却因个体繁殖代代相传殖代代相传C.C.基因库是指一个种群所含的全部基因基因库是指一个种群所含的全部基因D.D.种群中的每个个体含有基因库的全部基因种群中的每个个体含有基因库的全部基因D3、下图为加拉帕戈斯群岛上进化的模型，、下图为加拉帕戈斯群岛上进化的模型，A、B、C、D为四个物种及其演化关系，请回为四个物种及其演化关系，请回答：答：1、A物种进化为物种进化为B、C两个物种的外部因素是两个物种的外部因素是?2、甲岛上的、甲岛上的B物种迁移到乙岛后，不与物种迁移到乙岛后，不与C物种进化为物种进化为同一物种的原因是同一物种的原因是?3、迁移到乙岛的、迁移到乙岛的B物种进化为物种进化为D物种的原因是物种的原因是?自然选择、自然选择、地理隔离。地理隔离。B与与C之间已经形成生殖隔离。之间已经形成生殖隔离。甲乙两岛上的环境条件不同，自然选择作用也不同，甲乙两岛上的环境条件不同，自然选择作用也不同，再加上地理隔离使它们基因频率的差别得到积累形成再加上地理隔离使它们基因频率的差别得到积累形成了生殖隔离。了生殖隔离。A B B B C B C D C甲岛甲岛乙岛乙岛