第二节现代生物进化理论的内容.pptx

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,#,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,#,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,*,第二节现代生物进化理论的内容,在自然界中,没有哪一个体就是长生不死得,个体得基因型也会随着个体得死亡而消失,但决定表现型得基因却可以通过生殖传给后代,因此研究生物得进化,仅仅研究个体得表现型就是否与环境适应就是不够得,还需要研究群体得基因组成变化,这个群体就就是种群。,种群就是生物进化得基本单位,一、种群基因频率得改变与生物进化,种群就是生物进化得基本单位,突变和基因重组产生进化得原材料,自然选择决定生物进化得方向,隔离导致物种形成,(一)种群就是生物进化得基本单位,1,、种群概念:,生活在,一定区域,得,同种生物,得,全部个体,。,卧龙自然保护区 猕猴,种群中得个体并不就是机械得组合在一起,而就是彼此可以交配,并通过繁殖将各自得基因传给后代,判断下列就是否属于种群,(,1,)一个池塘中得全部鱼,(,2,)一个池塘中得全部鲤鱼,(,3,)两个池塘内得全部青蛙,(,4,)一片草地上得全部植物,(,5,)一片草地上得成年梅花鹿,庙里得一群和尚也属于种群吗？,否,就是,否,否,否,2,、种群得特点:,种群中得个体并不就是机械地集合在一起,而就是彼此,可以交配,并,通过繁殖将各自得基因传给后代,。,为什么要提出“种群”这个概念呢？,自然界得物种实际上就是以一个个种群存在得,种群就是物种繁衍、进化得基本单位。她为研究生物与环境得关系和物种得变化带来了方便。,思考:,同前一年得蝗虫种群相比,新形成得蝗虫种群在基因组成上会有什么变化吗？,性状就是由基因控制得,因此研究生物得进化必须研究种群得基因组成和变化。如何分析种群得基因组成和变化？由此人们提出基因库和基因频率得概念。,3,、基因库:,一个种群,中,全部个体,所含有得,全部基因,。,这些金鱼各自有自己的基因，共同构成了种群的基因库。它们各自的基因都是基因库的一部分。个体数目越多，个体间的差异越大，基因库也就越大。,基因频率:,在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数得比率。,基因频率,该基因的总数,该等位基因的总数,基因型频率:,就是指某种特定基因型得个体占群体内全部个体得比率。,基因型频率,特定基因型的个体数,总个体数,大家学习辛苦了，还是要坚持,继续保持安静,=,纯合体基因型频率,+1/2,杂合子基因型频率,A%+a%=1 AA%+Aa%+aa%=1,AA 30%,Aa 60%,aa 10%,基因频率得计算,等位基因得频率之和等于,1,基因频率,该基因的总数,该等位基因的总数,基因型得频率之和也等于等于,1,例,1:,如某昆虫种群中决定翅色为绿色得基因为A,决定翅色为褐色得基因为a,从种群中随机抽出,100,个个体,测知基因型为,AA,、,Aa,和,aa,得个体分别就是,30,、,60,和,10,个。那么,A,和,a,得基因频率就是多少,?,解,:,A,基因得基因频率为,:,a,基因得基因频率为:,基因频率,=,某基因的数目,该基因的等位基因的总数,纯合子频率,+1/2,杂合子频率,=40%,30/100100%,+1/260/100100%=60%,10/100100%,+1/260/100100%=40%,A%=,100%,2AA,Aa,2(AA,Aa,aa),a%=,100%,=60%,2aa,Aa,2(AA,Aa,aa),100%,A%=,a%=,基因频率,=,例,2:,某工厂有男女职工各,200,人,对她们进行调查时发现,女色盲,5,人,女性携带,15,人。男性色盲,11,人,求,XB,Xb,得频率。,解,:,100%,52,15,11,2002,200,Xb,%=,=6%,XB,%=16%,=94%,亲代基因型,得频率,AA(30%),Aa(60%),aa(10%),配子得比率,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%,p+q=1,(p+q),2,=p,2,+2pq+q,2,=1,AA=p,2,Aa=2pq aa=q,2,P,表示基因,A,得频率,q,表示基因,a,得频率,卵细胞,a 40%,A 60%,精子,A 60%,a 40%,AA,36%,Aa,24%,24%,Aa,aa,16%,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,60%,a,40%,36%,48%,40%,在讨论题,2,中得群体满足五个条件得情况下,计算子二代、子三代得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？,16%,60%,36%,48%,40%,16%,60%,36%,48%,40%,16%,60%,由此可见,如果满足上述五个条件,则亲代和子代每一种基因得频率都不会改变,到再下一代也就是如此,也就就是说基因频率可以代代保持稳定不变。这就就是哈迪温伯格平衡,也叫遗传平衡定律。她就是指在一个极大得随机交配得种群中,在没有突变、选择和迁移得条件下,种群得基因频率和基因型频率可以世代相传不发生变化,保持平衡。,满足五个假设条件,得种群就是理想得种群,在自然条件下,这样得种群就是不存在得。这也从反面说明了在自然界中,种群得基因频率迟早要发生变化,也就就是说种群得进化就是必然得。,上述计算结果就是在满足五个假设条件得基础上计算得,对自然界得种群来说,这五个条件都能成立吗？特别就是如果第点假设(基因,A,和,a,都不产生突变,即没有基因突变和染色体变异。)成立这与前面我们所学得基因突变得哪个特性相违背？,与基因突变得普遍性相违背。,如果该种群出现新得突变型,也就就是产生新得等位基因(,A,2,),种群得基因频率会变化吗？基因,A,2,得频率可能会怎样变化？,突变产生得新基因会使种群得基因频率发生变化。,基因,A,2,得频率就是增加还就是减少,要看这一突变对生物体就是有益还就是有害得,这往往取决于生物生存得环境。,生物进化得实质:,种群得进化过程就就是种群基因频率发生变化得过程。,通过讨论基因频率得变化可以认识到,自然界中种群得基因频率一定会发生变化,也就就是说种群得进化就是必然得。,利用遗传平衡定律求基因频率,如用,p,代表基因,A,得频率,q,代表基因,a,得频率,遗传平衡定律可写成:,(p+q),2,=p,2,+2pq+q,2,=1,AA,的频率,aa,的频率,Aa,的频率,利用遗传平衡定律求基因频率,例:人类得苯丙酮尿症就是代谢疾病,由隐性基因,(a),控制。如果群体得发病率为,1/100,。随机婚配得群体中,后代,AA,、,Aa,、,aa,三种基因型出现得频率分别就是多少？,0、81、0、18、0、01,例:人类得苯丙酮尿症就是代谢疾病,由隐性基因(,a,)控制。如果群体得发病率为,1/100,。表现型正常得个体婚配,生出患病小孩得概率就是多少？,1/121,突变和基因重组产生生物进化得原材料,基因突变和染色体变异统称为突变。,基因突变在自然界就是普遍存在得,因此基因突变产生新得等位基因,这就可能使种群得基因频率发生变化。,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,自然界中生物得自然突变频率很低,而且一般对生物体就是有害得。为什么还能够改变种群中得基因频率呢？,种群就是由许多个体组成得,每个个体得每一个细胞内都有成千上万个基因,这样,每一代就会产生大量得突变。,例如:一个果蝇约有,10,4,对基因,假定每个基因得突变率都就是,10,5,若有一个中等数量得果蝇种群(约有,10,8,个个体),那么每一代出现基因突变数就是多少呢？,2 10,4,10,5,个体,10,8,种群,=2 10,7,1,、种群中突变得特点:突变数很大、随机、不定向,2,、种群基因重组得结果:产生更多可遗传变异、不定向,突变得有害还就是有利也不就是绝对得,这往往取决于生物得生存环境。,基因重组,基因突变,新得等位基因,多种多样得基因型,种群中出现大量可遗传得变异,变异就是不定向得,形成了进化得原材料,不能决定生物进化得方向,？,影响基因频率得因素:,突变、基因重组、自然选择,基因频率得改变,生物得进化,生物进化过程实质:,种群基因频率发生变化得过程,人类把鲫鱼得后代培育成金鱼,实质就就是通过选择改变基因频率。从图中看显然红色基因得频率显著提高了。,长满地衣得树干上得桦尺蠖,黑褐色树干上得桦尺蠖,自然选择对种群基因频率得影响,自然选择可以使种群得基因频率定向改变,问题:桦尺蠖种群中,s,基因得频率为什么越来越低？,假设:根据前面所学得您能做出假设吗？,探究,现在我们用数学方法来讨论一下桦尺蠖基因频率变化得原因。,1870,年桦尺蠖得基因型频率为,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得生存,使得种群中浅色个体每年减少,10%,黑色个体每年增加,10%,以后得几年内,桦尺蠖种群每年得基因型频率与基因频率就是多少呢？,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,(1),在这个探究实验中根据上面得数据分析,变黑得环境对桦尺蠖产生了什么样得影响？变黑得环境对桦尺蠖浅色个体得出生率有影响吗？,(2),在自然选择中,直接受选择得就是基因型还就是表现型？,变黑得环境使控制浅色得,s,基因频率减少,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。,天敌看到得就是桦尺蠖得体色(表现型)而不就是控制体色得基因。,结论:自然选择决定生物进化得方向,自然选择使基因频率定向改变。,自然选择决定了生物进化得方向,突变和基因重组为生物进化提供了原材料,自然选择可以使基因频率发生定向改变,导致生物朝着一定得方向不断进化。,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。,变异就是不定向得,自然选择,不利变异被淘汰,有利变异逐渐积累,种群得基因频率发生定向改变,生物朝一定方向缓慢进化,自然选择决定生物进化得方向,2,、下面关于现代生物进化理论得叙述,正确得就是,A、,种群就是生物进化得基本单位,B、,自然选择学说就是现代生物进化理论得核心,C、,生物进化过程得实质在于种群基因频率得改变,D、,生物进化过程得实质在于有利变异得保存,1,、下列生物属于种群得就是:,A,、一块水田里得全部水稻、水草、鱼、虾及,其她生物,B,、一块朽木上得全部真菌,C,、一块棉田中得全部幼蚜、有翅和无翅得成蚜,D,、一个池塘中得全部鱼,课堂练习,3,、在我国云南澄江发现得动物化石群约处于,5、3,亿年前得寒武纪早期。该化石群有,l00,多种,60,多个类群,大多已灭绝。其动物结构与现存动物结构差异根大,在此前得地层中却找不到其祖先。如此多得动物种类在寒武纪早期“突然”出现得事实与达尔文进化学说观点相矛盾得就是(),A,、生物就是由其祖先经漫长得地质年代逐渐进,化而来,B,、现代生物之间有或近或远得亲缘关系,C,、生物得变异就是不定向得,D,、生物就是从简单到复杂,从低等到高等进化得,A,用现代生物进化理论分析解释狼得进化过程。,(1),狼群中存在不同类型得个体,如有跑得快得,有跑得慢得。她说明生物具有,_,得特性,而,这种特性就是生物进化得,。,(2),随着环境得改变,食物稀少,跑得快、凶猛得,狼才能获得食物生存下去。这样,食物、环境对,狼起了,_,作用,而这种作用就是,_,得,她决定着生物进化得,_,。,变异,原材料,选择,方向,定向,二、隔离与物种得形成,物种得概念:,指能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代得一群生物称为一个物种,简称“种”。,一个生物“种”或“物种”与种群有何区别？,物种就是生物得种类,可以分布在自然界得不同区域;而种群就是一定区域内得全部同种个体得集合。,如:鲫鱼就是一个物种,湘江中得鲫鱼就是一个种群。,自然界得物种实际上就是以一个个种群存在得,种群就是物种繁衍、进化得基本单位。,人都就是一个物种,无论白人黑人黄种人结婚,都能产生具有生殖能力得后代。,同样,所有得马就是一个物种,所有得驴也就是一个物种。但马和驴不就是一个物种,因为马与驴交配产生得后代骡没有生殖能力。,全世界得人都就是一个物种吗？,马跟驴就是一个物种吗？,3,、地理隔离,:,不同物种之间一般就是不能够相互交配得,即使交配成功,也不能够产生可育得后代,这种现象叫生殖隔离。如季节隔离;不亲合性;杂种不活;杂种不育等。,2,、生殖隔离:,东北虎和华南虎之间存在什么隔离？,由于地理上得障碍使得同种生物得不同种群间不能够发生基因交流得现象。,隔离在物种形成中得作用,隔离:,不同种群间得个体,在自然条件下不能发生基因交流得现象。,资料分析,地理隔离,生殖隔离,长期,加拉帕戈斯群岛得地雀,由于地理隔离而形成生殖隔离,形成了不同得物种。,其过程十分缓慢,!,物种形成得比较常见得方式:,不同小岛上得植被不同,果实大小不同所致。,自然选择,2,自然选择,1,地理隔离,物种形成得比较常见得方式:,原种,变异,1,变异,2,基因频率的定向改变,变异类型,1,变异类型,2,新物种,新物种,生殖 隔离,地理隔离,阻断基因交流,在不同得突变、基因重组和自然选择作用下,基因频率向不同方向发生改变,种群得基因库出现差异,差异进一步加大,生殖隔离,新物种形成,地理隔离就是形成物种得量变阶段,生殖隔离就是形成物种得质变阶段,隔离就是物种形成得必要条件。,不同物种间都存在着生殖隔离,物种得形成必须经过生殖隔离,但不一定要经过地理隔离。,生物进化与物种形成,(1)区别,:,生物进化:实质就是种群基因频率改变得过程,所以生物进化得标志为基因频率改变,不论变化大小,都属于进化得范围;,物种形成:种群基因频率改变至突破种得界限,形成生殖隔离,标志着新得物种形成,隔离就是物种形成得必要条件。,(2)联系:,生物发生进化,并不一定形成新物种,但新物种得形成一定要经过生物进化。,三、共同进化与生物多样性得形成,在自然界,一种植物专门由一种昆虫传粉得情形很常见,昆虫传粉得专门化对植物繁衍后代有什么意义？,共同进化,:,根瘤菌：,与豆科植物共生，形成根瘤并固定空气中的氮气供植物营养的一类杆状细菌。,资料:,动物学家对生活在非洲大草原奥兰治河两岸得羚羊进行研究时发现,东岸得羚羊群得奔跑速度比西岸得羚羊每分钟竟快,13,米。为何差距如此之大？,经过观察和科学实验,动物学家终于明白,东岸得羚羊之所以强健,就是因为她们附近有一个狼群,生存时时处于危险之中。,捕食者得存在就是不就是对被捕食者有害无益呢？,捕食,捕食者得存在就是否对被捕食者有害无益？,捕食者所捕食得大多就是被捕食者中年老、病弱或年幼得个体,客观上起到促进种群发展得作用。,“,精明得捕食者”策略:捕食者一般不能将所有得猎物吃掉,否则自己也无法生存。,“,收割理论”:捕食者往往捕食个体数量多得物种,这样就会避免出现一种或几种生物在生态系统中占绝对优势得局面,为其她物种得形成腾出空间有利于增加物种得多样性。,共同进化得含义,1,:不同物种间得共同进化,地球形成时原始大气中就是没有氧气得,但就是随着光合细菌得出现,使得大气中有了氧气,进而出现好氧生物。,共同进化得含义,2,:生物和无机环境间也存在共同进化。,不同物种之间,生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,这就就是共同进化。,通过漫长得共同进化过程,地球上不仅出现了千姿百态得物种,而且形成了多种多样得生态系统,也就就是形成了生物得多样性、,综上所述:,(,1,)生物多样性得内容:,物种多样性,基因多样性,生态系统多样性,2,、生物多样性得形成,化石,埋藏在地层中得古代生物得遗体、遗迹和遗物,石化后形成得。,就是研究生物进化最直接得证据,(,2,)生物多样性得形成得进化历程,最早得生物化石古细菌(距今,35,亿年),最早出现得生物就是哪一类生物？,她们生活在什么环境中？,厌氧得单细胞生物,她们生活海洋中。,13,亿年前真核生物得红藻化石,34,亿年前得古细胞化石,前寒武纪地层中得水母化石,前寒武纪生物,寒武纪之前,(,前寒武纪,),地球上得生命都就是非常低级得,主要就是一些单细胞生物、环节动物、节肢动物等。,多细胞生物大约就是什么时期出现得？她们生活在什么环境？,大约就是在寒武纪,生活在海洋中。,早古生代生物(寒武纪),进入早古生代,一些大型得古生物相继出现,如三叶虫、鹦鹉螺等。出现了生命演化史上得第一次繁荣景象。在中国云南澄江发现得寒武纪古生物就是最有代表性得寒武纪生物群,、,最早登陆得生物就是植物还就是动物？为什么？,植物,否则动物登陆后就会饿死。,一些海洋植物开始适应陆地生活,主要就是蕨类植物。,陆地上还就是一片荒芜,生物都生活在海洋中。,寒武纪时地球上得生态系统有什么特点？,中生代生物,中生代三叠纪生物复苏,开始出现水生爬行动物,如鱼龙、蛇颈龙等;侏罗纪就是恐龙得天下,发现始祖鸟、中华龙鸟等,昆虫类也开始繁盛;白垩纪末期也就是生物得灭绝时期,但开始出现被子植物,。,中生代陆地和海洋中得情况,