生物高中必修211学习PPT教案.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,生物的进化,现代生物进化理论,大约在40亿年前，地球上出现了原始的生命。经过漫长的生物进化历程，生物由简单、低等逐步向复杂、高等发展。那么,地球上的生物为什么会不断进化呢,?,各种各样的生物又是怎样形成的呢,?,达尔文（,1809-1882,）是英国的博物学家，他曾随英国海军勘探船,“,贝格尔号,”,，做了历时五年（,1831-1836,）的环球航行考察，在动植物和地质等方面进行了广泛的观察，并采集了大量的生物标本和矿物标本，经过深入研究，形成了生物进化的观点。终于在,1859,年出版了震动当时学术界的巨著,物种起源,。在这部具有划时代意义的重要著作中，他用极其丰富的确凿可靠的材料，提出了以自然选择学说为基础的生物进化理论这个学说，不仅说明物种是可变的，而且对于生物的适应性也做出了正确地解释。,例：长颈鹿的进化过程,一、达尔文的自然选择学说,长颈鹿的始祖,现代长颈鹿,长颈鹿,始祖,颈、腿较短,颈、腿较长,被淘汰,被保留,颈、腿较短,颈、腿较长,被保留,要素,:,(1),变异,(2),选择,(3),遗传,达尔文自然选择学说的主要内容,1、过度繁殖,2、生存斗争,3、遗传变异,4、适者生存,概念,:,在生存斗争中,适者生存、不适者被淘汰的过程,.,思考,:,大西洋克格伦岛上经常刮大风,昆虫的翅有特别发达的一类,也有一类是残翅的,甚至是无翅的,为什么,?,同理,该岛上的植被也出现了分化,有草本,灌木,无乔木,.,翅特别发达 残翅或无翅,有翅但不发达,(1),能科学地解释,生物进化,的原因,(2),能科学地解释,生物的多样性,(3),能科学地解释,生物的适应性,达尔文自然选择学说的优点,:,达尔文自然选择学说的缺点,:,对于遗传和变异的本质,达尔文不能作出科学的解释,.,他对生物进化的解释也局限于个体水平,.,经过长期的自然选择，微小的有利变异得到积累而成为显著的有利变异，从而产生了适应特定环境的生物新类型。,20,世纪,30,年代，随着生物科学的发展，关于生物进化过程中遗传和变异的研究，已经从性状水平,深入到,分子水平,，如通过研究不同生物体内的,某种蛋白质或核酸分子,的结构，来探讨这些生物间的,亲缘关系,。关于自然选择的作用等问题的研究，已经从以生物,个体,为单位发展到以,种群,为基本单位。这样就形成了以自然选择学说为基础的,现代生物进化理论,。,现代进化的理论,种群是生物进化的单位,突变和基因重组产生进化的原材料,自然选择决定生物进化的方向,隔离导致物种形成,(,一,),种群是生物进化的单位,阅读教材，思考讨论。,思考题：,1、什么是种群？,2、什么是基因库,?,3,、什么是基因频率,?,时空条件,组成和数量,生殖和遗传组成,一个池塘,一片草地,全部鲤鱼,所有蒲公英,相互交配交流基因,相互交配，交流基因,一定自然区域,同种生物个体总和,群体共有全部基因,种群,基因库,种群,是指生活在同一地点的同种生物的一群个体。,一个种群的全部个体所含有的全部基因，称为种群的,基因库,。,某种基因在某个种群中出现的比例，叫做,基因频率,。,从某个种群中随机抽取,100,个个体,测知基因型为,AA,、,Aa,和,aa,的个体分别是,30,、,60,和,10.,求,A,、,a,基因的基因频率分别是,?,(1),利用基因型测基因频率,.,A=A/(A+a)x 100%=(30 x2+60)/100 x2=60%,a=a/(A+a)x 100%=(10 x2+60)/100 x2=402),利用基因型频率测基因频率,.,一对等位基因的一个基因的频率,=,纯合体基因型频率,+1/2,杂合体基因型频率,.,A,基因的基因频率,=30%+1/2 x 60%=60%,a,基因的基因频率,=10%+1/2 x 60%=40%,在一个种群中随机抽出一定数量的个体,其中,基因型为,AA,的个体占,18%,基因型为,Aa,的个体占,78%,aa,的个体占,4%.,基因,A,和,a,的频率分别是,:(),(A)18%,、,82%(B)36%,、,64%,(C)57%,、,43%(D)92%,、,8%,C,遗传平衡定律,（哈代,-,温伯格定律）,用,p,代表基因,A,的频率，,q,代表基因,a,的频率，遗传平衡定律可以,写成：,（,p+q,）,2,=p,2,+2pq+q,2,=1,P,2,：,基因型,AA,的频率,2pq,：基因型,Aa,的频率,q,2,：,基因型,aa,的频率,种群符合下列条件：,1,、种群是极大的,2,、种群个体间的交配是随机的，也就是说种群中每一个个体与种群中其他个体的交配机会是相等的；,3,、没有突变产生,4,、种群之间不存在个体的迁移或基因交流,5,、没有自然选择这个种群的基因频率就可以一代代稳定不变，保持平衡。这就是遗传平衡定律，也称哈代温伯格平衡。,例：已知白化病据调查该病的发病率大约为,1/10000,，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？,aa=1/10000,，则,a,基因的基因频率为,1/100,A+a=1,，则,A,基因的基因频率为,99/100,AA,基因型的频率为,99x99/10000,Aa,基因型的频率为,2x99x1/10000,aa,基因型的频率为,1x1/10000,二、突变和基因重组产生进化的原材料,从达尔文的自然选择学说可以看出，生物在繁衍后代的过程中，会产生各种各样可遗传的变异，这些可遗传的变异,为生物进化提供了原材料,。,现代遗传学的研究表明，可遗传的变异,来源于,基因突变、基因重组和染色体变异。,其中，基因突变和染色体变异常统称为,突变。,生物自发突变的频率很低，而且一般对生物体是有害的，那么。它为什么还能够作为生物进化的原材料呢？,因为虽然对于每一个基因来说，突变率是很低的，但是种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个细胞中都有成千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的突变。例如，果蝇约有,10,4,对基因，假定每个基因的突变率都是,10,-5,对于一个中等数量的果蝇种群（约有,10,8,个个体）来说，每一代出现的基因突变数将是：,2 x 10,4,x 10,-5,x 10,8,=2 x 10,7,(,个,),另外，突变的有害和有利,并不是绝对的,，这往往取决于生物的生存环境。,例如,，有翅的昆虫中有时会出现残翅和无翅的突变类型，这类昆虫在正常情况下很难生存下去。但是在经常刮大风的海岛上，昆虫的这种突变性状反而是有利的，这是因为这类昆虫不能飞行，避免了被风吹到海里淹死,。,在,突变,过程中产生的,等位基因,，通过,有性生殖,过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型，从而使种群出现大量的可遗传变异。由于这些变异的产生是不定向的，因此，,突变和基因重组只是产生了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。,三、自然选择决定生物进化的方向,英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蠖，它们夜间活动，白天栖息在树干上。在自然条件下，桦尺蠖会出现多种变异，如有的触角短些、有的足长些、有的体色深些等。在,19,世纪中叶以前，桦尺蠖几乎都是浅色型的。到了,20,世纪中叶，生物学家们发现，黑色型的桦尺蠖却成了常见类型。,杂交试验表明，桦尺蠖的体色受一对等位基因,S,和,s,控制，黑色（,S,）对浅色（,s,）是显性。在,19,世纪中叶以前，桦尺种群中,S,基因的频率很低，在,5%,以下，到了,20,世纪则上升到,95%,以上，,这种变化究竟是怎么产生的？,请大家阅读,P61,第三段,种群中产生的变异是,不定向,的，经过长期的自然选择，其中的不利变异不断被淘汰，有利变异则逐渐积累，从而使种群的基因频率发生定向改变，导致生物朝着一定的方向进化，由此可见，,生物进化的方向是由自然选择决定的。,四、隔离导致物种的形成,（,1,）物种的概念,物种,是指分布在一定自然区域，具有一定的形态结构和生理功能，而且在自然状态下能够相互交配和繁殖，并能够产生出可育后代的一群生物个体。,（,2,）隔离,概念：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。,常见类型：,地理隔离,、,生殖隔离,（,3,）,物种的形成,地理隔离,概念：分布在不同自然区域的种群，由于高山、河流、沙漠等地理上的障碍，使彼此间无法相遇而不能交配。,东北虎,华南虎,生殖隔离,概念：种群间的个体不能自由交配，或者交配后不能产生出可育后代。,不同种群之间一旦产生生殖隔离，就不会有基因交流。,马,驴,骡,物种形成,自然界中物种形成的方式有很多，经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是比较常见的一种方式。,以自然选择学说为核心,的现代生物进化理论，其,基本观点,是：,种群,是生物进化的,基本单位,，生物进化的,实质,在于,种群基因频率的改变,。,突变,和,基因重组,、,自然选择,及,隔离,是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成。,在这个过程中，,突变和基因重组,产生生物进化的,原材料,，,自然选择,使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的,方向,，,隔离,是新物种形成的,必要条件,。,相关资料,生命的起源,始祖马 前足,4,趾，后足,3,趾,前足,3,趾，后足,3,趾,马的四肢加长，中趾长成惟一着地的趾,前后肢都只有中趾着地，两旁的侧趾退化,马及其前肢的进化,7,种脊椎动物和人的胚胎发育的比较,四种脊椎动物的前肢骨和人的上肢骨的比较,谢谢大家,思考,:,大西洋克格伦岛上经常刮大风,昆虫的翅有特别发达的一类,也有一类是残翅的,甚至是无翅的,为什么,?,同理,该岛上的植被也出现了分化,有草本,灌木,无乔木,.,翅特别发达 残翅或无翅,有翅但不发达,20,世纪,30,年代，随着生物科学的发展，关于生物进化过程中遗传和变异的研究，已经从,性状水平,深入到,分子水平,，如通过研究不同生物体内的,某种蛋白质或核酸分子,的结构，来探讨这些生物间的,亲缘关系,。关于自然选择的作用等问题的研究，已经从以生物,个体,为单位发展到以,种群,为基本单位。这样就形成了以自然选择学说为基础的,现代生物进化理论,。,在一个种群中随机抽出一定数量的个体,其中,基因型为,AA,的个体占,18%,基因型为,Aa,的个体占,78%,aa,的个体占,4%.,基因,A,和,a,的频率分别是,:(),(A)18%,、,82%(B)36%,、,64%,(C)57%,、,43%(D)92%,、,8%,C,另外，突变的有害和有利,并不是绝对的,，这往往取决于生物的生存环境。,例如,，有翅的昆虫中有时会出现残翅和无翅的突变类型，这类昆虫在正常情况下很难生存下去。但是在经常刮大风的海岛上，昆虫的这种突变性状反而是有利的，这是因为这类昆虫不能飞行，避免了被风吹到海里淹死,。,在,突变,过程中产生的,等位基因,，通过,有性生殖,过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型，从而使种群出现大量的可遗传变异。由于这些变异的产生是不定向的，因此，,突变和基因重组只是产生了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。,地理隔离,概念：分布在不同自然区域的种群，由于高山、河流、沙漠等地理上的障碍，使彼此间无法相遇而不能交配。,东北虎,华南虎,谢谢大家,