第七章 现代生物进化理论.ppt

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,*,第七章 现代生物进化理论,【,考纲展示,】,1,现代生物进化理论的主要内容,(),2,共同进化与生物多样性的形成,(),【,热点考向,】,1,自然选择学说的内容、贡献和局限性,2,种群、种群基因库、基因频率、物种等概念的判定及相关计算,3,共同进化和生物多样性形成的原因及形成原因的实验探究,一、现代生物进化理论的由来,1,拉马克的进化学说,(1),内容：,和,是生物进化的原因。,(2),意义：否定了,和,理论。,局限：,1),拉马克提出的,的观点,缺少科学证据,的支持。,2),拉马克过于强调,的变化直接导致物种的改变。实际上环境的变化如果未引起,的改变，就不会使生物产生可遗传的变异。,获得性遗传,神创论,物种不变,基础回顾,环境,遗传物质,用进废退,用进废退和获得性遗传,C,2,达尔文自然选择学说,(1),内容：过度繁殖、,、遗传变异和,。,(2),意义：科学地解释了,的原因和,原因。,(3),局限性,对,的本质，没有做出科学的解释。,对生物进化的研究局限于,水平。,不能解释物种大爆发现象。,生存斗争,适者生存,生物进化,生物多样性的形成,遗传和变异,个体,基础回顾,例（,09,广东理基，,47,）由于蟹类的捕食，某种海洋蜗牛种群中具有较厚外壳的个体的比例逐渐增加。对这个现象的解释，正确的是 （A,人工选择,B,适者生存,C,用进废退,D,定向变异,B,（,09,广东卷,26,）,物种起源,出版已有,150,年，但依然深深影响着现代科学研究，达尔文 （双项选择）,(),A.,提出了适者生存，不适者被淘汰的观点,B.,提出了用进废退的理论,C.,认为种群是生物进化的基本单位,D.,认识到变异广泛存在并能遗传给后代,AD,二、现代生物进化理论的主要内容,（考查重点）,种群是生物进化的基本单位,突变和基因重组是产生进化的原材料,自然选择决定生物进化的方向,隔离导致物种形成,二、现代生物进化理论的主要内容,1,种群是生物进化的基本单位,(1),种群：生活在一定区域的,的全部个体。,(2)基因库：一个,种群,中全部个体所含有的,。,(3),基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占,的比率。,同种生物,全部基因,全部等位基因数,基础回顾,概念区分,种群,基因库,基因频率,基因型频率,个体,个体的基因组成,个体产生的配子的基因组成,个体的基因型,要点、基因频率与基因型频率间的计算,1.,已知基因型频率求基因频率,(1),设二倍体生物个体的某一基因库上有两个等位基因,A,和,a,，假如种群中共有,N,个个体，而,AA,、,Aa,、,aa,三种基因型的个体数分别是,n,1,、,n,2,、,n,3,，那么种群中,A,基因的频率和,a,基因的频率分别是：,A,基因的频率,a,基因的频率,2),若以上关系中，设,A,、,a,的基因频率分别用,P,A,、,P,a,表示，,AA,、,Aa,、,aa,的基因型频率分别用,P,AA,、,P,Aa,、,P,aa,表示，则,由以上公式可得出下列结论：,在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,1,。,一个等位基因的频率该等位基因纯合子的频率,1,2,杂合子的频率。（用于常染色体上的基因）,【,例,】,从某种种群中随机抽出,100,个个体,测知基因型为,AA,、,Aa,、,aa,的个体分别为,30,、,60,和,10,，其中,A,基因频率为多少？,a,基因频率为多少？,1.,根据基因频率的概念来计算；,2.,根据结论规律来计算；,A,基因频率为,60%,，,a,基因频率为,40%,例,(2009,上海高考改,),某小岛上原有果蝇,10 000,只，其中基因型,VV,、,Vv,和,vv,的果蝇分别占,15%,、,55%,和,30%,。若此时从岛外入侵了,1 000,只基因型为,VV,的果蝇，则种群中,V,的基因频率约是,(,),A,43%,B,48%,C,52%D,57%,B,例,某工厂有男女职工各,200,名,对他们进行调查时发现,女性色盲基因的携带者为,15,名,患者,5,人,男性患者,11,人,那么这个群体中色盲基因的频率为多大,?,6%,伴,X,染色体遗传的基因频率计算，应注意,Y,染色体无等位基因，可用如下公式表示：,2,已知基因频率求基因型频率,设,A,的基因频率为,p,，,a,的基因频率为,q,，则：,AA,的基因型频率,p,2,aa,的基因型频率,q,2,Aa,的基因型频率,2,pq,即遗传平衡定律可以写成：,（,p+q,）,2,=p,2,+2pq+q,2,=1,以上关系的使用应满足以下,5,个条件：,种群大；,种群中个体间的交配是随机的（自由交配）并能产生后代；,没有突变发生；,无迁入和迁出；,没有自然选择。,此时，上代基因传给下代的机会均等，上下代间基因频率不变。,例,(2009,上海高考,),某小岛上原有果蝇,10 000,只，其中基因型,VV,、,Vv,和,vv,的果蝇分别占,15%,、,55%,和,30%,。若此时从岛外入侵了,1 000,只基因型为,VV,的果蝇，且所有果蝇均随机交配，则,F,1,代中,V,的基因频率约是,(,),A,43%,B,48%,C,52%D,57%,B,在一个适用遗传平衡定律（,随机交配、自由交配,）的群体中，上下代间基因频率不变。,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？,P,aa,=1/10000,，则,a,基因的基因频率为,1/100,P,A,+P,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,（,2007,年广东）某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为,1,，色盲在男性中的发病率为,7,。现有,对表现正常的夫妇，妻子为该常染色体遗传病致病基因和色盲致病基因携带者。那么他们所生小孩同时患上述两种遗传病的概率是,A,1,88 B,1,22,C,7,2200 D,3,800,A,。,题干中只告诉一大群体中某一基因型频率（常用发病率），需要求此群体中基因频率或其他基因型频率的，可用遗传平衡定律；,名词区分,:,自交与自由交配,自交是指基因型相同的个体杂交。,自由交配是指某一群体个体之间的随机交配，交配个体的基因型可以相同也可以不同。自交属于自由交配的范畴。在群体之间,自由交配,的情况下,可采用基因频率,(,遗传平衡定律,),来计算。,例题：已知果蝇的灰身和黑身是一对相对性状，基因位于常染色体上。将纯种的灰身和黑身蝇杂交，,F,1,全为灰身。,F,1,自交产生,F,2,，每对果蝇产生的后代数相等，试问：,（,1,）取,F,2,中的雌雄果蝇自由交配，后代中灰身和黑身果蝇的比例为（）（,2,）取,F,2,中的基因型相同的雌雄果蝇自交，后代中灰身和黑身果蝇的比例为（）（,3,）将,F,2,的灰身果蝇取出，让其自由交配，后代中灰身和黑身果蝇的比例为（）（,4,）将,F,2,的灰身果蝇取出，让其中基因型相同的雌雄果蝇自交，后代中灰身和黑身果蝇的比例为（）,A,5,：,1 B,8,：,1 C,5,：,3 D,3,：,1,D,C,B,A,2,突变和基因重组产生进化的原材料,(1),可遗传的变异来源于,、基因重组和染色体变异，其中,和,统称为突变。,(2),基因突变可产生,，因此可使种群的基因频率发生变化。,(3),由于突变和重组都是,的、,的，因此只能提供,进化的原材料，不能决定生物进化的方向。,基因突变,基因突变,染色体变异,新的等位基因,随机,不定向,基础回顾,基因突变,新的等位基因,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,3,自然选择决定生物进化的方向,在,的作用下，,种群的基因频率,发生,，导致生物朝着一定的方向不断进化。,自然选择,定向改变,基础回顾,自然选择决定进化的方向,变异是不定向的,不利变异被淘汰,有利变异逐渐积累,经过自然选择,种群的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,表现型,基因型,基因频率,直接,间,接,即自然选择的实质是环境对变异所对应的基因的选择，因而可以改变种群的基因频率。,进化的实质,种群基因频率的改变,（是判断一个种群是否进化了的依据）,4,隔离导致物种的形成,(1),物种：能够在自然状态下相互交配并且产生,的一群生物。,(2),隔离,概念：不同种群间的个体在自然条件下基因不能,的现象,地理隔离：同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使种群间不能发生,的现象,隔离：不同物种之间，一般不能相互交配，即使交配成功，也不能产生,的后代,类,型,可育后代,自由交流,基因交流,生殖,可育,(3),隔离是物种形成的,条件。,必要,基础回顾,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,虎,狮虎兽,狮,物种形成的方式,(1),渐变式,(2),爆发式：,物种的形成主要是由异源多倍体以染色体畸变的方式形成新物种，一出现可以很快达到生殖隔离。,物种形成不一定要经过地理隔离，但必须要形成生殖隔离，,如人工多倍体。,物种形成与进化的关系,生物进化的实质是种群基因频率的改变，,种群基因频率,发生了变化，就意味着生物的,进化,。,物种形成的必要条件是隔离。,生殖隔离,是,物种形成,的标志。,进化并不必然导致物种的形成。,新华网报道，科学家发现一种蜣螂,提高了,“,生活品位,”,，不仅吃粪便，还取食包括蜈蚣在内的千足虫。与普通蜣螂相比其部分结构也发生变化：头部较窄而长，便于进食千足虫内脏；后腿较蜷曲，便于捕猎千足虫。下列推测不合理的是,(,),A,该蜣螂与普通蜣螂肯定已经产生了生殖隔离,B,与普通蜣螂相比，该蜣螂的某些基因频率发生了改变,C,该蜣螂既是分解者又是消费者,D,该蜣螂头部和后腿结构发生变化，是自然选择的结果,A,在同一区域中生长着两种杜鹃花，在人工的条件下，它们之间都可以杂交成功。但在自然状态下不能杂交，因为一种杜鹃花在,6,月初产生花粉，另一种在,6,月下旬产生花粉。这种现象属于,(,),A,优胜劣汏,B,过度繁殖,C,生殖隔离,D,性状分离,答案：,C,5,共同进化与生物多样性的形成,(1),共同进化：不同,之间，生物与,之间在相互影响中不断进化和发展。,(2),生物多样性：包括,、,和,。,物种,无机环境,物种多样性,基因多样性,生态系统多样性,共同进化,(1),共同进化,不同物种之间相互影响：,生物生活于复杂的环境中，任何一个物种都不是单独进化的，其必然要和其他生物发生营养关系。在,捕食与被捕食,，,相互帮助等关系,下，它们共同发展，协同进化，增加了物种的多样性。,生物与无机环境相互影响：,生物能够适应一定的环境，也能够影响环境。生物与无机环境之间是相互影响和共同演变的。例如：最早的生物是厌氧的，光合生物的出现，使大气中有了氧气，为好氧生物的出现创造了前提条件。,(2),进化规律,了解多样性的进化历程,的主要依据是化石。,化石的种类,（,1,）遗体化石：由古代动植物体形成。,（,2,）遗迹和遗物化石：古代动物的足迹，蛋、叶痕等化石。,最早的化石是,35,亿年前的古细菌化石。,3,生物多样性,(1),内涵,(,三层次,),(2),相互关系,(3),成因：生物多样性是生物与环境共同进化的结果。,(2010,广州质检,),关于生物进化与生物多样性的形成，错误的说法是,(,双选,)(,),A,生物多样性的形成经历了漫长的进化历程,B,消费者的出现不影响生产者的进化,C,生物多样性的形成是共同进化的结果,D,生物的进化与无机环境的变化无关,答案：,BD,A,b,和,d,存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离,B,c,和,d,不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离,C,a,1,中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，则,b,和,d,是同一物种,D,a,1,中的外迁群体与当时,a,2,种群的基因频率不同，则,c,和,d,是不同物种,B,例,(2009,江苏高考,),下图是物种形成的一种模式。物种,a,因为地理障碍分隔为两个种群,a,1,和,a,2,，经过漫长的进化，分别形成新物种,b,和,c,。在此进程中的某一时刻，,a,1,种群的部分群体越过障碍外迁与,a,2,同域分布，向,d,方向进化。下列有关叙述正确的是,(,),自然选择学说与现代生物进化理论的比较,达尔文自然选择学说,现代生物进化理论,基本观点,遗传变异是自然选择的内因,过度繁殖为自然选择提供更多的选择材料，加剧了生存斗争,变异一般是不定向的，而自然选择是定向的，定向的自然选择决定着生物进化的方向,生存斗争是自然选择的过程，是生物进化的动力,适应是自然选择的结果,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,突变和基因重组提供了生物进化的原材料,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,达尔文自然选择学说,现代生物进化理论,不同点,没有阐明遗传变异的本质以及自然选择的作用机理,着重研究生物个体进化,认为物种形成是微小有利变异积累的结果，没有认识到隔离的作用,从分子水平上阐明了自然选择对遗传变异的作用机理,强调群体进化，认为种群是生物进化的基本单位,隔离是物种形成的必要条件,共同点,都能解释生物进化的原因和生物的多样性、适应性,都认为自然选择决定生物进化的方向,请用进化论的观点分析：,开始使用杀虫剂时效果比较显著，但随着杀虫剂的继续使用，该害虫表现出越来越强的抗药性。对这一现象的解释是：,1.,实践证明害虫种群中原来就存在抗药性的个体，个体抗药性的产生是生物 的结果。,2.,存活下来的个体，它们的 基因通过 活动在种群内迅速扩大和发展。因此当继续使用该种杀虫剂时，害虫表现出越来越强的抗药性。,3.,杀虫剂的使用对害虫起了 的作用，而这种作用是 的。,4.,是否有办法阻止害虫抗药性的继续增强？,变异,抗药性,生殖,选择,定向根据现代生物进化理论，下列关于生物进化的叙述正确的是,(,),A,环境改变使生物产生定向的变异,B,个体是生物进化的基本单位,C,现代生物进化理论的核心是自然选择学说,D,隔离决定了生物进化的方向,答案：,C,加拉帕戈斯群岛上不同地雀的形成过程是,(,),A,地理隔离,基因突变,物种形成,B,地理隔离,自然选择,物种形成,C,地理隔离,突变和基因重组,生殖隔离,物种形成,D,地理隔离,突变、基因重组、自然选择,生殖隔离,物种形成,答案：,D,下列观点不符合现代生物进化理论的是,(,),A,自然选择可引起种群基因频率发生定向改变,B,马和驴交配产生强壮的骡子，马和驴之间不存在生殖隔离,C,种群中个体的死亡可能会导致种群基因库发生改变,D,狼和兔子的奔跑能力的提高是它们共同进化的结果,答案：,B,