必修二第七章第二节--现代生物进化理论的主要内容.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,*,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主要内容,问 题 探 讨,情景：,如果在灰色翅（基因型为,aa,),昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅（,Aa,),的变异个体，且绿色比灰色更不容易被敌害发现。,讨论题目：,1.,根据达尔文“适者生存、不适者淘汰”的观点该绿色个体能被选择下来吗？,2.,如果该绿色个体能很好的生活下来，它体内的,A,基因怎样才能传递给后代？,在自然界中，没有哪一个体是长生不死的，个体的,表现,型也会随着个体的死亡而消失，但决定表现型的基因却可以通过有性生殖才传给后代,。,研究生物的进化仅仅研究个体,的表现型是否与环境适应是不,够的，还必须研究,群体,的基因,组成变化。,(,一,),种群是生物进化的基本单位,这个群体就是,种群,！,探究活动（二）,1.,什么叫做种群？,生活在,一定区域,的,同种,生物的,全部,个体叫做种群,.,种群中的个体并不是机械地集合在一起,而是彼此可以交配,并通过繁殖将各自的基因传给后代,.,现在练练吧！,探究活动（二）,2.,阅读,114,页的第三自然段，探究并回答问题。,（,1,）种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。这句话表明种群在进化过程中处于什么地位？,说明,在自然界中，种群是生物繁殖、进化的基本单位。,下列属于种群的是,（）,A.,一块水田里的全部水稻、水草,B,一块稻田里的全部幼蚜、有翅、无翅的成蚜,C,一块朽木上的全部真菌,D.,一个池塘中全部鱼,下列关于种群的说法不正确的是,（）,种群是生物进化的基本单位,种群是生物繁殖的基本单位,C.,中国大陆上所有老虎是一个种群,D.,同一种群的个体可以自由交配,B,C,性状是由基因控制的，因此研究生物的进化必须研究种群的基因组成和变化。如何分析种群的基因组成和变化？由此人们提出基因库和基因频率的概念。,探究活动（三）,1.,什么是种群的基因库？,一个种群,中,全部个体,所含有的,全部基因,叫这个种群的基因库。,下列关于基因库的叙述正确的是,(),A,一个种群中一个个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库,B,一个种群中全部个体所含有的显性基因叫做这个种群的基因库,C,一个种群中全部个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库,D,一个种群的基因库会随着种群中一代一代的死亡而消减和灭亡,C,什么是种群的基因频率？,在,一个种群基因库,中，某基因占,全部等位基因,的 比率叫做基因频率,。,基因频率,=,某基因的数目,该基因的等位基因的总数,100%,例,1:,从种群中随机抽出,100,个个体，假设每个个体都含有,10,对等位基因，测知基因型为,AA,、,Aa,和,aa,的个体分别是,30,、,60,和,10,个。那么,A,和,a,的基因频率是多少。,基因型频率,=,该基因型个体数,该种群个体总数,100%,A,的基因频率,=,30*2+60,100*2,100%=,60%,AA,的基因型频率,=,30,100,100%=,30%,AA,、,Aa,、,aa,的个体分别占,24%,、,72%,、,4%,那么,A,、,a,的基因频率是多少？,（）,A.36%,和,64%B.57%,和,43%,C.24%,和,72%D.60%,和,40%,D,某种基因的基因频率,=,某种基因的纯合子频率,+1/2,杂合子频率,通过基因型频率计算基因频率,A=24%,+1/2 X,72%,=60%,探究活动（四）用数学方法讨论基因频率的改变,假设讨论题,2,中的群体满足以下五个条件：,昆虫群体数量足够大，,全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，,没有迁入与迁出，,AA,、,Aa,、,aa,三种基因型昆虫的生存能力完全相同（也就是说自然选择对,A,、,a,控制的翅型性状没有作用）,也没有基因突变和染色体变异。,遗传平衡状态,例：在一个兔种群中，有一半的兔体内有白色脂肪，基因型为,AA,，,另一半兔体内有黄色脂肪，基因型为,aa,。,这个种群中的,A,的基因频率是,，,AA,基因型的频率是,。,在有性生殖过程中，在满足上述五个条件下，这个种群产生具有,A,和,a,基因的精子比例是,0.5,：,0.5产生具有,A,和,a,基因的的卵细胞比例也是,0.5,：,0.5,。根据遗传规律，产生的子一代具有三种基因型，它们的比例是：,卵细胞,精子,0.5A,0.5a,0.5A,0.5a,0.25AA,0.25Aa,0.25Aa,0.25aa,AA%,aa,%,Aa,%,=25%,=25%,=50%,A,AA,1/2Aa,a,a a,1/2Aa,=25%+1/2,50%=50%,=25%+1/2,50%=50%,0.5,0.5,即：,p,（,A,）,+q,（,a,）,2,=p,2,（,AA%,）,+2pq,（,Aa,%,）,+q,2,（,aa,%,）,=1,遗传平衡公式：哈迪,-,温伯格定律,（pq）,2,=p,2,+2pq+q,2,=1,A%,a%,AA%=p,2,Aa,%=2pq,aa,%=q,2,卵细胞,精子,P,（,A,）,q(a,),P(A),q(a,),PP(,AA,),pq(,Aa,),qq(,aa,),pq(,Aa,),遗传平衡公式：哈迪,-,温伯格定律,昆虫群体数量足够大，,全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，,没有迁入与迁出，,AA,、,Aa,、,aa,三种基因型昆虫的生存能力完全相同（也就是说自然选择对,A,、,a,控制的翅型性状没有作用）,也没有基因突变和染色体变异。,这个种群的基因频率（包括基因型频率）就可以一代代稳定不变，保持平衡。,应符合下列条件：计算子一代、子二代、子三代的基因频率与基因型频率,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%,16%,60%,40%,36%,16%,48%,60%,40%,48%,16%,60%,40%,36%,（,2,）分析一下各代基因频率与基因型频率相同吗？,（,3,）上述计算结果是在满足五个假设条件的基础上计算的，对自然界的种群来说，,这五个条件都能成立,吗？特别是如果第点假设成立这与前面我们所学的,基因突变,的哪个特性相违背？,(4),如果产生新的等位基因，种群的基因频率会,变化吗？,？,基因突变与基因频率的改变有什么关系？,？,等位基因是如何产生的呢,?,基因突变,？,自然界中突变的频率很低，能作为进化的原材料吗？,2x10,4,10,-5,10,8,x,x,=,2x10,7,(个),每一代就会有大量的变异,取决于生物的生存环境,某海岛上的昆虫出现残翅和无翅类型,突变和基因重组产生进化的原材料,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,突变,。,突变和基因重组,可形成可遗传的差异,。,？,可遗传的变异的来源有？,？,影响基因频率的因素：,突变、基因重组、,自然选择,基因频率的改变,生物的进化,生物进化过程实质：,种群基因频率发生变化的过程,突变,许多等位基因,基因重组,许多基因型,大量可遗传的变异,No!,变异是不定向的,那,谁决定的呢,?,形成了进化的原材料,由于突变和基因重组，桦尺蠖出现不同的体色。,(,黑,)S,基因频率从,5%,95%,95%,5%,（,1,）根据前面所学的你能做出假设吗？,自然选择可以使种群的基因频率定向改变,探究活动（五）,2,）现在我们用数学方法来讨论一下桦尺蠖基因频率变化的原因。,1870,年桦尺蠖的基因型频率为,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桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少,10%,，黑色个体每年增加,10%,，以后的几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？,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%,70.7%,26%,29.2%,14.7%,56.1%,60.9%,26.1%,73.9%,29.3%,13.1%,升高,降低,(3),在这个探究实验中根据上面的数据分析，变黑的环境对桦尺蠖产生了什么样的影响？变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的出生率有影响吗？,(4),在自然选择中,，,直接受选择的是基因型还是表现型？,变黑的环境使控制浅色的,s,基因频率减少，,S,基因频率增加,许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食,天敌看到的是,桦尺蠖得体色（,表现型,）而不是控制体色的基因,原因是：,淘汰不利变异基因、积累有利变异基因,结果是：,使基因频率定向改变。,结论：自然选择决定生物进化的方向,变异是,不定向,的,自然选择,不利变异被淘汰,有利变异逐渐积累,种群的基因频率发生,定向,改变,生物朝,一定方向,缓慢进化,自然选择决定生物进化的方向,2,下面关于现代生物进化理论的叙述,正确的是,A.,种群是生物进化的基本单位,B.,自然选择学说是现代生物进化理论的核心,C.,生物进化过程的实质在于种群基因频率的改变,D.,生物进化过程的实质在于有利变异的保存,1,下列生物属于种群的是：,A一块水田里的全部水稻、水草、鱼、虾及,其他生物,B,一块朽木上的全部真菌,C,一块棉田中的全部幼蚜、有翅和无翅的成蚜,D,一个池塘中的全部鱼,课堂练习,3.,下列关于物种的叙述哪一项是不正确的（）,A,同一物种内的生物个体可以自由交配和繁殖,B,物种具有遗传稳定性,C,不同物种的个体之间交配一定不能成功,D,同一物种内的个体具有一定的形态特征和生理功能,C,5.,下列关于生物进化的方向性问题的叙述，哪一项是不正确的（）,A,种群中生物个体的变异是定向的,B,种群的基因频率的改变是定向的,C,自然选择是定向的,D,生物的进化是定向的,6.,下列哪一项不是自然选择对生物进化的作用,A,自然选择作用于生物的变异，使有利的变异得到保存，不利的变异被淘汰,B,自然选择使生物种群的基因频率发生定向性改变,C,自然选择可诱导生物的变异发生定向性改变,D,自然选择是物种形成的基本环节之一,A,C,6.,某岛屿上存在着尺蛾的两个变种，该地区原为森林，后建设成工业区。下表为该地区不同时期的两个变种尺蛾的数量比。这些变产生的原因是,(),A,灰尺蛾迁离，黑尺蛾迁入,B,工业煤烟使灰尺蛾变成黑尺蛾,C,自然选择作用,D,人工选择的作用,森林时期,工业时期,灰蛾,黑蛾,灰蛾,黑蛾,99%,1%,1%,99%,C,7.,用现代生物进化理论分析解释狼的进化过程。,(1),狼群中存在不同类型的个体，如有跑得快的有跑得慢的。它说明生物具有,_,的特性，而,这种特性是生物进化的,。,(2),随着环境的改变，食物稀少，跑得快、凶猛的,狼才能获得食物生存下去。这样，食物、环境对,狼起了,_,作用，而这种作用是,_,的，,它决定着生物进化的,_,。,变异,原材料,选择,方向,定向,普遍性,:,随机性,:,低频性,:,有害性,：,不定向性：,A,a,1,或,A,a,2,基因突变的的特点和意义分别是什么,?,意义,:,基因突变,尽管是随机的、不定向的，在自然状态下，突变频率很低，但却是普遍存在的，它,是新基因产生的途径；是生物变异的根本来源；是生物进化的原始资料。,(,二,),突变和基因重组产生进化的原材料,基因突变在自然界是普遍存在的，因此基因突变产生新的等位基因,这就可能使种群的基因频率发生变化,.,什么是突变？,现代遗传学研究表明，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统称为突变。,基因突变,染色体异变,基 因重 组,突变,可遗传的变异,基因频率改变的因素,自然界，生物自发突变的频率很低，而且突变大多数是有害的。拿他为什么还能作为生物进化的原材料呢？,果蝇约有,10,4,对基因，假定每个基因的突变率是,10,5,，一个约有,10,9,个果蝇的种群每一代出现的基因突变率是多少？,2,10,4,10,5,10,9,2,10,8,（二）突变和基因重组产生进化的原材料,2,、突变的有害和有利并不是绝对的，它取决于,生物的生存环境。,3,、突变和基因重组只产生生物进化的原材料，,不能决定生物进化的方向。,1,、种群是由许多个体组成的，每个个体的每个,细胞内都有成千上万个基因，这样，每一代就会,产生大量的突变。,（二）突变和基因重组产生进化的原材料,某海岛上生活着一种昆虫，经调查翅的长度和个体数的关系（纵坐标为个体数量，横坐标为翅的长度）。后来该小岛上经常刮大风，若干年后再进行调查，你认为最能代表此时情况的曲线是,(),选择并解释,A,B,C,D,D,（,1,）根据前面所学的你能做出假设吗？,探究活动（四）,“,探究自然选择对种群基因频率的影响,”,长满地衣的树干上的桦尺蠖,黑褐色树干上的桦尺蠖,自然选择可以使种群的基因频率定向改变,(3),在这个探究实验中根据上面的数据分析，变黑的环境对桦尺蠖产生了什么样的影响？变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的出生率有影响吗？,(4),在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？,变黑的环境使控制浅色的,s,基因频率减少，,S,基因频率增加,许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食,天敌看到的是,桦尺蠖得体色（表现型）而不是控制体色的基因,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,桦尺蠖,深色,浅色,栖息环境浅色,（个体多）,（个体少）,栖息环境深色,s,基因频率降低,S,基因频率升高,浅色,深色,s,基因频率又降低,S,基因频率又升高,s,基因频率,95%,S,基因频率,95%,除,自然选择外，遗传漂变和迁移也是造成种群基因频率发生变化的重要原因。,原因是：,淘汰不利变异基因、积累有利变异基因,结论：自然选择决定生物进化的方向,再来练练兵！,结果是：,使基因频率定向改变。,6.,某岛屿上存在着尺蛾的两个变种，该地区原为森林，后建设成工业区。下表为该地区不同时期的两个变种尺蛾的数量比。这些变产生的原因是,(),A,灰尺蛾迁离，黑尺蛾迁入,B,工业煤烟使灰尺蛾变成黑尺蛾,C,自然选择作用,D,人工选择的作用,7.,用现代生物进化理论分析解释狼的进化过程。,(1),狼群中存在不同类型的个体，如有跑得快的，有跑得慢的。它说明生物具有,_,的特性，而这种特性是生物进化的,。,(2),随着环境的改变，食物稀少，跑得快、凶猛的狼才能获得食物生存下去。这样，食物、环境对狼起了,_,作用，而这种作用是,_,的，它决定着生物进化的,_,。,森林时期,工业时期,灰蛾,黑蛾,灰蛾,黑蛾,99%,1%,1%,99%,C,变异,原材料,选择,方向,定向的,再见,课外作业：课后练习,4,、隔离与物种的形成,物种,:,分布在一定的自然区域，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，并且,产生可育后代,的一群生物个体。,隔离：是指不同种群间的个体，在自然条,件下基因不能自由交流的现象。,隔离的种类：地理隔离,生殖隔离,(1),马（,2N,64,）,和驴（,2N,62,）,杂交能产生后代称骡子，能够正常发育，但不能生育，这种情况称之为 （）,A,、,杂交育种,B,、,人工诱变,C,、,基因重组,D,、,生殖隔离,(2,),产生上述情况的原因主要是 （）,A,、,染色体结构发生了变化,B,、,马和驴的遗传物质有本质区别,C,、,发生突变,D,、,减数分裂过程中联会紊乱,D,D,选择,物种形成过程,种 群,地理隔离,小的种群,自然选择,基因频率产生改变,生殖隔离,新物种,经过长期的地理隔离而达到生殖隔离,隔离是物种形成的必要条件！,