現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容曾燕紅學(xué)習(xí)教案

1、現(xiàn)代現(xiàn)代(xindi)生物進化理論的主要內(nèi)容曾燕生物進化理論的主要內(nèi)容曾燕紅紅第一頁，共38頁。種群、基因(jyn)庫、基因(jyn)頻率 一定時間內(nèi)，生活在一定區(qū)域的同種生物的全部一定時間內(nèi)，生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體，叫做種群。種群是生物繁殖個體，叫做種群。種群是生物繁殖(fnzh)的基本單的基本單位。位。 一個種群一個種群(zhn qn)的全部個體所含有的全部基的全部個體所含有的全部基因，叫做這個種群因，叫做這個種群(zhn qn)的基因庫。的基因庫。 某種基因在某個種群中出現(xiàn)的比例，叫做基某種基因在某個種群中出現(xiàn)的比例，叫做基因頻率。因頻率。第1頁/共38頁第二頁，共38頁。種

2、群(zhn qn)是生物進化的基本單位 每一個(y )種群都有它自己的基因庫，種群中的個體一代一代地死亡，但基因庫卻在代代相傳的過程中保持和發(fā)展。所以，生物進化的單位不是個體，而是種群。第2頁/共38頁第三頁，共38頁?；?jyn)頻率的計算例：某昆蟲種群中，綠色翅的基因為例：某昆蟲種群中，綠色翅的基因為A, 褐色褐色翅的基因位翅的基因位a，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，調(diào)查發(fā)現(xiàn)(fxin)AA、Aa、aa的個體分別占的個體分別占30%、60%、10%、那么、那么A、a的基因頻率是多少？的基因頻率是多少？A=60%a=40%第3頁/共38頁第四頁，共38頁。3. 用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的改變用數(shù)學(xué)方法討論基因頻

3、率的改變(5)(6)(1)(2)(3)(4)第4頁/共38頁第五頁，共38頁。(2)子代子代(zdi)基因型的頻率各是多少基因型的頻率各是多少?(3)子代子代(zdi)種群的基因頻率各是多少種群的基因頻率各是多少?30%30%30%10%36%48%60%40%16%親代基因型親代基因型的頻率的頻率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率配子的比率A( ) A( ) a( ) a( )子代基因型子代基因型的頻率的頻率AA( ) Aa( )aa( )子代種群的子代種群的基因頻率基因頻率A ( )a( )第5頁/共38頁第六頁，共38頁。 親代親代子一代子一代 子二代子二代 子三代子三

4、代基因基因型頻型頻率率AA30%Aa60%aa10%基因基因頻率頻率A60%a40%36%48%16%36%16%48%40%36%48%16%(4)在討論題在討論題2中的群體滿足五個條件的情況中的群體滿足五個條件的情況(qngkung)下下,計算子二代、子三代的基因頻率與計算子二代、子三代的基因頻率與基因型頻率基因型頻率 ; 分析一下各代基因頻率與基因型頻分析一下各代基因頻率與基因型頻率相同嗎？率相同嗎？ 第6頁/共38頁第七頁，共38頁。 滿足五個假設(shè)條件的種群滿足五個假設(shè)條件的種群(zhn qn)是是理想的種群理想的種群(zhn qn),在自然條件下在自然條件下,這樣這樣的種群的種群(z

5、hn qn)是不存在的是不存在的.這也從反面說這也從反面說明了在自然界中明了在自然界中,種群種群(zhn qn)的基因頻率的基因頻率遲早要發(fā)生變化遲早要發(fā)生變化,也就是說種群也就是說種群(zhn qn)的的進化是必然的進化是必然的.（5 5）上述計算結(jié)果是在滿足五個假設(shè)條件的基礎(chǔ)）上述計算結(jié)果是在滿足五個假設(shè)條件的基礎(chǔ)(jch)(jch)上計算的，對自然界的種群來說，這五個條上計算的，對自然界的種群來說，這五個條件都能成立嗎？特別是如果第點假設(shè)（基因件都能成立嗎？特別是如果第點假設(shè)（基因A A和和a a都不產(chǎn)生突變都不產(chǎn)生突變, ,即沒有基因突變和染色體變異。）成即沒有基因突變和染色體變異。）

6、成立這與前面我們所學(xué)的基因突變的哪個特性相違背？立這與前面我們所學(xué)的基因突變的哪個特性相違背？與基因突變與基因突變(j yn t bin)的普遍的普遍性相違背。性相違背。第7頁/共38頁第八頁，共38頁。(6)、如果、如果(rgu)該種群出現(xiàn)新的突變型，該種群出現(xiàn)新的突變型，也就是產(chǎn)生新的等位基因（也就是產(chǎn)生新的等位基因（A2），種群），種群的基因頻率會變化嗎？基因的基因頻率會變化嗎？基因A2的頻率可的頻率可能會怎樣變化？能會怎樣變化？突變產(chǎn)生的新基因會使種群的基因頻率發(fā)生突變產(chǎn)生的新基因會使種群的基因頻率發(fā)生變化。變化?；蚧駻2A2的頻率是增加還是減少的頻率是增加還是減少(jinsho)

7、(jinsho)，要看這一突變對生物體是有益還是有害的，要看這一突變對生物體是有益還是有害的，這往往取決于生物生存的環(huán)境。這往往取決于生物生存的環(huán)境。第8頁/共38頁第九頁，共38頁。第9頁/共38頁第十頁，共38頁。第10頁/共38頁第十一頁，共38頁。下列關(guān)于基因庫的敘述正確的是下列關(guān)于基因庫的敘述正確的是 ( ) ( )A A一個種群中一個個體所含有的全部基因叫做這個一個種群中一個個體所含有的全部基因叫做這個(zh ge)(zh ge)種群的基因庫種群的基因庫B B一個種群中全部個體所含有的顯性基因叫做這個一個種群中全部個體所含有的顯性基因叫做這個(zh ge)(zh ge)種群的基因庫

8、種群的基因庫C C一個種群中全部個體所含有的全部基因叫做這個一個種群中全部個體所含有的全部基因叫做這個(zh ge)(zh ge)種群的基因庫種群的基因庫D D一個種群的基因庫會隨著種群中一代一代的死亡一個種群的基因庫會隨著種群中一代一代的死亡而消減和滅亡而消減和滅亡 C第11頁/共38頁第十二頁，共38頁。AAAA、AaAa、aaaa的個體分別的個體分別(fnbi)(fnbi)占占24%24%、72%72%、4%4%那那么么 A A、a a的基因頻率是多少？的基因頻率是多少？ （ ） A. 36% A. 36%和和64% B. 57%64% B. 57%和和43% 43% C. 24% C.

9、 24%和和72% D. 60%72% D. 60%和和40%40%DA=24% 72% = 60%第12頁/共38頁第十三頁，共38頁。( (二二) )突變突變(tbin)(tbin)和基因重組產(chǎn)生和基因重組產(chǎn)生進化的原材料進化的原材料第13頁/共38頁第十四頁，共38頁。 基因突變在自然界是普遍存在的，因此基因突變產(chǎn)基因突變在自然界是普遍存在的，因此基因突變產(chǎn)生新的等位基因生新的等位基因,這就可能使種群這就可能使種群(zhn qn)的基因頻的基因頻率發(fā)生變化率發(fā)生變化.什么什么(shn me)是突變？是突變？現(xiàn)代遺傳學(xué)研究表明，可遺傳的變異來源于基因突變、現(xiàn)代遺傳學(xué)研究表明，可遺傳的變異來

10、源于基因突變、基因重組和染色體變異。其中基因重組和染色體變異。其中(qzhng)基因突變和染色基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變。體變異統(tǒng)稱為突變。第14頁/共38頁第十五頁，共38頁。 普遍性普遍性: :隨機性隨機性: :低頻低頻(dpn)(dpn)性性: :有害性：有害性：不定向不定向(dn(dn xin xin) )性：性：A Aa1a1或或A Aa2a2基因突變的的特點基因突變的的特點(tdin)和意義分別是和意義分別是什么什么? 意義意義: :基因突變基因突變盡管是隨機的、不定向的，在盡管是隨機的、不定向的，在自然狀態(tài)下，突變頻率很低，但卻是普遍存在的，自然狀態(tài)下，突變頻率很低，但卻是普

11、遍存在的，它它是新基因產(chǎn)生的途徑；是生物變異的根本來源；是新基因產(chǎn)生的途徑；是生物變異的根本來源；是生物進化的原始材料。是生物進化的原始材料。第15頁/共38頁第十六頁，共38頁。 自然界中生物的自然突變頻率很低，而自然界中生物的自然突變頻率很低，而且且(r qi)一般對生物體是有害的。為什么一般對生物體是有害的。為什么還能夠改變種群中的基因頻率呢？還能夠改變種群中的基因頻率呢？種群是由許多個體(gt)組成的，每個個體(gt)的每一個細胞內(nèi)都有成千上萬個基因，這樣，每一代就會產(chǎn)生大量的突變。此外，突變的有害還是有利此外，突變的有害還是有利也不是絕對也不是絕對(judu)的，這的，這往往取決于生

12、物的生存環(huán)境。往往取決于生物的生存環(huán)境。第16頁/共38頁第十七頁，共38頁。1種群種群(zhn qn)中突變的特點：中突變的特點： 突變數(shù)很大、隨機、不定突變數(shù)很大、隨機、不定向向2種群種群(zhn qn)基因重組的結(jié)果：產(chǎn)生更多可遺傳變異、基因重組的結(jié)果：產(chǎn)生更多可遺傳變異、不定向不定向 例如：果蠅約有例如：果蠅約有104對基因，假定每個基因的突變率都是對基因，假定每個基因的突變率都是105，若有一個若有一個(y )中等數(shù)量的果蠅種群（約有中等數(shù)量的果蠅種群（約有108個個體），那么每一代個個體），那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢？出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢？ 2 104 105個體個體(gt

13、) 108種群種群=2 107結(jié)論：突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料結(jié)論：突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料第17頁/共38頁第十八頁，共38頁。(三三)自然選擇自然選擇(zrnxunz)決定生決定生物進化的方向物進化的方向第18頁/共38頁第十九頁，共38頁。（1 1）根據(jù)前面所學(xué)的知識）根據(jù)前面所學(xué)的知識(zh shi)(zh shi)你能做出假設(shè)你能做出假設(shè)嗎？嗎？探究活動探究活動 “ “探究自然選擇探究自然選擇(zrnxunz)(zrnxunz)對對種群基因頻率的影響種群基因頻率的影響”黑褐色樹干上的樺尺蠖黑褐色樹干上的樺尺蠖自然選擇可以使種群的基因頻率定向自然選擇可以使種群的基因頻率定向(

14、dn xin)改變改變第19頁/共38頁第二十頁，共38頁。(2)在這個(zh ge)探究實驗中根據(jù)上面的數(shù)據(jù)分析，變黑的環(huán)境對樺尺蠖產(chǎn)生了什么樣的影響？變黑的環(huán)境對樺尺蠖淺色個體的出生率有影響嗎？(3)(3)在自然選擇中，直接在自然選擇中，直接(zhji)(zhji)受選擇的是基因型還是表現(xiàn)型？受選擇的是基因型還是表現(xiàn)型？變黑的環(huán)境使控制淺色的變黑的環(huán)境使控制淺色的s基因基因(jyn)頻率減少，頻率減少，S基因基因(jyn)頻率增頻率增加加許多淺色個體可能在沒有交配、產(chǎn)卵前就已被天敵捕食許多淺色個體可能在沒有交配、產(chǎn)卵前就已被天敵捕食天敵看到的是天敵看到的是樺尺蠖得體色（表現(xiàn)型）而不是控制體

15、色樺尺蠖得體色（表現(xiàn)型）而不是控制體色的基因的基因第20頁/共38頁第二十一頁，共38頁。 自然選擇自然選擇(zrnxunz)使種群的基因頻率定向使種群的基因頻率定向改變并決定生物進化的方向改變并決定生物進化的方向樺尺蠖樺尺蠖(chhu)深色深色淺色淺色(qin s)棲息環(huán)境淺色棲息環(huán)境淺色（個體多）（個體多）（個體少）（個體少）棲息環(huán)境深色棲息環(huán)境深色s基因頻率降低基因頻率降低S基因頻率升高基因頻率升高淺色淺色深色深色s基因頻率又降低基因頻率又降低S基因頻率又升高基因頻率又升高s基因頻率基因頻率95%S基因頻率基因頻率95%第21頁/共38頁第二十二頁，共38頁。第22頁/共38頁第二十三頁

16、，共38頁。影響基因頻率影響基因頻率(pnl)的因素：的因素：突變、基因重組突變、基因重組(zhn z)和自然選擇和自然選擇生物進化的實質(zhì)生物進化的實質(zhì)(shzh)就是：就是：種群是生物進化的單位，也是生物（種群是生物進化的單位，也是生物（ ）的單位。）的單位。繁殖繁殖生物進化生物進化=種群基因頻率變化種群基因頻率變化種群基因頻率發(fā)生變化的過程。種群基因頻率發(fā)生變化的過程。小結(jié)：小結(jié)：第23頁/共38頁第二十四頁，共38頁。小結(jié)（自然選擇小結(jié)（自然選擇(zrnxunz)決定生物進化的方向）：決定生物進化的方向）： 種群中產(chǎn)生的變異是（種群中產(chǎn)生的變異是（ ）的，經(jīng)過）的，經(jīng)過長期的自然選擇，其

17、中不利變異被不斷淘汰，有長期的自然選擇，其中不利變異被不斷淘汰，有利變異逐漸（利變異逐漸（ ），從而使種群的基因頻率），從而使種群的基因頻率發(fā)生（發(fā)生（ ）改變）改變(gibin)，導(dǎo)致生物朝向，導(dǎo)致生物朝向一定方向進化?？梢?，生物進化的方向是由一定方向進化。可見，生物進化的方向是由（ ）決定的。）決定的。不定向不定向(dn xin)積累積累定向定向自然選擇自然選擇種群中產(chǎn)生的變異種群中產(chǎn)生的變異（ ）自然選擇方向自然選擇方向( )不定向不定向定向定向第24頁/共38頁第二十五頁，共38頁。曼徹斯特曼徹斯特(mn ch s t)地區(qū)的樺尺蠖，雖然基因頻率發(fā)地區(qū)的樺尺蠖，雖然基因頻率發(fā)生了很大變

18、化，但是并沒有形成新的物種。為什么說它們生了很大變化，但是并沒有形成新的物種。為什么說它們沒有形成新的物種？怎樣判斷兩個種群是否屬于一個物種？沒有形成新的物種？怎樣判斷兩個種群是否屬于一個物種？物種；能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的物種；能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物稱為一群生物稱為(chn wi)一個物種，簡稱一個物種，簡稱“種種”。不同物種之間一般是不能相互交配的，即使交配成功，不同物種之間一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育的后代，也不能產(chǎn)生可育的后代，這種現(xiàn)象叫生殖隔離。這種現(xiàn)象叫生殖隔離。第25頁/共38頁第二十六頁，共38頁。因為因為(y

19、n wi)(yn wi)馬與驢交配產(chǎn)生的后代騾馬與驢交配產(chǎn)生的后代騾沒有生殖能力沒有生殖能力馬和驢是不是一個馬和驢是不是一個(y (y )物種？物種？第26頁/共38頁第二十七頁，共38頁。在自然界，同一種生物由于地理上的障礙而形成在自然界，同一種生物由于地理上的障礙而形成(xngchng)不同的種群，使得種群間不能發(fā)生不同的種群，使得種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象，叫做地理隔離?；蚪涣鞯默F(xiàn)象，叫做地理隔離。隔離隔離(gl)地理地理(dl)隔離隔離生殖隔離生殖隔離隔離：不同種群間的個體，在自然條件下基因不能自由交流隔離：不同種群間的個體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象叫做隔離。的現(xiàn)象叫做隔

20、離。第27頁/共38頁第二十八頁，共38頁。東東北北虎虎華華南南虎虎隔離隔離(gl)在物種形成中的作用在物種形成中的作用 兩個兩個(lin )不同虎亞種不同虎亞種 （馬和驢雜交（馬和驢雜交(zjio)產(chǎn)騾）產(chǎn)騾）生殖隔離生殖隔離注：不同種群之間一旦產(chǎn)生注：不同種群之間一旦產(chǎn)生生殖隔離生殖隔離，就不會有基因，就不會有基因交流了。交流了。地理隔離地理隔離第28頁/共38頁第二十九頁，共38頁。地理地理(dl)隔離隔離突變突變(tbin)、基因重組、自基因重組、自然選擇然選擇生殖隔離生殖隔離新物種新物種(wzhng)物種的形成：物種的形成：加拉帕戈斯群島一的幾種地雀加拉帕戈斯群島一的幾種地雀南南 美

21、美 洲洲 地地 雀雀因地理隔離導(dǎo)致生殖隔離比較因地理隔離導(dǎo)致生殖隔離比較常見常見新物種形新物種形成的標(biāo)志：成的標(biāo)志：生殖隔離生殖隔離第29頁/共38頁第三十頁，共38頁?？偨Y(jié)：總結(jié)： 以（以（ ）為核心的現(xiàn)代生物進化理論，其）為核心的現(xiàn)代生物進化理論，其基本觀點是（基本觀點是（ ）是生物進化的基本單位，生物進化）是生物進化的基本單位，生物進化的實質(zhì)在于種群（的實質(zhì)在于種群（ ）的改變。）的改變。（ ）（）（ ）及（）及（ ）是物種形成過程的三個基本環(huán)節(jié)，通過它們的綜合作用，是物種形成過程的三個基本環(huán)節(jié)，通過它們的綜合作用，種群產(chǎn)生分化，最終導(dǎo)致新物種的形成。在這個過中，種群產(chǎn)生分化，最終導(dǎo)致新

22、物種的形成。在這個過中，（ ）產(chǎn)生生物進化的原材料，）產(chǎn)生生物進化的原材料，（ ）使種群的基因頻率定向）使種群的基因頻率定向(dn xin)改改變并決定生物進化的方向，（變并決定生物進化的方向，（ ）是新物種形成的必）是新物種形成的必要條件。要條件。自然選擇自然選擇(zrnxunz)學(xué)說學(xué)說種群種群(zhn qn)基因頻率基因頻率突變和基因重組突變和基因重組自然選擇自然選擇隔離隔離突變和基因重組突變和基因重組自然選擇自然選擇隔離隔離第30頁/共38頁第三十一頁，共38頁。1 1、突變、突變(tbin)(tbin)和基因重組產(chǎn)生進化的原材料和基因重組產(chǎn)生進化的原材料2 2、自然選擇決定、自然選擇

23、決定(judng)(judng)生物進化的方向生物進化的方向( (定向定向) )3 3、隔離隔離導(dǎo)致物種的形成導(dǎo)致物種的形成第31頁/共38頁第三十二頁，共38頁。1、馬（、馬（2N64）和驢（）和驢（2N62）雜交能產(chǎn)生后代稱）雜交能產(chǎn)生后代稱騾子，能夠正常發(fā)育，但不能生育騾子，能夠正常發(fā)育，但不能生育(shngy)，這種情，這種情況稱之為況稱之為 （ ） A、雜交育種、雜交育種 B、人工誘變、人工誘變 C、基因重組、基因重組 D、生殖隔離、生殖隔離2、產(chǎn)生上述情況的原因主要是、產(chǎn)生上述情況的原因主要是 （ ） A、染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化、染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化(binhu) B、馬和驢的遺傳物

24、質(zhì)有本質(zhì)區(qū)別、馬和驢的遺傳物質(zhì)有本質(zhì)區(qū)別 C、發(fā)生突變、發(fā)生突變 D、減數(shù)分裂過程中聯(lián)會紊亂、減數(shù)分裂過程中聯(lián)會紊亂DD練習(xí)練習(xí)(linx)第32頁/共38頁第三十三頁，共38頁。3、某工廠有男女職工各、某工廠有男女職工各200名，對他們進行調(diào)名，對他們進行調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因的攜帶者為查時發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因的攜帶者為15人，患人，患者者5人，男性患者人，男性患者11人，那么這個人，那么這個(zh ge)群體中群體中色盲基因的頻率是多少？色盲基因的頻率是多少？ 4、一種蛾中控制淺顏色的等位基因是隱性的，、一種蛾中控制淺顏色的等位基因是隱性的，控制深顏色的等位基因是顯性的。假設(shè)一個種控制深顏

25、色的等位基因是顯性的。假設(shè)一個種群中有群中有640只淺色的蛾和只淺色的蛾和360只深色的蛾，群體只深色的蛾，群體呈遺傳平衡，那么有多少只雜合子的蛾？呈遺傳平衡，那么有多少只雜合子的蛾？6%320練習(xí)練習(xí)(linx)第33頁/共38頁第三十四頁，共38頁。三三 共同進化與生物共同進化與生物(shngw)多樣性的形成多樣性的形成1、共同進化、共同進化 含義含義 不同物種間的共同進化不同物種間的共同進化 生物生物(shngw)與無機環(huán)境之間的相與無機環(huán)境之間的相互影響和共同演變互影響和共同演變2、生物、生物(shngw)多樣性的形成多樣性的形成 基因多樣性基因多樣性（1）生物）生物(shngw)多樣性的內(nèi)容多樣性的內(nèi)容 物種多樣物種多樣性性 生態(tài)系統(tǒng)多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性（2）生物）生物(shngw)多樣性形成的進化歷程多樣性形成的進化歷程生物生物(shngw)的進化歷程可概括為：從原核生的進化歷程可概括為：從原核生物物(shngw)到真核生物到真核生物(shngw)，從無性生殖到有性生殖，由簡單到復(fù)雜，由水生從無性生殖到有性生殖，由簡單到復(fù)雜，由水生到陸生，由