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第二節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容目前一頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)一、種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化目前二頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)探究活動(dòng)(一)情景:如果在灰色翅(基因型為aa)昆蟲(chóng)的群體中偶然出現(xiàn)一只綠色翅(Aa)的變異個(gè)體,且綠色比灰色更不容易被敵害發(fā)現(xiàn)。那么,昆蟲(chóng)的翅色將怎樣變化?
如果該綠色個(gè)體(Aa)能很好的生活下來(lái),它體內(nèi)的A基因怎樣才能遺傳給子代呢?如果Aa與其他個(gè)體交配生殖,后代還會(huì)是綠色的嗎?質(zhì)疑:該綠色個(gè)體一定能被選擇而留下來(lái)嗎?為什么?有利變異怎樣遺傳?目前三頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)出現(xiàn)有利變異個(gè)體(Aa)內(nèi)的有利基因(A)只有在群體中,通過(guò)有性生殖才能世代延續(xù),另外有利變異的個(gè)體也不一定能遺傳。XAAAa綠翅AA綠翅(3)P:Aa綠翅配子AaAF1:綠翅aa灰翅XAaAa綠翅AA綠翅(2)Aa配子AaAaAa綠翅P:F1:綠翅綠翅aa灰翅XAaAa綠翅(1)aa配子AaaP:F1:綠翅灰翅目前四頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)
研究生物的進(jìn)化僅僅研究個(gè)體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境適應(yīng)是不夠的,還必須研究群體的基因組成變化。(一)種群是生物進(jìn)化的基本單位這個(gè)群體就是種群!目前五頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)探究活動(dòng)(二)1.什么叫做種群?
生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體叫做種群.種群中的個(gè)體并不是機(jī)械地集合在一起,而是彼此可以交配,并通過(guò)繁殖將各自的基因傳給后代(基因交流)。目前六頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)探究活動(dòng)(二)2.閱讀114頁(yè)的第三自然段,探究并回答問(wèn)題。種群在繁衍過(guò)程中,個(gè)體有新老交替,基因卻代代相傳。這句話表明種群在進(jìn)化過(guò)程中處于什么地位?說(shuō)明在自然界中,種群是生物繁殖、進(jìn)化的基本單位。目前七頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)下列屬于種群的是()A一塊水田里的全部水稻、水草B一塊稻田里的全部幼蚜、有翅、無(wú)翅的成蚜C一塊朽木上的全部真菌D一個(gè)池塘中全部魚(yú)下列關(guān)于種群的說(shuō)法不正確的是()
A種群是生物進(jìn)化的基本單位B種群是生物繁殖的基本單位C中國(guó)大陸上所有老虎是一個(gè)種群D同一種群的個(gè)體可以自由交配BC目前八頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)
性狀是由基因控制的,因此研究生物的進(jìn)化必須研究種群的基因組成和變化。如何分析種群的基因組成和變化?由此人們提出基因庫(kù)和基因頻率的概念。目前九頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)探究活動(dòng)(三)1.什么是種群的基因庫(kù)?一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因叫這個(gè)種群的基因庫(kù)。目前十頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)下列關(guān)于基因庫(kù)的敘述正確的是()A一個(gè)種群中一個(gè)個(gè)體所含有的全部基因叫做這個(gè)種群的基因庫(kù)B一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的顯性基因叫做這個(gè)種群的基因庫(kù)C一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因叫做這個(gè)種群的基因庫(kù)D一個(gè)種群的基因庫(kù)會(huì)隨著種群中一代一代的死亡而消減和滅亡
C目前十一頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)2.什么是種群的基因頻率?在一個(gè)種群基因庫(kù)中,某基因占全部等位基因的比率叫做基因頻率。目前十二頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)基因頻率的計(jì)算
某昆蟲(chóng)種群中,綠色翅的基因?yàn)锳,褐色翅的基因?yàn)閍,調(diào)查發(fā)現(xiàn)AA、Aa、aa的個(gè)體分別占30、60、10,那么A、a的基因頻率是多少?________________________A=30×2+60
200=60%200a=10×2+60
________________________=40%該基因總數(shù)=純合子個(gè)體數(shù)X2+雜合子個(gè)體數(shù)種群中該對(duì)等位基因的總數(shù)=個(gè)體總數(shù)X2(1)已知基因型個(gè)體數(shù)計(jì)算基因頻率
該基因總數(shù)種群中該對(duì)等位基因的總數(shù)某基因頻率=×100%目前十三頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)某種群中AA、Aa、aa的個(gè)體分別占24%、72%、4%那么A、a的基因頻率是多少?()
A.36%和64%B.57%和43%C.24%和72%D.60%和40%D某種基因的基因頻率=該基因的純合子頻率+1/2雜合子頻率(2)已知基因型頻率計(jì)算基因頻率A=24%+1/2X72%=60%目前十四頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)(3)X染色體上基因的基因頻率的計(jì)算Xb的基因頻率=XbXB+Xb×100%注意:對(duì)伴X染色體遺傳,在Y染色體上往往沒(méi)有該基因或其等位基因,所以在計(jì)算基因總數(shù)時(shí)應(yīng)
只考慮X染色體上的基因總數(shù)。目前十五頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)
用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的改變假設(shè)討論題中的種群滿(mǎn)足以下五個(gè)條件:①昆蟲(chóng)種群非常大,②沒(méi)有遷入與遷出,③所有的雌雄個(gè)體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代,④AA、Aa、aa三種基因型昆蟲(chóng)的生存能力完全相同(也就是說(shuō)自然選擇對(duì)A、a控制的翅型性狀沒(méi)有作用)⑤A和a都不產(chǎn)生突變探究活動(dòng)(四)目前十六頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)在有性生殖過(guò)程中,如果符合上述的理想條件,那么(1)該種群產(chǎn)生的A配子和a配子的比率各是多少?(2)子代基因型的頻率各是多少?
卵細(xì)胞精子36%24%16%AAAaAa24%aa子一代基因型頻率A60%a40%A60%a40%目前十七頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)30%30%30%10%36%48%60%40%16%親代基因型的頻率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A()A()a()a()子代基因型的頻率AA()Aa()aa()子代種群的基因頻率A()a()(3)子一代種群的基因頻率是多少?目前十八頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)親代子一代子二代子三代基因型頻率AA30%Aa60%aa10%基因頻率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%40%60%40%36%48%16%(4)計(jì)算子二代、子三代的基因型頻率與基因頻率;分析一下各代基因頻率與基因型頻率相同嗎?
目前十九頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)由此可見(jiàn),如果滿(mǎn)足上述五個(gè)條件,則親代和子代每一種基因的頻率都不會(huì)改變,到下一代也是如此,也就是說(shuō)基因頻率可以代代保持穩(wěn)定不變。即:在一個(gè)極大的隨機(jī)交配的種群中,在沒(méi)有遷移、選擇和突變的條件下,種群的基因頻率和基因型頻率可以世代相傳,不發(fā)生變化,保持平衡。目前二十頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)遺傳平衡定律即哈代——溫伯格定律
遺傳平衡定律是由英國(guó)數(shù)學(xué)家哈代和德國(guó)醫(yī)生溫伯格分別獨(dú)立證明的,這一定律又稱(chēng)哈代——溫伯格定律。它是指在一個(gè)極大的隨機(jī)交配的種群中,在沒(méi)有突變、選擇和遷移的條件下,種群的基因頻率和基因型頻率可以世代相傳不發(fā)生變化,保持平衡。若一個(gè)理想種群中一對(duì)等位基因?yàn)锳和a,設(shè)A的基因頻率=p,a的基因頻率=q,則(p+q)=A%+a%=1;(p+q)2=p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=1。AA的基因型頻率=p2;aa的基因型頻率=q2;Aa的基因型頻率=
2pq目前二十一頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)例、某人群中每10000人中有一白化病患者(aa),問(wèn)該人群中帶有a基因的雜合體概率是多少?解析:已知基因型aa的頻率為1/10000,則基因a的頻率q=基因A的頻率p=1-0.01=0.99,=0.01則基因型Aa的頻率為2pq=2×0.99×0.01=0.0198[答案]0.0198目前二十二頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)(5)上述計(jì)算結(jié)果是在滿(mǎn)足五個(gè)假設(shè)條件的基礎(chǔ)上計(jì)算的,對(duì)自然界的種群來(lái)說(shuō),這五個(gè)條件都能成立嗎?生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì):種群基因頻率的改變滿(mǎn)足這五個(gè)假設(shè)條件的種群是理想的種群,在自然條件下,這樣的種群是不存在的.即使前4個(gè)條件可以滿(mǎn)足,但基因突變和染色體變異總會(huì)發(fā)生的。這也從反面說(shuō)明了在自然界中,種群的基因頻率遲早要發(fā)生變化,也就是說(shuō)種群的進(jìn)化是必然的.目前二十三頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)(6)如果該種群出現(xiàn)新的突變型,也就是產(chǎn)生新的等位基因(A2),種群的基因頻率會(huì)變化嗎?基因A2的頻率可能會(huì)怎樣變化?突變產(chǎn)生的新基因會(huì)使種群的基因頻率發(fā)生變化?;駻2的頻率是增加還是減少,要看這一突變對(duì)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。目前二十四頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)
①普遍性:②隨機(jī)性:③稀有性(低頻率)
:④多害少利性:⑤不定向性:A=a1或A=a2基因突變的的特點(diǎn)和意義分別是什么?基因突變盡管是隨機(jī)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,意義:它是新基因產(chǎn)生的途徑;是生物變異的根本來(lái)源;是生物進(jìn)化的原始材料。目前二十五頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)(二)突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料
基因突變?cè)谧匀唤缡瞧毡榇嬖诘?,基因突變產(chǎn)生新的等位基因,這就可能使種群的基因頻率發(fā)生變化.什么是突變?現(xiàn)代遺傳學(xué)研究表明,可遺傳的變異來(lái)源于基因突變、基因重組和染色體變異。其中基因突變和染色體變異統(tǒng)稱(chēng)為突變。目前二十六頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)基因突變?nèi)旧w變異基因重組突變可遺傳的變異—種群基因頻率改變的因素目前二十七頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)
自然界中生物的自然突變頻率很低,而且一般對(duì)生物體是有害的?;蛲蛔?yōu)槭裁催€能夠改變種群中的基因頻率,作為生物進(jìn)化的原材料呢?
種群是由許多個(gè)體組成的,每個(gè)個(gè)體的每一個(gè)細(xì)胞內(nèi)都有成千上萬(wàn)個(gè)基因,這樣,每一代就會(huì)產(chǎn)生大量的突變。此外,突變的有害還是有利也不是絕對(duì)的,這往往取決于生物的生存環(huán)境。目前二十八頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)
例如:一個(gè)果蠅約有104對(duì)基因,假定每個(gè)基因的突變率都是10-5,若有一個(gè)中等數(shù)量的果蠅種群(約有108個(gè)個(gè)體),那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢?
2×104×10-5個(gè)體×108種群=2×1071.種群中突變的特點(diǎn):突變數(shù)很大、隨機(jī)、不定向2.種群基因重組的結(jié)果:產(chǎn)生更多可遺傳變異、不定向由于突變和基因重組都是隨機(jī)的、不定向的,因此,突變和基因重組只是提供了生物進(jìn)化的原材料,不能決定生物進(jìn)化的方向目前二十九頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)(1)根據(jù)前面所學(xué)的你能做出假設(shè)嗎?探究活動(dòng)(五)“探究自然選擇對(duì)種群基因頻率的影響”長(zhǎng)滿(mǎn)地衣的樹(shù)干上的樺尺蠖
黑褐色樹(shù)干上的樺尺蠖
自然選擇可以使種群的基因頻率定向改變目前三十頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)(2)現(xiàn)在我們用數(shù)學(xué)方法來(lái)討論一下樺尺蠖基因頻率變化的原因。1870年樺尺蠖的基因型頻率為SS10%;Ss20%;ss70%,在樹(shù)干變黑這一環(huán)境條件下假如樹(shù)干變黑不利于淺色樺尺蠖的生存,使得種群中淺色個(gè)體每年減少10%,黑色個(gè)體每年增加10%,以后的幾年內(nèi),樺尺蠖種群每年的基因型頻率與基因頻率是多少呢?第1年第2年第3年第4年
……基因型頻率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因頻率S20%23%s80%77%70.7%29.2%14.7%56.1%29.3%26%60.9%26.1%73.9%13.1%升高降低自然選擇可以使種群的基因頻率定向改變目前三十一頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)(3)變黑的環(huán)境對(duì)樺尺蠖淺色個(gè)體(ss)的出生率有影響嗎?(4)在自然選擇中,直接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s基因頻率減少,S基因頻率增加因?yàn)樵S多淺色個(gè)體可能在沒(méi)有交配、產(chǎn)卵前就已被天敵捕食因?yàn)樘鞌晨吹降氖菢宄唧兜捏w色(表現(xiàn)型)而不是控制體色的基因結(jié)論:自然選擇決定生物進(jìn)化的方向有影響。表現(xiàn)型。自然選擇可以使種群的基因頻率定向改變目前三十二頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)(三)自然選擇決定生物進(jìn)化的方向突變和基因重組為生物進(jìn)化提供了原材料,自然選擇可以使種群基因頻率發(fā)生定向改變,導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。原因:淘汰不利變異基因,積累有利變異基因結(jié)果:使基因頻率定向改變除自然選擇外,遺傳漂變和遷移也是造成種群基因頻率發(fā)生變化的重要原因。目前三十三頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì):
是生物進(jìn)化的基本單位
產(chǎn)生進(jìn)化的原材料
決定生物進(jìn)化的方向種群突變和基因重組自然選擇種群基因頻率的改變目前三十四頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)6.某島嶼上存在著尺蛾的兩個(gè)變種,該地區(qū)原為森林,后建設(shè)成工業(yè)區(qū)。下表為該地區(qū)不同時(shí)期的兩個(gè)變種尺蛾的數(shù)量比。這些變產(chǎn)生的原因是
()
A.灰尺蛾遷離,黑尺蛾遷入B.工業(yè)煤煙使灰尺蛾變成黑尺蛾C.自然選擇作用D.人工選擇的作用7.用現(xiàn)代生物進(jìn)化理論分析解釋狼的進(jìn)化過(guò)程。(1)狼群中存在不同類(lèi)型的個(gè)體,如有跑得快的,有跑得慢的。它說(shuō)明生物具有______的特性,而這種特性是生物進(jìn)化的
。(2)隨著環(huán)境的改變,食物稀少,跑得快、兇猛的狼才能獲得食物生存下去。這樣,食物、環(huán)境對(duì)狼起了______作用,而這種作用是______,它決定著生物進(jìn)化的______。森林時(shí)期工業(yè)時(shí)期灰蛾黑蛾灰蛾黑蛾99%1%1%99%C變異原材料選擇方向定向的目前三十五頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)二、隔離與物種的形成目前三十六頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)
曼徹斯特地區(qū)的樺尺蠖,雖然基因頻率發(fā)生了很大變化,但并沒(méi)有形成新物種。怎樣判斷兩個(gè)種群是否屬同一物種呢?英19世紀(jì)曼徹斯特英20世紀(jì)曼徹斯特S(黑色)基因頻率:樺尺蠖樺尺蠖5%以下95%以上
S(淺色)基因頻率:95%以上5%以下目前三十七頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)
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(chēng)為一個(gè)物種,簡(jiǎn)稱(chēng)“種”。
是不是所有不同種的生物之間都不能交配呢?物種的概念目前三十八頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)驢馬騾子(不可育)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,這種現(xiàn)象叫做生殖隔離。生殖隔離:目前三十九頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)虎虎獅獸獅(不可育)目前四十頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)在自然界,是不是同一物種的個(gè)體都生活在一起呢?
不是。由于高山、河流、沙漠或其他地理上的障礙,每一個(gè)物種總是被分成一個(gè)一個(gè)或大或小的群體,這些群體就是不同的種群。目前四十一頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)2、兩個(gè)池塘的魚(yú)能夠發(fā)生基因交流嗎?為什么? 1、兩個(gè)池塘的魚(yú)(鯉魚(yú))都是一個(gè)物種,它們是屬于一個(gè)種群還是兩個(gè)種群?3、如果把它們放到一個(gè)池塘里飼養(yǎng),它們能不能發(fā)生基因交流?為什么?目前四十二頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)東北虎華南虎同一種生物由于地理上的障礙而分成不同的種群,使得種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象。地理隔離:
東北虎(左)和華南虎(右)都是亞洲虎的后代,由于長(zhǎng)期地理隔離而沒(méi)有相互交配,沒(méi)有基因交流,形態(tài)和習(xí)性有了顯著差異,若再次相遇仍能交配和繁育后代,這樣的不同種群稱(chēng)為同一物種的兩個(gè)亞種。目前四十三頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)隔離生殖隔離地理隔離隔離:不同種群間的個(gè)體,在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。目前四十四頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)兩種顏色的樺尺蠖是不是一個(gè)物種?英19世紀(jì)曼徹斯特英20世紀(jì)曼徹斯特樺尺蠖樺尺蠖
是。自然選擇使曼徹斯特地區(qū)的樺尺蠖種群中的黑色突變類(lèi)型迅速發(fā)展,但是這個(gè)種群至今沒(méi)有形成新物種,就是因?yàn)樗鼈內(nèi)匀簧钤谝黄?,通過(guò)交配進(jìn)行基因交流,并沒(méi)有形成生殖隔離。目前四十五頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)隔離在物種形成中的作用
在一個(gè)山谷中,生活著一個(gè)鼠種群。雌鼠和雄鼠之間可以自由交配,繁衍后代。后來(lái)山洪爆發(fā),在山谷中形成了一條洶涌的大河。將整個(gè)鼠種群分成了兩個(gè)部分,一半在河這邊,一半在那邊。就這樣過(guò)了幾千年。后來(lái),河流干涸了,兩個(gè)鼠種群又會(huì)合在一起。它們發(fā)現(xiàn)彼此大不相同,還能算是同一個(gè)物種嗎?目前四十六頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)
22歲那年,達(dá)爾文以博物學(xué)者的身份登上“貝格爾”號(hào)遠(yuǎn)航考察船,隨船進(jìn)行為期五年的環(huán)球科學(xué)考察。目前四十七頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)加拉帕戈斯群島上的地雀目前四十八頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)1.設(shè)想南美洲大陸的一種地雀來(lái)到加拉帕戈斯群島后,先在兩個(gè)島嶼上形成兩個(gè)初始種群。這兩個(gè)種群的個(gè)體數(shù)量都不多。它們的基因頻率一樣嗎?
不一定。由于這兩個(gè)種群的個(gè)體數(shù)量都不夠多,基因頻率可能是不一樣的。目前四十九頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)2.不同島嶼上的地雀種群,產(chǎn)生突變的情況一樣嗎?不一樣。因?yàn)橥蛔兪请S機(jī)發(fā)生的。目前五十頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)3.對(duì)不同島嶼上的地雀種群來(lái)說(shuō),環(huán)境的作用有沒(méi)有差別?這對(duì)種群基因頻率的變化會(huì)產(chǎn)生什么影響?不同島嶼的地形和植被條件不一樣,因此環(huán)境的作用會(huì)有差別,導(dǎo)致種群基因頻率朝不同的方向改變。目前五十一頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)4.如果這片海域只有一個(gè)小島,還會(huì)形成這么多種地雀嗎?不會(huì)。因?yàn)閭€(gè)體間有基因的交流。目前五十二頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)加拉帕戈斯群島不同種地雀形成原始地雀分布于不同島嶼上(地理隔離)各地雀種群有可能出現(xiàn)不同突變和基因重組各島嶼環(huán)境不同,自然選擇導(dǎo)致所留下的基因不同長(zhǎng)此以往,不同種群基因庫(kù)形成明顯差異最終產(chǎn)生生殖隔離物種形成它們各自種群的基因頻率就會(huì)發(fā)生不同的變化目前五十三頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)小結(jié):物種形成的一般過(guò)程種群地理隔離小種群自然選擇生殖隔離新物種發(fā)生改變基因頻率(突變和基因重組)
物種形成的標(biāo)志由此得出:隔離是物種形成的必要條件生物進(jìn)化與物種形成的關(guān)系目前五十四頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)地理隔離是形成物種的量變階段生殖隔離是形成物種的質(zhì)變階段隔離是物種形成的必要條件
物種的形成都需要地理隔離嗎?思考:提示:二倍體西瓜和四倍體西瓜是不是同一物種?不同物種間都存在著生殖隔離,物種的形成必須經(jīng)過(guò)生殖隔離,但不一定要經(jīng)過(guò)地理隔離。隔離是新物種形成的必要條件目前五十五頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)物種形成的意義
物種形成本身表示生物類(lèi)型的增加。同時(shí),它也意味著生物能夠以新的方式利用環(huán)境條件,從而為生物的進(jìn)一步發(fā)展開(kāi)辟新的前景。目前五十六頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)三、共同進(jìn)化與生物多樣性的形成目前五十七頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)在自然界,一種植物專(zhuān)門(mén)由一種昆蟲(chóng)傳粉的情形很常見(jiàn),昆蟲(chóng)傳粉的專(zhuān)門(mén)化對(duì)植物繁衍后代有什么意義?1.共同進(jìn)化目前五十八頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)資料:動(dòng)物學(xué)家對(duì)生活在非洲大草原奧蘭治河兩岸的羚羊進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn),東岸的羚羊群的奔跑速度比西岸的羚羊每分鐘竟快13米。為何差距如此之大?
經(jīng)過(guò)觀察和科學(xué)實(shí)驗(yàn),動(dòng)物學(xué)家終于明白,東岸的羚羊之所以強(qiáng)健,是因?yàn)樗鼈兏浇幸粋€(gè)狼群,生存時(shí)時(shí)處于危險(xiǎn)之中。目前五十九頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)捕食目前六十頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)捕食者的存在是否對(duì)被捕食者有害無(wú)益?捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的個(gè)體,客觀上起到促進(jìn)種群發(fā)展的作用?!熬鞯牟妒痴摺辈呗裕翰妒痴咭话悴荒軐⑺械墨C物吃掉,否則自己也無(wú)法生存。“收割理論”:
捕食者往往捕食個(gè)體數(shù)量多的物種,這樣就會(huì)避免出現(xiàn)一種或幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的局面,為其他物種的形成騰出空間。捕食者的存在有利于增加物種的多樣性。目前六十一頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)共同進(jìn)化的含義1:不同物種間的共同進(jìn)化根瘤菌:與豆科植物共生,形成根瘤并固定空氣中的氮?dú)夤┲参餇I(yíng)養(yǎng)的一類(lèi)桿狀細(xì)菌。
目前六十二頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)地球形成時(shí)原始大氣中是沒(méi)有氧氣的,但是隨著光合細(xì)菌的出現(xiàn),使得大氣中有了氧氣共同進(jìn)化的含義2:
生物和無(wú)機(jī)環(huán)境間也存在共同進(jìn)化目前六十三頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)生物進(jìn)化與無(wú)機(jī)環(huán)境變化的關(guān)系生物的新陳代謝類(lèi)型由原始異養(yǎng)厭氧→自養(yǎng)厭氧→自養(yǎng)需氧。生物進(jìn)化歷程示意圖目前六十四頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)
不同物種之間,生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展,這就是共同進(jìn)化。通過(guò)漫長(zhǎng)的共同進(jìn)化過(guò)程,地球上不僅出現(xiàn)了千姿百態(tài)的物種,而且形成了多種多樣的生態(tài)系統(tǒng),也就是形成了生物的多樣性.綜上所述:目前六十五頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)生物多樣性的形成物種多樣性基因多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性生物多樣性
地球上所有的植物、動(dòng)物和微生物,它們所擁有的全部基因以及各種各樣的生態(tài)系統(tǒng),共同構(gòu)成了生物多樣性。目前六十六頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)簡(jiǎn)單→復(fù)雜低等→高等原核細(xì)胞→真核細(xì)胞單細(xì)胞→多細(xì)胞無(wú)性生殖→有性生殖原始異養(yǎng)厭氧→自養(yǎng)厭氧→自養(yǎng)需氧水生→水陸兩棲→陸生生物多樣性的形成生物多樣性的形成是共同進(jìn)化的結(jié)果(原因)目前六十七頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)生物進(jìn)化理論在發(fā)展生物的進(jìn)化如此復(fù)雜,現(xiàn)有的進(jìn)化理論所不能解釋的問(wèn)題比已經(jīng)解釋的問(wèn)題還要多。在這些學(xué)說(shuō)中,以自然選擇為核心的進(jìn)化理論比其他學(xué)說(shuō)的影響要廣泛而深遠(yuǎn),它仍然是以后各個(gè)方面研究的一個(gè)基礎(chǔ)。進(jìn)化理論同其他科學(xué)理論一樣,它不會(huì)停滯不前,它還在發(fā)展。目前六十八頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)總結(jié)●種群是生物進(jìn)化的基本單位●突變和基因重組、自然選擇及隔離是物種形成過(guò)程的三個(gè)基本環(huán)節(jié)(突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料,自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進(jìn)化的方向,隔離是新物種形成的必要條件)?!裆镞M(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于種群基因頻率的改變。以自然選擇學(xué)說(shuō)為核心的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的基本觀點(diǎn)是:目前六十九頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)目前七十頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)隔離是形成新物種的,常見(jiàn)的隔離類(lèi)型有隔離和隔離,通常經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的隔離常可達(dá)到隔離。不同的地雀種群之間,一旦發(fā)生了隔離,就不會(huì)有交流了。必要條件地理生殖地理生殖生殖基因目前七十一頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)2、生物多樣性的形成(1)生物多樣性的內(nèi)容:物種多樣性基因多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性目前七十二頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)化石——埋藏在地層中的古代生物的遺體、遺跡和遺物,石化后形成的。是研究生物進(jìn)化最直接的證據(jù)(2)生物多樣性的形成的進(jìn)化歷程目前七十三頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)最早的生物化石--古細(xì)菌(距今35億年)最早出現(xiàn)的生物是哪一類(lèi)生物?它們生活在什么環(huán)境中?厭氧的單細(xì)胞生物,它們生活在海洋中。目前七十四頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)13億年前真核生物的紅藻化石
34億年前的古細(xì)胞化石
前寒武紀(jì)地層中的水母化石前寒武紀(jì)生物
寒武紀(jì)之前(前寒武紀(jì)),地球上的生命都是非常低級(jí)的,主要是一些單細(xì)胞生物、環(huán)節(jié)動(dòng)物、節(jié)肢動(dòng)物等。目前七十五頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)多細(xì)胞生物大約是什么時(shí)期出現(xiàn)的?它們生活在什么環(huán)境?
大約是在寒武紀(jì),生活在海洋中。目前七十六頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)
早古生代生物
(寒武紀(jì))進(jìn)入早古生代,一些大型的古生物相繼出現(xiàn),如三葉蟲(chóng)、鸚鵡螺等。出現(xiàn)了生命演化史上的第一次繁榮景象。在中國(guó)云南澄江發(fā)現(xiàn)的寒武紀(jì)古生物是最有代表性的寒武紀(jì)生物群.目前七十七頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)目前七十八頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)最早登陸的生物是植物還是動(dòng)物?為什么?
植物,否則動(dòng)物登陸后就會(huì)餓死。一些海洋植物開(kāi)始適應(yīng)陸地生活,主要是蕨類(lèi)植物。目前七十九頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)中生代生物
中生代三疊紀(jì)生物復(fù)蘇,開(kāi)始出現(xiàn)水生爬行動(dòng)物,如魚(yú)龍、蛇頸龍等;侏羅紀(jì)是恐龍的天下,發(fā)現(xiàn)始祖鳥(niǎo)、中華龍鳥(niǎo)等,昆蟲(chóng)類(lèi)也開(kāi)始繁盛;白堊紀(jì)末期也是生物的滅絕時(shí)期,但開(kāi)始出現(xiàn)被子植物
目前八十頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)中生代陸地和海洋中的情況目前八十一頁(yè)\總數(shù)九十頁(yè)\編于十六點(diǎn)始祖鳥(niǎo)目前
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