高中生物人教精品課件系列必修2第7章第2節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容

1、7.2現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容,達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說之指出： 自然選擇直接作用的是生物的個體， 而且是個體的表現(xiàn)型,但是個體會死亡，其表現(xiàn)型也會消失， 而決定性狀的基因會代代相傳。,所以研究生物進(jìn)化，必須研究群體而不是個體.,情景：如果在灰色翅(aa)昆蟲的群體中偶然出現(xiàn)一只綠色翅(Aa)的變異個體，且綠色比灰色更不容易被敵害發(fā)現(xiàn)（綠色有利變異）,討論： 1.根據(jù)達(dá)爾文“適者生存”的觀點(diǎn)，該綠色個體一定能被選擇下來嗎？為什么？ 2.如果該綠色個體能很好的生活下來，它體內(nèi)的A基因怎樣才能傳遞給后代呢？ 3.如果Aa變異個體與其他個體（aa）交配繁殖，后代都會是綠色的嗎？,個體的有利變異基因只有

2、在群體中，通過有性繁殖才能世代相傳。有利變異個體（Aa）的有性繁殖的后代，還會出現(xiàn)aa的個體。因此，研究生物的進(jìn)化，僅僅研究個體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境相適應(yīng)是不夠的，還需要研究群體的基因組成的變化。,實(shí)例分析： （1）一個池塘中的全部鯉魚；（2）一片草地上的全部蒲公英;（3）一片草地上的全部植物；（4）一個池塘中的全部魚;,1.種群：指生活在一定地域的同種生物的全部個體的總和。,特點(diǎn)：彼此可以交配實(shí)現(xiàn)基因交流。,（一）種群是生物進(jìn)化的基本單位,2.種群基因庫：,一個種群全部個體所含有的全部基因。,3基因頻率：,在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比率，叫做基因頻率。,1）基因頻率=,該基

3、因的數(shù)量,該對等位基因的總數(shù),100 %,該對等位基因的總數(shù),某昆蟲種群中，綠色翅的基因?yàn)锳, 褐色翅的基因?yàn)閍，抽取100個個體，測得AA、Aa、aa的個體分別為30、60、10、那么A、a的基因頻率各是多少？,析：基因在體內(nèi)是成對存在的，每個個體含有兩個基因，, A基因存在于AA，Aa個體中。,同理，a的個數(shù) = 2aa + Aa = 2*10 + 60 = 80, A的頻率=60% a的頻率=40%,基因頻率=,該基因的數(shù)量,某基因的個數(shù)=純合子個體數(shù) X 2雜合子個體數(shù),種群中該對等位基因的總數(shù)=個體總數(shù) X 2=100 X2=200,100 %, A的個數(shù) = 2AA + Aa =

4、2*30 + 60 = 120,基因型頻率=,2）基因型頻率：,抽取100個個體，測得AA、Aa、aa的個體分別為30、60、10個，那么AA、Aa、aa的基因型頻率？,AA的頻率 = 30/100 =30%,Aa的頻率 = 60/100 =60%,aa的頻率 = 10/100 =10%,某基因型個體數(shù),種群個體總數(shù),100 %,1）基因頻率=,該基因的數(shù)量,該對等位基因的總數(shù),3）基因頻率= 該基因純合體頻率 + 1/2雜合子頻率,2)基因型頻率=,某基因型個體數(shù),種群個體總數(shù),A的頻率 = AA的頻率 + 1/2Aa的頻率,a的頻率 = aa的頻率 + 1/2Aa的頻率,100 %,100

5、 %,用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化,思考與討論,這一種群繁殖若干代后，其基因頻率會不會發(fā)生變化呢？,問題：,探討：,理想條件下：,種群非常大 所有的雌雄個體間都能自由交配并產(chǎn)生后代 沒有遷入和遷出 沒有自然選擇 基因都不產(chǎn)生突變,(3)子代種群的基因頻率各是多少?,在有性生殖過程中，如果符合以上的理想條件，,(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?,30%,30%,30%,10%,36%,48%,60%,40%,16%,36%,48%,16%,60%,40%,36%,16%,48%,60%,60%,40%,40%,36%,48%,16%,從子代的基

6、因型頻率和基因頻率的計算結(jié)果中，發(fā)現(xiàn)了什么現(xiàn)象？,親代與子代的基因頻率與基因型頻率,種群的基因頻率保持不變,用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化 遺傳平衡定律 遺傳平衡定律是由英國數(shù)學(xué)家哈代和德國醫(yī)生溫伯格分別于1908年和1909年獨(dú)立證明的，這一定律又稱哈代溫伯格定律，它是指在一個極大的隨機(jī)交配的種群中，在沒有突變、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。,若種群中一等位基因?yàn)锳和a， 設(shè)A的基因頻率=p，a的基因頻率=q 因?yàn)?pq)=A%+a%=1， 則（p+q)2=p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=1 AA的基因型頻率=p2； Aa的基因型頻

7、率=2pq ； aa的基因型頻率=q2 。,遺傳平衡定律,自然條件下：,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,種群的基因頻率會變化嗎？基因A2的頻率可能會怎樣變化？,會。 基因A2的頻率是增加還是減少,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。,A%+a%=1,A% +a% + A2 % =1,在自然界中，由于存在突變、基因重組、自然選擇等因素，種群的基因頻率總是在不斷變化著,生物也就在不斷向前進(jìn)化。,4.生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)：種群基因頻率的改變,種群基因頻率在什么條件下不會改變？,理想條件下,基因突變的的特點(diǎn)和意義分別是什么?,普遍存在,隨機(jī)發(fā)生 不定向的

8、,頻率很低 多害少利,特點(diǎn)：,意義： 是新基因產(chǎn)生的途徑； 是生物變異根本來源； 是生物進(jìn)化的原始材料。,基因突變,染色體變異,基因重組,突變,可遺傳的變異,產(chǎn)生新的等位基因，這就可能使種群的基因頻率改變。,（二）突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料,突變指基因突變和染色體變異。,可遺傳的變異來源于突變和基因重組！,（二）突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料,2、突變的有害和有利并不是絕對的,它取決于生物的生存環(huán)境。,3、突變和基因重組只產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料,不能決定生物進(jìn)化的方向。,1.種群是由許多個體組成的，每個個體的每一個細(xì)胞內(nèi) 都有成千上萬個基因，每一代就會產(chǎn)生大量的突變,自然選擇對種群基因頻率的

9、影響,探究,19世紀(jì),樺尺蠖種群中黑色基因(S)頻率為5%,淺灰色基因(s)頻率為95%,20世紀(jì),樺尺蠖種群中黑色基因(S)頻率為95%,淺灰色基因(s)頻率為5%,用現(xiàn)代生物進(jìn)化理論分析英國工業(yè)區(qū)樺尺蠖體色的進(jìn)化。,(1)在19世紀(jì)中葉以前，淺色的樺尺蠖在長滿地衣的樹干上不易發(fā)現(xiàn)，因此容易生存繁殖，因而種群中S（黑色）基因頻率低。 (2)隨著環(huán)境的改變（煤煙污染），淺色個體容易被發(fā)現(xiàn)，而黑色個體則容易生存。這樣，在通過有性生殖產(chǎn)生的后代中，淺色個體數(shù)逐漸減少，s基因頻率也隨之降低；而黑色個體數(shù)數(shù)逐漸增加，S基因頻率也隨之增加。經(jīng)過多代以后，黑色個體就成了常見的類型，S基因頻率也達(dá)到95%以

10、上。,表達(dá),在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會發(fā)生定向改變,導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。,（三）自然選擇決定生物進(jìn)化的方向,種群中產(chǎn)生的變異是不定向的，而選擇是定向的。自然選擇淘汰不利變異基因、積累有利變異基因，使基因頻率定向改變。,拓展閱讀,除了自然選擇以外，還有一些因素也會影響基因頻率的變化。 例如，在一個種群中，某種基因的頻率為2，如果這個種群有50萬個個體，含這種基因的個體就有1萬個。如果這個種群只有50個個體，那么就只有1個個體具有這種基因。在這種情況下，可能會由于這個個體偶然死亡或沒有交配，而使這種基因在種群中消失。這種現(xiàn)象叫做遺傳漂變。一般種群越小，遺傳漂變越顯著。,拓展閱

11、讀,又如，在一個種群中，如果含有A基因的個體比含有a基因的個體更多地遷移到另一個地區(qū)，那么，這個種群中A基因和a基因的頻率就會發(fā)生相應(yīng)的變化。 可見，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。,1. AA、Aa、aa的個體分別占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,2已知人眼的褐色(A)對藍(lán)色(a)是顯性。在一個有30000人的人群中，藍(lán)眼的人3600人;褐眼的有26400人，其中純合體有12000人。那么，在這一個人群中A和a的基因頻率分別為 ( ) A 0.64和0.

12、36 B 0.36和0.64 C 0.50和0.50 D 0.82和0.18,A,動動腦？,3、抽樣調(diào)查某地100位女性和100位男性發(fā)現(xiàn)：女性中有5位色盲患者和20位攜帶者，男性中有15位色盲患者，則該地色盲基因的頻率約是多少？,7.2 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容第2課時,二 隔離與物種的形成,什么是物種？ 什么是隔離？什么是生殖隔離與地理隔離？,（一）物種,概念：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。,同一種生物由于地理上的障礙而分成不同種群,使得種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象稱之為地理隔離。如東北虎和華南虎。,不同物種之間不能交配,或即使交配成功,也不能產(chǎn)生可育的后代,該現(xiàn)

13、象稱之為生殖隔離。如馬和驢產(chǎn)生的騾是不可育的。,地理隔離,生殖隔離,（二）隔離,概念: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。 種類 生殖隔離 地理隔離,共同點(diǎn)：基因不能自由交流,隔離在物種形成中的作用,資料分析,地理隔離 阻斷種群間的基因交流 在不同的突變.基因重組和自然選擇作用下 種群的基因頻率向不同方向發(fā)生改變 種群的基因庫出現(xiàn)差異 差異進(jìn)一步加大 生殖隔離 新物種形成,自然選擇2,自然選擇1,地理隔離,物種形成的比較常見的方式：,原種,變異1,變異2,變異類型1,變異類型2,新物種1,新物種2,生殖 隔離,種群1,種群2,物種形成是否一定要經(jīng)過地理隔離？,物種的形成必須經(jīng)

14、過生殖隔離，但不一定要經(jīng)過地理隔離。,地理隔離,生殖隔離,長期,新物種出現(xiàn)的標(biāo)志：生殖隔離,隔離是物種形成的必要條件。,如：多倍體植物的形成,普通小麥 AABBCC,黑麥 DD,ABCD(不育),秋水仙素,AABBCCDD 可育 八倍體小黑麥,如：多倍體植物的形成,沒有地理隔離，但是也形成了新的物種,現(xiàn)代進(jìn)化論解釋物種形成的基本環(huán)節(jié),1、突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料,2、自然選擇決定生物進(jìn)化的方向,3、隔離導(dǎo)致物種的形成,以上三者是物種形成的三個基本環(huán)節(jié),(一)共同進(jìn)化,（1）不同物種的生物之間相互影響、共同發(fā)展、共同進(jìn)化。,（2）生物和無機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展。,三 共同進(jìn)化與生物多樣性的形成,1、生物多樣性的內(nèi)容： 基因多樣性 物種多樣性 生態(tài)系統(tǒng)多樣性 2、生物多樣性形成的進(jìn)化歷程： 研究生物進(jìn)化最直接的證據(jù)是化石。,(二)生物多樣性的形成,生物的進(jìn)化歷程可概括為：從原核生物到真