h7[1]2现代生物进化理论的主要内容.ppt

第二节现代生物进化理论的主要内容 种群基因频率的改变与生物进化 教学目标 1 解释种群 种群基因库 基因频率等概念 2 理解种群是生物进化的基本单位 3 学会计算基因频率和基因型频率 4 运用数学方法讨论种群基因频率的改变 5 突变和基因重组 自然选择 在生物进化中的作用 探究活动 一 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 那么 昆虫的翅色将怎样变化 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 3 如果Aa与其他个体交配生殖 后代还会绿色吗 在自然界中 没有哪一个体是长生不死的 个体的基因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 因此研究生物的进化 仅仅研究个体的表现型是否与环境适应是不够的 还需要研究群体的基因组成变化 这个群体就是种群 种群是生物进化的基本单位 探究活动 二 1 怎样的一群个体可以称为种群呢 实际上 在自然界中 物种是以一个个种群存在的 种群是物种繁殖 生物进化的基本单位 2 一个生物的 种 或 物种 与种群又有什么区别呢 生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群 物种可以分布在不同的自然界的不同区域 只有在可以发生随机交配 繁衍 使基因能够世代相传的一定区域内的同种全部个体的集合才是一个种群 1 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 B 3 生物进化的基本单位 A 个体B 基因C 种群D 群体 2 下列关于种群的说法不正确的是 A 同一种群的个体可以自由交配B 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 种群是生物进化的基本单位 C C 探究活动 三 1 什么是基因库 基因频率的含义是什么 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 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 在一个种群中 某基因型个体占全部个体的比率 基因型频率 纯合体基因型频率 1 2杂合子基因型频率 A a 1AA Aa aa 1 AA30 Aa60 aa10 基因频率 某基因总数 该基因等位基因的总数 2 基因频率的计算 等位基因的频率之和等于1 2 从某生物种群中随机抽1000个个体 测知基因型为BB Bb bb的个体分别为300个 600个和100个 在这1000个个体中 B基因有个 其基因频率为 b基因有个 其基因频率为 1 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 1200 800 60 40 3 在一个种群中随机抽出一定数量的个体 其中基因型为AA的个体占18 基因型Aa的个体占78 aa的个体占4 基因型A和a的频率分别是 57 43 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 0 25AA 0 25Aa 0 25Aa 0 25aa AA aa Aa 25 25 50 A AA 1 2Aa a aa 1 2Aa 25 1 2 50 50 25 1 2 50 50 0 5 0 5 即 p A q a 2 p2 AA 2pq Aa q2 aa 1 遗传平衡公式 哈迪 温伯格定律 p q 2 p2 2pq q2 1 A a AA p2Aa 2pqaa q2 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 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 2x104 10 5 108 x x 2x107 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SS10 Ss20 ss70 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 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 4 在我国云南澄江发现的动物化石群约处于5 3亿年前的寒武纪早期 该化石群有l00多种60多个类群 大多已灭绝 其动物结构与现存动物结构差异根大 在此前的地层中却找不到其祖先 如此多的动物种类在寒武纪早期 突然 出现的事实与达尔文进化学说观点相矛盾的是 A 生物是由其祖先经漫长的地质年代逐渐进化而来B 现代生物之间有或近或远的亲缘关系C 生物的变异是不定向的D 生物是从简单到复杂 从低等到高等进化的 A 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 多选 20世纪初 美国从印度引种大陆棉 由于检疫的问题 使印度棉红铃虫流入美国 下列关于这一问题的预测 正确的是 A 短时期内 印度红铃虫和美国红铃虫是两个种群B 长时期后 美国红铃虫可形成一个新的物种C 现在的美国红铃虫和印度红铃虫可自由交配和繁殖D 现在的美国红铃虫和印度红铃虫可能交配成功 但不一定能繁殖 ABD 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