现代生物进化理论的主要内容(课堂用).ppt

第七章第二节现代生物进化理论的主要内容 1 种群是生物进化的单位 1 定义 生活在一定区域的同种生物的全部个体 卧龙自然保护区的所有熊猫 云南的金丝猴 可可西里的藏羚羊 一种群基因频率的改变与生物进化 2 种群的特点 1 种群具有一定的时空限制 离开一定的空间和时间的种群是不存在的 2 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 3 一个种群中应包括各年龄阶段的个体 练习 B 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 基因库 一个种群的全部个体所包含的全部基因的总和 基因库是在不断发展和变化的 基因频率 某个基因在某个种群中出现的比例 基因型频率 某个基因型在某个种群中出现的比例 基因频率 该基因的数目 该基因的各等位基因的总数 1 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 练习 练习 2 某工厂有男女职工各200名 对他们进行调查发现 女性色盲基因携带者为15人 患者5人 男性患者11人 那么这个群体中色盲基因频率为 A 6 B 15 C 12 D 5 88 A 1 假设的昆虫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 自然选择对A a控制的性状没有作用 也没有基因突变和染色体变异 思考与讨论 用数学方法讨论基因频率的变化 60 40 36 48 16 60 40 如果F1个体再自由交配 产生F2呢 36 48 16 60 40 36 16 48 60 60 40 40 36 48 16 一个遗传上的平衡的群体 其基因频率和基因型频率始终保持不变 假设的昆虫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 自然选择对A a控制的性状没有作用 也没有基因突变和染色体变异 在上述条件下 种群的基因频率和基因型频率可以世代相传不发生变化 保持平衡 叫做哈代 温伯格定律 也叫遗传平衡定律 设A的基因频率 p a的基因频率 q p q 1 p q 2 p2 2pq q2 1 AA的基因型频率 Aa的基因型频率 aa的基因型频率 例 一个随机交配的群体 某一对相对性状中 隐性性状基因型频率是0 16 则杂合子Aa的频率是 A0 1B0 6C0 9D0 48 D 1 上述情况是建立在五个假设条件的基础之上的 对于自然界的种群来说 这五个条件都成立么 完成思考题 2 种群个体的性状由基因决定 那么 生物进化的实质是什么 不成立 这也从反面说明了在自然界中 种群的基因频率迟早要发生变化 也就是说种群的进化是必然的 基因频率的改变 2 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 可遗传的变异的来源有 1 基因突变与基因频率的改变有什么关系 2 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 思考 某海岛上的昆虫出现残翅和无翅类型 有利与有害是相对的而不是绝对的这往往取决于生物的生存环境 3 突变产生的变异有利或有害是绝对的吗 种群是生物进化基本的单位 生物进化的实质就是种群基因频率的改变 基因突变和基因重组是生物进化的原材料 但不能决定进化的方向 进化的方向由谁决定呢 自然选择 小结 19世纪 桦尺蠖种群中黑色基因 S 频率为5 浅灰色基因 s 频率为95 20世纪 桦尺蠖种群中黑色基因 S 频率为95 浅灰色基因 s 频率为5 探究自然选择对种群基因频率的影响 1 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 2 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 天敌看到的是桦尺蠖的体色 表现型 而不是控制体色的基因 结论 自然选择决定生物进化的方向 自然选择使基因频率定向改变 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 3 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 不正确的是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 D 二 隔离与物种的形成 一 物种 物种 指能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物 简称 种 全世界的人都是一个物种吗 人都是一个物种 无论白人黑人黄种人结婚 都能产生具有生殖能力的后代 马跟驴是一个物种吗 同一物种满足的两个条件 1 可以相互交配 2 产生的后代可育 物种与种群有何关系 一个物种可以包括生活在不同地理区域的多个种群 只要各个种群相互交配仍能产生可育的后代 则是同一物种 不同的物种之间不能进行基因交流 为什么马驴之间不能进行基因交流 是什么阻止了马驴之间的基因交流呢 原来是生殖隔离 不同物种之间一般是不能交配的 即使交配成功也不能产生可育后代 这种现象叫做生殖隔离 生殖隔离通常情况下是如何产生的呢 是什么原因造成同一物种分化成不同类型的新种 在一个山谷中 生活着一个鼠种群 雌鼠和雄鼠之间可以自由交配 繁衍后代 后来山洪爆发 在山谷中形成了一条汹涌的大河 将整个鼠种群分成了两个部分 一半在河这边 一半在那边 就这样过了几千年 后来 河流干涸了 两个鼠种群又会合在一起 它们发现彼此大不相同 还能算是同一个物种吗 假想 实例 22岁那年 达尔文以博物学者的身份登上 贝格尔 号远航考察船 随船进行为期五年的环球科学考察 加拉帕戈斯群岛上的地雀 实例 1 设想南美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈斯群岛后 先后在不同岛屿上形成初始种群 不同岛屿上的地雀种群 产生突变的情况一样吗 不一样 因为突变是随机发生的 资料分析 2 对不同岛屿上的地雀种群来说 环境的作用有没有差别 这对种群基因频率的变化会产生什么影响 不同岛屿的地形和植被条件不一样 因此环境的作用会有差别 导致种群基因频率朝不同的方向改变 资料分析 3 如果这片海域只有一个小岛 还会形成这么多种地雀吗 不会 因为个体间有基因的交流 资料分析 地理隔离 不同物种之间一般是不能够相互交配的 即使交配成功 也不能够产生可育的后代 这种现象叫生殖隔离 生殖隔离 由于地理上的障碍使得同种生物的不同种群间不能够发生基因交流的现象 二 隔离 种类 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 概念 隔离在物种的形成中发挥了怎样的作用 物种形成的一般途径 原始种群 地理隔离 小种群 基因频率定向的改变 基因库形成明显差异 新物种 突变和基因重组 自然选择 生殖隔离 总结 1 下列哪项形成了新物种 A 二倍体的西瓜经秋水仙素处理成为四倍体西瓜B 桦尺蠖体色的基因频率由S 95 变成s 95 C 马与驴交配产生了骡子D 克隆羊多利 A 三共同进化与生物多样性的形成 捕食 根据电视镜头中猎豹追捕斑马的情景 想一想 猎豹与斑马在进化上有没有什么关系 如果有的话 那是一种什么样的关系 三 共同进化与生物多样性的形成 1 共同进化 问题 有关系 他们相互选择 共同进化 如猎豹和斑马 自然选择有利于斑马种群中肌肉发达 动作敏捷的个体 同样也有利于猎豹种群中跑得快的个体 两者相互选择 思考 捕食者的存在是不是对被捕食者有害无益呢 捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老 病弱或年幼的个体 客观上起到促进种群发展的作用 捕食者一般不能将所有的猎物吃掉 否则自己也无法生存 精明的捕食者 策略 资料二 达尔文曾发现一种兰花长着细长的花矩 其顶端贮存着花蜜 可为传粉的昆虫提供食物 而这昆虫要有吸管式的长口器才能吸到花蜜 大约50年后研究人员发现这样的蛾 它们互相影响着 这些变异不断积累 从而成为今天的这种兰花和兰花蛾 共同进化的含义1 不同物种之间会共同进化 不同生物之间在进化上密切相关 那生物的进化与无机环境的变化是否也有关系呢 地球形成时原始大气中没有氧气 但随着光合细菌 蓝藻的出现 使得大气中有了氧气 为好氧生物的出现提供了条件 资料三 共同进化的含义2 生物和无机环境之间也存在着共同进化 任何一个物种都不是单独进化的 不同 之间 与 之间在相互影响中不断进化和发展 这就是共同进化 物种 生物 无机环境 一 共同进化 共同进化 通过漫长的共同进化过程 地球上不仅出现了千姿百态的物种 而且形成了多种多样的生态系统 也就是形成了生物的多样