人教版必修二 现代生物进化理论的主要内容 课件 (71张).ppt

第七章现代生物进化理论 1 内容 用进废退 获得性遗传 2 意义 否定了神创论和物种不变理论 拉马克的进化学说 达尔文自然选择学说 1 内容 过度繁殖 生存斗争 遗传变异和适者生存 2 意义 科学地解释了生物进化的原因和生物多样性的形成原因 3 局限性a 对遗传和变异的本质 没有做出科学的解释 b 对生物进化的研究局限于个体水平 c 不能解释物种大爆发现象 一 种群基因频率的改变与生物进化 现代生物进化理论 一 种群是生物进化的基本单位 1 种群概念 生活在一定区域的同种生物的全部个体 卧龙自然保护区猕猴 2 种群的特点 个体间可以自由交配 产生可育的后代 可见 种群也是繁殖的基本单位 下列关于种群的说法不正确的是 种群是生物进化的基本单位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 同一种群的个体可以自由交配 c 下列属于种群是 a 一个池塘中的全部鱼b 一个池塘中的全部鲤鱼c 两个池塘内的全部青蛙d 一片草地上的全部植物e 一片草地上的成年梅花鹿 b 3 基因库 一个种群中全部个体所含有的全部基因 4 基因频率 概念 在一个种群基因库中 某个基因占全部等位基因数的比率 计算公式 某基因频率 例一 某昆虫种群中决定绿翅基因为a 决定褐翅基因为a 从种群中随机抽出100个个体 测知基因型为aa aa和aa的个体分别是30 60和10个 那么a和a的基因频率是多少 解 a基因的基因频率为 a基因的基因频率为 a a 60 40 例二 aa aa aa三种基因型个体分别占24 72 4 那么a的基因频率是 a 36 b 57 c 24 d 60 d 例三 据调查 某校学生中基因型的比例是xbxb 42 32 xbxb 7 36 xbxb 0 32 xby 46 xby 4 则该地区xb和xb的基因频率分别是 a 6 8 b 8 92 c 78 92 d 92 8 d 则 1 亲代雌雄配子的种类和比例是多少 2 子代基因型频率各是多少 3 子代种群的基因频率各是多少 例四 某昆虫种群中基因型aa占30 aa占60 aa占10 如果该种群满足以下五个条件 1 亲代雌雄配子的种类和比例是多少 2 子代基因型的频率各是多少 3 子代种群的基因频率各是多少 30 30 30 10 36 48 60 40 16 36 48 16 60 40 4 在讨论群体满足五个条件的情况下 计算子二代 子三代的基因频率与基因型频率 分析一下各代基因频率与基因型频率相同吗 总结 若种群中个体间随机交配 则后代中的基因频率和基因型频率均不变 若种群中个体自交 则后代中的基因频率不变 而基因型频率发生改变 遗传平衡定律即哈代 温伯格定律遗传平衡定律是由英国数学家哈代和德国医生温伯格分别于1908年和1909年独立证明的 这一定律又称哈代 温伯格定律 它是指在一个极大的随机交配的种群中 在没有突变 选择和迁移的条件下 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 5 基因频率与基因型频率的换算关系 极大的随机交配的种群 若种群中一对等位基因为a和a 设a的基因频率 p a的基因频率 q 因为 p q a a 1 则 p q 2 p2 2pq q2 aa aa aa 1 aa的基因型频率 p2 aa的基因型频率 q2 aa的基因型频率 2pq 例五 在某一种群中 已调查得知 隐性性状者占16 等位基因用a a表示 那么aa aa二种基因型个体的频率分别为 a 0 36 0 48b 0 36 0 24c 0 16 0 48d 0 48 0 36 a 例六 某植物大种群中 aa个体占16 aa个体占36 该种群随机交配产生的后代中 aa个体百分比 a基因频率和自交产生的后代中aa个体百分比 a基因频率的变化依次为 a 增大 不变 不变 不变b 不变 增大 增大 不变c 不变 不变 增大 不变d 不变 不变 不变 增大 c 7 生物进化的实质 6 影响基因频率的变化因素 自然选择 迁入和迁出 基因突变 是影响基因频率变化的根本原因 雌雄个体不能自由交配 是种群基因频率的定向改变 种群个体很小 得出 生物的进化并不一定要求产生新物种 二 突变和基因重组产生生物进化的原材料 4 变异是不定向的 但自然选择是定向的 2 基因突变是生物变异的根本来源 3 突变的有害还是有利 往往取决于生物的生存环境 1 变异的类型 自然界中生物的自然突变频率很低 而且一般对生物体是有害的 为什么还能够改变种群中的基因频率呢 种群是由许多个体组成的 每个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因 这样 每一代就会产生大量的突变 例 一个果蝇约有104对基因 假定每个基因的突变率都是10 5 若有一个中等数量的果蝇种群 约有108个个体 那么每一代出现基因突变数是多少呢 2 104 10 5 个体 108 种群 2 107 1 种群中突变的特点 突变数很大 随机 不定向2 种群基因重组的结果 产生更多可遗传变异 不定向 结论 突变和基因重组产生进化的原材料 原因 淘汰不利变异基因 积累有利变异基因 结果 使基因频率定向改变 三 自然选择决定了生物进化的方向 不定向变异 自然选择 通过生存斗争实现 不利变异 基因 淘汰 由生存斗争中失败而死亡 有利变异 基因 多次选择 通过遗传积累 种群的基因频率定向改变 生物定向进化 例六 人类把鲫鱼的后代培育成金鱼 实质就是通过人工选择改变基因频率 从图中看显然红色基因的频率显著提高了 总结 1 生物进化的基本单位是种群 也是繁殖的基本单位 2 种群的概念和特点3 基因库 基因频率 基因频率与基因型频率的换算关系4 生物进化的实质是种群基因频率的改变5 突变和基因重组产生生物进化的原材料 变异是不定向的 6 自然选择决定生物进化的方向 使基因频率定向改变 1 某工厂有男女职工各200名 对他们进行调查时发现 女性色盲基因携带者为15人 女性患者1人 男性患者14人 这个群体中色盲基因的频率应为 a 15 b 3 88 c 5 17 d 10 3 色盲 b 基因频率 15 2 14 200 2 200 5 17 c 课堂练习 100 2 已知人眼中的褐色 a 对蓝色 a 是显性 在一个有30000人的人群中 蓝眼人有3600人 褐眼的有26400人 其中纯合体有12000人 那么 在这个人群中a和a基因频率分布为 a 0 64和0 36b 0 36和0 64c 0 50和0 50d 0 82和0 18 3 在某一种群中 已调查得知 隐性性状者 等位基因用a a表示 占16 那么该性状的aa aa基因型个体出现的频率分别为 a 0 36 0 48b 0 36 0 24c 0 16 0 48d 0 48 0 36 a a 4 某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1 色盲在男性中的发病率为7 现有一对表现型正常的夫妇 妻子为该常染色体遗传病致病基因和色盲致病基因携带者 那么他们所生小孩同时患上述两种遗传病的概率是 a 1 88b 1 22c 7 20d 3 80 a 5 在一个足够大的种群中 a的频率0 4 a的频率是0 6 若各种条件稳定不变 则该种群中aa aa aa的基因型频率各是 该种群中所有成熟个体自由交配一次 产生的后代个体中a的频率是 a的频率是 0 16 0 48 0 36 0 40 6 6 用现代生物进化理论分析解释狼的进化过程 1 狼群中存在不同类型的个体 如有跑得快的 有跑得慢的 它说明生物具有 的特性 而这种特性是生物进化的 2 随着环境的改变 食物稀少 跑得快 凶猛的狼才能获得食物生存下去 这样 食物 环境对狼起了 作用 而这种作用是 的 它决定着生物进化的 变异 原材料 选择 方向 定向 二 隔离与物种的形成 1 物种的概念 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称为一个物种 简称 种 2 物种与种群的区别 同一物种可以分布在自然界的不同区域 而种群是指一定区域内的同种全部个体的集合 种群是物种繁殖和进化的基本单位 如中国大陆上所有老虎是一个种群还是一个物种 物种 都是一个物种 无论白人黑人 黄种人结婚 都能产生可育的后代 马和驴不是一个物种 因为马与驴交配产生的后代骡没有生殖能力 全世界的人是一个物种吗 为什么 马跟驴是一个物种吗 为什么 骡是一个物种吗 为什么 不是 因为它不能繁殖后代 问题探讨 3 地理隔离 概念 不同物种之间一般是不能够相互交配的 即使交配成功 也不能产生可育的后代 如季节隔离 不亲合性 杂种不育等 4 生殖隔离 东北虎和华南虎之间存在什么隔离 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 意义 是物种形成的标志 5 隔离在物种形成中的作用 隔离使同种但不同种群间的个体 在自然条件下不能发生基因交流 环境条件不同 同种生物的进化方向也不同 资料分析 地理隔离 生殖隔离 长期 加拉帕戈斯群岛的地雀 说明 地理隔离不一定都能形成生殖隔离 6 物种形成的方式 不同小岛上的植被不同 果实大小不同所致 新物种形成 标志 渐变式 较常见 爆发式 如六倍体小麦 四倍体西瓜的形成 隔离是物种形成的必要条件 物种形成一般是长期地理隔离 达到生殖隔离 生殖隔离是物种形成的标志可见 不同物种间都存在着生殖隔离 物种的形成必须经过生殖隔离 但不一定要经过地理隔离 结论 生殖隔离形成的根本原因是物种间遗传的差异 或基因库的差异 物种形成的三个基本环节 突变和基因重组产生进化的原材料 自然选择决定生物进化的方向 定向 隔离导致物种的形成 6 突变和基因重组 自然选择 隔离与物种形成的关系 突变和基因重组 自然选择 种群基因频率 改变 积累 扩大 导致 地理隔离 种群间生殖隔离 基因库的差异 导致 时间 标志 新物种的形成 1 关于物种的叙述 错误的是 a 物种是形态上类似的 彼此能交配并产生可育后代的 要求类似环境条件的生物个体的总和b 同一物种不同种群的基因库存在差异 与其他类群有生殖隔离c 区分物种有多种依据 但最主要的是看是否有生殖隔离d 不同物种的种群 若生活在同一地区 一定会有基因交流 d 练习题 2 下列关于隔离的叙述 错误的是 a 阻止了种群间基因的交流b 物种的形成都必定先经过长期的地理隔离c 遗传组成上的差异是生产生殖隔离的根本原因d 多倍体植物的形成不需要经过地理隔离 b 3 新物种形成的标志 a 具有一定的形态结构b 具有一定的生理功能c 产生了生殖隔离d 改变了基因频率 c 4 某一鸟类种群由于自然原因而被分割成两个群体 它们分别受到不同环境条件的影响 经过600万年后 如果把这两个群体的后代放到一起 则它们最可能会 a 具有同样的交配季节b 陷入对相同资源的竞争中c 彼此产生了生殖隔离d 形成种内互助的合作关系 c 5 下列属于同一个物种的是 a 马和驴b 东北虎与华南虎c 二倍体西瓜和四倍体西瓜d 老虎和狮子 b 6 有一个老鼠的种群 最初都生活在一个地域 后来一条新建的高速公路将该种群分成a和b两个种群 如果a种群生活的地区发生了一系列的环境变化 而b种群的地区没有变化 则种群a进化的速率很可能是 a 比b慢b 比b快c 与b相同d 开始比b慢 后来比b快7 是生物进化的基本单位 生物进化的实质在于种群 的改变 物种形成需要三个基本环节 其中 和 产生生物进化的原材料 使种群的基因频率发生 改变并决定生物进化的方向 是新物种形成的必要条件 b 种群 基因频率 基因重组 突变 自然选择 定向 隔离 三 共同进化与生物多样性的形成 一 共同进化 共同进化的资料 在自然界 一种植物专门由一种昆虫传粉的情形很常见 昆虫传粉的专门化对植物繁衍后代有什么意义 资料1 资料2 动物学家对生活在非洲大草原奥兰治河两岸的羚羊进行研究时发现 东岸的羚羊群的奔跑速度比西岸的羚羊每分钟竟快13米 为何差距如此之大 经过观察和科学实验 动物学家终于明白 东岸的羚羊之所以强健 是因为它们附近有一个狼群 生存时时处于危险之中 捕食者的存在是不是对被捕食者有害无益呢 捕食 no 捕食者的存在是否对被捕食者有害无益 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 精明的捕食者 策略 捕食者一般不能将所有的猎物吃掉 否则自己也无法生存 收割理论 捕食者往往捕食个体数量多的物种 这样就会避免出现一种或几种生物在生态系统中占绝对优势的局面 为其他物种的形成腾出空间有利于增加物种的多样性 共同进化的含义1 不同物种间的共同进化 根瘤菌 与豆科植物共生 形成根瘤并固定空气中的氮气供植物营养的一类杆状细菌 地球形成时原始大气中是没有氧气的 但是随着光合细菌的出现 使得大气中有了氧气 共同进化的含义2 生物和无机环境间之间的共同进化 2 共同进化的概念 3 意义 形成生物的多样性 不同物种之间 生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展 这就是共同进化 二 生物多样性的形成 1 生物多样性的内容 物种多样性 基因 或遗传 多样性 生态系多样性 2 形成生物多样性的原因 长期自然选择的结果 3 研究生物进化的主要依据 化石 化石 是埋藏在地层中的古代生物的遗体 遗迹和遗物 石化后形成的 是研究生物进化最直接的证据 4 生物多样性形成的进化历程 始祖鸟化石 一些厌氧的单细胞生物 主要是一些单细胞生物 环节动物 生物大爆发 一些海洋植物开始适应陆地生活 主要是蕨类植物 三叠纪 开始出现水生爬行动物 侏罗纪是恐龙的天下 但在白垩纪全部绝灭 昆虫类也开始繁盛 白垩纪末期 开始出现被子植物 哺乳动物出现 随后种类大量增加 两极生态系统 分解者 消费者 开始出现三极生态系统 最早的生物化石 古细菌 距今35亿年 最早出现的是生活在原始海洋中 一些厌氧的单细胞生物 13亿年前真核生物的红藻化石 34亿年前的古细胞化石 前寒武纪地层中的水母化石 古生代的前寒武纪生物 主要是一些单细胞