高中生物 72 现代生物进化理论的主要内容同步备课课件 新人教版必修2.ppt

第2节现代生物进化理论的主要内容 1 解释种群 种群基因库 基因频率等概念 2 运用数学方法讨论种群基因频率的变化 3 说明现代生物进化理论的主要内容 4 举例说明共同进化和生物多样性形成的原因 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生物的全部个体叫种群 2 特点彼此可以交配 并通过繁殖将各自的传给后代 3 基因库一个种群中全部个体所含有的叫该种群的基因库 同种 基因 全部基因 4 基因频率在一个种群基因库中 某个基因占全部的比率叫基因频率 种群在繁衍过程中 有新老交替 却代代相传 故种群才是进化的基本单位 等位基因数 个体 基因 二 突变和基因重组是产生进化的原材料1 可遗传的变异来源于 基因重组和 其中基因突变和统称为突变 2 虽然生物自发突变的频率 而且突变大多是的 但是种群是由个体组成的 每个个体的每一个细胞内都有个基因 这样 每一代就会产生的突变 因此突变能作为生物进化的原材料 基因突变 染色体变异 染色体变异 很低 有害 许多 成千上万 大量 3 突变的有害和有利也不是绝对的 这往往取决于生物的 4 由于突变和基因重组都是 因此它们只能提供生物进化的原材料 不能生物进化的方向 生存环境 随机的 不定向的 决定 1 基因突变和基因重组对种群遗传组成的影响一样吗 为什么 提示 不一样 因为只有基因发生突变才能出现新基因 才能丰富基因库 改变基因频率 而基因重组只能增加基因型的种类 三 自然选择决定生物进化的方向在自然选择的作用下 具有的个体有更多机会产生后代 种群中相应基因的频率会不断 具有的个体留下后代的机会少 种群中相应基因的频率会 即自然选择使种群的基因频率发生改变 导致生物朝着一定方向不断进化 有利变异 提高 不利变异 下降 定向 四 隔离与物种的形成1 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 2 隔离指不同种群间的个体 在自然条件下基因不能的现象 自由交流 1 若引起隔离的原因是由于地理上的障碍导致种群间不能发生基因交流 称为 2 若引起隔离的原因是由于求偶方式 繁殖期不同 植物因开花季节 花的形态不同等导致种群间个体不能相互交配 或即使交配成功 也不能产生可育的后代 称为 3 两者之间的关系不同的物种之间肯定存在着 种群之间出现了则标志着已经形成新物种 地理隔离 生殖隔离 生殖隔离 生殖隔离 2 物种的形成是否必须要经过隔离 是否必须要经过地理隔离 提示 必须要经过隔离 但可以不经过地理隔离 五 现代生物进化理论的观点及发展1 观点 1 是生物进化的基本单位 生物进化的实质在于种群的改变 2 和产生进化的原材料 3 决定生物进化的方向 4 是物种形成的必要条件 种群 基因频率 突变 基因重组 自然选择 隔离 2 发展 1 有些学者认为 大量的基因突变是 自然选择对这些基因突变不起作用 决定生物进化方向的是的逐渐积累 而不是 2 有些人认为 物种形成并不都是渐变的过程 而是种群与迅速形成交替出现的过程 中性的 中性突变 自然选择 长期稳定 新物种 六 共同进化1 概念共同进化是指之间 与之间在相互影响中不断进化和发展 2 意义通过漫长的共同进化过程 地球上不仅出现了千姿百态的 而且形成了多种多样的 不同物种 生物 无机环境 物种 生态系统 3 实例 1 某种兰花长着细长的花矩 花矩的顶端贮存着花蜜 同时有一种蛾生有同样细长的吸管似的口器 可以从花矩中吸到花蜜 这两种生物的出现是的结果 2 在猎豹追捕斑马的过程中 由于相互选择 猎豹和斑马中跑得快的个体生存下来 跑得慢的个体被淘汰 使猎豹和斑马的奔跑速度都加快 这体现了生物的观点 3 由于地球上原始大气中是没有的 因此最早出现的生物都是的 最早的的出现 使得原始大气中有了 这就为生物的出现创造了前提条件 共同进化 共同进化 氧气 厌氧 光合生物 氧气 好氧 3 捕食者与被捕食者的共同进化中 从生物个体和种群两个方面分析是有利的还是有害的 提示 从个体考虑 对淘汰个体来说是有害的 从种群考虑 有利于种群发展 七 生物多样性的形成1 生物多样性的内容多样性 多样性和多样性 2 生物多样性形成的进化历程 1 了解进化历程的主要依据是化石 最早的生物化石是距今35亿年前的化石 2 大约35亿年前 15亿年前 地球上的生物主要是海洋中种类不多的和 是只有和的两极生态系统 基因 物种 生态系统 古细菌 蓝藻 细菌 生产者 分解者 3 大约15亿年前 出现了生物 出现了一种新的繁殖方式 实现了 增强了生物变异的 加快了生物进化的 4 距今约5 7亿 5 0亿年前的寒武纪 海洋中有大量的 物种爆发式地迅速形成 大量的动物构成了生态系统的第三级 这一方面使生态系统具有更复杂的结构 另一方面对的进化产生重要影响 真核 有性生殖 基因的重组 多样性 速度 无脊椎动物 消费者 植物 5 大约距今4亿年前 一些海洋植物开始适应陆地生活 形成原始的陆生植物 主要是 随后出现了适应陆地生活的动物 6 生物的登陆改变着陆地环境 陆地上复杂的环境又为生物进化提供了广阔的舞台 和先后扮演生产者的主角 等成为地球上占优势的动物类群 复杂多样的陆地生态系统逐渐形成 蕨类植物 原始两栖类 裸子植物 被子植物 鸟类 哺乳类 拓展延伸 在种群中一对等位基因的基因频率之和等于1 基因型频率之和也等于1 3 根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率 遗传平衡定律在一个有性生殖的自然种群中 在符合以下5个条件的情况下 各等位基因的频率和基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的 或者说是保持着基因平衡的 这5个条件是a 种群是极大的 b 种群中个体间的交配是随机的 c 没有突变发生 d 没有新基因加入 e 没有自然选择 设a频率为p a频率为q 则p q 1 基因频率与基因型频率的特点 下列关于基因频率 基因型频率与生物进化的叙述正确的是 a 一个种群中 控制一对相对性状的各种基因型频率的改变说明物种在不断进化b 一个种群中 控制一对相对性状的基因频率之和为1c 基因型为aa的个体自交后代所形成的种群中 a基因的频率大于a基因的频率d 因色盲患者中男性数量大于女性 所以男性群体中色盲的基因频率大于女性群体 解析 生物进化的实质是种群基因频率的改变 而不是基因型频率的改变 基因频率是每种基因占控制本性状所有基因的比例 所以各项之和为1 由于适应环境的性状会得到保留 控制此性状基因的频率会上升 所以无法判断a还是a的基因频率更高 由于男性中只有一条x染色体 色盲是隐性遗传病 故男性患色盲的几率大于女性 但在男性和女性中色盲的基因频率是相同的 答案 b 1 2012南京高一检测 在调查某小麦种群时发现t 抗锈病 对t 易感染 为显性 在自然情况下该小麦种群可以自由传粉 据统计tt为20 tt为60 tt为20 该小麦种群突然大面积感染锈病 致使易感染小麦在开花之前全部死亡 计算该小麦在感染锈病之前与感染锈病之后基因t的频率分别是多少 a 50 和50 b 50 和62 5 c 62 5 和50 d 50 和100 解析 感染锈病前 t的基因频率 20 1 2 60 50 感染锈病后 tt与tt的比例为20 60 1 3 因此t的基因频率 1 4 1 2 3 4 62 5 答案 b 二 隔离与物种的形成1 地理隔离与生殖隔离的比较 2 物种和种群的比较 3 物种形成的方式 1 物种的形成主要为渐变式 2 爆发式爆发式物种形成是在一个较短时间内完成的 主要起源于个体的染色体变异或远缘杂交以及染色体加倍等 如六倍体普通小麦 3 人工创造新物种 利用了远缘杂交和染色体加倍的原理 如八倍体小黑麦 拓展延伸 1 上述形成新物种方式的区别在于是否经过地理隔离 相同之处是都达到了生殖隔离 2 隔离是物种形成的必要条件a 新物种形成的标志 出现生殖隔离 b 物种形成的三个基本环节 突变和基因重组 自然选择 隔离 2012北京东城区检测 下图表示生物新物种形成的基本环节 下列叙述正确的是 a 自然选择过程中 直接受选择的是基因型 进而导致基因频率的改变b 同一物种不同种群基因频率的改变能导致种群基因库的差别越来越大 但生物没有进化c 地理隔离能使种群基因库产生差别 必然导致生殖隔离d 种群基因频率的改变是产生生殖隔离的前提条件 解析 自然选择过程中 直接受选择的是表现型 进而导致基因频率的改变 生物进化的实质是基因频率的改变 地理隔离能使种群的基因库产生差别 但不一定能产生生殖隔离 种群基因频率的改变是产生生殖隔离的前提条件 答案 d 触类旁通 物种形成与生物进化的关系 2 达尔文在加拉帕戈斯群岛上发现几种地雀 用现代生物进化理论解释这一现象 下列说法错误的是 a 经过长期的地理隔离达到生殖隔离 导致原始地雀物种形成几种不同的地雀物种b 生殖隔离一旦形成 原来属于同一物种的地雀很快进化形成不同的物种 c 这些地雀原先属于同一地雀物种 从南美洲大陆迁来后 逐渐分布在群岛中的不同的岛屿 出现不同的突变和基因重组d 自然选择对不同种群的基因频率的改变所起的作用有所差别 最终导致这些种群的基因库变得很不相同 并逐渐出现生殖隔离 解析 现代生物进化理论对群岛上各种地雀进化过程的正确解释是 经过长期的地理隔离 再经过生殖隔离后逐渐进化形成的 那些原属于同一物种的地雀 从南美大陆迁来后 在不同群岛上 地理隔离 出现不同的突变和重组 由于每个岛上的食物和栖息条件互不相同 自然选择对不同种群基因频率的改变所起到的作用就有差别 在一个种群中 某些基因被保留下来 而在另一个种群中 被保留下来的可能是另一些基因 久而久之 这些基因库会变得很不相同 并逐步出现生殖隔离 生殖隔离一旦形成 原来属于同一物种的地雀就成了不同的物种 答案 b 三 共同进化与生物多样性的形成1 共同进化的内容与意义 1 内容 不同物种之间的影响既包括种间互助 也包括种间斗争 无机环境的选择作用可定向改变种群的基因频率 导致生物朝着一定方向进化 生物的进化反过来又会影响无机环境 2 意义共同进化是千姿百态的物种和多种多样的生态系统的形成原因 2 生物多样性的分析 1 生物多样性三个层次之间的联系 拓展延伸 基因多样性是形成物种多样性和生态系统多样性的基础 反过来物种多样性和生态系统多样性又影响基因多样性 2 生物多样性形成图解 下列有关生物的进化和生物多样性的叙述错误的是 a 自然界中种群的基因频率总是在不断变化的 基因频率的变化是导致基因库变化的原因b 狼和鹿通过捕食和被捕食进行着相互选择 实现共同进化c 从分子水平上看 生物的性状具有多样性的直接原因是基因的多样性d 生物多样性包括基因多样性 物种多样性和生态系统多样性 解析 种群中基因频率改变一定会导致基因库的改变 共同进化过程可以发生在生物与生物之间 也可以发生在生物与无机环境之间 生物多样性的直接原因是蛋白质分子的多样性 基因多样性是生物多样性的根本原因 生物多样性包括基因多样性 物种多样性 生态系统多样性 答案 c 解析 狼和鹿互为对方的生存环境 对对方进行着选择 相互选择的结果使双方都朝着快速奔跑的方向进化 对双方都有利 有利于增加物种多样性 它们的进化速度是相当的 不能说谁快谁慢 答案 d 与本节内容有关的实验问题 1 探究可遗传的变异与生物进化的关系 2 探究生殖隔离的必要性 案例探究 据报道 美国哈佛大学生物学家洛索斯在短短一年的时间内 通过蜥蜴实验证明了进化论 实验方法 假说 演绎法 假说 自然选择法则 即使在短期内同样也能显现出来 实验材料 沙氏变色蜥 大型卷尾蜥 沙氏变色蜥的天敌 实验原理 当大型卷尾蜥 沙氏变色蜥的天敌 出现初期 腿部较长的沙氏变色蜥因为奔跑速度更快 更容易生存下去 将在 自然选择 中胜出 但是之后 随着大型卷尾蜥逐渐开始并适应树栖生活 短腿的沙氏变色蜥因为更适宜在树枝中间灵活穿行 反过来取代长腿沙氏变色蜥 成为 自然选择 的新宠 实验过程 洛索斯选择巴哈马群岛作为研究地点 共选择了12座沙氏变色蜥生活的小岛 分为两组 实验组 对照组 记录实验结果 研究结果证明了洛索斯的假说成立 1 请将上面的实验过程补充完整 2 该实验为 实验 自变量是 3 大型卷尾蜥和沙氏变色蜥为捕食关系