现代进化理论内容ppt课件

第二节是现代生物进化理论的主要内容，第一，种群基因频率的变化和生物进化，探索活动(1)。场景：如果在灰翅(基因型aa)昆虫群体中偶然发现一个绿色翅膀(Aa)的突变体，绿色比灰色更不容易被敌人发现。那么，昆虫翅膀的颜色会如何变化呢？如果绿色个体(Aa)能活得很好，那么它体内的A基因如何能传递给它的后代呢？如果Aa与其他个体交配繁殖，后代会是绿色的吗？问：绿色个体能被选择留下吗？为什么？有利的变异是如何遗传的？具有有利变异(Aa)的个体中的有利基因(A)只能通过群体中的有性生殖代代遗传，而具有有利变异的个体可能不会遗传。研究生物的进化不仅是为了研究个体的表型是否适应环境，也是为了研究群体基因组成的变化。(1)种群是生物进化的基本单位，这个种群就是种群！人口是多少？生活在某一地区的同一物种的所有个体被称为种群。群体中的个体不是机械地聚集在一起的，而是能够相互交配，并通过繁殖(基因交换)将基因传递给后代。(2)阅读第114页的第三段，探究并回答问题。在种群繁殖的过程中，个体在新旧之间交替，而基因则代代相传。这句话表明了人口在进化过程中所处的位置。在自然界中，种群是生物繁殖和进化的基本单位。以下属于种群(一)稻田中所有的水稻，水生植物(二)稻田中所有的幼蚜虫， 有翼和无翼的成年蚜虫腐烂木头上的所有真菌池塘里的所有鱼下面关于种群的说法是不正确的(a)种群是生物进化的基本单位(B)种群是生物繁殖的基本单位(C)中国大陆的所有老虎都是同一种群的一个种群(d)个体可以自由交配(B，C ),这些性状是由基因控制的，所以研究生物进化必须研究种群的遗传组成和变化。 如何分析种群的遗传组成和变化？因此，人们提出了基因库和基因频率的概念。人口的基因库是什么？一个群体中所有个体包含的所有基因被称为群体基因库。下面关于基因库的陈述是正确的(a)一个群体中一个个体所包含的所有基因被称为该群体的基因库(b)一个群体中所有个体所包含的显性基因被称为该群体的基因库(C)一个群体中所有个体所包含的所有基因被称为该群体的基因库(d)一个群体的基因库将随着该群体中各代人的死亡而减少和消失(C，2)。人口的基因频率是多少？在群体基因库中，一个基因与所有等位基因的比率称为基因频率。基因频率计算，在一个昆虫种群中，绿色翅膀的基因是a，棕色翅膀的基因是a，调查发现，AA、aa、Aa个体分别占30、60、10，那么a、a的基因频率是多少？基因总数=纯合个体数杂合个体数，群体中等位基因总数=个体数X2，(1)已知基因型个体数计算基因频率，某个群体中AA、aa和Aa的个体分别占24%、72%和4%，那么a和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，(2)已知基因型频率用于计算基因频率，a=24% 1/272%=60%，和(3)x染色体上基因频率的计算。注意：对于x染色体的遗传，基因或其等位基因通常在y染色体上缺失，因此在计算基因总数时，只应考虑x染色体上的基因总数。假设讨论主题中的种群满足以下五个条件，从数学上讨论基因频率的变化：昆虫种群非常大；没有移民；所有的雄性和雌性个体都能自由交配并产生后代；aa、Aa和Aa基因型昆虫的生活力完全相同(即自然选择对A和A控制的翅型性状没有影响)；和都不产生突变；(4)探索性活动；如果在有性生殖期间满足上述理想条件，那么(1)群体分别产生的配子和配子的比例是多少(2)子代基因型的频率是多少？36%，24%，16%，AA，AA，24%，AA，30%，30%，10%，36%，48%，60%，40%，16%，(3)后代群体的基因频率是多少？(4)计算后代第二代和第三代的基因型频率和基因频率；每一代的基因频率和基因型的频率一样吗？由此可以看出，如果满足上述五个条件，父母和后代中每个基因的频率将不会改变，下一代也是如此，也就是说，基因频率可以在几代内保持稳定。也就是说，在一个大的随机交配群体中，群体的基因频率和基因型频率可以在没有任何变化或突变的情况下代代相传，并且可以保持平衡。遗传平衡定律，即哈代温伯格定律，由英国数学家哈代和德国医生温伯格独立证明，也被称为哈代温伯格定律。这意味着在一个大的随机交配群体中，群体的基因频率和基因型频率可以代代相传，没有突变、选择和迁移，从而保持平衡。如果理想群体中的一对等位基因是a和a，假设基因频率=p，基因频率=q，(p q)=a % a %=1；(p q)2=p2 2pq q2=AA% Aa% aa%=1。AA=P2基因型频率；aa=Q2基因型频率；基因型频率Aa=2pq，例如，在特定人群中，每10，000人中有一个白化病人(Aa)。这个群体中A基因杂合的概率是多少？分析：假设基因型aa的频率是1/10000，那么频率q=，频率p=1-0.01=0.99，=0.01，那么基因型Aa的频率是2pq=20.990.01=0.0198答案0.0198，(5)上述计算结果是在满足五个假设的基础上计算的。自然种群能满足这五个条件吗？生物进化的本质：种群基因频率的变化，满足这五个假设条件的种群是理想的种群。在自然条件下，这样的群体是不存在的。即使满足了前四个条件，基因突变和染色体变异也会一直发生。这也从反面说明，在自然界中，种群的基因频率迟早会改变，也就是说，种群的进化是不可避免的。(6)如果群体有新的突变体，即新的等位基因(A2)，群体的基因频率会改变吗？基因A2的频率会如何变化？突变产生的新基因将改变群体的基因频率。基因A2的频率是增加还是减少取决于突变对生物体是有益还是有害，这通常取决于生物体的生活环境。(1)普遍性：(2)随机性：(3)稀有性(低频率):(4)多害少利，(5)非方向性：a=a1或a=a2，基因突变的特征和意义分别是什么？虽然基因突变是随机的和无方向性的，突变频率在自然状态下很低，但却是普遍的，意思是：它是产生新基因的途径；这是生物变异的基本来源。它是生物进化的原始材料。(2)突变和基因重组是进化的原料。基因突变在自然界很常见。基因突变产生新的等位基因，这可能改变群体的基因频率。什么是突变？现代遗传学研究表明，遗传变异来自基因突变、基因重组和染色体变异。其中，基因突变和染色体突变统称为突变。基因突变、染色体突变、基因重组、突变、可遗传突变改变种群基因频率的因素，自然界中生物体的自然突变频率很低，一般对生物体有害。为什么基因突变可以改变作为生物进化原材料的群体中的基因频率？人口由许多个体组成。每个个体在每个细胞中都有数万个基因。这样，每一代都会产生大量的突变。此外，突变是有害还是有益并不是绝对的，这通常取决于生物体的生存环境。例如，一只果蝇有大约104对基因。假设每一个基因的突变率是10-5，如果有中等数量的果蝇种群(大约108个个体)，每一代的基因突变数是多少？(2)群体基因重组的结果：更多的遗传变异和无定向。由于突变和基因重组都是随机的和无方向性的，所以突变和基因重组只能为生物进化提供原材料，而不能决定生物进化的方向。(1)你能根据你所学的知识做出假设吗？(5)“探索自然选择对种群基因频率的影响”，自然选择可以改变种群的基因频率取向，(2)现在我们用数学方法讨论茶尺蠖基因频率变化的原因。1870年，白桦尺蠖的基因型频率为SS10%。ss20 %；Ss70%，在黑树干的环境条件下，如果黑树干不利于浅色桦树尺蠖的生存，种群中浅色个体将减少10%，黑色个体将每年增加10%。未来几年白桦尺蠖种群的基因型频率和基因频率是多少？增加，减少，自然选择会改变种群的基因频率取向，(3)变黑的环境会影响白桦尺蠖浅色个体的出生率吗？(4)在自然选择中，基因型或表型是直接选择的吗？黑暗的环境降低了S基因控制浅色的频率，增加了S基因的频率，因为许多浅色的个体可能在交配和产卵前被天敌捕食，因为天敌看到的是白桦尺蠖的体色(表型)，而不是控制体色的基因。结论：自然选择决定了生物进化的方向并具有影响力。表型。(3)自然选择决定了生物进化的方向。突变和基因重组为生物进化提供了原材料。自然选择可以有方向地改变种群的基因频率，从而导致生物朝某个方向不断进化。原因：不利突变基因的消除和有利突变基因的积累结果：除了自然选择，遗传漂变和迁移也是群体基因频率变化的重要原因。生物进化的本质是：它是生物进化的基本单位，是进化的原料，决定着生物进化的方向、种群、突变和基因重组、自然选择以及种群基因频率的变化。6.一个岛上有两种尺蠖。该地区最初是一片森林，后来被建成一个工业区。下表显示了该地区不同时期两种鳞翅目昆虫的数量比例。这些变化的原因是(a)灰蛾离开了，黑蛾进入了b。工业烟尘使灰蛾变成了黑蛾。用现代生物进化理论分析和解释狼的进化过程。(1)狼有不同类型的个体。有些跑得快，有些跑得慢。这表明生物具有_ _ _ _ _ _的特征，而这一特征就是生物进化。(2)随着环境的变化，食物越来越少，只有快速而凶猛的狼才能获得食物生存。这样，食物和环境起着_ _ _ _ _ _的作用，而这个作用就是_ _ _ _ _ _，它决定了生物的进化_ _ _ _ _ _。变异，原材料，选择，方向，方向，二，隔离和物种形成，曼彻斯特地区桦尺蠖虽然基因频率发生了很大变化，但尚未形成新的种类。如何判断两个种群是否属于同一物种？英国曼彻斯特，19世纪，英国曼彻斯特，20世纪，S(黑色)基因频率：桦树几何学家，桦树几何学家，小于5%大于95%，S(光)基因频率：大于95%小于5%，一群能够在自然状态下相互交配并产生可育后代的生物是所有不同的物种都不能交配，这是真的吗？物种的概念是，驴、马、骡(非可育的)，不同的物种一般不能相互交配，即使交配成功，它们也不能产生可育的后代，这种现象称为生殖隔离。生殖隔离，老虎，老虎，狮子，狮子(不生育)，是同一物种的个体一起生活在自然界吗？不。由于高山、河流、沙漠或其他地理障碍，每个物种总是被分成一个大的或小的群体，这些群体是不同的群体。两个池塘里的鱼能进行基因交换吗？为什么？两个池塘里的鱼(鲤鱼)是一个物种，它们属于一个种群还是两个种群？如果它们在池塘里长大，它们能进行基因交换吗？为什么？东北虎，华南虎，同一种生物由于地理障碍被分成不同的种群，这就阻碍了种群之间的基因交换。地理隔离：西伯利亚虎(左)和华南虎(右)是亚洲虎的后代。由于长期的地理隔离，它们没有交配，也没有基因交换。在形态和习惯上有显著的差异。如果它们再次相遇，它们仍然可以交配繁殖后代。这种不同的种群被称为同一物种的两个亚种。隔离：在自然条件下，不同群体的个体之间基因不能自由交流的现象。双色桦树几何学家是一个物种吗？英国曼彻斯特，19世纪，英国曼彻斯特，20世纪，桦树几何学家，桦树几何学家，是的。自然选择导致曼彻斯特桦树尺蠖种群中黑色突变类型的迅速发展。然而，种群还没有形成新的物种，因为它们仍然生活在一起，通过交配进行基因交换，并且不形成生殖隔离。隔离在物种形成中的作用，22岁时，达尔文作为博物学家登上了小猎犬号，开始了为期五年的环球科学考察。想象一下，一只来自南美大陆的雀鸟来到加拉帕戈斯群岛，在这两个岛上形成两个最初的种群。这两个群体中没有多少人。他们的基因频率相同吗？不一定。由于这两个群体中没有足够的个体，基因频率可能不同。不同岛屿上的雀鸟种群的变异是一样的吗？不一样。因为突变是随机发生的。环境对不同岛屿上的雀鸟种群的作用有什么不同吗？这对群体中基因频率的变化会有什么影响？不同岛屿的地形和植被条件不同，所以环境的作用也会不同，导致种群基因频率向不同方向变化。如果这个海域只有一个小岛，会有这么多种雀鸟吗？不，因为个体之间有基因交流。在加拉帕戈斯群岛，形成了不同的雀类，原始的雀类分布在不同的岛屿上(地理上孤立)。不同的突变和基因重组可能发生在不同的雀类种群中。不同的岛屿环境和自然选择导致不同的基因被留下。从长远来看，不同种群的基因库形成明显的差异，导致生殖隔离物种的形成。他们各自群体的基因频率会有不同的变化。概述：物种形成的一般过程、种群、小种群、新物种、基因变化的频率(突变和基因重组)以及物种形成的标志。可以得出结论，隔离是物种形成的必要条件，生物进化与物种形成的关系，地理隔离是物种形成的数量变化阶段，生殖隔离是物种形成的质量变化阶段，隔离是物种形成的必要条件，物种的形成是否需要地理隔离？思考：提示：二倍体西瓜和四倍体西瓜是同一物种吗？不同物种之间存在生殖隔离，物种的形成必须经过生殖隔离，但不一定经过地理隔离。隔离是新物种形成的必要条件，物种形成的意义，物种形成本身就表明生物种类的增加。同时，这也意味着生物可以以新的方式利用环境条件，从而为生物的进一步发展开辟新的前景。3.生物多样性的共同进化和形成。在自然界，植物被昆虫授粉是很常见的。昆虫授粉专业化对植物繁殖的意义是什么