人教版高中生物必修现代生物进化理论的主要内容课件下学期

1、第二节第二节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容 你看过自私的基因这本书吗？作者为什么用这样的标题呢？基因是没有欲望的，但用拟人化的方式思考问题，有时却是有用的。 虎有成千上万个基因，有的决定牙齿的锐利程度，有的决定肌肉的粗壮程度等。讨论讨论 把自己想像成虎体内的一个基因。你不仅不愿意自己在虎的后代中消失，而且想让越来越多的虎拥有自己的拷贝。你怎样才能达到这一目的呢？你将选择做哪一种基因？一一. .种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化1.1.种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位(1)(1)种群的概念种群的概念 生活在一定区域的同种生物的全部个体

2、叫做种群种群第二节第二节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容一一. .种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化1.1.种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位(1)(1)种群的概念种群的概念第二节第二节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容(2)(2)基因库基因库 一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫做这个种群的基因库基因库一一. .种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化1.1.种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位(1)(1)种群的概念种群的概念第二节第二节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主

3、要内容(2)(2)基因库基因库(3)(3)基因频率基因频率概念概念 在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率，叫做基因频率基因频率一一. .种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化1.1.种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位(1)(1)种群的概念种群的概念第二节第二节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容(2)(2)基因库基因库(3)(3)基因频率基因频率概念概念基因频率计算方法基因频率计算方法基因频率的计算方法基因频率的计算方法 (1)通过基因型计算基因频率通过基因型计算基因频率 如：从某种群中抽样如：从某种群中抽样100个个体，测知基个

4、个体，测知基因型为因型为AA、Aa、aa的个体分别为的个体分别为30、60、10个。个。 则则A基因的频率为（基因的频率为（230+60）/（1002） 100=60， a基因的频率为（基因的频率为（210+60）/（1002）100=40一一. .种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化1.1.种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位(1)(1)种群的概念种群的概念第二节第二节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容(2)(2)基因库基因库(3)(3)基因频率基因频率(4)(4)基因型频率基因型频率 是指某种特定基因型的个体占群体内全部个体的比例例题剖析

5、 据调查得知，某小学的学生中基因性比率为：据调查得知，某小学的学生中基因性比率为：XBXB：XBXb：XbXb ：XBY：XbY=44%：5：43：7%，则，则Xb的基因频率为的基因频率为 A. 13.2% B. 5% C. 14% D.9.3%解析：基因频率是某基因在某个种群中出现的比例。解析：基因频率是某基因在某个种群中出现的比例。基因频率基因频率=该基因的总数该基因的总数/该等位基因的总数。因此，该等位基因的总数。因此，Xb的基因频率的基因频率=（1 5 +2 +1 7% ） （2 44% +2 5 +2 +1 43+1 7% ）答案：答案：D (p+q)2=p2+2pq+q2 p为A的

6、频率, q为a的频率. p2为AA的频率, q2为aa的频率, 2pq为Aa的频率. 一个理想的种群中，基因频率和基因型的基因频率和基因型的频率将保持不变频率将保持不变，即使最初不平衡，第二代就会平衡。30%30%30%10%36%48%16%60%40%常染色体上的基因频率和配子频率相等.性染色体则不等.一一. .种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化1.1.种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位(1)(1)种群的概念种群的概念第二节第二节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容(2)(2)基因库基因库(3)(3)基因频率基因频率(4)(4)基因型频

7、率基因型频率(5)(5)影响基因频率变化的因素影响基因频率变化的因素基因突变、基因重组和自然选择等因素一一. .种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化1.1.种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位(1)(1)种群的概念种群的概念第二节第二节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容(2)(2)基因库基因库(3)(3)基因频率基因频率(4)(4)基因型频率基因型频率(5)(5)影响基因频率变化的因素影响基因频率变化的因素(6)(6)生物进化实质生物进化实质是种群的基因频率发生变化的过程一一. .种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化1.1

8、.种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位第二节第二节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容2.2.突变和基因重组产生进化的原材料突变和基因重组产生进化的原材料 基因突变基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的基因频率发生变化一一. .种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化1.1.种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位第二节第二节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容2.2.突变和基因重组产生进化的原材料突变和基因重组产生进化的原材料(1)(1)突变突变概念概念基因突变和染色体变异统称为突变突变一一. .种群基因频率的改变与

9、生物进化种群基因频率的改变与生物进化1.1.种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位第二节第二节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容2.2.突变和基因重组产生进化的原材料突变和基因重组产生进化的原材料(1)(1)突变突变概念概念特点特点A.生物自发突变的频率很低, 多数是有害的，但种群每 一代都能产生大量的突变B.突变的有害和有利并不是 绝对的，它取决于生物的 生存环境一一. .种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化1.1.种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位第二节第二节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容2.2.突变和

10、基因重组产生进化的原材料突变和基因重组产生进化的原材料(1)(1)突变突变(2)(2)基因重组基因重组 形成多种多样的基因型，使种群出现大量的可遗传变异一一. .种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化1.1.种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位第二节第二节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容2.2.突变和基因重组产生进化的原材料突变和基因重组产生进化的原材料(1)(1)突变突变(2)(2)基因重组基因重组(3)3)突变和基因重组只是产生了生物进化突变和基因重组只是产生了生物进化 的原材料，不能决定生物进化的方向的原材料，不能决定生物进化的方向 （

11、变异是不定向的）（变异是不定向的）一一. .种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化1.1.种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位第二节第二节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容2.2.突变和基因重组产生进化的原材料突变和基因重组产生进化的原材料3.3.自然选择决定生物进化的方向自然选择决定生物进化的方向(1)(1)探究探究 黑裼色的生活环境不利于浅色桦尺蠖的生存，而有利于黑色桦尺蠖生存，自然选择可以使种群的基因频率发生定向改变一一. .种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化1.1.种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位第

12、二节第二节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容2.2.突变和基因重组产生进化的原材料突变和基因重组产生进化的原材料3.3.自然选择决定生物进化的方向自然选择决定生物进化的方向(1)(1)探究探究(2)(2)自然选择决定生物进化的方向自然选择决定生物进化的方向 在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会不断提高；相反，具有不利变异的个体留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会下降。因此，在自然选择的作用下，种群的基在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化方向不

13、断进化课堂练习课堂练习1.据调查得知，某小学的学生中基因型比 率为：XBXB B：XBXb：XbXb：XBY：XbY= 44%：5%：1%：43%：7%，则Xb 基因频 率为（ ） A.13.2% B.5% C.14% D.9.3%D2.某人群中每10000人中有一白化病患者 （aa）则该人群中带有a基因的杂合体 概率是( ） .1.98 .0.198 .0.0198 .1C一一. .种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化第二节第二节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容二二. .隔离与物种的形成隔离与物种的形成1.1.物种的概念物种的概念 把能够在自然状态下

14、相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种物种一一. .种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化第二节第二节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容二二. .隔离与物种的形成隔离与物种的形成1.1.物种的概念物种的概念2.2.隔离在物种形成中的作用隔离在物种形成中的作用(1)(1)隔离的概念隔离的概念 不同种群间的个体，在自然条件下基因基因不能自由交流的现象叫做隔离隔离。一一. .种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化第二节第二节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容二二. .隔离与物种的形成隔离与物种的形成1.1.物种的概念

15、物种的概念2.2.隔离在物种形成中的作用隔离在物种形成中的作用(1)(1)隔离的概念隔离的概念(2)(2)隔离的类型隔离的类型地理地理隔离隔离 同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象,叫做地理隔离地理隔离一一. .种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化第二节第二节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容二二. .隔离与物种的形成隔离与物种的形成1.1.物种的概念物种的概念2.2.隔离在物种形成中的作用隔离在物种形成中的作用(1)(1)隔离的概念隔离的概念(2)(2)隔离的类型隔离的类型地理地理隔离隔离生殖隔离生殖隔离 不同物

16、种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代，这种现象叫做生殖隔离生殖隔离一一. .种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化第二节第二节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容二二. .隔离与物种的形成隔离与物种的形成1.1.物种的概念物种的概念2.2.隔离在物种形成中的作用隔离在物种形成中的作用(1)(1)隔离的概念隔离的概念(2)(2)隔离的类型隔离的类型(3)(3)物种形成的常见方式物种形成的常见方式渐变式物种形成渐变式物种形成A.A.渐变式物种形成的概念渐变式物种形成的概念 渐变物种形成渐变物种形成是指经过漫长时间和许多世代的逐渐演变才形

17、成新物种的过程，其中最普遍的方式是一个分布区很广的物种通过地理隔离先形成亚种，然后发展为生殖隔离，形成两个或多个新物种新物种一一. .种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化第二节第二节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容二二. .隔离与物种的形成隔离与物种的形成1.1.物种的概念物种的概念2.2.隔离在物种形成中的作用隔离在物种形成中的作用(1)(1)隔离的概念隔离的概念(2)(2)隔离的类型隔离的类型(3)(3)物种形成的常见方式物种形成的常见方式渐变式物种形成渐变式物种形成A.A.渐变式物种形成的概念渐变式物种形成的概念B.B.渐变式物种形成的模式渐变式

18、物种形成的模式渐变式物种形成的模式渐变式物种形成的模式原种地理隔离变异 1变异2变异类型 1变异类型 2新种1新种2隔离生殖自然选择选择自然基因频率的定向改变一一. .种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化第二节第二节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容二二. .隔离与物种的形成隔离与物种的形成1.1.物种的概念物种的概念2.2.隔离在物种形成中的作用隔离在物种形成中的作用(1)(1)隔离的概念隔离的概念(2)(2)隔离的类型隔离的类型(3)(3)物种形成的常见方式物种形成的常见方式渐变式物种形成渐变式物种形成爆发式物种形成爆发式物种形成 爆发式物种形成爆发

19、式物种形成主要是指由异源多倍体的染色体畸变的方式形成新物种。一经出现可以很快达到生殖隔离A A物种物种2N=182N=18B B物种物种2N=202N=202N=9+102N=9+10C C物种物种4N=18+204N=18+20+杂交杂交诱导诱导加倍加倍(不育不育)(多倍体多倍体) 通过染色体畸变（结构变化）是形成新物种的另一种方式。发生染色体的结构变化的个体和原始物种杂交，可育性降低，形成初步生理隔离，而它们纯合体则是完全能育的，以后经过进一步演化形成新物种爆发式物种形成爆发式物种形成一一. .种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化第二节第二节 现代生物进化理论的主要内容

20、现代生物进化理论的主要内容二二. .隔离与物种的形成隔离与物种的形成1.1.物种的概念物种的概念2.2.隔离在物种形成中的作用隔离在物种形成中的作用3.3.现代生物进化理论的基本观点现代生物进化理论的基本观点(1)种群是生物进化的基本单位(2)生物进化的实质在于种群基因频率的改变(3)物种形成的三个基本环节是突变和基因重 组、自然选择及隔离。自然界中一个物种 的三个最主要特征：形态差异、生态差异 和生殖隔离课堂练习课堂练习1.生殖隔离的形成包括 ( ) 动物因求偶方式和繁殖期不同造成不 能交配 植物因开花季节和形成不同 而不能交配 动物胚胎发育早期死亡 产生的杂种后代没有生育能力 A. B.

21、C. D.D2.生物进化中自然选择的作用，主要有利 于下列何种情况的生物进化( ) A.幼小生物 B.生物个体 C.生物细胞 D.生物物种D一一. .种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化第二节第二节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容二二. .隔离与物种的形成隔离与物种的形成三三. .共同进化与生物多样性的形成共同进化与生物多样性的形成1.1.共同进化共同进化 不同物种之间，生物与无机环境之间在相不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是互影响中不断进化和发展，这就是共同进化共同进化。通过漫长的共同进化过程，地球上不仅出现了千姿百态

22、的物种，而且形成了多种多样的生态系统 地球上原始大气是没有氧气的，生物都是厌氧的；光合生物的出现，使原始大气有了氧气为好氧性生物出现创造条件一一. .种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化第二节第二节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容二二. .隔离与物种的形成隔离与物种的形成三三. .共同进化与生物多样性的形成共同进化与生物多样性的形成1.1.共同进化共同进化2.2.生物多样性的形成生物多样性的形成(1)(1)生物多样性的内容生物多样性的内容 基因的多样性、物种的多样性和生态系统的多样性一一. .种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化第二

23、节第二节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容二二. .隔离与物种的形成隔离与物种的形成三三. .共同进化与生物多样性的形成共同进化与生物多样性的形成1.1.共同进化共同进化2.2.生物多样性的形成生物多样性的形成(1)(1)生物多样性的内容生物多样性的内容(2)(2)生物多样性的形成经历了漫长的进化历程生物多样性的形成经历了漫长的进化历程 在前寒武纪地球上的生物主要是海洋中的种数不多的蓝藻和细菌,这一时期的生态系统是只有生产者和分解者的两极生态系统 在寒武纪海洋中有大量的无脊椎动物物种爆发式地迅速形成，这就是著名的寒武纪大爆发。大量的动物构成了生态系统的第三极消费者 由于造山

24、运动使海洋缩小，陆地扩大，一些海洋植物开始适应陆地生活，形成原始的陆地植物，主要是蕨类植物一一. .种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化第二节第二节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容二二. .隔离与物种的形成隔离与物种的形成三三. .共同进化与生物多样性的形成共同进化与生物多样性的形成1.1.共同进化共同进化2.2.生物多样性的形成生物多样性的形成(1)(1)生物多样性的内容生物多样性的内容(2)(2)生物多样性的形成经历了漫长的进化历程生物多样性的形成经历了漫长的进化历程(3)(3)进化历程的主要证据进化历程的主要证据 进化历程的主要依据是化石一一.

25、.种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化第二节第二节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容二二. .隔离与物种的形成隔离与物种的形成三三. .共同进化与生物多样性的形成共同进化与生物多样性的形成1.1.共同进化共同进化2.2.生物多样性的形成生物多样性的形成3.3.生物进化理论在发展生物进化理论在发展(1)中性学说：基因突变对生物适应性的影响并不是非益即害或 非害即益的，大量的基因突变是中性的，自然选择对这些基因 突变不起作用，这些基因突变经过长期积累，会导致种群间遗 传物质出现较大的差别。(2)间断平衡说：物质的形成并不都是渐变的过程，而是种群长期稳定与迅速

26、形成新种交替出现的过程。 总之，生物的进化是如此复杂，现有的进化理论还有许多不能解释的问题。因此，生物进化理论不会停滞不前，而是在不断发展1.1.基因频率和基因型频率基因频率和基因型频率 (a+b)2=a2+2ab+b2=1 a+b=12.2.每个基因突变率很低每个基因突变率很低(10(10-5-5-10-10-8-8) )，但，但种群每一代产生大量的突变种群每一代产生大量的突变 2104(个体基因对数)10-5(每个基因突变率)108(种群个体数)=107(个)3.3.不利变异与有利变异，取决于生物的不利变异与有利变异，取决于生物的生存环境生存环境疑难突破疑难突破4.4.自然选择与变异自然选

27、择与变异 先有变异(不定向)，后经自然选择（定向）决定其生存，而不是因有自然选择才发生变异5.5.种群和物种的区别种群和物种的区别 概念不同；范围不同；判断标准不同：种群是同一地点同种生物，个体间可交配而共有一个基因库，物种是形态形态特征和能否自由交配特征和能否自由交配6.6.地理隔离与生殖隔离地理隔离与生殖隔离 一般是先经地理隔离后生殖隔离（渐变式物种形成方式），爆发式物种形成方式没有地理隔离，直接发生生殖隔离（如异源多倍体的染色体畸变的方式形成新物种）7.7.生物进化与物种形成生物进化与物种形成 生物进化生物进化的实质是种群的基因频率发基因频率发生变化生变化的过程；物种形成物种形成是在基因

28、频率发生变化后，形成生殖隔离生殖隔离课堂练习课堂练习1.下列哪项不是生物同步进化的事例 ( ) A.某种兰花有专门为它传粉的蛾 B.猎豹捕食斑马 C.光合生物出现后，为好氧型生物的 出现 创造了条件 D.草原上狼的灭绝造成鹿的数量激增D2.为保护生物多样性所采取的保护战略和 保护措施的三个层次是指( ) 基因 细胞 组织 物种 生态 系统 A. B. C. D.3.下列不能用来表示生物多样性内容的是 ( ) A.基因多样性 B.物种多样性 C.种群多样性 D.生态系统多样性DC哈迪哈迪温伯格定律温伯格定律 该定律指出：在一个有性生殖的自然中群中，在该定律指出：在一个有性生殖的自然中群中，在符合

29、以下符合以下5个条件的情况下，各等位基因的频率个条件的情况下，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，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。或者说是保持着基因平衡的。种群大；种群大； 种群种群中个体间的交配是随机的；中个体间的交配是随机的； 没有突变发生没有突变发生 没有新基因加入；没有新基因加入； 没有自然选择。没有自然选择。 在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因只在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因只有一对有一对(Aa)时，设时，设p代表代表A基因的频率，基因的频率，q代表。代表。的基因的频率，则：的基因的频率，则： (p+q)2=p

30、2+2pq+q2=1。 其中，其中，p2是是AA(纯合子纯合子)基因型的频率，基因型的频率，2pq是是Aa(杂合子杂合子)基因型的频率，基因型的频率，q2是是aa(纯合子纯合子)基因基因型频率。型频率。 例如：一种蛾中控制浅颜色的等位基因是隐性的，控制深颜色例如：一种蛾中控制浅颜色的等位基因是隐性的，控制深颜色的等位基因是显性的。假设有的等位基因是显性的。假设有640只浅色的蛾和只浅色的蛾和369只深色的蛾，只深色的蛾，群体是哈迪群体是哈迪温伯格平衡，那么杂合子蛾的基因频率为多少温伯格平衡，那么杂合子蛾的基因频率为多少? 解析：设显性基因频率为解析：设显性基因频率为p，隐性基因频率为，隐性基因频率为q。 根据根据 (p+q)2=p2+2 pq+q2=1， 已知已知q2=640/（640+369）=063， 因此因此 q08。 又因为又因为p+g=1， 所以所以 p=1一一g=108=02， 根据哈迪根据哈迪温伯格平衡，杂合子蛾在群体中应为：温伯格平衡，杂合子蛾在群体中应为： 2pq=208O2=032。 答案：答案：032。 注意：在进行基因频率或基因型频率计算时，应清楚其前提注意：在进行基因频率或基因型频率计算时，应清楚其前提是否在理想状态，只有在理想状态时才可应用哈迪是否在理想状态，只有在理想状态时才可应用哈迪温伯格温伯格定律计算，否则按教材讲解的方法进行计算。定律计算，否