4.1生物进化理论课件-高一下学期生物必修2

“创世说”认为：生物是由上帝创造的，物种是不变的；神创论女娲造人第四章生物的进化第一节生物进化理论拉马克（1744—1829）一、拉马克的生物进化理论①环境多样性是生物多样性的原因；②“用进废退”；③“获得性遗传”；1、拉马克的生物进化理论要点：“用进废退”：拉马克认为，生物有的器官由于经常使用而发达，有的器官由于不使用而退化；鼹鼠穴居，视觉明显退化，前足适宜挖掘；食蚁兽的舌头之所以细长，是由于长期舔食蚂蚁的结果白鹭为了在水中觅食时不沾湿身体，用力伸长两腿，久而久之，代代相传，导致两腿渐渐变长；由于适应环境的变化而引起的能够遗传的性状变异；“获得性遗传”：2、拉马克学说的意义：①是历史上第一个比较完整的进化学说；②否定了创世说和物种不变论，奠定了科学进化论的基础；①提出的用进废退和获得性遗传的观点缺少科学证据的支持，大多来自主观臆测；3、拉马克学说的局限性：②过于强调环境的变化直接导致物种的改变，具有局限性；二、达尔文的生物进化理论达尔文（1809-1882）是英国的博物学家，他曾随英国海军勘探船“贝格尔号”，做了历时五年（1831-1836）的环球航行考察，在动植物和地质等方面进行了广泛的观察，并采集了大量的生物标本和矿物标本，经过深入研究，形成了生物进化的观点。终于在1859年出版了震动当时学术界的巨著《物种起源》。1、达尔文提出了以“自然选择”学说为核心的生物进化理论：（1）物种演变和共同起源：物种是可变的，生物进化通过物种的演变而进行，地球上现今生存的物种，都是曾经存在过的物种的后代，源于共同的原始祖先。犰狳（2）生存斗争和自然选择生存斗争包含了生物与同种或异种生物以及与无机环境之间的斗争，生存斗争是由生物的过度繁殖引起的，生存斗争的结果是“适者生存，不适者被淘汰”（3）适应是自然选择的结果经生存斗争，适应环境的个体能够生存下来，不适应环境的个体被淘汰；在马德拉群岛的克格伦岛上，达尔文观察了550多种甲虫，其中有200种甲虫的翅明显退化或无翅，而另一些甲虫的翅则非常发达。达尔文的解释：强烈的海风对甲虫翅的多种性状进行了选择。在连续的世代中，翅非常发达和翅明显退化的甲虫获得了最好的生存机会，而那些翅较弱、飞行能力不强的甲虫常常被海风吹落到海水里。翅非常发达和翅明显退化的甲虫能适应海岛的海风环境，并世代繁衍。2、模型分析生物进化的原因过度繁殖遗传和变异生存斗争积极思维：果蝇耐药性怎样形成的？1.有研究者做了果蝇对DDT耐药性形成过程的实验。实验分两组进行。2.第一组实验：将许多果蝇混合饲养，任其自由交配，同时加入一定量DDT；果蝇群体一代代地繁殖，每代都用DDT处理，逐代增加DDT浓度。经过十几代后，果蝇对DDT的耐药性明显增强，可以耐受比原来高出几百倍剂量的DDT。3.第二组实验：改混合饲养为单独饲养，即选择亲代中从未接触DDT的雌果蝇和雄果蝇，按一雌一雄成对放入独立的培养瓶，组成若干家系，繁殖后再将每个家系分成两瓶，一瓶放入一定量DDT，另一瓶不放DDT，结果表明，不同家系后代的存活数量明显不同。淘汰死亡率高的家系，保留死亡率很低的家系。在死亡率很低的家系中有未经DDT处理的培养瓶，从中选取果蝇，按一雌一雄成对的方式再建立若干家系，每一家系仍分成两瓶重复上述步骤，经过十几次选择，出现了对DDT有明显耐药性的家系，其耐药性快速增强，速率与第一组实验相当。使用DDT前，果蝇群体中已经存在对DDT耐受程度不同的个体，只不过在没有DDT的环境中，耐药性性状无法表现出来。使用DDT后，耐药性差的个体被淘汰而无法繁殖后代；随着DDT剂量的不断增加，耐药性强的个体被保留，并通过繁殖活动逐渐成为群体中的主体。依据达尔文生物进化理论，果蝇群体中耐药个体的增多是DDT选择的结果。判断：因为经常使用抗生素，所以使细菌产生了抗药性变异（

）果蝇耐药性怎样形成的解释：×①合理的解释了生物进化的原因；①对遗传和变异的本质，未做出科学解释；③生物多样性和适应性是进化的结果；②解释了生命现象的统一性是所有生物都有共同的祖先；2、达尔文自然选择学说的意义：②对生物进化的解释也局限于个体水平；③强调物种的形成都是渐变的结果，不能很好的解释物种大爆发的等现象；3、达尔文自然选择学说的局限性：三、以“自然选择学说”为核心的现代生物进化理论（一）种群是生物进化的基本单位；（二）突变和基因重组提供进化的原材料；（三）自然选择决定生物进化的方向；（四）隔离是物种形成的必要条件；杜布赞斯基现代生物进化理论提出者：现代生物进化理论内容：（一）种群是生物进化的基本单位；1、种群：指生活在一定区域的同种生物的全部个体的集合；判断下列是否属于种群：（1）一个池塘中的全部的鱼（

）（2）一个池塘中的全部的鲤鱼（

）（3）两个池塘内的全部青蛙（）（4）一片草地上的全部植物（

）（5）一片草地上的全部蒲公英（）（6）一片树林中的全部猕猴（）注：种群是生物进化的基本单位也是生物繁殖的基本单位；×√××√√2、种群基因库：一个种群中全部个体所含有的基因总和；这些金鱼各自有自己的基因，共同构成了种群的基因库。它们各自的基因都是基因库的一部分。个体数目越多，个体间的差异越大，基因库也就越大。注：种群基因库的组成是不断变化的，主要体现在基因频率和基因型频率的改变上；判断：一个种群中的每个个体都含有基因库中的全部基因（

）×

3.基因频率和基因型频率基因频率：是指在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率；基因频率＝×100%基因型频率：基因型频率＝是指某种基因型的个体在种群中所占的比率；×100%例1：从某种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10；求：①AA、Aa、aa基因型频率；②A和a的基因频率；解：

①P（AA）＝＝（10×2+60）/200×100%=40%②法一：P（A）＝P（a）＝同理：AA/总个体数×100%＝30/100×100%=30%P（Aa）＝60/100×100%=60%P（aa）＝10/100×100%=10%×100%A/（A+a）＝（30×2+60）/200×100%＝60%同理：a/（A+a）×100%例1：从某种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10。求：①AA、Aa、aa基因型频率；②A和a的基因频率；解：

＝10%＋1/2×60%＝40%②法二：P（A）＝P（a）＝P（AA）＋1/2P（Aa）＝30%＋1/2×60%＝60%同理：P（aa）＋1/2P（Aa）注：等位基因频率之和等于1；基因型频率之和也等于1；例2：某种群中基因型XBXB有20个，XBY有5个，XBXb有20个，XbY有5个；求：①XBXB和XbY的基因型频率②XB和Xb的基因频率；解：

P（XBXB）＝XBXB/所有个体=20/（20+5+20+5）=40%P（XbY）＝

XbY/所有个体=5/（20+5+20+5）=10%P（XB）＝XB/（XB+Xb）＝（40+5+20）/（40+5+40+5）=65/90=72.2%P(Xb)＝Xb/（XB+Xb）＝（20+5）/（40+5+40+5）=25/90=27.8%积极思维：如果一个种群符合下列条件：这个种群的基因频率（包括基因型）就可以一代代稳定不变，保持平衡；①群体数量足够大；②全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代；③没有迁入与迁出；④没有自然选择；⑤也没有基因突变和染色体变异。亲代子一代子二代子三代基因型频率AA30%Aa60%aa10%基因频率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%4、遗传平衡定律（哈代-温伯格定律）当群体满足以下五个条件：①种群数量足够大；②全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代；③没有迁入与迁出；④没有自然选择；⑤基因A和a都不产生突变时，种群的基因频率将不会改变。设A的基因频率为p，a的基因频率为q；则有p+q=1，那么(p+q)2

=p2+2pq+q2

，其中p2的值就是AA基因型的频率，2pq的值就是Aa基因型的频率，q2的值就是aa基因型的频率。

注：①若已知AA的基因型频率为m，则A的基因频率为___。②生物进化的实质是种群基因频率的改变；注：影响基因频率变化的因素：突变和基因重组、自然选择、迁入和迁出、隔离、遗传漂变等；1.在某一种群中,经过调查得知,隐性性状(等位基因用A、a表示)约占9%,那么该性状的AA、Aa基因型个体出现的频率分别约为 、、0.55、、0.732.在某一个种群中，已调查得知，显性纯合性状（等位基因用A、a表示）占16%，那么该种群的aa、Aa基因型个体出现的概率分别为、、0.24、、0.36习题巩固：CA4.在一个种群中基因型为AA的个体占70%，Aa的个体占20%，aa的个体占10%。A基因和a基因的基因频率分别是A.70%、30% B.50%、50%C.90%、10% D.80%、20%3.在一次红绿色盲的调查中，共调查男女各200名，调查发现，女性红绿色盲基因的携带者有15人，患者有5人，男性患者有11人。那么这个群体中红绿色盲基因的频率是A．4.5%B．6%

C．9%D．7.8%BD5.一个随机交配的足够大的种群中，某一相对性状(由基因A、a控制)中显性性状的基因型的频率是0.36，则A．该种群繁殖一代后杂合子(Aa)的基因型频率是0.32B．显性基因的基因频率大于隐性基因的基因频率C．若该种群基因库中的基因频率发生变化，说明一定发生了基因突变D．若该种群中A基因的频率为0.4，则表现为A基因所控制的性状的个体在种群中占40%A6.某植物种群,AA基因型个体占30%,aa基因型个体占20%,则:(1)该植物的A、a基因频率分别是

、

。

(2)若该植物种群自交,后代中AA、aa基因型个体分别占

、

。这时A、a的基因频率分别是_

、

。

(3)依据现代生物进化理论,这种植物在两年中是否发生了进化?

,原因是

。

(4)由此可见,进化的基本单位是

,进化的原材料由

提供,是否发生进化取决于

,进化的实质是

。55%45%42.5%32.5%55%45%否种群的基因频率没有发生改变种群突变和基因重组自然选择种群基因频率的改变（二）突变和基因重组提供进化的原材料；例：假设每个果蝇约有2×104个基因，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107个个体)，请计算出每一代出现的基因突变数是多少?自然界中突变的频率很低，能作为进化的原材料吗？2.0×104×10-5×107=2.0×106(个)大量的突变基因重组多种多样的基因型多种多样可遗传的变异类型自然突变的频率很低注：突变＝基因突变＋染色体变异注：①突变和基因重组是随机的、不定向的，不能决定生物进化的方向；②生物突变的有利和有害不是绝对的,往往取决于环境；思考：自然界生物进化都是有方向的，那生物进化的方向是什么因素决定的？（三）自然选择决定生物进化的方向；在特定环境中，种群内可遗传的变异将赋予某些个体生存和繁殖的优势，经过自然选择，具有有利变异的个体更好地适应这种特定的生存环境，有更多机会繁衍后代，相应的基因频率会不断提高；相反，具有不利变异的个体较难生存下去，留下后代的机会更少，相应的基因频率会不断下降。注：①自然选择可以使种群的基因频率定向改变，最终导致生物朝着一定的方向不断进化；②自然选择作用的是个体的表型，不是基因型；③进化是“先变异，后选择”；积极思维：不同体色的桦尺蛾数量为什么会变化？英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾。它们夜间活动，白天休息在树干上，其体色受一对等位基因S和s控制，黑色(S)对浅色(s)是显性的。在19世纪中叶以前，桦尺蛾几乎都是浅色型的，该种群中S基因的频率很低，在5%以下。到了20世纪中叶，随着当地的工业发展，工厂排除的煤烟使树干上的地衣不能生存，导致树皮裸露被煤烟熏成黑褐色，从而导致黑色型的桦尺蛾却成了常见的类型，S基因的频率上升到95%以上。（四）隔离是物种形成的必要条件；具有一定的形态结构和生理功能特征，在自然状态下能够相互交配并繁殖可育后代的一群生物个体，通常称为物种，简称为“种”。1、物种：马驴骡判断：马和驴杂交可以产生骡子，所以马和驴是同一个物种（

）×指同种生物中不同种群的个体在自然条件下不能自由交流基因的现象。隔离主要包括地理隔离和生殖隔离。2、隔离：地理隔离：指同一种生物由于地理屏障而被分隔成不同的种群，各种群之间不发生基因交流的现象。加拉帕戈斯群岛上地雀的喙形进化示意图东北虎和华南虎长期的地理隔离变为两个不同的虎亚种；长期的地理隔离，同一物种可能演化为不同的物种，这些物种的个体之间不能自由交配或交配后不能产生可育后代的现象。生殖隔离：注：新物种形成的标志是产生了生殖隔离；地理隔离

阻断基因交流在不同的突变和基因重组以及自然选择作用下基因频率向不同方向发生改变种群的基因库出现差异差异进一步加大生殖隔离新物种形成（1）渐变式：经过长期的地理隔离而达到生殖隔离；3、物种的形成过程：（2）爆发式：3、物种的形成过程：不需要地理隔离，在很短的时间内就能产生生殖隔离；如：①二倍体西瓜和四倍体西瓜属于两个物种；②异源多倍体的形成；4、物种形成的三个环节：突变和基因重组、自然选择及隔离；判断：①生物进化的实质是种群基因型频率的改变（）②自然选择可以使种群的基因频率发生定向改变（）③自然选择决定生物变异和进化的方向（）④变异都可以为生物进化提供原材料（）⑤新物种的形成不一定要经过长期地理隔离（）⑥地理隔离一定会导致生殖隔离（）⑦生殖隔离的形成必须经过地理隔离（）⑧生物之间只要能够交配产生后代便是同一物种（）⑨农业生产上经常使用农药会使害虫产生抗药性变异（）⑩从未接触过抗生素的细菌也可能具有抗药性（）11.生物进化不一定导致新物种的形成，但新物种的形成一定经过生物进化（）12.有害突变不能为生物进化提供原材料（）×√××√××××√√×1．下列有关种群的说法错误的是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．黄山和华山的黄松是一个种群D．一个生物种群中全部个体所含有的基因总和叫做这个种群的基因库2．下列关于新物种形成的叙述，正确的是A．生物进化的结果就是形成新物种B．生殖隔离是地理隔离的必然结果C．产生生殖隔离是形成新物种的必要条件D．基因突变一定能导致新物种的产生习题巩固：CC3.以自然选择学说为核心的现代生物进化理论认为,新物种的形成是A、自然选择的结果B、突变，选择和遗传的综合作用C、用进废退的结果D、突变和基因重组，自然选择及隔离的综合作用4.下列关于隔离的叙述，不正确的是A、阻止了种群间的基因交流B、对所有的物种来说,地理隔离必然导致生殖隔离C、种群基因库间的差异是产生生殖隔离的根本原因D、不同的物种之间必然存在着生殖隔离DB1、日本科学家

提出“中性突变”进化理论，简称“中性学说”。2、内容：生物进化的主导因素不是

，而是

的随机固定。在进化过程中，核酸、蛋白质等分子的

会发生一定的置换，通常用它们的

来计算相应分子的进化速率。木村资生自然选择中性突变碱基、氨基酸置换率四、分子进化的中性学说四、分子进化的中性学说中性