《进化修改》PPT课件.ppt

1、第二节 现代生物进化理论的主要内容,一、种群基因频率的改变与生物进化,（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。,卧龙自然保护区的猕猴,一块草地上的所有蒲公英,判断下列是否属于种群,（1）一个池塘中的全部鱼 （2）一个池塘中的全部鲤鱼 （3）两个池塘内的全部青蛙 （4）沿河两岸的所有柳树 （5）一片草地上的成年梅花鹿,否,是,否,否,否,咱们班里的所有同学呢 ？,2、种群的特点：,种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。,思考：同前一年的蝗虫种群相比，新形成的蝗虫种群在性状和基因组成上会有什么变化吗？,性状

2、是由基因控制的，因此研究生物的进化必须研究种群的基因组成和变化。如何分析种群的基因组成和变化？由此人们提出基因库和基因频率的概念。,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：,在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。,5、基因型频率：,在一个种群基因库中，某种特定基因型的个体占群体内全部个体的比率。,例:如某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为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：,= 40%,A%=,a

3、%=,= 60%,AA个体的基因型频率为:,aa个体的基因型频率为:,Aa个体的基因型频率为:,= 30%,= 60%,= 10%,30%,30%,30%,10%,36%,48%,16%,60%,40%,若种群中一等位基因为A和a，设A的基因频率=p，a的基因频率=q ， 因为(pq)=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。 A%=AA%+1/2Aa% a%=aa%+1/2Aa%,满足五个假设条件的种群是理想的种群，在自然条件下,这样的种群是不存在的。这也从反面说明了在

4、自然界中，种群的基因频率迟早要发生变化，也就是说种群的进化是必然的。,上述计算结果是在满足五个假设条件的基础上计算的，对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？,生物的进化就是 种群基因频率发生 变化的过程。,影响种群基因频率变化的因素有哪些？,变异，自然选择等,变异的类型有那些？,不可遗传的变异,可遗传的变异,基因重组 基因突变 染色体变异,突变,2.种群基因重组的结果： 产生更多变异(基因型)、不定向,（二）突变和基因重组产生生物进化的原材料,1.基因突变的特点： 普遍性 ，随机性，低频性， 多害少利性，不定向性,基因 重组,突变,新的等位基因,多种多样的基因型,种群中出现大量可遗传的变异

5、,变异是不定向的,形成了进化的原材料,不能决定生物进化的方向,结论：突变和基因重组产生进化的原材料,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。,此外，突变的有害还是有利也不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。,人类把鲫鱼的后代培育成金鱼，实质就是通过选择改变基因频率。从图中看显然红色基因的频率显著提高了。,长满地衣的树干上的桦尺蠖,黑褐色树干上的桦尺蠖,探究自然选择对种群基因频率的影响,英19世纪曼彻斯特,英20世纪曼彻斯特,桦尺蠖种群中各种

6、基因的频率是怎样变化的？,现在我们用数学方法来讨论一下桦尺蠖基因频率变化的原因。1870年桦尺蠖的基因型频率为SS 10% ； Ss 20%； ss 70%，在树干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%，以后的几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？,13.1%,升高,26%,60.9%,26.1%,73.9%,14.6%,29.3%,56.1%,29.3%,70.7%,降低,(1)在这个探究实验中根据上面的数据分析，变黑的环境对桦尺蠖产生了什么样的影响？变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的出生率有影响吗？,(2)在

7、自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？,变黑的环境使控制浅色的s基因频率减少,S基因频率增加,许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食,天敌看到的是桦尺蠖的体色（表现型）而不是控制体色的基因,结论：自然选择决定生物进化的方向,自然选择使基因频率定向改变。,（三）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，自然选择可以使基因频率发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。,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。,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

8、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,15214,2002200,5.17,C,课堂练习：, 100%,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0.36 B.0.36和0.64 C.0.50和0.50 D.0.82和0.18,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

9、、0.48 B.0.36、0.24 C.0.16、0.48 D.0.48、0.36,A,A,据调查，某校学生中基因型的比例为XB XB（42.32%） XB Xb （7.36%） XbXb （0.32%） XBY （46%） Xb Y（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,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.1/88 B.1/22 C

10、.7/2200 D.3/800,A,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 、0.36,0.4 0.6,某岛屿上存在着尺蛾的两个变种，该地区原为森林，后建设成工业区。下表为该地区不同时期的两个变种尺蛾的数量比。这些变产生的原因是 ( ) A灰尺蛾迁离，黑尺蛾迁入 B工业煤烟使灰尺蛾变成黑尺蛾 C自然选择作用 D人工选择的作用 7.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

11、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_。,C,变异,原材料,选择,方向,定向的,复习提问,现代生物进化理论的三个观点（课本蓝字标题） 突变包括（）和（） 生物进化的实质？,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”。,“物种”的“种”与“种群”的“种”有何区别？,物种可以分布在不同的自然界的不同区域，只有在可以发生随即交配、繁衍，使基因能够世代传得一定

12、区域内的同种全部个体的集合才是一个种群。 自然界的物种实际上是以一个个种群存在的，种群是物种繁衍、进化的基本单位。,人都是一个物种，无论白人黑人黄种人结婚，都能产生具有生殖能力的后代。,同样，所有的马是一个物种，所有的驴也是一个物种。但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。,全世界的人都是一个物种吗？,马跟驴是一个物种吗？,3、地理隔离:,不同物种之间一般是不能够相互交配的，即使交配成功，也不能够产生可育的后代，这种现象叫生殖隔离。如季节隔离；不亲合性；杂种不活；杂种不育等。,2、生殖隔离：,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。,4、隔离在物

13、种形成中的作用,隔离 不同种群间的个体，在自然条件下不能发生基因交流的现象。,物种形成的比较常见的方式：,一个种群,几个小种群,基因交流停止,各个小种群向不同方向进化,各自的基因库和基因频率,几个亚种,不同的新物种,地质变迁,地理隔离,各自不同环境的选择,形成,生殖隔离,形成,隔离是物种形成的必要条件。地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成的质变阶段。 只有地理隔离只能产生生物新类型或亚种，不可能产生新物种。生殖隔离是物种形成的最后阶段，是物种之间真正的界限。,5、物种形成与生物进化,（1）物种形成的方式：,渐变式：经过长期的历史年代逐渐形成。,骤变式：短时间内即可形成。 例如：自然

14、界中多倍体的形成。,（2）生物进化的实质是基因频率的改变。这种改变可大可小，不一定会突破物种的界限。即： 生物进化不一定形成新物种； 新物种形成则说明生物进化了。,现代进化论解释物种形成的基本环节,1、突变和基因重组产生进化的原材料,2、自然选择决定生物进化的方向(定向),3、隔离导致物种的形成,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、物种是一个具有共同基因库的，与其他类群有生殖隔离的类群 C、区分物种有多种依据，但最主要的是看有无生殖隔离 D、不同物种的种群若生活在同一地区，也会有基因交流,D,2、下列关于隔离

15、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、新物种的形成的标志： 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、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 5、_是生物进化的基本单位，生物进化的实

16、质在于种群_的改变。物种形成需要三个基本还节：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,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？,.共同进化,资料：,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

17、险之中。,捕食者的存在是不是对被捕食者有害无益呢？,捕食,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

18、得大气中有了氧气,共同进化的含义2： 生物和无机环境间也存在共同进化。,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。,通过漫长的共同进化过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种，而且形成了多种多样的生态系统，也就是形成了生物的多样性,综上所述：,2、生物多样性的形成,（1）生物多样性的内容：,物种多样性,基因多样性,生态系统多样性,化石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,（2）生物多样性的形成的进化历程,最早的生物化石古细菌（距今35亿年）,最早出现的生物是哪一类生物？ 它们生活在什么环境中？,厌氧的单细胞生物， 它们生活海洋中。,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,前寒武纪生物 寒武纪之前(前寒武纪)，地球上的生命都是非常低级的，主要是一些单细胞生物、环节动物、节肢动物等。,多细胞生物大约是什么时期出现的？它们生活在什么环境？ 大约是在寒武纪，生活在海洋中。,早古生代生物 （寒武纪） 进入早古生代，一些大型的古生物相继出现，如三叶虫、鹦鹉螺等。出现了生命演化史上的第一次繁荣景象。在中国云南澄江发现的寒武纪古生物是最有代表性的寒武纪