《步步高学案导学与随堂笔记》配套课件：71生物进化的证据

1、1.1.结合抗原结合抗原抗体反应原理，理解生物进化的免疫抗体反应原理，理解生物进化的免疫学学 证据。证据。2.2.分析分析DNADNA和蛋白质的分子性质，理解生物进化的分和蛋白质的分子性质，理解生物进化的分 子生物学证据。子生物学证据。1.1.抗原抗原抗体反应原理。抗体反应原理。2.DNADNA2.DNADNA杂交技术。杂交技术。知识储备区123课堂导入课堂导入 4561 1观察观察DNADNA分子结构模型，分析其空间结构分子结构模型，分析其空间结构123课堂导入课堂导入 456分类分类主链主链内侧内侧构成构成方式方式交替交替连接，两连接，两条主链条主链呈呈平行平行，有规则地盘，有规则地盘旋旋

2、成成结构结构主链上对应碱基主链上对应碱基以以连连接接成对，对应碱基之间互成对，对应碱基之间互补补(A(A_ _，G G_ _) )配对，碱配对，碱基平面之间平行基平面之间平行动态动态变化变化相对稳定相对稳定碱基比率和碱基序列可变碱基比率和碱基序列可变磷酸和脱氧核糖磷酸和脱氧核糖反反向向双螺旋双螺旋T TC C氢键氢键123课堂导入课堂导入 4562.2.蛋白质结构多样性的原因：蛋白质结构多样性的原因：、。氨基酸的种类不同氨基酸的种类不同 123课堂导入课堂导入 456 氨氨基酸的数目不同基酸的数目不同 氨基酸的排列顺序不同氨基酸的排列顺序不同 肽链的数肽链的数目和空间结构不同目和空间结构不同3

3、 3抗原是指抗原是指。能引起机体产生特异性免疫反应的物质能引起机体产生特异性免疫反应的物质123课堂导入课堂导入 4564 4抗体是由特异性免疫反应产生的能与抗体是由特异性免疫反应产生的能与结合结合的免疫物质。的免疫物质。特特定抗原定抗原123课堂导入课堂导入 4565 5生物进化是指一切生命形态发生、发展的演变过程。生物进化是指一切生命形态发生、发展的演变过程。“进化进化”一词来源于拉丁文一词来源于拉丁文evolutioevolutio，原意为，原意为“展展开开”，一般是指事物的逐渐变化、发展，由一种状态，一般是指事物的逐渐变化、发展，由一种状态过渡到另一种状态。过渡到另一种状态。123课堂

4、导入课堂导入 4566 6在研究生物进化的过程中，在研究生物进化的过程中，是非常重要的证据。是非常重要的证据。地球上现存的生物都是生物进化的结果，对现存物种地球上现存的生物都是生物进化的结果，对现存物种的亲缘关系的研究，也可以帮助我们追溯生物进化的的亲缘关系的研究，也可以帮助我们追溯生物进化的过程。过程。化石化石123课堂导入课堂导入 456世间万物从何而来，生物学家已经在古生物学、比较世间万物从何而来，生物学家已经在古生物学、比较解剖学和比较胚胎学的研究过程中，掌握了大量生物解剖学和比较胚胎学的研究过程中，掌握了大量生物进化的证据，认为地球上现存的五彩缤纷的生物，都进化的证据，认为地球上现存

5、的五彩缤纷的生物，都是由共同祖先在漫长的地球历史中演化而来的。是由共同祖先在漫长的地球历史中演化而来的。那么现代生物学又为生物进化理论提供了哪些证据呢？那么现代生物学又为生物进化理论提供了哪些证据呢？123课堂导入课堂导入 456学习探究区探究点一探究点一免疫学证据免疫学证据探究点二探究点二分子生物学证据分子生物学证据课堂小结课堂小结探究点一免疫学证据阅读教材阅读教材P P104104内容，完善家兔抗血清实验，完成下面内容，完善家兔抗血清实验，完成下面的思考。的思考。1 1实验目的：通过实验目的：通过了解某种生了解某种生物与其他几种生物的物与其他几种生物的。返回返回血清蛋白的免疫反应血清蛋白的

6、免疫反应亲缘关系远近亲缘关系远近2 2实验原理实验原理(1)(1)每种动物的血清中都含有一系列独特的蛋白质。如果把每种动物的血清中都含有一系列独特的蛋白质。如果把一种动物的血清一种动物的血清( (抗原抗原) )注射到另一种动物的体内，这种动注射到另一种动物的体内，这种动物体内就会发生免疫反应，在血清中产生能攻击这些血清物体内就会发生免疫反应，在血清中产生能攻击这些血清蛋白的抗体。蛋白的抗体。(2)(2)当家兔抗血清当家兔抗血清( (含有抗人血清蛋白的抗体含有抗人血清蛋白的抗体) )与某种动物的与某种动物的血清混合时，会发生血清混合时，会发生反应而形成沉淀，不同种反应而形成沉淀，不同种动物的血清

7、产生的沉淀数量动物的血清产生的沉淀数量。根据。根据反应原反应原理，可知这些动物血清中一定含有和人相似的血清蛋白。理，可知这些动物血清中一定含有和人相似的血清蛋白。反应反应，沉淀形成就，沉淀形成就，说明该动物的血清蛋白与，说明该动物的血清蛋白与人类的人类的，与人类的亲缘关系，与人类的亲缘关系。不同不同抗原抗体抗原抗体抗原抗体抗原抗体越强烈越强烈越多越多越相似越相似就越近就越近3 3实验过程实验过程( (如图如图) )4 4实验结果实验结果97%97%100%100%92%92%动物种类动物种类反应强度反应强度人人_黑猩猩黑猩猩_大猩猩大猩猩_长臂猿长臂猿79%79%狒狒狒狒75%75%蜘蛛猴蜘蛛

8、猴58%58%狐猴狐猴37%37%食蚁兽食蚁兽17%17%猪猪8%8%5.5.实验结果分析及结论：实验结果分析及结论：通过表格中的数据可以看出，不同动物的血清蛋白与通过表格中的数据可以看出，不同动物的血清蛋白与家兔抗血清的反应强度家兔抗血清的反应强度，由此可以，由此可以。数据表明，黑猩猩与人类的。数据表明，黑猩猩与人类的亲缘关系亲缘关系。不同不同判断这些动物判断这些动物与人类的亲缘关系远近与人类的亲缘关系远近最近最近如果想通过血清蛋白的免疫反应了解某种动物与其他如果想通过血清蛋白的免疫反应了解某种动物与其他几种动物的亲缘关系远近，可以将这种动物的血清注几种动物的亲缘关系远近，可以将这种动物的血

9、清注射到另外一种动物体内，这种注射了血清的动物就会射到另外一种动物体内，这种注射了血清的动物就会产生抗血清，然后用这种抗血清分别与其他几种动物产生抗血清，然后用这种抗血清分别与其他几种动物的血清混合，根据免疫反应的强烈程度即可了解该种的血清混合，根据免疫反应的强烈程度即可了解该种动物与其他几种动物之间的亲缘关系远近。动物与其他几种动物之间的亲缘关系远近。1 1下列关于家兔抗血清实验的叙述中，不正确的是下列关于家兔抗血清实验的叙述中，不正确的是( () )A A将人的血清蛋白注入家兔体内以后，会发生免疫将人的血清蛋白注入家兔体内以后，会发生免疫 反应，人的血清蛋白相当于抗原反应，人的血清蛋白相当

10、于抗原B B根据其他动物的血清蛋白与家兔抗血清发生反应根据其他动物的血清蛋白与家兔抗血清发生反应 的强烈程度可以判断它们与人类亲缘关系的远近的强烈程度可以判断它们与人类亲缘关系的远近C C家兔抗血清与血清蛋白会发生特异性结合家兔抗血清与血清蛋白会发生特异性结合D D因为黑猩猩的血清蛋白与人的完全一样，所以黑因为黑猩猩的血清蛋白与人的完全一样，所以黑 猩猩的血清蛋白与家兔抗血清的反应强度最高猩猩的血清蛋白与家兔抗血清的反应强度最高差别最小差别最小D 探究点二分子生物学证据阅读教材阅读教材P P105105106106，完成在进化方面三种分子生物学证据，完成在进化方面三种分子生物学证据的探索。的探

11、索。1 1比较比较DNADNA(1)(1)技术方法：技术方法：技术。技术。返回返回DNADNADNADNA杂交杂交(2)(2)技术原理：技术原理：DNADNA在在下不稳定，规则的双螺旋结下不稳定，规则的双螺旋结构会被打开而变成两条多核苷酸构会被打开而变成两条多核苷酸。而在。而在以后互补以后互补的多核苷酸单链又会的多核苷酸单链又会。如果先将不同生物的。如果先将不同生物的DNADNA加热打开，然后将不同生物的多核苷酸单链加热打开，然后将不同生物的多核苷酸单链在一起，在一起，不同生物的不同生物的DNADNA单链就会发生碱基互补配对。凡是单链就会发生碱基互补配对。凡是碱基序列就会组成碱基序列就会组成D

12、NADNA双链，双链，碱基序列就仍然是游碱基序列就仍然是游离的离的DNADNA单链。如果不同单链。如果不同生物的生物的DNADNA单链发生单链发生的序列越多，说明的序列越多，说明这两种生物的遗传信息这两种生物的遗传信息，它们的亲缘关，它们的亲缘关系也就系也就。较高温度较高温度单链单链降温降温重新螺旋重新螺旋混合混合相同的相同的不同的不同的碱基碱基配对配对越相似越相似越近越近单一单一DNADNA片段片段(3)(3)技术操作流程技术操作流程制备制备。 将将DNADNA片段片段。 加热制成单链加热制成单链将两种生物的将两种生物的DNADNA单链单链。 ，来自不同物种的，来自不同物种的DNADNA单链

13、可能发生单链可能发生。 测定杂种测定杂种DNADNA的熔解温度的熔解温度(Tm)(Tm)，了解两种，了解两种DNADNA的的。混合后进行分子杂交混合后进行分子杂交逐步冷却逐步冷却互补配互补配对对相似相似程度程度(4)(4)意义：通过意义：通过DNADNADNADNA杂交技术可以了解两种生物杂交技术可以了解两种生物，从而判断出它们之间，从而判断出它们之间，了解两个物种的共同祖先生活在距今多远的年，了解两个物种的共同祖先生活在距今多远的年代里。代里。基因组的相似程度基因组的相似程度亲缘关系的亲缘关系的远近远近2 2基因序列比较基因序列比较(1)(1)技术方法：技术方法：技术。技术。(2)(2)技术

14、原理：比较不同物种的技术原理：比较不同物种的可以更直观、可以更直观、更有力地说明两种生物之间的亲缘关系远近，如果基更有力地说明两种生物之间的亲缘关系远近，如果基因序列越相似，则说明两种生物的因序列越相似，则说明两种生物的，它们的亲缘关系就它们的亲缘关系就。(3)(3)从下表中可以看出，人类与从下表中可以看出，人类与的血红蛋白基因的血红蛋白基因序列相似程度最高，表明序列相似程度最高，表明与人类的亲缘关系较近。与人类的亲缘关系较近。DNADNA测序测序基因序列基因序列遗传信息越相似遗传信息越相似越近越近猩猩猩猩猩猩猩猩四种哺乳动物血红蛋白基因的部分序列四种哺乳动物血红蛋白基因的部分序列物种物种DN

15、ADNA序列序列人类人类TGACAAGAACA_GTTAGAG_TGTCCGTGACAAGAACA_GTTAGAG_TGTCCGAGGACCAACAGATGGGTACCTGGGTCTCCAAGAAACTGAGGACCAACAGATGGGTACCTGGGTCTCCAAGAAACTG猩猩猩猩TCACGAGAACA_GTTAGAG_TGTCCGATCACGAGAACA_GTTAGAG_TGTCCGAGGACCAACAGATGGGTACCTGGGTCTCCA GGACCAACAGATGGGTACCTGGGTCTCCA AGAAACTGAGAAACTG恒河恒河猴猴TGACGAGAACAAGTTAGAG_

16、TGTCCGAGTGACGAGAACAAGTTAGAG_TGTCCGAGGACCAACAGATGGGTACCTGGGTCTCCAAGACCAACAGATGGGTACCTGGGTCTCCAAGAAACTGGAAACTG兔兔TGGTGATAACAAGACAGAGATATCCGAGGACCAGCAGATAGGAACCTGGTGATAACAAGACAGAGATATCCGAGGACCAGCAGATAGGAACCTGGGTCTCTAAGAAGCTATGGGTCTCTAAGAAGCTA3.3.比较蛋白质比较蛋白质 (1) (1)原理：原理：是生命活动的主要承担者，是生物是生命活动的主要承担者，是生物性状的直

17、接表现者。所以可以比较同一蛋白质中性状的直接表现者。所以可以比较同一蛋白质中来得知不同生物的遗传信息的相似程度。来得知不同生物的遗传信息的相似程度。如果两种生物由共同祖先分歧后经过的时间越长，它如果两种生物由共同祖先分歧后经过的时间越长，它们的蛋白质们的蛋白质。蛋白质蛋白质不同不同氨基酸的数量氨基酸的数量发生改变的可能性就越大发生改变的可能性就越大(2)(2)实例：细胞色素实例：细胞色素c c是细胞质中与呼吸作用有关的一是细胞质中与呼吸作用有关的一种蛋白质，其功能是传递电子。人类的细胞色素种蛋白质，其功能是传递电子。人类的细胞色素c c包包含含112112个氨基酸。与人类的细胞色素个氨基酸。与

18、人类的细胞色素c c相比较，黑猩猩相比较，黑猩猩与人类完全一样，恒河猴仅有一个氨基酸不同，而鸡与人类完全一样，恒河猴仅有一个氨基酸不同，而鸡却有却有1313个氨基酸不同个氨基酸不同( (如下表如下表) )。不同生物细胞色素不同生物细胞色素c c中氨基酸的比较中氨基酸的比较物种物种与人类细胞色素与人类细胞色素c c相比，氨基酸的差异数相比，氨基酸的差异数黑猩猩黑猩猩0 0恒河猴恒河猴1 1鲸鲸1010鸡鸡1313金枪鱼金枪鱼2121小麦小麦3535从表格中可以看出，从表格中可以看出，的细胞色素的细胞色素c c与人的氨与人的氨基酸完全一样，所以基酸完全一样，所以与人的亲缘关系最近，与人的亲缘关系最

19、近，而而的与人的氨基酸相差最多，表明的与人的氨基酸相差最多，表明与人类与人类的亲缘关系较远。的亲缘关系较远。黑猩猩黑猩猩黑猩猩黑猩猩小麦小麦小麦小麦归纳提炼归纳提炼1 1DNADNADNADNA杂交技术杂交技术DNADNADNADNA杂交技术具有广泛的应用，比如亲子鉴定，杂交技术具有广泛的应用，比如亲子鉴定，就是将亲代和子代的就是将亲代和子代的DNADNA双链先打开，然后降温使两双链先打开，然后降温使两个人的个人的DNADNA单链重新互补配对，根据互补配对的程度单链重新互补配对，根据互补配对的程度可以判断二者是否具有血缘关系。可以判断二者是否具有血缘关系。 归纳提炼归纳提炼2 2基因序列比较基

20、因序列比较无论是比较无论是比较DNADNA还是比较基因序列，都是比较的同一还是比较基因序列，都是比较的同一类类DNADNA或基因。不同类的或基因。不同类的DNADNA和基因进行比较不能说明和基因进行比较不能说明两种生物的亲缘关系远近。两种生物的亲缘关系远近。3 3比较蛋白质比较蛋白质决定蛋白质多样性的根本原因是决定蛋白质多样性的根本原因是DNADNA的多样性。所以的多样性。所以通过比较蛋白质的差异可以间接知道两个物种的遗传通过比较蛋白质的差异可以间接知道两个物种的遗传信息的差异程度。信息的差异程度。2 2在分子生物学方面，可以通过比较不同物种生物的在分子生物学方面，可以通过比较不同物种生物的_

21、、_、_来判断亲缘关系远近。比较来判断亲缘关系远近。比较DNADNA时，可通过时，可通过_技术了解两种生物基因组的技术了解两种生物基因组的_，从而判，从而判断出它们之间亲缘关系的远近，了解两个物种的共同祖先生断出它们之间亲缘关系的远近，了解两个物种的共同祖先生活在距今多远的年代里；由于活在距今多远的年代里；由于_技术的进步和普及，技术的进步和普及，人们可直接对比不同物种的人们可直接对比不同物种的_，从而推断出物种之间，从而推断出物种之间的进化关系。在蛋白质分子方面，如果两种生物由共同祖先的进化关系。在蛋白质分子方面，如果两种生物由共同祖先分歧后经过的时间越长，它们的蛋白质分歧后经过的时间越长，

22、它们的蛋白质_就 越 大 。 因 此 ， 可 以 根 据 两 种 生 物 的 相 应 蛋 白 质 中就 越 大 。 因 此 ， 可 以 根 据 两 种 生 物 的 相 应 蛋 白 质 中_来判断亲缘关系的远近。来判断亲缘关系的远近。活学活用活学活用DNADNA基因序列基因序列蛋白质蛋白质DNADNADNADNA杂交杂交相似程度相似程度DNADNA测序测序基因序列基因序列发生改变的可能性发生改变的可能性观察到的差异大小观察到的差异大小课堂小结返回返回免疫学免疫学比较比较DNADNA基因序列比较基因序列比较比较蛋白质比较蛋白质自我检测区12341 1用哪种方法寻找生物进化的证据时需要测定遗传用哪种

23、方法寻找生物进化的证据时需要测定遗传物质中的碱基序列物质中的碱基序列( () )A A家兔的抗血清实验家兔的抗血清实验B B比较猩猩、恒河猴、兔和人类的基因序列比较猩猩、恒河猴、兔和人类的基因序列C C比较多种生物的蛋白质比较多种生物的蛋白质D D比较比较DNADNAB 1234比较基因序列需要先对基因的碱基序列进行测定，比较基因序列需要先对基因的碱基序列进行测定，其他几项不需测定碱基序列。其他几项不需测定碱基序列。2 2下列哪项不能说明生物具有共同的祖先下列哪项不能说明生物具有共同的祖先( () )A A不同生物的不同生物的DNADNA具有能互补配对的碱基序列具有能互补配对的碱基序列B B不同生物的基因具有相似的碱基序列不同生物的基因具有相似的碱基序列C C不同生物的无机盐等小分子物质相同不同生物的无机盐等小分子物质相同D D不同的生物具有相似的蛋白质分子不同的生物具有相似的蛋白质分子C 12343 3下列有关生物进化证据的叙述，错误的是下列有关生物进化证据的叙述，错误的是( () )A A黑猩猩与大猩猩相比，黑猩猩的血清与家兔抗血清反应黑猩猩与大猩猩相比，黑猩猩的血清与家兔抗血清反应 更强烈，说明黑猩猩与人类亲缘关系更近更强烈，说明黑猩猩与人类亲缘关系更近B B在进行