2.7.2-现代生物进化理论的主要内容--课件(人教版必修2).ppt

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一 种群基因频率的改变和生物进化1.什么叫做种群？什么叫做种群？ 种群中的个体并不是种群中的个体并不是机械地集合在一起机械地集合在一起, ,而是而是彼此可以交配彼此可以交配, ,并通过繁并通过繁殖将各自的基因传给后代殖将各自的基因传给后代. .一一.种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位 生活在生活在一定区域一定区域的的同种同种生物的生物的全部全部个体叫做种群个体叫做种群.种群是生物繁殖的种群是生物繁殖的基本单位基本单位n例例1.以下属于种群范畴的是：以下属于种群范畴的是： A、一座山上所有的马尾松、一座山上所有的马尾

2、松 B、一块草地上、一块草地上所有的昆虫所有的昆虫 C、甲甲池塘和池塘和乙乙池塘内所有的鲤鱼池塘内所有的鲤鱼 D、一个公园里所有的、一个公园里所有的树木树木(A)2.基因库的概念基因库的概念一个种群中全部个体所含有的全部基因，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叫做这个种群的基因库3.基因频率的概念基因频率的概念 在一个种群基因库中，某个基在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率，叫因占全部等位基因数的比率，叫做基因频率做基因频率4.基因频率的计算（基因频率的计算（1） 某昆虫种群中，绿色翅的基因为某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, A, 褐色翅的基因褐色翅的基因位

3、位a a，调查发现，调查发现AAAA、AaAa、aaaa的个体分别占的个体分别占30%30%、60%60%、10%,10%,那么那么A A、a a的基因频率是多少？的基因频率是多少？A=302+60 _ 200=60% 200a=102+60 _=40%A+a=1 此种基因的个数此种基因的个数=纯合子个体数纯合子个体数 X 2X 2杂合子个体数杂合子个体数种群中该对等位基因的总数种群中该对等位基因的总数=个体总数个体总数 X 2X 2=此种基因的个数n伴伴X遗传方面的基因频率计算遗传方面的基因频率计算n对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现：现：780名女生

4、中有患者名女生中有患者23人、携带者人、携带者52人；人；820名男生中有患者名男生中有患者65人，那么该群人，那么该群体中色盲基因的频率是体中色盲基因的频率是( )nA.4.4% B.5.1% C.6.8% D.10.2%n色盲是伴色盲是伴X染色体隐性遗传，女性色盲患者染色体隐性遗传，女性色盲患者的基因型是：的基因型是： XbXb ，女性携带者的基因型，女性携带者的基因型是：是：XBXb，男性色盲患者的基因型是：，男性色盲患者的基因型是：n Xb Y。 (男性无携带者男性无携带者)基因频率的计算（基因频率的计算（2 2）n根据题意，根据题意，780名女生中有患者名女生中有患者XbXb 23人

5、、携带者人、携带者XBXb 52人，因此女性中人，因此女性中Xb占：占：23252=98；820名男生中有患者名男生中有患者Xb Y 65人，因此男性中人，因此男性中Xb占：占：65nXb基因总数：基因总数：9865163n这样，该校学生中色盲基因和它的等位基这样，该校学生中色盲基因和它的等位基因总数是：因总数是：78028202380，这样，这样该群体中色盲基因的频率就是：该群体中色盲基因的频率就是：163/2380=6.8%。用数学方法讨论基因频率的改变用数学方法讨论基因频率的改变假设讨论题2中的群体满足以下五个条件：昆虫群体数量足够大，全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，没有迁入与

6、迁出，AA、Aa、aa三种基因型昆虫的生存能力完全相同（也就是说自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用）也没有基因突变和染色体变异。(1)计算子一代、子二代、子三代的基因频率与基因型频率遗传平衡状态思考思考: 如果该种群随机交配，子代的基因频率又会如果该种群随机交配，子代的基因频率又会如何变化呢？如何变化呢？ 30%30% 30%10%36%48%16%60%40%在有性生殖过程中，如果符合遗传平衡，产生的雌雄配子： A 60%A 60%a 40%a 40%36%24%16%AAAaAa24%aa卵子精子p+q = 1(p+q )2=p2+2pq+q2= 1遗传平衡定律AA= p2 Aa= 2

7、pq aa=q2（二）、（二）、突变突变与基因重组产生进化的原材料与基因重组产生进化的原材料1 1、可遗传的变异来源于基因突变、基因重组、染、可遗传的变异来源于基因突变、基因重组、染色体变异，色体变异，基因突变与染色体变异统称突变基因突变与染色体变异统称突变。2 2、突变的频率很低，但个体的每个细胞有成千上、突变的频率很低，但个体的每个细胞有成千上万个基因，一个种群有许多个体组成，因此，万个基因，一个种群有许多个体组成，因此，每一代都会产生大量的突变，为生物进化提供每一代都会产生大量的突变，为生物进化提供原材料。原材料。3 3基因突变产生的等位基因，通过基因重组可以形基因突变产生的等位基因，通

8、过基因重组可以形成多种多样的基因型，使种群出现大量可遗传。成多种多样的基因型，使种群出现大量可遗传。4 4、基因突变、基因重组、染色体变异可以形成新、基因突变、基因重组、染色体变异可以形成新的基因型，只有基因突变产生新的基因。的基因型，只有基因突变产生新的基因。5 5、突变和基因重组是随机的、不定向的、突变和基因重组是随机的、不定向的（三）、自然选择决定了生物进化的方向（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突变和基因重组为生物进化提供了原材料，提供了原材料，自然选择可以使基因频率发自然选择可以使基因频率发生生定向改变定向改变，导致生物朝着一，导致生物朝着一定的方向不断进化

9、。定的方向不断进化。（四）隔离与物种的形成（四）隔离与物种的形成1、物种的概念、物种的概念：是指在自然状态下能够相互交是指在自然状态下能够相互交配并且配并且能够产生可育后代能够产生可育后代的一群生的一群生物。每一个物种由于地理隔离形成物。每一个物种由于地理隔离形成多个不同的种群多个不同的种群2、生殖隔离生殖隔离不同物种之间一般是不能够相互交配不同物种之间一般是不能够相互交配的，即使交配成功，也的，即使交配成功，也不能够产生可不能够产生可育的后代育的后代，这种现象叫生殖隔离。，这种现象叫生殖隔离。如如季节隔离；不亲合性；杂种不活；杂季节隔离；不亲合性；杂种不活；杂种不育等。种不育等。3、地理隔离

10、、地理隔离:由于地理上的障碍使得同由于地理上的障碍使得同种生物的不同种群间种生物的不同种群间不能够发不能够发生基因交流生基因交流的现象。的现象。东北虎和华南东北虎和华南虎之间存在什虎之间存在什么隔离？么隔离？4、隔离在物种形成中的作用、隔离在物种形成中的作用隔离隔离不同种群间的个体，在自然条件下不能发生不同种群间的个体，在自然条件下不能发生基基因交流因交流 的现象。地理隔离和生殖隔离是常见类型。的现象。地理隔离和生殖隔离是常见类型。生殖隔离生殖隔离一旦形成，就形成了不同的物种。隔离是物种一旦形成，就形成了不同的物种。隔离是物种形成的必要条件。形成的必要条件。种群种群物种形成的方式：物种形成的方

11、式：地理地理隔离隔离小的小的种群种群自然自然选择选择基因频率基因频率发生改变发生改变生殖生殖隔离隔离新的物种新的物种渐变式：渐变式：骤变式：骤变式：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、共同进化共同进化 含义含义 不同物种间的共同进化不同物种间的共同进化 生物与无机环境之间在相互影响中不断进化生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展和发展2、生物多样性的形成、生物多样性的形成（1）内容内容基因多样性基因多样性物种多样性物种多样性生态系统多样性生态系统多样性（2）形成生物多样性的原因：）形成生物多样性的原因：长期自然选择的结果长期自然选择的结果（3）研究生物进化的

12、主要依据：）研究生物进化的主要依据：化石化石古细菌化石3、生物进化的历程：、生物进化的历程：自然界中生物的自然突变频率很低，而且一般对生物体是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？有害的。为什么还能够改变种群中的基因频率呢？基因突变可产生新基因基因突变可产生新基因(等位基因等位基因)，基因突变是可遗传变，基因突变是可遗传变异的根本来源。是基因频率改变的基础。异的根本来源。是基因频率改变的基础。 例如：果蝇约有例如：果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是对基因，假定每个基因的突变率都是105，若有一个中等数量的果蝇种群（约有若有一个

13、中等数量的果蝇种群（约有108个个体），那么每一代出个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？现基因突变数是多少呢？ 2 104 105个体个体 108种群种群=2 107探究活动（三）2）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？第1年第2年第3年第4年基因型频率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因频率

14、S20%23%s80%77%70.7%26%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高降低(3)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？(4)在自然选择种，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得体色（表现型）而不是控制体色的基因随堂练习随堂练习n1.现代许多学者认为现代许多学者认为,生物进化的基本单生物进化的基本单位是位是A 生物个体生物个体B 同种生物的全部个体

15、同种生物的全部个体C 种群种群D 生活在一起的全部生物生活在一起的全部生物(C)n2.根据现代生物进化理论根据现代生物进化理论,下列符合种群下列符合种群概念的是概念的是A 太平洋里的全部的鱼太平洋里的全部的鱼B 中国国土上的所有人中国国土上的所有人C 稻田里全部的蛇稻田里全部的蛇D 草原上的灰仓鼠草原上的灰仓鼠(B)n3.下列关于种群基因库的叙述下列关于种群基因库的叙述,不正确的是不正确的是A 一个种群的基因库包括这个种群所含有的全一个种群的基因库包括这个种群所含有的全部基因部基因B 生物的个体总是要死亡的生物的个体总是要死亡的,但基因库却因种群但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传个体的繁殖而

16、代代相传C 种群中每个个体含有种群基因库的全部基因种群中每个个体含有种群基因库的全部基因D 基因突变可以改变基因库的组成基因突变可以改变基因库的组成(C)n4.已知人眼的褐色已知人眼的褐色(A)对蓝眼对蓝眼(a)是显性是显性,在一个有在一个有30000人的群体中人的群体中,蓝眼的有蓝眼的有3600人人,褐眼的有褐眼的有26400人人,其中杂合子其中杂合子个体有个体有14400人人,那么那么,在这一个人群中在这一个人群中A和和a基因频率分别为基因频率分别为A 0.64和和0.36 B 0.36和和0.64C 0.50和和0.50 D 0.82和和0.18(A)5.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