现代生物进化理论的主要内容生物高二必修二人教学习教案

1、会计学1现代生物现代生物(shngw)进化理论的主要内容生进化理论的主要内容生物物(shngw)高二必修二人教高二必修二人教第一页，共79页。第2页/共79页第二页，共79页。第3页/共79页第三页，共79页。第4页/共79页第四页，共79页。 你看过自私的基因这本书吗？作者为什你看过自私的基因这本书吗？作者为什么用这样的标题呢？虎有成千上万个基因，有的么用这样的标题呢？虎有成千上万个基因，有的决定牙齿的锐利程度，有的决定肌肉决定牙齿的锐利程度，有的决定肌肉(jru)(jru)的粗的粗壮程度壮程度把自己想象成虎体内的一个基因，你把自己想象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

2、且想让越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，怎样才能达到这一来越多的虎拥有自己的拷贝，怎样才能达到这一目的呢？目的呢？第5页/共79页第五页，共79页。第6页/共79页第六页，共79页。（一）种群（一）种群(zhn qn)(zhn qn)是生物进化的基本单位是生物进化的基本单位1 1、种群、种群(zhn qn)(zhn qn)概概念：念：生活在一定生活在一定(ydng)(ydng)区域的同种生物的全部个体。区域的同种生物的全部个体。卧龙自然保护区 猕猴二、种群基因频率的改变与生物进化二、种群基因频率的改变与生物进化第7页/共79页第七页，共79页。判断下列是否属

3、于判断下列是否属于(shy)(shy)种群种群（1 1）一个池塘中的全部鱼）一个池塘中的全部鱼 （2 2）一个池塘中的全部鲤鱼）一个池塘中的全部鲤鱼(l y)(l y)（3 3）两个池塘内的全部青蛙）两个池塘内的全部青蛙（4 4）一片草地上的全部植物）一片草地上的全部植物（5 5）一片草地上的成年梅花鹿）一片草地上的成年梅花鹿否否是是否否否否否否第8页/共79页第八页，共79页。第9页/共79页第九页，共79页。2 2、种群、种群(zhn qn)(zhn qn)的特的特点：点： 种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以此可以(ky)(ky)交配

4、，并通过繁殖将各自的基因传给后交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。代。 思考思考(sko)(sko)：同前一年的蝗虫种群相比，新形成：同前一年的蝗虫种群相比，新形成的蝗虫种群在基因组成上有可能会发生变化吗？的蝗虫种群在基因组成上有可能会发生变化吗？第10页/共79页第十页，共79页。3 3、种群、种群(zhn qn)(zhn qn)的基因库的基因库一个种群中全部个体一个种群中全部个体(gt)(gt)所含有的全部基因。所含有的全部基因。4 4、基因、基因(jyn)(jyn)频率：频率：在一个种群基因库中，在一个种群基因库中，某个基因某个基因占占全部全部等位基因等位基因数的比率。数的比率。基因频

5、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该等位基因的总数种群个体多，个体差异大，基因库越大。种群个体多，个体差异大，基因库越大。第11页/共79页第十一页，共79页。例例: :如某昆虫种群中决定翅色为绿色如某昆虫种群中决定翅色为绿色(l s)(l s)的基因为的基因为A A，决定，决定翅色为褐色的基因为翅色为褐色的基因为a a，从种群中随机抽出，从种群中随机抽出100100个个体，测知个个体，测知基因型为基因型为AAAA、AaAa和和aaaa的个体分别是的个体分别是3030、6060和和1010个。那么个。那么A A和和a a的基因频率是多少的基因频率是多少? ?基因基因(jyn)(

6、jyn)频频率率= =某基因的数目某基因的数目该基因的等位基因的总数该基因的等位基因的总数= =纯合子频率纯合子频率(pnl)+1/2(pnl)+1/2杂合杂合子频率子频率(pnl)(pnl) 种群中一对等位基因基因频率之和等于种群中一对等位基因基因频率之和等于1 1，基，基因型频率之和也等于因型频率之和也等于1 1。第12页/共79页第十二页，共79页。伴性遗传伴性遗传(ychun)(ychun)中的基因频率计算中的基因频率计算： 某学校男女某学校男女(nnn)(nnn)各有各有100100人，其中人，其中XBXBXBXB占占5050人，人，XBXbXBXb占占3030人，人，XbXbXbX

7、b占占2020人，人，XBYXBY占占8080人，人，XbYXbY占占2020人，求人，求XBXB、XbXb的基因频率。的基因频率。基因基因(jyn)(jyn)频频率率= =某基因的数目某基因的数目该基因的等位基因的总数该基因的等位基因的总数第13页/共79页第十三页，共79页。第14页/共79页第十四页，共79页。亲代基因型亲代基因型 的频率的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率配子的比率A( ) A( ) a( ) a( )子代基因型子代基因型 频率频率AA( )Aa( )aa( )子代基因频率子代基因频率A ( )a( )30%30%30%10%36%48%16%60

8、%40%公式公式(gngsh)：AA= p2 Aa= 2pq aa=q2P表示表示(biosh)基因基因A的频率，的频率，q表示表示(biosh)基因基因a的的频率频率在在“自由交配自由交配”的情况下：的情况下：p+q = 1第15页/共79页第十五页，共79页。 亲代亲代子一代子一代 子二代子二代 子三代子三代基因型基因型 频率频率AAAA30%30%AaAa60%60%aaaa10%10%基因基因频率频率A A60%60%a a40%40%36%48%40%16%60%36%48%16%36%48%16%40%60%40%60% 由此可见，如果满足由此可见，如果满足(mnz)(mnz)上述

9、五个条件，种群的上述五个条件，种群的基因频率可以世代相传不发生变化，保持平衡。子代基因基因频率可以世代相传不发生变化，保持平衡。子代基因型频率也不发生变化。这就是哈代温伯格平衡，也叫遗型频率也不发生变化。这就是哈代温伯格平衡，也叫遗传平衡定律。传平衡定律。第16页/共79页第十六页，共79页。 亲代亲代子一代子一代 子二代子二代 子三代子三代基因型基因型 频率频率AAAA30%30%AaAa60%60%aaaa10%10%基因基因频率频率A A60%60%a a40%40%45%30%40%25%60%总结总结(zngji)(zngji)：在一个大的群体中，没有自然选择，：在一个大的群体中，没

10、有自然选择，没有突变，没有迁入迁出，无论自交和自由交配多少没有突变，没有迁入迁出，无论自交和自由交配多少代种群基因频率不变，自由交配子代基因型比例也不代种群基因频率不变，自由交配子代基因型比例也不变，但自交基因型比例会改变。变，但自交基因型比例会改变。第17页/共79页第十七页，共79页。 满足五个假设条件满足五个假设条件(tiojin)(tiojin)的种群的种群是理想的种群，在自然条件是理想的种群，在自然条件(tiojin)(tiojin)下下, ,这样的种群是不存在的。这也从反面说明这样的种群是不存在的。这也从反面说明了在自然界中，种群的基因频率迟早要发了在自然界中，种群的基因频率迟早要

11、发生变化。生变化。思考思考2 2：上述结论是在满足五个假设条件的基础上计算的，对：上述结论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？自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？ 特别特别(tbi)(tbi)是如果第点假设（基因是如果第点假设（基因A A和和a a都不产生突变都不产生突变, ,即没有基因突即没有基因突变和染色体变异。）成立这与前面我们所学的基因突变的哪变和染色体变异。）成立这与前面我们所学的基因突变的哪个特性相违背？个特性相违背？第18页/共79页第十八页，共79页。思考思考3 3：如果该种群出现新的突变型，也就是产：如果该种群出现新的突变型，也就

12、是产生新的等位基因（生新的等位基因（A2A2），种群的基因频率），种群的基因频率(pnl)(pnl)会变化吗？基因会变化吗？基因A2A2的频率的频率(pnl)(pnl)可能可能会怎样变化？会怎样变化？ 基因突变突变产生基因突变突变产生(chnshng)(chnshng)的新基的新基因会使种群的基因频率发生变化。因会使种群的基因频率发生变化。 基因基因A2A2的频率是增加还是减少，要看这的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体是有益还是有害的，这往往一突变对生物体是有益还是有害的，这往往取决于生物生存的环境。取决于生物生存的环境。第19页/共79页第十九页，共79页。生物进化的实质生物进化的实

13、质(shzh)： 种群的进化过程就是种群基因频种群的进化过程就是种群基因频率发生变化的过程。率发生变化的过程。 通过讨论基因频率的变化通过讨论基因频率的变化(binhu)可以认识到，自然界中种可以认识到，自然界中种群的基因频率一定会发生变化群的基因频率一定会发生变化(binhu)，也就是说种群的进化是，也就是说种群的进化是必然的。必然的。第20页/共79页第二十页，共79页。（二）突变（二）突变(tbin)(tbin)和基因重组产生进化的原和基因重组产生进化的原材料材料影响种群基因影响种群基因(jyn)(jyn)频率的因素有哪些呢频率的因素有哪些呢？基因突变基因突变(j yn t bin)(j

14、 yn t bin)、染色体变、染色体变异、自然选择、异、自然选择、迁入迁出、遗传漂变迁入迁出、遗传漂变 其中突变和基因重组是产生进化的原材料，其中突变和基因重组是产生进化的原材料，生物自发突变的频率很低，而且突变大多是有害生物自发突变的频率很低，而且突变大多是有害的，基因突变产生的等位基因，通过有性生殖中的，基因突变产生的等位基因，通过有性生殖中的基因重组，可以形成多种多样的基因型，从而的基因重组，可以形成多种多样的基因型，从而使种群出现大量的可遗传变异。使种群出现大量的可遗传变异。第21页/共79页第二十一页，共79页。（三）自然选择决定（三）自然选择决定(judng)(judng)生物进

15、化生物进化的方向的方向 在自然选择的作用下，具有在自然选择的作用下，具有(jyu)(jyu)有利变有利变异的个体有更多的机会产生后代，基因频率会异的个体有更多的机会产生后代，基因频率会不断提高，相反，不利变异的个体留下后代的不断提高，相反，不利变异的个体留下后代的机会少，因此，种群的基因频率会发生定向改机会少，因此，种群的基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。变，导致生物朝着一定的方向不断进化。第22页/共79页第二十二页，共79页。第23页/共79页第二十三页，共79页。判断的判断的依据是依据是什麽？什麽？三、隔离与物种三、隔离与物种(wzhng)(wzhng)的形成的形成

16、第24页/共79页第二十四页，共79页。第25页/共79页第二十五页，共79页。骡骡生殖隔离：不同物种之间的个体不能自由交配或交配生殖隔离：不同物种之间的个体不能自由交配或交配后不能产生后不能产生(chnshng)可育的后代的现象。可育的后代的现象。 2、隔离、隔离(gl)的类的类型型第26页/共79页第二十六页，共79页。第27页/共79页第二十七页，共79页。地理隔离：同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种地理隔离：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群，使得种群间不能发生基因(jyn)交流的现象。交流的现象。东北虎东北虎华南虎华南虎隔离：不同种群隔离：不同

17、种群(zhn qn)个体，在自然条件下个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。基因不能自由交流的现象。隔离和物种隔离和物种(wzhng)的形成又有何关系呢？的形成又有何关系呢？第28页/共79页第二十八页，共79页。 在一个山谷中，生活着一个鼠种群。雌鼠和雄鼠之间可以在一个山谷中，生活着一个鼠种群。雌鼠和雄鼠之间可以自由交配，繁衍后代。后来山洪爆发，在山谷中形成了一条汹自由交配，繁衍后代。后来山洪爆发，在山谷中形成了一条汹涌的大河。将整个鼠种群分成了两个部分，一半在河这边，一涌的大河。将整个鼠种群分成了两个部分，一半在河这边，一半在那边。就这样过了几千年。半在那边。就这样过了几千年。后来，河

18、流干涸后来，河流干涸了，两个鼠种群了，两个鼠种群又会合在一起。又会合在一起。它们发现彼此大它们发现彼此大不相同，它们为不相同，它们为什么会大不相同什么会大不相同？还能算是同一？还能算是同一个物种吗？个物种吗？第29页/共79页第二十九页，共79页。第30页/共79页第三十页，共79页。1.1.不同岛屿上的不同岛屿上的地雀种群，产生地雀种群，产生突变的情况突变的情况(qngkung)(qngkung)一样一样吗？吗？2.2.对不同岛屿上的地雀种群来说，环境的作用有无差别？对不同岛屿上的地雀种群来说，环境的作用有无差别？这对种群基因频率的变化会产生什麽影响？这对种群基因频率的变化会产生什麽影响？3

19、.3.如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗吗? ?第31页/共79页第三十一页，共79页。原始原始(yunsh)地雀地雀分布分布(fnb)于于不同岛屿上（地不同岛屿上（地理隔离）理隔离）各地雀种群出现不同各地雀种群出现不同突变和基因重组突变和基因重组不同种群间无不同种群间无基因交流基因交流不同不同种群基因频率种群基因频率发生不同变化发生不同变化各岛屿环境不同，各岛屿环境不同，自然选自然选择择导致不同种群的导致不同种群的基因基因频率改变频率改变有所差异有所差异长此以往，不同长此以往，不同种群种群基因库基因库形成形成明显差异明显差异最终产生

20、最终产生生殖隔离生殖隔离，物种形成，物种形成第32页/共79页第三十二页，共79页。原原种种(yu(yunznzhnhng)g)变变异异1 1变变异异2 2变异变异类型类型1 1变异变异类型类型2 2新种新种1 1新种新种2 2生殖生殖隔离隔离自自然然选择选择1 1自然自然选择选择2 2基因频率定向改基因频率定向改变变地地 理理隔隔 离离第33页/共79页第三十三页，共79页。的必要条件。的必要条件。第34页/共79页第三十四页，共79页。第35页/共79页第三十五页，共79页。（一）共同（一）共同(gngtng)进化进化1、共同、共同(gngtng)进化概念进化概念 不同物种之间，生物与无机

21、环境之间在相互不同物种之间，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。影响中不断进化和发展，这就是共同进化。第36页/共79页第三十六页，共79页。也就不可能存在。50年后，研究人员发现了这样的蛾类昆虫。第37页/共79页第三十七页，共79页。第38页/共79页第三十八页，共79页。第39页/共79页第三十九页，共79页。第40页/共79页第四十页，共79页。环境变化生物生物进化进化出现(chxin)臭氧层有氧环境(hunjng)产生氧气产生氧气无氧环境厌氧厌氧生物生物需氧需氧生物生物陆生陆生生物生物光合光合生物生物第41页/共79页第四十一页，共79页。(jnhu)过程，

22、过程，地球上形成了地球上形成了千姿百态的物千姿百态的物种，多种多样种，多种多样的生态系统。的生态系统。第42页/共79页第四十二页，共79页。生态系统多样性生态系统多样性不同物种需不同物种需要不同的生态环境。生态系统的要不同的生态环境。生态系统的多样性是物种多样性的重要条件。多样性是物种多样性的重要条件。第43页/共79页第四十三页，共79页。物变异的多样性，生物进物变异的多样性，生物进化的速度明显加快。化的速度明显加快。第44页/共79页第四十四页，共79页。态系统更加复杂，态系统更加复杂，也促进了植物的也促进了植物的进化。进化。第45页/共79页第四十五页，共79页。第46页/共79页第四

23、十六页，共79页。 仔细观察左图，讨论以仔细观察左图，讨论以下下(yxi)问题。问题。第47页/共79页第四十七页，共79页。第48页/共79页第四十八页，共79页。复杂的。恐龙的绝灭有利于哺乳复杂的。恐龙的绝灭有利于哺乳动物的繁盛。动物的繁盛。第49页/共79页第四十九页，共79页。第50页/共79页第五十页，共79页。第51页/共79页第五十一页，共79页。因频率定向改变并决定生物进化因频率定向改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必的方向，隔离是新物种形成的必要条件。要条件。课堂课堂(ktng)(ktng)总总结结第52页/共79页第五十二页，共79页。第53页/共79页第五十三页

24、，共79页。第54页/共79页第五十四页，共79页。第55页/共79页第五十五页，共79页。答案答案(d n):D(d n):D课堂练习课堂练习第56页/共79页第五十六页，共79页。答案答案(d n):D(d n):D第57页/共79页第五十七页，共79页。答案答案(d n):B(d n):B第58页/共79页第五十八页，共79页。答案答案(d n):C(d n):C第59页/共79页第五十九页，共79页。第60页/共79页第六十页，共79页。A.A.是生物是生物(shngw)(shngw)的突变和重组的突变和重组B.B.是自然选择是自然选择C.C.是自然选择学说是自然选择学说D.D.是物种

25、多样性是物种多样性答案答案(d n):C(d n):C第61页/共79页第六十一页，共79页。第62页/共79页第六十二页，共79页。答案答案(d n):B(d n):B解析解析: :生物进化的实质在于种群基因频率的改变生物进化的实质在于种群基因频率的改变, ,地理隔离地理隔离使两个种群的基因不能进行交流使两个种群的基因不能进行交流, ,在各自环境的选择下朝着在各自环境的选择下朝着不同的方向改变着各自种群的基因库和基因频率不同的方向改变着各自种群的基因库和基因频率, ,当这种改当这种改变突破了种的界限时变突破了种的界限时, ,产生了生殖隔离产生了生殖隔离, ,便形成了两个新的便形成了两个新的物

26、种物种 达尔文的自然选择学说认为个体是生物进化的单位达尔文的自然选择学说认为个体是生物进化的单位, ,现代生物进化理论认为种群是生物进化的单位现代生物进化理论认为种群是生物进化的单位 生物的变生物的变异是不定向异是不定向(dn xin)(dn xin)的的, ,可遗传的变异为生物进化提供了可遗传的变异为生物进化提供了原材料原材料, ,自自然选择是定向然选择是定向(dn xin)(dn xin)的的, ,它决定了生物进化的方向它决定了生物进化的方向 第63页/共79页第六十三页，共79页。答案答案(d n):C(d n):C第64页/共79页第六十四页，共79页。答案答案(d n):B(d n):B第65页/共79页第六十五页，共79页。答案答案(d n):A(d n):A第66页/共79页第六十六页，共79页。答案答案(d n):D(d n):D第67页/共79页第六十七页，共79页。A