高中生物必修2遗传与进化《二隔离与物种的形成》课件

1、第2节 现代生物进化理论的主要内容情景：如果在灰色翅基因型为aa)昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅Aa)的变异个体，且绿色比灰色更不容易被敌害发现。3、如果Aa与其他个体交配生殖，后代都是绿色吗？自然界中，没有哪一个体是长生不死的 个体的基因型也会随着个体的死亡而消失，但决定表现型的基因却可以通过有性生殖在群体中来传给后代.不一定，后代会出现灰色个体1、该个体能永远生存下去吗？2 、如果该绿色个体能很好的生活下来，它体内的A基因仅凭它自己能否遗传下去？那怎样才能传递给后代？某个体有利变异的基因只有在群体中，通过有性生殖才能世代延续，另外有利变异个体的后代还会出现不利性状，所以生物的进化仅仅研究个

2、体的表现型是否与环境适应是不够的，还需要研究群体的基因组成的变化。1、种群的概念：生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群一种群是生物进化的根本单位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鲤鱼4一片草地上的全部草5一片草地上的成年梅花鹿6一块稻田里的全部幼蚜、有翅、无翅的成蚜 否是否否否是一个种群中的个体是机械地集合在一起吗？一个种群中的个体是能自由交配、繁殖的，因此种群是生物繁殖和进化的根本单位7一片草地上的全部蛇8我国长江流域的全部白鳍豚否是2、种群的特点： 种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配实现基因交流，并通过繁殖将各自的基因传给后代。 生物的性

3、状是受基因控制的。每个生物体都含有很多的基因。 那么，种群中的一个个体所含有的全部基因和种群中的全部个体所含有的全部基因相比，哪个更多呢？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。A的频率=120 _ 20060%a的频率=80 _ 200=40%某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, 褐色翅的基因位a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占30%、60%、10%、那么A、a的基因频率是多少？A基因数=23060=120个a基因数=60210=80个控制此性状的等位基因总数200个=4、基因频率：基因频率=某基因的数目该基因的等

4、位基因的总数 100%= 该等位基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率某工厂有男女职工各200人，对他们进行调查时发现，女性色盲5人，女性携带15人。男性色盲11人，求XB,Xb的频率。等位基因的基因频率之和，等于_1即：A%+a%=194%、6%5、基因型频率： 在一个种群基因库中，某个基因型的个体占个体总数的比率。1.假设昆虫种群非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代，没有迁入和迁出，自然选择对翅色这一相对性状没有作用，基因A和a都不产生突变。根据别离定律计算：该种群产生的A配子和a配子的比率各是多少？A配子的频率：。a配子的频率：。亲代基因型频率AA(30%)Aa(60%)aa(1

5、0%)配子比率A()A()a()a()子代基因型频率AA()Aa()aa()子代基因频率A()a()30%30%30%10%60%40%36%16%48%60%40%如果F1个体再自由交配，产生F2呢？ 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%想一想，子二代、子三代及假设干代后，种群的基因频率会和子一代一样吗？分析各代基因频率相同吗？基因型频率呢？这有什么前提条件吗？基因频率亲本与子代相同，基因型频率从子一代开始就稳定下来了，但是需要满足5个前提条件如果一

6、个种群符合以下条件：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，没有迁入与迁出，没有自然选择也没有基因突变和染色体变异。那么，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。遗传平衡定律哈代-温伯格定律遗传平衡定律可用数学方程式表示：(pq)2=p22pqq2=1设A的基因频率=p，a的基因频率=q ，p+q= 1 ( p+q ) 2 = p2 + 2pq + q2 = 1 AA的基因型频率Aa的基因型频率aa的基因型频率3上述计算结果是在满足五个假设条件的根底上计算的，对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？ 遗传平衡所指的种群是理想种群。在自然条件下，这样的种群

7、是不存在的，种群的基因频率总是在不断变化的。因此，生物进化的过程实质上就是种群基因频率发生变化的过程。 在自然界，由于突变、基因重组和自然选择等因素，种群的基因频率和基因型频率总是在不断变化的。 生物学上，把基因突变和染色体变异统称为突变。突变和基因重组，在生物进化中到底起什么作用呢？ 突变和基因重组属于可遗传变异，能使生物的后代产生极其多样的变异类型，从而为生物的进化提供原材料。二突变和基因重组产生生物进化的原材料 突变和基因重组都有什么样的特点呢？1.基因突变的特点：普遍性、随机性、低频率、有害性，不定向2基因重组的结果： 产生更多变异(基因型)、不定向 种群是由许多个体组成的，每个个体的

8、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。 如果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变频率是105，对于一个中等大小的果蝇种群约有108个个体来说，每一代出现的基因突变数是： 21041051082107个突变几率很小，而且大多数突变都是有害的，怎么还能为进化提供原材料呢？某海岛上的昆虫出现残翅和无翅类型有利与有害不是绝对的,这往往取决于生物的生存环境。突变基因重组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突变和基因重组在提供进化原材料的同时，能否决定生物进化的方向呢？决定生物进化方向的因素又是什么呢？长满

9、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世纪曼彻斯特自然选择可以使种群的基因频率定向改变问题：桦尺蠖种群中s基因的频率为什么越来越低？假设：根据前面所学的你能做出假设吗？ 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设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？第1年第2年第3年第4年基因型频率SS10%11.5%Ss20

10、%22.9%ss70%65.6%基因频率S20%23%s80%77%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。原因是：结果是： 结论：自然选择决定

11、生物进化的方向三自然选择决定生物进化的方向。淘汰不利变异基因、积累有利变异基因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152142002200C课堂练习： 100% 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 和和和和 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

12、占16%，那么该性状的AA、Aa基因型个体出现的频率分别为 、0.24 、AA 据调查，某校学生中基因型的比例为XB XB42.32% XB Xb 7.36% XbXb 0.32% XBY 46% Xb Y4%，那么该地区 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 在一个足够大的种群中，A的频率，a的频率是，假设各种条件稳定不变，那么

13、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 、0.360.4 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

14、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_。森林时期工业时期灰蛾黑蛾灰蛾黑蛾99%1%1%99%C变异原材料选择方向定向的思考：生物进化的实质是什么？种群基因频率的改变基因频率的改变是不是意味着出现新物种了呢？二、隔离与物种的形成一物种物种：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，简称“种。全世界的人都是一个物种吗？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。马跟驴是一个物种吗？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。生殖隔离：由于地理上的障碍使得同种生物的

15、不同种群间不能够发生基因交流的现象。二隔离种类指不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。概念：注：不同种群之间一旦产生生殖隔离，就不会有基因交流了。东北虎和华南虎之间存在什么隔离？马和驴之间存在什么隔离？ 它们之间还能自由交配并产生可育的后代吗？资料分析一三隔离在物种形成中的作用1.设想南美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈斯群岛后，先在两个岛屿上形成两个初始种群。这两个种群的个体数量都不多。它们的基因频率一样吗？由于这两个种群的个体数量都不够多，基因频率可能是不一样的。资料分析二不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？不一样。因为突变是随机发生的。对不同岛屿上的地雀种群来说，环境

16、的作用有没有差异？这对种群基因频率的变化会产生什么影响？ 不同岛屿的地形和植被条件不一样，因此环境的作用会有差异，导致种群基因频率朝不同的方向改变。如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？ 不会。因为个体间有基因的交流。1、地理隔离生殖隔离长期加拉帕戈斯群岛的地雀 由于地理隔离而形成生殖隔离，形成了不同的物种。其过程十分缓慢!物种形成的比较常见的方式：不同小岛上的植被不同，果实大小不同所致。加拉帕格斯群岛不同种地雀形成图解原始地雀分布于不同岛屿上地理隔离各地雀种群出现不同突变和基因重组不同种群间无基因交流不同种群基因频率发生不同变化各岛屿环境不同，自然选择导致不同种群的基因频率改变有

17、所差异长此以往，不同种群基因库形成明显差异最终产生生殖隔离，物种形成新物种的形成，是否都需要经过地理隔离？2、多倍体的形成不需经地理隔离。1.经过长期的地理隔离而到达生殖隔离是物种形成比较常见的方式2.一般情况下，地理隔离是生殖隔离的先决条件，生殖隔离一旦形成，原来属于一个物种的两个种群，就成了两个物种。 3.生物进化是一个量变到质变的过程，是一个长期的历史过程 也可快速产生，如多倍体4.一个物种的形成必须要经过生殖隔离，但不一定经过地理隔离，如多倍体的产生。 总结：生殖隔离是新物种产生的标志！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

18、向)3、隔离导致物种的形成1、关于物种的表达，错误的选项是：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、不同物种的种群假设生活在同一地区，也会有基因交流D2、以下关于隔离的表达，错误的选项是：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B3、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

19、率C4、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，那么种群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、_是生物进化的根本单位，生物进化的实质在于种群_的改变。物种形成需要三个根本还节：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 根据电视镜头中猎豹追捕斑马的情景， 想一想，猎豹与斑马在进化上有没

20、有什么关 系？如果有的话，那是一种什么样的关系？ 捕食者的存在对被捕食者的进化有什么 意义吗？问题有关系，他们相互选择，共同进化。问题促进被捕食者种群的进化。思考：在捕食者和被捕食者当中怎样的个体才会生存下来？为什么？ 自然选择中能适应环境的，具有有利变异的个体才会生存下来。 如猎豹和斑马，自然选择有利于斑马种群中肌肉兴旺、动作敏捷的个体，同样也有利于猎豹种群中跑得快的个体。两者相互选择。思考：捕食者的存在是不是对 被捕食者有害无益呢？ 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开展的作用。 捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，否那么自己也无法生存 “精明的捕食者策略

21、资料二： 达尔文曾发现一种兰花长着细长的花矩，其顶端贮存着花蜜，可为传粉的昆虫提供食物。而这昆虫要有吸管式的长口器才能吸到花蜜。大约50年后研究人员发现这样的蛾！它们互相影响着，这些变异不断积累，从而成为今天的这种兰花和兰花蛾。共同进化的含义1： 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。 不同物种间的共同进化 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 任何一个物种都不是单独进化的。 不同_之间、_与_之间在相互影响中不断进化和开展，这就是共同进化。物种生物无机环境一共同进化

22、(二)生物多样性的形成1、内容：基因多样性物种多样性生态系统多样性3层次2、形成生物多样性的原因：长期自然选择、共同进化到达结果3、研究生物进化的主要依据：化石地球上最早出现的生物是：厌氧单细胞生物二、生物多样性的形成小结：1、生物多样性的内容：基因多样性 物种多样性 生态系统多样性2、生物多样性的形成的进化历程化石了解进化历程的主要依据是 ：生物的进化历程可概括为：从原核生物到真核生物从无性生殖到有性生殖 由简单到复杂，由低等到高等 由水生到陆生，由原始异养厌氧到自养厌氧到自养需氧三生物进化理论的不断开展 生物进化是如此复杂的，现有的进化理论所不能解释的问题比已经解释的问题还要多，因此现代生

23、物进化理论是不断开展的。中性进化理论：生物的进化历程可概括为：从原核生物到真核生物，从无性生殖到有性生殖，由简单到复杂，由水生到陆生，由低等到高等。地球上最早出现的生物是：厌氧单细胞生物1.最早出现的生物是哪一类生物？它们生活在什 么环境中? 最早出现的生物是厌氧的单细胞生物，它们生活在海洋中.2.多细胞生物大约是什么时候出现的？它们生活 在什么环境中？ 多细胞生物大约是在寒武纪出现的，它们生活在海洋中。3.最早登陆的生物是植物还是动物，为什么？最早登陆的生物是植物，否那么动物登陆后就会饿死。4.同今天你看到的地球相比，寒武纪时地球上的 生态系统有什么特点？当时陆地上还是一片荒芜，生物都生活在

24、海洋中。5.恐龙是什么时候绝灭的？物种绝灭对生物多样 性产生怎样的影响？ 恐龙是在中生代后期白垩纪末绝灭的。物种绝灭对生物多样性的影响是复杂的。恐龙的绝灭有利于哺乳动物的繁盛。了解生物进化历程的主要依据是化石。课堂总结生物进化的基本单位生物进化的实质生物进化的原材料决定生物进化的方向种群基因频率的改变突变和基因重组自然选择小结自然选择决定生物进化的方向： 种群中产生的变异是 的，经过长期的自然选择，其中不利变异被不断淘汰，有利变异逐渐 ，从而使种群的基因频率发生 改变，导致生物朝向一定方向进化。可见，生物进化的方向是由 决定的。不定向积累定向自然选择种群中产生的变异 自然选择方向( )不定向定

25、向 1.隔离是形成新物种的_，常见的隔离类型有_和_，通常经过长期的_隔离常可到达_隔离。不同的地雀种群之间，一旦发生了_隔离，就不会有_交流了。必要条件生殖隔离地理隔离地理生殖生殖基因练习稳固第二节现代生物进化理论的主要内容种群是生物进化的根本单位突变和基因重组产生进化的原材料自然选择决定生物进化的方向隔离导致物种形成 如果这两个鱼塘的鱼都是鲤鱼，它们属于一个种群还是两个种群？ 属于两个种群。因为它们不能生活在一起，不能够发生基因交流。1.拉马克进化理论的核心内容2.达尔文自然选择学说的主要内容3.现在进化理论的核心是其主要内容是a.用进废退b.获得性遗传a.过度繁殖b.生存斗争c.遗传变异

26、d.适者生存自然选择种群是生物进化的根本单位，也是生物繁殖的根本单位；突变和基因重组产生生物进化的原材料；自然选择决定生物进化的方向；隔离是物种形成的必要条件；隔离的实质是阻止种群间的基因交流；生殖隔离是新物种形成的标志。物种形成的三个环节：突变和基因重组、自然选择、隔离生物进化的实质是种群基因频率的改变有关基因频率的计算1常染色体遗传方面的基因频率计算通过基因型计算基因频率基因频率=种群中该基因的总数种群中该等位基因的总数。 例3：从某个种群中随机抽出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。就这对等位基因来说，每个个体可以看做含有2个基因。那么，这100个个

27、体共有200个基因，其中，A基因有230+60=120个，a基因有210+60=80个。于是，在这个种群中，A基因的频率为：120200=60%a基因的频率为： 80200=40%通过基因型频率计算基因频率一个等位基因频率=该等位基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率例4：从某种生物种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型为AA的个体占24%，基因型为Aa的个体占72%，基因型为aa的个体占4%，基因A和基因a的频率分别是( )A.24% 72% B.36% 64% C.57% 43% D.60%40%【解析】根据题意，按方法一计算：在100个个体中，AA占24个，Aa占72个，aa占4个，即在

28、200个基因中，A的基因有22472=120个，基因频率为120200=60%，a的基因频率为40%。按基因型频率计算：A=AA1/2Aa=24% 1/2 72%= 60%a=aa 1/2Aa=4% 1/2 72%= 40%有关基因频率的计算D运用遗传平衡公式：例5：在某一个种群中，已调查得知，隐性性状者等位基因用A、a表示占16%，那么该种群的AA、Aa基因型个体出现的概率分别为：、0.24 、【解析】第一步隐性性状者即aa的基因型频率为16%，那么a基因的频率为、A的基因频率为。第二步将其看作在理想的状态下，运用遗传平衡公式进行计算：；答案为A有关基因频率的计算2.伴X遗传方面的基因频率计

29、算这类题目的特殊点是：X染色体总数的正确计算，因为男性中只有一个X染色体，所以计算男性X染色体总数时不需要乘以2，这样就能够得出正确的结果。有关基因频率的计算例7：对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现：780名女生中有患者23人、携带者52人；820名男生中有患者65人，那么该群体中色盲基因的频率是( )A.4.4% B.5.1% C.6.8% D.10.2%【解析】色盲是伴X染色体隐性遗传，女性色盲患者的基因型是： XbXb ，女性携带者的基因型是：XBXb，男性色盲患者的基因型是： Xb Y。 (男性无携带者)根据题意，780名女生中有患者23人、携带者52人，因此女性中Xb占：2325

30、2=98；820名男生中有患者65人，因此男性中Xb占：65Xb基因总数：9865163这样，该校学生中的X染色体总数是：78028202380，这样该群体中色盲基因的频率就是：163/2380=6.8%。答案选C(容易会误算成(780820)23200，结果得出5.1%这一错误结论，而选B)有关基因频率的计算72现代生物进化理论的主要内容种群基因频率的改变与生物进化种群是生物进化的根本单位：突变和基因重组产生进化的原材料：可遗传变异：种群中能产生足够多的突变：突变的有利或有害取决于环境：重组使种群出现大量的可遗传变异：突变和重组提供进化的原材料：突变和基因重组都是随机的、不定向的，只能提供进

31、化的原材料，而不能决定进化的方向。具有有利变异的个体有更多的时机产生后代，种群中相应基因的频率会提高；反之，留下后代的时机少，相应基因的频率会下降。在自然选择的作用下，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。自然选择决定生物进化的方向：72现代生物进化理论的主要内容种群基因频率的改变与生物进化隔离与物种的形成物种(种)的概念：隔离在物种形成中的作用：隔离是物种形成的必要条件：长期的地理隔离种群的基因库间形成明显差异逐步出现生殖隔离，形成新物种。隔离：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。物种形本钱身意味着生物类型的增加。同时，也意味着生物能够以新的方式利用环境条件。共同进化与生物多样性的形成不同物种之间、生物与无机环境之间，在相互影响中不断进化和开展，就是共同进化。共同进化：通过漫长的共同进化历程，地球上不仅出现了千姿百态的物种，也形成了多种多样的生态系统。72现代生物进化理论的主要内容种群基因频率的改变与生物进化隔离与物种的形成共同进化与生物多样性的形成共同进化：生物多样性的形成：生物多样性(基因多样性、物种多样性、生态系统多样性)的形成，经历了漫长的进化历程(了解这一历程的主要依据是化石)。目前掌握的最早的生物化石是35亿年前的古细菌化石。在此后约20亿年的漫长岁月中，地球上的生物主要是海洋中的种数不多的蓝藻和细菌(都是原核生