现代生物进化理论的主要内容上课用市公开课金奖市赛课一等奖课件

1、第2节 当代生物进化理论主要内容第1页当代生物进化理论主要内容种群是生物进化基本单位突变和基因重组产生进化原材料自然选择决定生物进化方向隔离造成物种形成第2页问 题 探 讨情景：假如在灰色翅（基因型为aa)昆虫群体中偶然出现一只绿色翅（Aa)变异个体，且绿色比灰色更不轻易被敌害发觉。讨论题目：1.依据达尔文“适者生存、不适者淘汰”观点该绿色个体一定能被选择下来吗？2.假如该绿色个体能很好生活下来，它体内A基因怎样才能传递给后代？第3页在自然界中，没有哪一个个体是长生不死，个体基因型也会伴随个体死亡而消失，但决定表现型基因却能够经过生殖传给后代，所以硕士物进化仅仅研究个体表现型是否与环境适应是不

2、够，还需要研究群体基因组成改变。第4页（一）种群是生物进化基本单位1、种群概念：生活在一定区域同种生物全部个体。卧龙自然保护区 猕猴第5页判断以下是否属于种群（1）一个池塘中全部鱼 （2）一个池塘中全部鲤鱼（3）两个池塘内全部青蛙（4）一片草地上全部植物（5）一片草地上成年梅花鹿否是否否否第6页 同前一年蝗虫种群相比，新形成蝗虫种群在基因组成上会有什么改变吗？ 性状是由基因控制，所以硕士物进化必须研究种群基因组成和改变。怎样分析种群基因组成和改变？由此人们提出基因库和基因频率概念。第7页、基因库:一个种群中全部个体所含有全部基因叫做这个种群基因库。其中每个个体所含基因只是基因库一部分 这些金鱼

3、各自有自己基因，共同组成了种群基因库。它们各自基因都是基因库一部分。个体数目越多，个体间差异越大，基因库也就越大。第8页 基因频率 是指一个种群基因库中某个基因占全部等位基因数比率。 基因频率 100%基因型频率 是指某种特定基因型个体占群体内全部个体比率。 基因型频率 100% 3.基因频率和基因型频率第9页例1:如某昆虫种群中决定翅色为绿色基因为A，决定翅色为褐色基因为a，从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa个体分别是30、60和10个。问每种基因型频率是多少？A、a基因频率是多少？解:基因频率 =种群中该基因数目 全部等位基因总数 100%基因型频率 = 该基因型个

4、体数 该种群个体总数 100%= 纯合子基因型频率 + 1/2杂合子基因型频率第10页例1.在一个种群中随机抽出一定数量个体，其中基因型为AA个体占18%，基因型Aa个体占78%，aa个体占4%。基因A和a频率分别是 ， 。57 43练习：例2:某工厂有男女职员各200人，对他们进行调查时发觉，女色盲5人，女性携带15人。男性色盲11人，求XB,Xb频率。解:100%52 15 11 2002 200Xb%= 6%XB%=16%= 94%第11页第12页1、假设昆虫群体满足以下五个条件：昆虫群体数量足够大，全部雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，没有迁入与迁出，自然选择对A、a控制翅型性状没有

5、作用也没有基因突变和染色体变异。P115思索与讨论用数学方法讨论基因频率改变第13页亲代基因型 频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)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%36%48%16%60%40%假如F1个体再自由交配，产生F2呢？第14页亲代子一代子二代子三代基因型频率AA30%Aa60%aa10%基因频率Aa36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%60%40% 上述在群体满足五个条件情况下,计算子二代、子三代基因频率与基因型频

6、率 ; 分析一下各代基因频率与基因型频率相同吗？ 子代基因频率和基因型频率不改变第15页假设昆虫群体满足以下五个条件：昆虫群体数量足够大，全部雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，没有迁入与迁出，自然选择对A、a控制翅型性状没有作用也没有基因突变和染色体变异。 在上述条件下，种群基因频率和基因型频率能够世代相传不发生改变，保持平衡，叫做哈代温伯格定律，也叫遗传平衡定律。 设A基因频率=p，a基因频率=q ，p+q= 1 ( p+q ) 2 = p2 + 2pq + q2 = 1 AA基因型频率Aa基因型频率aa基因型频率第16页利用遗传平衡定律求基因频率例：人类苯丙酮尿症是代谢疾病，由隐性基因(

7、a)控制。假如群体发病率为1/100。随机婚配群体中，后代AA、Aa、aa三种基因型出现频率分别是多少？0.81、0.18、0.01第17页例：人类苯丙酮尿症是代谢疾病，由隐性基因（a）控制。假如群体发病率为1/100。表现型正常个体婚配，生出患病小孩概率是多少？1/121第18页 遗传平衡是一个理想状态，而实际上在自然界中这种状态是不可能存在。所以，种群基因频率一定会发生改变，也就是说种群进化是必定。 生物进化过程实质就是种群基因频率发生改变过程。第19页（二）突变和基因重组产生生物进化原材料 基因突变和染色体变异统称为突变。基因突变在自然界是普遍存在，所以基因突变产生新等位基因，这就可能使

8、种群基因频率发生改变。不可遗传变异可遗传变异基因突变基因重组染色体变异变异第20页 自然界中生物自然突变频率很低，而且普通对生物体是有害。为何还能够改变种群中基因频率呢？种群是由许多个体组成，每个个体每一个细胞内都有成千上万个基因，这么，每一代就会产生大量突变。第21页比如：一个果蝇约有104对基因，假定每个基因突变率都是105，若有一个中等数量果蝇种群（约有108个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？ 2 104 105个体 108种群= 2 1071种群中突变特点： 突变数很大、随机、不定向2种群基因重组结果：产生更多可遗传变异、不定向第22页 突变有害还是有利也不是绝正确，这往往取

9、决于生物生存环境。第23页2、突变有害和有利并不是绝正确，它取决于生物生存环境。3、突变和基因重组都是不定向，只产生生物进化原材料，不能决定生物进化方向。1、种群是由许多个体组成，每个个体每个细胞内都有成千上万个基因，这么，每一代就会产生大量突变。（二）突变和基因重组产生进化原材料第24页突变基因 重组新等位基因各种多样基因型种群中出现大量可遗传变异变异是不定向形成了进化原材料,不能决定生物进化方向（二）突变和基因重组产生进化原材料第25页长满地衣树干上桦尺蠖黑褐色树干上桦尺蠖自然选择对种群基因频率影响英19世纪曼彻斯特英20世纪曼彻斯特探究 19世纪，桦尺蠖种群中黑色基因（S）频率为5%，浅

10、灰色基因（s）频率为95% 20世纪，桦尺蠖种群中黑色基因（S）频率为95%，浅灰色基因（s）频率为5%第26页长满地衣树干上桦尺蠖黑褐色树干上桦尺蠖自然选择对种群基因频率影响英19世纪曼彻斯特英20世纪曼彻斯特自然选择能够使种群基因频率定向改变问题：桦尺蠖种群中s基因频率为何越来越低？假设：探究第27页现在我们用数学方法来讨论一下桦尺蠖基因频率改变原因。1870年桦尺蠖基因型频率为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生存，使得种群中浅色个体每年降低10%，黑色个体每年增加10%，以后几年内，桦尺蠖种群每年基因型频率与基因频率是多

11、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%降低第28页自然选择条件下种群基因频率理想条件下种群基因频率得出结论：环境选择作用使s基因频率越来越低第29页提醒：假设第1年种群个体数为100个，当黑色 （表现型） 个体每年增加10%时，基因型为SS （黑色）个体第2年将会增加到11个，基因型为Ss （黑色） 个体第2年将增加到22个，基因型为ss （浅色） 个体第2年将降低到63个。第2年种群个体总数为96

12、个，基因型SS频率是1196=11.5%；基因型Ss频率是2296=22.9%；基因型ss频率是6396=65.6% 第30页(1)在这个探究试验中依据上面数据分析，变黑环境对桦尺蠖产生了什么样影响？变黑环境对桦尺蠖浅色个体出生率有影响吗？(2)在自然选择中，直接收选择是基因型还是表现型？变黑环境使控制浅色s基因频率降低,S基因频率增加。有影响。许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食。天敌看到是桦尺蠖体色（表现型）而不是控制体色基因。结论：自然选择决定生物进化方向自然选择使基因频率定向改变。第31页（三）自然选择决定了生物进化方向突变和基因重组为生物进化提供了原材料，自然选择能够使基

13、因频率发生定向改变，造成生物朝着一定方向不停进化。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。第32页变异是不定向自然选择不利变异被淘汰,有利变异逐步积累种群基因频率发生定向改变生物朝一定方向迟缓进化自然选择决定生物进化方向第33页总结：1、生物进化基本单位是种群（也是繁殖基本单位）2、种群概念和特点3、基因库、基因频率，基因频率与基因型频率换算关系4、生物进化实质是种群基因频率改变5、突变和基因重组产生生物进化原材料 (突变有害还是有利也不是绝正确，这往往取决于生物生存环境）6、自然选择决定生物进化方向（使基因频率定向改变）第34页 1. 一个种群由400只鸟组成，其

14、中基因型AA个体有40只、Aa个体有160只、aa个体有200只。 该种群中基因a频率是多少？ A 40% B 50% C 60% D 70%； 2. 假如有40只基因型为aa鸟迁出，40只基因型为AA鸟迁入，请问新群体中基因a频率将是多少？ A 40% B 50% C 60% D 70%；DC练习第35页AA、Aa、aa个体分别占24%、72%、4%那么 A、a基因频率是多少？ （ ） A. 36%和64% B. 57%和43% C. 24%和72% D. 60%和40%DA=24% +1/2 X 72% = 60%第36页 据调查得知，某学校学生中各血型比率以下： IAIA 20% IAi

15、 30% IBIB 10% IBi 20% IAIB 10% ii 10%计算IB基因频率。10% +1/2（ 10% + 20%） = 25%第37页某工厂有男女职员各200名，对他们进行调查时发觉，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频率应为（ ）。 A、15% B、3.88% C、5.17% D、10.3%色盲（b）基因频率1521420022005.17C课堂练习： 100%第38页 4.在某一个群中，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AA、Aa基因型个体出现频率分别为（ ） A.0.36、0.48 B.0.36

16、、0.24 C.0.16、0.48 D.0.48、0.36A第39页当代生物进化理论主要内容三、隔离与物种形成第40页（一）物种物种：指能够在自然状态下相互交配而且产生可育后代一群生物，称为一个物种，简称“种”。全世界人都是一个物种吗？人都是一个物种，不论白人黑人黄种人结婚，都能产生含有生殖能力后代。马跟驴是一个物种吗？第41页同一物种满足两个条件：1、能够相互交配2、产生后代可育物种与种群有何关系？一个物种能够包含生活在不一样地理区域多个种群。只要各个种群相互交配仍能产生可育后代，则是同一物种。第42页是不是不一样物种生物在自然状态下一定不能交配呢？无生育能力，没有后代。自然状态下不能进行基

17、因交流！第43页 不一样物种之间普通是不能交配，即使交配成功也不能产生可育后代，这种现象叫做生殖隔离。生殖隔离哪些情况会造成生殖隔离呢？第44页 荇菜与梅花因花期不一样而出现生殖隔离第45页孔雀与巨嘴鸟因求偶方式不一样二出现生殖隔离第46页曼陀罗花粉在其它植物花柱头上不能完全萌发成为花粉管，使得两性生殖细胞不能融合而形成生殖隔离第47页狮子与老虎杂交产生狮虎兽是没有生育能力，狮子与老虎因杂种不育而形成生殖隔离不一样物种个体间因生殖隔离而不能进行基因交流。第48页 生活在不一样区域同种生物，在自然条件下能不能进行基因交流呢？地理隔离 假如把东北虎和华南虎放在同一片草原上，它们依然能够自发交配并产

18、生可育后代，说明东北虎和华南虎依然属于同一物种。同一个生物因为地理上障碍而分成不一样种群使得物种间不能发生基因交流现象。如东北虎(左)和华南虎(右)都是亚洲虎后代，因为长久地理隔离而没有相互交配，没有基因交流，形成了地理隔离，它们形成两个不一样亚种。第49页地理隔离:不一样物种之间普通是不能够相互交配，即使交配成功，也不能够产生可育后代，这种现象叫生殖隔离。生殖隔离：因为地理上障碍使得同种生物不一样种群间不能够发生基因交流现象。（二）隔离种类指不一样种群间个体，在自然条件下基因不能自由交流现象。概念：隔离在物种形成中发挥了怎样作用？第50页下列图是一个假想情境，能够帮助你想象和思索。 在一个山

19、谷中，有一个鼠种群在“高兴”地生活着。雌鼠和雄鼠之间能够自由交配，繁衍后代。二、隔离在物种形成中作用第51页下列图是一个假想情境，能够帮助你想象和思索。以后山洪暴发了，山谷中形成了一条汹涌大河。鼠种群个体，二分之一在河这边，二分之一在河那边。就这么过了几千年。二、隔离在物种形成中作用第52页下列图是一个假想情境，能够帮助你想象和思索。 以后，河流干涸了，两个鼠种群又会合在一起。它们发觉彼此大不相同。它们之间还能自由交配吗？第53页 地理隔离 阻断基因交流在不一样突变基因重组和自然选择作用下 基因频率向不一样方向发生改变 种群基因库出现差异 差异深入加大生殖隔离新物种形成二、隔离在物种形成中作用

20、第54页加拉帕戈斯群岛上不一样地雀形成原始种群地理隔离多个小种群突变和基因重组自然选择基因频率改变生殖隔离不一样新物种第55页自然选择2自然选择1地理隔离物种形成比较常见方式：原种变异1变异2基因频率定向改变变异类型1变异类型2新物种1新物种2生殖 隔离种群1种群2第56页二、隔离在物种形成中作用隔离是物种形成必要条件。自然界中物种形成方式有各种，经过长久地理隔离而到达生殖隔离是比较常见一个方式。生殖隔离是物种形成标志。第57页当代生物进化理论主要内容 是生物进化基本单位，生物进化实质是 改变。 产生进化原材料； 决定生物进化方向； 是物种形成必要条件；种群种群基因频率突变和基因重组自然选择隔

21、离第58页共同进化与生物多样性形成第59页一、共同进化不一样物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不停进化和发展，这就是共同进化。第60页 达尔文曾发觉一个兰花长着细长花矩，其顶端贮存着花蜜，可为传粉昆虫提供食物。而这昆虫要有吸管式长口器才能吸到花蜜。大约50年后研究人员发觉这么蛾！它们相互影响着，这些变异不停积累，从而成为今天这种兰花和兰花蛾。一、共同进化第61页在自然界，一个植物专门由一个昆虫传粉情形很常见。又如倒挂金钟花对蜂鸟传粉适应。昆虫传粉专门化对植物繁衍后代有何意义？ 想一想第62页捕食第63页捕食者存在是否对被捕食者有害无益？捕食者所捕食大多是被捕食者中年老、病弱或年幼个体，客

22、观上起到促进种群发展作用。“精明捕食者”策略：捕食者普通不能将全部猎物吃掉，不然自己也无法生存。“收割理论”：捕食者往往捕食个体数量多物种，这么就会防止出现一个或几个生物在生态系统中占绝对优势局面，为其它物种形成腾出空间有利于增加物种多样性。第64页经过漫长共同进化过程，地球上不但出现了千姿百态物种，而且形成了各种多样生态系统，也就是形成了生物多样性第65页二、生物多样性形成1、生物多样性内容：基因多样性 物种多样性 生态系统多样性2、生物多样性形成进化历程化石埋藏在地层中古代生物遗体、遗址和遗物，石化后形成。是硕士物进化最直接证据最早生物化石35亿年前古细菌化石第66页地球形成原始生命：古细菌（厌氧异养）（35亿年前）原核生物：蓝藻 细菌（自养）真核生物：出现了有性生物（15亿年前）植物：厥类植物裸子植物被子植物动物：两栖类动物爬行动物 恐龙时代哺乳动物 人类时代古生代（寒武纪）中生代新生代第67页二、生物多样性形成1、生物多样性内容：基因多样性 物种多样性 生态系统多样性2、生物多样性形成进化历程化石了解进化历程主要依据是 ：生物进化历程可概括为：从原核生物到真核生物从无性生殖