现代生物进化理论的内容上课用市公开课金奖市赛课一等奖课件

1、第七章 当代生物进化理论7.2 当代生物进化理论主要内容第1页幼 虎把自己想象成虎体内一个基因。你不但不愿意自己在虎后代中消失，而且想让越来越多虎拥有自己拷贝。你怎样才能到达这一目标呢？你将选择做什么样基因？一个基因所控制性状对个体生存和繁殖后代贡献越大,拥有该基因个体可能越多!当然就会使越来越多虎拥有自己拷贝!问题探讨第2页达尔文自然选择学说指出，在一个生物群体中，出现有利变异个体能存活，而且有机会留下自己后代。不过，硕士物进化，仅研究个体表现型是否与环境相适应是不够，还必须研究群体基因组成改变。这个群体就是种群！第3页一、种群基因频率的改变与生物进化种群是生物进化基本单位突变和基因重组产生

2、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庙里一群和尚也属于种群吗 ？否是否否否第6页2、种群特点： 种群中个体并不是机械地集合在一起，而是彼此能够交配，并经过繁殖将各自基因传给后代。人们为何要提出“种群”这个概念呢？ 自然界物种实际上是以一个个种群存在，种群是物种繁衍、进化基本单位。它为硕士物与环境关系和物种改变带来了方便。第7页 思索：同

3、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？第8页性状是由基因控制，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9页3、基因库：一个种群中全部个体所含有全部基因。这些金鱼各自有自己基因，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10页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比率。基因频率该基因总数该等位基因总数第11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a

4、a个体分别是30、60和10个。那么A和a基因频率是多少?解:A基因基因频率为:a基因基因频率为：基因频率=某基因数目该基因等位基因总数纯合子频率+1/2杂合子频率= 40% 30/100100% +1/260/100100% = 60% 10/100100% +1/260/100100% = 40%A%=100%2AAAa2(AAAaaa)a%= 100%= 60%2aaAa2(AAAaaa)100%A%=a%=基因频率=第12页例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 200

5、Xb%= 6%XB%=16%= 94%第13页第14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%p+q = 1(p+q )2=p2+2pq+q2= 1AA= p2 Aa= 2pq aa=q2P表示基因A频率，q表示基因a频率第15页 卵子 a 40%A 60%精子A 60%a 40%AA36%Aa24%24%Aaaa16%第16页 亲代子一代 子二代 子三代基因型频率AA30%Aa60%aa10%基因频率A60

6、%a40%36%48%40% 在讨论题2中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率 ; 分析一下各代基因频率与基因型频率相同吗？ 16%60%36%48%40%16%60%36%48%40%16%60%第17页由此可见，假如满足上述五个条件，则亲代和子代每一个基因频率都不会改变，到再下一代也是如此，也就是说基因频率能够代代保持稳定不变。这就是哈迪温伯格平衡，也叫遗传平衡定律。它是指在一个极大随机交配种群中，在没有突变、选择和迁移条件下，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。第18页满足五个假设条件种群是理想种群，在自然条件下,这么种群是不存在。这也从反

7、面说明了在自然界中，种群基因频率迟早要发生改变，也就是说种群进化是必定。上述计算结果是在满足五个假设条件基础上计算，对自然界种群来说，这五个条件都能成立吗？ 尤其是假如第点假设（基因A和a都不产生突变,即没有基因突变和染色体变异。）成立这与前面我们所学基因突变哪个特征相违反？与基因突变普遍性相违反。 第19页假如该种群出现新突变型，也就是产生新等位基因（A2），种群基因频率会改变吗？基因A2频率可能会怎样改变？突变产生新基因会使种群基因频率发生改变。基因A2频率是增加还是降低，要看这一突变对生物体是有益还是有害，这往往取决于生物生存环境。第20页生物进化实质：种群进化过程就是种群基因频率发生改

8、变过程。经过讨论基因频率改变能够认识到，自然界中种群基因频率一定会发生改变，也就是说种群进化是必定。第21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22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23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

9、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24页 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。第25页基因重组基因突变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第26页人类把鲫鱼后代培育成金鱼，实质就是经过选择改变基因频率。从图中看显然红色基因频率显著提升了。第27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

10、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：依据前面所学你能做出假设吗？探究第28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

11、.6%29.3%56.1%29.3%70.7%降低第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

12、？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页课后练习 （P118）基础题 1.C。 2.C。 3.C。4.突变和基因重组产生进化原材料。假如没有突变，就不可能产生新等位基因，基因重组也就没有意义，生物就不可

13、能产生可遗传变异，也就不可能进化。拓展题 1.如选择育种和杂交育种。2.假如气候等其它条件也适当，而且这个种群含有一定繁殖能力，该种群个体数会快速增加。不然，也可能依然处于濒危状态甚至绝灭。第33页二、隔离与物种的形成第34页1、物种概念：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”。一个生物“种”或“物种”与种群有何区分？ 物种是生物种类, 能够分布在自然界不一样区域；而种群是一定区域内全部同种个体集合。如：鲫鱼是一个物种，湘江中鲫鱼是一个种群。自然界物种实际上是以一个个种群存在，种群是物种繁衍、进化基本单位。 第35页人都是一个物种，不论白人黑人黄种人结婚，都

14、能产生含有生殖能力后代。一样，全部马是一个物种，全部驴也是一个物种。但马和驴不是一个物种，因为马与驴交配产生后代骡没有生殖能力。全世界人都是一个物种吗？马跟驴是一个物种吗？第36页3、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。如季节隔离；不亲合性；杂种不活；杂种不育等。2、生殖隔离：东北虎和华南虎之间存在什么隔离？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。第37页4、隔离在物种形成中作用隔离不一样种群间个体，在自然条件下不能发生基因交流现象。第38页资料分析第39页1.因为这两个种群个体数量都不够多，基因频率可能是

15、不一样。2.不一样。因为突变是随机发生。3.不一样岛屿地形和植被条件不一样，所以环境作用会有差异，造成种群基因频率朝不一样方向改变。4.不会。因为个体间有基因交流。第40页地理隔离生殖隔离长久加拉帕戈斯群岛地雀因为地理隔离而形成生殖隔离，形成了不一样物种。其过程十分迟缓!物种形成比较常见方式：不一样小岛上植被不一样，果实大小不一样所致。第41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新物种新物种生殖 隔离第42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

16、离新物种形成第43页地理隔离是形成物种量变阶段，生殖隔离是形成物种质变阶段，隔离是物种形成必要条件。不一样物种间都存在着生殖隔离,物种形成必须经过生殖隔离，但不一定要经过地理隔离。第44页旁栏思索题（P118）最先在裸露岩石上生长植物往往是地衣，地衣出现促进岩石分解，形成土壤，为苔藓植物生长创造条件。第45页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原材料2、自然选择决定生物进化方向3、隔离造成物种形成第46页课后练习 （P121）基础题 1.（1）；（2）； （3）。2.生活在峡谷北侧种群发生了突变，因为突变随机性，一样突变没有发生在峡谷南侧种群中。因为这两个种群被河流隔开，

17、彼此没有交配机会，也就是没有基因交流，所以两个种群发生显著分化，有可能演变成两个物种。第47页拓展题雄虎和雌狮杂交生出后代是虎狮兽，雄狮和雌虎杂交生出后代是狮虎兽。当前还没有虎狮兽和狮虎兽交配并生出可育后代证据。对于让虎和狮杂交做法，有教授认为这在科学研究上价值不大，不过在商业上含有一定价值。有教授认为，对待野生珍稀动物，人类最应该做是进行保护，让它们自然繁殖，而不是人为改变其自然繁殖体系。 第48页技能训练（P122）1.假说甲：红褐色鱼和金黄色鱼起源于同一个灰色鱼。假说乙：湖中原来只有红褐色鱼，湖中原来只有金黄色鱼，发洪水时，这两个湖中鱼发生混杂在一起。2.假说甲没有考虑到隔离在物种形成中

18、作用，也没有考虑洪水作用。3.这一证据支持假说乙。4.假如红褐色鱼和金黄色鱼不能杂交，或杂交后不能产生可育后代，说明它们不是一个物种。第49页三、共同进化与生物多样性的形成第50页第51页在自然界，一个植物专门由一个昆虫传粉情形很常见，昆虫传粉专门化对植物繁衍后代有什么意义？.共同进化第52页根瘤菌： 与豆科植物共生，形成根瘤并固定空气中氮气供植物营养一类杆状细菌。 第53页资料：动物学家对生活在非洲大草原奥兰治河两岸羚羊进行研究时发觉，东岸羚羊群奔跑速度比西岸羚羊每分钟竟快13米。为何差距如此之大？经过观察和科学试验，动物学家终于明白，东岸羚羊之所以健壮，是因为它们附近有一个狼群，生存时时处

19、于危险之中。第54页捕食者存在是不是对被捕食者有害无益呢？ 捕食第55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。共同进化含义1：不一样物种间共同进化第56页地球形成时原始大气中是没有氧气，不过伴随光合细菌出现，使得大气中有了氧气,进而出现好氧生物。共同进化含义2：生物和无机环境间也存在共同进化。第57页不一样物

20、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。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总而言之：第58页2、生物多样性形成（1）生物多样性内容：物种多样性 基因多样性生态系统多样性第59页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（2）生物多样性形成进化历程第60页最早生物化石古细菌（距今35亿年）最早出现生物是哪一类生物？它们生活在什么环境中？厌氧单细胞生物，它们生活海洋中。第61页13亿年前真核生物红藻化石 34亿年前古细胞化石 前寒武纪地层中水母化石 前寒武纪生物 寒武

21、纪之前(前寒武纪)，地球上生命都是非常低级，主要是一些单细胞生物、步骤动物、节肢动物等。第62页多细胞生物大约是什么时期出现？它们生活在什么环境？ 大约是在寒武纪，生活在海洋中。第63页 早古生代生物 （寒武纪） 进入早古生代，一些大型古生物相继出现，如三叶虫、鹦鹉螺等。出现了生命演化史上第一次繁荣景象。在中国云南澄江发觉寒武纪古生物是最有代表性寒武纪生物群.第64页第65页 最早登陆生物是植物还是动物？为何？ 植物，不然动物登陆后就会饿死。一些海洋植物开始适应陆地生活，主要是蕨类植物。第66页陆地上还是一片荒凉，生物都生活在海洋中。寒武纪时地球上生态系统有什么特点？第67页中生代生物 中生代

22、三叠纪生物复苏,开始出现水生爬行动物，如鱼龙、蛇颈龙等；侏罗纪是恐龙天下，发觉始祖鸟、中华龙鸟等，昆虫类也开始繁盛；白垩纪末期也是生物灭绝时期，但开始出现被子植物。第68页中生代陆地和海洋中情况第69页第70页始祖鸟第71页恐龙是在中生代后期绝灭。恐龙绝灭有利于哺乳动物繁盛，使生物进化翻开了崭新一页。 恐龙是什么时候灭绝？恐龙灭绝对生物多样性会产生怎样影响？第72页新生代少女化石和复原图第73页生物进化历程可概括为：从原核生物到真核生物，从无性生殖到有性生殖，由简单到复杂，由水生到陆生，由低等到高等。第74页3、生物进化理论不停发展生物进化是如此复杂，现有进化理论所不能解释问题比已经解释问题还要多，所以当代生物进化理论是不停发展。中性进化理论：“间断平衡学”理论：第75页课后练习 （P126）基础题1.（1）；（2）；（3）; 2.C。3.有性生殖出现，使基因重组得以实现，增加了生物变异多样性，因而