人教版必修二第七章第二节现代生物进化理论的主要内容.ppt

1、7.2现代生物进化理论的主要内容,达尔文的自然选择学说之指出： 自然选择直接作用的是生物的个体， 而且是个体的表现型,但是个体会死亡，其表现型也会消失， 而决定性状的基因会代代相传。,所以研究生物进化，必须研究群体而不是个体.,情景：如果在灰色翅(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（绿色有利变异）,讨论： 1.根据达尔文“适者生存”的观点，该绿色个体一定能被选择下来吗？为什么？ 2.如果该绿色个体能很好的生活下来，它体内的A基因怎样才能传递给后代呢？ 3.如果Aa变异个体与其他个体（aa）交配繁殖，后代都会是绿色的吗？,个体的有利变异基因只有

2、在群体中，通过有性繁殖才能世代相传。有利变异个体（Aa）的有性繁殖的后代，还会出现aa的个体。因此，研究生物的进化，仅仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的，还需要研究群体的基因组成的变化。,实例分析： （1）一个池塘中的全部鲤鱼；（2）一片草地上的全部蒲公英;（3）一片草地上的全部植物；（4）一个池塘中的全部鱼;,1.种群：指生活在一定地域的同种生物的全部个体的总和。,特点：彼此可以交配实现基因交流。,（一）种群是生物进化的基本单位,2.种群基因库：,一个种群全部个体所含有的全部基因。,3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，叫做基因频率。,1）基因频率=,该基

3、因的数量,该对等位基因的总数,100 %,该对等位基因的总数,某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, 褐色翅的基因为a，抽取100个个体，测得AA、Aa、aa的个体分别为30、60、10、那么A、a的基因频率各是多少？,析：基因在体内是成对存在的，每个个体含有两个基因，, A基因存在于AA，Aa个体中。,同理，a的个数 = 2aa + Aa = 2*10 + 60 = 80, A的频率=60% a的频率=40%,基因频率=,该基因的数量,某基因的个数=纯合子个体数 X 2杂合子个体数,种群中该对等位基因的总数=个体总数 X 2=100 X2=200,100 %, A的个数 = 2AA + Aa =

4、2*30 + 60 = 120,基因型频率=,2）基因型频率：,抽取100个个体，测得AA、Aa、aa的个体分别为30、60、10个，那么AA、Aa、aa的基因型频率？,AA的频率 = 30/100 =30%,Aa的频率 = 60/100 =60%,aa的频率 = 10/100 =10%,某基因型个体数,种群个体总数,100 %,1）基因频率=,该基因的数量,该对等位基因的总数,3）基因频率= 该基因纯合体频率 + 1/2杂合子频率,2)基因型频率=,某基因型个体数,种群个体总数,A的频率 = AA的频率 + 1/2Aa的频率,a的频率 = aa的频率 + 1/2Aa的频率,100 %,100

5、 %,用数学方法讨论基因频率的变化,思考与讨论,这一种群繁殖若干代后，其基因频率会不会发生变化呢？,问题：,探讨：,理想条件下：,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 没有自然选择 基因都不产生突变,(3)子代种群的基因频率各是多少?,在有性生殖过程中，如果符合以上的理想条件，,(1)该种群产生的A 配子和a 配子的比率各是多少?,(2)子代基因型的频率各是多少?,30%,30%,30%,10%,36%,48%,60%,40%,16%,36%,48%,16%,60%,40%,36%,16%,48%,60%,60%,40%,40%,36%,48%,16%,从子代的基

6、因型频率和基因频率的计算结果中，发现了什么现象？,亲代与子代的基因频率与基因型频率,种群的基因频率保持不变,用数学方法讨论基因频率的变化 遗传平衡定律 遗传平衡定律是由英国数学家哈代和德国医生温伯格分别于1908年和1909年独立证明的，这一定律又称哈代温伯格定律，它是指在一个极大的随机交配的种群中，在没有突变、选择和迁移的条件下，种群的基因频率和基因型频率可以世代相传不发生变化，保持平衡。,若种群中一等位基因为A和a， 设A的基因频率=p，a的基因频率=q 因为(pq)=A%+a%=1， 则（p+q)2=p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=1 AA的基因型频率=p2； Aa的基因型频

7、率=2pq ； aa的基因型频率=q2 。,遗传平衡定律,自然条件下：,如果该种群出现新的突变型,也就是产生新的等位基因A2,种群的基因频率会变化吗？基因A2的频率可能会怎样变化？,会。 基因A2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, 这往往取决于生物生存的环境。,A%+a%=1,A% +a% + A2 % =1,在自然界中，由于存在突变、基因重组、自然选择等因素，种群的基因频率总是在不断变化着,生物也就在不断向前进化。,4.生物进化的实质：种群基因频率的改变,种群基因频率在什么条件下不会改变？,理想条件下,基因突变的的特点和意义分别是什么?,普遍存在,随机发生 不定向的

8、,频率很低 多害少利,特点：,意义： 是新基因产生的途径； 是生物变异根本来源； 是生物进化的原始材料。,基因突变,染色体变异,基因重组,突变,可遗传的变异,产生新的等位基因，这就可能使种群的基因频率改变。,（二）突变和基因重组产生进化的原材料,突变指基因突变和染色体变异。,可遗传的变异来源于突变和基因重组！,（二）突变和基因重组产生进化的原材料,2、突变的有害和有利并不是绝对的,它取决于生物的生存环境。,3、突变和基因重组只产生生物进化的原材料,不能决定生物进化的方向。,1.种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个细胞内 都有成千上万个基因，每一代就会产生大量的突变,自然选择对种群基因频率的

9、影响,探究,19世纪,桦尺蠖种群中黑色基因(S)频率为5%,浅灰色基因(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%,用现代生物进化理论分析英国工业区桦尺蠖体色的进化。,(1)在19世纪中叶以前，浅色的桦尺蠖在长满地衣的树干上不易发现，因此容易生存繁殖，因而种群中S（黑色）基因频率低。 (2)随着环境的改变（煤烟污染），浅色个体容易被发现，而黑色个体则容易生存。这样，在通过有性生殖产生的后代中，浅色个体数逐渐减少，s基因频率也随之降低；而黑色个体数数逐渐增加，S基因频率也随之增加。经过多代以后，黑色个体就成了常见的类型，S基因频率也达到95%以

10、上。,表达,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。,（三）自然选择决定生物进化的方向,种群中产生的变异是不定向的，而选择是定向的。自然选择淘汰不利变异基因、积累有利变异基因，使基因频率定向改变。,拓展阅读,除了自然选择以外，还有一些因素也会影响基因频率的变化。 例如，在一个种群中，某种基因的频率为2，如果这个种群有50万个个体，含这种基因的个体就有1万个。如果这个种群只有50个个体，那么就只有1个个体具有这种基因。在这种情况下，可能会由于这个个体偶然死亡或没有交配，而使这种基因在种群中消失。这种现象叫做遗传漂变。一般种群越小，遗传漂变越显著。,拓展阅

11、读,又如，在一个种群中，如果含有A基因的个体比含有a基因的个体更多地迁移到另一个地区，那么，这个种群中A基因和a基因的频率就会发生相应的变化。 可见，遗传漂变和迁移也是造成种群基因频率发生变化的重要原因。,1. AA、Aa、aa的个体分别占24%、72%、4%，那么A、a的基因频率是多少？( ) A. 36%和64% B. 57%和43% C. 24%和72% D. 60%和40%,D,2已知人眼的褐色(A)对蓝色(a)是显性。在一个有30000人的人群中，蓝眼的人3600人;褐眼的有26400人，其中纯合体有12000人。那么，在这一个人群中A和a的基因频率分别为 ( ) A 0.64和0.

12、36 B 0.36和0.64 C 0.50和0.50 D 0.82和0.18,A,动动脑？,3、抽样调查某地100位女性和100位男性发现：女性中有5位色盲患者和20位携带者，男性中有15位色盲患者，则该地色盲基因的频率约是多少？,7.2 现代生物进化理论的主要内容第2课时,二 隔离与物种的形成,什么是物种？ 什么是隔离？什么是生殖隔离与地理隔离？,（一）物种,概念：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。,同一种生物由于地理上的障碍而分成不同种群,使得种群间不能发生基因交流的现象称之为地理隔离。如东北虎和华南虎。,不同物种之间不能交配,或即使交配成功,也不能产生可育的后代,该现

13、象称之为生殖隔离。如马和驴产生的骡是不可育的。,地理隔离,生殖隔离,（二）隔离,概念: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。 种类 生殖隔离 地理隔离,共同点：基因不能自由交流,隔离在物种形成中的作用,资料分析,地理隔离 阻断种群间的基因交流 在不同的突变.基因重组和自然选择作用下 种群的基因频率向不同方向发生改变 种群的基因库出现差异 差异进一步加大 生殖隔离 新物种形成,自然选择2,自然选择1,地理隔离,物种形成的比较常见的方式：,原种,变异1,变异2,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,物种形成是否一定要经过地理隔离？,物种的形成必须经

14、过生殖隔离，但不一定要经过地理隔离。,地理隔离,生殖隔离,长期,新物种出现的标志：生殖隔离,隔离是物种形成的必要条件。,如：多倍体植物的形成,普通小麦 AABBCC,黑麦 DD,ABCD(不育),秋水仙素,AABBCCDD 可育 八倍体小黑麦,如：多倍体植物的形成,没有地理隔离，但是也形成了新的物种,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,3、隔离导致物种的形成,以上三者是物种形成的三个基本环节,(一)共同进化,（1）不同物种的生物之间相互影响、共同发展、共同进化。,（2）生物和无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。,三 共同进化与生物多样性的形成,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、生物多样性形成的进化历程： 研究生物进化最直接的证据是化石。,(二)生物多样性的形成,生物的进化历程可概括为：从原核生物到真