现代达尔文主义 (3).ppt

1、第1节 现代生物进化理论,讨论,先有鸡还是先有蛋？,现代生物进化理论的基本观点,( 1 )种群是生物进化的基本单位,( 2 )突变和基因重组产生进化的原材料,( 3 )自然选择决定生物进化的方向,( 4 )隔离导致物种形成,（1）种群是生物进化的单位,1、定义：生活在一定区域的同种生物的全部个体。,卧龙自然保护区的所有熊猫,云南的金丝猴,可可西里的藏羚羊,一 种群基因频率的改变与生物进化,2、种群的特点：,（1）种群具有一定的时空限制，离开一定的空间和时间的种群是不存在的。 （2）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，并通过繁殖将各自的基因传给后代。 （3）一个种群中应包括各年

2、龄阶段的个体,练习：,下列四个选项中，属于种群的是：（ ）,B,基因库、基因频率、基因型频率,一个种群的全部个体所含有的全部基因，叫做这个种群的基因库。,某种基因在某个种群中出现的比例，叫做基因型频率。,基因频率：某个基因在某个种群中出现的比例。,AA基因型频率：30/100=0.3 Aa基因型频率：60/100=0.6 aa基因型频率：10/100=0.1,1.在一个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18%，基因型Aa的个体占 78%，aa的个体占4%。基因型A和a的频率分别 是 ， 。,57 43,练习：,A18%+1/2*78%=57% a=4%+1/2*78%=4

3、3%,2、某工厂有男女职工各200名，对他们进行调查发现， 女性色盲基因携带者为15人，患者5人，男性患者 11人，那么这个群体中色盲基因频率为：（ ）,A：6% B、15% C、12% D、5.88%,A,试题分析：由于色盲基因及其等位基因只存在于X染色体上，而Y染色体上没有，因此该等位基因的总数=2002+2001=600（女性每人含两个X基因，男性每人含一个X基因），色盲基因的总数为Xb=151+52+111=36（女性携带者、男性患者都有一个Xb，而女性患者含两个Xb），因此色盲基因的基因频率=36/600100%=6%,1、假设的昆虫群体满足以下五个条件： 昆虫群体数量足够大， 全部

4、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， 自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用 也没有基因突变和染色体变异。,思考与讨论,用数学方法讨论基因频率的变化,60%,40%,36%,48%,16%,60%,40%,如果F1个体再自由交配，产生F2呢？,36%,48%,16%,60%,40%,36%,16%,48%,60%,60%,40%,40%,36%,48%,16%,一个遗传上的平衡的群体,其基因频率和基因型频率遵循哈代-温伯格定律 也叫遗传平衡定律,假设的昆虫群体满足以下五个条件： 昆虫群体数量足够大， 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， 自然选择对A

5、、a控制的翅型性状没有作用 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，叫做哈代温伯格定律，也叫遗传平衡定律。 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,突变和基因重组产生进化的原材料,基因重组、基因突变及染色体变异,基因突变和染色体变异统称为突变。,突变和基因重组可形成可遗传的变异。,？可遗传的变异的来源有？,？1、基因突变与基因频率的改变有什么关系？,？2、自然界中突变的频率很低，能作为进化的原材料吗？,2

6、x104,10-5,108,x,x,=,2x107(个),每一代就会有大量的变异,思考：,某海岛上的昆虫出现残翅和无翅类型,有利与有害是 相对的而不是绝对的 这往往取决于生物的 生存环境。,3、突变产生的变异有利或有害是绝对的吗？,基因 重组,突变,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,变异是随机的、不定向的,形成了进化的原材料,突变是不定向的，不能决定生物的进化方向,总结,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%,探究自然选择对种群基因频率的影响,(

7、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,有，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。,变异是不定向的,自然选择,不利变异被淘汰,有利变异逐渐积累,种群的基因频率发生定向改变,生物朝一定方向缓慢进化,（3）自然选择决定生物进化的方向。,种群是生物进化基本的单位。 生物进化的实质就是

8、种群基因频率的改变。 基因突变和基因重组是生物进化的原材料（但不能决定进化的方向）,进化的方向由谁决定呢？,自然选择,小结：,2下面关于现代生物进化理论的叙述, 正确的是 A.种群是生物进化的基本单位 B.自然选择学说是现代生物进化理论的核心 C.生物进化过程的实质在于种群基因频率的改变 D.生物进化过程的实质在于有利变异的保存,1下列生物属于种群的是： A一块水田里的全部水稻、水草、鱼、虾及 其他生物 B一块朽木上的全部真菌 C一块棉田中的全部幼蚜、有翅和无翅的成蚜 D一个池塘中的全部鱼,课堂练习,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，

9、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？,同一物种满足的两个条件：,1、可以相互交配,2、产生的后代可育,物种与种群有何关系？,一个物种可以包括生活在不同地理区域的多个种群。 只要各个种群相互交配仍能产生可育的后代，则是 同一物种。,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。,同样，所有的马是一个物种，所有的驴也是一个物种。但马和驴不是一个物种，因为马与驴交配产生的后代骡没有生殖能力。,全世界的人都是一个物种吗？,马跟驴是一个物种吗？,3、地理隔离:,不同物种之间一般是不能够

10、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。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？,由于地理上的障碍使得同种生物的不同种群间不能够发生基因交流的现象。,4、隔离在物种形成中的作用,隔离 不同种群间的个体，在自然条件下不能发生基因交流的现象。,地理隔离 阻断基因交流 在不同的突变基因重组和自然选择作用下 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,物种形成的一般途径,原始种群,地理隔离,小种群,基因频率定向的改变 （基因库形成明显差异）,新物种,突变和基因重组,自然选择,

11、生殖隔离,总结：,旁栏思考题,（P121）,最先在裸露的岩石上生长的植物往往是地衣，地衣的出现促进岩石的分解，形成土壤，为苔藓植物的生长创造条件。,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。,资料分析,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。,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

12、机发生的。,对不同岛屿上的地雀种群来说，环境的作用有没有差别？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别，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。,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,课后练习,（P121）,基础题 1.（1）；（2）； （3）。,2.生活在峡谷北侧的种群发生了突变，由于突变的随机性，同样的突变没有发生在峡谷南侧的种群中。由于这两个种群被河流隔开，彼此没有交配的

13、机会，也就是没有基因的交流，所以两个种群发生明显的分化，有可能演变成两个物种。,拓展题 雄虎和雌狮杂交生出的后代是虎狮兽，雄狮和雌虎杂交生出的后代是狮虎兽。目前还没有虎狮兽和狮虎兽交配并生出可育后代的证据。 对于让虎和狮杂交的做法，有专家认为这在科学研究上价值不大，但是在商业上具有一定价值。有专家认为，对待野生珍稀动物，人类最应当做的是进行保护，让它们自然繁殖，而不是人为改变其自然繁殖体系。,技能训练,（P122）,1.假说甲：红褐色鱼和金黄色鱼起源于同一种灰色鱼。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，这两个湖中的鱼发生混杂在一起。,2.假说甲没有考虑到隔离在物种形成中

14、的作用，也没有考虑洪水的作用。,3.这一证据支持假说乙。,4.如果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。,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_隔离常可达到_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,地理,生殖,生殖,基因,2. 下列哪项形成了新物种（ ） A. 二倍体的西瓜经秋水仙素处理成为四倍体西瓜 B. 桦尺蠖体色的基因频率由S（95%）变成s(95%) C. 马与驴交配产生了骡子 D. 克隆羊多利,A,1、生物与生物之间的共同进化2、生物与环境之间的共同进化,三 共同进化与生物多样性的形成

15、,(1)某种兰花具细长的花矩_ 某种蛾类具有细长的吸管式口器,1、生物与生物之间的共同进化,共同进化,在自然界，一种植物专门由一种昆虫传粉的情形很常见。,又如倒挂金钟的花对蜂鸟传粉的适应。,昆虫传粉的专门化对植物繁衍后代有何意义？,想一想,斑马的奔跑速度加快_ 猎豹的奔跑速度加快,共同进化,(3) 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发展的作用。 捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存 “精明的捕食者”策略,地球形成时原始大气中没有氧气，但随着光合细菌、蓝藻的出现，使得大气中有了氧气，为好氧生物的出现提供了条件。,资料三：,2、生物和无机环境之间

16、也存在着共同进化,共同进化 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,通过漫长的共同进化过程，地球上不仅出现了 千姿百态的物种，而且形成了多种多样的生态 系统，也就是形成了生物的多样性,综上所述： 任何一个物种都不是单独进化的,P124,生物多样性的形成,地球上所有的植物、动物和微生物，它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统，共同构成了生物多样性。,简单复杂 低等高等 原核细胞真核细胞 单细胞多细胞 无性生殖有性生殖 原始异养厌氧自养厌氧自养需氧 水生水陆两栖陆生,生物多样性的形成,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

17、，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，否则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。,生物进化的大致历程,35亿年前,出现古细菌,最早

18、的生物化石,之后的20亿年,海洋中有少量的蓝藻和细菌,两极生态系统（只有生产者和分解者）,15亿年前,海洋中出现真核生物,出现有性生殖，进化速度明显加快（WHY？）,5.75亿年前,海洋中无脊椎动物物种大爆发,生态系统的第三极消费者出现，对植物的进化产生了重要影响,中生代新生代,裸子植物和被子植物扮演了生产者中的主角，鸟类、哺乳类等成为地球上占优势的动物类群,逐渐形成了复杂多样的陆地生态系统,总的进化趋势,简单复杂,水生陆生,低等高等,4亿年前,植物登陆（主要是蕨类）随后出现了原始的两栖类,改变了陆地环境,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 ：