內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市元寶山區(qū)二中高二生物 第2節(jié)現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容課件

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1、達爾文的成功與局限達爾文的成功與局限達爾文自然選擇學說，科學地解釋了達爾文自然選擇學說，科學地解釋了1、生物進化的原因，生物進化的原因，2、生物多樣性和適應性的產(chǎn)生。生物多樣性和適應性的產(chǎn)生。但受到當時科學水平的限制，不能科學地解釋但受到當時科學水平的限制，不能科學地解釋 1、遺傳和變異的本質(zhì)，遺傳和變異的本質(zhì)， 2、對生物進化的解釋也局限于個體水平。對生物進化的解釋也局限于個體水平。隨著遺傳學和生態(tài)學的發(fā)展，人們對生物進化理隨著遺傳學和生態(tài)學的發(fā)展，人們對生物進化理論的研究不斷深入，形成了以自然選擇學說為基論的研究不斷深入，形成了以自然選擇學說為基礎的礎的現(xiàn)代生物進化理論現(xiàn)代生物進化理論。三

2、、達爾文以后進化理論的發(fā)展三、達爾文以后進化理論的發(fā)展1、關于遺傳和變異的研究，已經(jīng)、關于遺傳和變異的研究，已經(jīng)2、關于自然選擇的作用等問題的研究，、關于自然選擇的作用等問題的研究， 已經(jīng)已經(jīng)從以從以_為單位，發(fā)展到以為單位，發(fā)展到以_為為基因單位。這樣就形成了以基因單位。這樣就形成了以_為為核心的核心的現(xiàn)代生物進化理論現(xiàn)代生物進化理論，從而極大地豐富和，從而極大地豐富和發(fā)展了達爾文的自然選擇學說。發(fā)展了達爾文的自然選擇學說。生物個體生物個體種群種群自然選擇學說自然選擇學說第第2 2節(jié)節(jié) 現(xiàn)代生物的進化理論現(xiàn)代生物的進化理論的主要內(nèi)容的主要內(nèi)容（一）種群是生物進化的單位（一）種群是生物進化的單

3、位1、種群種群：生活在一定區(qū)域的生活在一定區(qū)域的同種生物同種生物的的全部個體叫做種群。全部個體叫做種群。2、基因庫與基因頻率、基因庫與基因頻率基因庫基因庫：一個種群中全部個體所含：一個種群中全部個體所含有的全部基因。有的全部基因?；蝾l率基因頻率：某個基因占全部等位基：某個基因占全部等位基因數(shù)的比率。因數(shù)的比率。能進行交配，交流基因能進行交配，交流基因一、種群基因頻率的改變與生物進化一、種群基因頻率的改變與生物進化 人類把鯽魚的后人類把鯽魚的后代培育成金魚，實質(zhì)代培育成金魚，實質(zhì)就是通過選擇改變基就是通過選擇改變基因頻率。從圖中看，因頻率。從圖中看，顯然紅色基因的頻率顯然紅色基因的頻率顯著提高

4、了。顯著提高了。在一個種群基因庫中，某個基在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比率。因占全部等位基因數(shù)的比率?；蝾l率：基因頻率：情景：情景：如果在灰色翅（基因型為如果在灰色翅（基因型為aa)昆蟲的群體中昆蟲的群體中 偶然出現(xiàn)一只綠色翅（偶然出現(xiàn)一只綠色翅（Aa)的變異個體，且綠色比的變異個體，且綠色比灰色更不容易被敵害發(fā)現(xiàn)?；疑蝗菀妆粩澈Πl(fā)現(xiàn)。 如果該綠色個體（如果該綠色個體（Aa）已經(jīng)很好的生活下來，它）已經(jīng)很好的生活下來，它體內(nèi)的體內(nèi)的A基因怎樣才能遺傳給后代？請寫出遺傳圖解?；蛟鯓硬拍苓z傳給后代？請寫出遺傳圖解。 出現(xiàn)有利變異個體出現(xiàn)有利變異個體內(nèi)的有利基因只有在群內(nèi)的

5、有利基因只有在群體中體中,通過有性生殖才能通過有性生殖才能世代延續(xù)。世代延續(xù)。XAAAa綠翅綠翅AA綠翅綠翅（1）P:Aa綠翅綠翅配子配子A aAF1:綠翅綠翅aa灰翅灰翅XAaAa綠翅綠翅AA綠翅綠翅（2）Aa配子配子A aA aAa綠翅綠翅P:F1:綠翅綠翅綠翅綠翅aa灰翅灰翅XAaAa綠翅綠翅（3）aa配子配子A aaP:F1:綠翅綠翅綠翅綠翅例例: :從種群中隨機抽出從種群中隨機抽出100100個個體，測知基因型為個個體，測知基因型為AAAA、AaAa和和aaaa的個體分別是的個體分別是3030、6060和和1010個。那么個。那么A A和和a a的基因頻率是多少的基因頻率是多少? ?

6、解解: :A A基因的基因頻率為基因的基因頻率為: :a a基因的基因頻率為：基因的基因頻率為：基因頻率基因頻率= =某基因的數(shù)目某基因的數(shù)目該基因的等位基因的總數(shù)該基因的等位基因的總數(shù)= =純合子頻率純合子頻率+1/2+1/2雜合子頻率雜合子頻率= 40%= 40% =30/100=30/100100%100% +1/2+1/260/10060/100100% = 60%100% = 60% =10/100=10/100100%100% +1/2+1/260/10060/100100% = 40%100% = 40%A%=100%100%2AAAa2(AAAaaa)a%= 100% 100%

7、= 60%= 60%2aaAa2(AAAaaa)100%100% 用數(shù)學方法討論基因頻率的變用數(shù)學方法討論基因頻率的變化化 遺傳平衡遺傳平衡定律定律 遺傳平衡定律是由英國數(shù)學家哈遺傳平衡定律是由英國數(shù)學家哈代和德國醫(yī)生溫伯格分別于代和德國醫(yī)生溫伯格分別于19081908年年和和19091909年獨立證明的，這一定律又年獨立證明的，這一定律又稱稱哈代哈代溫伯格定律，溫伯格定律，它是指在它是指在一個一個極大的隨機交配極大的隨機交配的種群中，在的種群中，在沒有突變、選擇和遷移沒有突變、選擇和遷移的條件下，的條件下，種群的基因頻率和基因型頻率可以種群的基因頻率和基因型頻率可以世代相傳世代相傳不發(fā)生變化

8、，保持平衡不發(fā)生變化，保持平衡。若種群中一等位基因為若種群中一等位基因為A A和和a a，設，設A A的基因的基因頻率頻率=p=p，a a的基因頻率的基因頻率=q =q ， 因為因為(p(pq)=A%+a%=1q)=A%+a%=1， 則（則（p+qp+q）2 2 =p=p2 2+2pq+q+2pq+q2 2=AA%+Aa%+aa=AA%+Aa%+aa%=1 %=1 。AAAA的基因型頻率的基因型頻率=p=p2 2；aaaa的基因型頻率的基因型頻率=q=q2 2；AaAa的基因型頻率的基因型頻率=2pq=2pq。 1、某工廠有男女職工各、某工廠有男女職工各200名，對他們進行名，對他們進行調(diào)查時

9、發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因的攜帶者為調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因的攜帶者為15人，人，患者患者5人，男性患者人，男性患者11人，那么這個群體中人，那么這個群體中色盲基因的頻率是多少？色盲基因的頻率是多少？ 2、一種蛾中控制淺顏色的等位基因是隱性、一種蛾中控制淺顏色的等位基因是隱性的，控制深顏色的等位基因是顯性的。假設的，控制深顏色的等位基因是顯性的。假設一個種群中有一個種群中有640只淺色的蛾和只淺色的蛾和360只深色的只深色的蛾，群體呈遺傳平衡，那么有多少只雜合子蛾，群體呈遺傳平衡，那么有多少只雜合子的蛾？的蛾？6%320先算先算aa的基因型頻率：的基因型頻率：aa=6401000=0.64a=o.8A

10、=0.2Aa=2*0.2*0.8=0.321000*0.32=3203、在一個種群中隨機抽出一定數(shù)量的個、在一個種群中隨機抽出一定數(shù)量的個體，其中基因型體，其中基因型AA的個體占的個體占24%，基因，基因型型Aa的個體占的個體占72%，基因型，基因型aa的個體占的個體占4%，那么基因，那么基因A和和a的頻率分別為：的頻率分別為：A、24% 72% B、36% 64%C、57% 43% D、60% 40%Daa=1-AA-Aa=1-24%-72%=4%A=24%*2+72%/2(24%72%4%)=60%a=1-A=1-60%=40%在某植物種群中隨機抽樣調(diào)查得知，其中基在某植物種群中隨機抽樣調(diào)

11、查得知，其中基因型為因型為AA的個體占的個體占30%，基因型為，基因型為aa的個體的個體占占20%，則：該種群中基因，則：該種群中基因A和和a的基因頻率的基因頻率依次是依次是 和和 。若該植物自交，后代。若該植物自交，后代中基因型為中基因型為AA、aa的個體分別占的個體分別占 和和 此時，基因此時，基因A和和a的基因頻率依次的基因頻率依次 是是 和和 。根據(jù)現(xiàn)代生物進化理論，。根據(jù)現(xiàn)代生物進化理論，你認為該植物在這兩年中是否發(fā)生了進化？你認為該植物在這兩年中是否發(fā)生了進化？可可 知，生物進化的實質(zhì)知，生物進化的實質(zhì)是：是： 。55%45%42.5%32.5%55%45%基因頻率的改變基因頻率的

12、改變（二）突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料（二）突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料突變突變基因基因 重組重組新的等位基因新的等位基因多種多樣多種多樣的基因型的基因型種群中出現(xiàn)大量種群中出現(xiàn)大量可遺傳的變異可遺傳的變異變異是變異是不定向不定向的的形成了形成了進化的原材料進化的原材料,不能決定生物進化的方向不能決定生物進化的方向人類把鯽魚的后代培人類把鯽魚的后代培育成金魚，實質(zhì)就是育成金魚，實質(zhì)就是通過選擇改變基因頻通過選擇改變基因頻率。從圖中看，顯然率。從圖中看，顯然紅色基因的頻率顯著紅色基因的頻率顯著提高了。提高了。某海島上的昆蟲出現(xiàn)殘翅和無翅類型某海島上的昆蟲出現(xiàn)殘翅和無翅類型由于突變和基因重組，

13、由于突變和基因重組，樺尺蠖樺尺蠖形成了不同形成了不同的體色（的體色（黑色黑色S S、淺色、淺色s s）英英19世紀曼徹斯特世紀曼徹斯特英英20世紀曼徹斯特世紀曼徹斯特S(黑色黑色) )基因頻率：基因頻率：樺樺尺尺蠖蠖樺樺尺尺蠖蠖5%5%以下以下 95%95%以上以上 未形成生殖隔離，還有基因交流未形成生殖隔離，還有基因交流（三）自然選擇決定生物進化的方向（三）自然選擇決定生物進化的方向(定向定向)影響基因頻率的因素：影響基因頻率的因素：基因突變基因突變、基因重組和、基因重組和自然選擇自然選擇生物進化的實質(zhì)就是：生物進化的實質(zhì)就是：種群是生物進化的單位，也是生種群是生物進化的單位，也是生物（物（

14、 ）的單位。）的單位。繁殖繁殖生物進化生物進化=種群基因頻率變化種群基因頻率變化種群基因頻率發(fā)生變化的過程。種群基因頻率發(fā)生變化的過程。小結：小結：小結（小結（自然選擇決定生物進化的方向）自然選擇決定生物進化的方向）： 種群中產(chǎn)生的變異是（種群中產(chǎn)生的變異是（ ）的，經(jīng)）的，經(jīng)過長期的自然選擇，其中不利變異被不斷淘汰，過長期的自然選擇，其中不利變異被不斷淘汰，有利變異逐漸（有利變異逐漸（ ），從而使種群的基因），從而使種群的基因頻率發(fā)生（頻率發(fā)生（ ）改變，導致生物朝向一）改變，導致生物朝向一定方向進化?？梢?，生物進化的方向是由定方向進化?？梢?，生物進化的方向是由（ ）決定的。）決定的。不定向

15、不定向積累積累定向定向自然選擇自然選擇種群中產(chǎn)生的變異種群中產(chǎn)生的變異（ ）自然選擇方向自然選擇方向( )不定向不定向定向定向因為馬與驢交配產(chǎn)生的后代騾沒有生殖能力因為馬與驢交配產(chǎn)生的后代騾沒有生殖能力馬和驢是馬和驢是不是不是一個物種？一個物種？什么是物種？什么是物種？P119什么叫隔離？什么叫隔離？東東北北虎虎華華南南虎虎隔離分類？什么叫隔離？隔離分類？什么叫隔離？ 兩個不同虎亞種兩個不同虎亞種 （馬和驢馬和驢雜交產(chǎn)騾雜交產(chǎn)騾）生殖隔離生殖隔離注：不同種群之間一旦產(chǎn)注：不同種群之間一旦產(chǎn)生殖隔離生殖隔離，就不會有基，就不會有基因交流了。因交流了。地理隔離地理隔離小結（關于隔離）：小結（關于隔

16、離）：在自然界中，新物種的形成往往要有（在自然界中，新物種的形成往往要有（ ）的發(fā)生，隔離是指不同種群間的個體，在自然條的發(fā)生，隔離是指不同種群間的個體，在自然條件下（件下（ ）不能自由交流的現(xiàn)象。）不能自由交流的現(xiàn)象。隔離隔離基因基因地理隔離地理隔離突變、基因重突變、基因重組、自然選擇組、自然選擇生殖隔離生殖隔離新物種新物種物種的形成：物種的形成： 加拉帕戈斯群島一的幾種地雀加拉帕戈斯群島一的幾種地雀南南 美美 洲洲 地地 雀雀因地理隔因地理隔離導致生離導致生殖隔離比殖隔離比較較常見常見新物種形新物種形成的標志：成的標志：生殖隔離生殖隔離原始祖先原始祖先新物種新物種新物種新物種（不定向變異）

17、（不定向變異）（定向自然擇）（定向自然擇）（地理隔離、生殖隔離）（地理隔離、生殖隔離）因地理隔離導致生殖隔離比較常見因地理隔離導致生殖隔離比較常見亞亞 洲洲 虎虎南南 美美 洲洲 地地 雀雀地理隔離地理隔離突變、重組、突變、重組、自然選擇自然選擇生殖隔離生殖隔離新物種新物種總結：總結： 以（以（ ）為核心的現(xiàn)代生物進化理）為核心的現(xiàn)代生物進化理論，其基本觀點是論，其基本觀點是（ ）是生物進化的基本單是生物進化的基本單位，生物進化的實質(zhì)在于種群（位，生物進化的實質(zhì)在于種群（ ）的）的改變。（改變。（ ）、（）、（ ）及（及（ ）是物種形成過程的三個基本環(huán)節(jié)，）是物種形成過程的三個基本環(huán)節(jié)，通過它

18、們的綜合作用，種群產(chǎn)生分化，最終導致通過它們的綜合作用，種群產(chǎn)生分化，最終導致新物種的形成。在這個過中，（新物種的形成。在這個過中，（ ）產(chǎn)生生物進化的原材料，（產(chǎn)生生物進化的原材料，（ ）使種）使種群的基因頻率定向改變并決定生物進化的方向，群的基因頻率定向改變并決定生物進化的方向，（ ）是新物種形成的必要條件。）是新物種形成的必要條件。自然選擇學說自然選擇學說種群種群基因頻率基因頻率突變和基因重組突變和基因重組自然選擇自然選擇隔離隔離突變和基因重組突變和基因重組自然選擇自然選擇隔離隔離AB B 甲甲B DC C乙乙1、物種、物種A進化為進化為B、C的兩個外部因素是的兩個外部因素是 和和 。2

19、、甲上的、甲上的B物種遷到乙后，不與物種遷到乙后，不與C物種進化為物種進化為同一物種的同一物種的 原因是原因是 。3、遷到乙后的、遷到乙后的B物種進化為物種進化為D物種的原因物種的原因是：是： 。自然選擇自然選擇地理隔離地理隔離B與與C已形成生殖隔離已形成生殖隔離兩地環(huán)境不同，自然選擇不同，再加上地理隔兩地環(huán)境不同，自然選擇不同，再加上地理隔離，使它們基因頻率的差別累積形成生殖隔離離，使它們基因頻率的差別累積形成生殖隔離*種群是生物進化的單位種群是生物進化的單位生物進化的實質(zhì)就是生物進化的實質(zhì)就是種群基因頻率在發(fā)生變化的種群基因頻率在發(fā)生變化的過程過程。人類把鯽魚的后代培人類把鯽魚的后代培育成

20、金魚，實質(zhì)就是育成金魚，實質(zhì)就是通過選擇改變基因頻通過選擇改變基因頻率。從圖中看，顯然率。從圖中看，顯然紅色基因的頻率顯著紅色基因的頻率顯著提高了。提高了。7 7青霉素是一種抗菌素，幾十年來，由于反復使用致使某青霉素是一種抗菌素，幾十年來，由于反復使用致使某些細菌對青霉素的抗藥性越來越強。些細菌對青霉素的抗藥性越來越強。(1)(1)青霉素使用之前，細菌對青霉素的抗藥性存在著青霉素使用之前，細菌對青霉素的抗藥性存在著_；患者使用青霉素后，體內(nèi)絕大多數(shù)細；患者使用青霉素后，體內(nèi)絕大多數(shù)細菌被殺死菌被殺死( (這是這是_)_)，極少數(shù)抗藥性強的細，極少數(shù)抗藥性強的細菌活了下來并繁殖后代菌活了下來并繁

21、殖后代( (這是這是_)_)。青霉素。青霉素的使用對細菌起了的使用對細菌起了_作用，這種作用是通作用，這種作用是通過細菌與青霉素之間的過細菌與青霉素之間的_實現(xiàn)的。由于青實現(xiàn)的。由于青霉素的反復使用，就會使得抗藥性這個性狀逐代霉素的反復使用，就會使得抗藥性這個性狀逐代_而加強。從這個過程可以看出，雖然生而加強。從這個過程可以看出，雖然生物的物的_是不定向的，但是不定向的，但_在很在很大程度上是定向的。大程度上是定向的。差異差異不適者被淘汰不適者被淘汰 自然選擇自然選擇變異變異 積累積累生存斗爭生存斗爭選擇選擇適者生存適者生存 (2)自然選擇是把自然界中早已存在的自然選擇是把自然界中早已存在的_變變異選擇出來，并使之逐代積累、加強，最終形成異選擇出來，并使之逐代積累、加強，最終形成生物新品種。生物新品種。(3)上述過程表明，自然選擇的內(nèi)因是上述過程表明，自然選擇的內(nèi)因是_；自然選擇的動力是自然選擇的動力是_；自然選擇的結果；自然選擇的結果是是_。而決定生物進化方向的。而決定生物進化方向的是是 。有利生存斗爭遺傳和變異適者生存定向的自然選擇定向的自然選擇