现代生物进化理论的主要内容ppt
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Ex：突变的有害还是有利不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。
小结
种群中产生的变异是（ 不定向 ）的，经过长期的自然选择， 其中不利变异被不断淘汰，有利变异逐渐（ 积累 ），从而使 种群的基因频率发生（ 定向 ）改变，导致生物朝向一定方 向进化。可见，生物进化的方向是由（ 自然选择 ）决定的。 种群产生的变异是（ 不定向 ）； 自然选择方向是（ 定向 ）。
生物进化的实质
理想条件下种群基因频率:
自然选择条件下种群基因频率:
得出结论：环境的 选择作用是s基因 频率越来越低。
生物进化的实质
讨论： Q1：自然选择中，直接选择的是基因型还是表现型？自然选择的本 质是对什么进行选择？
表现型； 自然选择的本质是对基因进行选择。 Q2：如果自然选择是针对种群基因进行，会导致种群发生什么变化？
生物进化的原材料： 突变和基因重组 生物进化的实质：基因频率的改变 决定生物进化的方向：自然选择
隔离与物种的形成
曼彻斯特地区的桦尺蠖，基因频率发生了很大的变化，那有没 有形成新的物种？
隔离与物种的形成
物种：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。
马和驴能交配，但骡是不可育的，所以马 和驴是两个物种
多样性的形成
多样性的形成
自地球诞生至今， 约有46亿年历史
35~31亿年前，原 核细胞首次出现
目前地球上已知的 生物大约200万种
自地球产生生命以来，生物经历了一个漫长的进化历程。
研究生物历程的主要依据：化石
多样性的形成
多样性的形成
生物的进化历程可概括为： 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。
生物进化理论在发展
中性突变理论 交替出现理论
自然选择会使种群的基因频率发生变化。 Q3：种群基因频率改变与生物进化有什么关系？
种群基因频率的改变意味着生物进化 Q4：除了选择，还有哪些因素可以改变基因频率？
①种群大小；②非自由交配；③迁入和迁出；④突变
突变和基因重组产生进化的原材料
统称为“突变”
突变和基因重组产生进化的原材料
基因突变
等位基因
共同进化与生物多样性的形成
互利共生
互利共生
捕食
不同物种之间可通过互利 共生、捕食、竞争和寄生完 成共同进化。
共同进化与生物多样性的形成
【思考】捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？ 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。
“精明的捕食者”策略——捕食者一般不能将所有的猎物吃掉， 否则自己也无法生存。
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,该现象称 之为生殖隔离。
隔离与物种的形成
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。
隔离与物种的形成
隔离：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。
①同一个地域里不同种生物
②同一种生物在不同地域
2× 104 × 10－5 × 108 = 2 ×107 个体
种群
突变和基因重组产生进化的原材料
自然界中生物的自然突变一般对生物体是有害的。为什么还作为 进化的原材料呢？
Ex：突变的有害还是有利不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。
突变和基因重组产生进化的原材料
自然界中生物的自然突变一般对生物体是有害的。为什么还作为 进化的原材料呢？
种类：①生殖隔离 ②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
资料分析一(P119)：
它们之间还能自由交配并产生可育的后代吗？
隔离在物种形成中的作用
资料分析二(P120)：
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。
隔离在物种形成中的作用
资料分析二(P120)：
2.不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？ 不一样。因为突变是随机发生的。
隔离在物种形成中的作用
资料分析二(P120)：
3.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。
基因重组
多种多样的基因型
种群中出现大量可遗传的变异
变异是不定向的
提供了生物进化的原材料,不能决定生物进化的方向
突变和基因重组产生进化的原材料
自然界中生物的自然突变频率很低，为什么还能够改变种群中的 基因频率呢？
Ex：一个果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是10－5，若有一 个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），那么每一代出现基因突变数 是多少呢？
“收割理论”——捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就 会避免出现一种或几种生物在生态系统中占绝对优势的局面， 为其他物种的形成腾出空间有利于增加物种的多样性。
共同进化与生物多样性的形成
生物与无机环境之间是相互影响、共同演变的
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。
第1年 第2年 第3年 第4年 ……
基因 SS 10% 11.5% 13.1% 14.6% 型频 Ss 20% 22.9% 26% 29.3% 率 ss 70% 65.6% 60.9% 56.1%
基因 S 20% 23% 26.1% 29.3% 升高 频率 s 80% 77% 73.9% 70.7% 降低
不能
（2）该个体中的有利基因S，如何保留？ 有性生殖，繁殖后代。
（3）即使Ss的个体能够繁殖，后代都是黑色个体吗？ 不是。
生物进化的基本单位
1.什么叫做种群？ 生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群。
（1）一个池塘中的全部鱼
否
（2）一个池塘中的全部鲤鱼 是
（3）一片草地上的全部植物 否
（4）一片草地上的成年梅花鹿 否
生物进化的基本单位
性状是由基因控制的，因此研究生物的进化必须研究种群的基因 组成和变化。如何分析种群的基因组成和变化？由此人们提出基 因库和基因频率的概念。
基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因叫这个种群的 基因库。
基因频率：在一个种群基因库中，某基因占全部等位基因的比率
叫做基因频率。
某种基因的基因频率 =
隔离在物种形成中的作用
物种形成的比较常见的方式：
变异1
种群1
变异类型1
自然选择1
新物种1
原 地理隔离 种
基因频率的定向改变
生殖 隔离
种群2
变异2 变异类型2 自然选择2
新物种2
隔离是物种形成的必要条件。 新物种出现的标志：生殖隔离
物种形成是否一定 要经过地理隔离？
现代生物进化理论解释生物进化
3个基本环节：突变和基因重组、自然选择和隔离
该基因的总数
种群中该对等位基因的总数
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
× 100%
生物进化的基本单位
【例1】某桦尺蠖种群中，黑色翅的基因为S，浅色翅的基因为s， 抽样调查100个个体，测得基因型为SS、Ss、ss的个体分别为30、 60、10个，问每种基因型频率是多少？S、s基因频率是多少？
SS基因型频率=30/100=30% Ss基因型频率=60/100=60% ss基因型频率= 10/100=10% S基因频率=(30×2+60)/(100×2)=60% s基因频率=(10×2+60)/(100×2)=40%
隔离在物种形成中的作用
资料分析二(P120)：
4.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。
隔离在物种形成中的作用
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
达尔文的自然选择学说
进化的单位？ 如何实现？
获得性遗传 正确吗？
达尔文的自 然选择学说
孟德尔提出“遗 传因子”假设
费尔舍、赫丹建 立群体遗传学
魏斯曼将染色体
……
作为遗传基础
现代生物进 化理论
《现代生物进化理论的主要内容》
【思考】桦尺蠖的翅色是浅色(基因型为ss)，偶然出现一黑色的 变异个体(基因型为Ss)，且S对s是显性，若黑色翅比浅色翅更适 应环境： （1）这一有利变异的个体能永 远生存下去吗？
基因频率=纯合子的基因型频率+1/2的杂合子基因型频率
生物进化的实质
1850年：浅色多，深色少
1950年：深色多，浅色少
问题：桦尺蠖种群中s基因(决定浅色性状)的频率为什么越来越低？
作出假设：？黑？褐色环境，不利于浅色桦尺蠖的生存。
环境的选择作用是s基因频率越来越低。
生物进化的实质
验证假设：数学建模 1870年桦尺蠖的基因型频率为SS 10% ； Ss 20%； ss 70%， 树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减 少10%，黑色个体每年增加10%，以后的几年内，桦尺蠖种群每 年的基因型频率与基因频率是多少呢？
小结
种群中产生的变异是（ 不定向 ）的，经过长期的自然选择， 其中不利变异被不断淘汰，有利变异逐渐（ 积累 ），从而使 种群的基因频率发生（ 定向 ）改变，导致生物朝向一定方 向进化。可见，生物进化的方向是由（ 自然选择 ）决定的。 种群产生的变异是（ 不定向 ）； 自然选择方向是（ 定向 ）。
生物进化的实质
理想条件下种群基因频率:
自然选择条件下种群基因频率:
得出结论：环境的 选择作用是s基因 频率越来越低。
生物进化的实质
讨论： Q1：自然选择中，直接选择的是基因型还是表现型？自然选择的本 质是对什么进行选择？
表现型； 自然选择的本质是对基因进行选择。 Q2：如果自然选择是针对种群基因进行，会导致种群发生什么变化？
生物进化的原材料： 突变和基因重组 生物进化的实质：基因频率的改变 决定生物进化的方向：自然选择
隔离与物种的形成
曼彻斯特地区的桦尺蠖，基因频率发生了很大的变化，那有没 有形成新的物种？
隔离与物种的形成
物种：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。
马和驴能交配，但骡是不可育的，所以马 和驴是两个物种
多样性的形成
多样性的形成
自地球诞生至今， 约有46亿年历史
35~31亿年前，原 核细胞首次出现
目前地球上已知的 生物大约200万种
自地球产生生命以来，生物经历了一个漫长的进化历程。
研究生物历程的主要依据：化石
多样性的形成
多样性的形成
生物的进化历程可概括为： 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。
生物进化理论在发展
中性突变理论 交替出现理论
自然选择会使种群的基因频率发生变化。 Q3：种群基因频率改变与生物进化有什么关系？
种群基因频率的改变意味着生物进化 Q4：除了选择，还有哪些因素可以改变基因频率？
①种群大小；②非自由交配；③迁入和迁出；④突变
突变和基因重组产生进化的原材料
统称为“突变”
突变和基因重组产生进化的原材料
基因突变
等位基因
共同进化与生物多样性的形成
互利共生
互利共生
捕食
不同物种之间可通过互利 共生、捕食、竞争和寄生完 成共同进化。
共同进化与生物多样性的形成
【思考】捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？ 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。
“精明的捕食者”策略——捕食者一般不能将所有的猎物吃掉， 否则自己也无法生存。
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,该现象称 之为生殖隔离。
隔离与物种的形成
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。
隔离与物种的形成
隔离：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。
①同一个地域里不同种生物
②同一种生物在不同地域
2× 104 × 10－5 × 108 = 2 ×107 个体
种群
突变和基因重组产生进化的原材料
自然界中生物的自然突变一般对生物体是有害的。为什么还作为 进化的原材料呢？
Ex：突变的有害还是有利不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。
突变和基因重组产生进化的原材料
自然界中生物的自然突变一般对生物体是有害的。为什么还作为 进化的原材料呢？
种类：①生殖隔离 ②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
资料分析一(P119)：
它们之间还能自由交配并产生可育的后代吗？
隔离在物种形成中的作用
资料分析二(P120)：
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。
隔离在物种形成中的作用
资料分析二(P120)：
2.不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？ 不一样。因为突变是随机发生的。
隔离在物种形成中的作用
资料分析二(P120)：
3.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。
基因重组
多种多样的基因型
种群中出现大量可遗传的变异
变异是不定向的
提供了生物进化的原材料,不能决定生物进化的方向
突变和基因重组产生进化的原材料
自然界中生物的自然突变频率很低，为什么还能够改变种群中的 基因频率呢？
Ex：一个果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是10－5，若有一 个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），那么每一代出现基因突变数 是多少呢？
“收割理论”——捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就 会避免出现一种或几种生物在生态系统中占绝对优势的局面， 为其他物种的形成腾出空间有利于增加物种的多样性。
共同进化与生物多样性的形成
生物与无机环境之间是相互影响、共同演变的
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。
第1年 第2年 第3年 第4年 ……
基因 SS 10% 11.5% 13.1% 14.6% 型频 Ss 20% 22.9% 26% 29.3% 率 ss 70% 65.6% 60.9% 56.1%
基因 S 20% 23% 26.1% 29.3% 升高 频率 s 80% 77% 73.9% 70.7% 降低
不能
（2）该个体中的有利基因S，如何保留？ 有性生殖，繁殖后代。
（3）即使Ss的个体能够繁殖，后代都是黑色个体吗？ 不是。
生物进化的基本单位
1.什么叫做种群？ 生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群。
（1）一个池塘中的全部鱼
否
（2）一个池塘中的全部鲤鱼 是
（3）一片草地上的全部植物 否
（4）一片草地上的成年梅花鹿 否
生物进化的基本单位
性状是由基因控制的，因此研究生物的进化必须研究种群的基因 组成和变化。如何分析种群的基因组成和变化？由此人们提出基 因库和基因频率的概念。
基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因叫这个种群的 基因库。
基因频率：在一个种群基因库中，某基因占全部等位基因的比率
叫做基因频率。
某种基因的基因频率 =
隔离在物种形成中的作用
物种形成的比较常见的方式：
变异1
种群1
变异类型1
自然选择1
新物种1
原 地理隔离 种
基因频率的定向改变
生殖 隔离
种群2
变异2 变异类型2 自然选择2
新物种2
隔离是物种形成的必要条件。 新物种出现的标志：生殖隔离
物种形成是否一定 要经过地理隔离？
现代生物进化理论解释生物进化
3个基本环节：突变和基因重组、自然选择和隔离
该基因的总数
种群中该对等位基因的总数
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
× 100%
生物进化的基本单位
【例1】某桦尺蠖种群中，黑色翅的基因为S，浅色翅的基因为s， 抽样调查100个个体，测得基因型为SS、Ss、ss的个体分别为30、 60、10个，问每种基因型频率是多少？S、s基因频率是多少？
SS基因型频率=30/100=30% Ss基因型频率=60/100=60% ss基因型频率= 10/100=10% S基因频率=(30×2+60)/(100×2)=60% s基因频率=(10×2+60)/(100×2)=40%
隔离在物种形成中的作用
资料分析二(P120)：
4.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。
隔离在物种形成中的作用
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
达尔文的自然选择学说
进化的单位？ 如何实现？
获得性遗传 正确吗？
达尔文的自 然选择学说
孟德尔提出“遗 传因子”假设
费尔舍、赫丹建 立群体遗传学
魏斯曼将染色体
……
作为遗传基础
现代生物进 化理论
《现代生物进化理论的主要内容》
【思考】桦尺蠖的翅色是浅色(基因型为ss)，偶然出现一黑色的 变异个体(基因型为Ss)，且S对s是显性，若黑色翅比浅色翅更适 应环境： （1）这一有利变异的个体能永 远生存下去吗？
基因频率=纯合子的基因型频率+1/2的杂合子基因型频率
生物进化的实质
1850年：浅色多，深色少
1950年：深色多，浅色少
问题：桦尺蠖种群中s基因(决定浅色性状)的频率为什么越来越低？
作出假设：？黑？褐色环境，不利于浅色桦尺蠖的生存。
环境的选择作用是s基因频率越来越低。
生物进化的实质
验证假设：数学建模 1870年桦尺蠖的基因型频率为SS 10% ； Ss 20%； ss 70%， 树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减 少10%，黑色个体每年增加10%，以后的几年内，桦尺蠖种群每 年的基因型频率与基因频率是多少呢？