7.2现代生物进化理论的主要内容ppt

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%
(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？
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
许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食
第2节 现代生物进化理论的主要内容
一 、种群基因频率的改变和生物进化
情景：如果在灰色翅（基因型为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。
分析： 1.根据达尔文“适者生存、不适者淘汰”的观 点该绿色个体能被选择下来吗？
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？
现代生物进化理论的基本观点是：
生物进化的基本单位是种群。 生物进化的实质是种群基因频率的改变。 物种形成的基本环节是： 突变和基因重组——提供进化的原材料； 自然选择——基因频率定向改变，决定进化的方向；
隔离——物种形成的必要条件
评价反馈 ㈠ 判断题 1．变异是生物进化的原材料。（ ） 2．有利变异可以使生物更好地去适应环境。（ ） 3．突变的有害或有利是绝对的、一成不变的。（ ） 4．种间斗争的结果决定了生物进化的方向。（ ） ㈡ 选择题 1．下列各种现象中哪一种属于自然选择的例子（ ） A．警犬能够嗅到毒品 B．秋水仙素处理后得到的多倍体生物 C．北极熊毛色为白色 D．太空椒的出现 2．达尔文认为变异是不定向的，而自然选择是定向的， 所谓定向是指（ ） A．定向生存斗争 B．适应特定环境 C．定向遗传 D．只产生有利的变异
在满足五个条件的情况下,计算子二代、子三代 的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？
亲代 子一代 36% 30% 48% 60% 16% 10% 60% 60% 40% 40% 子二代 子三代
基因 型频 率
基因 频率
AA Aa aa A a
36% 48% 16%
60%
D一个种群的基因库会随着种群中一代一代的死亡而 消减和灭亡
AA、Aa、aa的个体分别占24%、72%、4%那么 A、 a的基因频率是多少？ （D ）
A. 36%和64%
C. 24%和72%
B. 57%和43%
D. 60%和40%
A=24% +1/2 X 72% = 60%
通过基因型频率计算基因频率 某种基因的基因频率= 某种基因的纯合子频率+1/2杂合子频率
1、内容： 基因多样性→物种多样性→生态系统多样性（3层次）
2、形成生物多样性的原因：长期自然选择、共同进化达到结果
3、研究生物进化的主要依据：化石
三 共同进化与生物多样性的形成
4、生物进化的历程：
最早出现的生物是哪一类生物？ 它们生活在什么环境中？
厌氧的单细胞生物， 它们生活海洋中。
最早的生物化石－
（一）种群是生物进化的基本单位 1.种群概念：
生活在一定区域的同种生物的全部个体。
判断下列是否属于种群?
（1）一个池塘中的全部鱼 否 （2）一个池塘中的全部鲤鱼 是 （3）两个池塘内的全部鲤鱼 否 （4）一片草地上的成年梅花鹿 否
2. 种群的特点：
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。
它们之间还能自由交配吗？
分析：加拉帕戈斯群岛的地雀新物 种是如何形成的？
①经过长期的地理隔离而达成生殖隔离，从而形 成新物种。
种 群 1 变 异 1
自然 选择1
原种
地 理 隔 离
变异 类型1
新种1
生 殖 隔 离
基因频率 定向改变
种 群 2
变 自然 异 选择2 2
变异 类型2
新种2
②多倍体的形成不需经地理隔离。
在经常刮海风的克格伦岛上，昆虫一般呈现两种类型： 能飞的翅异常发达，不能飞的翅退化。这些昆虫都不易被暴风 刮到海里去，因而能够生存下来并繁殖后代。试据此分析： ⑴ 此岛上昆虫的祖先存在着个体 ，说明 一般是 不定向的。 ⑵ 风暴对昆虫起了Hale Waihona Puke Baidu作用。 ⑶ 这个现象说明了定向的 决定着生物进化的方向。 ⑷ 凡是存活下来的昆虫都是适应环境的，这是 的结果， 而且是通过 来实现的。
种群和物种的区别 种群 物种
概念
生活在同一地点的 同种个体总和。彼 此可以交配实现基 因交流。是生物繁 殖的基本单位。 指分布在一定的自然区域 内，具有一定的形态、结 构和生理功能，而在自然 状态下能够相互交配和繁 殖，并能产生可育后代的 一群生物个体。 一定自然区域，同 一地点、不同地点
生活 地域 相互 关系
（二）突变和基因重组产生进化的原材料
自然界，生物自发突变的频率很低，而且 突变大多数是有害的，为什么还能够作为生 物进化的原材料的呢？
果蝇约有104对基因，假定每个基因的突
变率是10－5，一个约有109个果蝇的种群每
一代出现的基因突变率是？
2×104×10－5×109＝2×108
（二）突变和基因重组产生进化的原材料
亲代基因型 的频率 配子的比率 子代基因型 频率 子代基因频率
AA(30%)
Aa(60%)
aa(10%)
A( 30% ) A( 30% ) a( 30% ) a( 10% ) AA(36%) A ( 60% ) Aa( 48% ) aa( 16%) a( 40%)
在有性生殖过程中，如果符合遗传平衡， 产生的雌雄配子：
古细菌（距今35亿年）
1) 前寒武纪生物
寒武纪之前(前寒 武纪)，地球上的生 命都是非常低级的， 主要是一些单细胞生 物、环节动物、节肢 动物等。
的前 水寒 母武 化纪 石地 层 中
34亿年前的古细胞化石
多细胞生物大约是什么时期出现的？ 它们生活在什么环境？ 大约是在寒武纪，生活在海洋中。
2)早古生代生物 （寒武纪） 进入早古生代，一些大型的古生物相继出现，如三 叶虫、鹦鹉螺等。出现了生命演化史上的第一次繁荣景 象。在中国云南澄江发现的寒武纪古生物是最有代表性 的寒武纪生物群.
自然选择使基因频率定向改变。
(2)在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？ 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
四、隔离导致物种形成
1、物种的概念 能够在自然状态下能互相交配，并且 产生出可育后代的一群生物称为一个物种 （species），简称“种”。
某基因的数目 该基因的等位基因的总数 该基因型个体数 该种群个体总数
× 100%
× 100%
例1:从种群中随机抽出100个个体，假设每个个体都 含有10对等位基因，测知基因型为AA、Aa和aa的个体 分别是30、60和10个。那么A和a的基因频率，AA、Aa 和aa基因型频率是多少。
基因频率= 纯合子 频率+1/2 杂合子 频率
生殖隔离：不同物种之间一般是不能交配， 即使交配成功，也不能产生可育后代。
如果只通过地理隔离，2个种群的基因库各自发展，互
不影响，出现一定差异，但不会形成新的物种，最多也就
是形成不同的亚种－－－量变。 如东北虎和华南虎就是两个亚种。 生殖隔离则是由于2个种群之间的遗传物质基础 （基因库）出现较大的差异使其个体之间不能交配或 杂交后代不育。 生殖隔离是新物种形成的标志－－质变
同一地点
一个物种可以包括多个种群
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。 骡是马跟驴交配产生的后代， 那为什么他们不是同一物种 呢？
2.隔离在物种形成中的作用
隔离：指不同种群间的个体，在自然条 件下基因不能自由交流的现象。
地理隔离：同一物种由于高山、河流、沙漠 等地理上的障碍，使彼此间不能相遇而不能交 配，使种群间不能发生基因交流的现象。
答案：⑴ 差异 ；变异 ⑵ 选择 ⑶ 自然选择 ⑷ 自然选择；生存斗争
4、有一个老鼠的种群，最初都生活在一个地域，后来一
条新建的高速公路将该种群分成A和B两个种群。如果A种
群生活的地区发生了一系列的环境变化，而B种群的地区 没有变化，则种群A进化的速率很可能是（ A、比B慢 C、与B相同 B、比B快 D、开始比B慢，后来比B快
三、共同进化与生物多样性的形成
捕食者的存在是否对被捕 食者有害无益？
三 共同进化与生物多样性的形成
(一)共同进化
1、实例：
2、概念：
不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不 断进化和发展的过程。 3、结果： 出现了物种的多样性,而且形成了生态系统的多样性。
三 共同进化与生物多样性的形成
(二)生物多样性的形成
.据调查得知，某小学的学生中基因型比率为： XBXB：XBXb：XbXb：XBY：XbY=44％:5％： 1％：43％：7％，则Xb的基因频率为 • A.13.2％ B.5％ C.14％ D.9.3％
如果某基因在X染色体上，而在Y染色体上没有该基因及其等 位基因，则公式可以转变成 某基因总数
基因频率=
种群是生物繁殖、进化的基本单位。
思考：同前一年的蝗虫种群相比，新形成的
蝗虫种群在基因组成上会有什么变化吗？
3. 基因库: 一个种群中全部个体所含有的全部 基因叫做这个种群的基因库。
注：每个个体所 含的基因只是基 因库的一部分
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的比率。
基因频率= 基因型频率=
据调查得知，某学校的学生中各血型的 比率如下： IAIA 20% IBIB 10% IAIB 10% IAi 30% IBi 20% ii 10%
计算IB的基因频率。 10% +1/2（ 10% + 20%）
=
25%
影响种群基因频率变化的根本原因是什么？
变异 变异的类型有那些？
不能遗传的变异
基因突变 可遗传的变异 染色体变异 突变 基因重组
B）
种群 是生物进化的基本单位，生物进化的实质在 5、_______ 基因频率 的改变。物种形成需要三个基本还节： 于种群_________ 自然选择 基因重组 突变 和_____ 其中_____ __产生生物进化的原材料，_ ____ 定向 改变并决定生物进化的方 使种群的基因频率发生_______ 隔离 是新物种形成的必要条件。 向，________
2X女性个体数+男性个体数
总 结
• 种群基因频率的改变与生物进化
(一)种群是生物进化的基本单位
1、种群、基因库、基因频率等概念 2、用数学方法讨论基因频率的变化
下列关于基因库的叙述正确的是 ( C )
A一个种群中一个个体所含有的全部基因叫做这个种 群的基因库 B一个种群中全部个体所含有的显性基因叫做这个种 群的基因库 C一个种群中全部个体所含有的全部基因叫做这个种 群的基因库
探究活动
用数学方法讨论基因频率的改变 假设的昆虫群体满足以下五个条件： ①昆虫群体数量足够大， ②全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，
③没有迁入与迁出，
④ AA 、 Aa 、 aa 三种基因型昆虫的生存能力完全相同 （也就是说自然选择对A、a控制的翅型性状没作用） ⑤也没有基因突变和染色体变异。
精子
卵子
A 60%
AA 36% Aa 24%
a 40% Aa
aa
A 60%
a 40%
24%
16%
遗 传 平 衡 定 律
其中p代表A基因的频率，q代表a基因的频率。 则p+q=1，（p+q）2 = p2+2pq+q2 = AA%+Aa%+aa%=1 。 AA的基因型频率=p2； aa的基因型频率=q2； Aa的基因型频率=2pq。
36% 48% 16%
60%
40%
40%
哈代——温伯格定律： 一个有性生殖的自然种群中，在符合5个条件的情 况下，各等位基因的频率和等位基因的基因型频 率在一代一代的遗传中是稳定不变的，或者说， 是保持着基因平衡的。
哈代-温伯格定律可用数学方程式表示： (p＋q)2=p2＋2pq＋q2=1 其中p代表A基因的频率，q代表a基因的 频率。p+q永远为1，p2代表AA的频率， q2代 表aa的频率，2pq代表杂合子Aa的频率。
1. 种群是由许多个体组成的，每个个体的每个 细胞内都有成千上万个基因，这样，每一代就会 产生大量的突变 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。
（三）自然选择决定生物进化的方向。
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%