现代生物进化理论的主要内容19-人教课标版课件.ppt
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- 现代 生物 进化 理论 主要内容 19 教课 课件
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1、第第2 2节节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容一、种群基因频率的改变与生物进化一、种群基因频率的改变与生物进化探究活动(一)探究活动(一)情景:如果在灰色翅(基因型为情景:如果在灰色翅(基因型为aa)昆虫的群体中偶昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅(然出现一只绿色翅(Aa)的变异个体,且绿色比灰色的变异个体,且绿色比灰色更不容易被敌害发现。更不容易被敌害发现。讨论题目:讨论题目:1.根据达尔文根据达尔文“适者生存、不适者淘汰适者生存、不适者淘汰”的观点该绿色的观点该绿色个体一定能被选择下来吗?个体一定能被选择下来吗?2.如果该绿色个体能很好的生活下来,它体内的如果该绿色个体能
2、很好的生活下来,它体内的A基因基因怎样才能传递给后代?怎样才能传递给后代?3、如果、如果Aa与其他个体交配生殖,后代还会是绿色吗?与其他个体交配生殖,后代还会是绿色吗?自然界中,没有哪一个体是长生不死的自然界中,没有哪一个体是长生不死的个体的表现型也会随着个体的死亡而消失,但决定表个体的表现型也会随着个体的死亡而消失,但决定表现型的基因却可以通过现型的基因却可以通过生殖生殖而世代延续而世代延续.后代会发生性状分离,出现后代会发生性状分离,出现aa的个体。的个体。研究生物的进化仅仅研究个体的表现型是否与环境适应是不够的,还需要研究群体的基因组成的变化。种群是生物进化的基本单位。总结总结:出现有利
3、变异个体的有利基因,出现有利变异个体的有利基因,只有在群体中,通过有性生殖才能世代只有在群体中,通过有性生殖才能世代延续。延续。生活在一定区域的生活在一定区域的_生物的生物的_叫做种叫做种群群,是是生物繁殖生物繁殖的基本单位,是的基本单位,是生物生存生物生存的基本单位。的基本单位。全部个体全部个体同种同种(1 1)一个池塘中的全部鱼)一个池塘中的全部鱼 (2 2)一个池塘中的全部鲤鱼)一个池塘中的全部鲤鱼(3 3)两个池塘内的全部青蛙)两个池塘内的全部青蛙(4 4)一片草地上的全部植物)一片草地上的全部植物(5 5)一片草地上的成年梅花鹿)一片草地上的成年梅花鹿否否是是否否否否否否 特点:种群
4、中的个体并不是特点:种群中的个体并不是机械机械的结合在一起,的结合在一起,彼此可以彼此可以交配交配,通过繁殖将自己的基因传递给后,通过繁殖将自己的基因传递给后代。代。探究活动探究活动实际上,在自然界中,每个物种总是分成一个一实际上,在自然界中,每个物种总是分成一个一个或大或小的群体,这些群体就是不同的个或大或小的群体,这些群体就是不同的种群种群 “物种物种”或或“种种”与种群又有什么区别呢?与种群又有什么区别呢?指能够在自然状态下相互交配并且产生指能够在自然状态下相互交配并且产生可育可育后代后代的一群生物称为一个物种,简称的一群生物称为一个物种,简称“种种”。一个种群中一个种群中_所含有的所含
5、有的_。在一个在一个种群基因库中,某个基因占种群基因库中,某个基因占_的比率的比率。全部等位基因数全部等位基因数全部个体全部个体全部基因全部基因在一个种群中,某基因型个体占全部在一个种群中,某基因型个体占全部个体的比率。个体的比率。基因频率的计算基因频率的计算 例一、例一、某昆虫种群中,绿色翅的基因为某昆虫种群中,绿色翅的基因为A,A,褐色翅褐色翅的基因位的基因位a a,调查发现,调查发现AAAA、AaAa、aaaa的个体分别占的个体分别占3030、6060、10,10,那么那么A A、a a的基因频率是多少?的基因频率是多少?A=302+60 _ 200=60%200a=102+60 _=4
6、0%A+a=1 此种基因的个数此种基因的个数=纯合子个体数纯合子个体数 X 2X 2杂合子个体数杂合子个体数种群中该对等位基因的总数种群中该对等位基因的总数=个体总数个体总数 X 2X 2=在一个种群中随机抽取一定数量的个体,其在一个种群中随机抽取一定数量的个体,其中基因型为中基因型为AA的个体占的个体占18%,基因型为,基因型为Aa的个的个体占体占78%,aa的个体占的个体占4%,那么基因,那么基因A和和a的频的频率分别是多少?率分别是多少?基因型频率:基因型频率:是指某种特定基因型的个体占群体内全部个体的比例是指某种特定基因型的个体占群体内全部个体的比例 例二、通过基因型频率计算基因频率例
7、二、通过基因型频率计算基因频率基因频率基因频率=纯合体基因型频率纯合体基因型频率+杂合子基因型频率的一半杂合子基因型频率的一半57%43%探究活动探究活动用数学方法讨论基因频率的改变用数学方法讨论基因频率的改变假设讨论题2中的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,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控制的翅型性状没有作用)也没有基因突变和染色体变异。遗传平衡状态30%30%30%10%36%48%16%60%40%在有性生殖过程中,如果符合遗传平衡,产生的雌雄配子:A 60%A 60%a 40%
8、a 40%36%24%16%AAAaAa24%aa卵子卵子精子精子若P代表A的基因频率,q代表a的基因频率,有p+q=1(p+q)2=p2+2pq+q2=1遗传平衡定律其中,AA=p2 Aa=2pq aa=q2 亲代 子一代 子二代 子三代基因型频率AA30%Aa60%aa10%基因频率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%(2)分析一下各代基因频率与基因型频率相同吗?36%48%16%上述上述5个假设成立的条件下,个假设成立的条件下,种群基因频率种群基因频率在世代繁衍在世代繁衍过程中过程中_发生变化发生变化,我们称为,我们称为遗传平衡。遗传平
9、衡。不会不会 在自然界,由于在自然界,由于基因突变、基因重组、基因突变、基因重组、染色体变异、自然选择染色体变异、自然选择等因素,种群的基等因素,种群的基因频率和基因型频率因频率和基因型频率总是在不断变化总是在不断变化的。的。因 此,因 此,生 物 进 化 的 过 程生 物 进 化 的 过 程 实 质实 质 就 是就 是_。种群基因频率的定向变化过程种群基因频率的定向变化过程可遗传的变异是生物进化的原材料,如果没有可可遗传的变异是生物进化的原材料,如果没有可遗传的变异,生物就不能进化。可遗传的变异来遗传的变异,生物就不能进化。可遗传的变异来源有源有 _ _ 基因突变、基因重组、染色体变异基因突
10、变、基因重组、染色体变异其中基因突变、染色体变异统称为其中基因突变、染色体变异统称为_突变突变突变的有利或有害不是绝对的,它是由突变的有利或有害不是绝对的,它是由_决定的决定的突变和重组都是突变和重组都是 ,因此它们只能提供,因此它们只能提供生物进化的生物进化的原材料,不能原材料,不能决定生物进化的决定生物进化的_ a a、随机、随机 b b、不随机、不随机 c c、定向、定向 d d、不定向、不定向生物的生存环境生物的生存环境a、d方向方向自然选择自然选择会影响生物的生存,有会影响生物的生存,有利变异的个体其基因频率会不断利变异的个体其基因频率会不断_,不利变异的个体其基因频率会不利变异的个
11、体其基因频率会_。结果:在自然选择的作用下,种群基因频结果:在自然选择的作用下,种群基因频率发生率发生_,从而决定生物进化的,从而决定生物进化的_。定向改变定向改变方向方向增加增加减少减少 能够在自然状态下能能够在自然状态下能_,并且产生出,并且产生出_的一群生物称为一个物种。的一群生物称为一个物种。相互交配相互交配可育后代可育后代全世界的人都是一个物种吗全世界的人都是一个物种吗?马跟驴、狮子与老虎是一个物种吗?马跟驴、狮子与老虎是一个物种吗?一个生物一个生物“种种”或或“物种物种”与种群有何区别?与种群有何区别?自然界中,同一物种的个体并不都是生活在一起的,自然界中,同一物种的个体并不都是生
12、活在一起的,由于高山、河流等地理上的障碍,每个物种总是分由于高山、河流等地理上的障碍,每个物种总是分成许多或大或小的群体,这些群体就是不同的种群,成许多或大或小的群体,这些群体就是不同的种群,比如两个池塘的鲤鱼就是两个种群。但却是一个物比如两个池塘的鲤鱼就是两个种群。但却是一个物种。同一物种的多个种群之间存在着地理隔离,长种。同一物种的多个种群之间存在着地理隔离,长期发展下去可成为不同亚种(如华南虎与东北虎),期发展下去可成为不同亚种(如华南虎与东北虎),进而可能形成多个新物种。进而可能形成多个新物种。隔离隔离:指:指不同种群间不同种群间的个体,在自然条件下的个体,在自然条件下基因不基因不能自
13、由交流能自由交流的现象。的现象。不同物种不同物种之间一般是不能交配,即使交之间一般是不能交配,即使交配成功,也配成功,也不能产生可育后代不能产生可育后代。同一物种同一物种由于地理上的障碍,使彼此间由于地理上的障碍,使彼此间不能不能相遇而不能交配相遇而不能交配,使种群间不能发生基因交流的现象。,使种群间不能发生基因交流的现象。地理隔离地理隔离生殖隔离生殖隔离思考:地理隔离一定导致生殖隔离吗?思考:地理隔离一定导致生殖隔离吗?东北虎东北虎华南虎华南虎下图是一个假想的情境,可以帮助你想象和思考。下图是一个假想的情境,可以帮助你想象和思考。在一个山谷中,有一在一个山谷中,有一个鼠种群在个鼠种群在“快乐
14、快乐”地地生活着。雌鼠和雄鼠之生活着。雌鼠和雄鼠之间可以自由交配,繁衍间可以自由交配,繁衍后代。后来山洪爆发了,后代。后来山洪爆发了,山谷中形成了一条汹涌山谷中形成了一条汹涌的大河。鼠种群的个体,的大河。鼠种群的个体,一半在河这边,一半在一半在河这边,一半在河那边。就这样过了几河那边。就这样过了几千年。千年。下图是一个假想的情境,可以帮助你想象和思考。下图是一个假想的情境,可以帮助你想象和思考。后来,河流干涸后来,河流干涸了,两个鼠种群又了,两个鼠种群又会合在一起。它们会合在一起。它们发现彼此大不相同。发现彼此大不相同。它们之间还能自由它们之间还能自由交配吗交配吗1.设想南美洲大陆的一种地雀来
15、到加拉帕戈斯群岛后,先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?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。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,而且不定向不一样。因为突变是随机发生的,而且不定向对不同岛屿上的地雀种群来说,环境的作用有没对不同岛屿上的地雀种群来说,环境的作用有没有
16、差别?这对种群基因频率的变化会产生什么影响?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。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,还会形成这么多种如果这片海域只有一个小岛,还会形成这么多种地雀吗?地雀吗?不会。因为个体间有基因的交流。不会。因为个体间有基因的交流。上述两个例子都是经过长期的上述两个例子都是经过长期的地理隔离地理隔离而达到而达到生殖生殖隔离而形成新物种的(渐变式)。隔离而形成新物种的(渐变式)。_一一旦形成,原来的一
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