2017年度现代生物进化理论一轮深刻复习.ppt

现代生物进化理论,【考纲展示】 1现代生物进化理论的主要内容() 2共同进化与生物多样性的形成(),一、拉马克的进化学说:,（一）主要内容 :,（二）生物进化原因:,（三）历史意义 :,1、反对神创论和物种不变论。,2、历史上第一个系统地提出了进化理论的学者。,1、拉马克提出的用进废退和获得性遗传的观点 缺少科学证据的支持，大多来自主观臆测。,2、拉马克过于强调环境的变化直接导致物种的改变。,（四）不足 :,下列表述中哪一项不是拉马克的观点（ ） 生物的种类是随着时间的推移而变化的 生物的种类从古到今是一样的 环境的变化使生物出现新的性状，并且将这些性状遗传给后代 生物的某一器官发达与否取决于用与不用,练一练：,B,二、达尔文的进化学说自然选择学说,1、提出:,十九世纪中期,物种起源（1859年）,2.自然选择学说的主要内容及内在联系,在生存斗争中，适者生存，不适者被淘汰的过程，就是自然选择。,3、达尔文的自然选择学说解释模型：,事实1：生物都有过度繁殖的倾向,事实2：物种内的个体数能保持稳定,事实3：资源是有限的,推论1：个体间存在着生存斗争,事实4：个体间普遍存在差异(变异),事实5：许多变异是可能遗传的,推论2：具有有利变异的个体，生存并留下后代的机会多,推论3：有利变异逐代积累，生物不断进化出新类型,4、贡献：,（1）相对系统地解释了生物进化的原因,（2）较好地解释了生物的多样性和适应性,（3）反对神创论和物种不变论，为辩证唯物主义世界观提供了 有力的武器,5、局限性：,（1）对于遗传和变异的本质，未能作出科学的解释,（2）对生物进化的解释也局限于个体水平,（3）强调物种的形成是渐变的结果，不能解释物种大爆发现象,即自然选择的_是环境对变异所对应的_的选择，因而可以改变种群的_。,自然选择的对象,a.直接对象是生物的_。 b.间接对象是相关的_。 c.根本对象是与变异性状相对应的_,变异性状（表现型）,基因型,基因,实质,基因频率,基因,自然选择的因素：对生物的变异起选择作用的是个体所处的_。,自然环境,用 现代生物进化理论解读,a.类型：包括_、种间斗争（竞争）、。 b.意义：生存斗争对生物的某些个体的生存不利，但对物种的生存是有利的，并能推动生物的进化。 c.原因：_+有限的生活资源。,自然选择的动力：_。,生存斗争,两个方向变异_，_定向。,过度繁殖,种内斗争,自然选择的结果：_。,适者生存，不适者被淘汰,不定向,自然选择,生物与无机环境之间的斗争,想一想？,用拉马克和达尔文的进化学说分别怎样解释长颈鹿为什么脖子长？,对应例题：1、根据达尔文的生物进化学说，下列叙述中错误的是（ ） A、狗的牙齿坚硬，是长期磨练出来的 B、田鼠打洞和夜出活动是自然选择的结果 C、有一种猫头鹰因视力弱，行动迟缓，捉不到老鼠而被淘汰 D、狼和鹿能迅速奔跑，是两者之间选择的结果,A,三、现代生物进化理论,性状水平,深入,基因（分子）水平,以个体为单位,以种群为单位,形成以自然选择学说为基础的现代生物进化理论,认识到了遗传和变异的本质 获得性遗传的观点，已经被多数人摈弃。,深入,现代生物进化理论主要内容,一、种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于种群基因频率的改变。,理解：每一个种群都有一个基因库，种群中 的个体最终死亡，但基因库在代代 相传中保留下来，并得到发展。,一个种群中全部个体所含有的全部 基因。,3、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。,基因频率=, 100%,种群中某基因型个体数占该种群个体总数的比例。,4、基因型频率：,基因型频率=, 100%,从以上基因频率和基因型频率的计算公式可看出： 某个基因的频率=该基因纯合子的频率1/2杂合子的频率,题2：已知人的褐眼 (A）对蓝眼（a）是显性。在一个30000 人的人群中，蓝眼人有3600人；褐眼的有26400人，其中纯合体有12000人，那么在这一人群中A和a基因频率分别为_和_。,64%,36%,6.种群中基因频率的计算类型（常染色体）,、已知基因型个数，求基因频率,某基因频率 （纯合子个体数2 +杂合子个体数）（总个体数2 ）,、已知基因型频率，求基因频率,某基因的频率 该基因纯合子的基因频率+1/2杂合子的基因频率,例3：设二倍体生物个体中有两个等位基因A和a，假如种群中已知AA%=30%Aa%=60%aa%=10%， 那么A基因的频率是 、a基因的频因的频率是 。,60%,40 %,某工厂有男女职工各200人，对他们进行调查时发现，女色盲5人，女性携带15人。男性色盲11人，求XB ，Xb的频率？,解:,Xb%=,= 6%,XB%=16%,= 94%,在有性生殖过程中，如果符合以上的理想条件， (1)该种群产生的A 配子和a 配子的比率各是多少?,A 60%,a 40%,A 60%,a 40%,36%,24%,16%,AA,Aa,Aa,24%,aa,(2)子代基因型的频率各是多少? (3)子代种群的基因频率各是多少?,30%,30%,30%,10%,36%,48%,60%,40%,16%,36%,48%,16%,60%,40%,(4)在讨论题2中的群体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？,如果自交呢？,满足五个假设条件的种群是理想的种群,在自然条件下,这样的种群是不存在的.这也从反面说明了在自然界中,种群的基因频率迟早要发生变化,也就是说种群的进化是必然的.,（5） 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） A和a都不产生突变,即没有基因突变和染色体变异。,与基因突变的普遍性相违背。,(6)、如果该种群出现新的突变型，也就是产生新的等位基因（A2），种群的基因频率会变化吗？基因A2的频率可能会怎样变化？,突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。 基因A2的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体是有益还是有害的，这往往取决于生物生存的环境。,用数学方法讨论基因频率的变化 遗传平衡定律 遗传平衡定律是由英国数学家哈代和德国医生温伯格分别于1908年和1909年独立证明的，这一定律又称哈代温伯格定律，它是指在一个极大的随机交配的种群中，在没有突变、选择和迁移的条件下，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。,若种群中一等位基因为A和a，设A的基因频率=p，a的基因频率=q ， 因为(pq)=A%+a%=1， 则（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。,例4、 据调查，某小学的小学生中，基因型的比例为XBXB（43.32%）、XBXb（6.36%）、XbXb（0.32%）、XBY（46%）、XbY（4%），则在该地区XB和Xb的基因频率分别是多少？,伴X染色体遗传方式（Y染色体上没有其等位基因）,遗传平衡公式：哈迪-温伯格定律,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， 各种基因型的生存能力完全相同 没有基因突变和染色体变异。 这个种群的基因频率（包括基因型频率）就可以一代代稳定不变，保持平衡。,应符合下列条件：,遗传平衡公式：哈迪-温伯格定律,（p + q）2=p2+ 2pq + q2 =1,A%,a%,AA%= p2 Aa%= 2pq aa%=q2,PP(AA),pq(Aa),qq(aa),pq(Aa),6、某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1%,色盲在男性中的发病率为7%.现有一对表现型正常的夫妇,妻子为该常染色体遗传病致病基因和色盲致病基因携带者.那么他们所生小孩同时患上述两种遗传病的概率是（ ） A.1/88 B.1/22 C.7/20 D.3/80,A,二、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差异。,？可遗传的变异的来源有？,取决于生物的生存环境,某海岛上的昆虫出现残翅和无翅类型,由于突变和基因重组，桦尺蠖出现不同的体色。,(黑)S基因频率从5%95%,95%,5%,（1）根据前面所学的你能做出假设吗？,自然选择可以使种群的基因频率定向改变,探究活动,2）现在我们用数学方法来讨论一下桦尺蠖基因频率变化的原因。1870年桦尺蠖的基因型频率为SS 10% ； Ss 20%； ss 70%，在树干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于桦尺蠖的生存，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？,70.7%,26%,29.2%,14.7%,56.1%,60.9%,26.1%,73.9%,29.3%,13.1%,升高,降低,(3)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浅色个体的出生率有影响吗？,(4)在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？,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得体色（表现型）而不是控制体色的基因,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,三、自然选择决定生物进化的方向,二、隔离与物种的形成,四、隔离导致物种形成,2.物种应该同时符合三个特征：,1、物种的概念：,把能够在自然状态相交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种。,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？,地理隔离:,不同物种之间一般是不能够相互交配的，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。,生殖隔离：,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。,3.隔离,种类,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。,概念：,东北虎和华南虎之间存在什么隔离？,马和驴之间存在什么隔离？,隔离：地理隔离与生殖隔离,新物种,一个种群,多个小种群,种群基因频率定向改变,种群基因库差异加大,4、物种的形成：,经过长期的地理隔离而达成生殖隔离，从而形 成新物种。,多倍体的形成不需经地理隔离。,小结 1.物种形成的三个环节 (1)_产生进化的原材料; (2)_定生物进化的方向; (3)_导致新物种的形成。 三者关系如图所示:,突变和基因重组,自然选择决,隔离,【高考警示】物种形成与生物进化易错点 (1)物种的形成不一定都需要经过地理隔离,如多倍体的产生。 (2)生物进化不一定导致物种的形成: 生物进化的实质是基因频率的改变,这种变化可大可小,不一定会突破物种的界限,即生物进化不一定导致新物种的形成。 新物种一旦形成,则说明生物肯定进化了。,【典例】如图表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程。有关叙述中不正确的是(),A.图中X、Y、Z分别表示的是突变和基因重组、自然选择及隔离 B.小岛上蜥蜴原种全部个体的总和称为种群,是生物进化的基本单位 C.地理隔离一旦形成,原来同属一个物种的蜥蜴很快就进化为不同的物种 D.小岛上蜥蜴新种全部个体所有基因的总和称为蜥蜴新种的基因库,C,【互动探究】 (1)X、Y、Z三个环节在物种形成过程中的作用各是什么? (2)蜥蜴原种和蜥蜴新种在一起,是否能进行基因交流?,提示:X为生物进化提供原材料,Y决定生物进化的方向,Z的出现标志物种的形成。,【变式训练】下列关于隔离的叙述正确的是() A.只有生殖隔离能阻止种群间的基因交流 B.所有物种的形成都要经过长期的地理隔离 C.长期的地理隔离必然导致生殖隔离 D.种群基因库的差异是产生生殖隔离的根本原因,D,生物进化与物种形成,实质上是种群基因频率改变的过程，所以生物进化的标志为基因频率的改变，不论变化大小都属于进化的范围。,基因频率的改变导致突破物种的界限，形成生殖隔离，标志着新物种的形成，隔离是物种形成的必要条件，而不是生物进化的必要条件。,区别,生物进化,物种形成,生物发生进化，不一定形成新物种，但新物种的形成一定要经过生物进化过程。,联系,总结,种群是生物进化的基本单位,突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节（突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件）。,生物进化的实质在于种群基因频率的改变。,以自然选择学说为核心的现代生物进化理论的基本观点是：,三、共同进化与生物多样性的形成,任何一个物种都不是单独进化的。 不同_之间、_与_之间在相互影响中不断进化和发展，这就是共同进化。,物种,生物,无机环境,（一）共同进化,共同进化的含义1： 不同物种间的共同进化,根瘤菌： 与豆科植物共生，形成根瘤并固定空气中的氮气供植物营养的一类杆状细菌。,地球形成时原始大气中是没有氧气的，但是随着光合细菌的出现，使得大气中有了氧气,共同进化的含义2： 生物和无机环境间也存在共同进化。,(二)生物多样性的形成,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,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。,地球上最早出现的生物是：厌氧单细胞生物,（三）生物进化理论的不断发展,生物进化是如此复杂的，现有的进化理论所不能解释的问题比已经解释的问题还要多，因此现代生物进化理论是不断发展的。,中性进化理论：,“间断平衡学”理论：,自然选择学说和现代生物进化理论的比较,【典例】(2012海南高考)关于现代生物进化理论的叙述,错误的是() A.基因的自发突变率虽然很低,但对进化非常重要 B.不同基因型的个体对环境的适应性可相同,也可不同 C.环境发生变化时,种群的基因频率可能改变,也可能不变 D.同一群落中的种群相互影响,因此进化的基本单位是群落,D,【变式训练】根据现代生物进化理论,下列说法正确的是() A.自然选择决定了生物变异和进化的方向 B.生物进化的实质是种群基因型频率的改变 C.种群内基因频率的改变在世代间具有连续性 D.种群内某基因的频率随种群数量下降而减小,C,课堂巩固：,1.用达尔文进化学说的观点来判断下列叙述，其中正确的是 A.长颈鹿经常努力伸长颈和前肢去吃树上的叶子，因此颈和前肢都变得很长； B.北极熊生活在冰天雪地的环境里，它们的身体产生了定向的白色变异； C.野兔的保护色和鹰锐利的目光，是他们长期互相选择的结果； D.在长期有毒农药的作用下，农田害虫产生了抗药性。,C,2：关于害虫抗药性的有关叙述正确的是,A、害虫抗药性产生是由于害虫发生定向变异的结果。 B、害虫中有些个体本身就具有抗药性。 C、害虫抗药性产生是由于农药使害虫产生基因突变的结果。 D、害虫抗药性的产生是害虫为了适应环境的结果。,B,3.下列哪一项符合达尔文对生物进化过程的论述 A.变异生存斗争有利变异的积累适者生存； B.生存斗争生物变异有利变异的积累适者生存； C.环境变化生物变异适者生存有利变异积累； D.生物变异生存斗争适者生存有利变异积累。,D,4.某植物单植年产百粒种子，其中大部分被鸟所食，或因气候、土壤、水分等原因不能在第二年长成成株，按达尔文的观点，这一现象说明 A.物种是可变的 B.过渡繁殖，生存斗争 C.选择的不定向性 D.用进废退，获得性遗传 5.对生物进化的方向起决定作用的是 A基因重组 B.基因突变 C. 染色体变异 D. 自然选择,B,D,物种与种群的比较,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,生活在一定区域的同种生物的全部个体,不同区域的同种生物的 不同种群,较小范围的同种生物的全部个体,形态特征和能否自由交配并产生可育后代,同地点的同种生物,同一物种是由不同的种群构成；,同一物种的不同种群在一定条件下可以进行基因交流。,4.物种的形成,实例：加拉帕戈斯群岛上的几种地雀的形成,思考： 1）隔离的因素是什么？ 2）物种形成过程中，基因频率是否改变？改变的原因是什么？ 3）新基因的出现决定了物种形成的方向吗？什么因素决定基因是否保留？,物种A（种群）,小种群（亚种）（出现突变和基因重组）,基因频率继续改变、积累、加强,新物种（物种A、B、C、）,（三）生物进化理论的不断发展,生物进化是如此复杂的，现有的进化理论所不能解释的问题比已经解释的问题还要多，因此现代生物进化理论是不断发展的。,中性进化理论：,“间断平衡学”理论：,二、达尔文的进化学说自然选择学说,1、提出:,十九世纪中期,2、内容:,物种起源（1859年）,鳕鱼的年产卵量是500万粒。如果鳕鱼所产的卵全部能孵化长大成鱼,那么不出6年,整个大西洋就会被鳕鱼塞满。,以上两图是当时宗教人士为讽刺达尔文所作,三个强调,一定区域,生物繁殖的基本单位；生物进化的基本单位。,“同种”和“全部”,两个要素,一个条件,两个方面,种群是指生活在一定区域的同种生物全部个体的总和。,1、种群:,一、种群是生物进化的基本单位,在自然界中，没有哪一个体是长生不死的，个体的基因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有性生殖才传给后代，因此研究生物的进化，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变化，这个群体就是种群。,三、现代生物进化理论,. 隔离在物种形成中的作用,地雀,甲岛地雀 乙岛地雀 丙岛地雀 丁岛地雀 ,突变和基因重组,自然选择,甲岛地雀1,乙岛地雀2,丙岛地雀3,丁岛地雀4,种群基因库改变,地理隔离,生殖隔离,物种形成的三个基本环节: 突变和基因重组 自然选择 隔离,4、物种的形成：,经过长期的地理隔离而达成生殖隔离，从而形 成新物种。,多倍体的形成不需经地理隔离。,原种,变 异 1,变 异 2,变异 类型1,变异 类型2,新种1,新种2,2）现在我们用数学方法来讨论一下桦尺蠖基因频率变化的原因。1870年桦尺蠖的基因型频率为SS 10% ； Ss 20%； ss 70%，在树干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于桦尺蠖的生存，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？,70.7%,26%,29.2%,14.7%,56.1%,60.9%,26.1%,73.9%,29.3%,13.1%,升高,降低,补充：人工选择,步骤： 鸡在繁衍过程中，会不断出现变异，其中许 多变异是能够遗传的。 对其中某些变异，坚持逐代选择，经过一定 时间既可培育出一些新品种。 每种动或植物都可根据人们不同的需要和 爱好，培育出许多不同的品种。,人工选择的意义： 是选育农作物或家禽、家畜优良品 种的重要手段,人工选择的定义： 根据人们的需要和爱好，对生物发生的变异 进行不断的选择，从而形成新品种的过程。,P110例3,