人教版高一生物《现代生物进化理论的主要内容》课件.ppt

第二节第二节 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 一一、种群基因频率改变与生物进化、种群基因频率改变与生物进化问题导入问题导入1.(1)种群同种生物全部个体全部等位基因数突种群同种生物全部个体全部等位基因数突变和基因重和基因重组自然自然选择 种群基因种群基因频率的改率的改变 (2)突突变和基因重和基因重组 (3)自然自然选择定向定向自学梳理自学梳理阅读教材阅读教材P114-118，完成导学提纲以下内容：，完成导学提纲以下内容：(2)_提供进化的原材料。提供进化的原材料。(3)_决定生物进化的方向：使种群基因频率决定生物进化的方向：使种群基因频率_改变。改变。一、一、种群种群是生物进化的基本单位是生物进化的基本单位1 1、种群概念、种群概念生活在生活在一定区域一定区域的的同种生物同种生物的的全部个体全部个体。卧龙自然保护区 猕猴 种群概念三个要素：种群概念三个要素：一定区域：一定区域：具时空限制，离开一定空间和时间的种群是不存在的。具时空限制，离开一定空间和时间的种群是不存在的。“同种同种”：指：指 ，即种群是物种存在的具体形式。，即种群是物种存在的具体形式。“全部全部”：指一个群体，包括该物种的：指一个群体，包括该物种的幼体幼体和和成体成体等。等。同一物种同一物种判断下列是否属于种群判断下列是否属于种群（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人们为什么要提出人们为什么要提出“种群种群”这个概念呢？这个概念呢？自然界的物种实际上是以一个个自然界的物种实际上是以一个个种群存在的，种群是物种繁衍、进化种群存在的，种群是物种繁衍、进化的基本单位。它为研究生物与环境的的基本单位。它为研究生物与环境的关系和物种的变化带来了方便。关系和物种的变化带来了方便。2 2、种群的特点：、种群的特点：种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此此可以交配可以交配，并，并通过繁殖将各自的基因传给后代通过繁殖将各自的基因传给后代。3 3、种群的基因库、种群的基因库一个种群一个种群中中全部个体全部个体所含有的所含有的全部基因全部基因。4 4、基因频率：、基因频率：在一个种群基因库中，在一个种群基因库中，某个基因某个基因占占全部全部等位基因等位基因数的比率。数的比率。基因频率基因频率该基因的总数该基因的总数该等位基因的总数该等位基因的总数种群个体多，个体差异大，基因库越大。种群个体多，个体差异大，基因库越大。例例:如某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为如某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A A，决定，决定翅色为褐色的基因为翅色为褐色的基因为a a，从种群中随机抽出从种群中随机抽出100100个个体，个个体，测知基因型为测知基因型为AAAA、AaAa和和aaaa的个体分别是的个体分别是3030、6060和和1010个。个。那么那么A A和和a a的基因频率是多少的基因频率是多少?基因频率基因频率=某基因的数目某基因的数目该基因的等位基因的总数该基因的等位基因的总数=纯合子频率纯合子频率+1/2+1/2杂合子频率杂合子频率 种群中一对等位基因基因频率之和等于种群中一对等位基因基因频率之和等于1 1，基因型频率之和也等于基因型频率之和也等于1 1。伴性遗传中的基因频率计算：伴性遗传中的基因频率计算：某学校男女各有某学校男女各有100100人，其中人，其中X XB BX XB B占占5050人，人，X XB BX Xb b占占3030人，人，X Xb bX Xb b占占2020人，人，X XB BY Y占占8080人，人，X Xb bY Y占占2020人，人，求求X XB B、X Xb b的基因频率。的基因频率。基因频率基因频率=某基因的数目某基因的数目该基因的等位基因的总数该基因的等位基因的总数亲代基因型亲代基因型的频率的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率配子的比率A()A()a()a()子代基因型频率子代基因型频率AA()Aa()aa()子代基因频率子代基因频率A()a()30%30%30%10%36%48%16%60%40%在在“自由交配自由交配”的情况下：的情况下：一个有性生殖的自然种群中，如果符合下面一个有性生殖的自然种群中，如果符合下面5 5个条件：个条件：种群是极大种群是极大的；的；种群个体间的种群个体间的交配是随机的交配是随机的；没有突变没有突变发生；发生；种群间种群间无个体的迁移无个体的迁移和基因交流；和基因交流；无自然选择无自然选择。即相对基因表现的性状对生存无有利或不利的影响，那么即相对基因表现的性状对生存无有利或不利的影响，那么各各对等位基因的基因频率在一代一代的遗传中是稳定不变的对等位基因的基因频率在一代一代的遗传中是稳定不变的。设设 （其中：（其中：）A Aa=1a=1；（A A和和a a是一对等位基因）是一对等位基因）且：（且：（A+aA+a）2 2=1=1（p+q p+q）2 2 p p2 2+2pq+q+2pq+q2 2 1 1哈代哈代-温伯格公式（遗传平衡定律）温伯格公式（遗传平衡定律）影响基因频率的因素影响基因频率的因素在自然条件下，在自然条件下，哈迪哈迪-温伯格定温伯格定律所需的五个律所需的五个条件是难以满条件是难以满足的，因而足的，因而基基因频率总是要因频率总是要发生改变，发生改变，也也就是说就是说进化在进化在任何种群中都任何种群中都是必然是必然要发生要发生的。的。生物进化的实质是基因频率的改变生物进化的实质是基因频率的改变 表面看，自然选择是对一个个生物个体的选择，表面看，自然选择是对一个个生物个体的选择，实质上是对个体所包含的变异进行选择。从现代分子实质上是对个体所包含的变异进行选择。从现代分子遗传水平看，自然选择实质上是对变异所对应的基因遗传水平看，自然选择实质上是对变异所对应的基因的选择，从而改变着群体中不同基因的基因频率。的选择，从而改变着群体中不同基因的基因频率。所以，生物进化的过程的所以，生物进化的过程的实质实质是：是：种群基因频率发生变化的过程。种群基因频率发生变化的过程。可遗传的变异有那些？可遗传的变异有那些？可遗传的变异可遗传的变异基因重组基因重组基因突变基因突变染色体变异染色体变异 影响种群基因频率变化的主要因素有哪些？影响种群基因频率变化的主要因素有哪些？根本因素是什么？根本因素是什么？统称为突变统称为突变二、突变和基因重组产生进化的原材料二、突变和基因重组产生进化的原材料 基因突变为什么会导致基因频率改变？基因突变为什么会导致基因频率改变？基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的基因频率发生变化。的基因频率发生变化。的基因频率发生变化。的基因频率发生变化。在自然情况下，突变的频率是很低的，且在自然情况下，突变的频率是很低的，且在自然情况下，突变的频率是很低的，且在自然情况下，突变的频率是很低的，且多数是有害的，为什么还对生物的进化有重要多数是有害的，为什么还对生物的进化有重要多数是有害的，为什么还对生物的进化有重要多数是有害的，为什么还对生物的进化有重要意义呢？意义呢？意义呢？意义呢？1 1种群突变：种群突变：突变数很大突变数很大2 2种群基因重组：种群基因重组：产生更多可遗传变异产生更多可遗传变异 例如：果蝇约有例如：果蝇约有10104 4对基因，假定每个基因的突变率对基因，假定每个基因的突变率都是都是10105 5，若有一个中等数量的果蝇种群（约有，若有一个中等数量的果蝇种群（约有10108 8个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？2 104 105个体个体 108种群种群=2 10=2 107 7结论：结论：突变和基因重组产生进化的原材料突变和基因重组产生进化的原材料 19世纪桦尺蠖种群世纪桦尺蠖种群 20世纪桦尺蠖种群世纪桦尺蠖种群S=5%S=95%探究实验：探究实验：自然选择对种群基因频率变化的影响自然选择对种群基因频率变化的影响提出问题：提出问题：种群中种群中S S基因（深色性状）的频率为什么越来越高？基因（深色性状）的频率为什么越来越高？三、自然选择决定生物进化的方向三、自然选择决定生物进化的方向 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桦尺蠖深色浅色栖息环境浅色栖息环境浅色（个体多）（个体少）栖息环境深色栖息环境深色s基因频率降低S基因频率升高浅色深色s基因频率又降低S基因频率又升高s s基因频率基因频率95%95%S S基因频率基因频率95%95%原因：原因：淘汰不利变异基因、积累有利变异基因淘汰不利变异基因、积累有利变异基因结论：结论：自然选择决定生物进化的方向自然选择决定生物进化的方向结果：结果：使基因频率定向改变。使基因频率定向改变。当堂检测当堂检测1.1.关于现代生物进化理论的叙述，错误的是关于现代生物进化理论的叙述，错误的是 ()()A.A.基因的自发突变率虽然很低，但对进化非常重要基因的自发突变率虽然很低，但对进化非常重要B.B.不同基因型的个体对环境的适应性可相同，也可不同不同基因型的个体对环境的适应性可相同，也可不同C.C.环境发生变化时，种群的基因频率可能改变，也可能不变环境发生变化时，种群的基因频率可能改变，也可能不变D.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同一群落中的种群相互影响，因此进化的基本单位是群落2.2.某植物种群中，某植物种群中，AAAA个体占个体占16%16%，aaaa个体占个体占36%36%。该种群随机。该种群随机交配产生的后代中交配产生的后代中AAAA个体百分比、个体百分比、A A基因频率和自交产生的后基因频率和自交产生的后代中代中AAAA个体百分比、个体百分比、A A基因频率的变化依次为基因频率的变化依次为 ()()A.A.增大，不变；不变，不变增大，不变；不变，不变 B.B.不变，增大；增大，不变不变，增大；增大，不变C.C.不变，不变；增大，不变不变，不变；增大，不变 D.D.不变，不变；不变，增大不变，不变；不变，增大 D解析解析 随机交配的种群的基因频率随机交配的种群的基因频率(包括基因型频率包括基因型频率)一代代稳定不变，保持平衡，一代代稳定不变，保持平衡，符合遗传平衡定律。自交时，基因频率不变，符合遗传平衡定律。自交时，基因频率不变，AA基因型频率基因型频率=16%+48%1/4=28%，所以会增大。，所以会增大。C3.3.对于突变与进化的关系对于突变与进化的关系,以下说法正确的是以下说法正确的是()()A.A.有利的突变太少有利的突变太少,不足以作为生物进化的原始材料不足以作为生物进化的原始材料B.B.突变可以增加等位基因的数量突变可以增加等位基因的数量,但突变了的基因都是隐性但突变了的基因都是隐性基因基因C.C.基因突变基因突变 基因重组和染色体变异统称为突变基因重组和染色体变异统称为突变D.D.突变的有利与否不是绝对的突变的有利与否不是绝对的,往往因所处环境的不同而异往往因所处环境的不同而异D4.4.对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现:780:780名女生名女生中有患者中有患者2323人人,携带者携带者5252人人;820;820名男生中有患者名男生中有患者6565人人 那么那么该群体中色盲基因的频率是该群体中色盲基因的频率是()()A.4.4%B.5.1%C.6.8%D.10.2%A.4.4%B.5.1%C.6.8%D.10.2%5.5.在一个含有在一个含有A A和和a a的自然种群中的自然种群中,AA,AA个体很容易被淘汰个体很容易被淘汰,那那么按现代生物进化论么按现代生物进化论,该物种将该物种将()()A.A.不断衰退不断衰退 B.B.不断进化不断进化C.C.产生新物种产生新物种 D.D.丧失基因库丧失基因库CB