721种群基因频率的改变与生物进化-2.ppt

基因突变在自然界是基因突变在自然界是普遍存在普遍存在的。基因突变产生的。基因突变产生_等位基因，这就可能使种群的基因频率等位基因，这就可能使种群的基因频率 。发生变化发生变化基因突变、基因重组、染色体变异基因突变、基因重组、染色体变异新的新的一一 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化 2-突变和基因重组产生生物进化的原材料突变和基因重组产生生物进化的原材料 但是，可遗传的变异是怎样产生的，达尔文限于当但是，可遗传的变异是怎样产生的，达尔文限于当时生物学发展水平，不可能做出正确的解释时生物学发展水平，不可能做出正确的解释。现代遗传学的研究表明，可遗传的变异来源于现代遗传学的研究表明，可遗传的变异来源于_其中，基因突其中，基因突变和染色体变异统称为变和染色体变异统称为_ 达尔文曾明确指出达尔文曾明确指出,可遗传的变异是生物进化的原材可遗传的变异是生物进化的原材料，料，如果没有可遗传的变异，生物就不能进化。如果没有可遗传的变异，生物就不能进化。突变突变 我们知道，生物自发突变的频率很低，而且突变大我们知道，生物自发突变的频率很低，而且突变大多是有害的，那么，多是有害的，那么，自发突变为什么还能够作为生物进化自发突变为什么还能够作为生物进化的原材料呢？的原材料呢？一一 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化 2-突变和基因重组产生生物进化的原材料突变和基因重组产生生物进化的原材料 问：自发突变为什么能够作为生物进化的原材料呢？问：自发突变为什么能够作为生物进化的原材料呢？种群种群是由许多个体组成的，每个是由许多个体组成的，每个个体个体的每一个的每一个细胞细胞内都有内都有成千上万个成千上万个基因基因，这样，每一代就会产生大最的突变。例如，这样，每一代就会产生大最的突变。例如，果蝇约有果蝇约有10104 4对基因，假定每个基因的突变率都是对基因，假定每个基因的突变率都是1010-5-5，对于一，对于一个中等大小的果蝇种群（约有个中等大小的果蝇种群（约有10108 8个个体）来说，个个体）来说，每一代出现每一代出现的基因突变数将是的基因突变数将是：2102104 41010-5-510108 82102107 7（个）（个）此外，此外，突变的有害和有利也不是绝时的突变的有害和有利也不是绝时的，这往往取决于生，这往往取决于生物的生存环境。例如，有翅的昆虫中有时会出现残翅和无翅的物的生存环境。例如，有翅的昆虫中有时会出现残翅和无翅的突变类型，这类昆虫在正常情况下很难生存下去。但是在经常突变类型，这类昆虫在正常情况下很难生存下去。但是在经常刮大风的海岛上，这类昆虫却因为不能飞行而避免被风吹到海刮大风的海岛上，这类昆虫却因为不能飞行而避免被风吹到海里淹死。里淹死。基因突变产生的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重基因突变产生的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型，从而使种群出现大量的可遗组，可以形成多种多样的基因型，从而使种群出现大量的可遗传变异。由于突变和重组都是随机的、不定向的，传变异。由于突变和重组都是随机的、不定向的，因此它们只因此它们只是提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向是提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向 一一 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化 2-突变和基因重组产生生物进化的原材料突变和基因重组产生生物进化的原材料 一一 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化 2-突变和基因重组产生生物进化的原材料突变和基因重组产生生物进化的原材料 1、问题、问题2、作出假设、作出假设3、讨论探究思路、讨论探究思路4、制定并实施探究方案、制定并实施探究方案5、分析结果、分析结果,得出结论得出结论6、讨论、讨论1、问题：、问题：桦尺蠖种群中桦尺蠖种群中s基因基因(决定浅色性状决定浅色性状)频率为什么频率为什么越来越低呢？越来越低呢？2、作出假设：、作出假设：据据前而所学知识作出假设：据据前而所学知识作出假设：自然选择可以使种群的基因频率定向改变。自然选择可以使种群的基因频率定向改变。一一 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化 2-突变和基因重组产生生物进化的原材料突变和基因重组产生生物进化的原材料 创设情境示例创设情境示例(其中数字是假设的其中数字是假设的):1870):1870年，桦尺蠖年，桦尺蠖种群的基种群的基因型频率因型频率如下：如下：SS10%SS10%，Ss20%Ss20%，ss70%ss70%，S S基因基因的频率为的频率为20%20%。在。在树干变黑树干变黑这一环境条件下，树干变黑不这一环境条件下，树干变黑不利于浅色烨尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年假如减利于浅色烨尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年假如减少少10%10%，黑色个体每年增加，黑色个体每年增加10%10%。第。第2-10 2-10 年间，该种群每年间，该种群每年的年的基因型频率基因型频率是多少？每年的是多少？每年的基因频率基因频率是多少？是多少？提示：提示：基因型频率基因型频率=该基因型个体数该基因型个体数该种群个体总数该种群个体总数 不同年份该种群个体总数可能有所变化。不同年份该种群个体总数可能有所变化。3、讨论探究思路：、讨论探究思路：可以用创设数字化问题情境的方法来探究。以下问题情境供参考。可以用创设数字化问题情境的方法来探究。以下问题情境供参考。第第1 1年年第第2 2年年第第3 3年年第第4 4年年基因型基因型频率频率SS10%10%11.5%11.5%Ss20%20%22.9%22.9%ss70%70%65.6%65.6%基因基因 频率频率S20%20%23%23%s80%80%77%77%70.7%70.7%26%26%29.2%29.2%14.7%14.7%56.1%56.1%60.9%60.9%26.1%26.1%73.9%73.9%29.3%29.3%13.1%13.1%升高升高降低降低4、制定并实施探究方案：、制定并实施探究方案：一一 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化 2-突变和基因重组产生生物进化的原材料突变和基因重组产生生物进化的原材料 1.创设数字化的问题情境。创设数字化的问题情境。（同上）（同上）2.计算，将计算结果填入表中计算，将计算结果填入表中 3.根据计算结果，对环境的选择作用的大小进行适当调整，比如，根据计算结果，对环境的选择作用的大小进行适当调整，比如，把浅色个体每年减少的数量百分比定高些，重新计算种群基因型把浅色个体每年减少的数量百分比定高些，重新计算种群基因型频率和基固频率的变化，与步骤频率和基固频率的变化，与步骤2中所得数据进行比较。中所得数据进行比较。一一 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化 2-突变和基因重组产生生物进化的原材料突变和基因重组产生生物进化的原材料 5、分析结果、分析结果,得出结论：得出结论：分析计算结果，是否支持你作出的假设；得结结论分析计算结果，是否支持你作出的假设；得结结论。6、讨论、讨论1.1.树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率吗？为什么？树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率吗？为什么？1.1.树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率，树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率，这是因为许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天这是因为许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食。敌捕食。2.2.在自然选择过程中，直接受选是的基因型还是表现型？为什么？在自然选择过程中，直接受选是的基因型还是表现型？为什么？2.2.是表现型。比如，天敌看到的是桦尺蠖的体色而不是控是表现型。比如，天敌看到的是桦尺蠖的体色而不是控制体色的基因。制体色的基因。一一 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化 2-突变和基因重组产生生物进化的原材料突变和基因重组产生生物进化的原材料 黑化的环境使：黑化的环境使：控制浅色的控制浅色的s s基因频率基因频率减少，控制黑色的减少，控制黑色的S S基因频率基因频率增加增加 控制浅色控制浅色ssss基因型频率基因型频率减少，减少，控制黑色的控制黑色的S_S_型基因频率型基因频率增加增加 自然选择自然选择会影响生物的生存，影响其出生率，使种群基会影响生物的生存，影响其出生率，使种群基因频率发生定向改变，从而因频率发生定向改变，从而决定生物进化的方向。决定生物进化的方向。在在自自然然界界，由由于于突突变变、基基因因重重组组和和自自然然选选择择等等因因素素，种种群群的的基基因因频频率率和和基基因因型型频频率率总总是是在在不不断断变变化化的的。因因此此，生生物进化的过程实质上就是种群基因频率发生变化的过程。物进化的过程实质上就是种群基因频率发生变化的过程。在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会不断提高，相反，机会产生后代，种群中相应基因的频率会不断提高，相反，具有具有_的个体留下后代的的个体留下后代的_，种群，种群中中_的频率会的频率会_。一一 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化 3-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 因此，因此，在在自然选择自然选择的作用下，种群的的作用下，种群的基因基因频率频率会发生会发生定向改变定向改变，导致生物朝着，导致生物朝着一定的一定的方向不断进化方向不断进化 不利变异不利变异机会少机会少相应基因相应基因下降下降现代进化理论认为：现代进化理论认为：自然选择的过程自然选择的过程：淘汰不利变异基因、积累有利变异基因：淘汰不利变异基因、积累有利变异基因自然选择的自然选择的结果：使种群基因频率定向改变。结果：使种群基因频率定向改变。(进化的实质进化的实质)种群是进化的基本单位种群是进化的基本单位 小结：小结：种群种群是生物进化的是生物进化的基本单位基本单位突变和基因重组突变和基因重组产生进化的产生进化的原材料原材料自然选择自然选择决定生物进化的决定生物进化的方向方向生物进化实质就是种群基因频率改变的过程生物进化实质就是种群基因频率改变的过程 DC1.1.下列属于种群的是下列属于种群的是 （）A A、一片森林中所有的植物、一片森林中所有的植物B B、一片森林中所有的树、一片森林中所有的树C C、一片红松林中所有的树、一片红松林中所有的树D D、一片森林中所有的红松林、一片森林中所有的红松林2.2.现代进化论与达尔文进化论观点不同的是（现代进化论与达尔文进化论观点不同的是（）A.A.可遗传的变异是生物进化的原始材料可遗传的变异是生物进化的原始材料 B.B.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C.C.种群基因频率的改变是生物进化的实质种群基因频率的改变是生物进化的实质 D.D.自然选择是环境对生物的选择自然选择是环境对生物的选择 基础题基础题1.C。2.C。3.C。4.突变和基因重组产生进化的原材料。如果没有突变，突变和基因重组产生进化的原材料。如果没有突变，就不可能产生新的等位基因，基因重组也就没有意义，生就不可能产生新的等位基因，基因重组也就没有意义，生物就不可能产生可遗传的变异，也就不可能进化。物就不可能产生可遗传的变异，也就不可能进化。拓展题拓展题1.提示：如选择育种和杂交育种。提示：如选择育种和杂交育种。2.提示：如果气候等其他条件也合适，并且这个种群具提示：如果气候等其他条件也合适，并且这个种群具有一定的繁殖能力，该种群的个体数会迅速增加。否则，有一定的繁殖能力，该种群的个体数会迅速增加。否则，也可能仍然处于濒危状态甚至绝灭。也可能仍然处于濒危状态甚至绝灭。