高中生物浙科版必修二第五章第二节进化性变化是怎样发生的.ppt

特创论观点特创论观点生物物种由生物物种由上帝上帝分别创造分别创造一经创造出来不会一经创造出来不会再发生改变再发生改变不同物种之间没有不同物种之间没有亲缘关系亲缘关系1、地球上所有的生物都不是神造的，而是更古老的生物进化来的；2、生物是由低等到高等逐渐进化的；3、生物各种适应特征的形成都是由于用进用进废退废退和获得性遗传获得性遗传。拉马克的进化学说拉马克的进化学说达尔文认为长颈鹿的进化原因是：长颈鹿达尔文认为长颈鹿的进化原因是：长颈鹿产生的后代超过环境承受能力产生的后代超过环境承受能力（过度繁殖）（过度繁殖）；它们都要吃树叶而树叶不够吃它们都要吃树叶而树叶不够吃（生存斗争）（生存斗争）；它们有颈长和颈短的差异它们有颈长和颈短的差异（遗传变异）（遗传变异）；颈长；颈长的能吃到树叶生存下来，颈短的却因吃不到树的能吃到树叶生存下来，颈短的却因吃不到树叶而最终饿死了叶而最终饿死了（适者生存）（适者生存）。达尔文的进化学说达尔文的进化学说达尔文的“自然选择”学说主要内容：过度繁殖、生存斗争、遗传和过度繁殖、生存斗争、遗传和变异、适者生存变异、适者生存。贡献：较好地解释了生物的多样性解释了生物的多样性，相对系统地解释了生物进化的原因解释了生物进化的原因。局限性：未能对遗传和变异的本质遗传和变异的本质做出科学的解释，对于生物进化的解释，局限在生物个体水平个体水平。现代生物进化理论的由来 随着遗传学的随着遗传学的“基因遗传基因遗传”理论的诞生，理论的诞生，获得性遗传被大多数学者所摒弃。物种形获得性遗传被大多数学者所摒弃。物种形成的渐变过程无法解释成的渐变过程无法解释“物种大爆发物种大爆发”现现象，基因传递以种群为单位而不是以个体象，基因传递以种群为单位而不是以个体为单位等，使达尔文为单位等，使达尔文“自然选择自然选择”学说从学说从诞生起就不断地被质疑、修正。诞生起就不断地被质疑、修正。现代生物进化理论（现代达尔文主义）现代生物进化理论（现代达尔文主义）主要观点：主要观点：1 1、种群是生物进化的基本单位；、种群是生物进化的基本单位；2 2、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；3 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；4 4、新物种的形成。、新物种的形成。1.怎样的一群个体可以称为种群呢？怎样的一群个体可以称为种群呢？实际上，在自然界中，物种是以一个个种群存在的，实际上，在自然界中，物种是以一个个种群存在的，种群是物种繁殖、进化的基本单位种群是物种繁殖、进化的基本单位。2.一个生物的一个生物的“种种”或或“物种物种”与种群又有什与种群又有什么关系呢？么关系呢？生活在生活在同一时间同一时间、同一区域同一区域的的同种同种生物的全部个体叫生物的全部个体叫做种群。做种群。一、种群是生物进化的单位一、种群是生物进化的单位1.下列属于种群的是下列属于种群的是（）A.一块水田里的全部水稻一块水田里的全部水稻、水草、水草B一块稻田里的全部幼蚜虫、有翅、无翅的成蚜虫一块稻田里的全部幼蚜虫、有翅、无翅的成蚜虫C一块朽木上的全部真菌一块朽木上的全部真菌D.一个池塘中全部鱼一个池塘中全部鱼2.下列关于种群的说法不正确的是下列关于种群的说法不正确的是（）A.同一种群的个体可以自由交配同一种群的个体可以自由交配B.种群是生物繁殖的基本单位种群是生物繁殖的基本单位C.中国大陆上所有老虎是一个种群中国大陆上所有老虎是一个种群D.种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位3.生物进化的基本单位生物进化的基本单位（）A.个体个体B.基因基因C.种群种群D.物种物种 BCC二、突变和重组产生进化的原材料二、突变和重组产生进化的原材料基因突变新的等位基因基因重组（染色体畸变）基因重组（染色体畸变）多种多样的基因型种群出现大量的可遗传变异变异是不定向的形成了进化的原材料自然界中生物的自然突变频率很低，而且一般对生物体是自然界中生物的自然突变频率很低，而且一般对生物体是有害的。为什么还能够改变种群中的基因频率呢？有害的。为什么还能够改变种群中的基因频率呢？基因突变可产生新基因基因突变可产生新基因(等位基因等位基因)，基因突变是可遗传变，基因突变是可遗传变异的根本来源。是基因频率改变的基础。异的根本来源。是基因频率改变的基础。例如：果蝇约有例如：果蝇约有104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105，若有，若有一个中等数量的果蝇种群（约有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），那么每一代出现基因个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？突变数是多少呢？2104105个体个体108种群种群=2107 7一个生物种群的全部等位基因的总和一个生物种群的全部等位基因的总和 基因库基因库 基因频率基因频率=某种基因的数目某种基因的数目控制同种性状的等位基因的总数控制同种性状的等位基因的总数 100%基因型频率基因型频率 某种基因型的个数某种基因型的个数 总的个数总的个数 100%=种群基因频率的平衡和变化种群基因频率的平衡和变化例例1 1：从某个种群中随机抽出：从某个种群中随机抽出100100个个体，测知个个体，测知基因型为基因型为AAAA、AaAa、aaaa的个体分别是的个体分别是3030、6060和和1010个，那么个，那么A A和和a a的基因频率各是多少？的基因频率各是多少？解：解：100个个体的总基因数为个个体的总基因数为1002 200个个其中其中A基因为基因为302 60=120个个a基因为基因为60+102=80个个那么，那么，A基因的基因频率为：基因的基因频率为：120200=60%a基因的基因频率为：基因的基因频率为：80200=40%A=302+60 _ 200=60%a=102+6 0 _ 200=40%30%+60%/2 10+60/2 =_ 10030+60/2 =100=10%+60%/2 基因频率基因频率=纯合体基因型频率纯合体基因型频率+杂合杂合子基因型频率的一半子基因型频率的一半A+a=1 AA+Aa+aa=1AA 30%Aa 60%aa 10%例例2 2：某工厂有男女职工各：某工厂有男女职工各200200名，经调查，女性名，经调查，女性色盲基因的携带者色盲基因的携带者1515人，患者人，患者5 5人，男性患者人，男性患者1111人，那么这个群体中色盲基因的频率为多大？人，那么这个群体中色盲基因的频率为多大？Xb=15+52+11 2002+200=6%6%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群体满足以下五个条件：假设群体满足以下五个条件：群体数量足够大，群体数量足够大，全部的雌雄个体间都能全部的雌雄个体间都能自由交配自由交配并能产生后代，并能产生后代，没有迁入与迁出，没有迁入与迁出，AAAA、AaAa、aaaa三三种种基基因因型型昆昆虫虫的的生生存存能能力力完完全全相相同同（也也就是说就是说自然选择自然选择对对A A、a a控制的翅型性状控制的翅型性状没有作用没有作用），），也没有基因突变和染色体变异。也没有基因突变和染色体变异。遗传平衡状态遗传平衡状态遗传平衡定律（哈遗传平衡定律（哈-温定律）温定律）假设一个平衡群体中的假设一个平衡群体中的1、一对等位基因、一对等位基因A、a，2、基因、基因A的频率为的频率为p，基因，基因a的频率为的频率为q，3、（、（p+q=1）。随机交配，）。随机交配，4、可知：、可知：（1）AA=p2Aa=2pqaa=q2（2）p2+2pq+q2=1 例例3 3：在昆虫中，长翅（：在昆虫中，长翅（A A）对残翅（）对残翅（a a）是显性，若该）是显性，若该种群中种群中A=0.6A=0.6，a=0.4a=0.4，在有性生殖过程中，如果符合在有性生殖过程中，如果符合遗传平衡，遗传平衡，该种群中出现该种群中出现AAAA、AaAa、aaaa概率是多少？概率是多少？在有性生殖过程中，如果符合遗传平衡，产生的雌雄配子：在有性生殖过程中，如果符合遗传平衡，产生的雌雄配子：A60%A60%a40%a40%36%24%16%AAAaAa24%aa卵子卵子精子精子p+q=1(p+q)2=p2+2pq+q2=1遗遗传传平平衡衡定定律律AA=p2Aa=2pqaa=q2例：已知白化病据调查该病的发病率大约为例：已知白化病据调查该病的发病率大约为1/100001/10000，请问人群中该病致病基因的频率以，请问人群中该病致病基因的频率以及携带此隐性基因的杂合子的基因型频率？及携带此隐性基因的杂合子的基因型频率？aaaa=1/10000=1/10000，则，则a a基因的基因频率为基因的基因频率为1/1001/100A+aA+a=1=1，则，则A A基因的基因频率为基因的基因频率为99/10099/100AAAA基因型的频率为基因型的频率为99x99/1000099x99/10000AaAa基因型的频率为基因型的频率为2x99x1/100002x99x1/10000aaaa基因型的频率为基因型的频率为1x1/100001x1/10000突变突变基因迁移基因迁移遗传漂变遗传漂变非随机交配非随机交配自然选择自然选择影响遗传平衡的因素：影响遗传平衡的因素：遗传平衡状态：遗传平衡状态：群体数量足够大，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，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，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（也就是说自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用），控制的翅型性状没有作用），也没有基因突变和染色体变异。也没有基因突变和染色体变异。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人们根据自己需要人们根据自己需要培育出新品种培育出新品种挑选合乎人类要求的变异个体，淘汰其他挑选合乎人类要求的变异个体，淘汰其他数代选择，所需变异被保存数代选择，所需变异被保存家养生物普遍存在变异家养生物普遍存在变异达尔文达尔文乘乘“贝格尔贝格尔”号环球考察号环球考察在加拉帕戈斯群岛上的发在加拉帕戈斯群岛上的发现现 实例：实例：在经常在经常刮大风刮大风的海岛上，无翅的海岛上，无翅或翅异常发达的昆虫特别多或翅异常发达的昆虫特别多为什么会有这一种现象？和自然环境为什么会有这一种现象？和自然环境有联系吗？有联系吗？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：里去，因而能够生存下来并繁殖后代。试据此分析：（1）此岛上昆虫的祖先存在着个体）此岛上昆虫的祖先存在着个体 ，说明，说明 一般是一般是不定向的。不定向的。（2）这个现象说明了定向的）这个现象说明了定向的 决定着生物进化的方向。决定着生物进化的方向。（3）凡是存活下来的昆虫都是适应环境的，这是）凡是存活下来的昆虫都是适应环境的，这是 的结果，的结果，而且是通过而且是通过 来实现的。来实现的。答案：答案：差异差异；变异；变异 自然选择自然选择 自然选择；生存斗争自然选择；生存斗争原始地雀原始地雀加拉帕戈斯群岛加拉帕戈斯群岛1313种地雀种地雀影响存活与繁殖影响存活与繁殖适者生存，不适者淘汰适者生存，不适者淘汰进化，新物种产生进化，新物种产生所需变异被保存所需变异被保存生物普遍存在变异生物普遍存在变异生存斗争生存斗争数代选择数代选择列表比较自然选择和人工区别？列表比较自然选择和人工区别？自然选择自然选择人工选择人工选择选择对象选择对象选择次数选择次数结果结果有利生存和繁殖的变异有利生存和繁殖的变异人们需要的性状人们需要的性状数代选择，所需变异被保存积累数代选择，所需变异被保存积累产生新物种产生新物种产生新品种产生新品种自然选择自然选择使种群的基因频率定向改变，使种群的基因频率定向改变，决定生决定生物进化的方向，是一种适应性的进化。物进化的方向，是一种适应性的进化。桦尺蠖桦尺蠖选择选择浅色浅色深色深色栖息环境浅色栖息环境浅色栖息环境深色栖息环境深色s基因频率基因频率95%S基因频率基因频率95%自然选择导致适应自然选择导致适应浅色浅色深色深色青霉素起初杀死绝大多数细菌存活下来的细菌进行繁殖并将其抗性基因传给后代，最后青霉素对它们几乎不再起作用选择选择保留有利变异、淘汰不利变异，且使有利变异积累保留有利变异、淘汰不利变异，且使有利变异积累自然选择导致适应自然选择导致适应变异是不定向的变异是不定向的不利变异被淘汰不利变异被淘汰,有利变异逐渐积累有利变异逐渐积累经过自然选择经过自然选择种群的基因频率发生定向改变种群的基因频率发生定向改变生物朝一定生物朝一定方向方向缓慢进化缓慢进化自然选择自然选择表现型表现型基因型基因型基因频率基因频率直接直接间间接接思考：自然选择是如何改变基因频率的呢？思考：自然选择是如何改变基因频率的呢？例题：植物中常见的白化苗，是由基因突变引起的，白例题：植物中常见的白化苗，是由基因突变引起的，白化苗由于缺乏叶绿素，不能成活。假定有一株小麦苗表化苗由于缺乏叶绿素，不能成活。假定有一株小麦苗表现正常但携带有白化基因，该株小麦自花授粉共结出第现正常但携带有白化基因，该株小麦自花授粉共结出第一代种子一代种子100粒，全部种植后自花授粉获得第二代种子。粒，全部种植后自花授粉获得第二代种子。请分析回答下列问题：请分析回答下列问题：第一代种子发育的幼苗中，白化苗的株数约为第一代种子发育的幼苗中，白化苗的株数约为_,白化基因频率白化基因频率_。第二代种子发育的幼苗中，白化苗的比例为第二代种子发育的幼苗中，白化苗的比例为_，白化基因频率为白化基因频率为_。250.51/61/3 在世代传递中发生一次选择，就会使白化基因频在世代传递中发生一次选择，就会使白化基因频率由率由1/2下降为下降为1/3，如果一直选择下去，白化基因频，如果一直选择下去，白化基因频率还会继续下降。率还会继续下降。进化的进化的实质实质是种群基因频率的改变。是种群基因频率的改变。1异地的物种形成：异地的物种形成：环境隔离因素（如环境隔离因素（如地理障碍），渐进的物种形成方式地理障碍），渐进的物种形成方式 同同地的物种形成：地的物种形成：新物种在亲本物种新物种在亲本物种所在地区产生的（如秋水仙素形成多倍所在地区产生的（如秋水仙素形成多倍体），且在一次有性生殖过程中形成。体），且在一次有性生殖过程中形成。2物种区分的主要依据是：物种区分的主要依据是：有无生殖隔离有无生殖隔离3物种形成的原因：物种形成的原因：变异（突变和基因重组）、自然选择、变异（突变和基因重组）、自然选择、隔离隔离综合作用综合作用的结果的结果四、异地的和同地的物种形成四、异地的和同地的物种形成异地物种的形成异地物种的形成种种群群地理隔离地理隔离小小种种群群自然选择自然选择生殖隔离生殖隔离新新物物种种发发生生改改变变基基因因频频率率（有（有突变和重组突变和重组产生变异）产生变异）物种形成的关键物种形成的关键经长期的地理隔离而达到生殖隔离经长期的地理隔离而达到生殖隔离同同地地物物种种的的形形成成（多多倍倍体体育育种种）小结：小结：进化的基本进化的基本单位单位是种群。是种群。进化的进化的实质实质是种群基因频率的改变。是种群基因频率的改变。物种形成的基本环节是：物种形成的基本环节是：突变和基因重组突变和基因重组提供进化的原材料；提供进化的原材料；自然选择自然选择基因频率定向改变，基因频率定向改变，决定进化的方向，决定进化的方向，导致适应。导致适应。（生殖）隔离（生殖）隔离物种形成的必要条件。物种形成的必要条件。1.1.某一个种群中某种可遗传的变异性状出现某一个种群中某种可遗传的变异性状出现的频率增加，这很可能是：的频率增加，这很可能是：(）A.A.那个性状对环境有很大的适应性那个性状对环境有很大的适应性B.B.该种群的全体成员都是那个性状的纯合子该种群的全体成员都是那个性状的纯合子C.C.那个变异性状是由环境引起的那个变异性状是由环境引起的D.D.控制那个性状的基因是隐性的控制那个性状的基因是隐性的A2.2.下列关于基因库的叙述错误的是：下列关于基因库的叙述错误的是：(）A.A.基因突变可以改变基因库的组成基因突变可以改变基因库的组成B.B.生物个体总要死亡，但基因库却因个体繁生物个体总要死亡，但基因库却因个体繁殖代代相传殖代代相传C.C.基因库是指一个种群所含的全部基因基因库是指一个种群所含的全部基因D.D.种群中的每个个体含有基因库的全部基因种群中的每个个体含有基因库的全部基因DA aA a点种群中存在很多种变异点种群中存在很多种变异类型，这是变异不定向的原因类型，这是变异不定向的原因B a bB a b的变化是无机环境对的变化是无机环境对生物的自然选择生物的自然选择C b cC b c是抗药性逐代积累的是抗药性逐代积累的结果结果D D 农药对害虫的抗药性变异农药对害虫的抗药性变异进行定向选择，使害虫产生定进行定向选择，使害虫产生定向抗药性变异向抗药性变异3.3.如图表示长期使用同一种农药后，害虫种群密如图表示长期使用同一种农药后，害虫种群密度的变化情况，下列有关叙述中不正确的是度的变化情况，下列有关叙述中不正确的是 ()种种群群密密度度使用农药使用农药 TabcD4、下图为加拉帕戈斯群岛上进化的模型，、下图为加拉帕戈斯群岛上进化的模型，A、B、C、D为四个物种及其演化关系，请回答：为四个物种及其演化关系，请回答：1、A物种进化为物种进化为B、C两个物种的外部因素是两个物种的外部因素是?2、甲岛上的、甲岛上的B物种迁移到乙岛后，不与物种迁移到乙岛后，不与C物种进化为物种进化为同一物种的原因是同一物种的原因是?3、迁移到乙岛的、迁移到乙岛的B物种进化为物种进化为D物种的原因是物种的原因是?自然选择、自然选择、地理隔离。地理隔离。B与与C之间已经形成生殖隔离。之间已经形成生殖隔离。甲乙两岛上的环境条件不同，自然选择作用也不同，甲乙两岛上的环境条件不同，自然选择作用也不同，再加上地理隔离使它们基因频率的差别得到积累形成再加上地理隔离使它们基因频率的差别得到积累形成了生殖隔离。了生殖隔离。A B B B C B C D C甲岛甲岛乙岛乙岛