必修二第七章第二节--现代生物进化理论的主要内容.ppt
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1、第二节第二节 现代生物进化理论的现代生物进化理论的主要内容主要内容问问 题题 探探 讨讨情景:情景:如果在灰色翅(基因型为如果在灰色翅(基因型为aa)昆虫的群体中偶然昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅(出现一只绿色翅(Aa)的变异个体,且绿色比灰色更不的变异个体,且绿色比灰色更不容易被敌害发现。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”的观点的观点该绿色个体能被选择下来吗?该绿色个体能被选择下来吗?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很好的生活下来,它体内的A基因怎样才能传递给后代?基因怎样才能传递给后代? 在自
2、然界中,没有哪一个体是长生不死的,个体在自然界中,没有哪一个体是长生不死的,个体的的表现表现型也会随着个体的死亡而消失,但决定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有性生殖才传给后代型的基因却可以通过有性生殖才传给后代。 研究生物的进化仅仅研究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的表现型是否与环境适应是不 够的,还必须研究够的,还必须研究群体群体的基因的基因 组成变化。组成变化。( (一一) )种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位这个群体就是这个群体就是种群种群!探究活动(二)探究活动(二)1.什么叫做种群?什么叫做种群? 生活在生活在一
3、定区域一定区域的的同种同种生物的生物的全部全部个体叫做种群个体叫做种群. 种群中的个体并不是种群中的个体并不是机械地集合在一起机械地集合在一起, ,而是而是彼此可以交配彼此可以交配, ,并通过繁并通过繁殖将各自的基因传给后代殖将各自的基因传给后代. .现在练练吧!探究活动(二)探究活动(二)2.阅读阅读114页的第三自然段,探究并回答问题。页的第三自然段,探究并回答问题。(1)种群在繁衍过程中,个体有新老交替,基因却)种群在繁衍过程中,个体有新老交替,基因却代代相传。这句话表明种群在进化过程中处于什么代代相传。这句话表明种群在进化过程中处于什么地位?地位?说明说明在自然界中,种群是生物繁殖、进
4、化的在自然界中,种群是生物繁殖、进化的基本单位。基本单位。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、有翅、无翅的成蚜一块稻田里的全部幼蚜、有翅、无翅的成蚜 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.种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位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.同一种群的个体可以自由交配同一种群的个体
5、可以自由交配BC 性状是由基因控制的,因此研究生物的进化必须研究种群的基因组成和变化。如何分析种群的基因组成和变化?由此人们提出基因库和基因频率的概念。探究活动(三)探究活动(三)1.什么是种群的基因库?什么是种群的基因库?一个种群一个种群中中全部个体全部个体所所含有的含有的全部基因全部基因叫这个叫这个种群的基因库。种群的基因库。下列关于基因库的叙述正确的是下列关于基因库的叙述正确的是 ( )( )A A一个种群中一个个体所含有的全部基因叫做这个种一个种群中一个个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库群的基因库B B一个种群中全部个体所含有的显性基因叫做这个种一个种群中全部个体所含有的显性基因
6、叫做这个种群的基因库群的基因库C C一个种群中全部个体所含有的全部基因叫做这个种一个种群中全部个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库群的基因库D D一个种群的基因库会随着种群中一代一代的死亡而一个种群的基因库会随着种群中一代一代的死亡而消减和灭亡消减和灭亡 C什么是种群的基因频率?什么是种群的基因频率?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 100% 100%例例1:1:从种群中随机抽出从种群中随机抽出100100个个体,假设每个个体都个个体,假设每个个体都含有含有1010对等位
7、基因,测知基因型为对等位基因,测知基因型为AAAA、AaAa和和aaaa的个体的个体分别是分别是3030、6060和和1010个。那么个。那么A A和和a a的基因频率是多少。的基因频率是多少。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 100% 100%A A的基因频率的基因频率= =3030* *2+602+60100100* *2 2 100%= 100%=60%60%AAAA的基因型频率的基因型频率= =3030100100 100%= 100%=30%30%AAAA、AaAa、aaaa的个体分别占的个体分别占24%24%、72%72%、4%4%
8、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. 36%A. 36%和和64% B. 57%64% B. 57%和和43% 43% C. 24% C. 24%和和72% D. 60%72% D. 60%和和40%40%D=A=24% 72% = 60%探究活动(四)探究活动(四)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假设讨论题2 2中的群体满足以下五个条件:中的群体满足以下五个条件:昆虫群体数量足够大,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,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
9、AA、AaAa、aaaa三种基因型昆虫的生存能力完全相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同(也就是说自然选择对A A、a a控制的翅型性状没控制的翅型性状没有作用)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例:在一个兔种群中,有一半的兔体内有白色脂肪,基因例:在一个兔种群中,有一半的兔体内有白色脂肪,基因型为型为AA,另一半兔体内有黄色脂肪,基因型为,另一半兔体内有黄色脂肪,基因型为aa。这个。这个种群中的种群中的A的基因频率是的基因频率是 ,AA基因型的频率是基因型的频率是 。在有性生殖过程中,在满足上述五个条件下,这个种群产在
10、有性生殖过程中,在满足上述五个条件下,这个种群产生具有生具有A和和a基因的精子比例是基因的精子比例是0.5:0.5,产生具有,产生具有A和和a基因的的卵细胞比例也是基因的的卵细胞比例也是0.5:0.5。根据遗传规律,产生。根据遗传规律,产生的子一代具有三种基因型,它们的比例是:的子一代具有三种基因型,它们的比例是: 卵细卵细胞胞精子精子0.5A0.5a0.5A0.5a0.25AA0.25Aa0.25Aa0.25aaAA%AA%aaaa% %AaAa% %=25%=25%=50%AAA1/2Aaa a a1/2Aa=25%+1/250%=50%=25%+1/250%=50%0.50.5即:即:
11、p( A) + q( a) 2 =p2(AA%) + 2pq(Aa% )+ q2 (aa%) =1遗传平衡公式:哈迪遗传平衡公式:哈迪- -温伯格定律温伯格定律(p + q)2=p2+ 2pq + q2 =1A% a%AA%= p2 Aa%= 2pq aa%=q2 卵细卵细胞胞精子精子P(A)q(a) P(A)q(a)PP(AA) pq(Aa)qq(aa)pq(Aa)遗传平衡公式:哈迪遗传平衡公式:哈迪- -温伯格定律温伯格定律昆虫群体数量足够大,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,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,AAAA、A
12、aAa、aaaa三种基因型昆虫的生存能力完全相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同(也就是说自然选择对A A、a a控制的翅型性状没控制的翅型性状没有作用)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。这个种群的基因频率(包括基因型频率)就可以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。一代代稳定不变,保持平衡。应符合下列条件:应符合下列条件:计算子一代、子二代、子三代的基因频率与基因计算子一代、子二代、子三代的基因频率与基因型频率型频率 亲代亲代 子一代子一代 子二代子二代 子三子三代代基因基因型频型频率率AA30%Aa60%aa1
13、0%基因基因频率频率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%40%48%16%60%40%36%(2 2)分析一下各代基因频率与基因型频率相同)分析一下各代基因频率与基因型频率相同吗?吗? (3 3)上述计算结果是在满足五个假设条件的基)上述计算结果是在满足五个假设条件的基础上计算的,对自然界的种群来说,础上计算的,对自然界的种群来说,这五个条件这五个条件都能成立都能成立吗?特别是如果第吗?特别是如果第点假设成立这与前点假设成立这与前面我们所学的面我们所学的基因突变基因突变的哪个特性相违背?的哪个特性相违背?(4)(4)如果产生新的等位基因,种群的基因频率会如果产
14、生新的等位基因,种群的基因频率会变化吗?变化吗?基因突变与基因频率的改变有什么关系?基因突变与基因频率的改变有什么关系?等位基因是如何产生的呢等位基因是如何产生的呢? ?基因突变基因突变?自然界中突变的频率很低,能作为进化的原自然界中突变的频率很低,能作为进化的原材料吗?材料吗?2x10410-5108xx= 2x107( (个个) ) 每一代就会有大量的变异每一代就会有大量的变异取决于生物的生存环境取决于生物的生存环境某海岛上的某海岛上的昆虫出现残昆虫出现残翅和无翅类翅和无翅类型型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基因重组、基因突变及染色体变异基因重组、基因突变及染
15、色体变异基因突变和染色体变异统称为基因突变和染色体变异统称为突变突变。突变和基因重组突变和基因重组可形成可遗传的差异可形成可遗传的差异。?可遗传的变异的来源有?可遗传的变异的来源有?影响基因频率的因素:影响基因频率的因素:突变、基因重组、突变、基因重组、自然选择自然选择基因频率的改变基因频率的改变生物的进化生物的进化生物进化过程实质:生物进化过程实质: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突变突变许多许多等位等位基因基因基因重组基因重组许多基因型许多基因型大量可遗传的变异大量可遗传的变异No!No!变异是不定向的变异是不定向的那那,谁决定的呢谁决定的呢?形成了进化的原材料形成了进
16、化的原材料 由于突变和基因重组,由于突变和基因重组,桦尺蠖出现不同的体色。桦尺蠖出现不同的体色。 (黑黑)S基因频率基因频率从从5%95%95%5%(1 1)根据前面所学的你能做出假设吗?)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自然选择可以使种群的基因频率定向改变探究活动(五)探究活动(五)2 2)现在我们用数学方法来讨论一下桦尺蠖基因)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。频率变化的原因。18701870年桦尺蠖的基因型频率为年桦尺蠖的基因型频率为SS 10% SS 10% ; Ss 20%Ss 20%; ssss 70% 70%,在树干变黑这一,
17、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,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使得种群中浅色个体每年减少10%10%,黑色个体每,黑色个体每年增加年增加10%10%,以后的几年内,桦尺蠖种群每年的,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?基因型频率与基因频率是多少呢?第第1 1年年 第第2 2年年 第第3年年第第4年年基因基因型频型频率率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%26%2
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- 必修 第七 第二 现代 生物 进化 理论 主要内容
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