生物的多样性、统一性和进化ppt课件.ppt

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1、第五章第五章 生物的进化生物的进化第一节第一节生物的多样性、统一性和进化生物的多样性、统一性和进化德国牧羊犬德国牧羊犬高加索牧羊犬高加索牧羊犬黄鹂黄鹂鹦鹉鹦鹉北京哈巴狗北京哈巴狗请你将这些生物分类请你将这些生物分类? ?翠鸟翠鸟探究讨论：探究讨论：马和驴是不同的物种，然而马和驴是不同的物种，然而他们却可以交配生出骡子。那么骡子是他们却可以交配生出骡子。那么骡子是一个新物种吗？为什么？一个新物种吗？为什么？思考：如何判断生物个体之间是否是同一物种呢？思考：如何判断生物个体之间是否是同一物种呢？判断生物个体间是否同一物种的标准：判断生物个体间是否同一物种的标准：是否存在生殖隔离是否存在生殖隔离物种

2、物种是指能在自然状态下相互交配并能产生是指能在自然状态下相互交配并能产生可育后可育后代代的一群生物。的一群生物。是是生物分类生物分类的的基本单位基本单位。同种个体之间能同种个体之间能互相交配互相交配并产生并产生有生育能力的有生育能力的后代。后代。不同种个体之间不同种个体之间不能相互交配不能相互交配，或交配后，或交配后不能不能产生有生育能力的后代，即存在产生有生育能力的后代，即存在生殖隔离生殖隔离。特征：特征：生物的统一性生物的统一性在生物体及器官层次上：在生物体及器官层次上：存在某种结构与功能的统一模式存在某种结构与功能的统一模式生物的统一性生物的统一性变形虫变形虫草履虫草履虫眼虫眼虫衣藻衣藻

3、生物的统一性生物的统一性细胞层次上细胞层次上：各生物具有统一的细胞模式：各生物具有统一的细胞模式在分子层次上：在分子层次上：组成生物体的生物大分子的结构和功能组成生物体的生物大分子的结构和功能 是大体相同的。是大体相同的。进化论对生物的多样性和统一性解释进化论对生物的多样性和统一性解释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特创论观点：特创论观点： 现在地球上的各种生现在地球上的各种生物不是神创造的，而是由物不是神创造的，而是由共同的祖先共同的祖先经过漫长的时经过漫长的时间演变而来的，因此各

4、种间演变而来的，因此各种生物之间有着或远或近的生物之间有着或远或近的亲缘关系。亲缘关系。 进化论观点进化论观点:所有生物都来自共同的祖先所有生物都来自共同的祖先生物进化历程生物进化历程从低等到高等；从低等到高等；从简单到复杂；从简单到复杂；从水生到陆生；从水生到陆生；从原核生物到真核单细胞从原核生物到真核单细胞生物再到真核多细胞生物；生物再到真核多细胞生物；从异养生物到自养生物；从异养生物到自养生物；从厌氧生物到需氧生物。从厌氧生物到需氧生物。为什么共同的祖先进化为什么共同的祖先进化的后代在形态上有这么的后代在形态上有这么大的差异，生物进化的大的差异，生物进化的原因是什么？原因是什么？讨论：讨

5、论：1 1、一群快乐生活的鼠，雌雄个、一群快乐生活的鼠，雌雄个体之间可以自由交配，繁衍后代，体之间可以自由交配，繁衍后代，这说明了什么？这说明了什么？2 2、当这群鼠被大河分开后它们、当这群鼠被大河分开后它们是一个种群还是两个种群呢？是一个种群还是两个种群呢？3 3、几千年后，大河干涸，两群、几千年后，大河干涸，两群各自都发生了变化的鼠会合在一各自都发生了变化的鼠会合在一起时，还能发生交配吗？起时，还能发生交配吗？同一物种的不同种群生活在不同同一物种的不同种群生活在不同的环境中，可以发生不同的变化的环境中，可以发生不同的变化以适应环境，时间越长，差异越以适应环境，时间越长，差异越来越大，出现了

6、生殖隔离，就发来越大，出现了生殖隔离，就发展成了不同的物种。展成了不同的物种。1 1、下列说法不能体现生物界具有高度统一性的是（、下列说法不能体现生物界具有高度统一性的是（ ）A A、DNADNA是绝大多数生物遗传信息的载体是绝大多数生物遗传信息的载体B B、无论真核细胞还是原核细胞，、无论真核细胞还是原核细胞，DNADNA等生物大分子的连等生物大分子的连 接方式相同接方式相同C C、所有生物共用一套遗传密码、所有生物共用一套遗传密码D D、动物、植物、真菌三者的生物体结构不同、动物、植物、真菌三者的生物体结构不同D第五章第五章 生物的进化生物的进化第二节第二节进化性变化是怎样发生的进化性变化

7、是怎样发生的达尔文达尔文 1831 1831年，达尔文乘年，达尔文乘“贝格尔贝格尔”号号环球考察时，在加拉帕戈斯群岛上有环球考察时，在加拉帕戈斯群岛上有什么发现？并提出了什么问题？什么发现？并提出了什么问题？ 一、选择是进化的动力一、选择是进化的动力1 1、进化的前提条件？、进化的前提条件？个体间存在可遗传的变异。个体间存在可遗传的变异。2 2、个体间的、个体间的轻微轻微差异如何变成差异如何变成显著显著差异，即最终差异，即最终导致新变种或新物种的形成？导致新变种或新物种的形成？发现：发现： 1 1、该群岛有许多特有的生物，、该群岛有许多特有的生物，原属于南美大陆类型。原属于南美大陆类型。2 2

8、、所有动物都是能越过海洋而迁徙的。、所有动物都是能越过海洋而迁徙的。问题：问题：阅读课本阅读课本95-9695-96页，完成下列问题：页，完成下列问题：种群的变异性种群的变异性在种群中普遍存在在种群中普遍存在可遗传变异可遗传变异是是自然选择的前提自然选择的前提，也是生物进化的前提。也是生物进化的前提。YyrR 基因座位基因座位 YYRRyyrrYyRrn n 对等位基因能产生对等位基因能产生多少种基因型，多少多少种基因型，多少种表现型？种表现型？思考：家鸡种类繁多，它们都来自于原始的共同思考：家鸡种类繁多，它们都来自于原始的共同祖先。这些品种多样的家鸡是怎样形成的？祖先。这些品种多样的家鸡是怎

9、样形成的？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要求的变异个体，淘汰其他挑选合乎要求的变异个体，淘汰其他数代选择数代选择 所需变异被保存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轻微差异轻微差异显著差异显著差异人工选择人工选择思考：思考：在自然界中，有没有类似人工选择的过程在影响生物？在自然界中，有没有类似人工选择的过程在影响生物？资料：克格伦岛上昆虫一般呈现出两种类型：许多昆资料：克格伦岛上昆虫一般呈现出两种类型：许多昆虫不能飞，而少数能飞的则是翅膀异常发达的。在这虫不能飞，而少数能飞的则是翅膀异常发达的。在这里可以排除人工选择的因素，那是什么原因造成的

10、？里可以排除人工选择的因素，那是什么原因造成的？原始原始昆虫昆虫有翅有翅力大力大有翅有翅力小力小无翅无翅暴风暴风有翅有翅力大力大生存生存生存生存淘汰淘汰无翅无翅遗传遗传变异变异生存生存斗争斗争适者适者生存生存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，新品种产生进化，新品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轻微差异轻微差异显著差异显著差异自然选择自然选择达尔文认为自然选择是进化的一个重要动力和机制达尔文认为自然选择是进化的一个重要动力和机制生物进化的方向是由环境来决定的，即生物进化的方向是由环境来决定的

11、，即自然选择决自然选择决定生物进化的方向定生物进化的方向！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 特定基因型的个数特定基因型的个数 总的个数总的个数 100%= =三、种群基因频率的平衡和变化三、种群基因频率的平衡和变化 已知桦尺蠖的深色和浅色由一对等位基因控制，深色（已知桦尺蠖的深色和浅色由一对等位基因控制，深色（S S）对浅）对浅色（色（s s）为显性。）为显性。 假设假设18701870年从英国某地某个桦尺蠖种

12、群中随机抽年从英国某地某个桦尺蠖种群中随机抽取取100100只进行调查，测得基因型为只进行调查，测得基因型为SSSS、SsSs、ssss的个体分别为的个体分别为1010个、个、2020个、个、7070个个 求：求：1 1、各基因型的频率、各基因型的频率 2 2、基因、基因S S、s s的频率的频率1 1、2 2、P P（S S）1001002 2 10102+202+201001002020100100P P（SSSS）1010100100=10%=10%P P（SsSs） 100 1002020100100=20%=20%P P（ssss） 100100=70%=70% 70 7010010

13、0 1001008080 P P（s s）= =70702+202+201001002 2 种群中一对等位基因的频率之和等于种群中一对等位基因的频率之和等于1 1，基因型频率之和也，基因型频率之和也等于等于1 1。等位基因中一个基因的频率等位基因中一个基因的频率= =该基因纯合子的频率该基因纯合子的频率+ 1/2+ 1/2杂合杂合子的频率子的频率. .1 1：在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中：在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型为基因型为AAAA的个体占的个体占18%18%，基因型为，基因型为AaAa的个体占的个体占78%78%，aaaa的个体占的个体占4% .4% .基因基

14、因A A和和a a的频率分别是的频率分别是多少？多少？有关基因频率的计算：有关基因频率的计算：2 2、某校的一个生物兴趣小组在研究性学习活动中，、某校的一个生物兴趣小组在研究性学习活动中，开展了色盲普查活动，他们先从全校的开展了色盲普查活动，他们先从全校的18001800名学生名学生中随机抽取了中随机抽取了200200名学生（男女学生各半）作为首批名学生（男女学生各半）作为首批调查对象，结果发现有女性色盲患者调查对象，结果发现有女性色盲患者3 3人，男性色盲人，男性色盲患者患者6 6人，女性色盲基因携带者人，女性色盲基因携带者1515人。那么在该校全校人。那么在该校全校学生中色盲基因的频率约为

15、多少？学生中色盲基因的频率约为多少？9% 9% 在一个大的在一个大的随机交配随机交配的群体中，假定的群体中，假定AAAA个体占个体占20%20%，AaAa个体占个体占40%40%，aaaa个体占个体占40%40%，求其后代各基因型频率和，求其后代各基因型频率和基因频率？基因频率？ 亲代配子随机结合产生合子，如下表：亲代配子随机结合产生合子，如下表： 精精 子子 A（p） a（q） 卵卵 A（p） AA（p2） Aa（pq） 子子 a（q） Aa（pq） aa（q2） 由表可见子代基因型组成：由表可见子代基因型组成：p p2 2+2pq+q+2pq+q2 2=1=1 这里基因型这里基因型AAAA

16、的频率为的频率为p p2 2，基因型，基因型aaaa的频率为的频率为 q q2 2，基因型基因型AaAa的频率为的频率为2pq2pq。 子一代向下一代提供的配子中两种基因频率子一代向下一代提供的配子中两种基因频率分别是分别是： A=p2+1/2（2pq）=p2+pq=p（p+q）=p a=q2+ 1/2（2pq）=q2+pq=q（p+q）=q 由此可见，子代基因由此可见，子代基因A A的频率仍然是的频率仍然是p p，基因，基因a a的频率仍然是的频率仍然是q q，而且将以这种频率在所有，而且将以这种频率在所有世代传递下去，这就是遗传平衡。世代传递下去，这就是遗传平衡。 遗传平衡定律遗传平衡定律

17、 HardyHardy和和WeinbergWeinberg于于19081908年分别应用数学方法探讨年分别应用数学方法探讨论群体中基因频率变化所得出一致结论，即遗传论群体中基因频率变化所得出一致结论，即遗传平衡定律平衡定律( (又称又称Hardy-WeinbergHardy-Weinberg定律定律) )。 在一定在一定条件条件下，群体的基因频率和基因型频下，群体的基因频率和基因型频率在一代一代繁殖传代中保持不变。率在一代一代繁殖传代中保持不变。 条件条件：（：（1 1）在一个很大的群体；（）在一个很大的群体；（2 2）随机婚配）随机婚配而非选择性婚配；（而非选择性婚配；（3 3）没有自然选择

18、；（）没有自然选择；（4 4） 没没有突变发生；（有突变发生；（5 5）没有大规模迁移。）没有大规模迁移。生物进化的实质：种群基因频率的变化生物进化的实质：种群基因频率的变化用用遗传平衡定律遗传平衡定律计算：计算： 囊性纤维肿瘤是一种常染色体上的隐性遗传病。囊性纤维肿瘤是一种常染色体上的隐性遗传病。在欧洲每在欧洲每25002500中有一人患病。若一对表现正常的中有一人患病。若一对表现正常的夫妇生育有一患有此病的孩子，当该妇女离异后夫妇生育有一患有此病的孩子，当该妇女离异后与另一表现正常的男人再婚，再生育患有此病的与另一表现正常的男人再婚，再生育患有此病的小孩的概率是多少？小孩的概率是多少？在某

19、一地区，已知男人中有在某一地区，已知男人中有8%8%患红绿色盲，请你计算患红绿色盲，请你计算正常女人杂合子频率和女人纯合子频率。正常女人杂合子频率和女人纯合子频率。 打破遗传平衡的因素打破遗传平衡的因素种群基因频率的平衡和变化种群基因频率的平衡和变化第一、基因突变第一、基因突变第二、基因迁移第二、基因迁移第三、遗传漂变第三、遗传漂变第四、非随机交配第四、非随机交配第五、自然选择第五、自然选择 基因类型基因类型黑色黑色（S S）浅色浅色（s s） 工业革命前工业革命前（1919世纪中叶）世纪中叶）5%5%95%95% 工业革命后工业革命后（2020世纪中叶）世纪中叶）95%95%5%5%自然选择

20、导致适应自然选择导致适应 2004 2004年年7 7月月1 1日，国家药监部门出台了抗生素日，国家药监部门出台了抗生素“限售令限售令”，明确规定所有零售药店必须凭执业医师处方才能销售抗生明确规定所有零售药店必须凭执业医师处方才能销售抗生素，违者将被处以最高素，违者将被处以最高3 3万元的罚款。万元的罚款。 细菌抗药性是基因突变的结果，突变是不定向的，细菌抗药性是基因突变的结果，突变是不定向的，抗生素起了选择作用，选择是定向的。抗生素起了选择作用，选择是定向的。国家为什么要将抗生素列为处方药？国家为什么要将抗生素列为处方药？答：细菌在繁殖过程中会产生各种可遗传的变异，其中就有抗答：细菌在繁殖过

21、程中会产生各种可遗传的变异，其中就有抗药性强的变异。在未使用抗生素时，抗药性强的变异个体在生药性强的变异。在未使用抗生素时，抗药性强的变异个体在生存斗争中不占优势。使用抗生素以后，抗药性弱的个体大量死存斗争中不占优势。使用抗生素以后，抗药性弱的个体大量死亡，抗药性强的个体有机会产生更多的后代，一段时间后，抗亡，抗药性强的个体有机会产生更多的后代，一段时间后，抗生素的杀菌效果就会下降。生素的杀菌效果就会下降。青霉素起初杀死青霉素起初杀死绝大多数细菌绝大多数细菌存活下来的细菌进行存活下来的细菌进行繁殖并将其抗性基因繁殖并将其抗性基因传给后代，最后青霉传给后代，最后青霉素对它们不再起作用素对它们不再

22、起作用抗青霉素细菌的产生抗青霉素细菌的产生思考：用农药消灭害虫，开始时，效果显著，思考：用农药消灭害虫，开始时，效果显著，但过一段时间后，药效明显下降，是什么但过一段时间后，药效明显下降，是什么原因使害虫产生了抗药性？原因使害虫产生了抗药性？n在农药使用前，在农药使用前，本来就存在抗药性变异本来就存在抗药性变异的个的个体，农药杀死的是不具抗药性的个体，具有抗体，农药杀死的是不具抗药性的个体，具有抗药性的个体保留了下来，并把抗药性遗传给了药性的个体保留了下来，并把抗药性遗传给了后代。农药对害虫的抗药性变异起了后代。农药对害虫的抗药性变异起了定向选择定向选择作用作用，抗药性变异经过，抗药性变异经过

23、遗传逐代积累遗传逐代积累，最后就，最后就形成了具有抗药性的新品种，农药对其就不起形成了具有抗药性的新品种，农药对其就不起作用。作用。讨论：讨论：1 1、一群快乐生活的鼠，雌雄个、一群快乐生活的鼠，雌雄个体之间可以自由交配，繁衍后代，体之间可以自由交配，繁衍后代，这说明了什么？这说明了什么？2 2、当这群鼠被大河分开后它们、当这群鼠被大河分开后它们是一个种群还是两个种群呢？是一个种群还是两个种群呢？3 3、几千年后，大河干涸，两群、几千年后，大河干涸，两群各自都发生了变化的鼠会合在一各自都发生了变化的鼠会合在一起时，还能发生交配吗？还是同起时，还能发生交配吗？还是同一物种吗一物种吗? ?同一物种

24、的不同种群生活在不同同一物种的不同种群生活在不同的环境中，可以发生不同的变化的环境中，可以发生不同的变化以适应环境，时间越长，差异越以适应环境，时间越长，差异越来越大，出现了生殖隔离，就发来越大，出现了生殖隔离，就发展成了不同的物种。展成了不同的物种。异地异地物种的形成物种的形成物物种种地理障碍地理障碍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基因频率基因频率发发生改变生改变（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障碍而达到生殖隔离经长期的地理障碍而达到生殖隔离同地物种的形成同地物种的形成（多倍体育种）（多倍体育种）A a点种群中存在很多种变异类型，点种群中存在很多种变异类型， 这是变异不定向的原因这是变异不定向的原因B a b的变化是生物与无机环境斗争的结果的变化是生物与无机环境斗争的结果C b c是抗药性逐代积累的结果是抗药性逐代积累的结果 D 农药对害虫的抗药性变异进行定向选择，使害虫产生定向抗药性变异农药对害虫的抗药性变异进行定向选择，使害虫产生定向抗药性变异例、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，例、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下列有关叙述中不正确的是 ( )种群密度种群密度使用农药使用农药 TabcD D