第2节现代进化理论1课件.ppt

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1、第2节现代进化理论1第1页，此课件共38页哦探究活动（一）探究活动（一）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，且绿色比灰的变异个体，且绿色比灰 色更不容易被敌害发现。色更不容易被敌害发现。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”的观点该绿色个体能被选的观点该绿色个体能被选择下来吗？择下来吗？2.如果该绿色个体（如果该绿色个体（Aa）已经很好的生活下来，它体内的）已经很好的生活下来，它体内的A基因基因怎样才能遗传给后代？请写出遗传图解。怎样才

2、能遗传给后代？请写出遗传图解。第2页，此课件共38页哦 出现有利变异个体内的出现有利变异个体内的有利基因只有在群体中有利基因只有在群体中,通通过有性生殖才能世代延续过有性生殖才能世代延续。XAAAa绿翅绿翅AA绿翅绿翅（1）P:Aa绿翅绿翅配子配子A aAF1:绿翅绿翅aa灰翅灰翅XAaAa绿翅绿翅AA绿翅绿翅（2）Aa配子配子A aA aAa绿翅绿翅P:F1:绿翅绿翅绿翅绿翅aa灰翅灰翅XAaAa绿翅绿翅（3）aa配子配子A aaP:F1:绿翅绿翅灰翅灰翅第3页，此课件共38页哦 达尔文的自然选择学说指出，在一种生物的群达尔文的自然选择学说指出，在一种生物的群体中，出现体中，出现有利变异的个

3、体有利变异的个体能存活，并且有机会留能存活，并且有机会留下自己的后代。下自己的后代。在自然界中，没有哪一个体是长生不死的，个在自然界中，没有哪一个体是长生不死的，个体的表现型也会随着个体的死亡而消失，但决定表体的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，因此现型的基因却可以通过有性生殖才传给后代，因此研究生物的进化仅仅研究个体的表现型是否与环境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够的，还需要研究适应是不够的，还需要研究群体的基因组成群体的基因组成变化。变化。这个群体就是这个群体就是种群种群！第4页，此课件共38页哦第5页，此课件共38页哦1

4、 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。两要素：同种、全部 种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此彼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。2 2、种群的特点：、种群的特点：两条件：时间、空间种群是生物繁殖与生物进化的基本单位种群是生物繁殖与生物进化的基本单位一个生物一个生物“种种”或或“物种物种”与种群有何区别？与种群有何区别？第6页，此课件共38页哦判断下列是否属于种群判断下列是否属于种群（1）一个池塘中的全部鱼）一个池塘中的全部鱼 （2）一个

5、池塘中的全部鲤鱼）一个池塘中的全部鲤鱼（3）两个池塘内的全部青蛙）两个池塘内的全部青蛙（4）一片草地上的全部植物）一片草地上的全部植物（5）一片草地上的成年梅花鹿）一片草地上的成年梅花鹿（6）庙里的一群和尚）庙里的一群和尚否是否否否否第7页，此课件共38页哦现在练练吧！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，基因却代代）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地位？相传。这句话表明种群在进化过程中处于什么地位？说明说明在自然界中，种群是生物繁

6、殖、进化的基在自然界中，种群是生物繁殖、进化的基本单位。本单位。第8页，此课件共38页哦幼幼 虎虎 把自己想象成虎体内的一个基因。你不仅不愿把自己想象成虎体内的一个基因。你不仅不愿意自己在虎的后代中消失，而且想让越来越多的虎意自己在虎的后代中消失，而且想让越来越多的虎拥有自己的拷贝。你怎样才能达到这一目的呢？你拥有自己的拷贝。你怎样才能达到这一目的呢？你将选择做哪一种基因？将选择做哪一种基因？一个基因所控制的性一个基因所控制的性状对个体生存和繁殖后代的状对个体生存和繁殖后代的贡献越大贡献越大,拥有该基因的拥有该基因的个体的可能越多个体的可能越多!当然就当然就会使越来越多的虎拥有自会使越来越多的

7、虎拥有自己的拷贝己的拷贝!第9页，此课件共38页哦 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。第10页，此课件共38页哦探究活动（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？第11页，此课件共38页哦、基因库、基因库:一个种群中一个种群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叫做这个种群的叫做这个种群的基因库基因库。其中每个个体所含的基因只是基因库的一部分其中每个个体所含的基因只是基因库的一部分 这些金鱼各自有自己这些金鱼各自有自己的基因，共同构成了种群的基因，共同构成了种群

8、的基因库。它们各自的基的基因库。它们各自的基因都是基因库的一部分。因都是基因库的一部分。个体数目越多，个体间的个体数目越多，个体间的差异越大，基因库也就越差异越大，基因库也就越大。大。第12页，此课件共38页哦4 4、基因频率：、基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。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5 5、基因型频率：、基因型频率：在一个种群中，某基因型个体占全部个体的比率在一个种群中，某基因型个体占全部个体的比率。基因型频率基因型频率该基因型个体的总数该基因型个体的总数全部个体

9、的总数全部个体的总数 在种群中一对等位基因的频率之和等于在种群中一对等位基因的频率之和等于1基因型频率之和也等于基因型频率之和也等于1第13页，此课件共38页哦例例1:1: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，决定翅色为褐，决定翅色为褐色的基因为色的基因为a a，从种群中随机抽出，从种群中随机抽出100100个个体，测知基因型为个个体，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。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?解解:A A基因的基因频率为基因的基因频率为:a a基因的

10、基因频率为：基因的基因频率为：=40%=40%A%=100%100%2AAAa2(AAAaaa)a%=60%=60%2aaAa2(AAAaaa)100%100%第14页，此课件共38页哦已知基因型频率求基因频率 例如：已知AA=30，Aa=60，aa=10。则A、a基因的频率分别是多少?假设种群个体总数为100，则基因型为AA、Aa、aa的个体数分别为30、60、10A%=100%100%2AAAa2(AAAaaa)=60%=60%2aaAa2(AAAaaa)100%100%a%=40%=40%第15页，此课件共38页哦探究活动探究活动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

11、设的昆虫群体满足以下五个条件：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，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（也就是说自然选择对A、a控制的翅型性状没作用）也没有基因突变和染色体变异。计算子一代、子二代、子三代的基因频率与基因型频率计算子一代、子二代、子三代的基因频率与基因型频率第16页，此课件共38页哦(1)该种群产生的该种群产生的A 配子和配子和a 配子的比率各是多少配子的比率各是多少?(2)子代基因型的频率各是多少子代基因型的频率各是多少?(3)子代种群的基因频率各是多少子代种群的基因频率各是多少?30%30%30%10%36%48%60%

12、40%16%亲代基因型的亲代基因型的频率频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率配子的比率A()A()a()a()子代基因型的子代基因型的频率频率AA()Aa()aa()子代种群的基子代种群的基因频率因频率A()a()第17页，此课件共38页哦 亲代亲代子一代子一代 子二代子二代 子三代子三代基因型基因型 频率频率AA30%Aa60%aa10%基因基因频率频率A60%a40%36%48%40%在讨论题在讨论题2 2中的群体中的群体满足五个条件满足五个条件的情况下的情况下,计算子二代计算子二代、子三代的基因频率与基因型频率、子三代的基因频率与基因型频率 ;分析一下各代基因频分析一

13、下各代基因频率与基因型频率相同吗？率与基因型频率相同吗？16%60%36%48%40%16%60%36%48%40%16%60%由此可见，如果满足上述五个条件，则亲代和子代每一由此可见，如果满足上述五个条件，则亲代和子代每一种基因的频率都不会改变，到再下一代也是如此，也就是种基因的频率都不会改变，到再下一代也是如此，也就是说基因频率可以代代保持稳定不变。这就是说基因频率可以代代保持稳定不变。这就是哈代温伯格哈代温伯格平衡平衡，也叫遗传平衡定律。，也叫遗传平衡定律。第18页，此课件共38页哦实现遗传平衡的条件实现遗传平衡的条件哈代温伯格平衡哈代温伯格平衡1.种群足够大种群足够大2.自由交配并产生

14、后代自由交配并产生后代3.无迁入迁出（遗传漂变）无迁入迁出（遗传漂变）4.没有突变没有突变5.没有自然选择没有自然选择第19页，此课件共38页哦p+q=1(p+q)2=p2+2pq+q2=1AA=p2 Aa=2pq aa=q2P表示基因A的频率，q表示基因a的频率 遗传平衡定律遗传平衡定律第20页，此课件共38页哦 1、在自然条件下，基因型为、在自然条件下，基因型为aa个体的出现稳定在个体的出现稳定在0.01%,在在理想状态下理想状态下,杂合体出现的机会是多少杂合体出现的机会是多少?题解题解:已知已知aa的基因型频率为的基因型频率为0.01,既既q2=0.01%则则,a的基因频率的基因频率q=

15、1%根据根据(P+q=1),可得出可得出A的基因频率的基因频率P=1q=99%杂合体杂合体Aa的基因频率的基因频率=2Pq=21%99%=1.98%计算练习计算练习第21页，此课件共38页哦 满足五个假设条件满足五个假设条件的种群是理想的种群的种群是理想的种群,在在自然条件下自然条件下,这样的种群是不存在的这样的种群是不存在的.这也从反面说这也从反面说明了在自然界中明了在自然界中,种群的基因频率迟早要发生变种群的基因频率迟早要发生变化化,也就是说种群的进化是必然的也就是说种群的进化是必然的.（5 5）上述计算结果是在满足五个假设条件的基础上计算上述计算结果是在满足五个假设条件的基础上计算的，对

16、自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？特别的，对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？特别是如果第点假设是如果第点假设（基因（基因A和和a都不产生突变都不产生突变,即没有基因突变和即没有基因突变和染色体变异。）染色体变异。）成立这与前面我们所学的基因突变的哪个特成立这与前面我们所学的基因突变的哪个特性相违背？性相违背？与基因突变的普遍性相违背。与基因突变的普遍性相违背。第22页，此课件共38页哦(6)、如果该种群出现新的突变型，也就是产生、如果该种群出现新的突变型，也就是产生新的等位基因（新的等位基因（A2），种群的基因频率会变），种群的基因频率会变化吗？基因化吗？基因A2的频率可能会怎样

17、变化？的频率可能会怎样变化？突变产生的新基因会使种群的基因频率发生突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。变化。基因基因A A2 2的频率是增加还是减少，要看这一的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体是有益还是有害的，这往往突变对生物体是有益还是有害的，这往往取决于生物生存的环境。取决于生物生存的环境。第23页，此课件共38页哦生物进化的实质：生物进化的实质：种群的进化过程就是种群基因频率种群的进化过程就是种群基因频率发生变化的过程。发生变化的过程。通过讨论基因频率的变化可以认识到，通过讨论基因频率的变化可以认识到，自然界中种群的基因频率一定会发生变化，自然界中种群的基因频率一定会发生

18、变化，也就是说种群的进化是必然的。也就是说种群的进化是必然的。基因突变在自然界是普遍存在的，因基因突变在自然界是普遍存在的，因此此基因突变产生新的等位基因基因突变产生新的等位基因,这就可能使这就可能使种群的基因频率种群的基因频率发生变化发生变化.第24页，此课件共38页哦(二二)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达尔文曾明确指出，可遗传变异是生物进化的原材料。如果没有可遗传变异，生物就不能进化。但是，可遗传变异是怎么样产生的，达尔文限于当时生物学发展水平。不可能做出合理的解释。不能遗传的变异不能遗传的变异可遗传的变异可遗传的变异基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变

19、异染色体变异突变突变第25页，此课件共38页哦 自然界中生物的自然突变频率很低，而且一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？的基因频率呢？种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的突变。此外，突变的有害还是有利也不此外，突变的有害还是有利也不是绝对的，这往往取决于生物的是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。生存环境。第26页，此课件共38页哦1种群中突变的特点：种群中突变的特点：突变数很大、随机、不定向突变数很大、随机、不定向2种群基因重组的结果：

20、产生更多可遗传变异、不定向种群基因重组的结果：产生更多可遗传变异、不定向 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108个个体），个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？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=2 107结论：突变和基因重组产生进化的原材料结论：突变和基因重组产生进化的原材料第27页，此课件共38页哦基因基因 重组重组突变突变新的等位基因新的等位基因多种多样多种多样的基因型的基因型种群中出现大量可种群中出现

21、大量可遗传的变异遗传的变异变异是变异是不定向不定向的的形成了形成了进化的原材料进化的原材料,不能决定生物进化的方向不能决定生物进化的方向决定生物进化方向的是决定生物进化方向的是自然选择自然选择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第28页，此课件共38页哦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，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分子遗传水平看，自然选择实质上是对变异所对应的基因的选择，从而改变

22、着群体中不同基因的基因的基因的选择，从而改变着群体中不同基因的基因频率。频率。所以，生所以，生物进化的过物进化的过程的实质是程的实质是种群基因频种群基因频率发生变化率发生变化的过程。的过程。第29页，此课件共38页哦探究自然选择对种群基因频率的影响探究自然选择对种群基因频率的影响英英1919世纪曼彻斯特世纪曼彻斯特英英2020世纪曼彻斯特世纪曼彻斯特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问题：桦尺蠖种群中问题：桦尺蠖种群中s s基因的频率为什么越来越低？基因的频率为什么越来越低？假设：根据前面所学的你能做出假设吗？假设：根据前面所学的你能做出假设吗？第30页，

23、此课件共38页哦探究活动2 2）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。）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。18701870年年桦尺蠖的基因型频率为桦尺蠖的基因型频率为SS 10%SS 10%；Ss 20%Ss 20%；ss 70%ss 70%，在树干变黑这一环境条，在树干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少件下假如树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%10%，黑色个体每年增加黑色个体每年增加10%10%，以后的几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因，以后的几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频

24、率与基因频率是多少呢？频率是多少呢？第1年第2年第3年第4年基因型频率SS10%10%11.5%11.5%Ss20%20%22.9%22.9%ss70%70%65.6%65.6%基因频率S20%20%23%23%s80%80%77%77%70.7%26%29.3%14.6%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高降低第31页，此课件共38页哦(1)(1)在这个探究实验中根据上面的数据分析，变黑的环境对桦尺在这个探究实验中根据上面的数据分析，变黑的环境对桦尺蠖产生了什么样的影响？变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的出生蠖产生了什么样的影响？变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的出生率有影响

25、吗？率有影响吗？(2)(2)在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？变黑的环境使控制浅色的变黑的环境使控制浅色的s s基因频率减少基因频率减少,S,S基因频基因频率增加率增加 许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食捕食 天敌看到的是桦尺蠖的体色（表现型）而不是控制体天敌看到的是桦尺蠖的体色（表现型）而不是控制体色的基因色的基因第32页，此课件共38页哦 突变和基因重组为生物进化提供了原材料，自然选择突变和基因重组为生物进化提供了原材料，自然选择可以使基因频率发生定向改变，导致生物朝着一定的

26、方向可以使基因频率发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。不断进化。第33页，此课件共38页哦影响基因频率的因素：影响基因频率的因素：突变突变、基因重组和、基因重组和自然选择自然选择生物进化的实质就是：生物进化的实质就是：种群是（种群是（）的基本单位，也是）的基本单位，也是生物生物繁殖繁殖的单位。的单位。生物进化生物进化生物进化生物进化=种群基因频率变化种群基因频率变化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。小结：小结：第34页，此课件共38页哦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：种群中产生的变异是（种群中产生的变异是（）的，经过长）的，经过长期的自然选

27、择，其中不利变异被不断淘汰，有利变期的自然选择，其中不利变异被不断淘汰，有利变异逐渐（异逐渐（），从而使种群的基因频率发生（），从而使种群的基因频率发生（）改变，导致生物朝向一定方向进化。可见，生物）改变，导致生物朝向一定方向进化。可见，生物进化的方向是由（进化的方向是由（）决定的。）决定的。不定向不定向积累积累定向定向自然选择自然选择种群中产生的变异种群中产生的变异（）自然选择方向自然选择方向()不定向不定向定向定向第35页，此课件共38页哦 2、假设一对等位基因、假设一对等位基因Aa的频率为的频率为A=0.9,a=0.1,那么那么AA,Aa,aa三三种基因的频率分别为种基因的频率分别为_,

28、_,_.若环境的选择作用若环境的选择作用使使A的频率由的频率由0.9降为降为0.7,选择后第二代基因型为选择后第二代基因型为AA,Aa,aa的频率的频率分别为分别为_,_,_;若选择作用保持不变若选择作用保持不变,后代基因型后代基因型频率的变化规律是频率的变化规律是_.0.810.180.010.490.420.09AA型逐渐减少型逐渐减少,aa型逐渐增加型逐渐增加题解题解:选择前各基因频率为选择前各基因频率为AA=0.90.9=0.81Aa=20.90.1=0.18aa=0.10.1=0.01选择后第二代各基因型频率为选择后第二代各基因型频率为AA=0.70.7=0.49Aa=20.7(10

29、.7)=0.42aa=(10.7)(10.7)=0.09第36页，此课件共38页哦 3、某植物种群，、某植物种群，AA基因型个体占基因型个体占30%，aa基因型个体占基因型个体占20%，则：，则：（1）该植物的）该植物的A、a基因型频率分别是基因型频率分别是_、_；（2）若该植物自交，后代中）若该植物自交，后代中AA、aa基因型个体分别占基因型个体分别占_、_。这时。这时A、a的基因频率分别是的基因频率分别是_、_。（3）依现代生物进化理论，这种生物在两年中是否发生进化）依现代生物进化理论，这种生物在两年中是否发生进化_？原因？原因_。55%45%42.5%32.5%55%45%没有没有该生物

30、种群中该生物种群中A、a基因频率没有改变基因频率没有改变题解：题解：30%AA30%AA20%aa20%aa50%Aa12.5%AA25%Aa12.5%aaAA=42.5%Aa=25%aa=32.5%A=55%a=45%第37页，此课件共38页哦 4、某人群中每、某人群中每10000人中有一白化病患者（人中有一白化病患者（aa），问该人群），问该人群带有带有a基因的杂合体概率是基因的杂合体概率是_。0.0198 已知基因型已知基因型aa的频率为的频率为1/10000，即，即q2=1/10000，则基因，则基因a的的频率频率q=0.01，基因，基因A的频率的频率P=1-0.01=0.99 则该人群中带有则该人群中带有a基因的杂合体基因的杂合体Aa=2Pq=2 0.99 0.01=0.0198 方法二、方法二、题解题解“方法一方法一、先计算出基因型先计算出基因型AA的频率的频率P2=0.992=0.9801 再根据群体中三种基因型再根据群体中三种基因型(AA、Aa、aa）频率之和为）频率之和为1计算出计算出基因型基因型Aa的频率为的频率为1-0.9801-0.0001=0.0198第38页，此课件共38页哦