现代生物进化理论一轮复习.ppt
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1、 第七章第七章 现代生物进化理论现代生物进化理论2022/12/1一一拉马克的进化学说拉马克的进化学说主要内容:主要内容:生物不是神创的,而是由更生物不是神创的,而是由更古老的生物进化而来的古老的生物进化而来的 生物是由低等到高等逐渐进生物是由低等到高等逐渐进化的化的 生物各种适应性特征的形成生物各种适应性特征的形成都是由于都是由于用进废退用进废退和和获得性遗获得性遗传(主要理论)传(主要理论)。法国博物学家拉马克用进废退用进废退:经常使用的器官就发达,不使用的:经常使用的器官就发达,不使用的就退化。就退化。获得性遗传获得性遗传:由环境引起或由于用进废退引:由环境引起或由于用进废退引起的变化是
2、可以遗传的。起的变化是可以遗传的。食蚁兽的舌头之所以细长,是长期舔食蚂蚁的结果。食蚁兽的舌头之所以细长,是长期舔食蚂蚁的结果。历史意义历史意义:1、反对反对神创论神创论和和物种不变论物种不变论。2、历史上第一个系统地提出了进化理论的学者。历史上第一个系统地提出了进化理论的学者。1 1、拉马克提出的用进废退和获得性遗传的观点、拉马克提出的用进废退和获得性遗传的观点 缺少科学证据的支持,大多来自主观臆测。缺少科学证据的支持,大多来自主观臆测。2 2、拉马克过于强调环境的变化直接导致物种的改变。、拉马克过于强调环境的变化直接导致物种的改变。不足不足:2022/12/1二、现代生物进化理论的基础二、现
3、代生物进化理论的基础达尔文的自然选择学说达尔文的自然选择学说(1 1)主要内容:)主要内容:过度繁殖:过度繁殖:生存斗争:生存斗争:遗传变异遗传变异 适者生存:适者生存:2022/12/12022/12/1二、现代生物进化理论的基础二、现代生物进化理论的基础达尔文的自然选择学说达尔文的自然选择学说(1 1)主要内容:)主要内容:过度繁殖:过度繁殖:生存斗争:生存斗争:遗传变异遗传变异 适者生存:适者生存:过度繁殖过度繁殖生存斗争生存斗争遗传变异遗传变异适者生存适者生存选择的基础选择的基础选择的动力选择的动力 进化的内因进化的内因 选择的结果选择的结果(2 2)内在联系:)内在联系:2022/1
4、2/1对应例题:对应例题:1 1、根据达尔文的生物进化学说,下列根据达尔文的生物进化学说,下列叙述中错误的是(叙述中错误的是()A A、狗的牙齿坚硬,是长期磨练出来的、狗的牙齿坚硬,是长期磨练出来的 B B、田鼠打洞和夜出活动是自然选择的结果、田鼠打洞和夜出活动是自然选择的结果 C C、有一种猫头鹰因视力弱,行动迟缓,捉不到、有一种猫头鹰因视力弱,行动迟缓,捉不到老鼠而被淘汰老鼠而被淘汰 D D、狼和鹿能迅速奔跑,是两者之间选择的结果、狼和鹿能迅速奔跑,是两者之间选择的结果A A对应例题:对应例题:2 2、抗流感的疫苗,每过几年就要更换抗流感的疫苗,每过几年就要更换新的种类,因为流感病毒又对旧
5、的疫苗产生了高度新的种类,因为流感病毒又对旧的疫苗产生了高度的抗性,这种抗性最好的解释是(的抗性,这种抗性最好的解释是()A A、病毒的获得性遗传、病毒的获得性遗传B B、病毒某些结构的用进废退、病毒某些结构的用进废退C C、由于选择作用,使对疫苗有抗性的病毒被保留、由于选择作用,使对疫苗有抗性的病毒被保留下来并扩大繁殖下来并扩大繁殖D D、由于生殖隔离造成、由于生殖隔离造成C C(4 4)评价)评价局限性:局限性:a a、对遗传和变异的本质不能做出科学的、对遗传和变异的本质不能做出科学的解释。解释。b b、对进化原因的解释局限于个体水平。、对进化原因的解释局限于个体水平。C C、强调物种形成
6、的渐变过程,不能解释、强调物种形成的渐变过程,不能解释物种大爆发现象。物种大爆发现象。先进性:先进性:科学的解释了生物进化的原因,和生物多样科学的解释了生物进化的原因,和生物多样性形成的原因。性形成的原因。三、三、现代生物进化理论现代生物进化理论性状水平性状水平深入深入基因(基因(分子)分子)水平水平以个体为单位以个体为单位以种群为单位以种群为单位 形成以形成以自然选择学说自然选择学说为基础为基础的的现代生物进化理论现代生物进化理论认识到了遗传和变异的本质认识到了遗传和变异的本质获得性遗传的观点,已经被多数人摈弃。获得性遗传的观点,已经被多数人摈弃。深入深入2022/12/1现代生物进化理论的
7、主要内容一、种群是生物进化的基本单位一、种群是生物进化的基本单位,生物进生物进化的实质在于种群基因频率的改变。化的实质在于种群基因频率的改变。1、种群的概念、种群的概念:种群是指生活在一定的种群是指生活在一定的时间时间和和空空间间内的内的同种同种生物生物全部全部个体的总和。个体的总和。三个强调三个强调“时间时间”和和“空间空间”,即种,即种群具有一定的群具有一定的 时空限制,离时空限制,离开一定的空间和时间的种群开一定的空间和时间的种群是不存在的是不存在的 。生物繁殖的基本单位生物繁殖的基本单位;生生物进化的基本单位。物进化的基本单位。“同种同种”和和“全部全部”两个要素两个要素两个条件两个条
8、件两个方面两个方面物种与种群的比较物种与种群的比较2022/12/1理解:理解:理解:理解:一个种群都有一个基因库,种群中一个种群都有一个基因库,种群中一个种群都有一个基因库,种群中一个种群都有一个基因库,种群中 的个体最终死亡,但基因库在代代的个体最终死亡,但基因库在代代的个体最终死亡,但基因库在代代的个体最终死亡,但基因库在代代 相传中保留下来,并得到发展。相传中保留下来,并得到发展。相传中保留下来,并得到发展。相传中保留下来,并得到发展。一个种群中一个种群中一个种群中一个种群中全部全部全部全部个体所含有的个体所含有的个体所含有的个体所含有的全部全部全部全部 基因。基因。基因。基因。2.2
9、.基因库:基因库:基因库:基因库:概念:概念:概念:概念:2022/12/1基因型频率基因型频率:在一个种群基因库中,某种基因型占全在一个种群基因库中,某种基因型占全部个体的比率部个体的比率。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基因频率基因频率:在一个种群基因库中,某个基因占全部在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比率。等位基因数的比率。3.3.基因频率与基因型频率基因频率与基因型频率基因频率与基因型频率基因频率与基因型频率对应例题:对应例题:8、已知苯丙酮尿症是位
10、于常染色体上的隐性遗传已知苯丙酮尿症是位于常染色体上的隐性遗传病。据调查,该病的发病率大约为病。据调查,该病的发病率大约为1/10000,请问在人群中该,请问在人群中该苯丙酮尿症隐性致病基因(苯丙酮尿症隐性致病基因(a)的基因频率以及携带此隐性基)的基因频率以及携带此隐性基因的携带者因的携带者(Aa)基因型频率分别是基因型频率分别是()A1%和和099%B1%和和198%C1%和和396%D1%和和0198%D(2011年广东高考)(年广东高考)(2)科学家获得一种显性突变蚊子)科学家获得一种显性突变蚊子(AABB)。)。A、B基因位于非同源染色体上,只有基因位于非同源染色体上,只有A或或B基
11、因的胚胎致死。若纯合的雄蚊(基因的胚胎致死。若纯合的雄蚊(AABB)与野生型雌蚊)与野生型雌蚊(aabb)交配,)交配,F1群体中群体中A基因频率是基因频率是,F2群体群体中中A基因频率是基因频率是。50%60%对应例题对应例题9、某工厂有男女职工各某工厂有男女职工各200名,调查发现,女性色名,调查发现,女性色盲基因的携带者为盲基因的携带者为15人,患者人,患者5人,男性患者人,男性患者11人。那么这人。那么这个群体中色盲基因的频率是(个群体中色盲基因的频率是()A45%B6%C9%D78%B2022/12/1假设的昆虫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
12、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,自然选择对自然选择对A A、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。2022/12/1例例:在某昆虫种群中,决定翅色为绿色的基因是在某昆虫种群中,决定翅色为绿色的基因是A A,决定翅色为,决定翅色为褐色的基因为褐色的基因为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
13、 a的基因频率的基因频率是多少是多少?解解:A A基因的基因频率为基因的基因频率为:a a基因的基因频率为:基因的基因频率为:=30/100100%=30/100100%+1/260/100100%=60%+1/260/100100%=60%=10/100100%=10/100100%+1/260/100100%=40%+1/260/100100%=40%A%=100%100%2AAAa2(AAAaaa)a%=基因频率基因频率 =某基因的数目某基因的数目全部等位基因的总数全部等位基因的总数=纯合子频率纯合子频率+1/2+1/2杂合子频率杂合子频率 100%100%2aaAa2(AAAaaa)1
14、00%100%已知基因型频率算配子中的基因频率已知基因型频率算配子中的基因频率36%24%16%AAAaAa24%aaA 60%a 40%卵子A 60%a 40%精子其中其中p p代表代表A A基因的频率,基因的频率,q q代表代表a a基因的频率。基因的频率。则:则:p+q=1p+q=1,并得出:并得出:p p2 2代表代表AAAA的频率的频率,q2q2代表代表aaaa的频率的频率,2pq2pq代表代表杂合子杂合子AaAa的频率的频率。已知基因频率算下一代的基因型频率已知基因频率算下一代的基因型频率2022/12/136%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36
15、%48%16%由此可见,如果满足上述五个条件,则亲代和子由此可见,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,到下一代也是如此,代每一种基因的频率都不会改变,到下一代也是如此,也就是说基因频率可以代代保持稳定不变。这就是也就是说基因频率可以代代保持稳定不变。这就是哈哈迪温伯格平衡迪温伯格平衡,也叫遗传平衡定律。,也叫遗传平衡定律。但是,在实际中,这样的平衡是不存在的。但是,在实际中,这样的平衡是不存在的。这是因为,第一:这是因为,第一:足够大的种群是不存在足够大的种群是不存在,而根,而根据概率原理,当个体数不是充足大时,实际得到的数据概率原理,当个体数不是充足大时,实际得到的
16、数值与理论上的数值就存在误差,实际中子代和亲代的值与理论上的数值就存在误差,实际中子代和亲代的基因频率就会有差异。基因频率就会有差异。第二:第二:种群中充分的随机交配也是不现实的,也就种群中充分的随机交配也是不现实的,也就是说是说不同基因型的卵细胞不同基因型的卵细胞和和精子精子结合的机会不会是均等结合的机会不会是均等的的。例如,在生殖季节,为了争夺异性配偶,雄性海象之间要进行激烈而又残例如,在生殖季节,为了争夺异性配偶,雄性海象之间要进行激烈而又残酷的竞争,争斗的最后结果常常是强大的一方占有二三十个雌性海象,由于竞酷的竞争,争斗的最后结果常常是强大的一方占有二三十个雌性海象,由于竞争失败,有的
17、雄性海象没有任何的交配机会。假设其它条件不变,在生殖季节争失败,有的雄性海象没有任何的交配机会。假设其它条件不变,在生殖季节里,如果竞争力强的雄性海象个体基因型大多数是里,如果竞争力强的雄性海象个体基因型大多数是AA,而竞争失败的雄性海象,而竞争失败的雄性海象个体的基因型大多数是个体的基因型大多数是aa(可能是由于本身基因型的关系,而导致性状上的差(可能是由于本身基因型的关系,而导致性状上的差异),那么异),那么A的基因频率将越来越大。的基因频率将越来越大。2022/12/1 第三:第三:基因突变每时每刻都有可能发生基因突变每时每刻都有可能发生。虽然每。虽然每一个基因突变的频率很低很低,但一个
18、种群中有很多一个基因突变的频率很低很低,但一个种群中有很多很多的基因,所以基因的实际突变数是较大的,而且很多的基因,所以基因的实际突变数是较大的,而且经过代代的遗传基因突变必然对种群的基因频率产生经过代代的遗传基因突变必然对种群的基因频率产生影响,使基因的频率发生改变。如由影响,使基因的频率发生改变。如由a a突变成突变成A A的数或的数或a a突变成其它复等位基因的数相对较大,则突变成其它复等位基因的数相对较大,则a a的基因频的基因频率将越来越小。率将越来越小。第四:第四:由于各种原因,种群中有的个体会离开该由于各种原因,种群中有的个体会离开该群体,相反的可能,有的同种的外来个体会迁入该种
19、群体,相反的可能,有的同种的外来个体会迁入该种群群,使种群中各种基因型的比例发生变化,而导致种,使种群中各种基因型的比例发生变化,而导致种群基因频率的改变群基因频率的改变 。第五:第五:在自然界中,自然选择是不可抗拒的,在自然界中,自然选择是不可抗拒的,始终对种群发挥作用始终对种群发挥作用。如基因型为。如基因型为aaaa的个体由于本的个体由于本身基因的原因,在特定的环境条件下,而导致性状身基因的原因,在特定的环境条件下,而导致性状缺陷,不能适应变化了的环境,在自然选择中处于缺陷,不能适应变化了的环境,在自然选择中处于不利地位,则不利地位,则a a的基因频率也会越来越小。的基因频率也会越来越小。
20、由于上述五方面的因素,种群基因频率的改变由于上述五方面的因素,种群基因频率的改变是客观的,亲代和子代之间基因频率的差异可能是是客观的,亲代和子代之间基因频率的差异可能是微妙的,但经过代代的遗传,当这一差异由量变的微妙的,但经过代代的遗传,当这一差异由量变的积累而达到质的差异时,该种群就渐变成另外一个积累而达到质的差异时,该种群就渐变成另外一个不同的种群了。所以从理论上分析,不同的种群了。所以从理论上分析,种群基因频率种群基因频率种群基因频率种群基因频率的改变是不可避免的,生物的进化是必然的的改变是不可避免的,生物的进化是必然的的改变是不可避免的,生物的进化是必然的的改变是不可避免的,生物的进化
21、是必然的。生物进化的实质是生物进化的实质是基因频率的改变基因频率的改变 表面看,自然选择是对一个个生物个体的表面看,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。选择,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从现代分子遗传水平看,自然选择实质上是对变异所对应的基因的选择,从而改变着群体中变异所对应的基因的选择,从而改变着群体中不同基因的基因频率。不同基因的基因频率。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。性状影响种群基因频率变化的根本原因是什么?影响种群基因频率变
22、化的根本原因是什么?变异变异变异的类型有那些?变异的类型有那些?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染色体变异染色体变异基因重组基因重组突变突变自然界,生物自发突变的频率很低,而且自然界,生物自发突变的频率很低,而且突变大多数是有害的,为什么还能够作为生突变大多数是有害的,为什么还能够作为生物进化的原材料的呢?物进化的原材料的呢?果蝇约有果蝇约有104对基因,假定每个基因的突对基因,假定每个基因的突变率是变率是105,一个约有,一个约有109个果蝇的种群每个果蝇的种群每一代出现的基因突变率是?一代出现的基因突变率是?2102104 410105 510109 9
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