第七章 现代生物进化理论.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【考纲展示考纲展示】1现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容()2共同进化与生物多样性的形成共同进化与生物多样性的形成()【热点考向热点考向】1自然选择学说的内容、贡献和局限性自然选择学说的内容、贡献和局限性2种群、种群基因库、基因频率、物种等概念种群、种群基因库、基因频率、物种等概念的判定及相关计算的判定及相关计算3共同进化和生物多样性形成的原因及形成原共同进化和生物多样性形成的原因及形成原因的实验探究因的实验探究一、现代生物进化理论的由来一、现代生物进化理论的由来1拉马克的进化学说拉马克的进化学说(1)内容:内容:和和是生物进化是
2、生物进化的原因。的原因。(2)意义:否定了意义:否定了和和理论。理论。局限:局限:1)拉马克提出的拉马克提出的 的的观点观点缺少科学证据缺少科学证据的支持。的支持。2)拉马克过于强调拉马克过于强调的变化直接导致物种的变化直接导致物种的改变。实际上环境的变化如果未引起的改变。实际上环境的变化如果未引起 的改变,就不会使生物产生可遗传的变异。的改变,就不会使生物产生可遗传的变异。获得性遗传获得性遗传神创论神创论物种不变物种不变基础回顾基础回顾环境环境遗传物质遗传物质用进废退用进废退用进废退和获得性遗传用进废退和获得性遗传 C2达尔文自然选择学说达尔文自然选择学说(1)内容:过度繁殖、内容:过度繁殖
3、、遗传变异和、遗传变异和。(2)意义:科学地解释了意义:科学地解释了的原因和的原因和原因。原因。(3)局限性局限性对对的本质,没有做出科学的的本质,没有做出科学的解释。解释。对生物进化的研究局限于对生物进化的研究局限于水平。水平。不能解释物种大爆发现象。不能解释物种大爆发现象。生存斗争生存斗争适者生存适者生存生物进化生物进化生物多样性的形成生物多样性的形成遗传和变异遗传和变异个体个体基础回顾基础回顾例(例(0909广东理基,广东理基,4747)由于蟹类的捕食,)由于蟹类的捕食,某种海洋蜗牛种群中具有较厚外壳的个体某种海洋蜗牛种群中具有较厚外壳的个体的比例逐渐增加。对这个现象的解释,正的比例逐渐
4、增加。对这个现象的解释,正确的是确的是 ()A A人工选择人工选择 B B适者生存适者生存 C C用进废退用进废退 D D定向变异定向变异B(0909广东卷广东卷,26,26)物种起源物种起源出版已有出版已有150150年,但依然深深影响着现代科学研究,年,但依然深深影响着现代科学研究,达尔文达尔文 (双项选择)(双项选择)()()A.A.提出了适者生存,不适者被淘汰的观点提出了适者生存,不适者被淘汰的观点B.B.提出了用进废退的理论提出了用进废退的理论C.C.认为种群是生物进化的基本单位认为种群是生物进化的基本单位D.D.认识到变异广泛存在并能遗传给后代认识到变异广泛存在并能遗传给后代AD二
5、、现代生物进化理论的主要内容二、现代生物进化理论的主要内容(考查重点)(考查重点)种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位 突变和基因重组是产生进化的原材料突变和基因重组是产生进化的原材料 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 隔离导致物种形成隔离导致物种形成 二、现代生物进化理论的主要内容二、现代生物进化理论的主要内容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(1)种群:生活在一定区域的种群:生活在一定区域的的的全部个体。全部个体。(2)基因库:一个基因库:一个种群种群中全部个体所含有的中全部个体所含有的。(3)基因频率:在一个种群基因库中,某个基因频率:在一
6、个种群基因库中,某个基因占基因占的比率。的比率。同种生物同种生物全部基因全部基因全部等位基因数全部等位基因数基础回顾基础回顾概念区分种群种群基因库基因库基因频率基因频率 基因型频率基因型频率个体个体个体的基因组成个体的基因组成个体产生的配子的基因组成个体产生的配子的基因组成 个体的基因型个体的基因型要点、基因频率与基因型频率间的计算要点、基因频率与基因型频率间的计算1.已知基因型频率求基因频率已知基因型频率求基因频率(1)设二倍体生物个体的某一基因库上有两设二倍体生物个体的某一基因库上有两个等位基因个等位基因A和和a,假如种群中共有,假如种群中共有N个个个个体,而体,而AA、Aa、aa三种基因
7、型的个体数分三种基因型的个体数分别是别是n1、n2、n3,那么种群中,那么种群中A基因的频率基因的频率和和a基因的频率分别是:基因的频率分别是:A基因的频率基因的频率a基因的频率基因的频率(2)若以上关系中,设若以上关系中,设A、a的基因频率分别的基因频率分别用用PA、Pa表示,表示,AA、Aa、aa的基因型频率分的基因型频率分别用别用PAA、PAa、Paa表示,则表示,则由以上公式可得出下列结论:由以上公式可得出下列结论: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,基因型频率之和也等于因型频率之和也等于1。一个等位基因的频率该等位基因纯合子的频一个等位基因的频
8、率该等位基因纯合子的频率率12杂合子的频率。(用于常染色体上的基杂合子的频率。(用于常染色体上的基因)因)【例例】从某种种群中随机抽出从某种种群中随机抽出100100个个体个个体,测知基因型为测知基因型为AAAA、AaAa、aaaa的个体分别为的个体分别为3030、6060和和1010,其中,其中A A基因频率为多少?基因频率为多少?a a基因基因频率为多少?频率为多少?1.1.根据基因频率的概念来计算;根据基因频率的概念来计算;2.2.根据结论规律来计算;根据结论规律来计算;A基因频率为基因频率为60%,a基因频率为基因频率为40%例例(2009上海高考改上海高考改)某小岛上原有果蝇某小岛上
9、原有果蝇10000只,其中基因型只,其中基因型VV、Vv和和vv的果蝇分别的果蝇分别占占15%、55%和和30%。若此时从岛外入侵了。若此时从岛外入侵了1000只基因型为只基因型为VV的果蝇,则种群中的果蝇,则种群中V的基因频的基因频率约是率约是()A43%B48%C52%D57%B例例某工厂有男女职工各某工厂有男女职工各200200名名,对他们对他们进行调查时发现进行调查时发现,女性色盲基因的携带者女性色盲基因的携带者为为1515名名,患者患者5 5人人,男性患者男性患者1111人人,那么这个那么这个群体中色盲基因的频率为多大群体中色盲基因的频率为多大?6%伴伴X染色体遗传的基因频率计算,应
10、注意染色体遗传的基因频率计算,应注意Y染色体无等位基因,可用如下公式表示:染色体无等位基因,可用如下公式表示:2已知基因频率求基因型频率已知基因频率求基因型频率设设A的基因频率为的基因频率为p,a的基因频率为的基因频率为q,则:,则:AA的基因型频率的基因型频率p2aa的基因型频率的基因型频率q2Aa的基因型频率的基因型频率2pq即遗传平衡定律可以写成:即遗传平衡定律可以写成:(p+q)2=p2+2pq+q2=1以上关系的使用应满足以下以上关系的使用应满足以下5个条件:个条件:种群大;种群大;种群中个体间的交配是种群中个体间的交配是随机的(自由交配)并能产生后代;随机的(自由交配)并能产生后代
11、;没有没有突变发生;突变发生;无迁入和迁出;无迁入和迁出;没有自然没有自然选择。选择。此时,上代基因传给下代的机会均等,此时,上代基因传给下代的机会均等,上下代间基因频率不变。上下代间基因频率不变。例例(2009上海高考上海高考)某小岛上原有果蝇某小岛上原有果蝇10000只,其中基因型只,其中基因型VV、Vv和和vv的果蝇分别的果蝇分别占占15%、55%和和30%。若此时从岛外入侵了。若此时从岛外入侵了1000只基因型为只基因型为VV的果蝇,且所有果蝇均随机的果蝇,且所有果蝇均随机交配,则交配,则F1代中代中V的基因频率约是的基因频率约是()A43%B48%C52%D57%B在一个适用遗传平衡
12、定律(在一个适用遗传平衡定律(随机交配、自随机交配、自由交配由交配)的群体中,上下代间基因频率不变。)的群体中,上下代间基因频率不变。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及,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?携带此隐性基因的杂合子的基因型频率?P Paaaa=1/10000=1/10000,则,则a a基因的基因频率为基因的基因频率为1/1001/100P PA A+P+Pa a=1=1,则,则A A基因的基因频率为基因的基因频率为99/10099/100AAA
13、A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(20072007年广东)某常染色体隐性遗传病在年广东)某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为人群中的发病率为1 1,色盲在男性中的发,色盲在男性中的发病率为病率为7 7。现有。现有对表现正常的夫妇,妻对表现正常的夫妇,妻子为该常染色体遗传病致病基因和色盲致子为该常染色体遗传病致病基因和色盲致病基因携带者。那么他们所生小孩同时患病基因携带者。那么他们所生小孩同时患上述
14、两种遗传病的概率是上述两种遗传病的概率是A A1 188 B88 B1 122 22 C C7 72200 D2200 D3 3800800A。题干中只告诉一大群体中某一基因型题干中只告诉一大群体中某一基因型频率(常用发病率),需要求此群体中基频率(常用发病率),需要求此群体中基因频率或其他基因型频率的因频率或其他基因型频率的,可用遗传平,可用遗传平衡定律;衡定律;名词区分名词区分:自交与自由交配自交与自由交配自交是指基因型相同的个体杂交。自交是指基因型相同的个体杂交。自由交配是指某一群体个体之间的随机交自由交配是指某一群体个体之间的随机交配,交配个体的基因型可以相同也可以不配,交配个体的基因
15、型可以相同也可以不同。自交属于自由交配的范畴。在群体之同。自交属于自由交配的范畴。在群体之间间自由交配自由交配的情况下的情况下可采用基因频率可采用基因频率(遗传遗传平衡定律平衡定律)来计算。来计算。例题:已知果蝇的灰身和黑身是一对相对性状,基例题:已知果蝇的灰身和黑身是一对相对性状,基因位于常染色体上。将纯种的灰身和黑身蝇杂交,因位于常染色体上。将纯种的灰身和黑身蝇杂交,F1全为灰身。全为灰身。F1自交产生自交产生F2,每对果蝇产生的后代,每对果蝇产生的后代数相等,试问:数相等,试问:(1)取)取F2中的雌雄果蝇自由交配,后代中灰中的雌雄果蝇自由交配,后代中灰身和黑身果蝇的比例为(身和黑身果蝇
16、的比例为()(2)取)取F2中的基因型相同的雌雄果蝇自交,中的基因型相同的雌雄果蝇自交,后代中灰身和黑身果蝇的比例为(后代中灰身和黑身果蝇的比例为()(3)将)将F2的灰身果蝇取出,让其自由交配,的灰身果蝇取出,让其自由交配,后代中灰身和黑身果蝇的比例为(后代中灰身和黑身果蝇的比例为()(4)将)将F2的灰身果蝇取出,让其中基因型相的灰身果蝇取出,让其中基因型相同的雌雄果蝇自交,后代中灰身和黑身果蝇同的雌雄果蝇自交,后代中灰身和黑身果蝇的比例为(的比例为()A5:1 B8:1 C5:3 D3:1DCBA2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(1)可遗传的变异来源于可遗传
17、的变异来源于、基因重组、基因重组和染色体变异,其中和染色体变异,其中和和统称为突变。统称为突变。(2)基因突变可产生基因突变可产生,因此可使,因此可使种群的基因频率发生变化。种群的基因频率发生变化。(3)由于突变和重组都是由于突变和重组都是的、的、的,的,因此只能提供因此只能提供进化的原材料,不能决定生物进进化的原材料,不能决定生物进化的方向。化的方向。基因突变基因突变基因突变基因突变染色体变异染色体变异新的等位基因新的等位基因随机随机不定向不定向基础回顾基础回顾基因突变基因突变新的等位基因新的等位基因基因重组基因重组多种多样的基因型多种多样的基因型种群出现大量的可遗传变异种群出现大量的可遗传
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