生物的进化(理).pptx

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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 生物为什么会进化？生物为什么会进化？生物进化的本质是什么？生物进化的本质是什么？生物进化有什么规律？生物进化有什么规律？第第1 1节节 现代生物进化理论的由来现代生物进化理论的由来阅读思考？阅读思考？举例说明拉马克学说的主要观点是什么？举例说明拉马克学说的主要观点是什么？一：拉马克一：拉马克(1744-1829)的进化学说的进化学说用进废退学说用进废退学说1.1.所有生物都不是神创造的，而是由所有生物都不是神创造的，而是由_ _ 进化；进化；2.2.生物是由生物是由_到到_逐步进化而来的；逐步进化而来的；3.3.生物各种适应性特征的形成都是由于生

2、物各种适应性特征的形成都是由于 和和_。更古老的生物更古老的生物低等低等高等高等用进废退用进废退获得性遗传获得性遗传自然选择？自然选择？达尔文达尔文用进废退用进废退拉马克拉马克？二、达尔文二、达尔文(1809-1882)的自然选择学说的自然选择学说（一）主要内容（一）主要内容（一）主要内容（一）主要内容过度繁殖过度繁殖自然选择的材料自然选择的材料生存斗争生存斗争自然选择的动力自然选择的动力遗传变异遗传变异进化的内因进化的内因适者生存适者生存自然选择的结果自然选择的结果 青霉素是一种抗菌素，几十年来，由于反复使用致使某些细菌对青青霉素是一种抗菌素，几十年来，由于反复使用致使某些细菌对青霉素的抗药

3、性越来越强。霉素的抗药性越来越强。(1)(1)青霉素使用之前，细菌对青霉素的抗药性存在着青霉素使用之前，细菌对青霉素的抗药性存在着_；患者使用青霉素后，体内绝大多数细菌被杀死患者使用青霉素后，体内绝大多数细菌被杀死(这是这是_)_)，极少数抗药性强的细菌活了下来并繁殖后，极少数抗药性强的细菌活了下来并繁殖后代代(这是这是_)_)。青霉素的使用对细菌起了。青霉素的使用对细菌起了_作用，这种作用是通过细菌与青霉素之间的作用，这种作用是通过细菌与青霉素之间的_实现实现的。由于青霉素的反复使用，就会使得抗药性这个性状逐代的。由于青霉素的反复使用，就会使得抗药性这个性状逐代_而加强。从这个过程可以看出，

4、虽然生物的而加强。从这个过程可以看出，虽然生物的_是是不定向的，但不定向的，但_在很大程度上是定向的。所以细菌抗在很大程度上是定向的。所以细菌抗药性产生的内因是药性产生的内因是 ，而外因是，而外因是 。差异差异不适者被淘汰不适者被淘汰 自然选择自然选择变异变异 积累积累生存斗争生存斗争选择选择适者生存适者生存 遗传和变异遗传和变异自然选择自然选择P82例2n1937年，某人把原产丹麦和德国的白三叶草移至年，某人把原产丹麦和德国的白三叶草移至瑞典栽培，这里的气候比较寒冷，最初白三叶草瑞典栽培，这里的气候比较寒冷，最初白三叶草茎、叶的单位面积产量很低，但是经过若干年后，茎、叶的单位面积产量很低，但

5、是经过若干年后，产量显著提高，人们对这一事实作出以下几点解产量显著提高，人们对这一事实作出以下几点解释释,其中不符合达尔文学说的是（其中不符合达尔文学说的是（）A.不耐寒的个体被自然淘汰不耐寒的个体被自然淘汰 B.耐寒的个体得以生存并繁殖耐寒的个体得以生存并繁殖 C.白三叶草在生长过程中逐渐适应了新的环境白三叶草在生长过程中逐渐适应了新的环境 D.这是一个自然选择的过程这是一个自然选择的过程（二）重要意义（二）重要意义科学的解释了：科学的解释了：（1）生物进化的原因。）生物进化的原因。（2）生物的多样性和适应性。）生物的多样性和适应性。（3）使生物学第一次摆脱了神学）使生物学第一次摆脱了神学的

6、束缚，走上科学的轨道的束缚，走上科学的轨道自然选择学说的局限性自然选择学说的局限性n未解释未解释遗传和变异的本质遗传和变异的本质n对生物进化的解释局限于对生物进化的解释局限于个体个体水平水平n强调物种形成是渐变的结果，不能强调物种形成是渐变的结果，不能解释解释物种大爆发物种大爆发的现象。的现象。现代生物进化理论是以现代生物进化理论是以 为为核心发展起来的，对于遗传和变异的研究，核心发展起来的，对于遗传和变异的研究，已经从已经从_水平深入到水平深入到_水平，从水平，从以以_为单位为单位,发展到以发展到以_为为单位。单位。性状性状基因基因种群种群自然选择学说自然选择学说现代生物进化理论现代生物进化

7、理论生物个体生物个体第第2节节 现代生物进化理论现代生物进化理论（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1.种群种群 概念：生活在概念：生活在一定区域一定区域的的同种生物同种生物的全部个体。的全部个体。特点：个体间彼此可以交配特点：个体间彼此可以交配 生物繁殖的基本单位。生物繁殖的基本单位。例：（课本例：（课本P118,1）一一 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化2.2.基因库：基因库：概念：概念：一个种群一个种群的全部个体所含有的全部的全部个体所含有的全部基因。基因。3.基因频率：基因频率：概念：在一个种群基因库中，概念：在一个种群基因库中，某种基因

8、某种基因占占全部等位基因数全部等位基因数的比率。的比率。一一 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化(1)基因频率基因频率=某基因的数目某基因的数目该基因的各等位基因的总数该基因的各等位基因的总数例：例：在一个种群中机抽出在一个种群中机抽出100个个体，个个体，其中基因类型其中基因类型AA的个体占的个体占30个，基因个，基因型为型为Aa的个体占的个体占60个，基因型为个，基因型为aa的个的个体占体占10个，那么基因个，那么基因A和基因和基因a的频率分的频率分别是别是()、()。60%40%(2)基因频率基因频率=纯合子频率纯合子频率 +1/2 杂合子频率杂合子频率例：例：在一

9、个种群中机抽出一定数量的个在一个种群中机抽出一定数量的个体，其中基因类型体，其中基因类型AA的个体占的个体占18%，基因型为基因型为Aa的个体占的个体占78%，基因型为，基因型为aa的个体占的个体占4%，那么基因，那么基因A和基因和基因a的的频率分别是频率分别是()、()。57%43%区分基因频率和基因型频率区分基因频率和基因型频率n例：对某校学生进行色盲遗传病调例：对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现：查研究后发现：780名女生中有患名女生中有患者者23人、携带者人、携带者52人；人；820名男生名男生中有患者中有患者65人，那么该群体中色盲人，那么该群体中色盲基因的频率是基因的频率是 A

10、.4.4%B.5.1%C.6.8%D.10.2%基因频率的计算基因频率的计算（P115P115例题）某昆虫种群中，绿色翅的基因为例题）某昆虫种群中，绿色翅的基因为A,A,褐褐色翅的基因位色翅的基因位a a，调查发现，调查发现AAAA、AaAa、aaaa的个体分别占的个体分别占30%30%、60%60%、10%10%、那么、那么A A、a a的基因频率是多少？的基因频率是多少？若这一种群繁殖若干代，基因频率会不会发生变化若这一种群繁殖若干代，基因频率会不会发生变化呢？呢？A=60%a=40%（1）亲代雌雄配子的种类和比例是多少？）亲代雌雄配子的种类和比例是多少？（2）子代）子代基因型的频率基因型

11、的频率各是多少各是多少?（3）子代种群的）子代种群的基因频率基因频率各是多少各是多少?若亲代昆虫中的种群满足以下五个条件：若亲代昆虫中的种群满足以下五个条件：昆昆虫虫种种群群数数量量足足够够大大，全全部部的的雌雌雄雄个个体体间间都都能能自自由由交交配配并并能能产产生生后后代代，没没有有迁迁入入与与迁迁出出，自自然然选选择择对对A A、a a控控制制的的翅翅型型性性状状没没有有作作用用也也没没有有基基因因突突变变和和染染色色体体变异。变异。亲代子一代 子二代 子三代基因型频率AA30%Aa60%aa10%基因频率Aa36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%4

12、8%16%60%40%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哈迪-温伯格平衡定律n平衡种群平衡种群 种群足够大种群足够大 雌雄随机交配雌雄随机交配 无迁入、迁出无迁入、迁出 无基因突变无基因突变 无自然选择影响无自然选择影响n非平衡种群随机交配一次即得平衡种群非平衡种群随机交配一次即得平衡种群 公式公式 设设A的基因频率的基因频率=p,a的基因频率为的基因频率为=q，则，则 (p+q)2=p2+2pq+q2=1 其中其中p2是是AA的基因频率，的基因频率，2pq是是Aa的基因的基因频率，频率，q2是是aa的基因频率的基因频率3.基因频率：基因频率：特点：频率可变。特点：频率可

13、变。种群基因频率改变的原因：种群基因频率改变的原因：基因突变、基因重组、自然选择基因突变、基因重组、自然选择生物进化的实质是种群基因频率的改变生物进化的实质是种群基因频率的改变自然界中生物种群的基因频率迟早要改变自然界中生物种群的基因频率迟早要改变基因突变的特点：基因突变的特点：n n普遍存在普遍存在n n随机发生随机发生n n突变频率很低突变频率很低n n多数对生物体是多数对生物体是有害有害的的n n不定向不定向的的为什么能为进化提供原材料？为什么能为进化提供原材料？（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：可遗传变异：可遗传变异：基因突变基因突变 基因重组基因重

14、组 染色体变异染色体变异 统称突变统称突变 过程：过程：基因基因突变突变 产生产生 等位等位基因基因 基因重组基因重组 多种多多种多样的基样的基因型因型 种群出现种群出现大量可遗大量可遗传变异传变异 变异是不变异是不定向的定向的 为生物进化为生物进化提供原材料提供原材料 但不能决但不能决定生物进定生物进化的方向化的方向“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”s长满地衣的树干上的桦尺蠖长满地衣的树干上的桦尺蠖长满地衣的树干上的桦尺蠖长满地衣的树干上的桦尺蠖黑褐色树干上的桦尺蠖黑褐色树干上的桦尺蠖s19世纪世纪20世纪世纪我在这儿我在这儿（1 1）做出假设？）做出假设？

15、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第1年年 第第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%13.01%26%60.9%26.1%73.9%14.6%29.3%56.1%29.3%70.7%升高升高降低降低（2 2）用数学方法来讨论一下桦尺蠖基因频率变化的原因）用数学方法来讨论一下桦尺蠖基因频率变化的原因(3)(3)变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的出生率有影响吗？变黑的环境对桦尺蠖浅

16、色个体的出生率有影响吗？(4)(4)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？n原因是：原因是：淘汰不利变异基因、积累淘汰不利变异基因、积累有利变异基因有利变异基因n结果是：结果是：使基因频率定向改变。使基因频率定向改变。（三）自然选择决定生物进化的方向（三）自然选择决定生物进化的方向1物种的概念物种的概念在自然状态在自然状态下能够下能够相互交配相互交配，并能够，并能够产生出产生出可育后代可育后代的一群生物。的一群生物。2.隔离：隔离：不同种群间的个体，在自然条件下基不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。因不能自由交流的现象。二

17、二 隔离与物种的形成隔离与物种的形成地理隔离地理隔离n概念：同一种生物由于地理上的障碍而分成概念：同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象的现象东东北北虎虎华华南南虎虎生殖隔离生殖隔离n概念：不同物种之间一般是不能交配，或者概念：不同物种之间一般是不能交配，或者交配后不能产生出可育后代。交配后不能产生出可育后代。马马驴驴骡骡3.3.物种的形成物种的形成方式方式n渐变式：经过长期的地理隔离而达渐变式：经过长期的地理隔离而达到生殖隔离。到生殖隔离。原原物物种种种群种群1种群种群2变异类型变异类型1变异类型变异类型2自然选择自

18、然选择1自然选择自然选择2新物种新物种1新物种新物种2地理地理隔离隔离生殖隔离生殖隔离基因频率定向改变基因频率定向改变不定向变异不定向变异新物种产新物种产生的生的标志标志AB B 甲甲B DC C乙乙1、物种、物种A进化为进化为B、C的两个外部因素是的两个外部因素是 和和 。2、甲上的、甲上的B物种迁到乙后，不与物种迁到乙后，不与C物种进化为物种进化为同一物种的同一物种的 原因是原因是 。3、迁到乙后的、迁到乙后的B物种进化为物种进化为D物种的原因是物种的原因是自然选择自然选择地理隔离地理隔离B与与C已形成生殖隔离已形成生殖隔离两地环境不同，自然选择不同，再加上地理隔两地环境不同，自然选择不同

19、，再加上地理隔离，使它们基因频率的差别累积形成生殖隔离离，使它们基因频率的差别累积形成生殖隔离练习小结（关于隔离）：小结（关于隔离）：在自然界中，新物种的形成往往要有（在自然界中，新物种的形成往往要有（）的发生，隔离是指不同种群间的个体，在自然条的发生，隔离是指不同种群间的个体，在自然条件下（件下（）不能自由交流的现象。）不能自由交流的现象。隔离隔离基因基因3.3.物种的形成物种的形成n暴发式：不需经过地理隔离而达到暴发式：不需经过地理隔离而达到生殖隔离。如多倍体的形成。生殖隔离。如多倍体的形成。n人工创造新物种人工创造新物种3.3.物种的形成物种的形成三个基本环节三个基本环节n突变和基因重组

20、突变和基因重组n自然选择自然选择n隔离隔离新物种产生一定有生物进化的过程；新物种产生一定有生物进化的过程；生物进化不一定产生新物种。生物进化不一定产生新物种。n_是生物进化的基本单位是生物进化的基本单位n生物进化的实质是生物进化的实质是_n突变和基因重组产生进化的突变和基因重组产生进化的_n_决定生物进化的方向决定生物进化的方向n_是物种形成的必要条件是物种形成的必要条件n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种群种群原材料原材料自然选择自然选择隔离隔离种群基因频率发生定向改变种群基因频率发生定向改变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现代生物进化理论的主要内容现

21、代生物进化理论的主要内容三三 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第第2 2节节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概念：不同物种之间，生物与无机环境之间在概念：不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展相互影响中不断进化和发展一、共同进化一、共同进化兰兰花花和和专专门门给给它它传传粉粉的的蛾蛾捕食者和被捕食者之间的关系捕食者和被捕食者之间的关系斑马和猎豹相互选择共同进化斑马和猎豹相互选择共同进化1.内容：内容：基因的多样性基因的多样性物种的多样性物种的多样性生态系统的多样性生态系统的多样性二、生物多样性的形成二、生物多样性的形成最早出现的生物是

22、厌氧的单细胞生物，它们生最早出现的生物是厌氧的单细胞生物，它们生活在海洋中。活在海洋中。多细胞生物大约是在寒武纪出现的，它们生活多细胞生物大约是在寒武纪出现的，它们生活在海洋中。在海洋中。最早登陆的生物是植物，否则动物登陆后就会最早登陆的生物是植物，否则动物登陆后就会饿死。饿死。思考题思考题1.最早出现的生物是哪一类生物？它最早出现的生物是哪一类生物？它们生活在什么环境中？们生活在什么环境中？2.多细胞生物大约是什么时期出现多细胞生物大约是什么时期出现的？它们生活在什么环境中？的？它们生活在什么环境中？3.最早登陆的生物是植物还是动物？为最早登陆的生物是植物还是动物？为什么？什么？下列关于生物

23、变异和生物进化的叙述，正确下列关于生物变异和生物进化的叙述，正确的是（的是（）A.A.自然选择使种群基因频率发生定向改变，自然选择使种群基因频率发生定向改变，决定生物进化的方向决定生物进化的方向B.B.种群基因频率的改变导致生物进化，并一种群基因频率的改变导致生物进化，并一定出现新的物种定出现新的物种C.C.地理隔离能使种群基因库产生差别，必然地理隔离能使种群基因库产生差别，必然导致生殖隔离导致生殖隔离D.D.所有的变异类型都可以为生物进化提供原所有的变异类型都可以为生物进化提供原始的选择材料始的选择材料1、生物进化与物种形成的关系、生物进化与物种形成的关系生物进化生物进化物种形成物种形成标志

24、标志基因频率变化基因频率变化生殖隔离出现生殖隔离出现基因库基因库改变改变显著改变显著改变影响因素影响因素 或或 必要条件必要条件基因突变、基基因突变、基因重组、自然因重组、自然选择、选择、突变和基因重突变和基因重组、自然选择、组、自然选择、隔离隔离联系联系新物种形成是生物进化的结果；新物种形成是生物进化的结果；生物进化不一定产生新物种。生物进化不一定产生新物种。2.现代进化理论与达尔文学说现代进化理论与达尔文学说n区别：区别：n联系：联系：n正常情况下（不考虑个体致死现象），正常情况下（不考虑个体致死现象），群体群体随机交配随机交配前后，种群的基因频率、前后，种群的基因频率、基因型频率不变。基

25、因型频率不变。n纯合子纯合子自交自交后，种群的基因频率和基后，种群的基因频率和基因型频率不变。因型频率不变。n杂合子杂合子自交自交后，种群的基因频率不变，后，种群的基因频率不变，纯合子频率增加。纯合子频率增加。交配方式交配方式对对基因频率基因频率无影响。无影响。4、种群和物种、种群和物种n判断标准：判断标准：种群：同一地点，同种生物种群：同一地点，同种生物物种：能自由交配，并产生可育后代物种：能自由交配，并产生可育后代n隔离：隔离：种群间：有地理隔离种群间：有地理隔离物种间：有生殖隔离物种间：有生殖隔离果蝇是常用的遗传学研究的实验材料，据资料显果蝇是常用的遗传学研究的实验材料，据资料显示，果蝇

26、约有示，果蝇约有10104 4对基因，现有一黑腹果蝇的野生对基因，现有一黑腹果蝇的野生种群，约有种群，约有10107 7个个体，请分析回答以下问题：个个体，请分析回答以下问题：（1 1）该种群的全部个体所含有的全部基因统称为）该种群的全部个体所含有的全部基因统称为种群的种群的_，经观察，该种群中果蝇有多，经观察，该种群中果蝇有多种多样的基因型，分析其产生原因，是在突变过种多样的基因型，分析其产生原因，是在突变过程中产生的程中产生的_，通过有性生殖过程中的，通过有性生殖过程中的_而产生的，使种群中产生了大量的可遗而产生的，使种群中产生了大量的可遗传的传的_，其产生的方向是，其产生的方向是_，它们

27、，它们都能为生物进化提供都能为生物进化提供_。基因库基因库等位基因等位基因基因重组基因重组变异变异不定向的不定向的原材料原材料（2 2）假定该种群中每个基因的突变率都是）假定该种群中每个基因的突变率都是1010-5-5，那么在该种群中每一代出现的基因突，那么在该种群中每一代出现的基因突变数是变数是_。（3 3）随机从该种群中抽出）随机从该种群中抽出100100只果蝇，测知只果蝇，测知基因型基因型AAAA（灰身）（灰身）3535只，只，AaAa（灰身）（灰身）6060只，只，aaaa（黑身）（黑身）5 5只，请问只，请问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_。（4 4）通过对果蝇及其他生物的群体遗传学）通过对果蝇及其他生物的群体遗传学的研究，可得出生物进化的基本单位是的研究，可得出生物进化的基本单位是_；生物进化的实质在于；生物进化的实质在于_。65%35%2106个个种群种群种群基因频率的改变种群基因频率的改变