现代生物进化理论的主要内容PPT课件.ppt

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1、探究活探究活动动（一）（一）情景：情景：如果在灰色翅（基因型如果在灰色翅（基因型为为aa)昆虫的群体中偶昆虫的群体中偶然出然出现现一只一只绿绿色翅（色翅（Aa)的的变变异个体，且异个体，且绿绿色比灰色更色比灰色更不容易被不容易被敌敌害害发现发现。讨论题讨论题目：目：1.根据达根据达尔尔文文“适者生存、不适者淘汰适者生存、不适者淘汰”的的观观点点该绿该绿色个色个体体一定一定能被能被选择选择下来下来吗吗？2.如果如果该绿该绿色个体能很好的生活下来，它体内的色个体能很好的生活下来，它体内的A基因基因怎怎样样才能才能传递给传递给后代？后代？3、如果、如果Aa与其他个体交配生殖，后代与其他个体交配生殖，

2、后代还还会是会是绿绿色色吗吗？自然界中，没有哪一个体是自然界中，没有哪一个体是长长生不死的生不死的个体的基因型也会随着个体的死亡而消失，但决定表个体的基因型也会随着个体的死亡而消失，但决定表现现型的基因却可以通型的基因却可以通过过有性生殖有性生殖来来传给传给后代后代.后代会后代会发发生性状分离，出生性状分离，出现现aa的个体。的个体。生物的生物的进进化化仅仅仅仅研究个体的表研究个体的表现现型是否与型是否与环环境适境适应应是不是不够够的，的，还还需要研究需要研究群体群体的基因的基因组组成的成的变变化。化。思思维维梳理：梳理：研究个体研究个体-群体群体-什么什么样样的群体？的群体？种群？种群？群落

3、？群落？生生态态系系统统？没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任（一）种群是生物（一）种群是生物进进化的基本化的基本单单位位1 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。卧龙自然保护区 猕猴以下描述是种群吗？l1.一片草地上的全部蛇。一片草地上的全部蛇。l2.我国我国长长江流域的全部白江流域的全部白暨暨豚。豚。l3.海南海南岛岛上四季常有的上四季常有的红树红树林。林。l4.此此时时此刻我此刻我们们所在教室内的全所在教室内的全 部学生和老部学生和老师师。一个种群中的个体是机

4、械地集合在一起一个种群中的个体是机械地集合在一起吗吗？一个种群中的个体是能自由交配、繁殖的一个种群中的个体是能自由交配、繁殖的，因此，因此种群是生物种群是生物繁殖的基本繁殖的基本单单位位没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任2 2、种群的特点：、种群的特点：种群中的个体并不是机械地集合在一起，种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此而是彼此可以交配可以交配，并，并通通过过繁殖将各自的基因繁殖将各自的基因传给传给后代后代。思考：思考：同前一年的蝗虫种群相比，新形同前一年的蝗虫种群相比，新形成的蝗虫种群在基因成的蝗虫种群在基

5、因组组成上会有什么成上会有什么变变化化吗吗？没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任探究活探究活动动（三）（三）1.1.什么是基因什么是基因库库？基因？基因频频率的含率的含义义是什么？是什么？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叫这这个种群个种群的的基因基因库库。2.2.基因基因频频率的率的计计算算某昆虫种群中，某昆虫种群中，绿绿色翅的基因色翅的基因为为A,A,褐色翅的基因位褐色翅的基因位a a，调查发现调查发现AAAA、AaAa、aaaa的个体分的个体分别别占占30%30%、60%60%、1

6、0%10%、那么那么A A、a a的基因的基因频频率是多少？率是多少？在一个种群基因在一个种群基因库库中，某基因占中，某基因占全部等位基因全部等位基因数的数的比率叫做比率叫做基因基因频频率率。在一个种群中，某基因型个体占全部个在一个种群中，某基因型个体占全部个体的比率。体的比率。基因型基因型频频率：率：探究活动（三）遗传遗传平平衡状衡状态态3.用数学方法用数学方法讨论讨论基因基因频频率的改率的改变变 假假设讨论题设讨论题2中的群体中的群体满满足以下五个条件：足以下五个条件：昆虫群体数量足昆虫群体数量足够够大，大，全部的雌雄个体全部的雌雄个体间间都能都能自由交配自由交配并能并能产产生后代，生后代

7、，没有迁入与迁出，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三种基因型昆虫的生存能力完全相同（也就是同（也就是说说自然自然选择对选择对A、a控制的翅型性状没有作控制的翅型性状没有作用）用）也没有基因突也没有基因突变变和染色体和染色体变变异。异。计计算：算：(1)子一代、子二代、子三代的基因子一代、子二代、子三代的基因频频率与基因型率与基因型频频率率没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任在有性生殖在有性生殖过过程中，如果符合程中，如果符合遗传遗传平衡平衡，产产生的雌雄生的雌雄配子：配子：A 60%A 60%

8、a 40%a 40%36%24%16%AAAaAa 24%aa卵子卵子精子精子没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任 亲亲代代子一代子一代 子二代子二代 子三代子三代基因基因型型频频率率AA30%Aa60%aa10%基因基因频频率率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%（2）分析各代基因）分析各代基因频频率与基因型率与基因型频频率相同率相同吗吗？36%48%16%遗传遗传遗传遗传平衡定律（哈代平衡定律（哈代平衡定律（哈代平衡定律（哈代-温伯格定律）温伯格定律）温伯格定律）温伯

9、格定律）如果一个种群符合下列条件：如果一个种群符合下列条件：如果一个种群符合下列条件：如果一个种群符合下列条件：种群是极大的；种群是极大的；种群是极大的；种群是极大的；种群个体种群个体种群个体种群个体间间间间的交配是随机的，也就是的交配是随机的，也就是的交配是随机的，也就是的交配是随机的，也就是说说说说种群中每一种群中每一种群中每一种群中每一个个体与种群中其他个体的交配机会是相等的；个个体与种群中其他个体的交配机会是相等的；个个体与种群中其他个体的交配机会是相等的；个个体与种群中其他个体的交配机会是相等的；没有突没有突没有突没有突变产变产变产变产生生生生种群之种群之种群之种群之间间间间不存在个

10、体的迁移或基因交流不存在个体的迁移或基因交流不存在个体的迁移或基因交流不存在个体的迁移或基因交流没有自然没有自然没有自然没有自然选择选择选择选择；那么，那么，那么，那么，这这这这个种群的基因个种群的基因个种群的基因个种群的基因频频频频率（包括基因型）就可以一率（包括基因型）就可以一率（包括基因型）就可以一率（包括基因型）就可以一代代代代代代代代稳稳稳稳定不定不定不定不变变变变，保持平衡。（，保持平衡。（，保持平衡。（，保持平衡。（遗传遗传遗传遗传平衡的种群是理想平衡的种群是理想平衡的种群是理想平衡的种群是理想的种群）。如果用的种群）。如果用的种群）。如果用的种群）。如果用p p代表代表代表代表

11、A A基因的基因基因的基因基因的基因基因的基因频频频频率，率，率，率，q q代表基代表基代表基代表基因因因因a a的的的的频频频频率，那么率，那么率，那么率，那么（p+qp+q）2 2=p=p2 2+2pq+q+2pq+q2 2=1=1；p+q=1 p+q=1；AA=pAA=p2 2；Aa=2pqAa=2pq；aa=qaa=q2 2；没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任（3 3）上上述述计计算算结结果果是是在在满满足足五五个个假假设设条条件件的的基基础础上上计计算算的的，对对自自然然界界的的种种群群来来说说，这这五五个个条

12、条件件都都能能成成立立吗吗？特特别别是是如如果果第第点点假假设设成成立立这这与与前前面面我我们们所所学学的的基基因因突突变变的哪个特点相的哪个特点相违违背？背？基因突基因突变变与基因与基因频频率的改率的改变变有什么关系？有什么关系？l l普遍存在普遍存在l l随机随机发发生生l l突突变频变频率很低率很低l l多数多数对对生物体是生物体是有害有害的的l l不定向不定向的的基因突基因突变变可可产产生新生新基因基因(等位基因等位基因)，基因突基因突变变是可是可遗传遗传变变异的根本来源；异的根本来源；是基因是基因频频率改率改变变的的基基础础。遗传遗传平衡所指的种群是理想种群，在自然条件下，平衡所指的

13、种群是理想种群，在自然条件下，这这样样的种群是不存在的。所以种群基因的种群是不存在的。所以种群基因频频率率迟迟早要早要发发生生变变化，化，所以种群的所以种群的进进化是必然的。化是必然的。思考思考：生物自生物自发发突突变变的的频频率很低，且大多数突率很低，且大多数突变对变对生物生物体是有害的，它体是有害的，它为为何何还还能作能作为为生物生物进进化的原材料呢？化的原材料呢？例例 果果蝇约蝇约有有104对对基因，假定每个基因的突基因，假定每个基因的突变变率都是率都是105，若有一个中等数量的果，若有一个中等数量的果蝇蝇种群（种群（约约有有108个个体），个个体），那么每一代出那么每一代出现现基因突基

14、因突变变数是多少呢？数是多少呢？2 104 105个体个体 108种群种群=2 107没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任2、突、突变变的有害和有利并不是的有害和有利并不是绝对绝对的，的，它取决于生物的生存它取决于生物的生存环环境。境。3、突、突变变和基因重和基因重组组只只产产生生物生生物进进化的原材料，化的原材料，不能决定生物不能决定生物进进化的方向。化的方向。1、种群是由、种群是由许许多个体多个体组组成的，每个个体的每个成的，每个个体的每个细细胞内都有成千上万个基因，胞内都有成千上万个基因，这样这样，每一代就会，每一代

15、就会产产生大量的突生大量的突变变（二）突（二）突变变和基因重和基因重组产组产生生进进化的原材料化的原材料不可以不可以遗传遗传的的变变异异可可遗传遗传的的变变异异基因突基因突变变染色体染色体变变异异基因重基因重组组突突变变没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任突突变变和基因重和基因重组产组产生生物生生物进进化的原材料化的原材料 突突变变产产生生等位基因等位基因基因重基因重组组多种多多种多样样的基因型的基因型种群出种群出现现大量大量的可的可遗传变遗传变异异变变异是不定向的异是不定向的形成了形成了进进化的原材料化的原材料没有明确的

16、价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任（1 1）根据前面所学的你能做出假）根据前面所学的你能做出假设吗设吗？探究活探究活动动（四）（四）“探究自然探究自然选择对选择对种群基因种群基因频频率的影响率的影响”ss长满长满长满长满地衣的地衣的地衣的地衣的树树树树干上的干上的干上的干上的桦桦桦桦尺蠖尺蠖尺蠖尺蠖黑褐色黑褐色树树干上的干上的桦桦尺蠖尺蠖自然自然选择选择可以使种群的基因可以使种群的基因频频率定向改率定向改变变没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任探究活动（三）2

17、 2）现现在我在我们们用数学方法来用数学方法来讨论讨论一下一下桦桦尺蠖基因尺蠖基因频频率率变变化化的原因。的原因。18701870年年桦桦尺蠖的基因型尺蠖的基因型频频率率为为SS10%SS10%；Ss20%Ss20%；ss70%ss70%，在，在树树干干变变黑黑这这一一环环境条件下假如境条件下假如树树干干变变黑不利于黑不利于桦桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%10%，黑色，黑色个体每年增加个体每年增加10%10%，以后的几年内，以后的几年内，桦桦尺蠖种群每年的基尺蠖种群每年的基因型因型频频率与基因率与基因频频率是多少呢？率是多少呢？第第1 1年

18、年 第第2 2年年 第第3年年第第4年年基因型基因型频频率率SS10%10%11.5%11.5%Ss20%20%22.9%22.9%ss70%70%65.6%65.6%基因基因频频率率S20%20%23%23%s80%80%77%77%70.7%26%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高升高降低降低没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任(3)(3)在在这这个个探探究究实实验验中中根根据据上上面面的的数数据据分分析析，变变黑黑的的环环境境对对桦桦尺尺蠖蠖产产生生了了什什么么样样的

19、的影影响响？变变黑黑的的环环境境对对桦桦尺尺蠖蠖浅色个体的出生率有影响浅色个体的出生率有影响吗吗？(4)(4)在自然在自然选择选择中，直接受中，直接受选择选择的是基因型的是基因型还还是表是表现现型？型？变变黑的黑的环环境使控制浅色的境使控制浅色的s s基因基因频频率减少，率减少，S S基因基因频频率增加。率增加。许许多浅色个体可能在没有交配、多浅色个体可能在没有交配、产产卵前就已被天卵前就已被天敌敌捕食捕食天天敌敌看到的是看到的是桦桦尺蠖的体色（表尺蠖的体色（表现现型）而不是型）而不是控制体色的基因控制体色的基因没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就

20、是人生责任。每承担一次责任原因：原因：淘汰不利淘汰不利变变异基因、异基因、积积累有利累有利变变异基因异基因结结果：果：使基因使基因频频率定向改率定向改变变。结论结论：自然：自然选择选择决定生物决定生物进进化的方向化的方向自然自然选择对选择对种群基因种群基因频频率的影响率的影响没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任1.某某岛屿岛屿上存在着尺蛾的两个上存在着尺蛾的两个变变种，种，该该地区原地区原为为森林，森林，后建后建设设成工成工业业区。下表区。下表为该为该地区不同地区不同时时期的两个期的两个变变种尺种尺蛾的数量比。蛾的数量比。

21、这这些些变变化化产产生的原因是生的原因是A灰尺蛾迁离，黑尺蛾迁入灰尺蛾迁离，黑尺蛾迁入B工工业业煤烟使灰尺蛾煤烟使灰尺蛾变变成黑尺蛾成黑尺蛾C自然自然选择选择作用作用D人工人工选择选择的作用的作用2.用用现现代生物代生物进进化理化理论论分析解分析解释释狼的狼的进进化化过过程。程。(1)狼群中存在不同狼群中存在不同类类型的个体，如有跑得快的，有跑得型的个体，如有跑得快的，有跑得慢的。它慢的。它说说明生物具有明生物具有_的特性，而的特性，而这这种特性是生种特性是生物物进进化的化的 。(2)随着随着环环境的改境的改变变，食物稀少，跑得快、凶猛的狼才能，食物稀少，跑得快、凶猛的狼才能获获得食物生存下去

22、。得食物生存下去。这样这样，食物、，食物、环环境境对对狼起了狼起了_作用，而作用，而这这种作用是种作用是_的，它决定着生物的，它决定着生物进进化的化的_。森林森林时时期期工工业时业时期期灰蛾灰蛾黑蛾黑蛾灰蛾灰蛾黑蛾黑蛾99%1%1%99%变变异异原材料原材料选择选择方向方向定向的定向的C有关基因有关基因频频率的率的计计算算1 1常染色体常染色体遗传遗传方面的基因方面的基因频频率率计计算算通通过过基因型基因型计计算基因算基因频频率率基因基因频频率率=种群中种群中该该基因的基因的总总数种群中数种群中该该等位基因的等位基因的总总数。数。例例1 1：从某个种群中随机抽出：从某个种群中随机抽出10010

23、0个个体，个个体，测测知基因型知基因型为为AAAA、AaAa和和aaaa的个体分的个体分别别是是3030、6060和和1010个。个。就就这对这对等位基因来等位基因来说说，每个个体可以看做含有，每个个体可以看做含有2 2个基因。个基因。那么，那么，这这100100个个体共有个个体共有200200个基因，其中，个基因，其中，A A基因有基因有230+60=120230+60=120个，个，a a基因有基因有210+60=80210+60=80个。于是，在个。于是，在这这个种群中，个种群中，A A基因的基因的频频率率为为：120200=60%120200=60%a a基因的基因的频频率率为为：80

24、200=40%80200=40%通通过过基因型基因型频频率率计计算基因算基因频频率率一个等位基因一个等位基因频频率率=该该等位基因等位基因纯纯合子的合子的频频率率+1/2+1/2杂杂合子合子的的频频率率l例例2 2：从某种生物种群中随机抽出一定数量的个体，其：从某种生物种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型中基因型为为AAAA的个体占的个体占24%24%，基因型，基因型为为AaAa的个体占的个体占72%72%，基因型，基因型为为aaaa的个体占的个体占4%4%，基因，基因A A和基因和基因a a的的频频率率分分别别是是()()lA.24%72%B.36%64%C.57%43%D.60%A.2

25、4%72%B.36%64%C.57%43%D.60%40%40%l【解析】根据【解析】根据题题意，按方法一意，按方法一计计算：在算：在100100个个体中，个个体中，AAAA占占2424个，个，AaAa占占7272个，个，aaaa占占4 4个，即在个，即在200200个基因中，个基因中，A A的基因有的基因有22422472=12072=120个，基因个，基因频频率率为为120200=60%120200=60%，a a的基因的基因频频率率为为40%40%。（答案（答案为为DD）l按基因型按基因型频频率率计计算：算：A=AAA=AA1/2Aa=24%1/2Aa=24%1/2 72%=60%1/2 72%=60%a=aa a=aa 1/2Aa=4%1/2Aa=4%1/2 72%=40%1/2 72%=40%有关基因有关基因频频率的率的计计算算