种群基因组成的变化课件.pptx
适应是自然选择的结果,：认为各种生物都是自古以来就如此的。,食蚁兽舌头之所以细长，是长期舔食蚂蚁的结果,鼹鼠长期生活在地下，视觉派不上用场，眼睛就萎缩、退化,适应是自然选择的结果拉马克的观点1：当今所有的生物都是由更古,适应是自然选择的结果,拉马克的进化学说有什么进步意义？,拉马克的进化学说有哪些局限性？你能举例反驳用进废退、获得性遗传的观点吗？,年轻时的斯瓦辛格和他的儿子,拉马克是历史上第一个系统提出进化理论的学者，这一理论否定了生,适应是自然选择的结果,达尔文提出的自然选择学说，对生物的进化和适应的形成做出了合理的解释，他认为适应的来源是可遗传的变异，适应是自然选择的结果。,【达尔文自然选择学说的解释模型】,适应是自然选择的结果达尔文提出的自然选择学说，对生物的进化和,适应是自然选择的结果,适应是自然选择的结果【过度繁殖】：一般来说，种群都会繁殖出很,长颈鹿的适应性特征示意图,运用自然选择学说解释适应的形成,长颈鹿主要以树叶为食，而在漫长的干早季节，食物的缺乏是经常发生的。设想在某个历史时期，长颈鹿的祖先群体中出现了颈长的个体，这一变异是可以遗传的。这样的个体在生存和繁殖上具有什么优势？经过若干代的繁殖，长颈鹿祖先群体中颈长的个体所占的比例将会怎么变化？,基于以上分析，请你用自己的话概括长颈鹿“长颈” 的这一适应性特征是如何形成的。,长颈鹿的适应性特征示意图运用自然选择学说解释适应的形成长颈鹿,适应是自然选择的结果,【判断正误】：适应的形成离不开生物的遗传和变异（内因）与环境（外因）的相互作用。判断下列应适应及其形成相关的表述是否正确。,适应不仅是指生物与环境的适应，也包括生物的结构与功能相适应。 （ ）具有有利变异的个体都能成功的生存和繁殖后代，具有不利变异的个体会过早死亡，不能留下后代。 （ ）适应相对性的根本原因是遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾。 （ ）,适应是自然选择的结果适应形成的必要条件可遗传的有利变异环境的,使生物学摆脱神创论（神创论认为生物是神创造的，物种是永恒不变的）的束缚，成为一门名副其实的科学；,评述达尔文的自然选择学说的贡献,达尔文的生物进化论在与神创论和物种不变论的斗争中传遍了全世界。马克思和恩格斯对达尔文的理论给予了高度评价，认为达尔文的进化论是科学史上的一次革命，极大地推动了19世纪自然科学的发展。恩格斯将其誉为19世纪自然科学的三大发现之一。,：,恩格斯将达尔文的生物进化论誉为19世纪自然科学的三大发现之一。,达尔文的自然选择学说的贡献：,揭示了生物界的统一性是由于所有的生物都有共同祖先，而生物的多样性和适应性是进化的结果。生物界千差万别的种类之间有一定的内在联系，从而大大促进了生物学各个分支学科的发展。,使生物学摆脱神创论（神创论认为生物是神创造的，物种是永恒不变,达尔文的自然选择学说的局限性,：,限于当时的科学发展水平，达尔文对遗传和变异的认识还局限于性状水平，不能科学地解释遗传和变异的本质；,达尔文的自然选择学说的局限性：,达尔文强调物种是通过微小变异的逐渐积累而渐变的，多次强调“自然界没有飞跃” 的观点，其实骤变也是物种形成的重要方式。,达尔文主要是从个体水平上用“生存斗争、适者生存”的观点来解释进化的原因，过于注重个体存活的进化价值，实际上进化是群体在长期繁衍过程中遗传上的变化，适者生存主要是为了产生更多的后代，而不是杀死竞争对手。,达尔文的自然选择学说的局限性 ： 限于当时的科学发展水平，,分析生物进化观点对人们思想观念的影响,达尔文的生物进化论和神创论的主要冲突是什么？达尔文提出生物进化论之后，为什么遭到许多人的攻击、谩骂和讥讽？,：,19世纪末，严复、梁启超等以自然选择学说中“物竞天择，适者生存”的观点，作为唤起同胞救国图强的警钟。这一做法在当时起到了什么作用？,分析生物进化观点对人们思想观念的影响达尔文的生物进化论和神创,分析生物进化观点对人们思想观念的影响,马克思读了达尔文的物种起源后，在写给恩格斯的一封信中说：“虽然这本书用英文写得很粗略，但是它为我们的观点提供了自然史的基础。”马克思所说的“我们的观点”是指什么观点？,：,达尔文的生物进化论对于人们正确认识人类在自然界的地位有什么启示？,分析生物进化观点对人们思想观念的影响马克思读了达尔文的物种,种群是生物进化的基本单位,：,生物的基本特征体现在个体上，达尔文在解释长颈鹿的“长颈”的适应性特征时，将个体视为生物进化的基本单位，认为自然选择作用的是个体，而且是个体的表型，进化表现为个体在遗传组成和性状上的改变。,如果非常不巧，有只变异成脖子很长的长颈鹿，由于过于高调，被它的天敌盯上而英年早逝，或者由于与其他短脖子的长颈鹿格格不入而被剩下，无法完成鹿生大事，那这种情况下，能说明长颈鹿进化了吗？,通过以上分析可知：一个个体的适应能力无论有多强，但如果它的基因不能传给后代，那么它在进化上就没有意义。因此个体不是生物进化的基本单位。,种群是生物进化的基本单位 ： 生物的基本特征体现在个体上，,种群和种群基因库,：,在自然界，个体都会死亡，个体的表型会随着个体的死亡而消失，而决定表型的基因却可以随着生殖而世代延续，并且在群体中扩散。因此研究生物的进化，仅研究个体和表型是不够的，还须研究群体中基因组成的变化。,为什么说种群才是生物进化的基本单位呢？,（1）定义：生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫做种群。,（2）特点：种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此间可以交配并通过繁殖将各自的基因传给后代，因此种群也是生物繁殖的基本单位；,种群的定义及特点：,（3）举例：一片树林中的全部猕猴 （ ）； 一个草地上的所有蒲公英 （ ） ； 一个湖泊中的全部鱼 （ ）； 卧龙自然保护区中的全部大熊猫 （ ）；,种群和种群基因库 ： 在自然界，个体都会死亡，个体的表型会,（1）基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库；,（2）基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值；,基因库、基因频率和基因型频率的定义：,注：就这对等位基因来说，每个个体可以看作含有2个基因，这100个个体共有200个基因。,（3）基因型频率：在一个种群中，某基因型的个体数占该种群个体总数的比值；,种群和种群基因库,（1）基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因叫做这个种群,：,基因型频率和基因频率的相关计算：,A基因的频率为：（230+60）200=60%,AA的基因型频率为：30100=30%,A基因的频率=AA基因型频率+1/2Aa基因型频率,Aa的基因型频率为：60100=60%,aa的基因型频率为：10100=10%,a基因的频率为：（210+60）200=40%,a基因的频率=aa基因型频率+1/2Aa基因型频率,=30%+1/260%=60%,=10%+1/260%=40%,种群和种群基因库,： 基因型频率和基因频率的相关计算：A基因的频率为：（2,用数学方法讨论基因频率的变化,该种群产生的A配子和a配子的比值各是多少？子代基因型的频率各是多少？子代种群的基因频率各是多少？,30%,30%,30%,10%,36%,48%,16%,60%,40%,60%,40%,假设上述昆虫种群非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配并产,用数学方法讨论基因频率的变化,（1）根据亲本基因型频率推出配子的基因频率,（2）通过配子结合算出子一代的基因型频率,（3）从子一代的基因型频率，算出子二代各基因的频率,用数学方法讨论基因频率的变化卵细胞0.6A0.4a精子0.6,：,子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率会同子一代一样吗？,【总结】：,用数学方法讨论基因频率的变化,如果一个种群符合下列条件：,种群是极大的； 种群个体间的交配是随机的，种群中每个个体与其他个体的交配机会是相等的；没有突变发生；种群之间不存在个体的迁移或基因交流；没有自然选择；,那么这个种群的基因频率就可以一代代稳定不变，保持平衡。这就是遗传平衡定律，也称哈代温伯格平衡。,： 子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率会同子,：,在满足上述5个条件的前提下：若种群中一对等位基因分别为A和a，设A的基因频率=p，a的基因频率=q，那么遗传平衡定律可以写成：,用数学方法讨论基因频率的变化,AA=p2,aa=q2,Aa=pq,Aa=pq,AA的基因型频率=p2 aa的基因型频率=q2 Aa的基因型频率=2pq, (pq) = A%+a% = 1 (p+q) 2 = p2+2pq+q2 = AA%+Aa%+aa% = 1,遗传平衡所指的种群是理想的种群，在自然条件下，这样的种群是不存在的。这也说明了在自然界种群的基因频率迟早要发生变化，也就是说种群的进化是必然的。,： 在满足上述5个条件的前提下：若种群中一对等位基因分别,：,种群基因频率的变化,现代遗传学研究表明，可遗传的变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异。其中，基因突变和染色体变异统称为突变。,基因突变在自然界是普遍存在的，因此基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的基因频率发生变化。,变异,不可遗传变异,可遗传变异,基因突变,染色体变异,基因重组,突变,： 种群基因频率的变化现代遗传学研究表明，可遗传的变异来,：,种群基因频率的变化,由于自然界中基因自发突变频率很低，而且多数对生物体是有害的。那基因突变为什么还能够作为生物进化的原材料呢？,1.3104210-5108=2.6107(个)，由此可知每一代会产生大量的突变。,突变的有害和有利不是绝对的，这取决于生物的生存环境。,基因突变产生的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组，形成多种的基因型，从而使种群中出现多种多样可遗传的变异类型。(突变和基因重组都是随机的、不定向的),： 种群基因频率的变化由于自然界中基因自发突变频率很低，,：,自然选择对种群基因频率变化的影响,【探究实践】：英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾（其幼虫叫桦尺蠖）。它们夜间活动，白天栖息在树干上。杂交实验表明，桦尺蛾的体色受一对等位基因S和s控制，黑色（S）对浅色（s）是显性的。在19世纪中叶以前，桦尺蛾几乎都是浅色型的，该种群中S基因的频率很低，在5%以下。到了20世纪中叶，黑色型的桦尺蛾却成了常见的类型，S基因的频率上升到95%以上。19世纪时，曼彻斯特地区的树干上长满了浅色的地衣。后来，随着工业的发展，工厂排放的煤烟使地衣不能生存，结果树皮裸露并被熏成黑褐色。,长满地衣的树干上的桦尺蛾,黑色树干上的桦尺蛾,【提出问题】：桦尺蛾种群决定浅色性状中s基因的频率为什么越来越低呢？,： 自然选择对种群基因频率变化的影响【探究实践】：英国,：,自然选择对种群基因频率变化的影响,【作出假设】：黑褐色的生活环境下，对浅色桦尺蛾生存不利，对黑色桦尺蛾生存有利，这种环境的选择作用使该种群的S基因的频率逐年上升，控制浅色的s基因频率逐年下降，这说明自然选择可以使种群的基因频率发生定向改变。,【讨论探究思路】： 通过创设数字化问题情境的方法来探究（其中数字是假设的）,1870年，桦尺蛾种群的基因型频率如下：SS10%，Ss20%，ss70%。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蛾的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%。第210年间，该种群每年的基因型频率是多少？基因频率是多少？,： 自然选择对种群基因频率变化的影响【作出假设】：黑褐色,：,自然选择对种群基因频率变化的影响,升高,降低,【分析结果，得出结论】：计算结果支持上述假设，在自然环境的选择作用下，该种群的S基因的频率逐年上升，控制浅色的s基因频率逐年下降，这说明自然选择可以使种群的基因频率发生定向改变。,： 自然选择对种群基因频率变化的影响第1年第2年第3年第,：,自然选择对种群基因频率变化的影响,树干变黑会影响桦尺蛾种群中浅色个体的出生率吗？为什么？,在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表型？为什么？,【讨论】：,【总结】：在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会不断提高；相反，具有不利变异的个体留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会下降。,直接选择的是表型（体色），而不是基因型。因为天敌在捕食桦尺蛾,
