《复习生物进化》PPT课件.ppt

第13讲 现代生物进化理论,一 拉马克的进化学说,主要内容：生物不是神创的，而是由_ 进化而来的 生物是由低等到_逐渐进化的 生物各种适应性特征的形成都是由于 _和_（主要理论）。,法国博物学家拉马克,更古老的生物,高等,用进废退,获得性遗传,用进废退：器官用的多就发达，器官废而不用就会 造成形态上的退化,实例：,食蚁兽的舌头之所以细长，是长期舔食蚂蚁的结果,鼹鼠长期生活在地下，视力退化,获得性遗传：因用进废退而形成的性状是可以遗传 给后代的,过度强调了环境改变对生物进化的作用用进废退和获得性遗传缺少科学证据,不足之处：,进步意义：,历史上第一个比较完整的进化学说 进化论的奠基人否定了神创论和物种不变论,二.达尔文的自然选择学说,自然选择学说的解释模型,2自然选择的对象(1)直接对象是生物的_。(2)间接对象是相关的_。(3)根本对象是与变异性状相对应的_。即自然选择的实质是环境对变异所对应的基因的 选择，因而可以改变种群的基因频率。,变异性状(表现型),基因型,基因,自然选择学说内容,条件：内因：手段：结果：,生存斗争(动力),遗传变异,适者生存,过度繁殖,是选择的前提,自然选择：在_过程中，适者生存，不适者被 淘汰的过程。,生存斗争,应用：结合自然选择学说的解释模型，利用达尔 文的自然选择学说的观点解释细菌产生抗 药性的原因,细菌在繁殖过程中会产生各种可遗传的变异,其中就有抗药性强的变异；未使用抗生素时,抗药性强的变异不是有利变异,这样的个体在生存斗争中不占优势；在使用抗生素以后,抗药性弱的个体大量死亡,抗药性强的个体就有机会产生更多的后代；一段时间以后,抗生素的效果就会下降。,对位训练06江苏 农业生产中长期使用某种杀虫剂后，害虫的抗药性增强，杀虫效果下降，原因是A.杀虫剂诱发了害虫抗药性基因的产生B.杀虫剂对害虫具有选择作用，使抗药性害虫数量增加C.杀虫剂能诱导害虫分解药物的基因大量表达D.抗药性强的害虫所产生的后代都具有很强的抗药性答案：B,达尔文自然选择学说的评价,进步之处（优点）1.揭示生物进化的根本原因是_2.揭示生物统一性的原因是所有生物都有共同的_ 揭示生物多样性和适应性的原因是_选择 多样的生物,特定的生物适应特定的环境3.促进生物学个分支学科的发展不足之处（缺点）1.不能解释_的本质2.对生物进化的解释局限在_水平3.强调物种的形成时渐变的，不能解释_,遗传变异,祖先,多样的环境,遗传变异,个体,物种大爆发,对位训练1.（09广东）物种起源出版已有150年，但依 然深深影响着现代科学研究，达尔文（多选）A.提出了适者生存，不适者被淘汰的观点 B.提出了用进废退的理论 C.认为种群是生物进化的基本单位 D.认识到变异广泛存在并能遗传给后代,AD,二.自然选择学说的发展现代生物进化理论1.核心：2.发展：（1）对于生物进化过程中遗传和变异的研究，已经从 水平深入到 水平；（2）关于自然选择的作用等问题的研究，已经 从以 为单位发展到以 为基本单位。,性状,分子,生物个体,种群,自然选择学说,现代生物进化理论的主要内容,种群基因频率的改变与生物进化,隔离与物种的形成,共同进化与生物多样性的形成,种群是生物进化的基本单位,突变和基因重组产生进化的原材料,自然选择决定生物进化的方向,现代生物进化理论主要内容,内容一：种群基因频率的改变与生物进化（一）种群是生物进化的基本单位原因：自然选择的根本对象是基因，个体携带的基因会随个体死亡而消失，但通过在种群内繁殖可把自身一部分基因传给了后代。而如果一个个体不能与种群中其他个体交配产生后代，这个个体在进化上就没有意义。因此种群是生物进化的基本单位，也是生物繁殖的基本单位。,生活在一定区域的同种生物的全部个体,特点：种群中的个体并不是机械地集合在一起,而是彼此可以交配,并通过繁殖将各自的 基因传给后代,种群,1.概念：,一个种群中全部个体所含有的全部基因,思考：一个种群的基因库是否是不变的？,一个种群的基因库是可变的，如：个体死亡，个体携带的基因从基因库中消失；个体繁殖，一部分基因可传给后代在基因库中保存；个体突变，新基因进入基因库。,2.基因库：,种群的基因频率,在一个种群基因库中，某基因占全部等位基因的 比率叫做基因频率。,公式：,某种基因的个数 控制同一性状的等位基因的总数,概念：,例1：某昆虫种群中，绿色翅的基因为A,褐色翅的基因为a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占30、60、10,那么A、a的基因频率是多少？,等位基因的基因频率之和等于1,结论：,纯合子个体数 2杂合子个体数个体总数 2,例2：某工厂男女职工各400人，其中女色盲携带者30人，女患者10人，男患者22人，求色盲基因的频率？,结论：,X染色体上基因的基因频率,=,女性纯合子个体2女性杂合子个体数+男性携带该基因个体女性个体总数 2+男性个体,XB%=XB/(XB+Xb),Xb%=Xb/(XB+Xb),XB的基因频率+Xb的基因频率=1,训练(1)已知人眼的褐色(A)对蓝色(a)是显性。在一个 30000人的人群中，蓝眼人3600人，褐眼人 26400人，其中纯合体有12000人。那么，在这 个人群中A和a的基因频率为 A.0.64和0.36 B0.36和0.64 C0.50和0.50 D0.82和0.18(2)某食堂男、女各100人，色盲女为3人，色盲男6人，携带者为15人，则b=_。答案：A答案：9%,基因型频率,概念：某种基因型的个体数占种群全部个体 数的比例公式：A%=AA%+1/2 Aa%a%=aa%+1/2 Aa%,例3：某昆虫种群中，绿色翅的基因为A,褐色翅的基因为a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占24%、72%、4%,那么A、a的基因频率是多少？,例4：据调查，某小学的学生中，基因型为XBXB的比例为44%、XBXb为6%、XBY为42%、XbY为8%，则在该地区XB和Xb的基因频率分别为多少？,Xb%=,XbXb%+1/2XBXb%+1/2XbY%,女性基因型频率+1/2男性基因型频率,对位训练：A层12上海 蜗牛的有条纹A对无条纹a为显性，在一个地区的蜗牛种群内，有条纹个体AA占55%，无条纹个体占15%，若蜗牛间进行自由交配得到F1，则A基因频率和F1中Aa基因型频率分别是A.30%21%B.30%42%C.70%21%D.70%42%答案：D,60%,50%,B层11年广东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A或B基因的胚胎致死。若纯合的雄蚊(AABB)与野生型雌蚊(aabb)交配，F1群体中A基因频率是_，F2群体中A基因频率是_,训练：(3)AA=30%，aa=20%，则A=_,a=_ 该植物自交一代后，AA=_，Aa=_，aa=_，A=_，a=_该植物进化了吗？原因？(4)Bb自交三代后B=_(5)据调查得知，某小学的学生中基因型及比例为XBXBXBXbXbXbXBYXbY44%5%1%43%7%，则Xb的基因频率为 A13.2%B5%C14%D9.3%答案：D,55%,45%,42.5%,32.5%,55%,45%,没有基因频率的改变,25%,50%,(9)某植物种群中，AA个体点16%，aa个体占36%，该种群随机交配产生的后代中AA个体百分比、A基因频率和自交产 生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为A增大，不变；不变，不变 B不变，增大；增大，不变C不变，不变；增大，不变 D不变，不变；不变，增大答案：c结论：自由交配-基因型频率和基因频率不变 自交-基因型频率改变，基因频率不变,遗传平衡定律,条件 种群内个体数量足够大 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 自然选择对性状没有作用 不产生突变,30%,30%,30%,10%,60%,40%,(1)该种群产生的A 配子和a 配子的比率各是多少?,A 60%,a 40%,A 60%,a 40%,36%,24%,16%,AA,Aa,Aa,24%,aa,(2)子代基因型的频率各是多少?,(3)子代种群的基因频率各是多少?,30%,30%,30%,10%,36%,48%,40%,16%,60%,40%,60%,用数学方法讨论基因频率的变化 遗传平衡定律 遗传平衡定律是由英国数学家哈代和德国医生温伯格分别于1908年和1909年独立证明的，这一定律又称哈代温伯格定律，它是指在一个极大的随机交配的种群中，在没有突变、选择和迁移的条件下，种群的基因频率和基因型频率可以世代相传不发生变化，保持平衡。,若种群中一等位基因为A和a设A的基因频率=p a的基因频率=q 因为(pq)=A%+a%=1则（p+q）2=p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=1 AA的基因型频率=p2；aa的基因型频率=q2；Aa的基因型频率=2pq。,进化的实质：_发生变化的过程,种群基因频率,(6)群体中A=20%，a=80%,则群体中AA=_,Aa=_,aa=_(7)人群中aa=0.01，求杂合子=_。(8)在调查某小麦种群时发现T（抗锈病）对t（易感染）为显性，在自然情况下该小麦种群可以自由交配，据统计TT为20，Tt为60，tt为20，该小麦种群突然大面积感染锈病，致使易感染小麦在开花之前全部死亡。计算该小麦在感染锈病之前与感染锈病之后基因T的频率分别是多少?A50和50 B50和62.5 C625和50 D50和100答案：B,4%,32%,64%,0.18,(10天津)某地区从1964年开始使用杀虫剂杀灭蚊子幼虫，至1967年中期停用。下图是五年间蚊子幼虫基因型频率变化曲线。R表示杀虫剂抗性基因，S表示野生敏感型基因。据图回答：,(1)R基因的出现是_的结果。(2)在RR基因型频率达到峰值时，RS、SS基因型频率分别为4%和1%，此时R基因的频率为_,基因突变,97%,(3)1969年中期RR基因型几近消失，表明在_的环境条件下，RR基因型幼虫比SS基因型幼虫的生存适应能力_。(4)该地区从此不再使用杀虫剂。预测未来种群中，最终频率最高的基因型是_，原因是,在不使用杀虫剂环境下，持续的选择作用使R基因频率越来越低,不再使用杀虫剂,低,SS,回答下列有关生物进化的问题。(1)上图表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程，X、Y、Z表示生物进化中的基本环节。X、Y分别是_、_(2)该小岛上的蜥蜴原种由许多个体组成，这些个体的总和称为_，这是生物进化的_。,突变,自然选择,种群,基本单位,(3)小岛上能进行生殖的所有蜥蜴个体含有的全部基因，称为蜥蜴的_。,基因库,(4)小岛上蜥蜴原种的脚趾逐渐出现两种性状，W代表蜥蜴脚趾的分趾基因；w代表联趾(趾间有蹼)基因。下图表示这两种性状比例变化的过程。由于蜥蜴过度繁殖，导致_加剧。,生存斗争(种内斗争),小岛上食物短缺，联趾蜥蜴个体比例反而逐渐上升，其原因可能是:上图所示的过程说明，自然环境的变化引起不同性状蜥蜴的比例发生变化，其本质是因为蜥蜴群体内的_发生了改变。,联趾型个体趾间有蹼，适合于游泳，可以从水虫获取食物。因此，在岛上食物短缺时，联趾个体的生存和繁殖机会较多,基因频率,1.影响种群基因频率变化的根本原因是什么？,可遗传变异,2.可遗传变异的类型有那些？,（二）突变和基因重组是生物进化的原材料,1.基因突变具有低频性，多害少利性，为什么还能为生物进化提供大量原材料？结论：自然界生物体自发突变频率_，但对 于一个种群来说每一代出现的基因突变数是 _。突变的有利有害不是_，往往取决于 生物的生存环境。2.突变和重组如何为生物进化提供原材料？,（二）突变和基因重组是生物进化的原材料,很低,很高（种群内个体多，每个个体每个细胞内存在多个基因）,绝对的,突变,基因重组,新的等位基因,多种多样的基因型,种群中出现大量可遗传的变异,3.突变和重组为什么只能为进化提供原材料，不能决定进化方向？由于突变和基因重组是、，因此它们只是提供了，但不能决定生物进化的方向。,（二）突变和基因重组是生物进化的原材料,随机的 不定向的,原材料,变异(不定向),（三）自然选择决定了生物进化的方向,有利变异有害变异,自然选择,有利变异保留,基因频率定向改变,生物朝着一定方向进化,进化的实质：_发生定向改变的过程,种群基因频率,（11江苏）根据现代生物进化理论，下列说法正确的是A自然选择决定了生物变异和进化的方向B生物进化的实质是种群基因型频率的改变C种群内基因频率的改变在世代间具有连续性D种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降 而减小,C,内容二：隔离在物种形成中的作用,隔离,不同种群间个体，在自然状态下基因不能自由交流的现象,类型：,地理隔离,生殖隔离,概念：,概念：,同种生物由于地理障碍分成不同的种群，使种群间不能发生基因交流,结果：,产生不同的亚种,或导致生殖隔离,概念：,不同物种之间一般不能相互交配，即使交配成功，也不能产生可育后代,结果：,产生新物种,能够在自然状态下相互交配并且产生可育后 代的一群生物称为一个物种，简称“种”。,判断：马和驴是一个物种吗？二倍体和四倍体是一个物种吗？全世界的人是一个物种吗？是一个种群吗？,物种的概念,概念,区别：种群和物种,比较种群与物种,一定区域,同种生物所有个体,能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物,较小范围内同种生物的个体组成,分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成,同一区域,同种生物,个体间能交配产生可育后代,可相互交配产生可育后代-不存在生殖隔离,一个物种可包含多个种群,同一物种的多个种群之间存在地理隔离,隔离在物种形成中的作用,物种的形成的三个基本环节：1.突变和重组、2.自然选择、3.隔离,隔离是物种形成的必要条件 物种形成的方式：（1）渐变式如加拉帕戈斯群岛上13种地雀的形成。,地理隔离,生殖隔离,长期,隔离是物种形成的必要条件 物种形成的方式：,（2）骤变式如：自然界多倍体植物的形成,提醒 新物种形成不一定经过地理隔离，但不管哪种方式都需要达到生殖隔离。,生物进化和物种形成的区别,（2010山东高考理综）下列符合现代生物进化理论的叙述是A物种的形成可以不经过隔离B生物进化过程的实质在于有利变异的保存C基因突变产生的有利变异诀定生物进化的方向D自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率【答案】D,对位训练：09江苏 下图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群a1和a2，经过漫长的进化，分别形成新物种b和c。在此进程中的某一时刻，a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布，向d方向进化。下列有关叙述正确的是,Ab和d存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离Bc和d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离Ca1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，则b和d是同一物种Da1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，则c和d是不同物种,【答案】B,某研究小组研究某地的两个湖泊，这一地区有时会发洪水，每个湖中生活着两种相似的鱼：红褐色和金黄色的。他们不清楚这两种鱼之间的关系，于是作出两种假设，如图所示。,(1)在假说甲和假说乙中，湖泊和湖泊中的两种鱼的祖先各是哪种鱼？(2)DNA分析表明，湖泊中红褐色鱼与湖泊中红褐色鱼亲缘关系最近，这一证据支持哪个假说？,(1)假说甲中：红褐色鱼和金黄色鱼起源于同一种灰色鱼；假说乙中：湖中原来只有红褐色鱼，湖中原来只有金黄色鱼,(2)这一证据支持假说乙,(3)假说甲是否符合当地实际情况？为什么？(4)什么证据可以帮助你确定湖泊中红褐色鱼和 金黄色鱼不是一个物种？,(3)不符合。因为假说没考虑当地“有时会发洪水”这一实际情况,(4)如果红褐色鱼和金黄色鱼不能杂交，或杂交后不能产生可育后代，说明它们不是一个物种(或若两种鱼杂交，存在生殖隔离，说明它们不是同一物种),1.共同进化：任何一个物种都不是单独进化的。不同_之间、_与_之间在相互影响中不断进化和发展，这就是共同进化。,物种,生物,无机环境,内容三：共同进化与生物多样性的形成,(11海南)某地区共同生活着具有捕食关系的甲、乙两种动物。两者的个体数长期保持稳定。下列叙述正确的是A.乙物种的灭绝必然导致甲物种的灭绝，反之亦然B.在长期进化中，甲、乙两物种必然互为选择因素C.甲物种基因的突变必然导致乙物种基因的突变，反之亦然D.甲、乙个体数的长期稳定说明两个种群的基因频 率没有改变,B,2.生物多样性的形成,内容：,基因多样性，物种多样性，生态系统多样性,形成生物多样性的原因：,长期自然选择、共同进化达到结果,研究生物进化的主要依据：,化石,生物进化的趋势：生物结构：从原核生物到真核生物，从单细胞到多细胞生物；生殖方式：从无性生殖到有性生殖呼吸方式：从厌氧生物到需氧生物生活环境：从水生到陆生代谢类型：从异养生物到自养生物,生物进化理论在发展,中性进化理论：,“间断平衡学”理论：,(1)中性学说：基因突变对生物适应性的影响并不是非益即害或 非害即益的，大量的基因突变是中性的，自然选择对这些基因 突变不起作用，这些基因突变经过长期积累，会导致种群间遗 传物质出现较大的差别。,(2)间断平衡说：物质的形成并不都是渐变的过程，而是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。总之，生物的进化是如此复杂，现有的进化理论还有许多不能解释的问题。因此，生物进化理论不会停滞不前，而是在不断发展,(双选)以下为现代生物进化理论的概念图，下列说法正确的是,A是基因频率改变 B是生殖隔离C是自然选择学说 D是基因频率改变,AC,