现代生物进化理论一轮复习公开课课件

第七章第七章 现代生物进化理论现代生物进化理论2020/12/21一、现代生物进化理论一、现代生物进化理论历史上第一个提出比较完整的进化学说的是历史上第一个提出比较完整的进化学说的是 。2020/12/22精品资料2020/12/23你怎么称呼老师？如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你是否会认为老师的教学方法需要改进？你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？教师的教鞭“不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学问无颜见爹娘”“太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早”2020/12/24一一拉马克的进化学说拉马克的进化学说主要内容：主要内容：来源：由更古老的生物进化而来来源：由更古老的生物进化而来 进化顺序：进化顺序：生物是由低等到高生物是由低等到高等逐渐进化的等逐渐进化的 进化原因：进化原因：用进废退用进废退和和获得性获得性遗传（主要理论）遗传（主要理论）。法国博物学家拉马克2020/12/25用进废退用进废退：经常使用的器官就发达，不使用的：经常使用的器官就发达，不使用的就退化。就退化。获得性遗传获得性遗传：由环境引起或由于用进废退引：由环境引起或由于用进废退引起的变化是可以遗传的。起的变化是可以遗传的。食蚁兽的舌头之所以细长，是长期舔食蚂蚁的结果。食蚁兽的舌头之所以细长，是长期舔食蚂蚁的结果。2020/12/26历史意义历史意义:1、反对反对神创论神创论和和物种不变论物种不变论。2、历史上第一个系统地提出了进化理论的学者。历史上第一个系统地提出了进化理论的学者。1 1、拉马克提出的用进废退和获得性遗传的观点、拉马克提出的用进废退和获得性遗传的观点 缺少科学证据的支持，大多来自主观臆测。缺少科学证据的支持，大多来自主观臆测。2 2、拉马克过于强调环境的变化直接导致物种的改变。、拉马克过于强调环境的变化直接导致物种的改变。不足不足:2020/12/27二、现代生物进化理论的基础二、现代生物进化理论的基础达尔文的自然选择学说达尔文的自然选择学说（1 1）主要内容：）主要内容：过度繁殖：过度繁殖：生存斗争：生存斗争：遗传变异遗传变异 适者生存：适者生存：2020/12/28二、现代生物进化理论的基础二、现代生物进化理论的基础达尔文的自然选择学说达尔文的自然选择学说（1 1）主要内容：）主要内容：过度繁殖：过度繁殖：生存斗争：生存斗争：遗传变异遗传变异 适者生存：适者生存：过度繁殖过度繁殖生存斗争生存斗争遗传变异遗传变异适者生存适者生存选择的基础选择的基础选择的动力选择的动力 进化的内因进化的内因 选择的结果选择的结果（2 2）内在联系：）内在联系：2020/12/29对应例题：对应例题：抗流感的疫苗，每过几年就要更换新的种类，因为流感病毒抗流感的疫苗，每过几年就要更换新的种类，因为流感病毒又对旧的疫苗产生了高度的抗性，这种抗性最好的解释是（又对旧的疫苗产生了高度的抗性，这种抗性最好的解释是（）A A、病毒的获得性遗传、病毒的获得性遗传B B、病毒某些结构的用进废退、病毒某些结构的用进废退C C、由于选择作用，使对疫苗有抗性的病毒被保留下来并扩大繁殖、由于选择作用，使对疫苗有抗性的病毒被保留下来并扩大繁殖D D、由于生殖隔离造成、由于生殖隔离造成C C2020/12/210（4 4）评价）评价局限性：局限性：a a、对遗传和变异的本质不能做出科学的解释。、对遗传和变异的本质不能做出科学的解释。b b、对进化原因的解释局限于个体水平。、对进化原因的解释局限于个体水平。C C、强调物种形成的渐变过程，不能解释物种、强调物种形成的渐变过程，不能解释物种大爆发现象。大爆发现象。先进性：先进性：科学的解释了生物进化的原因，和生物多样科学的解释了生物进化的原因，和生物多样性形成的原因。性形成的原因。2020/12/211三、三、现代生物进化理论现代生物进化理论性状水平性状水平深入深入基因（基因（分子）分子）水平水平以个体为单位以个体为单位以种群为单位以种群为单位深入深入2020/12/212现代生物进化理论的主要内容2020/12/213一、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,生物进生物进化的实质在于种群基因频率的改变。化的实质在于种群基因频率的改变。1、种群的概念、种群的概念:种群是指生活在一定的种群是指生活在一定的时间时间和和空间空间内的内的同种同种生物生物全部全部个体的总和。个体的总和。三个强调三个强调“时间时间”和和“空间空间”，即种，即种群具有一定的群具有一定的 时空限制，离时空限制，离开一定的空间和时间的种群开一定的空间和时间的种群是不存在的是不存在的 。生物繁殖的基本单位生物繁殖的基本单位；生生物进化的基本单位。物进化的基本单位。“同种同种”和和“全部全部”两个要素两个要素两个条件两个条件两个方面两个方面2020/12/214物种与种群的比较物种与种群的比较2020/12/215理解：理解：理解：理解：一个种群都有一个基因库，种群中一个种群都有一个基因库，种群中一个种群都有一个基因库，种群中一个种群都有一个基因库，种群中 的个体最终死亡，但基因库在代代的个体最终死亡，但基因库在代代的个体最终死亡，但基因库在代代的个体最终死亡，但基因库在代代 相传中保留下来，并得到发展。相传中保留下来，并得到发展。相传中保留下来，并得到发展。相传中保留下来，并得到发展。一个种群中一个种群中一个种群中一个种群中全部全部全部全部个体所含有的个体所含有的个体所含有的个体所含有的全部全部全部全部 基因。基因。基因。基因。2.2.基因库：基因库：基因库：基因库：概念：概念：概念：概念：2020/12/216基因型频率基因型频率：在一个种群基因库中，在一个种群基因库中，某某种基因型占全种基因型占全部个体的比率部个体的比率。基因频率基因频率该基因的总数该基因的总数 /该等位基因的总数该等位基因的总数基因型频率基因型频率该基因型个体数该基因型个体数 /该种群个体总数该种群个体总数基因频率基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。等位基因数的比率。3.3.基因频率与基因型频率基因频率与基因型频率基因频率与基因型频率基因频率与基因型频率基因频率基因频率=某基因的数目某基因的数目全部等位基因的总数全部等位基因的总数=纯合子频率纯合子频率+1/2+1/2杂合子频率杂合子频率 100%100%2020/12/217（2011年广东高考）（年广东高考）（2）科学家获得一种显性突变蚊子）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，只有基因位于非同源染色体上，只有A或或B基因的胚胎致死。若纯合的雄蚊（基因的胚胎致死。若纯合的雄蚊（AABB）与野生型雌蚊）与野生型雌蚊（aabb）交配，）交配，F1群体中群体中A基因频率是基因频率是，F2群体中群体中A基因频率是基因频率是。50%60%对应例题对应例题9、某工厂有男女职工各某工厂有男女职工各200名，调查发现，女性色名，调查发现，女性色盲基因的携带者为盲基因的携带者为15人，患者人，患者5人，男性患者人，男性患者11人。那么这人。那么这个群体中色盲基因的频率是（个群体中色盲基因的频率是（）A45%B6%C9%D78%B2020/12/218假设的昆虫群体满足以下五个条件：昆虫群体数量足够大，昆虫群体数量足够大，全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，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，没有迁入与迁出，自然选择对自然选择对A A、a a控制的翅型性状没有作用控制的翅型性状没有作用也没有基因突变和染色体变异。也没有基因突变和染色体变异。探究活动探究活动2020/12/21936%24%16%AAAaAa24%aaA 60%a 40%卵子A 60%a 40%精子其中其中p p代表代表A A基因的频率，基因的频率，q q代表代表a a基因的频率。基因的频率。则：则：p+q=1p+q=1，并得出：并得出：p p2 2代表代表AAAA的频率的频率，q2q2代表代表aaaa的频率的频率，2pq2pq代表代表杂合子杂合子AaAa的频率的频率。已知基因频率算下一代的基因型频率已知基因频率算下一代的基因型频率2020/12/22036%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%2020/12/221 由此可见，如果满足上述五个条件，则亲代和子由此可见，如果满足上述五个条件，则亲代和子代每一种基因的频率都不会改变，到下一代也是如此，代每一种基因的频率都不会改变，到下一代也是如此，也就是说基因频率可以代代保持稳定不变。这就是也就是说基因频率可以代代保持稳定不变。这就是哈哈迪温伯格平衡迪温伯格平衡，也叫遗传平衡定律。，也叫遗传平衡定律。但是，在实际中，这样的平衡是不存在的。但是，在实际中，这样的平衡是不存在的。这是因为，第一：这是因为，第一：足够大的种群是不存在足够大的种群是不存在，而根，而根据概率原理，当个体数不是充足大时，实际得到的数据概率原理，当个体数不是充足大时，实际得到的数值与理论上的数值就存在误差，实际中子代和亲代的值与理论上的数值就存在误差，实际中子代和亲代的基因频率就会有差异。基因频率就会有差异。2020/12/222 第二：第二：在自然界中，自然选择是不可抗拒的，在自然界中，自然选择是不可抗拒的，始终对种群发挥作用始终对种群发挥作用。如基因型为。如基因型为aaaa的个体由于本的个体由于本身基因的原因，在特定的环境条件下，而导致性状身基因的原因，在特定的环境条件下，而导致性状缺陷，不能适应变化了的环境，在自然选择中处于缺陷，不能适应变化了的环境，在自然选择中处于不利地位，则不利地位，则a a的基因频率也会越来越小。的基因频率也会越来越小。由于上述方面的因素，种群基因频率的改变是由于上述方面的因素，种群基因频率的改变是客观的，亲代和子代之间基因频率的差异可能是微客观的，亲代和子代之间基因频率的差异可能是微妙的，但经过代代的遗传，当这一差异由量变的积妙的，但经过代代的遗传，当这一差异由量变的积累而达到质的差异时，该种群就渐变成另外一个不累而达到质的差异时，该种群就渐变成另外一个不同的种群了。所以从理论上分析，同的种群了。所以从理论上分析，种群基因频率的种群基因频率的种群基因频率的种群基因频率的改变是不可避免的，生物的进化是必然的改变是不可避免的，生物的进化是必然的改变是不可避免的，生物的进化是必然的改变是不可避免的，生物的进化是必然的。2020/12/223生物进化的实质是生物进化的实质是基因频率的改变基因频率的改变 表面看，自然选择是对一个个生物个体的表面看，自然选择是对一个个生物个体的选择，实质上是对个体所包含的变异进行选择。选择，实质上是对个体所包含的变异进行选择。从现代分子遗传水平看，自然选择实质上是对从现代分子遗传水平看，自然选择实质上是对变异所对应的基因的选择，从而改变着群体中变异所对应的基因的选择，从而改变着群体中不同基因的基因频率。不同基因的基因频率。所以，生所以，生物进化的过物进化的过程的实质是程的实质是种群基因频种群基因频率发生变化率发生变化的过程。的过程。性状2020/12/224影响种群基因频率变化的根本原因是什么？影响种群基因频率变化的根本原因是什么？变异变异变异的类型有那些？变异的类型有那些？不能遗传的变异不能遗传的变异可遗传的变异可遗传的变异基因突变基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组突变突变2020/12/225自然界，生物自发突变的频率很低，而且自然界，生物自发突变的频率很低，而且突变大多数是有害的，为什么还能够作为生突变大多数是有害的，为什么还能够作为生物进化的原材料的呢？物进化的原材料的呢？果蝇约有果蝇约有104对基因，假定每个基因的突对基因，假定每个基因的突变率是变率是105，一个约有，一个约有109个果蝇的种群每个果蝇的种群每一代出现的基因突变率是？一代出现的基因突变率是？2102104 410105 510109 92102108 8（二）突变和基因重组产生进化的原材料（二）突变和基因重组产生进化的原材料2020/12/2262、突变的有害和有利并不是绝对的，、突变的有害和有利并不是绝对的，它取决于生物的生存环境。它取决于生物的生存环境。3、突变和基因重组只产生生物进化的原材料，、突变和基因重组只产生生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。不能决定生物进化的方向。1、种群是由许多个体组成的，每个个体的每个、种群是由许多个体组成的，每个个体的每个细胞内都有成千上万个基因，这样，每一代就会细胞内都有成千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的突变产生大量的突变（二）突变和基因重组产生进化的原材料（二）突变和基因重组产生进化的原材料2020/12/227 由于突变和基因重组，由于突变和基因重组，桦尺蠖出现不同的体色。桦尺蠖出现不同的体色。(黑黑)S基因频率基因频率从从5%95%95%5%（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。2020/12/228变异是不变异是不定向的定向的自然自然选择选择不利变异被淘汰不利变异被淘汰,有有利变异逐渐积累利变异逐渐积累种群的基种群的基因频率发因频率发生定向改生定向改变变生物朝一定方生物朝一定方向缓慢进化向缓慢进化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提供选择材提供选择材料料2020/12/2292020/12/230（一）物种（一）物种物种：指能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代物种：指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，简称的一群生物，简称“种种”。全世界的人都是一个物种吗？全世界的人都是一个物种吗？人都是一个物种，无论白人黑人黄种人结婚，人都是一个物种，无论白人黑人黄种人结婚，都能产生具有生殖能力的后代。都能产生具有生殖能力的后代。马跟驴是一个物种吗？马跟驴是一个物种吗？2020/12/231地理隔离地理隔离:不同物种之间一般是不能够相互交配的，不同物种之间一般是不能够相互交配的，即使交配成功，也即使交配成功，也不能够产生可育的后不能够产生可育的后代代，这种现象叫生殖隔离。，这种现象叫生殖隔离。生殖隔离：生殖隔离：由于由于地理上的障碍地理上的障碍使得同种生物的不同使得同种生物的不同种群间不能够发生基因交流的现象。种群间不能够发生基因交流的现象。（二）隔离（二）隔离种类种类指指不同种群间不同种群间的个体，在自然条件下的个体，在自然条件下基因不能自由基因不能自由交流交流的现象。的现象。概念：概念：2020/12/232东北虎和华南虎之东北虎和华南虎之间存在什么隔离？间存在什么隔离？马和驴之间存在什马和驴之间存在什么隔离？么隔离？2020/12/233地理隔离地理隔离生殖隔离生殖隔离长期长期加拉帕戈斯群岛的地雀加拉帕戈斯群岛的地雀 由于地理隔离而形成生殖隔离，形成了不由于地理隔离而形成生殖隔离，形成了不同的物种。同的物种。其过程十分缓慢其过程十分缓慢!物种形成的比较常见的方式：物种形成的比较常见的方式：不同小岛上的植被不同，不同小岛上的植被不同，果实大小不同所致。果实大小不同所致。2020/12/234有时无需地理隔离也能形成新物种有时无需地理隔离也能形成新物种AABBCC（普通小麦）（普通小麦）DD（黑麦）（黑麦）ABC配子D配子ABCD（不育）AABBCCDD（八倍体小黑麦）（八倍体小黑麦）（可育）秋水仙素处理例：八倍体小黑麦的培育2020/12/235总结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、自然选择及隔离是物种突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节形成过程的三个基本环节（突变和基因重（突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件）。方向，隔离是新物种形成的必要条件）。生物进化的实质在于种群基因频率的改变。生物进化的实质在于种群基因频率的改变。以自然选择学说为核心的以自然选择学说为核心的现代生物进化理论现代生物进化理论的基本观点是：的基本观点是：2020/12/23618卫生部一项统计显示，我国每年约有卫生部一项统计显示，我国每年约有8万人直接或间接万人直接或间接死于滥用抗生素，滥用抗生素会使人体内的细菌出现耐药死于滥用抗生素，滥用抗生素会使人体内的细菌出现耐药性，如果被这样的细菌感染，则会因其能够抵抗各种抗生性，如果被这样的细菌感染，则会因其能够抵抗各种抗生素而无药可救。下列有关说法正确的是素而无药可救。下列有关说法正确的是()A抗生素的使用可增强人体的免疫力，但会引起细菌的定抗生素的使用可增强人体的免疫力，但会引起细菌的定向变异向变异B细菌中本来就存在细菌中本来就存在“耐药性耐药性”个体，长期使用抗生素导个体，长期使用抗生素导致致“耐药性耐药性”基因频率下降基因频率下降C“耐药性耐药性”基因频率的改变引起病菌发生了进化，产生基因频率的改变引起病菌发生了进化，产生新的新的“耐药性耐药性”病菌病菌D抗生素的滥用导致抗生素的滥用导致“耐药性耐药性”细菌被优选出来，实质是细菌被优选出来，实质是抗生素对细菌进行选择的结果抗生素对细菌进行选择的结果D 2020/12/2372020/12/238任何一个物种都不是任何一个物种都不是单独单独进化的。进化的。不同不同_之间、之间、_与与_之间在相互影响之间在相互影响中不断进化和发展，这就是中不断进化和发展，这就是共同进化。共同进化。物种物种生物生物无机环境无机环境（一）共同进化（一）共同进化2020/12/239共同进化实例共同进化实例2020/12/240(二二)生物多样性的形成生物多样性的形成1 1、内容：、内容：基因多样性基因多样性物种多样性物种多样性生态系统多样性生态系统多样性（3 3层次）层次）2 2、形成生物多样性的原因：、形成生物多样性的原因：长期自然选择、长期自然选择、共同进化共同进化达到结果达到结果3 3、研究生物进化的主要依据：、研究生物进化的主要依据：化石化石2020/12/241对应例题对应例题17.：图中三条曲线分别代表了动物物种多样性程度、动物数图中三条曲线分别代表了动物物种多样性程度、动物数量易变程度及冬眠动物比例在不同类型生态系统中的变化趋势。代表量易变程度及冬眠动物比例在不同类型生态系统中的变化趋势。代表动物物种多样性程度和数量易变程度的曲线依次是（动物物种多样性程度和数量易变程度的曲线依次是（）A A、B B、C C、D D、C C2020/12/242