现代生物进化理论

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章,生,生物的进,化,化,第一节,生,生物进化,理,理论的发,展,展,地球上丰富多彩的生命世界是,如何产生发展的呢？,生物,进化理论,你知道哪些进化理论？,你了解达尔文吗？说说他的故事及成就。,达尔文的,自,自然选择,学,学说,事实1：,生,生物都有,过,过度繁殖,的,的倾向,事实2：,物,物种内的,个,个体数能,保,保持稳定,事实3：,资,资源是有,限,限的,推论1：,个,个体间存,在,在着生存,斗,斗争,达尔文的,自,自然选择,学,学说,推论1：,个,个体间存,在,在着生存,斗,斗争,事实4：,个,个体间普,遍,遍存在差,异,异（变异,）,）,事实5：,许,许多变异,是,是可以遗,传,传的,推论2：,具,具有有利,变,变异的个,体,体，生存,并,并留下后,代,代的机会,多,多,达尔文的,自,自然选择,学,学说,推论2：,具,具有有利,变,变异的个,体,体，生存,并,并留下后,代,代的机会,多,多,推论3：,有,有利变异,逐,逐代积累,，,，生物不,断,断进化出,新,新类型,达尔文的,自,自然选择,学,学说,过度繁殖,生存斗争,遗传变异,适者生存,你了解达尔文吗？说说他的故事及成就。,请用达尔文的进化理论解释长颈鹿的进化。,动动脑：,各种各样,的,的抗生素,对,对治疗细,菌,菌感染造,成,成的疾病,发,发挥着重,要,要作用。,一,一种抗生,素,素使用一,段,段时间后,，,，杀菌效,果,果就会下,降,降，原因,是,是细菌产,生,生了抗药,性,性。试用,达,达尔文的,自,自然选择,学,学说解释,细,细菌产生,抗,抗药性的,原,原因，并,分,分析这一,解,解释有什,么,么不够完,善,善之处。,答：细菌,在,在繁殖过,程,程中会产,生,生各种可,遗,遗传的变,异,异，其中,就,就有抗药,性,性强的变,异,异。在未,使,使用抗生,素,素时，抗,药,药性强的,变,变异不是,有,有利变异,，,，这样的,个,个体在生,存,存斗争中,不,不占优势,。,。使用抗,生,生素以后,，,，抗药性,弱,弱的个体,大,大量死亡,，,，抗药性,强,强的个体,有,有机会产,生,生更多的,后,后代，一,段,段时间后,，,，抗生素,的,的杀菌效,果,果就会下,降,降。这一,解,解释未能,深,深入到基,因,因水平，,没,没有说明,基,基因突变,在,在进化中,的,的作用。,想一想,现代生物,进,进化理论,丰,丰富了自,然,然选择学,说,说，在研,究,究方向上,二,二者有什,么,么本质的,区,区别？,自然选择,学,学说是从,性,性状水平,上,上以个体,为,为单位研,究,究生物的,进,进化；,现化生物,进,进化理论,则,则是从分,子,子水平上,以,以种群为,单,单位研究,生,生物的进,化,化,二、现代,生,生物进化,理,理论简介,（一）、,种,种群是生,物,物进化的,单,单位,（二）、,突,突变和基,因,因重组产,生,生进化的,原,原,材,材料。,（三）、,自,自然选择,决,决定生物,进,进化的方,向,向。,（四）、,隔,隔离导致,物,物种的形,成,成。,种群是生,物,物进化的,单,单位,时空条件,组成和数量,生殖和遗传组成,一个自然保护区,一片草地,全部猕猴,所有蒲公英,相互交配，交流基因,相互交配，交流基因,种群,基因库,探究：何谓种群,？,？何谓种,群,群的基因,库,库？何谓,基,基因频率,？,？为什么,进,进化发生,在,在种群，,而,而不是个,体,体？,一、现代,达,达尔文主,义,义,1、进化,的,的基本单,位,位是种群,一定自然,区,区域,同种生物,个,个体总和,群体共有,全,全部基因,2、进化,的,的实质,回顾：,可遗传的,变,变异有哪,些,些来源？,变异和进,化,化有什么,关,关系？,基因突变,、,、基因重,组,组和染色,体,体变异都,引,引起遗传,物,物质的改,变,变。突变,和,和基因重,组,组为进化,提,提供了原,材,材料。,探究活动,：,：,生物产生,了,了可遗传,的,的变化，,那,那么，哪,一,一种变异,代,代表了生,物,物进化的,方,方向？,海龟的表,现,现型及基,因,因型,连趾ww,连趾ww,分趾WW,分趾WW,分趾Ww,分趾WW,分趾Ww,连趾ww,连趾ww,连趾ww,连趾ww,连趾ww,分趾Ww,连趾ww,连趾ww,基因频率,50%W,30%W,50%w,70%w,10%W,90%w,：,分析下图,，,，讨论基,因,因频率发,生,生怎样的,变,变化及变,化,化的原因,。,。进化的,实,实质是什,么,么？,自然选择决定生物进化的方向,进化的实,质,质是基因,频,频率的改,变,变,基因频率,某种基因,在,在某个种,群,群中出现,的,的比例,。,1、通过,基,基因型计,算,算基因频,率,率,2、通过,基,基因型频,率,率计算基,因,因频率,计算方法,：,：,3、根据,遗,遗传平衡,定,定律计算,基,基因频率,1、通过,基,基因型计,算,算基因频,率,率,某种基因,的,的,基因频率=,此种基因,的,的个数,此种基因,的,的个数+,其,其等位基,因,因的个数,2、通过,基,基因型频,率,率计算基,因,因频率,某种基因,的,的基因频,率,率=,某种基因,的,的纯合体,频,频率+1/2杂合,体,体频率,1、在一,个,个种群中,随,随机抽出,一,一定数量,的,的个体，,其,其中基因,型,型为AA,的,的个体占18%，,基,基因型为Aa的个,体,体占78%，aa,的,的个体占4%.,基,基因A和a的频率,分,分别是,：（,）,）,A 18%82%,；,；B 36%64%；,C 57%43%,；,；D 92%8%；,C,实例分析,种群中一,对,对等位基,因,因的频率,之,之和等于1（其基,因,因型频率,之,之和也等,于,于1）,2、据调,查,查得知，,某,某小学的,学,学生中基,因,因型的比,率,率为：,X,B,X,B,44%,X,B,X,b,5%X,b,X,b,1%,X,B,Y43%X,b,Y 7%,则,X,b,的基因频,率,率是：(),A、13.2%B、5%,C、14%D、9.3%,D,3、遗传,平,平衡定律,及,及应用,一、遗传,平,平衡定律,Hardy和Weinberg于1908年,分,分别应用,数,数学方法,探,探讨群体,中,中基因频,率,率变化所,得,得出一致,结,结论，即,遗,遗传平衡,定,定律(又,称,称Hardy-Weinberg定,律,律)。,在一定条件下，群体,的,的基因频,率,率和基因,型,型频率在,一,一代一代,繁,繁殖传代,中,中保持不,变,变。,条件：（1）,在,在一个很,大,大的群体,；,；（2）,随,随机婚配,而,而非选择,性,性婚配；,（,（3）没,有,有自然选,择,择；（4,）,）没有,突,突变发生,；,；（5）,没,没有大规,模,模迁移。,假设在一,个,个理想的,群,群体中，,某,某个基因,座,座上的两,个,个等位基,因,因 A和a，,基因频率A=p,基因频率a=q,p+q=1,按数学原,理,理（p+q）,2,=1。,二项式展,开,开 p,2,+2pq+q,2,=1,亲代配子,随,随机结合,产,产生合子,，,，如下表,：,：,精,子,子,A（p）a（q,）,）,卵A（p）AA（p,2,）Aa,（,（pq）,子a（q）Aa（pq）aa（q,2,）,由表可见,子,子代基因,型,型组成：p,2,+2pq+q,2,=1,这里基因,型,型AA的,频,频率为p,2,，基因型aa的频,率,率为 q,2,，基因型Aa的频,率,率为2pq。,AA：Aa：aa=p,2,：2pq,：,：q,2,子一代向,下,下一代提,供,供的配子,中,中两种基,因,因频率分,别,别是,：,A=p,2,+1/2,（,（2pq,）,）=p,2,+pq=p（p+q）=p,a=q,2,+1/2（2pq）=q,2,+pq=q（p+q）=q,由此可见,，,，子代基,因,因A的频,率,率仍然是p，基因a的频率,仍,仍然是q,，,，而且将,以,以这种频,率,率在所有,世,世代传递,下,下去，这,就,就是遗传,平,平衡。,2、突变,和,和基因重,组,组产生进,化,化的原材,料,料,生物的突,变,变率很低,，,，而且一,般,般是有害,的,的，为什,么,么还能作,为,为生物进,化,化的原材,料,料？,思考题,(1)虽,然,然对于每,一,一个基因,来,来说,突,变,变率是很,低,低的，但一个种群,每,每一代都,会,会产生大,量,量的突变,；,；,(2)突变的有,利,利和有害,取,取决于生,物,物的生存,环,环境。,(3)在,突,突变过程,中,中产生的,等,等位基因,，,，通过有,性,性生殖过,程,程中的基,因,因重组，,可,可以形成,多,多种多样,的,的基因型,，,，从而使,种,种群出现大量的可,遗,遗传变异，而且变,异,异的产生是,不,不定向的，所以为,生,生物进化,提,提供了原,材,材料。,3、自然,选,选择决定,生,生物进化,的,的方向,自然选择使种群的,基,基因频率,定,定向改变并决定生,物,物进化的,方,方向,桦尺蠖,深色,浅色,栖息环境,浅,浅色,（个体多,）,）,（个体少,）,）,栖息环境,深,深色,s基因频,率,率降低,S基因频,率,率升高,浅色,深色,s基因频,率,率又降低,S基因频,率,率又升高,s基因频,率,率95%,S基因频,率,率95%,4、隔离,导,导致物种,的,的形成,物种:,分布在一,定,定的自然,区,区域，具,有,有一定的,形,形态结构,和,和生理功,能,能，而且,在,在自然状态下能够相,互,互交配和,繁,繁殖，并,且,且能够产生出可,育,育后代的一群生,物,物个体。,左图：马,和,和驴杂交,生,生骡子，,但,但骡子是,不,不育的，,这,这属于哪,种,种情况？,阅读课本,材,材料回答,：,：形成隔,离,离的原因,有,有哪些？,地理隔离,生殖隔离,(1)马,（,（,2N,64,）和驴（,2N,62,）杂交能,产,产生后代,称,称骡子，,能,能够正常,发,发育，但,不,不能生育,，,，这种情,况,况称之为,（,（,）,）,A,、杂交育,种,种,B,、人工诱,变,变,C,、基因重,组,组,D,、,生,生,殖,殖,隔,隔,离,离,(2,),产,产,生,生,上,上,述,述,情,情,况,况,的,的,原,原,因,因,主,主,要,要,是,是,（,（,）,）,A,、,染,染,色,色,体,体,结,结,构,构,发,发,生,生,了,了,变,变,化,化,B,、,马,马,和,和,驴,驴,的,的,遗,遗,传,传,物,物,质,质,有,有,本,本,质,质,区,区,别,别,C,、,发,发,生,生,突,突,变,变,D,、,减,减,数,数,分,分,裂,裂,过,过,程,程,中,中,联,联,会,会,紊,紊,乱,乱,D,D,选,择,择,最,常,常,见,见,的,的,一,一,类,类,物,物,种,种,形,形,成,成,过,过,程,程,种,群,群,地,理,理,隔,隔,离,离,小,的,的,种,种,群,群,自,然,然,选,选,择,择,基,因,因,频,频,率,率,产,产,生,生,改,改,变,变,生,殖,殖,隔,隔,离,离,新,物,物,种,种,经,过,过,长,长,期,期,的,的,地,地,理,理,隔,隔,离,离,而,而,达,达,到,到,生,生,殖,殖,隔,隔,离,离,下,图,图,为,为,加,加,拉,拉,帕,帕,戈,戈,斯,斯,群,群,岛,岛,上,上,淡,淡,化,化,的,的,模,模,型,型,，,，A,、,、B,、,、C,、,、D,为,为,四,四,个,个,物,物,种,种,及,及,其,其,演,演,化,化,关,关,系,系,，,，,请,请,回,回,答,答,：,：,1,、,A,物,物,种,种,进,进,化,化,为,为B,、,、C,两,两,个,个,物,物,种,种,的,的,外,外,部,部,因,因,素,素,是,是?,2,、,、,甲,甲,岛,岛,上,上,的,的B,物,物,种,种,迁,迁,移,移,到,到,乙,乙,岛,岛,后,后,