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湖南省宁乡县实验中学生物必修湖南省宁乡县实验中学生物必修二第七章二第七章生物的进化生物的进化课件课件生物进化的原因生物进化的原因 长颈鹿的长长颈鹿的长 脖子是怎么脖子是怎么 来的？来的？拉马克的观点拉马克的观点1.1.起初长颈鹿起初长颈鹿的脖子很短。的脖子很短。2.2.当低处的树木叶子被吃光以后，当低处的树木叶子被吃光以后，长颈鹿想办法吃高处叶子，尽力伸长颈鹿想办法吃高处叶子，尽力伸长脖子，脖子逐渐拉长，而且，这长脖子，脖子逐渐拉长，而且，这种性状遗传给了后代。种性状遗传给了后代。达尔文的观点达尔文的观点1.1.起初长颈鹿的起初长颈鹿的脖子有长有短。脖子有长有短。2.2.当低处的树木叶子被吃光以后，长脖当低处的树木叶子被吃光以后，长脖子的长颈鹿可以吃到高处树叶而存活，子的长颈鹿可以吃到高处树叶而存活，并繁殖后代；短脖子的则容易被饿死，并繁殖后代；短脖子的则容易被饿死，留下来的后代也较少。经过逐代积累，留下来的后代也较少。经过逐代积累，产生了今天的长颈鹿。产生了今天的长颈鹿。自然选择学说的内容：自然选择学说的内容：生物的繁殖能力很强，能够产生大量的后代，生物的繁殖能力很强，能够产生大量的后代，但是环境条件（如生存空间和食物）是有限但是环境条件（如生存空间和食物）是有限的，从而导致激烈的生存斗争，在这种斗争的，从而导致激烈的生存斗争，在这种斗争中必然要有一部分个体被淘汰。中必然要有一部分个体被淘汰。过度繁殖过度繁殖有限的生活条件有限的生活条件+导致导致生存斗争生存斗争+变异变异导致导致适者生存适者生存+有利性状遗传有利性状遗传导致导致生物新类型出现生物新类型出现达尔文把这种在生存斗争中，适者生存、不适者被淘汰的过达尔文把这种在生存斗争中，适者生存、不适者被淘汰的过程，叫做自然选择。程，叫做自然选择。一、自然选择的过程一、自然选择的过程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微小有利变异微小有利变异显著有利变异显著有利变异遗传的不断积累遗传的不断积累长期的选择长期的选择长颈鹿的祖先长颈鹿的祖先过度繁殖过度繁殖后代个体间的差异后代个体间的差异生存斗争生存斗争长颈、长前肢个体长颈、长前肢个体适者生存适者生存长期自然选择长期自然选择现代长颈鹿现代长颈鹿（变异）（变异） 用自然选择学说相关内容填空：用自然选择学说相关内容填空： 自然选择的基础是：自然选择的基础是： 自然选择的手段是：自然选择的手段是： 自然选择的结果是：自然选择的结果是： 自然选择的对象是：自然选择的对象是： 自然选择的内因是：自然选择的内因是： 对变异进行选择的是：对变异进行选择的是： 变异是变异是 的，自然选择是的，自然选择是 的的（定向、不定向）定向、不定向） 自然选择决定自然选择决定 的方向的方向 变异发生在环境改变变异发生在环境改变 （以前、以后）（以前、以后）生存斗争生存斗争遗传变异遗传变异适者生存，不适者被淘汰适者生存，不适者被淘汰过度繁殖过度繁殖生物的变异生物的变异改变了的环境改变了的环境不定向不定向定向定向生物进化生物进化以前以前( (生物进化的动力生物进化的动力) ) 用农药消灭害虫，开始时，效果显著，但过一段时间后，用农药消灭害虫，开始时，效果显著，但过一段时间后，药效明显下降，其主要原因是农药使这些害虫产生了抗药效明显下降，其主要原因是农药使这些害虫产生了抗药性吗？药性吗？ 不是！主要是害虫不是！主要是害虫本来就存在抗药性变异本来就存在抗药性变异的个体的个体，农药杀死的是不具抗药性的个体，农药杀死的是不具抗药性的个体，具有抗药性的个体保留了下来，并把抗药具有抗药性的个体保留了下来，并把抗药性遗传给了后代。农药对害虫的抗药性变性遗传给了后代。农药对害虫的抗药性变异进行了异进行了 ，抗药性变异经过遗传逐，抗药性变异经过遗传逐代积累，最后就形成了具有抗药性的新品代积累，最后就形成了具有抗药性的新品种，农药对其就不起作用。种，农药对其就不起作用。定向选择定向选择自然选择学说的自然选择学说的意义意义： 科学地解释生物进化的原因，以及生科学地解释生物进化的原因，以及生物多样性和适应性。物多样性和适应性。1.1.不能在基因的水平上科学解释遗传变异的本质不能在基因的水平上科学解释遗传变异的本质自然选择学说的自然选择学说的局限性局限性：2.2.生物进化的解释局限于个体水平。生物进化的解释局限于个体水平。若个体出现可遗传的有利变异，相应的基因必须在群若个体出现可遗传的有利变异，相应的基因必须在群体里扩散并取代原有的基因，这样才能形成新的生物体里扩散并取代原有的基因，这样才能形成新的生物类型。类型。现代生物进化理论的基本要点：现代生物进化理论的基本要点：种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位；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；突变和基因重组、自然选择、隔离是物种形成的突变和基因重组、自然选择、隔离是物种形成的 三个基本环节。三个基本环节。突变和基因重组产生生物进化的原材料；突变和基因重组产生生物进化的原材料；自然选择使种群中有利于生物生存的基因频率定向自然选择使种群中有利于生物生存的基因频率定向改变，从而决定生物进化的方向；改变，从而决定生物进化的方向；隔离导致新物种的形成隔离导致新物种的形成种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位1 1、种群：、种群：现代生物进化理论现代生物进化理论2 2、种群中全部个体的全部基因称为什么？、种群中全部个体的全部基因称为什么？ 基因库基因库时空条件时空条件组成和数量组成和数量生殖和遗传特点生殖和遗传特点生活在同一地点，可以相互交配的同种生物群体。生活在同一地点，可以相互交配的同种生物群体。种群也是生物繁殖的基本单位种群也是生物繁殖的基本单位一个池塘一个池塘一片草地一片草地同一地点同一地点同种生物个同种生物个体总和体总和全部的鲤鱼全部的鲤鱼所有蒲公英所有蒲公英种种 群群相互交配、交流基因相互交配、交流基因群体共有全部基因群体共有全部基因基因库基因库3、基因频率、基因频率（1）基因频率基因频率是指某种基因在某个种群中出现的比例。是指某种基因在某个种群中出现的比例。基因频率计算基因频率计算获取方法：抽样调查法获取方法：抽样调查法通过基因型计算基因频率通过基因型计算基因频率通过基因型的频率计算基因频率通过基因型的频率计算基因频率种群中一对等位基因的频率之和等于种群中一对等位基因的频率之和等于1 1，一对等位的，一对等位的所有基因型的频率之和也等于所有基因型的频率之和也等于1 1例例1：从种群中随机抽出从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为个个体，测知基因型为AA、Aa和和aa的个体分别是的个体分别是30、60和和10个，那么基因个，那么基因A和和a的基因频率分别是多少？的基因频率分别是多少？a=40%a=40%A = 302 +60 1002=60%60%通过基因型计算基因频率通过基因型计算基因频率例：例：在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型为型为AA的个体占的个体占18%，Aa的个体占的个体占78%，aa的个体占的个体占4%，那么基因，那么基因A和和a的频率分别位多少？的频率分别位多少？A =182+782+42182+78=57%a =182+782+4278+42=43%通过基因型的频率计算基因频率通过基因型的频率计算基因频率设个体数为设个体数为100100个，则：个，则：例例3：据调查，某小学的学生中基因型比率为：据调查，某小学的学生中基因型比率为：XBXB：XB Xb ：Xb Xb ：XBY： Xb Y=44%：5%：1%：43%：7%，则，则XB 和和Xb的基因的基因频率分别为频率分别为( )、( )。90.7 %9.3%XB =442+5+43442+52+12+43+7Xb =5+12+7通过基因型的频率计算基因频率通过基因型的频率计算基因频率442+52+12+43+7=90.7 %=9.3%设个体数为设个体数为100100个，则：个，则： 例例4：在昆虫中，长翅（：在昆虫中，长翅（A）对残翅（）对残翅（a）是显性，若该）是显性，若该种群中种群中A=0.6，a=0.4，该种群中出现，该种群中出现AA、Aa、aa概率概率是多少？是多少？ 假设例假设例4 4中的群体满足以下五个条件：中的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，AAAA、AaAa、aaaa三种基因型昆虫的生存能力完全相同（也就是说三种基因型昆虫的生存能力完全相同（也就是说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。那么我们就可认为它符合遗传平衡定律，可应用此定律进行计算那么我们就可认为它符合遗传平衡定律，可应用此定律进行计算 例例3：在昆虫中，长翅（：在昆虫中，长翅（A）对残翅（）对残翅（a）是显性，若该种）是显性，若该种群中群中A=0.6，a=0.4，该种群中出现，该种群中出现AA、Aa、aa概率是多概率是多少？少？ A 60%A 60%a 40%a 40%36%24%16%AAAaAa24%aa卵子卵子精子精子p+q = 1(p+q )2=p2+2pq+q2= 1遗传平衡定律遗传平衡定律AA= p2 Aa= 2pq aa=q2上述计算结果是在满足五个假设条件的基础上计算的，对自然界上述计算结果是在满足五个假设条件的基础上计算的，对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？的种群来说，这五个条件都能成立吗？自然界中，由于存在基因突变、基因重组和自然选择自然界中，由于存在基因突变、基因重组和自然选择等因素，种群的基因频率总是在不断变化的。等因素，种群的基因频率总是在不断变化的。生物进化的实质生物进化的实质: :是种群基因频率发生变化的过程是种群基因频率发生变化的过程人类把鲫鱼的后代培人类把鲫鱼的后代培育成金鱼，实质就是育成金鱼，实质就是通过选择改变基因频通过选择改变基因频率。从图中看，显然率。从图中看，显然红色基因的频率显著红色基因的频率显著提高了。提高了。过度繁殖过度繁殖(基础基础) 生存斗争生存斗争(手段手段) 遗传变异遗传变异(内因内因) 适者生存适者生存(结果结果) 现代生物进化理论现代生物进化理论自然选择学说自然选择学说意义意义局限性局限性 种群是种群是生物进生物进化的基化的基本单位本单位本节小结本节小结种群的定义种群的定义基因库基因库基因频率基因频率进化的实质进化的实质（二）、物种形成的三个环节（二）、物种形成的三个环节1.1.突变和基因重组（可遗传变异）产生生物进化的原材料突变和基因重组（可遗传变异）产生生物进化的原材料基因突变和染色体变异统称突变基因突变和染色体变异统称突变突变频率的绝对值很低，但突变的相对数量却很大突变频率的绝对值很低，但突变的相对数量却很大 例如：果蝇约有例如：果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是对基因，假定每个基因的突变率都是105，若有一个中等数量的果蝇种群（约有若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），那么每一代出个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？现基因突变数是多少呢？ 2 104 105个体个体 108种群种群=2 107突变的有利或有害并不绝对，它取决于生物的生存环突变的有利或有害并不绝对，它取决于生物的生存环境境实例：实例：在经常在经常刮大风刮大风的海岛上，无翅或残翅的昆虫特别多的海岛上，无翅或残翅的昆虫特别多过程：过程：突变突变产生产生等位基因等位基因基因重组基因重组多种多多种多样的基样的基因型因型种群出现种群出现大量可遗大量可遗传变异传变异变异是不变异是不定向的定向的为生物进化为生物进化提供原材料提供原材料突变和变异都是不定向的，只能为进化提供原材料，突变和变异都是不定向的，只能为进化提供原材料，不能决定进化的方向。不能决定进化的方向。2 2、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：原因原因淘汰不利变异基因，积累有利变异基因淘汰不利变异基因，积累有利变异基因结果结果使基因频率定向改变，生物朝着一定方向进化使基因频率定向改变，生物朝着一定方向进化英国曼彻斯特地区桦尺蠖体色变化英国曼彻斯特地区桦尺蠖体色变化1850年前年前1950年后年后浅色型桦尺蠖浅色型桦尺蠖黑色型桦尺蠖黑色型桦尺蠖年代年代常见类型常见类型基基 因因 频频 率率S（黑色）（黑色）s（浅色）（浅色）5%95%95%5%原因原因桦尺蠖产生体色变异（桦尺蠖产生体色变异（不定向不定向），改变了的环），改变了的环境选择境选择有利基因（有利基因（S）保留下来，淘汰保留下来，淘汰不利基不利基因（因（ s ）。种群基因频率发生定向改变。种群基因频率发生定向改变PS: 影响基因频率变化的因素除自然选择外，还有遗传漂变和迁徙影响基因频率变化的因素除自然选择外，还有遗传漂变和迁徙遗传漂变遗传漂变：由于个体偶然：由于个体偶然死亡或没有交配，使某种死亡或没有交配，使某种基因在种群中消失的现象基因在种群中消失的现象。种群越小，遗传漂变越。种群越小，遗传漂变越显著。显著。迁徙迁徙：在一个种群中，如果：在一个种群中，如果含有某一基因的个体比含有含有某一基因的个体比含有另一基因的个体更多地迁徙另一基因的个体更多地迁徙别处，也会使基因频率发生别处，也会使基因频率发生变化。变化。3.3.隔离导致物种形成隔离导致物种形成 指分布在一定自然区域，具有一定的形态、结构和生理指分布在一定自然区域，具有一定的形态、结构和生理功能，在自然状态下能够相互交配和繁殖，并能产生可育后功能，在自然状态下能够相互交配和繁殖，并能产生可育后代的一群生物个体。代的一群生物个体。物种：物种：物种与种群有何区别？物种与种群有何区别？ 1.它们都指同种生物个体，但它们都指同种生物个体，但物种物种可以分布在自然界的不同区域可以分布在自然界的不同区域,而而种群种群必须分布在可以自由交配的一定区域内。必须分布在可以自由交配的一定区域内。2.自然界的物种实际上是以一个个自然界的物种实际上是以一个个种群种群存在的，存在的，种群种群是物种繁衍、是物种繁衍、进化的基本单位。进化的基本单位。 1.下列关于种群的叙述错误的是：（下列关于种群的叙述错误的是：（ ）A.一个池塘里的全部鲤鱼是一个种群一个池塘里的全部鲤鱼是一个种群B.种群中各基因的频率可以发生变化种群中各基因的频率可以发生变化C.是生物进化和繁殖的基本单位是生物进化和繁殖的基本单位D.东北虎和华南虎是一个种群东北虎和华南虎是一个种群D隔离隔离( (物种形成的必要条件物种形成的必要条件) )(1)(1)概念：同一物种不同种群间的个体，在自然条件下基因不能概念：同一物种不同种群间的个体，在自然条件下基因不能 自由交流的现象。自由交流的现象。(2)种类种类地理隔离：不同自然区域的同一物种的种群，由于地理上的障碍，地理隔离：不同自然区域的同一物种的种群，由于地理上的障碍， 使彼此间无法交配。使彼此间无法交配。如：东北虎和华南虎。如：东北虎和华南虎。生殖隔离：种群间的个体不能自由交配，或交配后不能产生可育生殖隔离：种群间的个体不能自由交配，或交配后不能产生可育 后代的现象。后代的现象。如马和驴交配后代为不育的骡。如马和驴交配后代为不育的骡。地理隔离导致同一物种形成的具有明显差异的种群地理隔离导致同一物种形成的具有明显差异的种群称为亚种称为亚种驴驴骡骡马马2N=642N=622N=63生殖隔离生殖隔离一旦产生，就不会有基因的交流了，新物种也一旦产生，就不会有基因的交流了，新物种也就形成了。就形成了。隔离隔离( (物种形成的必要条件物种形成的必要条件) )(1)(1)概念：同一物种不同种群间的个体，在自然条件下基因不能概念：同一物种不同种群间的个体，在自然条件下基因不能 自由交流的现象。自由交流的现象。(2)种类种类地理隔离：不同自然区域的同一物种的种群，由于地理上的障碍，地理隔离：不同自然区域的同一物种的种群，由于地理上的障碍， 使彼此间无法交配。使彼此间无法交配。如：东北虎和华南虎。如：东北虎和华南虎。生殖隔离：种群间的个体不能自由交配，或交配后不能产生可育生殖隔离：种群间的个体不能自由交配，或交配后不能产生可育 后代的现象。后代的现象。如马和驴交配后代为不育的骡。如马和驴交配后代为不育的骡。地理隔离导致同一物种形成的具有明显差异的种群地理隔离导致同一物种形成的具有明显差异的种群称为亚种称为亚种 思考：物种是怎样形成的？思考：物种是怎样形成的？同一物种同一物种地理隔离地理隔离小的种群小的种群自然选择自然选择变异变异基因频率改变基因频率改变生殖隔离生殖隔离新物种新物种物种的形成物种的形成基因库很不相同基因库很不相同岛岛1岛岛2岛岛3岛岛4岛岛5物种的形成：物种的形成：原种原种变异变异1 1变异类型变异类型1 1新种新种1 1地理地理隔离隔离自然自然选择选择变异变异2 2变异类型变异类型2 2新种新种2 2自然自然选择选择基因频率的基因频率的定向改变定向改变生殖生殖隔离隔离 经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是物种形成的最经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是物种形成的最常见的方式常见的方式自然选择为核心的现代生物进化理论自然选择为核心的现代生物进化理论 种群是生物进化的基本单位，生物进化的种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变。突变和基因重实质在于种群基因频率的改变。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组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化最终导致新物种的形成。在这个过程中，突变最终导致新物种的形成。在这个过程中，突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择和基因重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使种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。 1.如果有两个小种群的动物，在形态结构上相近，它如果有两个小种群的动物，在形态结构上相近，它们必须具备下列哪一特征，才能归为一个物种：（们必须具备下列哪一特征，才能归为一个物种：（ ）A.它们必须分布在同一地理区域它们必须分布在同一地理区域B.它们的基因一定要相同它们的基因一定要相同C.它们的毛色一定要相同它们的毛色一定要相同D.能相互交配繁殖并产生可育后代能相互交配繁殖并产生可育后代D2.2.关于自然选择学说的解释中，不正确的是关于自然选择学说的解释中，不正确的是( )( ) A A过度繁殖不是生物的一种适应性过度繁殖不是生物的一种适应性 B B遗传和变异是生物进化的内在因素遗传和变异是生物进化的内在因素 C C生存斗争是生物进化的动力生存斗争是生物进化的动力 D D自然选择决定着生物进化的方向自然选择决定着生物进化的方向A A3.3.下列关于隔离的叙述，不正确的是（下列关于隔离的叙述，不正确的是（ ） A.A.阻止了种群间的基因交流阻止了种群间的基因交流 B.B.对所有物种来说，地理隔离必然导致生殖隔离对所有物种来说，地理隔离必然导致生殖隔离 C.C.种群基因库间的差异是产生生殖隔离的根本原因种群基因库间的差异是产生生殖隔离的根本原因 D.D.不同的物种间必然存在着生殖隔离不同的物种间必然存在着生殖隔离4.4.生殖隔离的形成包括（生殖隔离的形成包括（ ） 动物因为求偶方式和繁殖期不同造成不能交配动物因为求偶方式和繁殖期不同造成不能交配 植物因开花季节和形态不同而不能交配植物因开花季节和形态不同而不能交配 动物胚胎发育早期死亡动物胚胎发育早期死亡 产生的杂种后代没有生育能力产生的杂种后代没有生育能力 A A B B C C D DD DB B8、色盲基因出现的频率为、色盲基因出现的频率为7。一个正常男性与一个。一个正常男性与一个无亲缘关系的正常女性结婚，子代患色盲的可能性是无亲缘关系的正常女性结婚，子代患色盲的可能性是 A7400 B7100 C3.5400 D13400 Xb的概率是的概率是7% ,那那XB的概率就是的概率就是1-7%=93%, XbXB%=2*7%*93%约等于约等于13%患病的概率患病的概率:13%*1/4=13/400 所以答案就是所以答案就是 D
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