7.2现代生物进化理论的主要内容1

第二节现代生物进化理论的主要内容一种群基因频率的改变和生物进化情景：如果在灰色翅（基因型为aa)昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅（Aa)的变异个体，且绿色比灰色更不容易被敌害发现。讨论题目：1.根据达尔文“适者生存、不适者淘汰”的观点该绿色个体能被选择下来吗？2.如果该绿色个体能很好的生活下来，它体内的A基因怎样才能传递给后代？（一）种群是生物进化的基本单位1、种群概念：生活在一定区域的同种生物的全部个体。卧龙自然保护区猕猴2、种群的特点：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。思考：同前一年的蝗虫种群相比，新形成的蝗虫种群在基因组成上会有什么变化吗？判断下列是否属于种群（1）一个池塘中的全部鱼（2）一个池塘中的全部鲤鱼（3）两个池塘内的全部青蛙（4）一片草地上的全部植物（5）一片草地上的成年梅花鹿庙里的一群和尚也属于种群吗？否是否否否3、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。其中每个个体所含的基因只是基因库的一部分4、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率。基因频率＝该基因的总数该等位基因的总数此种基因的个数=纯合子个体数×2＋杂合子个体数种群中该对等位基因的总数=个体总数×25.基因频率的计算某昆虫种群中，绿色翅的基因为A,褐色翅的基因位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？A=30×2+60________________________200=60%200a=10×2+60________________________=40%A+a=1探究活动用数学方法讨论基因频率的改变假设的昆虫群体满足以下五个条件：①昆虫群体数量足够大，②全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，③没有迁入与迁出，④AA、Aa、aa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A、a控制的翅型性状没作用）⑤也没有基因突变和染色体变异。遗传平衡状态亲代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A()A()a()a()子代基因型频率AA()Aa()aa()子代基因频率A()a()30%30%30%10%36%48%16%60%40%在有性生殖过程中，如果符合遗传平衡，产生的雌雄配子：36%24%16%AAAaAa24%aaA60%a40%卵子A60%a40%精子遗传平衡定律其中p代表A基因的频率，q代表a基因的频率。则p+q=1，(p＋q)2=p2＋2pq＋q2=1并得出p2代表AA的频率，q2代表aa的频率，2pq代表杂合子Aa的频率。亲代子一代子二代子三代基因型频率AA30%Aa60%aa10%基因频率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%哈代——温伯格定律：一个有性生殖的自然种群中，在符合5个条件的情况下，各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的，或者说，是保持着基因平衡的。哈代-温伯格定律可用数学方程式表示：(p＋q)2=p2＋2pq＋q2=1其中p代表A基因的频率，q代表a基因的频率。p+q永远为1，p2代表AA的频率，q2代表aa的频率，2pq代表杂合子Aa的频率。.据调查得知，某小学的学生中基因型比率为：XBXB：XBXb：XbXb：XBY：XbY=44％:5％：1％：43％：7％，则Xb的基因频率为•A.13.2％B.5％C.14％D.9.3％如果某基因在X染色体上，而在Y染色体上没有该基因及其等位基因，则公式可以转变成基因频率=某基因总数2X女性个体数+男性个体数影响种群基因频率变化的根本原因是什么？变异变异的类型有那些？不能遗传的变异可遗传的变异基因突变基因重组染色体变异自然界，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物进化的原材料的呢？果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率是10－5，一个约有109个果蝇的种群每一代出现的基因突变率是？2×104×10－5×109＝2×108（二）突变和基因重组产生进化的原材料2、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。3、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。1、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，每一代就会产生大量的突变（二）突变和基因重组产生进化的原材料19世纪，桦尺蠖种群中黑色基因（S）频率为5%，浅灰色基因（s）频率为95%20世纪，桦尺蠖种群中黑色基因（S）频率为95%，浅灰色基因（s）频率为5%（三）自然选择决定生物进化的方向。(1)在这个探究实验中根据上面的数据分析，变黑的环境对桦尺蠖产生了什么样的影响？变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的出生率有影响吗？(2)在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？变黑的环境使控制浅色的s基因频率减少,S基因频率增加许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食天敌看到的是桦尺蠖的体色（表现型）而不是控制体色的基因结论：自然选择决定生物进化的方向自然选择使基因频率定向改变。四、隔离导致物种形成能够在自然状态下能互相交配，并且产生出可育后代的一群生物称为一个物种（species），简称“种”。1、物种的概念人都是一个物种，无论白人黑人黄种人结婚，都能产生具有生殖能力的后代。全世界的人都是一个物种吗？骡是马跟驴交配产生的后代，那为什么他们不是同一物种呢？隔离：指不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。生殖隔离：不同物种之间一般是不能交配，即使交配成功，也不能产生可育后代。地理隔离：同一物种由于高山、河流、沙漠等地理上的障碍，使彼此间不能相遇而不能交配，使种群间不能发生基因交流的现象。2、隔离在物种形成中的作用如果只通过地理隔离，2个种群的基因库各自发展，互不影响，出现一定差异，但不会形成新的物种，最多也就是形成不同的亚种－－－量变。如东北虎和华南虎就是两个亚种。生殖隔离则是由于2个种群之间的遗传物质基础（基因库）出现较大的差异使其个体之间不能交配或杂交后代不育。生殖隔离是新物种形成的标志－－质变它们之间还能自由交配吗？分析：加拉帕戈斯群岛的地雀新物种是如何形成的？①经过长期的地理隔离而达成生殖隔离，从而形成新物种。②多倍体的形成不需经地理隔离。原种变异1变异2变异类型1变异类型2新种1新种2生殖隔离自然选择1自然选择2基因频率定向改变地理隔离种群1种群2现代生物进化理论的基本观点是：生物进化的基本单位是种群。生物进化的实质是种群基因频率的改变。物种形成的基本环节是：突变和基因重组——提供进化的原材料；自然选择——基因频率定向改变，决定进化的方向；隔离——物种形成的必要条件评价反馈㈠判断题1．变异是生物进化的原材料。（）2．有利变异可以使生物更好地去适应环境。（）3．突变的有害或有利是绝对的、一成不变的。（）4．种间斗争的结果决定了生物进化的方向。（）㈡选择题1．下列各种现象中哪一种属于自然选择的例子（）A．警犬能够嗅到毒品B．秋水仙素处理后得到的多倍体生物C．北极熊毛色为白色D．太空椒的出现2．达尔文认为变异是不定向的，而自然选择是定向的，所谓定向是指（）A．定向生存斗争B．适应特定环境C．定向遗传D．只产生有利的变异在经常刮海风的克格伦岛上，昆虫一般呈现两种类型：能飞的翅异常发达，不能飞的翅退化。这些昆虫都不易被暴风刮到海里去，因而能够生存下来并繁殖后代。试据此分析：⑴此岛上昆虫的祖先存在着个体，说明一般是不定向的。⑵风暴对昆虫起了作用。⑶这个现象说明了定向的决定着生物进化的方向。⑷凡是存活下来的昆虫都是适应环境的，这是的结果，而且是通过来实现的。答案：⑴差异；变异⑵选择⑶自然选择⑷自然选择；生存斗争4、有一个老鼠的种群，最初都生活在一个地域，后来一条新建的高速公路将该种群分成A和B两个种群。如果A种群生活的地区发生了一系列的环境变化，而B种群的地区没有变化，则种群A进化的速率很可能是（）A、比B慢B、比B快C、与B相同D、开始比B慢，后来比B快5、_______是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群_________的改变。物种形成需要三个基本还节：其中_____和_______产生生物进化的原材料，_____使种群的基因频率发生_______改变并决定生物进化的方向，________是新物种形成的必要条件。B种群基因频率基因重组突变自然选择定向隔离三、共同进化与生物多样性的形成捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？三共同进化与生物多样性的形成(一)共同进化1、实例：2、概念：不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展的过程。3、结果：出现了物种的多样性,而且形成了生态系统的多样性。(二)生物多样性的形成1、内容：基因多样性→物种多样性→生态系统多样性（3层次）2、形成生物多样性的原因：长期自然选择、共同进化达到结果3、研究生物进化的主要依据：化石三共同进化与生物多样性的形成4、生物进化的历程：三共同进化与生物多样性的形成最早出现的生物是哪一类生物？它们生活在什么环境中？厌氧的单细胞生物，它们生活海洋中。最早的生物化石－古细菌（距今35亿年）34亿年前的古细胞化石前寒武纪地层中的水母化石1)前寒武纪生物寒武纪之前(前寒武纪)，地球上的生命都是非常低级的，主要是一些单细胞生物、环节动物、节肢动物等。多细胞生物大约是什么时期出现的？它们生活在什么环境？大约是在寒武纪，生活在海洋中。2)早古生代生物（寒武纪）进入早古生代，一些大型的古生物相继出现，如三叶虫、鹦鹉螺等。出现了生命演化史上的第一次繁荣景象。在中国云南澄江发现的寒武纪古生物是最有代表性的寒武纪生物群.最早登陆的生物是植物还是动物？为什么？植物，否则动物登陆后就会饿死。一些海洋植物开始适应陆地生活，主要是蕨类植物。陆地上还是一片荒芜，生物都生活在海洋中。寒武纪时地球上的生态系统有什么特点？3)中生代生物中生代三叠纪生物复苏,开始出现水生爬行动物，如鱼龙、蛇颈龙等；侏罗纪是恐龙的天下，发现始祖鸟、中华龙鸟等，昆虫类也开始繁盛；白垩纪末期也是生物的灭绝时期，但开始出现被子植物中生代陆地和海洋中的情况始祖鸟在白垩纪全部绝灭。恐龙的绝灭有利于哺乳动物的繁盛，使生物进化翻开了崭新的一页。恐龙是什么时候灭绝的？恐龙的灭绝对生物多样性会产生怎样的影响？新生代少女化石和复原图生物的进化历程可概括为：从原核生物到真核生物，从无性生殖到有性生殖，由简单到复杂，由水生到陆生，由低等到高等。思考：①原核生物常见的有哪些？它们进行的是什么生殖？②真核生物出现后生物的进化为什么明显加快了？（例如寒武纪大爆发）③真核生物出现后生态系统的组成发生了什么变化？④最先登陆的是植物还是动物？分别是什么生物最先登陆？三共同进化与生物多样性的形成(三)生物进化理论的不断发展1、中性学说：决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累2、物种是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。三共同进化与生物多样性的形成1、中性学说认为决定生物进化方向的是A、自然选择B、生存斗争C、中性突变的逐渐积累D、变异2、下列能提高生物多样性的是（）A、把生物进行分类B、不同环境的自然选择C、来自共同祖先的遗传D、用进废退BC•根据下列自养生物在进化中出现的先后顺序是（）•A．A→B→CB．B→A→CC．B→C→AD．C→B→A•19.关于生物进化的大致过程，正确的叙述是（）•A、原始生命→原始的原核生物（异养型）→自养型原核生物→需氧型原核生物→真核生物•B、原始生命→自养型原核生物→原始的原核生物（异养型）→需氧型原核生物→真核生物•C、原始生命→原始的原核生物（异养型）→需氧型原核生物→自养型原核生物→真核生物•D、原始生命→需氧型原核生物→原始的原核生物（异养型）→自养型原核生物→真核生物共同进化的含义1：不同物种间的共同进化根瘤菌：与豆科植物共生，形成根瘤并固定空气中的氮气供植物营养的一类杆状细菌。地球形成时原始大气中是没有氧气的，但是随着