1、第二節(jié) 當代生物進化理論主要內(nèi)容第1頁現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容：( 1 )種群是生物進化基本單位( 2 )突變和基因重組產(chǎn)生進化原材料 ( 3 )自然選擇決定生物進化方向 ( 4 )隔離造成物種形成 第2頁情景：假如在灰色翅（基因型為aa)昆蟲群體中,偶然出現(xiàn)一只綠色翅（Aa)變異個體，而且綠色比灰色更不輕易被敵害發(fā)覺。按照達爾文“適者生存，不適者被淘汰”觀點，昆蟲翅色將怎樣改變？假如該綠色個體（Aa）能很好生活下來，它體內(nèi)A基因怎樣才能傳遞給它下一代呢 ？假如Aa與其它個體交配生殖，后代還會是綠色嗎？請寫出遺傳圖解。第3頁XAAAa綠翅AA綠翅（3）P:Aa綠翅配子A aAF1:綠翅aa灰

2、翅XAaAa綠翅AA綠翅（2）Aa配子A aA aAa綠翅P:F1:綠翅綠翅 aa灰翅XAaAa綠翅（1）aa配子A aaP:F1:綠翅灰翅第4頁 有利變異個體（綠翅）內(nèi)有利基因（A），只有在群體中，經(jīng)過有性生殖才能世代延續(xù)。所以碩士物進化僅僅研究個體表現(xiàn)型是否與環(huán)境相適應是不夠，還必須研究群體基因組成改變。這個群體就是種群！第5頁（一）種群是生物進化基本單位1、定義：生活在一定區(qū)域同種生物全部個體。臥龍自然保護區(qū)全部熊貓云南金絲猴可可西里藏羚羊一 種群基因頻率改變與生物進化第6頁2、種群特點：（1）種群中個體并不是機械地集合在一起，而是彼此能夠交配，并經(jīng)過繁殖將各自基因傳給后代。（2）一個種

3、群中應包含各年紀階段全部個體第7頁練習：以下四個選項中，屬于種群是：（ ）A、生活在島上全部蛇B、青白江區(qū)全部小葉榕樹C、青海湖自然保護區(qū)全部鳥類D、一個菜市場全部鯉魚B第8頁 種群在繁衍過程中，個體有新老交替，基因卻代代相傳。這句話表明種群在進化過程中處于什么地位？種群是生物繁殖基本單位。第9頁 性狀是由基因控制，所以碩士物進化必須研究種群基因組成和改變。第10頁3.基因庫：一個種群中全部個體所含有全部基因?；驇煸诖鄠鬟^程中保持和發(fā)展第11頁4.基因頻率：（1）概念：在一個種群基因庫中，某個基因占 全部等位基因數(shù)百分比。（2）基因頻率計算：例：某昆蟲種群中， A為綠色翅, a為褐色翅，

4、調(diào)查發(fā)覺AA、Aa、aa個體分別占30%、60%、10%、那么A、a基因頻率是多少？第12頁A： 30% +1/2 60% = 60%a : 10% +1/2 60% = 40%A: （302+60）200= 60% a：（60+102）200= 40%方法一：依據(jù)概念計算方法二：依據(jù)基因型頻率計算某基因數(shù)目該基因及其等位基因總數(shù) 100%基因頻率=該基因型個體數(shù)該種群個體總數(shù) 100%基因型頻率=某基因頻率= 頻率+1/2 頻率其純合子基因型雜合子基因型第13頁1、假設昆蟲群體滿足以下五個條件：昆蟲種群非常大，全部雌雄個體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代，沒有遷入與遷出，自然選擇對A、a控制翅色這

5、一相對性狀沒有作用基因A和a都不產(chǎn)生突變。思索與討論用數(shù)學方法討論基因頻率改變第14頁親代基因型頻率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)親代基因頻率A( )a( )F1代基因型頻率AA( )Aa( )aa( )F1代基因頻率A ( )a( )60%40%36%48%16%60%40%假如F1個體再自由交配，產(chǎn)生F2呢？第15頁親代子一代 子二代子三代基因型頻率AA30%Aa60%aa10%基因頻率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%第16頁假設群體滿足以下五個條件： 種群基因頻率和基因型頻率能夠一代一代穩(wěn)定不變，保持平

6、衡，叫做遺傳平衡定律，也叫哈代溫伯格定律。 設A基因頻率=p，a基因頻率=q ，p+q= 1 ( p+q ) 2 = p2 + 2pq + q2 = 1 AA基因型頻率Aa基因型頻率aa基因型頻率1、種群足夠大2、隨機交配3、沒有自然選擇4、沒有個體遷入遷出5、沒有突變產(chǎn)生第17頁3.會，要看這一突變對生物體是有益還是有害，這往往取決于生物生存環(huán)境。完成思索題：2.這五個條件都是影響種群基因頻率改變原因。滿足這五個假設條件種群是理想種群,在自然條件下,這么種群是不存在.即使前4個條件能夠滿足，但基因突變和染色體變異總會發(fā)生。這也從反面說明了在自然界中,種群基因頻率遲早要發(fā)生改變,也就是說種群進

7、化是必定.第18頁1.在一個種群中隨機抽出一定數(shù)量個體，其中基因型為AA個體占18%，基因型Aa個體占78%，aa個體占4%。基因型A和a頻率分別是 ， 。57 43練習：第19頁（二）突變和基因重組產(chǎn)生進化原材料基因突變、基因重組、染色體變異基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變。可遺傳變異起源有？第20頁自然界中突變頻率很低，且突變大多數(shù)是有害，能作為生物進化原材料嗎？2x10410-5108xx=2x107(個)每一代就會有大量突變思考：第21頁某海島上有翅昆蟲出現(xiàn)殘翅和無翅突變類型突變有利與有害是相對，往往取決于生物生存環(huán)境。突變有利或有害是絕正確嗎？第22頁基因重組基因突變新等位基因各種多樣

8、基因型種群中出現(xiàn)大量可遺傳變異變異是隨機、不定向提供了進化原材料不能決定生物進化方向總結(jié)第23頁種群是生物進化基本單位。突變和基因重組產(chǎn)生進化原材料（但不能決定進化方向）進化方向由誰決定呢？小結(jié)：第24頁 19世紀中葉以前，樺尺蠖種群中黑色基因（S）頻率為5%以下。 20世紀中葉，樺尺蠖種群中黑色基因（S）頻率為95%以上。探究自然選擇對種群基因頻率影響第25頁第1年第2年第3年第4年基因型頻率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因頻率S20%23%s80%77%71%26%29.2%14.6%56.1%61%26%74%29%13%升高降低提出問題：樺尺蠖種群中s基

9、因（決定淺色性狀）頻 率為何越來越低？作出假設：黑褐色生活環(huán)境，不利于淺色樺尺蠖生存，對黑色樺尺蠖生存有利，這種環(huán)境選擇作用使該種群s基因頻率越來越低。第26頁(1)在這個探究試驗中依據(jù)上面數(shù)據(jù)分析，變黑環(huán)境對樺尺蠖產(chǎn)生了什么樣影響？變黑環(huán)境對樺尺蠖淺色個體出生率有影響嗎？(2)在自然選擇中，直接收選擇是基因型還是表現(xiàn)型？變黑環(huán)境使控制淺色s基因頻率降低,S基因頻率增加有，許多淺色個體可能在沒有交配、產(chǎn)卵前就已被天敵捕食天敵看到是樺尺蠖體色（表現(xiàn)型）而不是控制體色基因結(jié)論：自然選擇決定生物進化方向自然選擇使種群基因頻率定向改變。第27頁變異是不定向自然選擇不利變異被淘汰,有利變異逐步積累種群基

10、因頻率發(fā)生定向改變生物朝一定方向不停進化（三）自然選擇決定生物進化方向種群基因頻率發(fā)生改變過程。生物進化實質(zhì)：第28頁例對某校學生進行色盲遺傳病調(diào)查研究后發(fā)覺：780名女生中有患者23人、攜帶者52人；820名男生中有患者65人，那么該群體中色盲基因頻率是( )A.4.4% B.5.1% C.6.8% D.10.2%【解析】色盲是伴X染色體隱性遺傳，女性色盲患者基因型是： XbXb ，女性攜帶者基因型是：XBXb，男性色盲患者基因型是： Xb Y。 (男性無攜帶者)依據(jù)題意，780名女生中有患者23人、攜帶者52人，所以女性中Xb占：23252=98；820名男生中有患者65人，所以男性中Xb

11、占：65Xb基因總數(shù)：9865163這么，該校學生中X染色體總數(shù)是：78028202380，這么該群體中色盲基因頻率就是：163/2380=6.8%。相關基因頻率計算(特例)第29頁二、隔離與物種的形成第30頁同一物種滿足兩個條件：1、自然狀態(tài)下相互交配2、產(chǎn)生后代可育物種：指能夠在自然狀態(tài)下相互交配而且產(chǎn)生可育后代一群生物，簡稱“種”。（一）物種第31頁全世界人都是一個物種嗎？人都是一個物種，不論白人黑人黃種人結(jié)婚，都能產(chǎn)生含有生殖能力后代。馬跟驢是一個物種嗎？物種與種群有何關系？第32頁種群物種概念生活在一定區(qū)域同種生物全部個體。種群是生物進化和繁殖基本單位。同一個群內(nèi)個體之間能夠進行基因

12、交流分布在一定自然區(qū)域內(nèi)，含有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功效，能夠在自然狀態(tài)下相互交配，而且產(chǎn)生可育后代一群生物范圍較小范圍同種生物個體由分布在不一樣區(qū)域內(nèi)同種生物許各種群組成判斷標準種群具備“兩同”同一地點，同一物種同一物種不一樣種群不存在生殖隔離，交配能產(chǎn)生可育后代主要是形態(tài)特征和能否自由交配產(chǎn)生可育后代，不一樣物種間存在生殖隔離聯(lián)絡一個物種能夠包含許各種群，如同一個鯽魚能夠生活在不一樣池塘、湖泊中，形成一個個彼此被陸地隔離種群同一物種多個種群之間存在地理隔離，長久發(fā)展下去可能成為不一樣亞種(或品種)，進而形成多個新物種種群與物種比較第33頁地理隔離:不一樣物種之間普通是不能夠相互交配，即使交配成

13、功，也不能夠產(chǎn)生可育后代現(xiàn)象。生殖隔離：因為地理上障礙使得同種生物不一樣種群間不能夠發(fā)生基因交流現(xiàn)象。（二）隔離種類指不一樣種群間個體，在自然條件下基因不能自由交流現(xiàn)象。概念：（三）隔離在物種形成中作用第34頁無生育能力，沒有后代。自然狀態(tài)下不能進行基因交流！第35頁例：虎獅獸 獅虎獸第36頁如東北虎(左)和華南虎(右)都是亞洲虎后代，因為長久地理隔離而沒有相互交配，沒有基因交流，形成了地理隔離，它們形成兩個不一樣亞種。例：東北虎與華南虎第37頁這說明了什么？ 一個種群還是兩個種群？ 還能發(fā)生交配嗎？ 在一個山谷中，生活著一個鼠種群。雌鼠和雄鼠之間能夠自由交配，繁衍后代。以后山洪暴發(fā)，在山谷中

14、形成了一條洶涌大河。將整個鼠種群分成了兩個部分，二分之一在河這邊，二分之一在那邊。就這么過了幾千年。以后，河流干涸了，兩個鼠種群又會合在一起。它們發(fā)覺彼此大不相同。還能算是同一個物種嗎？假想第38頁實例 22歲那年，達爾文以博物學者身份登上“貝格爾”號遠航考查船，隨船進行為期五年環(huán)球科學考查。第39頁第40頁加拉帕戈斯群島上地雀實例第41頁1.構(gòu)想南美洲大陸一個地雀來到加拉帕戈斯群島后，先在兩個島嶼上形成兩個初始種群。這兩個種群個體數(shù)量都不多。它們基因頻率一樣嗎？因為這兩個種群個體數(shù)量都不夠多，基因頻率可能是不一樣。資料分析第42頁不一樣島嶼上地雀種群，產(chǎn)生突變情況一樣嗎？不一樣。因為突變是隨

15、機發(fā)生。資料分析第43頁對不一樣島嶼上地雀種群來說，環(huán)境作用有沒有差異？這對種群基因頻率改變會產(chǎn)生什么影響？不一樣島嶼地形和植被條件不一樣，所以環(huán)境作用會有差異，造成種群基因頻率朝不一樣方向改變。資料分析第44頁假如這片海域只有一個小島，還會形成這么各種地雀嗎？ 不會。因為個體間有基因交流。資料分析第45頁地理隔離突變、基因重組不一樣_不一樣生殖隔離一個種群A種群A1甲島種群A1乙島?_改變不一樣_改變不一樣? 基因頻率基因頻率自然選擇新物種新物種_是物種形成必要條件BC？基因庫不一樣基因庫不一樣 新物種形成標志：_隔離生殖隔離形成第46頁地理隔離突變、基因重組、自然選擇生殖隔離新物種加拉帕戈

16、斯群島上幾個地雀南 美 洲 地 雀新物種形成標志：生殖隔離3.隔離在物種形成中作用第47頁4.物種形成兩種經(jīng)典模式：AAAAAA（普通小麥）DD（黑麥）AAA配子D配子AAAD（不育）AAAAAADD（八倍體小黑麥）秋水仙素處理例：八倍體小黑麥培育1、漸變式：2、驟變式:經(jīng)過長久地理隔離而到達生殖隔離（比較常見方式）如異源多倍體，一出現(xiàn)，就形成生殖隔離第48頁新物種形成，是否都需要經(jīng)過地理隔離？多倍體形成不需經(jīng)地理隔離。新物種形成必須要經(jīng)過生殖隔離，但不一定經(jīng)過地理隔離。 第49頁 1.隔離是形成新物種_，常見隔離類型有_和_，通常經(jīng)過長久_隔離?？傻竭__隔離。不一樣地雀種群之間，一旦發(fā)生了_

17、隔離，就不會有_交流了。必要條件生殖隔離地理隔離地理生殖生殖基因練習鞏固第50頁2. 以下哪項形成了新物種（ ）A. 二倍體西瓜經(jīng)秋水仙素處理成為四倍體西瓜B. 樺尺蠖體色基因頻率由S（95%）變成s(95%)C. 馬與驢交配產(chǎn)生了騾子D. 克隆羊多利A第51頁第52頁物種形成與生物進化內(nèi)容物種形成生物進化標志生殖隔離出現(xiàn)基因頻率改變改變后生物與原生物關系屬于不一樣物種可能屬于一個物種二者聯(lián)絡生物進化實質(zhì)是基因頻率改變，這種改變可大可小，不一定會突破物種界限，即生物進化不一定造成新物種形成新物種形成普通是生物長久進化結(jié)果第53頁*當代生物進化理論基本觀點：生物進化基本單位原材料實質(zhì)種群基因頻率

18、種群突變、基因重組定向改變自然選擇決定方向物種形成必要條件隔離三個基本步驟第54頁三 共同進化與生物多樣性形成第55頁資料： 動物學家對生活在非洲大草原奧蘭治河兩岸羚羊進行研究時發(fā)覺，東岸羚羊群奔跑速度比西岸羚羊每秒鐘竟快3米。為何差距如此之大？ 經(jīng)過觀察和科學試驗，動物學家終于明白，東岸羚羊之所以健壯，是因為它們附近有一個狼群，生存時時處于危險之中。、共同進化：第56頁捕食者存在是不是對被捕食者有害無益呢？ 捕食第57頁捕食者存在是否對被捕食者有害無益？捕食者所捕食大多是被捕食者中年老、病弱或年幼個體，客觀上起到促進種群發(fā)展作用。“精明捕食者”策略：捕食者普通不能將全部獵物吃掉，不然自己也無

19、法生存?！笆崭罾碚摗保翰妒痴咄妒硞€體數(shù)量多物種，這么就會防止出現(xiàn)一個或幾個生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對優(yōu)勢局面，為其它物種形成騰出空間有利于增加物種多樣性。第58頁 在自然界，一個植物專門由一個昆蟲傳粉情形很常見，昆蟲傳粉專門化對植物繁衍后代有什么意義？ 第一、跟風媒傳粉相比，能提升傳粉成功率。 第二，促進共同進化。共同進化含義1： 不一樣物種間共同進化第59頁地球形成時原始大氣中是沒有氧氣，不過伴隨光合細菌出現(xiàn)，使得大氣中有了氧氣共同進化含義2：生物和無機環(huán)境間也存在共同進化。第60頁 不一樣物種之間，生物與無機環(huán)境之間在相互影響中不停進化和發(fā)展，這就是共同進化 經(jīng)過漫長共同進化過程，地球上不

20、但出現(xiàn)了千姿百態(tài)物種，而且形成了各種多樣生態(tài)系統(tǒng)，也就是形成了生物多樣性總而言之：第61頁基因多樣性：指遺傳信息總和，包含地球上全部動物、植物、微生物個體基因。物種多樣性：指地球上生命有機體多樣性，當前被描述物種約175萬種。生態(tài)系統(tǒng)多樣性：指生物圈中生態(tài)環(huán)境、生物群落和生態(tài)過程多樣性。 生物多樣性形成經(jīng)歷了漫長進化歷程。思索與討論仔細觀察教材124頁圖711，并分析討論以下問題：2.生物多樣性形成生物多樣性三個層次第62頁1.最早出現(xiàn)生物是哪一類生物？它們生活在什 么環(huán)境中? 最早出現(xiàn)生物是厭氧單細胞生物，它們生活在海洋中.2.多細胞生物大約是什么時候出現(xiàn)？它們生活 在什么環(huán)境中？ 多細胞生

21、物大約是在寒武紀出現(xiàn)，它們生活在海洋中。3.最早登陸生物是植物還是動物，為何？最早登陸生物是植物，不然動物登陸后就會餓死。第63頁4.同今天你看到地球相比，寒武紀時地球上 生態(tài)系統(tǒng)有什么特點？當初陸地上還是一片荒涼，生物都生活在海洋中。5.恐龍是什么時候絕滅？物種絕滅對生物多樣 性產(chǎn)生怎樣影響？ 恐龍是在中生代后期（白堊紀末）絕滅。物種絕滅對生物多樣性影響是復雜。恐龍絕滅有利于哺乳動物繁盛。了解生物進化歷程主要依據(jù)是化石。第64頁 生物進化大致歷程35億年前出現(xiàn)古細菌最早生物化石之后20億年海洋中有少許藍藻和細菌兩極生態(tài)系統(tǒng)（只有生產(chǎn)者和分解者）15億年前海洋中出現(xiàn)真核生物出現(xiàn)有性生殖，進化速

22、度顯著加緊（WHY？）5.75億年前海洋中無脊椎動物物種大暴發(fā)生態(tài)系統(tǒng)第三極消費者出現(xiàn)，對植物進化產(chǎn)生了主要影響第65頁中生代新生代裸子植物和被子植物飾演了生產(chǎn)者中主角，鳥類、哺乳類等成為地球上占優(yōu)勢動物類群逐步形成了復雜多樣陸地生態(tài)系統(tǒng)總進化趨勢簡單復雜水生陸生低等高等4億年前植物登陸（主要是蕨類）隨即出現(xiàn)了原始兩棲類改變了陸地環(huán)境第66頁二、生物多樣性形成小結(jié)：1、生物多樣性內(nèi)容：基因多樣性 物種多樣性 生態(tài)系統(tǒng)多樣性2、生物多樣性形成進化歷程化石了解進化歷程主要依據(jù)是 ：生物進化歷程可概括為：從原核生物到真核生物從無性生殖到有性生殖 由簡單到復雜，由低等到高等 由水生到陸生，由原始異養(yǎng)厭氧到自養(yǎng)厭氧到自養(yǎng)需氧第67頁關鍵：自然選擇學說發(fā)展三、生物進化理論在發(fā)展中性突變理論：決定生物進化方向是中性突變逐步積累，而不是自然選擇間斷平衡學說：物種形成并不都是漸變結(jié)果，而是種群長久穩(wěn)定與快速形成新種交替出現(xiàn)過程第68頁課堂練習：1.以自然選擇學說為關鍵當代生物進化理論認為