1、新課標(biāo)人教版課件系列,高中生物 必修2,第二節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容 ,第七章現(xiàn)代生物進(jìn)化理論,教學(xué)目標(biāo),知識(shí)與能力 1.解釋種群、種群基因庫、基因頻率等概念。 2.運(yùn)用數(shù)學(xué)方法討論種群基因頻率的變化。 3.說明現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容。 4.舉例說明共同進(jìn)化和生物多樣性形成的原因。 5.形成生物進(jìn)化的觀點(diǎn)和生物進(jìn)化理論在發(fā)展的觀念。 教學(xué)重點(diǎn) （1）種群、物種、基因頻率、隔離等概念。 （2）突變和基因重組、自然選擇、隔離在生物進(jìn)化過程中的作用。 教學(xué)難點(diǎn) （1）基因頻率的概念。 （2）自然選擇對(duì)種群基因頻率的影響。 （3）隔離在物種形成中的作用。,一個(gè)基因所控制的性狀對(duì)個(gè)體生存和繁殖后

2、代的貢獻(xiàn)越大,擁有該基因的個(gè)體的可能越多!當(dāng)然就會(huì)使越來越多的虎擁有自己的拷貝!,一、種群基因頻率的 改變與生物進(jìn)化,探究活動(dòng)（一）,情景：如果在灰色翅（基因型為aa)昆蟲的群體中偶然 出現(xiàn)一只綠色翅（Aa)的變異個(gè)體，且綠色比灰 色更不容易被敵害發(fā)現(xiàn)。,如果該綠色個(gè)體（Aa）已經(jīng)很好的生活下來，它體內(nèi)的A基因怎樣才能遺傳給后代？請(qǐng)寫出遺傳圖解。,出現(xiàn)有利變異個(gè)體內(nèi)的有利基因只有在群體中,通過有性生殖才能世代延續(xù)。,研究生物的進(jìn)化僅僅研究個(gè)體 的表現(xiàn)型是否與環(huán)境適應(yīng)是不 夠的，還必須研究群體的基因 組成變化。,這個(gè)群體就是種群！,(一)種群是生物進(jìn)化的基本單位,探究活動(dòng)（二）,1.什么叫做種群

3、？,生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體叫做種群.,種群中的個(gè)體并不是機(jī)械地集合在一起,而是彼此可以交配,并通過繁殖將各自的基因傳給后代.,現(xiàn)在練練吧！,探究活動(dòng)（二）,2.閱讀114頁的第三自然段，探究并回答問題。,（1）種群在繁衍過程中，個(gè)體有新老交替，基因卻代代相傳。這句話表明種群在進(jìn)化過程中處于什么地位？,說明在自然界中，種群是生物繁殖、進(jìn)化的基本單位。,下列屬于種群的是 （ ） A.一塊水田里的全部水稻 、水草 B 一塊稻田里的全部幼蚜、有翅、無翅的成蚜 C 一塊朽木上的全部真菌 D. 一個(gè)池塘中全部魚 下列關(guān)于種群的說法不正確的是 （ ） 種群是生物進(jìn)化的基本單位 種群是生物繁殖的基

4、本單位 C.中國大陸上所有老虎是一個(gè)種群 D.同一種群的個(gè)體可以自由交配,B,C,性狀是由基因控制的，因此研究生物的進(jìn)化必須研究種群的基因組成和變化。如何分析種群的基因組成和變化？由此人們提出基因庫和基因頻率的概念。,1.什么是種群的基因庫？,一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因叫這個(gè)種群的基因庫。,什么是種群的基因頻率？,在一個(gè)種群基因庫中，某基因占全部等位基因的 比率叫做基因頻率。,2.基因頻率的計(jì)算,某昆蟲種群中，綠色翅的基因?yàn)锳, 褐色翅的基因位a，調(diào)查發(fā)現(xiàn)AA、Aa、aa的個(gè)體分別占30、60、10,那么A、a的基因頻率是多少？（自讀115頁）,A+a=1,此種基因的個(gè)數(shù) 種群中該對(duì)等

5、位基因的總數(shù),此種基因的個(gè)數(shù)=純合子個(gè)體數(shù) X 2雜合子個(gè)體數(shù),種群中該對(duì)等位基因的總數(shù)=個(gè)體總數(shù) X 2,通過基因型個(gè)體數(shù)量計(jì)算基因頻率,在有性生殖過程中，如果符合以上的理想條件， (1)該種群產(chǎn)生的A 配子和a 配子的比率各是多少?,A 60%,a 40%,A 60%,a 40%,36%,24%,16%,AA,Aa,Aa,24%,aa,(2)子代基因型的頻率各是多少? (3)子代種群的基因頻率各是多少?,30%,30%,30%,10%,36%,48%,60%,40%,16%,36%,48%,16%,60%,40%,(4)在討論題2中的群體滿足五個(gè)條件的情況下,計(jì)算子二代、子三代的基因頻率與

6、基因型頻率 ; 分析一下各代基因頻率與基因型頻率相同嗎？,滿足五個(gè)假設(shè)條件的種群是理想的種群,在自然條件下,這樣的種群是不存在的.這也從反面說明了在自然界中,種群的基因頻率遲早要發(fā)生變化,也就是說種群的進(jìn)化是必然的.,（5）上述計(jì)算結(jié)果是在滿足五個(gè)假設(shè)條件的基礎(chǔ)上計(jì)算的，對(duì)自然界的種群來說，這五個(gè)條件都能成立嗎？特別是如果第點(diǎn)假設(shè)（基因A和a都不產(chǎn)生突變,即沒有基因突變和染色體變異。）成立這與前面我們所學(xué)的基因突變的哪個(gè)特性相違背？,與基因突變的普遍性相違背。,(6)、如果該種群出現(xiàn)新的突變型，也就是產(chǎn)生新的等位基因（A2），種群的基因頻率會(huì)變化嗎？基因A2的頻率可能會(huì)怎樣變化？,突變產(chǎn)生的新

7、基因會(huì)使種群的基因頻率發(fā)生變化。 基因A2的頻率是增加還是減少，要看這一突變對(duì)生物體是有益還是有害的，這往往取決于生物生存的環(huán)境。,用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化 遺傳平衡定律 遺傳平衡定律是由英國數(shù)學(xué)家哈代和德國醫(yī)生溫伯格分別于1908年和1909年獨(dú)立證明的，這一定律又稱哈代溫伯格定律，它是指在一個(gè)極大的隨機(jī)交配的種群中，在沒有突變、選擇和遷移的條件下，種群的基因頻率和基因型頻率可以世代相傳不發(fā)生變化，保持平衡。,若種群中一等位基因?yàn)锳和a，設(shè)A的基因頻率=p，a的基因頻率=q ， 因?yàn)?pq)=A%+a%=1， 則（p+q）2=p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=1 。 AA的基因

8、型頻率=p2； aa的基因型頻率=q2； Aa的基因型頻率=2pq。,總 結(jié),種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化,(一)種群是生物進(jìn)化的基本單位,1、種群、基因庫、基因頻率等概念 2、用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化,現(xiàn)在練練吧！,下列關(guān)于基因庫的敘述正確的是 ( ) A一個(gè)種群中一個(gè)個(gè)體所含有的全部基因叫做這個(gè)種群的基因庫 B一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的顯性基因叫做這個(gè)種群的基因庫 C一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因叫做這個(gè)種群的基因庫 D一個(gè)種群的基因庫會(huì)隨著種群中一代一代的死亡而消減和滅亡,C,AA、Aa、aa的個(gè)體分別占24%、72%、4%那么 A、a的基因頻率是多少？ （ ） A. 36%和6

9、4% B. 57%和43% C. 24%和72% D. 60%和40%,D,某種基因的基因頻率=,某種基因的純合子頻率+1/2雜合子頻率,通過基因型頻率計(jì)算基因頻率,A=24% +1/2 X 72% = 60%,據(jù)調(diào)查得知，某學(xué)校的學(xué)生中各血型的比率如下： IAIA 20% IAi 30% IBIB 10% IBi 20% IAIB 10% ii 10% 計(jì)算IB的基因頻率。,10% +1/2（ 10% + 20%） = 25%,(二)突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料,基因突變在自然界是普遍存在的，因此基因突變產(chǎn)生新的等位基因,這就可能使種群的基因頻率發(fā)生變化.,什么是突變？,現(xiàn)代遺傳學(xué)研究表明

10、，可遺傳的變異來源于基因突變、基因重組和染色體變異。其中基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變。,普遍性:,隨機(jī)性:,稀有性:,有害性：,不定向性：Aa1或Aa2,基因突變的的特點(diǎn)和意義分別是什么?,意義:基因突變盡管是隨機(jī)的、不定向的，在自然狀態(tài)下，突變頻率很低，但卻是普遍存在的，它是新基因產(chǎn)生的途徑；是生物變異的根本來源；是生物進(jìn)化的原始材料。,自然界中生物的自然突變頻率很低，而且一般對(duì)生物體是有害的。為什么還能夠改變種群中的基因頻率呢？,種群是由許多個(gè)體組成的，每個(gè)個(gè)體的每一個(gè)細(xì)胞內(nèi)都有成千上萬個(gè)基因，這樣，每一代就會(huì)產(chǎn)生大量的突變。,此外，突變的有害還是有利也不是絕對(duì)的，這往往取決于生物的生存

11、環(huán)境。,1種群中突變的特點(diǎn)： 突變數(shù)很大、隨機(jī)、不定向 2種群基因重組的結(jié)果：產(chǎn)生更多可遺傳變異、不定向,例如：果蠅約有104對(duì)基因，假定每個(gè)基因的突變率都是105，若有一個(gè)中等數(shù)量的果蠅種群（約有108個(gè)個(gè)體），那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢？,2 104 105,個(gè)體, 108,種群,=2 107,結(jié)論：突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料,某海島上生活著一種昆蟲，經(jīng)調(diào)查翅的長度和個(gè)體數(shù)的關(guān)系（縱坐標(biāo)為個(gè)體數(shù)量，橫坐標(biāo)為翅的長度）。后來該小島上經(jīng)常刮大風(fēng)，若干年后再進(jìn)行調(diào)查，你認(rèn)為最能代表此時(shí)情況的曲線是( ),選擇并解釋,A,B,C,D,D,(三)自然選擇決定生物進(jìn)化的方向,（1）根據(jù)前面所

12、學(xué)的知識(shí)你能做出假設(shè)嗎？,探究活動(dòng)（四） “探究自然選擇對(duì)種群基因頻率的影響”,自然選擇可以使種群的基因頻率定向改變,探究活動(dòng)（三）,2）現(xiàn)在我們用數(shù)學(xué)方法來討論一下樺尺蠖基因頻率變化的原因。1870年樺尺蠖的基因型頻率為SS 10% ； Ss 20%； ss 70%，在樹干變黑這一環(huán)境條件下假如樹干變黑不利于淺色樺尺蠖的生存，使得種群中淺色個(gè)體每年減少10%，黑色個(gè)體每年增加10%，以后的幾年內(nèi)，樺尺蠖種群每年的基因型頻率與基因頻率是多少呢？,70.7%,26%,29.3%,14.6%,56.1%,60.9%,26.1%,73.9%,29.3%,13.1%,升高,降低,(3)在這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)中

13、根據(jù)上面的數(shù)據(jù)分析，變黑的環(huán)境對(duì)樺尺蠖產(chǎn)生了什么樣的影響？變黑的環(huán)境對(duì)樺尺蠖淺色個(gè)體的出生率有影響嗎？,(4)在自然選擇中，直接受選擇的是基因型還是表現(xiàn)型？,變黑的環(huán)境使控制淺色的s基因頻率減少，S基因頻率增加,許多淺色個(gè)體可能在沒有交配、產(chǎn)卵前就已被天敵捕食,天敵看到的是樺尺蠖得體色（表現(xiàn)型）而不是控制體色的基因,自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進(jìn)化的方向,樺尺蠖,深色,淺色,棲息環(huán)境淺色,（個(gè)體多） （個(gè)體少）,棲息環(huán)境深色,s基因頻率降低 S基因頻率升高,淺色,深色,s基因頻率又降低 S基因頻率又升高,s基因頻率95%,S基因頻率95%,原因是： 淘汰不利變異基因、積累有利變異

14、基因,結(jié)論：自然選擇決定生物進(jìn)化的方向,再來練練兵！,結(jié)果是： 使基因頻率定向改變。,影響基因頻率的因素：,突變、基因重組和自然選擇,生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)就是：,種群是生物進(jìn)化的單位，也是生物（ ）的單位。,繁殖,生物進(jìn)化=種群基因頻率變化,種群基因頻率發(fā)生變化的過程。,小結(jié)：,小結(jié)（自然選擇決定生物進(jìn)化的方向）：,種群中產(chǎn)生的變異是（ ）的，經(jīng)過長期的自然選擇，其中不利變異被不斷淘汰，有利變異逐漸（ ），從而使種群的基因頻率發(fā)生（ ）改變，導(dǎo)致生物朝向一定方向進(jìn)化。可見，生物進(jìn)化的方向是由（ ）決定的。,不定向,積累,定向,自然選擇,種群中產(chǎn)生的變異（ ） 自然選擇方向( ),不定向,定向,6.某

15、島嶼上存在著尺蛾的兩個(gè)變種，該地區(qū)原為森林，后建設(shè)成工業(yè)區(qū)。下表為該地區(qū)不同時(shí)期的兩個(gè)變種尺蛾的數(shù)量比。這些變化產(chǎn)生的原因是 ( ) A灰尺蛾遷離，黑尺蛾遷入 B工業(yè)煤煙使灰尺蛾變成黑尺蛾 C自然選擇作用 D人工選擇的作用 7.用現(xiàn)代生物進(jìn)化理論分析解釋狼的進(jìn)化過程。 (1)狼群中存在不同類型的個(gè)體，如有跑得快的，有跑得慢的。它說明生物具有_的特性，而這種特性是生物進(jìn)化的 。 (2)隨著環(huán)境的改變，食物稀少，跑得快、兇猛的狼才能獲得食物生存下去。這樣，食物、環(huán)境對(duì)狼起了_作用，而這種作用是_的，它決定著生物進(jìn)化的_。,C,變異,原材料,選擇,方向,定向的,二、隔離與物種的形成,曼徹斯特地區(qū)的樺

16、尺蠖，雖然基因頻率發(fā)生了很大變化，但是并沒有形成新的物種。為什么說它們沒有形成新的物種？怎樣判斷兩個(gè)種群是否屬于一個(gè)物種？,物種；能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物稱為一個(gè)物種，簡稱“種”。,不同物種之間一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育的后代，這種現(xiàn)象叫生殖隔離。,因?yàn)轳R與驢交配產(chǎn)生的后代騾沒有生殖能力,馬和驢是不是一個(gè)物種？,在自然界，同一種生物由于地理上的障礙而形成不同的種群，使得種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象，叫做地理隔離。,隔離,地理隔離,生殖隔離,隔離：不同種群間的個(gè)體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象叫做隔離。,東北虎,華南虎,隔離在物種形成中的作

17、用,兩個(gè)不同虎亞種,（馬和驢雜交產(chǎn)騾）,生殖隔離,注：不同種群之間一旦產(chǎn)生生殖隔離，就不會(huì)有基因交流了。,地理隔離,地理隔離,突變、基因重組、自然選擇,生殖隔離,新物種,物種的形成：,加拉帕戈斯群島一的幾種地雀,南 美 洲 地 雀,因地理隔離導(dǎo)致生殖隔離比較常見,新物種形 成的標(biāo)志：,生殖隔離,總結(jié)： 以（ ）為核心的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論，其基本觀點(diǎn)是（ ）是生物進(jìn)化的基本單位，生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于種群（ ）的改變。（ ）（ ）及（ ）是物種形成過程的三個(gè)基本環(huán)節(jié)，通過它們的綜合作用，種群產(chǎn)生分化，最終導(dǎo)致新物種的形成。在這個(gè)過中，（ ）產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料，（ ）使種群的基因頻率定向改變并決定生物

18、進(jìn)化的方向，（ ）是新物種形成的必要條件。,自然選擇學(xué)說,種群,基因頻率,突變和基因重組,自然選擇,隔離,突變和基因重組,自然選擇,隔離,現(xiàn)代進(jìn)化論解釋物種形成的基本環(huán)節(jié),1、突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料,2、自然選擇決定生物進(jìn)化的方向(定向),3、隔離導(dǎo)致物種的形成,1、馬（2N64）和驢（2N62）雜交能產(chǎn)生后代稱騾子，能夠正常發(fā)育，但不能生育，這種情況稱之為 （ ） A、雜交育種 B、人工誘變 C、基因重組 D、生殖隔離,2、產(chǎn)生上述情況的原因主要是 （ ） A、染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化 B、馬和驢的遺傳物質(zhì)有本質(zhì)區(qū)別 C、發(fā)生突變 D、減數(shù)分裂過程中聯(lián)會(huì)紊亂,D,D,練習(xí),3、某工廠有男女職工各200名，對(duì)他們進(jìn)行調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因的攜帶者為15人，患者5人，男性患者11人，那么這個(gè)群體中色盲基因的頻率是多少？ 4、一種蛾中控制淺顏色的等位基因是隱性的，控制深顏色的等位基因是顯性的。假設(shè)一個(gè)種群中有640只淺色的蛾和360只深色的蛾，群體呈遺傳平