现代生物进化理论的主要内容1高一生物课件

现代生物进化理论的主要内容种群、基因库、基因频率一个种群的全部个体所含有的全部基因，叫做这个种群的基因库。一定时间内，生活在一定区域的同种生物的全部个体，叫做种群。种群是生物繁殖的基本单位。某种基因在某个种群中出现的比例，叫做基因频率。种群是生物进化的基本单位每一个种群都有它自己的基因库，种群中的个体一代一代地死亡，但基因库却在代代相传的过程中保持和发展。所以，生物进化的单位不是个体，而是种群。基因频率的计算例：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=60%a=40%亲代子一代子二代子三代基因型频率AA30%Aa60%aa10%基因频率Aa36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%60%40%若亲代昆虫中的种群满足以下五个条件：①昆虫种群数量足够大，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，④自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用⑤也没有基因突变和染色体变异。用数学方法讨论基因频率的变化哈迪-温伯格定律1908年，英国数学家哈迪和德国医生温伯格分别提出关于基因稳定性的见解。他们指出，一个有性生殖的自然种群中，在符合以下五个条件的情况下，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。这五个条件是：1、种群很大2、随机交配3、没有突变和重组4、没有个体迁入迁出5、没有选择哈迪-温伯格定律处于平衡状态的种群，一对等位基因Aa，A的频率为p，a的频率为q，则：AA的机率为p2；Aa的机率为2pq；aa的机率为q2哈迪-温伯格定律可用数学方程式表示为：(p+q)2=p2+2pq+q2影响基因频率的因素在自然条件下，哈迪-温伯格定律所需的五个条件是难以满足的，因而基因频率总是要发生改变，也就是说进化在任何种群中都是必然要发生的。生物进化的实质是基因频率的改变表面看，自然选择是对一个个生物个体的选择，实质上是对个体所包含的变异进行选择。从现代分子遗传水平看，自然选择实质上是对变异所对应的基因的选择，从而改变着群体中不同基因的基因频率。所以，生物进化的过程的实质是种群基因频率发生变化的过程。自然选择对基因频率变化的影响第1年第2年第3年第4年……基因型频率SS10%11.5%13.1%14.7%Ss20%22.9%26%29.2%ss70%65.6%60.9%56.1%基因频率S20%23%26.1%29.3%升高s80%77%73.9%70.7%降低P117物种的概念在遗传学和进化论中，把能够在自然状态下相互交配，并能够产生出可育后代的一群生物称为一个物种，简称“种”。即：不同物种之间有生殖隔离（动物因求偶方式不同、繁殖期不同，植物因开花季节、花的形态不同，而造成的不能交配等都属于生殖隔离）隔离概念：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。隔离的类型生殖隔离地理隔离例：马与驴的生殖隔离马驴骡例：虎狮兽例：不同“人种”世界各地的人虽然各有不同，但他们之间可以彼此通婚，并且产生可育的后代。因此，全世界的人在生物学上属于同一个物种——智人。地理隔离分布在不同自然区域的种群，由于高山、河流、沙漠等地理上的障碍，使彼此间无法相遇而不能发生基因交流。例：东北虎与华南虎东北虎和华南虎分别生活在我国的东北地区和华南地区，这两个地区之间的辽阔地带就起到了地理隔离的作用。经过长期的地理隔离，这两个种群之间产生了明显的差异，成为两个不同的虎亚种。隔离在物种形成中的作用物种的形成往往是经过长期的地理隔离将不同种群间的差异不断积累，最后达到生殖隔离，形成新物种。例：加拉帕戈斯群岛的地雀有时无需地理隔离也能形成新物种在自然界里还存在另一种物种形成方式，它往往只需要几代甚至一代就完成了，而且不需经过地理隔离。例如，多倍体植物的形成就是如此。自然界里几平将近一半的被子植物和某些栽培作物就是这样形成的。AABBCC（普通小麦）DD（黑麦）×ABC配子D配子ABCD（不育）AABBCCDD（八倍体小黑麦）（可育）秋水仙素处理例：八倍体小黑麦的培育总结●种群是生物进化的基本单位●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本环节（突变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方向，隔离是新物种形成的必要条件）。●生物进化的实质在于种群基因频率的改变。以自然选择学说为核心的现代生物进化理论的基本观点是：共同进化任何一个物种都不是单独进化的。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，这就是共同进化。捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到促进种群发展的作用。“精明的捕食者”策略：捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。“收割理论”：捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间有利于增加物种的多样性。捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？生物进化与无机环境变化的关系例：生物的新陈代谢类型由原始异养厌氧→自养厌氧→自养需氧。生物多样性的形成基因多样性物种多样性生态系统多样性生物多样性地球上所有的植物、动物和微生物，它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统，共同构成了生物多样性。简单→复杂低等→高等原核细胞→真核细胞单细胞→多细胞无性生殖→有性生殖原始异养厌氧→自养厌氧→自养需氧水生→水陆两栖→陆生生物多样性的形成生物进化理论在发展生物的进化如此复杂，现有的进化理论所不能解释的问题比已经解释的问题还要多。在这些学说中，以自然选择为核心的进化理论比其他学说的影响要广泛而深远，它仍然是以后各个方面研究的一个基础。进化理论同其他科学理论一样，它不会停滞不前，它还在发展。分子进化与中性学说这一学说认为，生物体内绝大多数突变都是中性突变；生物体内的大分子都是以一定的速率进化着，这一速率与种群的大小、物种的生殖力以及生物世代的长短都无关，也不受环境因素的影响，因此对于这些中性突变不会发生自然选择与适者生存的情况。生物的进化主要是中性突变在自然群体中进行随机的“遗传漂变”的结果，而与选择无关。也就是说，遗传漂变才是分子进化的基本动力。基因频率因偶然的机会，而不是由于选择，而发生变化，这种现象称为遗传漂变。例：不同生物的细胞色素c与人的比较生物名称氨基酸差别生物名称氨基酸差别黑猩猩猕猴袋鼠豹马鸡响尾蛇01101l121314金枪鱼鲨鱼天蚕蛾小麦链孢霉酵母菌212331354344从上表中可以看出，黑猩猩与人的亲源关系最近，酵母菌与人的亲源关系最远。渐变式进化与跳跃式进化传统的进化理论认为生物的进化是渐变式的，但渐变式的进化难以解释下面两个问题。问题一：生物化石的记录所显示的大多不是渐变式的进化，而是跳跃式的进化。问题二：如果生物演变是渐进的，那么各种适应性的器官结构在尚未发展完善之前，即在还没有发展到有适应功能之前是怎样逃脱自然选择的压力的？所以跳跃式进化理论认为，生物的进化起源于大突变（特别是某些调节基因的突变）。以自然选择学说为核心的现代生物进化理论认为,新物种的形成是A、自然选择的结果B、突变，选择和遗传的综合作用C、用进废退的结果D、突变和基因重组，自然选择及隔离的综合作用下列关于隔离的叙述，不正确的是A、阻止了种群间的基因交流B、对所有的物种来说,地理隔离必然导致生殖隔离C、种群基因库间的差异是产生生殖隔离的根本原因D、不同的物种之间必然存在着生殖隔离人类的苯丙酮尿症是代谢疾病，由隐性基因控制。如果群体的发病率是1/10000，表现型正常的个体与苯丙酮尿症患者婚配，生出患苯丙酮尿症小孩的概率是。在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型为AA的个体占18%，基因型为Aa的个体占78%，aa的个体占4%.基因A和a的频率分别是A、18%82%B、36%64%；C、57%43%D、92%8%；据调查得知，某小学的学生中基因型的比率为：XBXB44%XBXb5%XbXb1%XBY43%XbY7%则Xb的基因频率是A、13.2%B、5%C、14%D、9.3%某种蝇是家畜的毁灭性寄生物，在一个实验室里,用杀虫剂和电离辐射分别处理这种蝇的两个数量相同的群体，电离辐射的作用是使雄蝇不育。实验结果如图，试用学过的生物学知识分析：(1)用杀虫剂处理的那组在处理后的哪一代开始恢复到处理前的状况？曲线下降为什么不可能达到0？(2)在什么时候可以看到用电离辐射比用杀虫剂消灭这种蝇更成功？曲线回升是通过之间的来实现的。(4)根据以上分析，使用杀虫剂治虫有其缺点，主要有：①,②，针对这种缺点，你认为消灭害虫应采用的较好方法有：①②。(3)杀虫剂的使用对害虫起了作用，作用是的，结果导致害虫抗药性。1、某工厂有男女职工各200名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因的携带者为15人，患者5人，男性患者11人，那么这个群体中色盲基因的频率是多少？2、一种蛾中控制浅颜色的等位基因是隐性的，控制深颜色的等位基因是显性的。假设一个种群中有640只浅色的蛾和360只深色的蛾，群体呈遗传平衡，那么有多少只杂合子的蛾？6%320