湖南师大附中内部资料高二生物课件现代生物进化理论的主要内容

现代生物进化理论的主要内容生物《必修2》问题探讨情景：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：1.根据达尔文“适者生存”的观点，该绿色个体一定能被选择下来吗？为什么？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呢？3.如果Aa变异个体与其他个体交配繁殖，后代都会是绿色的吗？个体的有利变异基因只有在群体中，通过有性繁殖才能世代相传。有利变异个体（Aa）的有性繁殖的后代，还会出现aa的个体。因此，研究生物的进化，仅仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的，还需要研究群体的基因组成的变化。一、种群基因频率的改变与生物进化自学思考：1、什么是种群？种群有什么特点？2、什么是种群的基因库？3、基因频率的含义是什么？怎样计算基因频率？二、现代生物进化理论实例分析：（1）一个池塘中的全部鲤鱼；（2）一片草地上的全部蒲公英;（3）一片草地上的全部植物；（4）一个池塘中的全部鱼;1.种群：指生活在一定区域的同种生物个体的总和。特点：彼此可以交配实现基因交流。（一）种群是生物进化的基本单位2．基因库：种群全部个体所含有的全部基因。3．基因频率：（一）种群是生物进化的基本单位在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率，叫做基因频率。在一个种群中，某种基因型个体数占该种群个体总数的比率。基因型频率：P(A)+P(a)=1P(AA)+P(Aa)+P(aa)=14.基因频率的计算某昆虫种群中，绿色翅的基因为A,褐色翅的基因为a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占30%、60%、10%、那么A、a的基因频率各是多少？基因频率=该基因的总数该等位基因的总数基因频率=纯合体基因型频率+杂合子基因型频率的一半用数学方法讨论基因频率的变化这一种群繁殖若干代后，其基因频率会不会发生变化呢？问题：探讨：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%从子代的基因型频率和基因频率的计算结果中，发现了什么现象？亲代与子代的基因频率与基因型频率(1)理想条件下：种群非常大所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代没有迁入和迁出没有自然选择基因都不产生突变种群的基因频率保持不变(2)自然条件下：如果该种群出现新的突变型,也就是产生新的等位基因A2,种群的基因频率会变化吗？基因A2的频率可能会怎样变化？会。基因A2的频率是增加还是减少,要看这一突变对生物体是有益还是有害的,这往往取决于生物生存的环境。在自然界中，由于存在突变、基因重组、自然选择等因素，种群的基因频率总是在不断变化着,生物也就在不断向前进化。1.AA、Aa、aa的个体分别占24%、72%、4%，那么A、a的基因频率是多少？()A.36%和64%B.57%和43%C.24%和72%D.60%和40%D2．已知人眼的褐色(A)对蓝色(a)是显性。在一个有30000人的人群中，蓝眼的人3600人;褐眼的有26400人，其中纯合体有12000人。那么，在这一个人群中A和a的基因频率分别为()A0.64和0.36B0.36和0.64C0.50和0.50D0.82和0.18A动动脑？3、抽样调查某地100位女性和100位男性发现：女性中有5位色盲患者和20位携带者，男性中有15位色盲患者，则该地色盲基因的频率约是多少？5×2+20+15100×2+100×100%=15%基因突变的的特点和意义分别是什么?①普遍存在②随机发生、不定向的③频率很低意义：基因突变尽管是随机的、不定向的，在自然状态下，突变频率很低，但却是普遍存在的，它是新基因产生的途径；是生物变异根本来源；是生物进化的原始材料。例如：一个果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是10－5，若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？2×104×10－5个体×108种群=2×107基因突变染色体变异基因重组突变可遗传的变异—基因频率改变的因素不遗传的变异（二）突变和基因重组产生进化的原材料（二）突变和基因重组产生进化的原材料1、突变指基因突变和染色体变异。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。自然选择对种群基因频率的影响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%现在我们用数学方法来讨论一下桦尺蠖基因频率变化的原因。1870年桦尺蠖的基因型频率为SS10%；Ss20%；ss70%，在树干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%，以后的几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？第1年第2年第3年第4年……基因型频率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因频率S20%23%s80%77%70.7%26%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%(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？第1年第2年第3年第4年……基因型频率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因频率S20%23%s80%77%70.7%26%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%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自然选择使基因频率定向改变。第1年第2年第3年第4年……基因型频率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因频率S20%23%s80%77%70.7%26%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%(2)在自然选择中,直接受选择的是基因型还是表现型?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在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变,导致生物朝着一定的方向不断进化.（三）自然选择决定生物进化的方向自然选择淘汰不利变异基因、积累有利变异基因，使基因频率定向改变。例：用现代生物进化理论分析解释狼的进化过程。(1)狼群中存在不同类型的个体，如有跑得快的，有跑得慢的。它说明生物具有______的特性，而这种特性是生物进化的。(2)随着环境的改变，食物稀少，跑得快、凶猛的狼才能获得食物生存下去。这样，食物、环境对狼起了______作用，而这种作用是______的，它决定着生物进化的______。变异原材料选择方向定向1.AA、Aa、aa的个体分别占24%、72%、4%，那么A、a的基因频率是多少？()A.36%和64%B.57%和43%C.24%和72%D.60%和40%D2．已知人眼的褐色(A)对蓝色(a)是显性。在一个有30000人的人群中，蓝眼的人3600人;褐眼的有26400人，其中纯合体有12000人。那么，在这一个人群中A和a的基因频率分别为()A0.64和0.36B0.36和0.64C0.50和0.50D0.82和0.18A动动脑？3、抽样调查某地100位女性和100位男性发现：女性中有5位色盲患者和20位携带者，男性中有15位色盲患者，则该地色盲基因的频率约是多少？5×2+20+15100×2+100×100%=15%