《步步高學(xué)案導(dǎo)學(xué)與隨堂筆記》配套課件：7.1生物進化的證據(jù)

1、1.1.結(jié)合抗原結(jié)合抗原抗體反應(yīng)原理，理解生物進化的抗體反應(yīng)原理，理解生物進化的免疫免疫學(xué)學(xué) 證據(jù)證據(jù)。2.2.分析分析DNADNA和蛋白質(zhì)的分子性質(zhì)，理解生物進化的和蛋白質(zhì)的分子性質(zhì)，理解生物進化的分分 子子生物學(xué)證據(jù)。生物學(xué)證據(jù)。1.1.抗原抗原抗體反應(yīng)原理。抗體反應(yīng)原理。2.DNADNA2.DNADNA雜交技術(shù)。雜交技術(shù)。知識儲備區(qū)123課堂導(dǎo)入課堂導(dǎo)入 4561 1觀察觀察DNADNA分子結(jié)構(gòu)模型，分析其空間結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)模型，分析其空間結(jié)構(gòu)123課堂導(dǎo)入課堂導(dǎo)入 456分類分類主鏈主鏈內(nèi)側(cè)內(nèi)側(cè)構(gòu)成構(gòu)成方式方式交替交替連接，兩連接，兩條主鏈條主鏈呈呈平行平行，有規(guī)則地盤，有規(guī)則地盤旋旋成

2、成結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)主鏈上對應(yīng)堿基主鏈上對應(yīng)堿基以以連連接接成對，對應(yīng)堿基之間互成對，對應(yīng)堿基之間互補補(A(A_ _，G G_ _) )配對，堿配對，堿基平面之間平行基平面之間平行動態(tài)動態(tài)變化變化相對穩(wěn)定相對穩(wěn)定堿基比率和堿基序列可變堿基比率和堿基序列可變磷酸和脫氧核糖磷酸和脫氧核糖反反向向雙螺旋雙螺旋T TC C氫鍵氫鍵123課堂導(dǎo)入課堂導(dǎo)入 4562.2.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因：蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因：、。氨基酸的種類不同氨基酸的種類不同 123課堂導(dǎo)入課堂導(dǎo)入 456 氨氨基酸基酸的數(shù)目的數(shù)目不同不同 氨基酸的排列順序氨基酸的排列順序不同不同 肽鏈的肽鏈的數(shù)數(shù)目目和空間結(jié)構(gòu)不同和空間結(jié)構(gòu)不同3

3、3抗原是指抗原是指。能引起機體產(chǎn)生特異性免疫反應(yīng)的物質(zhì)能引起機體產(chǎn)生特異性免疫反應(yīng)的物質(zhì)123課堂導(dǎo)入課堂導(dǎo)入 4564 4抗體是由特異性免疫反應(yīng)產(chǎn)生的能與抗體是由特異性免疫反應(yīng)產(chǎn)生的能與結(jié)合結(jié)合的免疫物質(zhì)。的免疫物質(zhì)。特特定抗原定抗原123課堂導(dǎo)入課堂導(dǎo)入 4565 5生物進化是指一切生命形態(tài)發(fā)生、發(fā)展的演變過程。生物進化是指一切生命形態(tài)發(fā)生、發(fā)展的演變過程?！斑M化進化”一詞來源于拉丁文一詞來源于拉丁文evolutioevolutio，原意為，原意為“展展開開”，一般是指事物的逐漸變化、發(fā)展，由一種狀態(tài)，一般是指事物的逐漸變化、發(fā)展，由一種狀態(tài)過渡到另一種狀態(tài)。過渡到另一種狀態(tài)。123課堂導(dǎo)

4、入課堂導(dǎo)入 4566 6在研究生物進化的過程中，在研究生物進化的過程中，是非常重要的證據(jù)。是非常重要的證據(jù)。地球上現(xiàn)存的生物都是生物進化的結(jié)果，對現(xiàn)存物種地球上現(xiàn)存的生物都是生物進化的結(jié)果，對現(xiàn)存物種的親緣關(guān)系的研究，也可以幫助我們追溯生物進化的的親緣關(guān)系的研究，也可以幫助我們追溯生物進化的過程。過程?；?23課堂導(dǎo)入課堂導(dǎo)入 456世間萬物從何而來，生物學(xué)家已經(jīng)在古生物學(xué)、比較世間萬物從何而來，生物學(xué)家已經(jīng)在古生物學(xué)、比較解剖學(xué)和比較胚胎學(xué)的研究過程中，掌握了大量生物解剖學(xué)和比較胚胎學(xué)的研究過程中，掌握了大量生物進化的證據(jù)，認為地球上現(xiàn)存的五彩繽紛的生物，都進化的證據(jù)，認為地球上現(xiàn)存的

5、五彩繽紛的生物，都是由共同祖先在漫長的地球歷史中演化而來的。是由共同祖先在漫長的地球歷史中演化而來的。那么現(xiàn)代生物學(xué)又為生物進化理論提供了哪些證據(jù)呢？那么現(xiàn)代生物學(xué)又為生物進化理論提供了哪些證據(jù)呢？123課堂導(dǎo)入課堂導(dǎo)入 456學(xué)習(xí)探究區(qū)探究點一探究點一免疫學(xué)證據(jù)免疫學(xué)證據(jù)探究點二探究點二分子生物學(xué)證據(jù)分子生物學(xué)證據(jù)課堂小結(jié)課堂小結(jié)探究點一免疫學(xué)證據(jù)閱讀教材閱讀教材P P104104內(nèi)容，完善家兔抗血清實驗，完成下面內(nèi)容，完善家兔抗血清實驗，完成下面的思考。的思考。1 1實驗?zāi)康模和ㄟ^實驗?zāi)康模和ㄟ^了解某種生了解某種生物與其他幾種生物的物與其他幾種生物的。返回返回血清蛋白的免疫反應(yīng)血清蛋白的免

6、疫反應(yīng)親緣關(guān)系遠近親緣關(guān)系遠近2 2實驗原理實驗原理(1)(1)每種動物的血清中都含有一系列獨特的蛋白質(zhì)。如果把每種動物的血清中都含有一系列獨特的蛋白質(zhì)。如果把一種動物的血清一種動物的血清( (抗原抗原) )注射到另一種動物的體內(nèi)，這種動注射到另一種動物的體內(nèi)，這種動物體內(nèi)就會發(fā)生免疫反應(yīng)，在血清中產(chǎn)生能攻擊這些血清物體內(nèi)就會發(fā)生免疫反應(yīng)，在血清中產(chǎn)生能攻擊這些血清蛋白的抗體。蛋白的抗體。(2)(2)當(dāng)家兔抗血清當(dāng)家兔抗血清( (含有抗人血清蛋白的抗體含有抗人血清蛋白的抗體) )與某種動物的與某種動物的血清混合時，會發(fā)生血清混合時，會發(fā)生反應(yīng)而形成沉淀，不同種反應(yīng)而形成沉淀，不同種動物的血清產(chǎn)

7、生的沉淀數(shù)量動物的血清產(chǎn)生的沉淀數(shù)量。根據(jù)。根據(jù)反應(yīng)原反應(yīng)原理，可知這些動物血清中一定含有和人相似的血清蛋白。理，可知這些動物血清中一定含有和人相似的血清蛋白。反應(yīng)反應(yīng)，沉淀形成就，沉淀形成就，說明該動物的血清蛋白與，說明該動物的血清蛋白與人類的人類的，與人類的親緣關(guān)系，與人類的親緣關(guān)系。不同不同抗原抗體抗原抗體抗原抗體抗原抗體越強烈越強烈越多越多越相似越相似就越近就越近3 3實驗過程實驗過程( (如圖如圖) )4 4實驗結(jié)果實驗結(jié)果97%97%100%100%92%92%動物種類動物種類反應(yīng)強度反應(yīng)強度人人_黑猩猩黑猩猩_大猩猩大猩猩_長臂猿長臂猿79%79%狒狒狒狒75%75%蜘蛛猴蜘蛛猴

8、58%58%狐猴狐猴37%37%食蟻獸食蟻獸17%17%豬豬8%8%5.5.實驗結(jié)果分析及結(jié)論：實驗結(jié)果分析及結(jié)論：通過表格中的數(shù)據(jù)可以看出，不同動物的血清蛋白與通過表格中的數(shù)據(jù)可以看出，不同動物的血清蛋白與家兔抗血清的反應(yīng)強度家兔抗血清的反應(yīng)強度，由此可以，由此可以。數(shù)據(jù)表明，黑猩猩與人類的。數(shù)據(jù)表明，黑猩猩與人類的親緣關(guān)系親緣關(guān)系。不同不同判斷這些動物判斷這些動物與人類的親緣關(guān)系遠近與人類的親緣關(guān)系遠近最近最近如果想通過血清蛋白的免疫反應(yīng)了解某種動物與其他如果想通過血清蛋白的免疫反應(yīng)了解某種動物與其他幾種動物的親緣關(guān)系遠近，可以將這種動物的血清注幾種動物的親緣關(guān)系遠近，可以將這種動物的血清

9、注射到另外一種動物體內(nèi)，這種注射了血清的動物就會射到另外一種動物體內(nèi)，這種注射了血清的動物就會產(chǎn)生抗血清，然后用這種抗血清分別與其他幾種動物產(chǎn)生抗血清，然后用這種抗血清分別與其他幾種動物的血清混合，根據(jù)免疫反應(yīng)的強烈程度即可了解該種的血清混合，根據(jù)免疫反應(yīng)的強烈程度即可了解該種動物與其他幾種動物之間的親緣關(guān)系遠近。動物與其他幾種動物之間的親緣關(guān)系遠近。1 1下列關(guān)于家兔抗血清實驗的敘述中，不正確的是下列關(guān)于家兔抗血清實驗的敘述中，不正確的是( () )A A將人的血清蛋白注入家兔體內(nèi)以后，會發(fā)生將人的血清蛋白注入家兔體內(nèi)以后，會發(fā)生免疫免疫 反應(yīng)反應(yīng)，人的血清蛋白相當(dāng)于抗原，人的血清蛋白相當(dāng)于

10、抗原B B根據(jù)其他動物的血清蛋白與家兔抗血清發(fā)生根據(jù)其他動物的血清蛋白與家兔抗血清發(fā)生反應(yīng)反應(yīng) 的的強烈程度可以判斷它們與人類親緣關(guān)系的遠近強烈程度可以判斷它們與人類親緣關(guān)系的遠近C C家兔抗血清與血清蛋白會發(fā)生特異性結(jié)合家兔抗血清與血清蛋白會發(fā)生特異性結(jié)合D D因為黑猩猩的血清蛋白與人的完全一樣，所以因為黑猩猩的血清蛋白與人的完全一樣，所以黑黑 猩猩猩猩的血清蛋白與家兔抗血清的反應(yīng)強度最高的血清蛋白與家兔抗血清的反應(yīng)強度最高差別最小差別最小D 探究點二分子生物學(xué)證據(jù)閱讀教材閱讀教材P P105105106106，完成在進化方面三種分子生物學(xué)證據(jù)，完成在進化方面三種分子生物學(xué)證據(jù)的探索。的探索

11、。1 1比較比較DNADNA(1)(1)技術(shù)方法：技術(shù)方法：技術(shù)。技術(shù)。返回返回DNADNADNADNA雜交雜交(2)(2)技術(shù)原理：技術(shù)原理：DNADNA在在下不穩(wěn)定，規(guī)則的雙螺旋結(jié)下不穩(wěn)定，規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)會被打開而變成兩條多核苷酸構(gòu)會被打開而變成兩條多核苷酸。而在。而在以后互補以后互補的多核苷酸單鏈又會的多核苷酸單鏈又會。如果先將不同生物的。如果先將不同生物的DNADNA加熱打開，然后將不同生物的多核苷酸單鏈加熱打開，然后將不同生物的多核苷酸單鏈在一起，在一起，不同生物的不同生物的DNADNA單鏈就會發(fā)生堿基互補配對。凡是單鏈就會發(fā)生堿基互補配對。凡是堿基序列就會組成堿基序列就會組成DN

12、ADNA雙鏈，雙鏈，堿基序列就仍然是游堿基序列就仍然是游離的離的DNADNA單鏈。如果不同單鏈。如果不同生物的生物的DNADNA單鏈發(fā)生單鏈發(fā)生的序列越多，說明的序列越多，說明這兩種生物的遺傳信息這兩種生物的遺傳信息，它們的親緣關(guān)，它們的親緣關(guān)系也就系也就。較高溫度較高溫度單鏈單鏈降溫降溫重新螺旋重新螺旋混合混合相同的相同的不同的不同的堿基堿基配對配對越相似越相似越近越近單一單一DNADNA片段片段(3)(3)技術(shù)操作流程技術(shù)操作流程制備制備。 將將DNADNA片段片段。 加熱制成單鏈加熱制成單鏈將兩種生物的將兩種生物的DNADNA單鏈單鏈。 ，來自不同物種的，來自不同物種的DNADNA單鏈可

13、能發(fā)生單鏈可能發(fā)生。 測定雜種測定雜種DNADNA的熔解溫度的熔解溫度(Tm)(Tm)，了解兩種，了解兩種DNADNA的的。混合后進行分子雜交混合后進行分子雜交逐步冷卻逐步冷卻互補配互補配對對相似相似程度程度(4)(4)意義：通過意義：通過DNADNADNADNA雜交技術(shù)可以了解兩種生物雜交技術(shù)可以了解兩種生物，從而判斷出它們之間，從而判斷出它們之間，了解兩個物種的共同祖先生活在距今多遠的年，了解兩個物種的共同祖先生活在距今多遠的年代里。代里?；蚪M的相似程度基因組的相似程度親緣關(guān)系的親緣關(guān)系的遠近遠近2 2基因序列比較基因序列比較(1)(1)技術(shù)方法：技術(shù)方法：技術(shù)。技術(shù)。(2)(2)技術(shù)原

14、理：比較不同物種的技術(shù)原理：比較不同物種的可以更直觀、可以更直觀、更有力地說明兩種生物之間的親緣關(guān)系遠近，如果基更有力地說明兩種生物之間的親緣關(guān)系遠近，如果基因序列越相似，則說明兩種生物的因序列越相似，則說明兩種生物的，它們的親緣關(guān)系就它們的親緣關(guān)系就。(3)(3)從下表中可以看出，人類與從下表中可以看出，人類與的血紅蛋白基因的血紅蛋白基因序列相似程度最高，表明序列相似程度最高，表明與人類的親緣關(guān)系較近。與人類的親緣關(guān)系較近。DNADNA測序測序基因序列基因序列遺傳信息越相似遺傳信息越相似越近越近猩猩猩猩猩猩猩猩四種哺乳動物血紅蛋白基因的部分序列四種哺乳動物血紅蛋白基因的部分序列物種物種DNA

15、DNA序列序列人類人類TGACAAGAACA_GTTAGAG_TGTCCGTGACAAGAACA_GTTAGAG_TGTCCGAGGACCAACAGATGGGTACCTGGGTCTCCAAGAAACTGAGGACCAACAGATGGGTACCTGGGTCTCCAAGAAACTG猩猩猩猩TCACGAGAACA_GTTAGAG_TGTCCGATCACGAGAACA_GTTAGAG_TGTCCGAGGACCAACAGATGGGTACCTGGGTCTCCA GGACCAACAGATGGGTACCTGGGTCTCCA AGAAACTGAGAAACTG恒河恒河猴猴TGACGAGAACAAGTTAGAG_T

16、GTCCGAGTGACGAGAACAAGTTAGAG_TGTCCGAGGACCAACAGATGGGTACCTGGGTCTCCAAGACCAACAGATGGGTACCTGGGTCTCCAAGAAACTGGAAACTG兔兔TGGTGATAACAAGACAGAGATATCCGAGGACCAGCAGATAGGAACCTGGTGATAACAAGACAGAGATATCCGAGGACCAGCAGATAGGAACCTGGGTCTCTAAGAAGCTATGGGTCTCTAAGAAGCTA3.3.比較蛋白質(zhì)比較蛋白質(zhì) (1) (1)原理：原理：是生命活動的主要承擔(dān)者，是生物是生命活動的主要承擔(dān)者，是生物性狀的直接

17、表現(xiàn)者。所以可以比較同一蛋白質(zhì)中性狀的直接表現(xiàn)者。所以可以比較同一蛋白質(zhì)中來得知不同生物的遺傳信息的相似程度。來得知不同生物的遺傳信息的相似程度。如果兩種生物由共同祖先分歧后經(jīng)過的時間越長，它如果兩種生物由共同祖先分歧后經(jīng)過的時間越長，它們的蛋白質(zhì)們的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)不同不同氨基酸的數(shù)量氨基酸的數(shù)量發(fā)生改變的可能性就越大發(fā)生改變的可能性就越大(2)(2)實例：細胞色素實例：細胞色素c c是細胞質(zhì)中與呼吸作用有關(guān)的一是細胞質(zhì)中與呼吸作用有關(guān)的一種蛋白質(zhì)，其功能是傳遞電子。人類的細胞色素種蛋白質(zhì)，其功能是傳遞電子。人類的細胞色素c c包包含含112112個氨基酸。與人類的細胞色素個氨基酸。與人

18、類的細胞色素c c相比較，黑猩猩相比較，黑猩猩與人類完全一樣，恒河猴僅有一個氨基酸不同，而雞與人類完全一樣，恒河猴僅有一個氨基酸不同，而雞卻有卻有1313個氨基酸不同個氨基酸不同( (如下表如下表) )。不同生物細胞色素不同生物細胞色素c c中氨基酸的比較中氨基酸的比較物種物種與人類細胞色素與人類細胞色素c c相比，氨基酸的差異數(shù)相比，氨基酸的差異數(shù)黑猩猩黑猩猩0 0恒河猴恒河猴1 1鯨鯨1010雞雞1313金槍魚金槍魚2121小麥小麥3535從表格中可以看出，從表格中可以看出，的細胞色素的細胞色素c c與人的氨與人的氨基酸完全一樣，所以基酸完全一樣，所以與人的親緣關(guān)系最近，與人的親緣關(guān)系最近

19、，而而的與人的氨基酸相差最多，表明的與人的氨基酸相差最多，表明與人類與人類的親緣關(guān)系較遠。的親緣關(guān)系較遠。黑猩猩黑猩猩黑猩猩黑猩猩小麥小麥小麥小麥歸納提煉歸納提煉1 1DNADNADNADNA雜交技術(shù)雜交技術(shù)DNADNADNADNA雜交技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用，比如親子鑒定，雜交技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用，比如親子鑒定，就是將親代和子代的就是將親代和子代的DNADNA雙鏈先打開，然后降溫使兩雙鏈先打開，然后降溫使兩個人的個人的DNADNA單鏈重新互補配對，根據(jù)互補配對的程度單鏈重新互補配對，根據(jù)互補配對的程度可以判斷二者是否具有血緣關(guān)系?？梢耘袛喽呤欠窬哂醒夑P(guān)系。 歸納提煉歸納提煉2 2基因序列比較基因

20、序列比較無論是比較無論是比較DNADNA還是比較基因序列，都是比較的同一還是比較基因序列，都是比較的同一類類DNADNA或基因。不同類的或基因。不同類的DNADNA和基因進行比較不能說明和基因進行比較不能說明兩種生物的親緣關(guān)系遠近。兩種生物的親緣關(guān)系遠近。3 3比較蛋白質(zhì)比較蛋白質(zhì)決定蛋白質(zhì)多樣性的根本原因是決定蛋白質(zhì)多樣性的根本原因是DNADNA的多樣性。所以的多樣性。所以通過比較蛋白質(zhì)的差異可以間接知道兩個物種的遺傳通過比較蛋白質(zhì)的差異可以間接知道兩個物種的遺傳信息的差異程度。信息的差異程度。2 2在分子生物學(xué)方面，可以通過比較不同物種生物的在分子生物學(xué)方面，可以通過比較不同物種生物的_、

21、_、_來判斷親緣關(guān)系遠近。比較來判斷親緣關(guān)系遠近。比較DNADNA時，可通過時，可通過_技術(shù)了解兩種生物基因組的技術(shù)了解兩種生物基因組的_，從而判，從而判斷出它們之間親緣關(guān)系的遠近，了解兩個物種的共同祖先生斷出它們之間親緣關(guān)系的遠近，了解兩個物種的共同祖先生活在距今多遠的年代里；由于活在距今多遠的年代里；由于_技術(shù)的進步和普及，技術(shù)的進步和普及，人們可直接對比不同物種的人們可直接對比不同物種的_，從而推斷出物種之間，從而推斷出物種之間的進化關(guān)系。在蛋白質(zhì)分子方面，如果兩種生物由共同祖先的進化關(guān)系。在蛋白質(zhì)分子方面，如果兩種生物由共同祖先分歧后經(jīng)過的時間越長，它們的蛋白質(zhì)分歧后經(jīng)過的時間越長，它

22、們的蛋白質(zhì)_就 越 大 。 因 此 ， 可 以 根 據(jù) 兩 種 生 物 的 相 應(yīng) 蛋 白 質(zhì) 中就 越 大 。 因 此 ， 可 以 根 據(jù) 兩 種 生 物 的 相 應(yīng) 蛋 白 質(zhì) 中_來判斷親緣關(guān)系的遠近。來判斷親緣關(guān)系的遠近。活學(xué)活用活學(xué)活用DNADNA基因序列基因序列蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)DNADNADNADNA雜交雜交相似程度相似程度DNADNA測序測序基因序列基因序列發(fā)生改變的可能性發(fā)生改變的可能性觀察到的差異大小觀察到的差異大小課堂小結(jié)返回返回免疫學(xué)免疫學(xué)比較比較DNADNA基因序列比較基因序列比較比較蛋白質(zhì)比較蛋白質(zhì)自我檢測區(qū)12341 1用哪種方法尋找生物進化的證據(jù)時需要測定遺傳用哪種方

23、法尋找生物進化的證據(jù)時需要測定遺傳物質(zhì)中的堿基序列物質(zhì)中的堿基序列( () )A A家兔的抗血清實驗家兔的抗血清實驗B B比較猩猩、恒河猴、兔和人類的基因序列比較猩猩、恒河猴、兔和人類的基因序列C C比較多種生物的蛋白質(zhì)比較多種生物的蛋白質(zhì)D D比較比較DNADNAB 1234比較基因序列需要先對基因的堿基序列進行測定，比較基因序列需要先對基因的堿基序列進行測定，其他幾項不需測定堿基序列。其他幾項不需測定堿基序列。2 2下列哪項不能說明生物具有共同的祖先下列哪項不能說明生物具有共同的祖先( () )A A不同生物的不同生物的DNADNA具有能互補配對的堿基序列具有能互補配對的堿基序列B B不同生物的基因具有相似的堿基序列不同生物的基因具有相似的堿基序列C C不同生物的無機鹽等小分子物質(zhì)相同不同生物的無機鹽等小分子物質(zhì)相同D D不同的生物具有相似的蛋白質(zhì)分子不同的生物具有相似的蛋白質(zhì)分子C 12343 3下列有關(guān)生物進化證據(jù)的敘述，錯誤的是下列有關(guān)生物進化證據(jù)的敘述，錯誤的是( () )A A黑猩猩與大猩猩相比，黑猩猩的血清與家兔抗血清黑猩猩與大猩猩相比，黑猩猩的血清與家兔抗血清反應(yīng)反應(yīng) 更更強烈，說明黑猩猩與人類親緣關(guān)系更近強烈，說明黑猩猩與人類親緣關(guān)系更近B B在進行