現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容生物高二必修二人教學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1現(xiàn)代生物現(xiàn)代生物(shngw)進(jìn)化理論的主要內(nèi)容生進(jìn)化理論的主要內(nèi)容生物物(shngw)高二必修二人教高二必修二人教第一頁，共79頁。第2頁/共79頁第二頁，共79頁。第3頁/共79頁第三頁，共79頁。第4頁/共79頁第四頁，共79頁。 你看過自私的基因這本書嗎？作者為什你看過自私的基因這本書嗎？作者為什么用這樣的標(biāo)題呢？虎有成千上萬個(gè)基因，有的么用這樣的標(biāo)題呢？虎有成千上萬個(gè)基因，有的決定牙齒的銳利程度，有的決定肌肉決定牙齒的銳利程度，有的決定肌肉(jru)(jru)的粗的粗壯程度壯程度把自己想象成虎體內(nèi)的一個(gè)基因，你把自己想象成虎體內(nèi)的一個(gè)基因，你不僅不愿意自己在虎的后代中消失，而

2、且想讓越不僅不愿意自己在虎的后代中消失，而且想讓越來越多的虎擁有自己的拷貝，怎樣才能達(dá)到這一來越多的虎擁有自己的拷貝，怎樣才能達(dá)到這一目的呢？目的呢？第5頁/共79頁第五頁，共79頁。第6頁/共79頁第六頁，共79頁。（一）種群（一）種群(zhn qn)(zhn qn)是生物進(jìn)化的基本單位是生物進(jìn)化的基本單位1 1、種群、種群(zhn qn)(zhn qn)概概念：念：生活在一定生活在一定(ydng)(ydng)區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體。區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體。臥龍自然保護(hù)區(qū) 獼猴二、種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化二、種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化第7頁/共79頁第七頁，共79頁。判斷下列是否屬

3、于判斷下列是否屬于(shy)(shy)種群種群（1 1）一個(gè)池塘中的全部魚）一個(gè)池塘中的全部魚 （2 2）一個(gè)池塘中的全部鯉魚）一個(gè)池塘中的全部鯉魚(l y)(l y)（3 3）兩個(gè)池塘內(nèi)的全部青蛙）兩個(gè)池塘內(nèi)的全部青蛙（4 4）一片草地上的全部植物）一片草地上的全部植物（5 5）一片草地上的成年梅花鹿）一片草地上的成年梅花鹿否否是是否否否否否否第8頁/共79頁第八頁，共79頁。第9頁/共79頁第九頁，共79頁。2 2、種群、種群(zhn qn)(zhn qn)的特的特點(diǎn)：點(diǎn)： 種群中的個(gè)體并不是機(jī)械地集合在一起，而是彼種群中的個(gè)體并不是機(jī)械地集合在一起，而是彼此可以此可以(ky)(ky)交配

4、，并通過繁殖將各自的基因傳給后交配，并通過繁殖將各自的基因傳給后代。代。 思考思考(sko)(sko)：同前一年的蝗蟲種群相比，新形成：同前一年的蝗蟲種群相比，新形成的蝗蟲種群在基因組成上有可能會(huì)發(fā)生變化嗎？的蝗蟲種群在基因組成上有可能會(huì)發(fā)生變化嗎？第10頁/共79頁第十頁，共79頁。3 3、種群、種群(zhn qn)(zhn qn)的基因庫的基因庫一個(gè)種群中全部個(gè)體一個(gè)種群中全部個(gè)體(gt)(gt)所含有的全部基因。所含有的全部基因。4 4、基因、基因(jyn)(jyn)頻率：頻率：在一個(gè)種群基因庫中，在一個(gè)種群基因庫中，某個(gè)基因某個(gè)基因占占全部全部等位基因等位基因數(shù)的比率。數(shù)的比率?；蝾l

5、率基因頻率該基因的總數(shù)該基因的總數(shù)該等位基因的總數(shù)該等位基因的總數(shù)種群個(gè)體多，個(gè)體差異大，基因庫越大。種群個(gè)體多，個(gè)體差異大，基因庫越大。第11頁/共79頁第十一頁，共79頁。例例: :如某昆蟲種群中決定翅色為綠色如某昆蟲種群中決定翅色為綠色(l s)(l s)的基因?yàn)榈幕驗(yàn)锳 A，決定，決定翅色為褐色的基因?yàn)槌嵘珵楹稚幕驗(yàn)閍 a，從種群中隨機(jī)抽出，從種群中隨機(jī)抽出100100個(gè)個(gè)體，測知個(gè)個(gè)體，測知基因型為基因型為AAAA、AaAa和和aaaa的個(gè)體分別是的個(gè)體分別是3030、6060和和1010個(gè)。那么個(gè)。那么A A和和a a的基因頻率是多少的基因頻率是多少? ?基因基因(jyn)(

6、jyn)頻頻率率= =某基因的數(shù)目某基因的數(shù)目該基因的等位基因的總數(shù)該基因的等位基因的總數(shù)= =純合子頻率純合子頻率(pnl)+1/2(pnl)+1/2雜合雜合子頻率子頻率(pnl)(pnl) 種群中一對等位基因基因頻率之和等于種群中一對等位基因基因頻率之和等于1 1，基，基因型頻率之和也等于因型頻率之和也等于1 1。第12頁/共79頁第十二頁，共79頁。伴性遺傳伴性遺傳(ychun)(ychun)中的基因頻率計(jì)算中的基因頻率計(jì)算： 某學(xué)校男女某學(xué)校男女(nnn)(nnn)各有各有100100人，其中人，其中XBXBXBXB占占5050人，人，XBXbXBXb占占3030人，人，XbXbXbX

7、b占占2020人，人，XBYXBY占占8080人，人，XbYXbY占占2020人，求人，求XBXB、XbXb的基因頻率。的基因頻率?；蚧?jyn)(jyn)頻頻率率= =某基因的數(shù)目某基因的數(shù)目該基因的等位基因的總數(shù)該基因的等位基因的總數(shù)第13頁/共79頁第十三頁，共79頁。第14頁/共79頁第十四頁，共79頁。親代基因型親代基因型 的頻率的頻率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率配子的比率A( ) A( ) a( ) a( )子代基因型子代基因型 頻率頻率AA( )Aa( )aa( )子代基因頻率子代基因頻率A ( )a( )30%30%30%10%36%48%16%60

8、%40%公式公式(gngsh)：AA= p2 Aa= 2pq aa=q2P表示表示(biosh)基因基因A的頻率，的頻率，q表示表示(biosh)基因基因a的的頻率頻率在在“自由交配自由交配”的情況下：的情況下：p+q = 1第15頁/共79頁第十五頁，共79頁。 親代親代子一代子一代 子二代子二代 子三代子三代基因型基因型 頻率頻率AAAA30%30%AaAa60%60%aaaa10%10%基因基因頻率頻率A A60%60%a a40%40%36%48%40%16%60%36%48%16%36%48%16%40%60%40%60% 由此可見，如果滿足由此可見，如果滿足(mnz)(mnz)上述

9、五個(gè)條件，種群的上述五個(gè)條件，種群的基因頻率可以世代相傳不發(fā)生變化，保持平衡。子代基因基因頻率可以世代相傳不發(fā)生變化，保持平衡。子代基因型頻率也不發(fā)生變化。這就是哈代溫伯格平衡，也叫遺型頻率也不發(fā)生變化。這就是哈代溫伯格平衡，也叫遺傳平衡定律。傳平衡定律。第16頁/共79頁第十六頁，共79頁。 親代親代子一代子一代 子二代子二代 子三代子三代基因型基因型 頻率頻率AAAA30%30%AaAa60%60%aaaa10%10%基因基因頻率頻率A A60%60%a a40%40%45%30%40%25%60%總結(jié)總結(jié)(zngji)(zngji)：在一個(gè)大的群體中，沒有自然選擇，：在一個(gè)大的群體中，沒

10、有自然選擇，沒有突變，沒有遷入遷出，無論自交和自由交配多少?zèng)]有突變，沒有遷入遷出，無論自交和自由交配多少代種群基因頻率不變，自由交配子代基因型比例也不代種群基因頻率不變，自由交配子代基因型比例也不變，但自交基因型比例會(huì)改變。變，但自交基因型比例會(huì)改變。第17頁/共79頁第十七頁，共79頁。 滿足五個(gè)假設(shè)條件滿足五個(gè)假設(shè)條件(tiojin)(tiojin)的種群的種群是理想的種群，在自然條件是理想的種群，在自然條件(tiojin)(tiojin)下下, ,這樣的種群是不存在的。這也從反面說明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)了在自然界中，種群的基因頻率遲早要

11、發(fā)生變化。生變化。思考思考2 2：上述結(jié)論是在滿足五個(gè)假設(shè)條件的基礎(chǔ)上計(jì)算的，對：上述結(jié)論是在滿足五個(gè)假設(shè)條件的基礎(chǔ)上計(jì)算的，對自然界的種群來說，這五個(gè)條件都能成立嗎？自然界的種群來說，這五個(gè)條件都能成立嗎？ 特別特別(tbi)(tbi)是如果第點(diǎn)假設(shè)（基因是如果第點(diǎn)假設(shè)（基因A A和和a a都不產(chǎn)生突變都不產(chǎn)生突變, ,即沒有基因突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？個(gè)特性相違背？第18頁/共79頁第十八頁，共79頁。思考思考3 3：如果該種群出現(xiàn)新的突變型，也就是產(chǎn)：如果該種群出現(xiàn)新的突變型，也就

12、是產(chǎn)生新的等位基因（生新的等位基因（A2A2），種群的基因頻率），種群的基因頻率(pnl)(pnl)會(huì)變化嗎？基因會(huì)變化嗎？基因A2A2的頻率的頻率(pnl)(pnl)可能可能會(huì)怎樣變化？會(huì)怎樣變化？ 基因突變突變產(chǎn)生基因突變突變產(chǎn)生(chnshng)(chnshng)的新基的新基因會(huì)使種群的基因頻率發(fā)生變化。因會(huì)使種群的基因頻率發(fā)生變化。 基因基因A2A2的頻率是增加還是減少，要看這的頻率是增加還是減少，要看這一突變對生物體是有益還是有害的，這往往一突變對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。取決于生物生存的環(huán)境。第19頁/共79頁第十九頁，共79頁。生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)生物進(jìn)化的實(shí)

13、質(zhì)(shzh)： 種群的進(jìn)化過程就是種群基因頻種群的進(jìn)化過程就是種群基因頻率發(fā)生變化的過程。率發(fā)生變化的過程。 通過討論基因頻率的變化通過討論基因頻率的變化(binhu)可以認(rèn)識(shí)到，自然界中種可以認(rèn)識(shí)到，自然界中種群的基因頻率一定會(huì)發(fā)生變化群的基因頻率一定會(huì)發(fā)生變化(binhu)，也就是說種群的進(jìn)化是，也就是說種群的進(jìn)化是必然的。必然的。第20頁/共79頁第二十頁，共79頁。（二）突變（二）突變(tbin)(tbin)和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料材料影響種群基因影響種群基因(jyn)(jyn)頻率的因素有哪些呢頻率的因素有哪些呢？基因突變基因突變(j yn t bin)(j

14、 yn t bin)、染色體變、染色體變異、自然選擇、異、自然選擇、遷入遷出、遺傳漂變遷入遷出、遺傳漂變 其中突變和基因重組是產(chǎn)生進(jìn)化的原材料，其中突變和基因重組是產(chǎn)生進(jìn)化的原材料，生物自發(fā)突變的頻率很低，而且突變大多是有害生物自發(fā)突變的頻率很低，而且突變大多是有害的，基因突變產(chǎn)生的等位基因，通過有性生殖中的，基因突變產(chǎn)生的等位基因，通過有性生殖中的基因重組，可以形成多種多樣的基因型，從而的基因重組，可以形成多種多樣的基因型，從而使種群出現(xiàn)大量的可遺傳變異。使種群出現(xiàn)大量的可遺傳變異。第21頁/共79頁第二十一頁，共79頁。（三）自然選擇決定（三）自然選擇決定(judng)(judng)生物進(jìn)

15、化生物進(jìn)化的方向的方向 在自然選擇的作用下，具有在自然選擇的作用下，具有(jyu)(jyu)有利變有利變異的個(gè)體有更多的機(jī)會(huì)產(chǎn)生后代，基因頻率會(huì)異的個(gè)體有更多的機(jī)會(huì)產(chǎn)生后代，基因頻率會(huì)不斷提高，相反，不利變異的個(gè)體留下后代的不斷提高，相反，不利變異的個(gè)體留下后代的機(jī)會(huì)少，因此，種群的基因頻率會(huì)發(fā)生定向改機(jī)會(huì)少，因此，種群的基因頻率會(huì)發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。第22頁/共79頁第二十二頁，共79頁。第23頁/共79頁第二十三頁，共79頁。判斷的判斷的依據(jù)是依據(jù)是什麼？什麼？三、隔離與物種三、隔離與物種(wzhng)(wzhng)的形成的形成

16、第24頁/共79頁第二十四頁，共79頁。第25頁/共79頁第二十五頁，共79頁。騾騾生殖隔離：不同物種之間的個(gè)體不能自由交配或交配生殖隔離：不同物種之間的個(gè)體不能自由交配或交配后不能產(chǎn)生后不能產(chǎn)生(chnshng)可育的后代的現(xiàn)象?？捎暮蟠默F(xiàn)象。 2、隔離、隔離(gl)的類的類型型第26頁/共79頁第二十六頁，共79頁。第27頁/共79頁第二十七頁，共79頁。地理隔離：同一種生物由于地理上的障礙而分成不同的種地理隔離：同一種生物由于地理上的障礙而分成不同的種群，使得種群間不能發(fā)生基因群，使得種群間不能發(fā)生基因(jyn)交流的現(xiàn)象。交流的現(xiàn)象。東北虎東北虎華南虎華南虎隔離：不同種群隔離：不同

17、種群(zhn qn)個(gè)體，在自然條件下個(gè)體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象?；虿荒茏杂山涣鞯默F(xiàn)象。隔離和物種隔離和物種(wzhng)的形成又有何關(guān)系呢？的形成又有何關(guān)系呢？第28頁/共79頁第二十八頁，共79頁。 在一個(gè)山谷中，生活著一個(gè)鼠種群。雌鼠和雄鼠之間可以在一個(gè)山谷中，生活著一個(gè)鼠種群。雌鼠和雄鼠之間可以自由交配，繁衍后代。后來山洪爆發(fā)，在山谷中形成了一條洶自由交配，繁衍后代。后來山洪爆發(fā)，在山谷中形成了一條洶涌的大河。將整個(gè)鼠種群分成了兩個(gè)部分，一半在河這邊，一涌的大河。將整個(gè)鼠種群分成了兩個(gè)部分，一半在河這邊，一半在那邊。就這樣過了幾千年。半在那邊。就這樣過了幾千年。后來，河

18、流干涸后來，河流干涸了，兩個(gè)鼠種群了，兩個(gè)鼠種群又會(huì)合在一起。又會(huì)合在一起。它們發(fā)現(xiàn)彼此大它們發(fā)現(xiàn)彼此大不相同，它們?yōu)椴幌嗤鼈優(yōu)槭裁磿?huì)大不相同什么會(huì)大不相同？還能算是同一？還能算是同一個(gè)物種嗎？個(gè)物種嗎？第29頁/共79頁第二十九頁，共79頁。第30頁/共79頁第三十頁，共79頁。1.1.不同島嶼上的不同島嶼上的地雀種群，產(chǎn)生地雀種群，產(chǎn)生突變的情況突變的情況(qngkung)(qngkung)一樣一樣嗎？嗎？2.2.對不同島嶼上的地雀種群來說，環(huán)境的作用有無差別？對不同島嶼上的地雀種群來說，環(huán)境的作用有無差別？這對種群基因頻率的變化會(huì)產(chǎn)生什麼影響？這對種群基因頻率的變化會(huì)產(chǎn)生什麼影響？3

19、.3.如果這片海域只有一個(gè)小島，還會(huì)形成這么多種地雀如果這片海域只有一個(gè)小島，還會(huì)形成這么多種地雀嗎嗎? ?第31頁/共79頁第三十一頁，共79頁。原始原始(yunsh)地雀地雀分布分布(fnb)于于不同島嶼上（地不同島嶼上（地理隔離）理隔離）各地雀種群出現(xiàn)不同各地雀種群出現(xiàn)不同突變和基因重組突變和基因重組不同種群間無不同種群間無基因交流基因交流不同不同種群基因頻率種群基因頻率發(fā)生不同變化發(fā)生不同變化各島嶼環(huán)境不同，各島嶼環(huán)境不同，自然選自然選擇擇導(dǎo)致不同種群的導(dǎo)致不同種群的基因基因頻率改變頻率改變有所差異有所差異長此以往，不同長此以往，不同種群種群基因庫基因庫形成形成明顯差異明顯差異最終產(chǎn)生

20、最終產(chǎn)生生殖隔離生殖隔離，物種形成，物種形成第32頁/共79頁第三十二頁，共79頁。原原種種(yu(yunznzhnhng)g)變變異異1 1變變異異2 2變異變異類型類型1 1變異變異類型類型2 2新種新種1 1新種新種2 2生殖生殖隔離隔離自自然然選擇選擇1 1自然自然選擇選擇2 2基因頻率定向改基因頻率定向改變變地地 理理隔隔 離離第33頁/共79頁第三十三頁，共79頁。的必要條件。的必要條件。第34頁/共79頁第三十四頁，共79頁。第35頁/共79頁第三十五頁，共79頁。（一）共同（一）共同(gngtng)進(jìn)化進(jìn)化1、共同、共同(gngtng)進(jìn)化概念進(jìn)化概念 不同物種之間，生物與無機(jī)

21、環(huán)境之間在相互不同物種之間，生物與無機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展，這就是共同進(jìn)化。影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展，這就是共同進(jìn)化。第36頁/共79頁第三十六頁，共79頁。也就不可能存在。50年后，研究人員發(fā)現(xiàn)了這樣的蛾類昆蟲。第37頁/共79頁第三十七頁，共79頁。第38頁/共79頁第三十八頁，共79頁。第39頁/共79頁第三十九頁，共79頁。第40頁/共79頁第四十頁，共79頁。環(huán)境變化生物生物進(jìn)化進(jìn)化出現(xiàn)(chxin)臭氧層有氧環(huán)境(hunjng)產(chǎn)生氧氣產(chǎn)生氧氣無氧環(huán)境厭氧厭氧生物生物需氧需氧生物生物陸生陸生生物生物光合光合生物生物第41頁/共79頁第四十一頁，共79頁。(jnhu)過程，

22、過程，地球上形成了地球上形成了千姿百態(tài)的物千姿百態(tài)的物種，多種多樣種，多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)。的生態(tài)系統(tǒng)。第42頁/共79頁第四十二頁，共79頁。生態(tài)系統(tǒng)多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性不同物種需不同物種需要不同的生態(tài)環(huán)境。生態(tài)系統(tǒng)的要不同的生態(tài)環(huán)境。生態(tài)系統(tǒng)的多樣性是物種多樣性的重要條件。多樣性是物種多樣性的重要條件。第43頁/共79頁第四十三頁，共79頁。物變異的多樣性，生物進(jìn)物變異的多樣性，生物進(jìn)化的速度明顯加快。化的速度明顯加快。第44頁/共79頁第四十四頁，共79頁。態(tài)系統(tǒng)更加復(fù)雜，態(tài)系統(tǒng)更加復(fù)雜，也促進(jìn)了植物的也促進(jìn)了植物的進(jìn)化。進(jìn)化。第45頁/共79頁第四十五頁，共79頁。第46頁/共79頁第四

23、十六頁，共79頁。 仔細(xì)觀察左圖，討論以仔細(xì)觀察左圖，討論以下下(yxi)問題。問題。第47頁/共79頁第四十七頁，共79頁。第48頁/共79頁第四十八頁，共79頁。復(fù)雜的。恐龍的絕滅有利于哺乳復(fù)雜的。恐龍的絕滅有利于哺乳動(dòng)物的繁盛。動(dòng)物的繁盛。第49頁/共79頁第四十九頁，共79頁。第50頁/共79頁第五十頁，共79頁。第51頁/共79頁第五十一頁，共79頁。因頻率定向改變并決定生物進(jìn)化因頻率定向改變并決定生物進(jìn)化的方向，隔離是新物種形成的必的方向，隔離是新物種形成的必要條件。要條件。課堂課堂(ktng)(ktng)總總結(jié)結(jié)第52頁/共79頁第五十二頁，共79頁。第53頁/共79頁第五十三頁

24、，共79頁。第54頁/共79頁第五十四頁，共79頁。第55頁/共79頁第五十五頁，共79頁。答案答案(d n):D(d n):D課堂練習(xí)課堂練習(xí)第56頁/共79頁第五十六頁，共79頁。答案答案(d n):D(d n):D第57頁/共79頁第五十七頁，共79頁。答案答案(d n):B(d n):B第58頁/共79頁第五十八頁，共79頁。答案答案(d n):C(d n):C第59頁/共79頁第五十九頁，共79頁。第60頁/共79頁第六十頁，共79頁。A.A.是生物是生物(shngw)(shngw)的突變和重組的突變和重組B.B.是自然選擇是自然選擇C.C.是自然選擇學(xué)說是自然選擇學(xué)說D.D.是物種

25、多樣性是物種多樣性答案答案(d n):C(d n):C第61頁/共79頁第六十一頁，共79頁。第62頁/共79頁第六十二頁，共79頁。答案答案(d n):B(d n):B解析解析: :生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于種群基因頻率的改變生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于種群基因頻率的改變, ,地理隔離地理隔離使兩個(gè)種群的基因不能進(jìn)行交流使兩個(gè)種群的基因不能進(jìn)行交流, ,在各自環(huán)境的選擇下朝著在各自環(huán)境的選擇下朝著不同的方向改變著各自種群的基因庫和基因頻率不同的方向改變著各自種群的基因庫和基因頻率, ,當(dāng)這種改當(dāng)這種改變突破了種的界限時(shí)變突破了種的界限時(shí), ,產(chǎn)生了生殖隔離產(chǎn)生了生殖隔離, ,便形成了兩個(gè)新的便形成了兩個(gè)新的物

26、種物種 達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說認(rèn)為個(gè)體是生物進(jìn)化的單位達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說認(rèn)為個(gè)體是生物進(jìn)化的單位, ,現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為種群是生物進(jìn)化的單位現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為種群是生物進(jìn)化的單位 生物的變生物的變異是不定向異是不定向(dn xin)(dn xin)的的, ,可遺傳的變異為生物進(jìn)化提供了可遺傳的變異為生物進(jìn)化提供了原材料原材料, ,自自然選擇是定向然選擇是定向(dn xin)(dn xin)的的, ,它決定了生物進(jìn)化的方向它決定了生物進(jìn)化的方向 第63頁/共79頁第六十三頁，共79頁。答案答案(d n):C(d n):C第64頁/共79頁第六十四頁，共79頁。答案答案(d n):B(d n):B第65頁/共79頁第六十五頁，共79頁。答案答案(d n):A(d n):A第66頁/共79頁第六十六頁，共79頁。答案答案(d n):D(d n):D第67頁/共79頁第六十七頁，共79頁。A