高二生物《現(xiàn)代生物進劃理論的主要內(nèi)容》(課件)

1、第第2節(jié)節(jié) 現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容探究活動（一）探究活動（一）情景：情景：如果在灰色翅如果在灰色翅( (基因型為基因型為aa)aa)昆蟲的昆蟲的群體中偶然出現(xiàn)一只綠色翅群體中偶然出現(xiàn)一只綠色翅(Aa)(Aa)的變異個的變異個體，且綠色比灰色更不容易被敵害發(fā)現(xiàn)體，且綠色比灰色更不容易被敵害發(fā)現(xiàn)。討論：討論： 1.1.根據(jù)達爾文根據(jù)達爾文“適者生存、不適者適者生存、不適者淘汰淘汰”的觀點該綠色個體一定能被選擇的觀點該綠色個體一定能被選擇下來嗎？為什么？下來嗎？為什么？探究活動（一）探究活動（一）情景：情景：如果在灰色翅如果在灰色翅( (基因型為基因型為aa)aa)昆蟲

2、的昆蟲的群體中偶然出現(xiàn)一只綠色翅群體中偶然出現(xiàn)一只綠色翅(Aa)(Aa)的變異個的變異個體，且綠色比灰色更不容易被敵害發(fā)現(xiàn)體，且綠色比灰色更不容易被敵害發(fā)現(xiàn)。討論：討論： 2.2.如果該綠色個體能很好的生活下如果該綠色個體能很好的生活下來，它體內(nèi)的來，它體內(nèi)的A A基因怎樣才能傳遞給后基因怎樣才能傳遞給后代呢？代呢？探究活動（一）探究活動（一）情景：情景：如果在灰色翅如果在灰色翅( (基因型為基因型為aa)aa)昆蟲的昆蟲的群體中偶然出現(xiàn)一只綠色翅群體中偶然出現(xiàn)一只綠色翅(Aa)(Aa)的變異個的變異個體，且綠色比灰色更不容易被敵害發(fā)現(xiàn)體，且綠色比灰色更不容易被敵害發(fā)現(xiàn)。討論：討論： 3. 3

3、. 如果如果AaAa與其他個體交配繁殖，與其他個體交配繁殖，后代都會是綠色的嗎？后代都會是綠色的嗎？ 出現(xiàn)有利變異個體內(nèi)的有利基因只出現(xiàn)有利變異個體內(nèi)的有利基因只有在群體中，通過有性生殖才能世代延有在群體中，通過有性生殖才能世代延傳給后代傳給后代，并且在群體中擴散；另外有，并且在群體中擴散；另外有利變異個體的后代不一定能真實遺傳。利變異個體的后代不一定能真實遺傳。因此因此研究生物的進化僅僅研究個體的表研究生物的進化僅僅研究個體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境相適應是不夠的，還需現(xiàn)型是否與環(huán)境相適應是不夠的，還需要研究群體的基因組成變化。要研究群體的基因組成變化。一、種群基因頻率的改變與生物進化一、種群基因頻

4、率的改變與生物進化探究活動（二）探究活動（二）1.1.怎樣的一群個體可以稱為種群呢？怎樣的一群個體可以稱為種群呢？ 物種又叫做物種又叫做“種種”，可以分布在不同的自，可以分布在不同的自然界的不同區(qū)域，只有在可以發(fā)生隨機交配、然界的不同區(qū)域，只有在可以發(fā)生隨機交配、繁衍，使基因能夠世代傳遞的一定區(qū)域內(nèi)的同繁衍，使基因能夠世代傳遞的一定區(qū)域內(nèi)的同種全部個體的集合才是一個種群。種全部個體的集合才是一個種群。 自然界的自然界的物種是以一個個種群存在的物種是以一個個種群存在的，種群種群是物種繁殖、進化的基本單位。是物種繁殖、進化的基本單位。2.2.一個生物的一個生物的“種種”（物種）與種群有何區(qū)別？（物

5、種）與種群有何區(qū)別？生活在生活在一定區(qū)域一定區(qū)域的的同種同種生物的生物的全部全部個體叫個體叫種群種群1 1. .下列屬于種群的是下列屬于種群的是 （ ） A.A.一塊水田里的全部水稻一塊水田里的全部水稻 、水草、水草 B.B.一塊稻田里的全部幼蚜、有翅、無翅的成蚜一塊稻田里的全部幼蚜、有翅、無翅的成蚜 C.C.一塊朽木上的全部真菌一塊朽木上的全部真菌 D.D.一個池塘中全部魚一個池塘中全部魚2.2.下列關于種群的說法不正確的是下列關于種群的說法不正確的是（ ） 同一種群的個體可以自由交配同一種群的個體可以自由交配 種群是生物繁殖的基本單位種群是生物繁殖的基本單位 C.C.中國大陸上所有老虎是一

6、個種群中國大陸上所有老虎是一個種群 D. D. 種群是生物進化的基本單位種群是生物進化的基本單位B BC C1.1.基因庫基因庫: : 一個種群中全部個體所含有的全部基因，一個種群中全部個體所含有的全部基因，叫做這個種群的基因庫。叫做這個種群的基因庫。 在一個種群基因庫中，某個基因占全在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比率，叫做基因頻率。部等位基因數(shù)的比率，叫做基因頻率。 在一個種群中，某種基因型個體數(shù)占在一個種群中，某種基因型個體數(shù)占該種群個體總數(shù)的比率。該種群個體總數(shù)的比率。3.3.基因型頻率：基因型頻率：2.2.基因頻率基因頻率: :（一）種群是生物進化的基本單位（一）種群是

7、生物進化的基本單位4.4.基因頻率的計算基因頻率的計算 某昆蟲種群中，綠色翅的基因為某昆蟲種群中，綠色翅的基因為A, A, 褐色翅的基因為褐色翅的基因為a a，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，調(diào)查發(fā)現(xiàn)AAAA、AaAa、aaaa的個體分別占的個體分別占30%30%、60%60%、10%10%、那么、那么A A、a a的基因頻率各是多少？的基因頻率各是多少？基因頻率基因頻率= =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)基因基因A A的頻率的頻率=60%=60%，基因，基因a a的頻率的頻率=40%=40%。 4.4.基因頻率的計算基因頻率的計算 某昆蟲種群中，綠色翅的基因為某昆蟲種群中，綠色翅的基因為

8、A, A, 褐色翅的基因為褐色翅的基因為a a，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，調(diào)查發(fā)現(xiàn)AAAA、AaAa、aaaa的個體分別占的個體分別占30%30%、60%60%、10%10%、那么、那么A A、a a的基因頻率各是多少？的基因頻率各是多少？ 基因頻率基因頻率= =純合體基因型頻率純合體基因型頻率+ +雜合子基因型頻率的一半雜合子基因型頻率的一半A+a=1AA+Aa+aa=13.3.下列關于基因庫的敘述正確的是下列關于基因庫的敘述正確的是 ( )( )A A一個種群中一個個體所含有的全部基因叫一個種群中一個個體所含有的全部基因叫做這個種群的基因庫做這個種群的基因庫B B一個種群中全部個體所含有的顯性基因叫一個種

9、群中全部個體所含有的顯性基因叫做這個種群的基因庫做這個種群的基因庫C C一個種群中全部個體所含有的全部基因叫一個種群中全部個體所含有的全部基因叫做這個種群的基因庫做這個種群的基因庫D D一個種群的基因庫會隨著種群中一代一代一個種群的基因庫會隨著種群中一代一代的死亡而消減和滅亡的死亡而消減和滅亡 C4. AA4. AA、AaAa、aaaa的個體分別占的個體分別占24%24%、72%72%、4%4%、那么那么A A、a a的基因頻率是多少？的基因頻率是多少？( ) ( ) A. 36% A. 36%和和64% B. 57%64% B. 57%和和43% 43% C. 24% C. 24%和和72%

10、 D. 60%72% D. 60%和和40%40%D5 5已知人眼的褐色已知人眼的褐色(A)(A)對藍色對藍色(a)(a)是顯是顯性。在一個有性。在一個有3000030000人的人群中，藍眼的人的人群中，藍眼的人人36003600人人; ;褐眼的有褐眼的有2640026400人，其中純合體人，其中純合體有有1200012000人。那么，在這一個人群中人。那么，在這一個人群中A A和和a a的基因頻率分別為的基因頻率分別為 ( )( )A 0.64A 0.64和和0.36 B 0.360.36 B 0.36和和0.64 0.64 C 0.50C 0.50和和0.50 D 0.820.50 D 0

11、.82和和0.180.18A探究活動探究活動( (三三) )用數(shù)學方法討論基因頻率的改變用數(shù)學方法討論基因頻率的改變 某昆蟲種群中，綠色翅的基因為某昆蟲種群中，綠色翅的基因為A, A, 褐色翅褐色翅的基因為的基因為a a，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，調(diào)查發(fā)現(xiàn)AAAA、AaAa、aaaa的個體分別占的個體分別占3030% %、60%60%、10%10%、那么、那么A A、a a的基因頻率分別是的基因頻率分別是60%60%和和 40%40%。假設該群體滿足以下五個條件：。假設該群體滿足以下五個條件：昆蟲群體數(shù)量足夠大昆蟲群體數(shù)量足夠大; ;全部的雌雄個體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代全部的雌雄個體間都能自由交配并能產(chǎn)生

12、后代沒有遷入與遷出沒有遷入與遷出; ;AAAA、AaAa、aaaa三種基因型昆蟲的生存能力完全相三種基因型昆蟲的生存能力完全相同同( (也就是說自然選擇對也就是說自然選擇對A A、a a控制的翅色性狀沒控制的翅色性狀沒有作用有作用););沒有基因突變和染色體變異。沒有基因突變和染色體變異。（1）計算子一代的基因頻率與基因型頻率。）計算子一代的基因頻率與基因型頻率。p+q = 1(p+q )2=p2+2pq+q2= 1AA= p2 Aa= 2pq aa=q2親代基因型頻率AA（30%）Aa（60%）aa（10%）配子的比率A （ ） A （ ）a （ ） a （ ）子代基因型頻率AA（ ）Aa（

13、 ）aa（ ）子代基因頻率A （ ）a （ ）30%30%30%10%36%48%16%60%40%P表示基因A的頻率，q表示基因a的頻率 親代親代 子一代子一代 子二代子二代 子三代子三代基因基因型頻型頻率率AA30%Aa60%aa10%基因基因頻率頻率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%（3 3）從后代的基因型頻率和基因頻率的計算）從后代的基因型頻率和基因頻率的計算結果中，發(fā)現(xiàn)了什么現(xiàn)象？結果中，發(fā)現(xiàn)了什么現(xiàn)象？ 探究活動探究活動( (三三) )用數(shù)學方法討論基因頻率的改變用數(shù)學方法討論基因頻率的改變（2）計算子二代、子

14、三代的基因頻率與基因型）計算子二代、子三代的基因頻率與基因型頻率。頻率。（4 4）上述計算結果是在滿足五個假設條件）上述計算結果是在滿足五個假設條件的基礎上計算的，對自然界的種群來說，這的基礎上計算的，對自然界的種群來說，這五個條件都能成立嗎？五個條件都能成立嗎？ 不能，因為基因突變和染色體變異總會發(fā)不能，因為基因突變和染色體變異總會發(fā)生的。自然界中種群的基因頻率一定會發(fā)生生的。自然界中種群的基因頻率一定會發(fā)生改變，也就是說種群的進化是必然的。改變，也就是說種群的進化是必然的。 變異是引發(fā)基因頻率改變的根本原因。變異是引發(fā)基因頻率改變的根本原因。（5 5）以上）以上5 5種因素中哪些因素是影響

15、基因頻種因素中哪些因素是影響基因頻率變化的根本原因？率變化的根本原因？ 基因突變基因突變?nèi)旧w變異染色體變異基因重組基因重組突變可遺傳的變異可遺傳的變異 基因頻率改變的因素基因頻率改變的因素不遺傳的變異不遺傳的變異 自然界中生物的自然突變頻率很低，而且一自然界中生物的自然突變頻率很低，而且一般對生物體是有害的。為什么還能夠改變種群般對生物體是有害的。為什么還能夠改變種群中的基因頻率呢？中的基因頻率呢？ 例如：一個果蠅約有例如：一個果蠅約有104對基因，假定每個對基因，假定每個基因的突變率都是基因的突變率都是105，若有一個中等數(shù)量的，若有一個中等數(shù)量的果蠅種群（約有果蠅種群（約有10108 8

16、個個體），那么每一代出現(xiàn)個個體），那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢？基因突變數(shù)是多少呢？ 2 104 105個體基因突變數(shù)個體基因突變數(shù) 108種群基因突變數(shù)種群基因突變數(shù)=2 1071 1種群中突變的特點：種群中突變的特點： 突變數(shù)很大、不定向。突變數(shù)很大、不定向。2 2種群基因重組的結果：種群基因重組的結果： 產(chǎn)生更多變異、不定向。產(chǎn)生更多變異、不定向?；蛲蛔兓蛲蛔?nèi)旧w變異染色體變異基因重組基因重組突變可遺傳的變異可遺傳的變異 基因頻率改變的因素基因頻率改變的因素不遺傳的變異不遺傳的變異（二）突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料（二）突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料（1 1）根據(jù)前面所學的你

17、能做出假設嗎？）根據(jù)前面所學的你能做出假設嗎？探究活動（三）探究活動（三）“探究自然選擇對種群基因頻率的影響探究自然選擇對種群基因頻率的影響”ss長滿地衣的樹干上的樺尺蠖長滿地衣的樹干上的樺尺蠖黑褐色樹干上的樺尺蠖黑褐色樹干上的樺尺蠖自然選擇可以使種群的基因頻率定向改變自然選擇可以使種群的基因頻率定向改變探究活動（三）探究活動（三）(2）現(xiàn)在我們用數(shù)學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，使得種群中淺色個體每年減少10%，黑色個體每年增加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？第第1年年 第第2年年第第3年年第第4年年基因基因型頻型頻率率SSSS10%11.5%SsSs20%22.9%ssss70%65.6%基因基因頻率頻率S S20%23%s80%77%70.7%26%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%(3)(3)在這個探究實驗中根據(jù)上面的數(shù)據(jù)分析，變黑的環(huán)在這個探究實驗中根據(jù)上面的數(shù)據(jù)分析，變黑的環(huán)境對樺尺蠖產(chǎn)生了什么樣的影響？變黑的環(huán)境對樺尺蠖境對樺尺蠖產(chǎn)生了什