第四章 第一节 生物进化理论（课件PPT）

第节 一生物进化理论高中生物 必修2第四章拉马克的生物进化理论要点：“环境多样性是生物多样性的原因”“用进废退”“获得性遗传” 指环境引起或由于用进废退引起的变化是可以遗传的拉马克(L.B.Lamarck) 1744 — 1829一、拉马克的生物进化理论拉马克认为，器官用得越多就越发达经常参加体育锻炼的人可以增加身高，如果你经常参加体育锻炼，能达到象姚明那样的身高吗？不能，身高主要有遗传物质决定，不是经过锻炼就能达到的，所以拉马克的观点是错误的。拉马克学说的意义1.是历史上第一个比较完整的进化学说2.否定了创世说和物种不变论 ，奠定了科学进化论的基础二、达尔文生物进化理论“自然选择”学说主要内容大风大浪淘汰过度繁殖变异遗传生存斗争适者生存原始昆虫有翅力大有翅力小无翅残翅√×√生存生存有翅力大无翅残翅内因内因讨论：细菌产生抗药性的原因细菌在繁殖过程中会产生各种可遗传的变异,其中就有抗药性强的变异未使用抗生素时,抗药性强的变异未体现出优势在使用抗生素以后,抗药性弱的个体大量死亡,抗药性强的个体就有机会产生更多的后代.一段时间以后,抗生素的效果就会下降.因此，抗药性的产生是自然（药物）选择的结果注意：变异在前，自然选择在后 变异是不定向的，自然选择是定向的耐药性又称抗药性，是指微生物、寄生虫以及肿瘤细胞对于化疗药物作用的耐受性，耐药性一旦产生，药物的化疗作用就明显下降。达尔文的成功与局限1.合理的解释了生物进化的原因1.对遗传和变异的本质，未做出科学解释3.生物多样性和适应性是进化的结果2.解释了生命现象的统一性是所有生物都有共同的祖先历史贡献：局限性： 2.对生物进化的解释也局限于个体水平3.强调物种的形成都是渐变的结果，不能很好的解释物种大爆发的等现象三、现代生物进化理论以“自然选择学说”为核心种群是生物进化的基本单位突变和基因重组提供进化的原材料自然选择决定生物进化的方向隔离是物种形成的必要条件种群：生活在一定区域的同种生物的全部个体种群内的个体间彼此可以交配，实现基因交流。而非机械性组合的生物群体。（一）种群是生物进化的基本单位例：判断下列概念是否属于种群（1）一个池塘中的全部鲤鱼( ) （2）一个池塘中的全部雄鲤鱼( )（3）一个池塘中的全部鱼( ) （4）一片草地上的全部植物( )（5）一片草地上的全部蒲公英( )否是否否是种群基因库和基因频率一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫做这个种群的基因库。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。（一）种群是生物进化的基本单位1.关于计算：种群基因库和基因频率（一）种群是生物进化的基本单位基因库、基因频率、基因型频率1.基因频率和基因型频率的计算：从某个种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa 和aa的个体分别是30、60和10。计算：A和a的基因频率。基因频率=某基因的数目 / 全部等位基因的总数则：A基因的基因频率= a基因的基因频率=基因频率=纯合子频率+1/2杂合子频率AA基因型频率：30/100 = 30%Aa基因型频率：60/100 = 60%aa基因型频率：10/100 = 10%（30×2+60）/200×100% = 60%（10×2+60）/200×100% = 40%则：A基因的基因频率= a基因的基因频率=30% + 60%/2 = 60%10% + 60%/2 = 40%2.伴X遗传方面的基因频率计算特殊点：男性中只有一个X染色体，所以计算男性X染色体总数时不需要乘2， 这样就能够得出正确的结果。〖例题〗据调查得知，某小学的学生中基因型的个体数分别为：XBXB=43，XBXb=6，XbXb=1，XBY=43，XbY=7，则Xb的基因频率为（ ） A．13.2% B．5% C．15% D．10%D3.关于计算：在自由交配群体中，已知亲代基因型的频率计算子代基因型频率30％30％30％10％36％48％16％60％40％（一）种群是生物进化的基本单位3.关于计算：在自由交配群体中，已知亲代基因型的频率计算子代基因型频率a（q）A（p）a（q）aa（q2）Aa（pq）Aa（pq）设显性基因A频率为 p，隐性基因a频率为 q，则p＋q＝1。A（p）即：AA％=p2，Aa％=2pq，aa％=q2AA（p2）例：若已知AA的基因型频率为m，则A的基因频率为_______。（一）种群是生物进化的基本单位例题：在某一个种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基因用A、a表示）占16%，那么该种群的AA、Aa基因型个体出现的概率分别为（ ）A.0.36、0.48 B.0.36、0.24 C.0.16、0.48 D.0.48、0.36A（一）种群是生物进化的基本单位36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%60%40%结论：基因频率和基因型频率稳定不变。但：要满足一定条件？思考：繁殖若干代后，基因频率会不会发生变化？（一）种群是生物进化的基本单位在一个有性生殖的自然种群中，在符合上述5个条件的情况下，各等位基因的频率和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。遗传平衡定律：需满足5个条件：（一）种群是生物进化的基本单位在自然条件下，满足上述五个条件的种群是不存在的，例如，翅色与环境色彩较一致时，较难被天敌发现（有自然选择）。再例如，基因突变普遍存在，产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。所以种群的基因频率一定会发生改变，即进化在任何种群中都是必然要发生的。（一）种群是生物进化的基本单位基因突变基因重组染色体变异突变（遗传变异——生物进化的内因）基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的基因频率发生变化。在自然情况下，突变的频率很低，且多数有害，对生物进化有重要意义吗？（二）突变和基因重组提供进化的原材料例：假设每个果蝇约有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)，请计算出每一代出现的基因突变数是多少? 2× 104 × 10－5个体× 108种群=2 ×1071．种群中突变数很大、随机、不定向2．基因重组会产生更多可遗传变异、不定向（二）突变和基因重组提供进化的原材料（三）自然选择决定生物进化的方向19世纪20世纪自然界生物进化都是有方向的，那生物进化的方向是什么因素决定的？桦尺蛾的体色受一堆等位基因S和s控制，黑色（S）对浅色（s）是显性。树干变黑不利浅色桦尺蛾生存（更容易被天敌发现），使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%。第2~10年间，该种群每年的基因型频率是多少？每年的基因频率是多少？70.7%26%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高降低种群进化的实质是种群基因频率的改变。（三）自然选择决定生物进化的方向四、现代生物进化理论（四）隔离是物种形成的必要条件物种：具有一定的形态结构和生理功能特征，在自然状态下能够相互交配并繁殖可育后代的一群生物个体，通常称为物种，简称为“种”。生殖隔离：物种的个体之间不能自由交配或交配后不能产生可育后代的现象，称为生殖隔离。（四）隔离是物种形成的必要条件隔离：是指同种生物中不同种群的个体在自然条件下不能自由交流基因的现象。隔离主要包括地理隔离和生殖隔离。（四）隔离是物种形成的必要条件地理隔离 阻断基因交流在不同的突变和基因重组以及自然选择作用下基因频率向不同方向发生改变种群的基因库出现差异差异进一步加大生殖隔离新物种形成生殖隔离是新物种形成的标志（四）隔离是物种形成的必要条件加拉帕戈斯群岛上几种地雀（四）隔离是物种形成的必要条件（2）爆发式：短时间内即可形成。（1）渐变式：经过漫长岁月和许多世代的逐渐演变形成新物种。物种的形成过程：（四）隔离是物种形成的必要条件现代生物进化理论种群是生物进化的基本单位突变和基因重组提供进化的原材料自然选择决定生物进化的方向隔离是物种形成的必要条件种群基因频率的定向改变是进化的实质用进废退 获得性遗传自然选择等问题的研究从个体为单位发展到以种群为单位。遗传变异研究由性状水平深入到基因水平，认识遗传变异的本质。现代生物进化理论核心：自然选择学说三、生物进化理论发展的意义 随着细胞生物学、遗传学、分子生物学等分支学科以及其他自然学科的不断发展，生物进化理论也得到了长足的进步。 1.20世纪60年代，日本科学家木村资生提出了“中性突变”进化理论，简称“中性学说”。（一）分子进化的中性学说 2. 中性学说认为，生物的进化的主导因素不是自然，而是中性突变的随机固定。 3. 中性学说认为，DNA分子产生的突变大部分是中性的，即对生物的生存既无利也无害。 1. 生物进化理论的建立，使早年创立的动物学、植物学、生理学、解剖学、古生物学等分支学科统一为生物学。这些学科既有共同的理论基础，即生物界发展的规律性，也有共同的研究目标，即从不同侧面研究生命运动及其规律性。（二）生物进化理论对生物学的发展具有重要影响 2.生物进化理论包含了发展变化、相互联系和整体化的内在思想，这一思想促进不同学科之间的相互渗透和综合，导致了一些交叉学科和边缘学科（如生物化学、生物物理、生物数学、仿生学、控制论、系统论）的产生。这对生物学的迅猛发展具有重要意义。 3.生物进化理论所揭示的原理，有助于指导人们进行良种选育、植物栽培、动物饲养等实践活动，也对疾病防治、人工合成新物种等具有重要的指导意义。 1.生物进化理论颠覆了“创世说”的统治地位。（三）生物进化理论对人们的思想观念具有重要影响 2.生物进化理论促进了生态伦理的发展。1、马（2N＝64）和驴（2N＝62）杂交能产生后代称骡子，能够正常发育，但不能生育，这种情况称之为 （ ） A、杂交育种 B、人工诱变 C、基因重组 D、生殖隔离2、产生上述情况的原因主要是 （ ） A、染色体结构发生了变化 B、马和驴的遗传物质有本质区别 C、发生突变 D、减数分裂过程中联会紊乱DD练习3、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4、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（D）（B）谢 谢！