人教版高中生物必修二第七章第2節(jié)《現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容》(1)ppt課件

1、【思索】為什么工業(yè)化后黑樺尺蠖蛾接近【思索】為什么工業(yè)化后黑樺尺蠖蛾接近100%，而在，而在非工業(yè)化地域，灰蛾依然占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)？非工業(yè)化地域，灰蛾依然占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)？ 請(qǐng)用達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)解釋景象請(qǐng)用達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)解釋景象 (19 世紀(jì)中葉世紀(jì)中葉 ) (20 世紀(jì)中葉世紀(jì)中葉 )英國(guó)曼徹斯特百年間樺尺蠖的黑化景象英國(guó)曼徹斯特百年間樺尺蠖的黑化景象查理達(dá)爾文18091882英國(guó)的博物學(xué)家查理達(dá)爾文18091882英國(guó)的博物學(xué)家，進(jìn)化單位？進(jìn)化單位？如何實(shí)現(xiàn)？如何實(shí)現(xiàn)？進(jìn)化的本質(zhì)？進(jìn)化的本質(zhì)？進(jìn)化的方向？進(jìn)化的方向？達(dá)爾文達(dá)爾文:自然選擇學(xué)說(shuō)自然選擇學(xué)說(shuō)現(xiàn)代生物進(jìn)現(xiàn)代生物進(jìn)化實(shí)際化實(shí)際孟德爾

2、提出孟德爾提出“遺遺傳因子假設(shè)傳因子假設(shè)費(fèi)舍爾、赫丹建費(fèi)舍爾、赫丹建立群體遺傳學(xué)立群體遺傳學(xué)魏斯曼將染色魏斯曼將染色體作為遺傳根體作為遺傳根底底.1根據(jù)達(dá)爾文根據(jù)達(dá)爾文“適者生存、不適者淘汰的觀念該適者生存、不適者淘汰的觀念該黑色個(gè)體一定能被選擇下來(lái)嗎？黑色個(gè)體一定能被選擇下來(lái)嗎？ 2假設(shè)該黑色個(gè)體能很好的生活下來(lái)，它體內(nèi)的假設(shè)該黑色個(gè)體能很好的生活下來(lái)，它體內(nèi)的A基因怎樣才干傳送給后代？基因怎樣才干傳送給后代？3即使即使Aa的個(gè)體可以繁衍，后代都是黑色個(gè)體嗎？的個(gè)體可以繁衍，后代都是黑色個(gè)體嗎？個(gè)體不是進(jìn)化根本單位個(gè)體不是進(jìn)化根本單位 (19 世紀(jì)中葉世紀(jì)中葉 ) (20 世紀(jì)中葉世紀(jì)中葉

3、)情景：假設(shè)在灰色翅基因型為aa)昆蟲的群體中偶爾出現(xiàn)一只黑色翅Aa)的變異個(gè)體，且黑色比灰色更不容易被敵害發(fā)現(xiàn)。探求一：生物進(jìn)化的根本單位探求一：生物進(jìn)化的根本單位一種群是生物進(jìn)化的根本單位：一種群是生物進(jìn)化的根本單位：1 1、種群概念：、種群概念：生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體。生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體。臥龍自然維護(hù)區(qū)臥龍自然維護(hù)區(qū) 獼猴獼猴例：判別以下能否屬于種群例：判別以下能否屬于種群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3 3一片草地上的全部植物一片草地上的全部植物4 4一片草地上的全部蒲公英一片草地上的全部蒲公英5 5

4、石油菜市場(chǎng)上的一切大白菜石油菜市場(chǎng)上的一切大白菜2 2、種群的特點(diǎn)：、種群的特點(diǎn)： 種群中的個(gè)體并不是機(jī)械地集合在一同，而是種群中的個(gè)體并不是機(jī)械地集合在一同，而是彼此可以交配，并經(jīng)過(guò)繁衍將各自的基因傳給后代。彼此可以交配，并經(jīng)過(guò)繁衍將各自的基因傳給后代。種群是生物繁衍、進(jìn)化的根本單位 (19 世紀(jì)中葉世紀(jì)中葉 ) (20 世紀(jì)中葉世紀(jì)中葉 ) 自然界中生物的自然突變頻率很低，而自然界中生物的自然突變頻率很低，而且普通對(duì)生物體是有害的。為什么還可以改且普通對(duì)生物體是有害的。為什么還可以改動(dòng)種群中的基因頻率呢？動(dòng)種群中的基因頻率呢？( (二二) )突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原資料突變和基因重組產(chǎn)生

5、進(jìn)化的原資料可遺傳的變異可遺傳的變異基因突變基因突變?nèi)旧w變異染色體變異基因重組基因重組突變突變 例如：果蠅約有例如：果蠅約有104對(duì)基因，假定每個(gè)基因的突變率都是對(duì)基因，假定每個(gè)基因的突變率都是105，假設(shè)有一個(gè)中等數(shù)量的果蠅種群約有，假設(shè)有一個(gè)中等數(shù)量的果蠅種群約有108個(gè)個(gè)體，個(gè)個(gè)體，那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢？那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢？ 2 104 105個(gè)體個(gè)體 108種群種群=2 107產(chǎn)生等位基因基因重組多種多樣的基因型多種多樣的基因型種群出現(xiàn)大量的可遺傳變異變異是不定向的構(gòu)成了進(jìn)化的原資料構(gòu)成了進(jìn)化的原資料突變突變( (二二) )突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原資料突變

6、和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原資料假設(shè)是正常環(huán)境中，殘翅和無(wú)翅的昆蟲能很好假設(shè)是正常環(huán)境中，殘翅和無(wú)翅的昆蟲能很好活下來(lái)嗎？活下來(lái)嗎？假設(shè)該地經(jīng)常刮大風(fēng)，那么哪種昆蟲會(huì)變多？假設(shè)該地經(jīng)常刮大風(fēng)，那么哪種昆蟲會(huì)變多？ 突變的有利和有害并不是絕對(duì)的，它取決于生突變的有利和有害并不是絕對(duì)的，它取決于生物的生存環(huán)境即物的生存環(huán)境即 自然選擇1基基 因因 庫(kù)：一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基庫(kù)：一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因因2基因頻率：在一個(gè)種群基因庫(kù)中基因頻率：在一個(gè)種群基因庫(kù)中 ， 某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比率某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比率基因頻率基因頻率 = =種群中該基因的數(shù)目種群中該基因的數(shù)目

7、 全部等位基因的總數(shù)全部等位基因的總數(shù) 100% 100%1.相關(guān)概念相關(guān)概念基因型頻率基因型頻率 = = 該基因型個(gè)體數(shù)該基因型個(gè)體數(shù) 該種群個(gè)體總數(shù)該種群個(gè)體總數(shù) 100% 100%探求三：探求進(jìn)化的本質(zhì)和方向？探求三：探求進(jìn)化的本質(zhì)和方向？【案例【案例1】某樺尺蠖種群中，黑色翅的基由于某樺尺蠖種群中，黑色翅的基由于A， 淡色翅淡色翅的基因位的基因位s，抽樣調(diào)查，抽樣調(diào)查100個(gè)個(gè)體，測(cè)得基因型個(gè)個(gè)體，測(cè)得基因型為為AA、Aa、aa的個(gè)體分別為的個(gè)體分別為10、20、70個(gè)、個(gè)、問(wèn)每種基因型頻率是多少？問(wèn)每種基因型頻率是多少？A、a基因頻率是多基因頻率是多少？少？AA基因型頻率基因型頻率

8、= 10/100 = 10%Aa基因型頻率基因型頻率 = 20/100 = 20%aa 基因型頻率基因型頻率 = 70/100 = 70%A基因頻率基因頻率 = (10*2+20)/100*2=20%a基因頻率基因頻率 = (70*2+20)/100*2=80%【案例【案例2】某樺尺蠖種群中，黑色翅的基由于某樺尺蠖種群中，黑色翅的基由于A， 淡色翅淡色翅的基因位的基因位a，抽樣調(diào)查，抽樣調(diào)查100個(gè)個(gè)體，測(cè)得基因型個(gè)個(gè)體，測(cè)得基因型為為AA、Aa、aa的個(gè)體分別為的個(gè)體分別為10、20、70個(gè)、個(gè)、假設(shè)該種群為親本，假設(shè)讓該種群隨機(jī)交配，假設(shè)該種群為親本，假設(shè)讓該種群隨機(jī)交配，沒有遷入和遷出，

9、無(wú)自然選擇，無(wú)突變，根據(jù)沒有遷入和遷出，無(wú)自然選擇，無(wú)突變，根據(jù)孟德爾分別定律計(jì)算：孟德爾分別定律計(jì)算：1該種群產(chǎn)生的該種群產(chǎn)生的A、a配子的比率各是多少配子的比率各是多少？ 2F1代的基因型頻率各是多少？代的基因型頻率各是多少？ 3F1代種群的基因頻率各是多少？代種群的基因頻率各是多少？4將計(jì)算結(jié)果填入表格，想一想，將計(jì)算結(jié)果填入表格，想一想， F2代、代、 F3代以及假設(shè)干代以后，種群的基因頻率會(huì)改代以及假設(shè)干代以后，種群的基因頻率會(huì)改動(dòng)嗎？動(dòng)嗎？A % = (10*2+20) /100*2=20%a % = (70*2+20) /100*2=80%1該種群產(chǎn)生的該種群產(chǎn)生的A、a配子的比

10、率各是多少？配子的比率各是多少？2F1代的基因型頻率？代的基因型頻率？3F1代的基因頻率是多少？代的基因頻率是多少？ 4%16%64%AAAaAa16%aaA20%a80%卵子卵子A 20%a80%精子精子F1代代基因型頻率基因型頻率AA %=4%Aa%=32%aa%=64%F1代代基因頻率基因頻率A%=20%a%=80%親代親代基因型頻率基因型頻率AA（10%）Aa（20%）aa（70%）親代親代配子的比率配子的比率A（10%） A（10%）a（10%）a（70%）F1代代基因型頻率基因型頻率AA（4%）Aa（32%）aa（64%）F1代代基基 因頻率因頻率A（20%）a（80%）F2代代基

11、因型頻率基因型頻率F2代代基基 因頻率因頻率F3代代基因型頻率基因型頻率F3代代基基 因頻率因頻率4將計(jì)算結(jié)果填入表格，想一想，將計(jì)算結(jié)果填入表格，想一想， F2代、代、 F3代以及假設(shè)干代以及假設(shè)干代以后，種群的基因頻率會(huì)改動(dòng)嗎？代以后，種群的基因頻率會(huì)改動(dòng)嗎？AA4%Aa32%aa64%AA4%Aa32%aa64%A20%A20%a80%a80%親代親代F1代代F2代代F3代代基因型頻率基因型頻率AA10%4%4%4%Aa20%32%32%32%aa70%64%64%64%基因基因頻率頻率A20%20%20%20%a80%80%80%80% 假設(shè)種群中一等位基由于假設(shè)種群中一等位基由于A

12、A和和a a， 設(shè)設(shè)A A的基因頻率的基因頻率=p=p，a a的基因頻率的基因頻率=q =q 由于由于(p(pq)=1q)=1， 那么那么p+qp+q2=p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=1 2=p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=1 。 AAAA的基因型頻率的基因型頻率=p2=p2； aa aa的基因型頻率的基因型頻率=q2=q2； Aa Aa的基因型頻率的基因型頻率=2pq=2pq。 A%+a%=1A%+a%=1AA%=(A%) 2 Aa%=2A%a% aa%= (a%) 2 AA%=(A%) 2 Aa%=2A%a% aa%= (a%) 2 p+qp+q2=p2+2pq+

13、q2=12=p2+2pq+q2=1 用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化 遺傳平衡定律遺傳平衡定律 遺傳平衡定律是由英國(guó)數(shù)學(xué)家哈代遺傳平衡定律是由英國(guó)數(shù)學(xué)家哈代和德國(guó)醫(yī)生溫伯格分別于和德國(guó)醫(yī)生溫伯格分別于19081908年和年和19091909年年獨(dú)立證明的，這一定律又稱哈迪獨(dú)立證明的，這一定律又稱哈迪溫伯溫伯格定律。他們指出，一個(gè)有性生殖的自然格定律。他們指出，一個(gè)有性生殖的自然種群中，種群的基因頻率和基因型頻率可種群中，種群的基因頻率和基因型頻率可以世代相傳不發(fā)生變化，堅(jiān)持平衡必需符以世代相傳不發(fā)生變化，堅(jiān)持平衡必需符合以下五個(gè)條件的情況下，合以下五個(gè)條件的情況下，理想

14、條件：理想條件：該種群非常大；該種群非常大； 一切的雌雄個(gè)體都能自在交配；一切的雌雄個(gè)體都能自在交配；沒有遷入和遷出；無(wú)自然選擇的作用；沒有遷入和遷出；無(wú)自然選擇的作用；不發(fā)生突變。不發(fā)生突變。提出問(wèn)題：種群中提出問(wèn)題：種群中a a基因淡色性狀的頻率為什么越基因淡色性狀的頻率為什么越 來(lái)越低？來(lái)越低？作出假設(shè)：？作出假設(shè)：？ (19 世紀(jì)中葉世紀(jì)中葉 ) (20 世紀(jì)中葉世紀(jì)中葉 )課本課本P116 (19 世紀(jì)中葉世紀(jì)中葉 ) (20 世紀(jì)中葉世紀(jì)中葉 )提出問(wèn)題：種群中提出問(wèn)題：種群中a a基因淡色性狀的頻率為什么越基因淡色性狀的頻率為什么越 來(lái)越低？來(lái)越低？作出假設(shè)：作出假設(shè)：黑褐色環(huán)境

15、，不利于淡色樺尺蠖的生存，黑褐色環(huán)境，不利于淡色樺尺蠖的生存，環(huán)境的選擇作用使環(huán)境的選擇作用使a a基因頻率越來(lái)越低?；蝾l率越來(lái)越低。第1年 第2年 第3年 第4年基因型基因型頻率頻率AA10%10%Aa20%20%aa70%70%基因基因頻率頻率A20%20%a80%80%驗(yàn)證假設(shè)：數(shù)學(xué)建模驗(yàn)證假設(shè)：數(shù)學(xué)建模1870年樺尺蠖的基因型頻率為年樺尺蠖的基因型頻率為AA10% ； Aa20%； aa 70%，在樹干變黑的環(huán)境條件，在樹干變黑的環(huán)境條件下，使種群中淡色個(gè)體每年減少下，使種群中淡色個(gè)體每年減少10%，黑色，黑色個(gè)體每年添加個(gè)體每年添加10%，幾年內(nèi)，樺尺蠖種群每，幾年內(nèi)，樺尺蠖種群每

16、年的基因型頻率與基因頻率是多少？年的基因型頻率與基因頻率是多少？第1年 第2年 第3年 第4年基因型基因型頻率頻率AA10%10%11.5%11.5%Aa20%20%aa70%70%基因基因頻率頻率A20%20%a80%80%1111+22+63驗(yàn)證假設(shè)：數(shù)學(xué)建模驗(yàn)證假設(shè)：數(shù)學(xué)建模1870年樺尺蠖的基因型頻率為年樺尺蠖的基因型頻率為AA10% ； Aa20%； aa 70%，在樹干變黑的環(huán)境條件，在樹干變黑的環(huán)境條件下，使種群中淡色個(gè)體每年減少下，使種群中淡色個(gè)體每年減少10%，黑色，黑色個(gè)體每年添加個(gè)體每年添加10%，幾年內(nèi)，樺尺蠖種群每，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？年的基因型頻率與基因頻率是多少？第1年 第2年 第3年 第4年基因型基因型頻率頻率AA10%10%11.5%11.5%Aa20%20%22.9%22.9%aa70%70%65.6%65.6%基因基因頻率頻率A20%20%23%23%a80%80%77%77%70.7%26%29.3%14.6%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高升高降低降低驗(yàn)證假設(shè)：數(shù)學(xué)建模驗(yàn)證假設(shè)：數(shù)學(xué)建模1870年樺尺蠖的基因型頻率為年樺尺蠖的基因型頻率為AA10% ； Aa20%； aa 70%，在樹干變黑的環(huán)境條件，在樹干變黑的環(huán)境條件下，使種群中淡色個(gè)體每年減少下，使種群