现代生物进化理论一轮复习公开课资料

第七章 现代生物进化理论 1 一 现代生物进化理论 历史上第一个提出比较完整的进化学说的是 2 一 拉马克的进化学说 主要内容 来源 由更古老的生物进化而来 进化顺序 生物是由低等到高 等逐渐进化的 进化原因 用进废退 和 获得性 遗传 主要理论 法国博物学家拉马克 3 用进废退 经常使用的器官就发达 不使用的 就退化 获得性遗传 由环境引起或由于用进废退引 起的变化是可以遗传的 食蚁兽的舌头之所以细长 是长期舔食蚂蚁的结果 4 历史意义 1 反对 神创论 和 物种不变论 2 历史上第一个系统地提出了进化理论的学者 1 拉马克提出的用进废退和获得性遗传的观点 缺少科学证据的支持 大多来自主观臆测 2 拉马克过于强调环境的变化直接导致物种的改变 不足 5 二 现代生物进化理论的基础 达尔文的自然选择学说 1 主要内容 过度繁殖 生存斗争 遗传变异 适者生存 6 二 现代生物进化理论的基础 达尔文的自然选择学说 1 主要内容 过度繁殖 生存斗争 遗传变异 适者生存 过度繁殖 生存斗争 遗传变异 适者生存 选择的基础 选择的动力 进化的内因 选择的结果 2 内在联系 7 对应例题 抗流感的疫苗 每过几年就要更换新的种类 因为流感病毒 又对旧的疫苗产生了高度的抗性 这种抗性最好的解释是 A 病毒的获得性遗传 B 病毒某些结构的用进废退 C 由于选择作用 使对疫苗有抗性的病毒被保留下来并扩大繁殖 D 由于生殖隔离造成 C 8 4 评价 局限性 a 对遗传和变异的本质不能做出科学的解释 b 对进化原因的解释局限于个体水平 C 强调物种形成的渐变过程 不能解释物种 大爆发现象 先进性 科学的解释了生物进化的原因 和生物多 样性形成的原因 9 三 现代生物进化理论 性状水平 深入 基因 分子 水平 以个体为单位 以种群为单位 深入 10 现代生物进化理论的主要内容 11 一 种群是生物进化的基本单位 生物进 化的实质在于种群基因频率的改变 1 种群的概念 种群是指生活在一定的 时间 和 空 间 内的 同种 生物 全部 个体的总和 三个强调 时间 和 空间 即种 群具有一定的 时空限制 离 开一定的空间和时间的种群 是不存在的 生物繁殖的基本单位 生 物进化的基本单位 同种 和 全部 两个要素 两个条件 两个方面 12 区别 联系 概念 判断标准 物种 能够在自然状态下 相互交配并且产生可育 后代的一群生物 不同物种存在 生殖隔离 同 一 物 种 是 由 不 同 的 种 群 构成 同 一 物 种 的 不 同 种 群 在 一 定 条 件 下 可 以 进 行 基因交流 种群 生活在一定区域的同种 生物的全部个体 不存在生殖隔 离 物种与种群的比较 13 理解 一个种群都有一个基因库 种群中 的个体最终死亡 但基因库在代代 相传中保留下来 并得到发展 一个种群中 全部 个体所含有的 全部 基因 2 基因库 概念 14 基因型频率 在一个种群基因库中 某种基因型占 全部个体的比率 基因频率 该基因的总数 该等位基因的总数 基因型频率 该基因型个体数 该种群个体总数 基因频率 在一个种群基因库中 某个基因占全部 等位基因数的比率 3 基因频率与基因型频率 基因频率 某基因的数目 全部等位基因的总数 纯合子频率 1 2 杂合子频率 100 15 2011 年广东高考 2 科学家获得一种显性突变蚊子 AABB A B 基因位于非同源染色体上 只有 A 或 B 基因的胚胎致死 若纯合的雄蚊 AABB 与野生型雌蚊 aabb 交配 F1 群体中 A 基因频率是 F2 群体 中 A 基因频率是 50 60 对应例题 9 某工厂有男女职工各 200 名 调查发现 女性色 盲基因的携带者为 15 人 患者 5 人 男性患者 11 人 那么这 个群体中色盲基因的频率是 A 4 5 B 6 C 9 D 7 8 B 16 假设的昆虫群体满足以下五个条件 昆虫群体数量足够大 全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代 没有迁入与迁出 自然选择对 A a 控制的翅型性状没有作用 也没有基因突变和染色体变异 探究活动 17 36 24 16 AA Aa Aa 24 aa A60 a40 卵子 A60 a40 精子 其中 p 代表 A 基因的频率 q 代表 a 基因的频率 则 p q 1 并得出 p 2 代表 AA 的频率 q2 代表 aa 的频率 2pq 代表 杂合子 Aa 的频率 已知基因频率算下一代的基因型频率 18 亲代 子一代 子二代 子三代 基因型 频率 AA 30 Aa 60 aa 10 基因频 率 A 60 a 40 36 48 16 60 40 36 16 48 60 60 40 40 36 48 16 19 由此可见 如果满足上述五个条件 则亲代和子 代每一种基因的频率都不会改变 到下一代也是如此 也就是说基因频率可以代代保持稳定不变 这就是 哈 迪 温伯格平衡 也叫遗传平衡定律 但是 在实际中 这样的平衡是不存在的 这是因为 第一 足够大的种群是不存在 而根 据概率原理 当个体数不是充足大时 实际得到的数 值与理论上的数值就存在误差 实际中子代和亲代的 基因频率就会有差异 20 第二 在自然界中 自然选择是不可抗拒的 始终对种群发挥作用 如基因型为 aa 的个体由于本 身基因的原因 在特定的环境条件下 而导致性状 缺陷 不能适应变化了的环境 在自然选择中处于 不利地位 则 a 的基因频率也会越来越小 由于上述方面的因素 种群基因频率的改变是 客观的 亲代和子代之间基因频率的差异可能是微 妙的 但经过代代的遗传 当这一差异由量变的积 累而达到质的差异时 该种群就渐变成另外一个不 同的种群了 所以从理论上分析 种群基因频率的 改变是不可避免的 生物的进化是必然的 21 生物进化的实质是 基因频率的改变 表面看 自然选择是对一个个生物个体的 选择 实质上是对个体所包含的变异进行选择 从现代分子遗传水平看 自然选择实质上是对 变异所对应的基因的选择 从而改变着群体中 不同基因的基因频率 所以 生 物进化的过 程的实质是 种群基因频 率发生变化 的过程 性状 22 影响种群基因频率变化的根本原因是什么 变异 变异的类型有那些 不能遗传的变异 可遗传的变异 基因突变 染色体变异 基因重组 突变 23 自然界 生物自发突变的频率很低 而且 突变大多数是有害的 为什么还能够作为生 物进化的原材料的呢 果蝇约有 10 4 对基因 假定每个基因的突 变率是 10 5 一个约有 10 9 个果蝇的种群每 一代出现的基因突变率是 2 10 4 10 5 10 9 2 10 8 二 突变和基因重组产生进化的原材料 24 2 突变的有害和有利并不是绝对的 它取决于生物的生存环境 3 突变和基因重组只产生生物进化的原材料 不能决定生物进化的方向 1 种群是由许多个体组成的 每个个体的每个 细胞内都有成千上万个基因 这样 每一代就会 产生大量的突变 二 突变和基因重组产生进化的原材料 25 由于突变和基因重组 桦尺蠖出现不同的体色 黑 S 基因频率 从 5 95 95 5 三 自然选择决定生物进化的方向 26 变异是不 定向的 自然 选择 不利变异被淘汰 有 利变异逐渐积累 种群的基 因频率发 生定向改 变 生物朝一定方 向缓慢进化 自然选择决定生物进化的方向 提供选择材 料 27 28 一 物种 物种 指能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代 的一群生物 简称 种 全世界的人都是一个物种吗 人都是一个物种 无论白人黑人黄种人结婚 都能产生具有生殖能力的后代 马跟驴是一个物种吗 29 地理隔离 不同物种之间一般是不能够相互交配的 即使交配成功 也 不能够产生可育的后 代 这种现象叫生殖隔离 生殖隔离 由于 地理上的障碍 使得同种生物的不同 种群间不能够发生基因交流的现象 二 隔离 种类 指 不同种群间 的个体 在自然条件下 基因不能自由 交流 的现象 概念 30 东北虎和华南虎之 间存在什么隔离 马和驴之间存在什 么隔离 31 地理隔离 生殖隔离 长期 加拉帕戈斯群岛的地雀 由于地理隔离而形成生殖隔离 形成了不 同的物种 其过程十分缓慢 物种形成的比较常见的方式 不同小岛上的植被不同 果实大小不同所致 32 有时无需地理隔离也能形成新物种 AABBCC 普通小麦 DD 黑麦 ABC 配子 D 配子 ABCD 不育 AABBCCDD 八倍体小黑麦 可育 秋水仙素处理 例 八倍体小黑麦的培育 33 总结 种群是生物进化的基本单位 突变和基因重组 自然选择及隔离是物种 形成过程的三个基本环节 突变和基因重 组产生生物进化的原材料 自然选择使种 群的基因频率定向改变并决定生物进化的 方向 隔离是新物种形成的必要条件 生物进化的实质在于种群基因频率的改变 以自然选择学说为核心的 现代生物进化理论 的基本观点是 34 18 卫生部一项统计显示 我国每年约有 8 万人直接或间接 死于滥用抗生素 滥用抗生素会使人体内的细菌出现耐药 性 如果被这样的细菌感染 则会因其能够抵抗各种抗生 素而无药可救 下列有关说法正确的是 A 抗生素的使用可增强人体的免疫力 但会引起细菌的定 向变异 B 细菌中本来就存在 耐药性 个体 长期使用抗生素导 致 耐药性 基因频率下降 C 耐药性 基因频率的改变引起病菌发生了进化 产生 新的 耐药性 病菌 D 抗生素的滥用导致 耐药性 细菌被优选出来 实质是 抗生素对细菌进行选择的结果 D 35 36 任何一个物种都不是 单独 进化的 不同 之间 与 之间在相互影响 中不断进化和发展 这就是 共同进化 物种 生物 无机环境 一 共同进化 37 共同进化实例 共同进化类型 类型 举例 不同物种之间 共生 细长吸管口器的蛾与长花距兰花 捕食 猎豹和斑马 寄生 粘液病毒与兔子 竞争 作物与杂草 生物与无机环境 之间 生物影响环境 环境影响生物 地球最早无氧环境 厌氧环境 光 合作用出现 空气中出现了氧气 出现了好氧生物 38 二 生物多样性的形成 1 内容 基 因多样性 物种多样性 生态系统多样性 3 层次 2 形成生物多样性的原因 长 期自然选择 共同进化 达到结果 3 研究生物进化的主要依据 化石 39 对应例题 17 图中三条曲线分别代表了动物物种多样性程度 动物数 量易变程度及冬眠动物比例在不同类型生态系统中的变化趋势 代 表动物物种多样性程度和数量易变程度的曲线依次是 A B C D C 40