2020届高一人教版必修二第七章 现代进化理论 （共58张PPT）

(共58张PPT)
第七章 现代进化理论
第1节 现代生物进化理论的由来 第2节 现代生物进化理论的主要内容 　 一 种群基因频率的改变与生物进化 　 二 隔离与物种的形成 　 三 共同进化与生物多样性的形成
变色树蜥
叶修
兰花螳螂
尺蠖
箭毒蛙
猫头鹰蝴蝶
刺蛾
第1节 现代生物进化理论的由来
一、拉马克的进化学说：
拉马克最早提出进化学说（1809)。拉马克认为：生物是进化的，物种是可变的；生物进化机制是用进废退与获得性遗传。

指环境引起或由于用进废退引起的变化是可以遗传的
食蚁兽
鼹鼠
用拉马克进化学说解释一下长颈鹿为什么脖子长？
拉马克认为长颈鹿的进化是因为草地退化后要吃树叶，当然颈长的有优势，它们想要长颈，于是天天使劲地将颈伸长，终于形成了现在的长颈鹿。
拉马克进化学说具有一定的进步性，否认了神创论，使人们认识到物种是可变的，是进化的。
但是其强调环境变化直接导致物种的改变，且由于用进废退获得的性状能够遗传给后代是不符合科学事实的。
二、达尔文的自然选择学说
达尔文（1809—1882），博物学家、生物进化论的创始人。
1859年出版《物种起源》，提出以“自然选择”为基础的进化学说，被恩格斯誉为19世纪自然科学三大发现之一。随后又发表《动物和植物在家养下的变异》、《人类起源及性的选择》等书。
事实1：生物都有过度繁殖的现象
事实2：物种
内的个体总能
保持稳定
事实3：资源
是有限的

推论1：个
体间存在着
生存斗争
事实4：个
体间存在差
异（变异）
事实5：许
多变异是可
以遗传的
推论2：
具有有
利变异
的个体
生存并
留下后
代的机
会多。
推论3：
有利变
异逐代
积累，
生物不
断进化
出新类
型。
达尔文自然选择学说的解释模型
结合自然选择学说的解释模型，利用达尔文的自然选择学说的观点解释长颈鹿为什么脖子长？
　　达尔文认为长颈鹿的进化原因是：长颈鹿产生的后代超过环境承受能力（过度繁殖）；它们都要吃树叶而树叶不够吃（生存斗争）；它们有颈长和颈短的差异（遗传变异）；颈长的能吃到树叶生存下来， 颈短的却因吃不到树叶而 最终饿死了（适者生存）。
自然选择学说的主要内容
过度繁殖（基础）
生存斗争（动力）
遗传变异（内因）
适者生存（结果）
达尔文的成功与局限
达尔文自然选择学说，科学地解释了
1、生物进化的原因
2、生物多样性和适应性的产生
但受到当时科学水平的限制，不能科学地解释
1、遗传和变异的本质
2、对生物进化的解释局限于个体水平
3、不能解释物种大爆发
随着遗传学和生态学的发展，人们对生物进化理论的研究不断深入，形成了以自然选择学说为基础的现代生物进化理论。
1．对食蚁兽舌头性状的下列解释中，不符合拉马克观点的一项是（　　）
A．是对环境的适应
B．是生物进化的结果
C．是用进废退的结果
D．是自然选择的结果
2．达尔文对生物变异的观察和解释是（　）
A．变异在生物中普遍存在，许多变异可以遗传
B．变异决定生物进化的方向
C．变异来自于基因突变、基因重组和染色体变异 D．变异是生物进化的主要动力
用达尔文的自然选择学说解释细菌产生抗药性的原因？并分析这一解释有什么不够完善之处？
答：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。在未使用抗生素时，抗药性强的变异不是有利变异，这样的个体在生存斗争中不占优势。使用抗生素以后，抗药性弱的个体大量死亡，抗药性强的个体有机会产生更多的后代，一段时间后，抗生素的杀菌效果就会下降。这一解释未能深入到基因水平，没有说明基因突变在进化中的作用 。
第2节 现代生物进化理论的主要内容
一、种群基因频率的改变与生物进化
如果在灰色翅(基因型为aa)昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅(基因型为Aa)的变异个体，且绿色比灰色更不易被捕食。那么：
1、昆虫的翅色将怎样变化？
2、该绿色个体一定能被选择下来吗？为什么？
3、如果该绿色个体能很好生活下来，它体内的A基因怎样才能传递给子代呢？
4、如果Aa与其他个体交配生殖，后代还会是绿色的吗？
出现有利变异个体内的有利基因只有在群体中,通过有性生殖才能世代延续。
研究生物的进化仅仅研究个体的表现型是否与环境适应是不够的，还必须研究群体的基因组成变化。
这个群体就是种群！
1.什么叫做种群？
生活在一定区域的同种生物的全部个体
2、种群的特点：
种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配实行基因交流，并通过繁殖将各自的基因传给后代。
下列属于种群的是
A.一块水田里的全部水稻 、水草
B.一块稻田里的全部幼蚜、有翅、无翅的成蚜
C.一块朽木上的全部真菌
D.一个池塘中全部鱼
E.中国大陆上所有老虎是一个种群
B
3、基因库：
一个种群中全部个体所含有的全部基因。
4、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。
5.基因频率的计算
某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, 褐色翅的基因为a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占30、60、10,那么A、a的基因频率是多少？
此种基因的个数

种群中该对等位基因的总数
此种基因的个数=纯合子个体数×2＋杂合子个体数
种群中该对等位基因的总数=个体总数×2
例一. 对某地区的6000名居民进行抽样调查，发现2人患有苯丙酮尿症，28人为苯丙酮尿症基因的携带者。该地区的苯丙酮尿症基因频率是多少？
基因频率的计算
例二. 对某小学的800名学生（其中男、女生各占一半）进行血友病调查得知，男生中4人患病，女生中1人患病，另有6名女生是血友病基因携带者。求这个群体中血友病基因
（ Xh ）的频率。
基因频率的计算
如果已知各种基因型的个体数和样本总数，直接计算。
A基因的频率 =
AA个体数×2+Aa个体数×1
样本总数×2
XA基因的频率 =
XAXA数×2+XAXa数×1+XAY数×1
样本中雄性个体数×1+雌性个体数×2
×100%
方法一：
×100%
基因频率的计算
30%
30%
30%
10%
36%
48%
60%
40%
16%
（P115）
亲代基因型的频率 AA
(30%) Aa(60%) aa
(10%)
配子的比率 A( ) A( ) a( ) a( )
子代基因型的频率 AA( ) Aa( ) aa( )
子代种群的基因频率 A ( ) a( )
种群内雌雄个体间进行有性生殖时交配的类型（以一对基因为例）:
自交（自花传粉的植物）：
①AA×AA，② Aa ×Aa，③aa×aa
自由交配（动物和异花传粉的植物）：
①AA×AA，② Aa×Aa，③aa×aa
④ AA♀×Aa♂，⑤ AA♂ ×Aa♀
⑥ AA♀×aa ♂，⑦ AA♂×aa ♀
⑧ Aa♀×aa ♂， ⑨ Aa♂×aa ♀
自交和自由交配
36%
48%
16%
60%
40%
1（4） … … 子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率会同子一代一样吗？
自交或自由交配都不改变子代基因频率！
但可能改变其基因型比率
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%
哈代——温伯格定律：
1908年，英国数学家哈代和德国医生温伯格分别提出关于基因频率稳定性的见解。他们指出，一个有性生殖的自然种群中，在符合以下5个条件的情况下，各等位基因的频率和等位基因的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。这5个条件是：
①种群大；
②种群中个体间的交配是随机的；
③没有突变发生；
④没有迁入迁出；
⑤没有自然选择。
这就是哈代-温伯格定律（遗传平衡定律）。
如果仅仅知道隐性个体的比例， 利用哈-温定律计算。
（ p + q）2 = p2 + 2pq + q2 = 1
A基因频率
a基因频率
AA 基因型比率
Aa 基因型比率
aa
基因型比率
基因频率的计算
方法二：
种群
例三. 某地区白化病的发病率为万分之一，
那么
该地区白化病基因的频率是多少？
携带者的比例是多少？
健康人中携带者的比例是多少？
男性红绿色盲患者XbY 的比例是 7%，
Xb 的基因频率为0.07
女性红绿色盲XbXb 的发病率为
例四. 我国男性的红绿色盲发病率为7%，那么
女性红绿色盲的发病率大约是多少？
因为
即
所以
0.07×0.07 = 0.0049 = 0.49%
思考与讨论（P115）
2. … …对于自然界的种群来说，这五个条件都成立吗？你能举出哪些实例？
3.如果该种群出现新的突变型（基因型为A2a或A2A2），也就是产生新的等位基因A2，种群的基因频率会变化吗？基因A2的频率可能会怎样变化？
在自然种群中，这五个条件不可能都成立，例如，种群中总是有基因突变，有迁入和迁出，总是存在自然选择的作用，等等。
种群通过基因突变产生了新的基因，会使基因频率发生改变。 A2可能增加（控制有利性状时）也可能减少（控制不利性状时）。
改变种群基因频率的因素：基因突变和自然选择！
满足五个假设条件的种群是理想的种群,在自然条件下,这样的种群是不存在的.这也从反面说明了在自然界中,种群的基因频率迟早要发生变化,也就是说种群的进化是必然的.
（一）种群是生物进化和繁殖的基本单位。生物进化的实质是种群基因频率的改变。
现代遗传学研究表明，可遗传的变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异。其中基因突变和染色体变异统称为突变。
(二)突变和基因重组产生进化的原材料
基因突变在自然界是普遍存在的，因此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。
自然界中生物的自然突变频率很低，而且一般对生物体是有害的。为什么还能够改变种群中的基因频率呢？
（1）种群是由许多个体组成的，每个个体的每一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。
（2）突变的有害还是有利也不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。
1．种群中突变的特点： 突变数很大、随机、不定向
2．种群基因重组的结果：产生更多可遗传变异、不定向
例如：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），那么每一代出现基因突变数是多少呢？
2× 104 × 10－5
个体
× 108
种群
=2 ×107
结论：突变和基因重组产生进化的原材料
19世纪，桦尺蠖种群中黑色基因（S）频率为5%，浅灰色基因（s）频率为95%
20世纪，桦尺蠖种群中黑色基因（S）频率为95%，浅灰色基因（s）频率为5%
（三）自然选择决定生物进化的方向
不利变异不断淘汰
有利变异积累加强
自然选择
种群基因频率定向改变
生物
定向
进化
变异不定向的
结论：自然选择决定生物进化的方向
突变、基因重组和自然选择在生物进化中的作用
原有基因
新的等位基因
多种基因型、多种表现性
某些变异类型（有利的）获 得更多的生存和繁殖的机会
种群中相关基因频率改变
生物进化
变异的根本来源，为进化提供原材料
进化的原材料
生物进化的实质
决定进化的方向
不定向
定向
二、隔离导致物种形成
1、物种：
指在自然状态下能够相互交配和繁殖，并能产生可育后代的一群个体。
我国的全部大熊猫
生活在四川卧龙自然保护区的全部大熊猫
—— 一个物种
—— 一个种群
区分物种和种群
由于自然的或者人为的原因，每一个物种总是分成许多个或大或小的种群。
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。
2、隔离：
隔离
地理隔离
生殖隔离
马
驴
骡
马和驴是不是一个物种？
不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代，这种现象叫生殖隔离。
生殖隔离——
东北虎
华南虎
分布在不同自然区域的种群，由于高山、河流和沙漠等地理上的障碍，使彼此间无法相遇而不能交配
地理隔离——
关于隔离
物种B
不同种群之间存在着或多或少的地理隔离
不同物种之间存在生殖隔离
不能产生共同的（可育）后代
不能发生基因交流现象
探究：加拉帕戈斯群岛上几种地雀的形成过程
它们都来自共同
的祖先
3、新物种的形成
原种群
不同种群
基因频率改变的方向不同
种群间基因库差异扩大
新物种
地理隔离
产生不同的突变和基因重组
自然选择
积累
生殖隔离
突变和基因重组、隔离和自然选择
三者关系：物种、种群、隔离
物种1
物种2
种群1
种群2
基因不交流
地理隔离
生殖隔离
基因不交流
新物种形成的标志：
隔离是新物种形成的必要条件
生殖隔离
(原)物种
包含多个
存在
作用于
改变
全部基因
改变
地理隔离
之间差异
（可能）出现
标志形成
新物种
积累扩大
（表现型）
种群
突变和基因重组
自然选择
基因频率
种群基因库
种群基因库
生殖隔离
完成概念图
总结
现代生物进化理论基本观点
自然选择学说
隔离
核心
种群
生物进化的基本单位
生物进化的实质
种群基因频率的改变
进化的原材料
突变和基因重组
决定进化的方向
自然选择
物种形成的三个环节
物种形成的必要条件
1、共同进化
三、共同进化与生物多样性的形成
不同物种间的共同进化
生物与无机环境之间的相互影响和共同演变
2、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
（2）原因：
长期自然选择、共同进化达到结果
（关系密切的生物）
从原核生物到真核生物，从无性生殖到有性生殖，由简单到复杂，由水生到陆生，由低等到高等。
3、生物的进化历程
4、生物进化理论的不断发展
（1）中性学说：
中性突变：不影响核酸和蛋白质的功能，对生物既无害处也无好处的基因突变。
自然选择对中性突变并无影响，这些基因突变长期积累，决定生物进化的方向。
（2）物种是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。
生物进化理论主要的观点
过度繁殖生存斗争遗传变异适者生存
种群是进化的基本单位；突变和基因重组产生进化的原材料；自然选择决定生物进化的方向；生物进化的实质是种群基因频率的改变；隔离是物种形成的必要条件；共同进化的结果是形成生物多样性。
达尔文 自然 选择学说
现代生物进化理论



Thank you!