第25课时 现代生物进化理论的由来（讲课）

nullnull第25课时 现代生物进化理论生物是进化的生物是进化的拉马克 （法国，1744－1829 ）达尔文 （英国，1809-1882）null一.拉马克进化学说一是“用进废退” 二是“获得性遗传”1. 生物不是神造的，而是由古老生物进化来的 2. 生物是由低等到高等逐渐进化的 3. 生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传 生物进化主要原因：主要内容：null 食蚁兽的舌头之所以细长，是长期舔食蚂蚁的结果。拉马克认为生物进化是用进废退和获得性遗传的结果长颈鹿的进化过程长颈鹿的进化过程 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。长颈鹿的始祖现代长颈鹿null鼹鼠按照用进废退法则推理未来人是怎样的？null请评价拉马克的进化论先进之处（优点） 　 不足之处 　最早提出“进化”，反对神创论和物种不变论。获得的性状不一定能遗传null达尔文自然选择学说 　　达尔文通过几十年的观察分析，终于在1859年出版了《物种起源》一书，提出了自然选择学说。自然选择：在生存斗争中，适者生存 、不适者被淘汰的过程。　　二、达尔文的自然选择学说用达尔文的自然选择学说解释长颈鹿的进化过程用达尔文的自然选择学说解释长颈鹿的进化过程长颈鹿的始祖现代长颈鹿nullnull　　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）。适者生存 一、拉马克的进化学说和达尔文的自然选择学说 1．拉马克的进化学说 ＿＿＿＿和＿＿＿＿＿是生物不断进化的主要原因。 2．达尔文的自然选择学说 ⑴内容：＿＿＿＿、＿＿＿＿、遗传变异和适者生存。 ⑵意义：科学地解释了＿＿＿＿的原因和＿＿＿＿＿形成的原因。 ⑶局限性 ①对＿＿＿＿＿的本质不能做出科学的解释。 ②对生物进化的解释局限于＿＿水平。 ③强调物种形成都是＿＿＿＿的结果，不能很好地解释物种大爆发等现象。基础导学 一、拉马克的进化学说和达尔文的自然选择学说 1．拉马克的进化学说 ＿＿＿＿和＿＿＿＿＿是生物不断进化的主要原因。 2．达尔文的自然选择学说 ⑴内容：＿＿＿＿、＿＿＿＿、遗传变异和适者生存。 ⑵意义：科学地解释了＿＿＿＿的原因和＿＿＿＿＿形成的原因。 ⑶局限性 ①对＿＿＿＿＿的本质不能做出科学的解释。 ②对生物进化的解释局限于＿＿水平。 ③强调物种形成都是＿＿＿＿的结果，不能很好地解释物种大爆发等现象。用进废退获得性遗传过度繁殖生存斗争生物进化物种多样性遗传和变异个体自然选择null两种传说：女娲造人、上帝创造万物问题：人类是怎样产生的？null 第2节 现代生物进化理论的主要内容null一、种群基因频率的 改变与生物进化null（一）种群是生物进化的基本单位1、种群概念：生活在一定区域(同种生物)的同种生物 的全部个体。null判断下列是否属于种群（1）一个池塘中的全部鱼 （2）一个池塘中的全部鲤鱼 （3）两个池塘内的全部青蛙 （4）一片草地上的全部植物 （5）一片草地上的成年梅花鹿 否是否否否条件： 1、同一地点，地点可大可小； 2、同一种生物(同一物种，它们中的雌雄个体可以自由交配)。 3、包括各个年龄阶段的个体null2、基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。3、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。null 这些绵羊各自有自己的基因，共同构成了种群的基因库。它们各自的基因都是基因库的一部分。null例:如某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。那么A和a的基因频率是多少?解:A基因的基因频率为:a基因的基因频率为：基因频率== 纯合子频率+1/2杂合子频率= 40%A%=a%=× 100%= 60%null 1. 一个种群由400只鸟组成，其中基因型AA的个体有40只、Aa的个体有160只、aa的个体有200只。 该种群中基因a的频率是多少？ A 40% B 50% C 60% D 70%； 2. 如果有40只基因型为aa的鸟迁出，40只基因型为AA的鸟迁入，请问新群体中基因a的频率将是多少？ A 40% B 50% C 60% D 70%；DC练习生物进化的实质是：种群基因频率的改变。 1．常染色体遗传方式 设有N个个体的种群，AA、Aa、aa的个体数分别是n1、n2、n3，A、a的基因频率分别用PA、Pa表示，AA、Aa、aa的基因型频率分别用PAA、PAa、Paa表示，则： PA＝(2n1＋n2)/2N＝n1/N＋1/2×n2/N＝PAA＋1/2PAa Pa＝(2n3＋n2)/2N＝n3/N＋1/2×n2/N＝Paa＋1/2PAa 由以上公式可得出下列结论： ⑴在种群中一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。 ⑵一个等位基因的频率＝该等位基因纯合子的频率＋1/2杂合子的频率。考点剖析 1．常染色体遗传方式 设有N个个体的种群，AA、Aa、aa的个体数分别是n1、n2、n3，A、a的基因频率分别用PA、Pa表示，AA、Aa、aa的基因型频率分别用PAA、PAa、Paa表示，则： PA＝(2n1＋n2)/2N＝n1/N＋1/2×n2/N＝PAA＋1/2PAa Pa＝(2n3＋n2)/2N＝n3/N＋1/2×n2/N＝Paa＋1/2PAa 由以上公式可得出下列结论： ⑴在种群中一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。 ⑵一个等位基因的频率＝该等位基因纯合子的频率＋1/2杂合子的频率。 2．伴X染色体遗传方式 ⑴在一个工厂中，男女职工各100名，女性中，色盲基因(Xb)携带者为5人，色盲患者为1人；男性中色盲患者为8人，则Xb的基因频率为(5＋1×2＋8)/(100×2＋100 )×100%＝5%。 2．伴X染色体遗传方式 ⑴在一个工厂中，男女职工各100名，女性中，色盲基因(Xb)携带者为5人，色盲患者为1人；男性中色盲患者为8人，则Xb的基因频率为(5＋1×2＋8)/(100×2＋100 )×100%＝5%。 提醒　①XY型性别决定生物，基因在X染色体上，Y染色体上无等位基因，计算时只计X染色体上的基因数不考虑Y染色体。ZW型性别决定也是这样。 ②伴X遗传病中，男性中患者的表现型概率(色盲)＝相关基因型概率(XbY)＝相关基因频率(b)。 ⑵已知人群中，伴X隐性男性患者的比例为p，则可认为这个人群中此基因频率为p，由此可计算女性中患病的频率为p2。例色盲男性中发病率7%，女性中发病率为(7%)2≈0.5%。 3．哈代—温伯格定律 ⑴成立前提 ①种群非常大；②所有雌雄个体之间自由交配；③没有迁入和迁出；④没有自然选择；⑤没有基因突变。 ⑵计算公式 ①当等位基因只有两个时(A、a)，设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，则基因型AA的频率为p2，Aa的频率为2pq，aa的频率为q2。 ②当告诉基因型aa的频率为x%时，则a的基因频率为 ，A的基因频率为1－ 。AA基因型频率为(1－ )2；Aa基因型频率为2· ·(1－ )。 3．哈代—温伯格定律 ⑴成立前提 ①种群非常大；②所有雌雄个体之间自由交配；③没有迁入和迁出；④没有自然选择；⑤没有基因突变。 ⑵计算公式 ①当等位基因只有两个时(A、a)，设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，则基因型AA的频率为p2，Aa的频率为2pq，aa的频率为q2。 ②当告诉基因型aa的频率为x%时，则a的基因频率为 ，A的基因频率为1－ 。AA基因型频率为(1－ )2；Aa基因型频率为2· ·(1－ )。null 1. 假设某种群中，A的频率为0.8，求这个种群中AA、Aa、aa这三种基因型的个体分别占多少？（这个种群非常大，没有自然选择） 练习 2. 假设某种群中，AA个体占16%，求这个种群中A、a的基因频率分别为多少？ null实例：在经常刮大风的海岛上，无翅或残翅的昆虫特别多。 为什么会有这一种现象？（二）突变和基因重组产生进化的原材料null（三）自然选择决定生物进化的方向　变异是不定向的——→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null用农药消灭害虫，开始时，效果显著，但过一段时间后，药效明显下降，其主要原因是农药使这些害虫产生了基因突变，从而产生抗药性吗？思考不是！主要是害虫本生就存在抗药性变异的个体，农药杀死的是不具有抗药性的个体，具有抗药性的个体保留了下来，并把此性状传给后代。农药对害虫的抗药性变异起了定向选择作用，抗药性变异经过遗传逐代积累，最后就形成了具有抗药性的害虫新品种。nullnull（四）隔离导致物种形成1、物种的概念：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。 是不是所有不同种的生物之间都 不能交配呢？null驴马骡子(不可育)生殖隔离：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，这种现象叫做生殖隔离。null虎狮虎兽狮(不可育)null 在自然界，是不是同一物种的个体都生活在一起呢？ 不是。由于高山、河流、沙漠或其他地理上的障碍，每一个物种总是被分成一个个或大或小的群体，这些群体就是不同的种群。如...... null 1、两个池塘的鱼都是一个物种（鲤鱼），它们是属于一个种群还是两个种群？null东北虎华南虎地理隔离：同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。null　　如麻鸭(上)和孚鸭(下)都是大雁的后代，由于长期地理隔离而没有相互交配，没有基因交流，形成了生殖隔离，现在即使人为让它们交配，也不能产生可育的后代了。也就是说，它们形成两个不同的物种了。（四）隔离导致物种形成null加拉帕戈斯群岛上的地雀null同一种群地理隔离多个小种群基因频率向不同方向发展（基因库形成明显差异）新的物种突变和基因重组自然选择生殖隔离null人工选择与自然选择 1．主要内容 ⑴种群是生物进化的基本单位 考点剖析 1．主要内容 ⑴种群是生物进化的基本单位 ⑵突变和基因重组产生生物进化的原材料 可遗传变异的三个来源：基因突变、基因重组和染色体变异(基因突变和染色体变异合称突变)。由于突变和基因重组都是随机的、不定向的，因此它们只是提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。料，不能决定生物进化的方向。 ⑶自然选择决定生物进化的方向 变异是不定向的————→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 提醒　①自然选择的实质：定向改变基因频率。 ②变异与环境的关系：变异在环境变化之前已经产生，环境只是起选择作用，不是影响变异的因素，不要夸大其作用，通过环境的选择将生物个体中产生的不定向的有利变异选择出来，其余变异遭到淘汰。例如喷洒杀虫剂只是将抗药性强的个体选择出来，而不是使害虫产生抗药性。 ⑷隔离与物种的形成 物种形成的三种典型模式：料，不能决定生物进化的方向。 ⑶自然选择决定生物进化的方向 变异是不定向的————→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 提醒　①自然选择的实质：定向改变基因频率。 ②变异与环境的关系：变异在环境变化之前已经产生，环境只是起选择作用，不是影响变异的因素，不要夸大其作用，通过环境的选择将生物个体中产生的不定向的有利变异选择出来，其余变异遭到淘汰。例如喷洒杀虫剂只是将抗药性强的个体选择出来，而不是使害虫产生抗药性。 ⑷隔离与物种的形成 物种形成的三种典型模式：经自然选择 导致 ②骤变式——如自然界多倍体植物的形成 骤变式物种的形成主要是通过异缘多倍体的染色体变异的方式形成新物种，一出现可以很快形成生殖隔离(基因频率改变)。此种方式多见于植物。 ②骤变式——如自然界多倍体植物的形成 骤变式物种的形成主要是通过异缘多倍体的染色体变异的方式形成新物种，一出现可以很快形成生殖隔离(基因频率改变)。此种方式多见于植物。 ①渐变式——如加拉帕戈斯群岛上13种地雀的形成。物种A 物种B ——→杂种植物————→异源多倍体 杂交 染色体加倍 ③人工创造新物种——通过植物体细胞杂交(如番茄—马铃薯)、多倍体远缘杂交(如甘蔗—萝卜)、多倍体育种(如八倍体小黑麦)等方式也可以创造新物种。 提醒　新物种形成不一定经过地理隔离，但不管哪种方式都需要达到生殖隔离。 ③人工创造新物种——通过植物体细胞杂交(如番茄—马铃薯)、多倍体远缘杂交(如甘蔗—萝卜)、多倍体育种(如八倍体小黑麦)等方式也可以创造新物种。 提醒　新物种形成不一定经过地理隔离，但不管哪种方式都需要达到生殖隔离。 2．现代生物进化理论与达尔文进化论的比较 ⑴共同点：都能解释生物进化的原因和生物的多样性、适应性。 ⑵不同点：①达尔文进化论没有阐明遗传和变异的本质以及自然选择的作用机理，而现代生物进化理论克服了这个缺点。 ②达尔文的进化论研究生物个体的进化，而现代生物进化论则强调群体的进化，认为种群是生物进化的基本单位。 三、共同进化与生物多样性的形成及中性学说 1．共同进化 ⑴概念：不同＿＿之间、＿＿＿＿＿＿＿之间在相互影响中不断进化和发展。 ⑵原因：生物与生物之间的＿＿＿＿和生物与无机环境之间的＿＿＿＿。 2．生物多样性 ⑴内容：基因多样性、＿＿多样性、＿＿＿＿多样性。 ⑵形成原因：生物的＿＿。 ⑶研究生物进化历程的主要依据：＿＿。 三、共同进化与生物多样性的形成及中性学说 1．共同进化 ⑴概念：不同＿＿之间、＿＿＿＿＿＿＿之间在相互影响中不断进化和发展。 ⑵原因：生物与生物之间的＿＿＿＿和生物与无机环境之间的＿＿＿＿。 2．生物多样性 ⑴内容：基因多样性、＿＿多样性、＿＿＿＿多样性。 ⑵形成原因：生物的＿＿。 ⑶研究生物进化历程的主要依据：＿＿。物种生物与无机环境相互选择相互影响物种生态系统进化化石 3．中性学说 ⑴提出者：日本学者＿＿＿＿。 ⑵内容：大量的基因突变是＿＿的，既无利也无害，决定生物进化方向的是＿＿＿＿的积累，而不是＿＿＿＿。木村资生中性中性突变自然选择 课外拓展　生物进化的历程和规律 ⑴简单→复杂；水生→陆生；低等→高等。 ⑵代谢：异养厌氧→光能自养→异养需氧。 ⑶结构：原核细胞→真核单细胞→真核多细胞。 ⑷生殖：无性生殖→有性生殖，自身受精→异体受精，体外受精和发育→体内受精和发育。 ⑸消化：细胞内消化→细胞外消化。 课外拓展　生物进化的历程和规律 ⑴简单→复杂；水生→陆生；低等→高等。 ⑵代谢：异养厌氧→光能自养→异养需氧。 ⑶结构：原核细胞→真核单细胞→真核多细胞。 ⑷生殖：无性生殖→有性生殖，自身受精→异体受精，体外受精和发育→体内受精和发育。 ⑸消化：细胞内消化→细胞外消化。