资源简介

(共34张PPT)
第3节
种群基因组成的变化与物种的形成
第六章 生物的进化
第三节种群基因组成的变化与物种的形成
1.为什么说种群是生物进化的基本单位？
2.种群的基因频率为什么会发生变化？
3.自然选择与种群基因频率的变化有什么关系？
4.什么是物种？
5.怎样理解地理隔离和生殖隔离？
6.隔离在物种形成中的作用？
问题探讨
第三节
种群基因组成的变化与物种的形成
假定猕猴群体中有一只雄性个体发生了变异（超猴），变异使其在生存斗争中获得了优势。
讨论：
1.超猴使其所在的群体强大起来，但他却没有合适伴侣孤独一生，其死后猕猴群体又恢复到原来的样子，这能不能说猕猴群体进化了？
2.假如超猴降低一点择偶标准，与普通雌性交配生小猴子。当超猴死去，多年之后，超猴的表型（基因）能不能在群体中扩散开来？
1、种群概念：
生活在一定区域的同种生物的全部个体。种群是生物繁殖的单位，而不是同种生物个体简单、机械或偶然的集合
卧龙自然保护区 猕猴
一 种群和种群基因库
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，并通过繁殖将各自的基因传给后代。
一 种群和种群基因库
判断下列群体是否属于一个种群
1.一片森林中全部猕猴
2.一片森林中所有蛇
3.山顶洞人和现代人
4.本地鸡和欧洲鸡
5.一片草地的所有蒲公英
6.一片稻田的所有杂草
7.晚上八点半商场中的所有人
8.动物园中的某种老虎
1、生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫作种群
2、种群是生物繁殖的单位，而不是同种生物个体简单、机械或偶然的集合
第三节
一 种群和种群基因库
3、一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫作这个种群的基因库
(1)种群通过繁殖传递其基因库
(2)某一个基因占全部等位基因的比值，叫作基因频率
(3)某一种基因型个体占全部个体的比值，叫作基因型频率
问题：
繁殖时，新老种群在基因组成上有变化吗？
第三节
一 种群和种群基因库
例：若某一蝴蝶种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别为30、60和10个，问A、a在该种群中的基因频率分别为多少？
第三节
一 种群和种群基因库
第三节
思考.讨论
---用数学方法讨论基因频率的变化
若上述昆虫种群非常大，所有雌雄个体间都能自由交配并产生后代，没有迁入和迁出，不同翅色的个体生存和繁殖机会是均等的（无选择），基因A和a都不产生突变，根据分离定律计算并填写右表。想一想：后续子代的种群基因频率会同子一代一样吗？
亲代基因型的比值 AA(30%) Aa(60%) aa(10%)
配子的比值 A( ) A( ) a( ) a( )
子代基因型频率 AA( ) Aa( ) aa( )
子代基因频率 A( ) a( ) 30%
30%
30%
10%
36%
48%
16%
60%
40%
一 种群和种群基因库
第三节
思考.讨论
---用数学方法讨论基因频率的变化
2.上述计算结果是建立在5个假设条件基础上的（①种群足够大，②自由交配，③无选择，④无突变，⑤无迁入迁出）。对于自然界的种群来说，这5个条件都成立吗？你能举出实例吗？
3.如果该种群出现新的等位基因A2（A/a的等位基因），种群的基因频率会发生变化吗？基因A2的频率可能会怎样变化？
说明：
种群足够大也称“无遗传漂变”，满足5个条件的种群称为遗传平衡群体/种群
二突变和基因重组能不定向地改变种群基因频率
第三节
1、基因突变产生新的等位基因，这就可以使种群的基因频率发生变化
2、突变和基因重组产生进化的原材料，都可能使种群基因频率发生不定向地改变
(1)可遗传的变异提供了生物进化的原材料
(2)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
基因重组
突变
新的等位基因
多种多样的基因型
种群中出现大量的可遗传的变异
进化的原材料
二突变和基因重组能不定向地改变种群基因频率
第三节
问题：生物自发突变的频率很低，许多突变是有害的，为什么它还能够作为生物进化的原材料呢？
果蝇1组染色体上约有1.3×104个基因，假定每个基因的突变频率为10-5，对一个中等大小的果蝇种群（约108个个体）来说，每一代出现的出现基因突变数将是：
2× 1.3×104 ×10-5 ×108 =2.6×107（个）
残翅和无翅变异的昆虫
镰型细胞贫血基因对疟疾有较好的抵抗力
突变的有害和有利也不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境
二突变和基因重组能不定向地改变种群基因频率
第三节
3、突变和基因重组是随机的、不定向的，突变和基因重组都可能不定向地改变种群的基因频率---不能决定进化方向
说明：
一种生物可能含有其它生物的DNA，如人类基因组中约8%来自病毒——这其中涉及到人类和病毒的基因重组。
探究.实验
第三节
英国曼彻斯特地区有一种桦尺蛾，它们夜间活动，白天栖息在树干上。研究显示桦尺蛾的体色受一对等位基因S和s控制，黑色（S）对浅色（s）是显性的。
19世纪中叶以前，桦尺蛾几乎都是浅色型的，种群中S基因的频率很低，S基因的频率低于5%（估计值）。到了20世纪中叶，黑色型的桦尺蛾却成了常见类型，S基因的频率超过95%。
19世纪中叶，该地区树干上长满地衣，后来随着工业的发展，工厂排出的煤烟使地衣无法生存，结果树皮裸露并被熏成黑褐色。
---探究自然选择对种群基因频率变化的影响
探究.实验
第三节
提出问题：
桦尺蛾种群中S基因的频率为什么越来越高？
做出假设：
根据所学知识做出假设：__________________________________________________________________
讨论探究思路：
创设数字化情境：1870年，桦尺蛾种群基因型频率为SS 10%，Ss 20%，ss 70%。假定树干变黑不利于浅色桦尺蛾的生存，使得浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%。
---探究自然选择对种群基因频率变化的影响
探究.实验
第三节
制定并实施研究方案：
创设数字化问题情境。
计算，将计算结果填入下表：
第1年 第2年 第3年 第4年 ……
基因型频率 SS 10% 11.5%
Ss 20% 22.9%
ss 70% 65.6%
基因 频率 S 20% 23%
s 80% 77%
---探究自然选择对种群基因频率变化的影响
探究.实验
第三节
第1年
第2年
第3年
第4年
第5年
SS
Ss
ss
x
y
z
1.1x
1.1y
0.9z
1.12x
1.12y
0.92z
1.13x
1.13y
0.93z
1.14x
1.14y
0.94z
第…年
…
…
…
建议的计算方法
说明：
X、Y和Z是指数量而非基因型频率，可根据基因型频率进行设定。
---探究自然选择对种群基因频率变化的影响
探究.实验
第三节
制定并实施研究方案：
创设数字化问题情境。
计算，将计算结果填入下表：
第1年 第2年 第3年 第4年 ……
基因型频率 SS 10% 11.5%
Ss 20% 22.9%
ss 70% 65.6%
基因 频率 S 20% 23%
s 80% 77%
13.0%
26.0%
61.0%
14.6%
29.2%
56.2%
26.0%
74.0%
29.2%
70.8%
---探究自然选择对种群基因频率变化的影响
探究.实验
第三节
说明：选择强度的估算方法
先根据遗传平衡定律，估算出下一代种群中理论上深色和浅色个体的比例；在下一年度，抽样统计得出该固定环境（选择强度）下深色和浅色个体的实际比例。
用理论值和实际值比较，估算出选择强度，即每年深色个体增加多少、浅色个体减少多少。
由于工业化过程中，环境是不断变化的，因此选择强度实际上也会发生改变。
---探究自然选择对种群基因频率变化的影响
三自然选择定向改变种群的基因频率
第三节
1、自然选择直接选择表型而不是基因型
2、在自然选择的作用下，种群基因频率发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化
在自然选择的作用下，具有有利变异的个体更有机会产生后代，种群中控制有利变异表型的基因的频率也会不断提高；相反，具有不利变异的个体留下后代的机会少，种群中控制不利变异表型的基因的频率会下降
不定向可遗传变异
自然选择
有利变异渐积累不利变异被淘汰
种群基因频率定向改变
生物朝着一定方向不断进化
能够在自然状态下能互相交配，并且产生出可育后代的一群生物称为一个物种（species），简称“种”。
1、物种的概念
四、物种的概念
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。
全世界的人都是一个物种吗？
骡是马跟驴交配产生的后代，那为什么他们不是同一物种呢？
　隔离：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。
　生殖隔离：不同物种之间一般是不能交配，即使交配成功，也不能产生可育后代。
　地理隔离：同一物种由于高山、河流、沙漠等地理上的障碍，使彼此间不能相遇而不能交配，使种群间不能发生基因交流的现象。　
2、隔离在物种形成中的作用
如果只通过地理隔离，2个种群的基因库各自发展，互不影响，出现一定差异，但不会形成新的物种，最多也就是形成不同的亚种－－－量变。
如东北虎和华南虎就是两个亚种。
生殖隔离则是由于2个种群之间的遗传物质基础（基因库）出现较大的差异使其个体之间不能交配或杂交后代不育。
生殖隔离是新物种形成的标志－－质变
五隔离及其在物种形成中的作用
思考.讨论
加拉帕戈斯群岛位于南美洲附近的太平洋中，主要由13个主要岛屿组成，这些岛屿距离南美大陆160~950 km。不同岛屿的环境由较大差异，比如岛的低洼地带，布满荆棘的灌丛；而只有大岛上才有的的高地，则生长着茂密的森林。
加拉帕戈斯群岛上生活着13种地雀，但南美大陆上却看不到这13种地雀。
这些岛屿是500万年前由海底火山喷发形成，因此可以推测这些地雀的共同祖先来自南美洲大陆，以后在各个岛屿上形成了不同的种群。
五隔离及其在物种形成中的作用
第三节
思考.讨论
1.设想南美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈斯群岛后，先在两个岛屿上形成两个初始种群。这两个种群的个体数量都不多。它们的基因频率一样吗？
2.不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？
3.对不同岛屿的地雀种群来说，环境的作用有没有差别？这对种群基因频率的变化会产生什么影响？
4.如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？
五隔离及其在物种形成中的作用
第三节
3、漫长的地理隔离可能导致生殖隔离，从而出现新物种
4、生殖隔离的出现标志着新物种的形成，因此隔离是物种形成的必要条件
原种
地理隔离
变异1
变异2
基因频率的定向改变
自然选择1
自然选择2
变异
类型1
变异
类型2
新物种
新物种
生殖 隔离
问题：
1.地理隔离一定会导致生殖隔离吗？
2.生殖隔离的出现一定要经过地理隔离吗？
说明：爆发式：如六倍体小麦、四倍体西瓜的形成
五隔离及其在物种形成中的作用
第三节
突变和基因重组
自然选择
种群基因频率
基因库的差别
地理隔离
生殖隔离
物种形成
时间
改变
积累
导致
扩大
导致
标志
总结：
第三节
⑴隔离是物种形成的必要条件。
⑵物种形成一般是长期地理隔离，达到生殖隔离
⑶生殖隔离是物种形成的标志
可见，不同物种间都存在着生殖隔离,物种的形成必须经过生殖隔离，但不一定要经过地理隔离。
⑷生殖隔离形成的根本原因是物种间遗传的差异（或基因库的差异）
⑸物种形成的三个基本环节：
①突变和基因重组产生进化的原材料
②自然选择决定生物进化的方向(定向)
③隔离导致物种的形成
1.下列实例中不属于生殖隔离的是(　　)
A.玉米的花粉落在大豆柱头上不能萌发
B.同种动物因生活的地区不同而不能进行基因交流
C.山羊和绵羊的杂交后代不活
D.不同种类的昆虫雌雄个体之间通常不能交配
B
课堂练习
2.下列有关生物新物种形成的基本环节的分析,正确的是(　　)
A.只有基因突变和基因重组为进化提供原材料
B.种群基因型频率的定向改变是形成新物种的前提
C.地理隔离是新物种形成的必要条件
D.种群基因库的差异是产生生殖隔离的根本原因
D
3.一般来说,干旱条件下培育成的作物适于在干旱地区种植;袁隆平团队培育成的海水稻适于在沿海滩涂种植。干旱和盐碱环境所起的作用是(　　)
A.导致基因重组 B.选择表型
C.诱发基因突变 D.导致染色体变异
B
4.下列关于基因频率与生物进化关系的叙述,正确的是(　　)
A.种群基因频率的改变不一定引起生物的进化
B.生物进化的实质是种群基因频率的改变
C.只有在新物种形成时,才发生基因频率的改变
D.生物性状的改变一定引起生物的进化
B
5.调查某学校的200名学生发现,白化病患者1人,白化病基因携带者20人。那么这个群体中白化病基因的基因频率为(　　)
A.5% B.5.5% C.6% D.6.5%
B

展开更多......

收起↑