生物的進化大約在38億年前 地球上出現(xiàn)了生命 隨即開始了生物進化的歷史 今天生存的物種 包括人類在內(nèi) 只是進化大樹上的枝尖 它們是遠古時代地球上的祖先種群逐漸演變而來的 不論物種之間的差距有多大 進化總是能把它們聯(lián)系起來 低等 高等 水生 陸生 簡單 復雜 第21講生物的進化第一節(jié) 生物的多樣性 統(tǒng)一性和進化 生物界 動物界植物界真菌界原生生物界原核生物界 一 生物的多樣性 物種是生物分類的基本單位 如何區(qū)分一些生物之間是不是同一物種呢 物種是指具有一定的形態(tài)結構和生理功能 而且在自然狀態(tài)下能夠相互交配和繁殖 并能夠產(chǎn)生出可育后代的一群生物個體 即物種之間存在生殖隔離 討論 由二倍體西瓜培育而來的三倍體 四倍體西瓜 騾 1 解剖學方面 二 生物的統(tǒng)一性 腰椎髖骨骶骨尾骨坐骨股骨 大猩猩 人 蝙蝠的翼手 這些生物身上的器官 外形和功能各不相同 但是在骨骼結構方面卻驚人的相同 人的手臂 海豚的鰭肢 鳥的翅膀 上述器官結構不同的是 昆蟲的翅膀 同源器官 這些生物在早期胚胎發(fā)育階段 外形和結構上都十分相似 2 細胞層次都有相似的基本結構 細胞膜 細胞質 細胞核 細胞生物遺傳物質都是 基因表達過程中共用一套 主要的直接能源都是 組成DNA RNA 蛋白質的單體及連接方式是相同的組成的元素種類等 3 分子層次 DNA 遺傳密碼 ATP 大致相同 三 進化論對生物多樣性和統(tǒng)一性的解釋P92 達爾文在1859年出版 物種起源 提出自然選擇學說 很好地揭示了生物的多樣性和統(tǒng)一性 貝格爾號海軍巡洋艦 進化論對多樣性的解釋 一 生物具多樣性的原因 進化論對統(tǒng)一性的解釋 二 生物具統(tǒng)一性的原因 第二節(jié)進化性變化是怎樣發(fā)生的 問題 生物進化的實質是什么 什么是種群 它與物種有什么區(qū)別 物種是生物分類的基本單位 物種內(nèi)部個體間可以進行交配并產(chǎn)生有生育能力的后代 而不同物種之間卻存在著生殖隔離 種群是指生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體 種群內(nèi)個體間自由交配 是生物繁殖和進化的基本單位 生殖隔離是指不同物種的個體之間不能互相交配或交配后不能產(chǎn)生可育后代 什么是基因頻率 某種基因占這個基因可能出現(xiàn)的所有等位基因總數(shù)的比例 叫做基因頻率 例2 男女職工各200人 女性色盲基因攜帶者15人 患者5人 男性患者11人 色盲基因的頻率是多少 一個生物種群的全部等位基因的總和 某種基因型個體占種群總個體數(shù)的比例 基因型頻率 基因庫 6 哪些原因可以導致種群基因頻率改變 進化 呢 內(nèi)因 外因 突變 基因重組 不定向 定向 適應 種群的變異性 自然選擇 1 異地物種形成 多倍體形成 2 同地物種形成 新物種形成有哪兩種方式呢 先經(jīng)過地理隔離 再實現(xiàn)生殖隔離 最終形成新物種 是一種漸進的物種形成方式 種群極大 沒有突變 沒有基因遷移和遺傳漂變 隨機交配 沒有自然選擇 理想種群 滿足以上條件的理想種群 種群的基因頻率和基因型頻率可以一代代穩(wěn)定不變 并且基因型頻率由基因頻率來決定 遺傳平衡定律 p q 2 p2 2pq q2 1 在什么情況下 種群基因頻率可以保持平衡 自然選擇學說觀點 1 變異為生物進化提供了原始的選擇材料 2 遺傳使有利變異在后代里得到積累和加強 1 種群是生物進化的基本單位 2 種群是繁殖的基本單位 3 生物進化的實質是種群基因頻率發(fā)生改變的過程 4 突變和重組產(chǎn)生進化的原材料 5 隔離是新物種形成的必要條件 6 自然選擇導致種群的基因頻率發(fā)生定向的改變 7 物種形成過程的三個基本環(huán)節(jié)是 突變和基因重組 自然選擇及隔離 現(xiàn)代生物進化理論觀點 自然選擇學說認為生物的進化過程 原物種產(chǎn)生變異 微小的有利變異 相對環(huán)境而言 有利變異積累 產(chǎn)生顯著變異 新物種 自然選擇 世世代代選擇遺傳 達爾文認為進化性變化得以發(fā)生的前提條件是可遺傳的變異 不定向 關于進化過程請選出兩個關鍵詞 假如沒有 則長頸鹿的頸是不會變長的 沒有變異 沒有環(huán)境選擇 關鍵詞一 變異 自然選擇學說認為 可遺傳變異的方向是 是生物本身存在的 現(xiàn)代生物進化理論補充 基因重組 生物的變異 可遺傳的變異 基因突變 染色體畸變 生物體內(nèi)遺傳物質沒有改變 細胞內(nèi)遺傳物質的改變 不遺傳的變異 環(huán)境條件引起的 不定向的 種群 指生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體 種群內(nèi)個體間自由交配 是生物繁殖的基本單位 也是進化的基本單位 種群的變異性 一塊稻田里的水稻一片森林里的蛇一個池塘里的魚一個市的全部人口 下述各例可以說是 一個種群 嗎 關鍵詞二 自然選擇 上述圖片說明哪些信息 1 自然可以是無機環(huán)境也可以是有機環(huán)境2 變異是否有利相對與環(huán)境而言 鹿群中雄鹿的鹿角很發(fā)達 是作為爭奪配偶的武器 按達爾文的觀點 鹿角發(fā)達的原因是 鹿角不發(fā)達的個體被淘汰 鹿角發(fā)達的個體被保留 狼捕食鹿 為什么狼和鹿奔跑能力越來越強 請用自然選擇學說解釋 狼和鹿相互選擇的結果 人工選擇 奧爾平頓雞 本丹斗雞 裸頸雞 來亨雞 自然選擇和人工選擇的區(qū)別 下列人工選擇和自然選擇的區(qū)別錯誤的是 A 人工選擇的選擇因素是人 自然選擇的選擇因素是自然界中的環(huán)境因素B 人工選擇促進了生物的變異 自然選擇促進了生物的進化C 人工選擇的結果是滿足了人類的各種需求 自然選擇的結果是積累對生物自身有利的各種性狀 但這種性狀不一定對人類有益D 人工選擇的速度較快 而通過自然選擇形成一個新物種 則需要漫長的歲月 自然選擇的結果是 因此自然選擇的方向是 自然選擇是進化的 適應 定向的 自然選擇學說認為 現(xiàn)代生物進化理論補充 生物進化的實質是基因頻率的改變 動力 0 1單位的青霉素0 1單位的青霉素0 1單位的青霉素 自然選擇能保留基因庫中控制有利變異的基因 淘汰不利變異的基因 而且能使基因庫中有利變異的基因頻率不斷提高 抗青霉素葡萄球菌的產(chǎn)生 0 1單位的青霉素0 2單位的青霉素0 3單位的青霉素 抗青霉素葡萄球菌的產(chǎn)生 自然選擇導致基因頻率的改變 最終表現(xiàn)為物種對環(huán)境的適應 一個生物種群 全部等位基因的總和 叫做這個種群的基因庫 基因庫 某金魚種群中 灰色 A 對紅色 a 完全顯性 灰色600條 雜合400條 紅色400條 求A和a的基因頻率 某種基因占這個基因可能出現(xiàn)的所有等位基因總數(shù)的比例 叫做基因頻率 基因頻率的計算 男女職工各200人 女性色盲基因攜帶者15人 患者5人 男性患者11人 色盲基因的頻率 基因型頻率 某種基因型個體占種群總個體數(shù)的比例 叫做基因型頻率 某種群有100個體 基因型AA Aa aa的個體數(shù)分別為50 20 30 它們的基因型頻率分別為 基因A的頻率 p 為 基因a的頻率 q 為 50 20 30 50 1 2 20 60 30 1 2 20 40 一個種群中A基因頻率是0 9 a基因頻率是0 1 哪些情況可能會使該種群中a基因頻率變小呢 許多因素能夠打破平衡使種群基因頻率發(fā)生變動 1 突變2 基因遷移3 遺傳漂變4 非隨機交配5 自然選擇 種群極大 沒有突變 沒有基因遷移和遺傳漂變 隨機交配 沒有自然選擇 如果有一個理想種群 滿足以上條件的理想種群 種群的基因頻率和基因型頻率可以一代代穩(wěn)定不變 并且基因型頻率由基因頻率來決定 遺傳平衡定律 哈代 溫伯格定律 種群基因頻率的平衡 隨機交配 例4 某植物種群 AA基因型占30 aa基因型占20 則該植物的A基因頻率是 a基因頻率是 1 若該植物在原地自交1次 后代中AA基因型占 aa基因型占 這時基因A頻率是 a基因頻率是 2 若將該植物引入鹽堿地自交1次 結果隱性純合子的種子不能在此地萌發(fā) 則后代中AA個體占 基因A頻率是 a的基因頻率是 55 45 42 5 32 5 55 45 17 27 22 27 5 27 長期的地理隔離 生殖隔離 達到 新物種 五 物種的形成 1 異地物種形成過程 地理隔離自然選擇方向不同不同種群的遺傳組成朝著不同的方向發(fā)展種群基因庫的差異達到一定程度達到生殖隔離 種群基因庫差異是產(chǎn)生生殖隔離的根本原因 為什么長期地理隔離可能會達到生殖隔離呢 產(chǎn)生生殖隔離的根本原因是什么 因環(huán)境隔離因素 如地理障礙等 而分隔成兩個種群 種群間不能發(fā)生基因交流 自然選擇保留和淘汰的基因型不同 兩個種群的遺傳差異隨時間積累 最后達到生殖隔離 異地的物種形成 2 同地的物種形成過程 二倍體 四倍體 新物種 染色體數(shù)目加倍 二倍體 秋水仙素 四倍體 母本 自然界中 減數(shù)分裂失敗 產(chǎn)生二倍體配子 二倍體 秋水仙素 授粉 三倍體無籽西瓜的培育 花粉刺激 聯(lián)會紊亂 3 現(xiàn)代生物進化理論的主要觀點 1 是生物進化的基本單位 2 是繁殖的基本單位 3 產(chǎn)生進化的原材料 4 突變有害還是有利取決于 6 決定生物進化的方向 5 生物的變異是不定向的 而自然選擇導致種群的發(fā)生定向的改變 從而導致生物朝一定方向進化 種群 種群 突變和基因重組等 生物的生存環(huán)境 基因頻率 自然選擇 7 選擇是進化的動力 8 自然選擇導致適應 9 生物進化的實質是種群的過程 基因頻率發(fā)生改變 用現(xiàn)代生物進化理論的觀點解釋害蟲抗藥性不斷增強的原因由于突變和基因重組 害蟲中原來就存在抗藥性強的個體和抗藥性弱的個體 在農(nóng)藥的自然選擇作用下 抗藥性強的個體生存下來 抗藥性弱的被淘汰 使抗藥性的基因頻率不斷增大 從而害蟲的抗藥性不斷增強 1 05 根據(jù)現(xiàn)代生物進化理論 判斷下列說法正確的是A 生物進化的方向 決定于生物變異的方向B 生物進化的過程 實質是基因頻率變化的過程C 研究物種間的差異 關鍵是研究它們能否交配產(chǎn)生后代D 研究物種的遷徙規(guī)律 關鍵是研究一對雌雄個體的遷徙行為 13 06廣東卷 紫莖澤蘭是外來入侵種 如果讓其自然生長繁殖若干年后 與原產(chǎn)地紫莖澤蘭相比A 基因庫變化相互影響B(tài) 性狀始終保持一致C 很快產(chǎn)生生殖隔離D 進化方向發(fā)生變化 04江蘇卷 多選 種群是指生活在同一地點的同種生物的一群個體 種群中的個體通過繁殖將各自的基因傳遞給后代 下列敘述正確的有A 自然選擇使種群基因頻率發(fā)生定向改變B 種群基因頻率的改變導致生物進化C 種群通過個體的進化而進化D 種群通過地理隔離可能達到生殖隔離 1 一個較大的野牛種群中隨機抽出一定數(shù)量的個體 其中基因型為AA的個體占25 Aa的個體占70 現(xiàn)有一對雌雄個體交配生出一只雜合體的可能性有A 15 B 24 C 48 D 70 2 在一個隨機交配的中等大小的種群中 經(jīng)調查發(fā)現(xiàn)控制某性狀的基因型只有兩種 AA基因型的頻率為40 Aa基因型的頻率為60 aa基因型 致死型 的頻率為0 那么隨機交配繁殖一代后 AA基因型的個體占A 49 91B 49 100C 11 20D 11 17 3 在某人群中 每10000人中就有一人患白化病 這是一種常染色體病 一對健康的夫婦有一個患有此病的孩子 以后該婦女又與一健康男子再婚 問這對再婚夫婦生一個孩子 孩子患病的概率是A 1 2B 1 5C 1 202D 1 625 2010山東卷 下