大约40亿年前,地球上出现了原始生命. 经过漫长的生物进化历程,由简单生物逐渐发展出复杂高等的生物.
生物为什么会不断进化? 生物是怎样进化的?
法国博物学家—拉马克 (于1809年,最早提出生物进化学说)用进废退 ②后天获得性遗传
1859年,英国xx科学家达尔文 在《物种起源》中提出了以自然选择学说为中心的生物进化论.
自然选择学说的主要内容
1、过度繁殖
任何一种生物都有很强的繁殖能力,能产生出许多后代
如:一对鲫鱼每一年可繁殖出3000条小鲫鱼.那么可繁殖出多少条呢?
2条3000条4.5X106条6.75X109条第1年第2年第3年
一对家蝇繁殖一年,每代如产1000个卵,每世代如为10d,如果后代均不死亡,这一对家蝇一年所产生的后代可以把整个地球覆盖2.45cm之厚.
过度繁殖的生物学意义:
①增大存活机会
②提供更多变异
自然选择学说的主要内容
2、生存斗争
原因:
对象:
结果:
环境条件有限(尤其是生存空间和食物)
其他生物(同种、不同种)+无机环境
少数生存下来,大部分被淘汰.
3、遗传变异
遗传能保持亲本性状,变异能造成亲子代间有差异
变异是不定向的
具有对生存有利的变异的个体容易在生存斗争中获胜而生存下来,出现不利用变异的个体则容易被淘汰.
4、适者生存
自然选择
适者生存,不适者被淘汰的过程,叫自然选择.
亲子(生存斗争)
不适应
亲
不适应
亲
不适应
适者生存
适者生存
适者生存
子(生存斗争)
子(生存斗争)
自然选择
有利变异不断积累
新物种的产生
经过长期的自然选择,微小的有利变异得到积累而成为显著有利变异,从面产生了适应特定环境的生物新类型
①生物变异是不定向的; 特定自然环境对各种变异的选择是定向的.
②环境随时对生物的各种变异在进行"监视"和"筛选" 自然直接选择的是各种能适应环境的有利性状,其实最终是对各种有利变异进行选择.
③生物变异在先;自然选择在后.
过度繁殖
遗传变异
适者生存
被选择的原材料
生存斗争
(内因)
(动力)
(结果)
自然选择(方向)
提供大量
提供多种
加剧
例:一只雌蛙一次能排卵4000~5000个,卵受精后只有少数能发育成为成体.不能用达尔文的观点解释的是: A、过度繁殖 B、生存斗争 C、适者生存 D、基因重组
对自然选择学说的评价
肯定之处:
不足之处:
①能科学解释生物进化的原因.(打破了 "神创论"、"物种不灭论" )
②能科学解释生物的多样性和适应性.
①不能解释遗传和变异的本质,以及在自然选择中怎样起作用.
②对进化的解释局限于个体水平. (个体出现的可遗传的有利变异时,相应基因必须在群体里扩散并取代原有基因,才能形成新的生物类型.)
例:达尔文发现常刮风的克格伦岛上的昆虫,少数翅特发达,大多数翅退化.他认为翅两极分化的原因是: A、用进废退的结果 B、获得性遗传的结果 C、定向变异的结果 D、自然选择的结果
例:日本鹰现存只有十几只,后来发现其原因是由于环境变化,卵壳又薄又脆,孵化难以成功而濒临灭绝.此现象可以用下列哪一观点解释: A、自然选择 B、生存斗争 C、适者生存 D、遗传和变异
例:用达尔文自然选择学说解释病菌抗药性增强的原因: A、因为xx素的剂量增大,病菌向抗药能力增强方向变异 B、xx素对病菌进行自然选择,生存下来的都是抗药性强的 C、病菌为了生存,被迫加强了抗药性方面的变异 D、xx素的定向选择,使病菌中的抗药性基因比例增大
例:自然选择是达尔文自然选择说学核心.那么按照达文进化论的观点,下列说法错误的是: A、选择的原因是过度繁殖和生存斗争 B、选择的对象是各种性状,实质是选择不同变异 C、只要存在定向选择,就会有定向变异产生 D、选择的结果是适者生存,不适者淘汰
例:1952年莱德伯格夫妇通过"影印培养法",研究大肠杆菌抗链霉素的突变与环境的关系,实验的过程如图所示.下列分析错误的是:
A、xx抗药性变异的来源属于基因突变B、如果3中没有xx长出,说明1中没有产生抗药性的基因突变C、实验结果说明大肠杆菌抗链霉素突变的产生与是否接触xx无关D、人工选择选择出的3、7、11xx,后代全是抗药的
例:下图为一块马铃薯甲虫成灾区使用两种杀虫剂的实验结果曲线图.下列分析错误的是:
害虫数量
A、曲线不会下降到0因为在使用杀虫剂之前就存在着抗药性的变异B、曲线回升是通过甲虫与杀虫剂之间的生存斗争实现C、杀虫剂的使用对甲虫起了不定向选择的作用D、消灭害虫{zh0}采用天敌防治法、寄生虫防治法等方法
例:下图表示出了达尔文自然选择学说的主要内容和观点.请据图回答:
(1)此图反映出了达尔文自然选择学说内容的四个要点,分别是 2)达尔文把适者生存、不适者淘汰的过程称做 .(3)从图中可以看出:达尔文的自然选择学说能正确解释_该理论不足的是 4)从图中知道,达尔文认为生物进化的单位是_
(5)右图中黑圆表示物种,箭头表示物种的变异(有标记的箭头代表被淘汰的个体)
①此图说明了一个什么样的观点?图解中为什么有的箭头被淘汰?
现代生物进化理论的形成 ①对于遗传变异在进化中的作用的研究,从性状水平深入到了分子水平——如研究不同生物体内某种蛋白质和核酸的结构,探讨不同生物间的亲缘关系.
例:物种甲的DNA单链分别和物种A、B、C、D的DNA单链进行杂交后形成的四个杂交DNA分子.与物种甲亲缘最近的是:
例:人与几种生物细胞色素C的氨基酸差异
44
38
35
25
23
13
12
10
1
0
差异
酵母菌
向日葵
小麦
苍蝇
鲨鱼
鸡龟牛xx
黑猩猩
生物
(1)细胞色素C的氨基酸人差异最小的{zd0}的分别是 .
(2)从分析中得出的结论是什么 .
D
②关于自然选择的作用,已经从生物个体为单位发展到以种群为基本单位.
逐渐形成了以自然选择学说为基础的现代生物进化理论,从而极大地丰富和发展了达尔文的自然选择学说.
现代生物进化理论的四个要点: 1、种群是生物进化的基本单位 2、突变和基因重组产生进化的原材料 3、自然选择决定生物进化的方向 4、隔离导致物种形成
种群是生物进化的基本单位
种群的概念:
种群概念的要点:
生活在同一地点的同种生物的一群个体.
①同种—-组成成员是同种生物.②全部—-包括不同年龄、不同性的个体.③同一地点
下列可构成一个种群的是: A、一个池塘的全部鱼 B、宣中校园中的全部植物 C、一片草原的全部雌、雄仓鼠 D、一片草地上的全部蒲公英 E、一片森林中的小松鼠、大松鼠、老松鼠 F、农田中的一只青蛙 G、一个蜂巢中的全部蜜蜂 H、一片果园中的全部"红富士"苹果和"国光"苹果 I、一片湿地中的全部鸟 J、一个池塘中全部鲤鱼和鲫鱼
√
*
*
√
√
*
√
√
*
*
种群概念的要点:
④种群中的个体并不是机械地信使在一起,而是彼此可以交配,并通过繁殖将各自的基因给后代. 种群是生物繁殖的基本单位.
基因库概念:
特点:
一个种群中全部个体所含的全部基因.
①每个种群都有自己的基因库
②种群中个体代代死亡,但基因库代代相传.(若该种群消失,该种群的基因库才消失)
③种群中每个个体的基因是种群基因库的一部分
④种群越大,基因库越大
⑤不同基因在基因库中所占比例不同
基因频率概念:
计算方法:
应用:
某种基因在某个种群中出现的比例.
①先抽样调查出各种基因型的个体数目
②基因频率={bfb}
某种基因的总数
该类基因的总数
例1:双眼皮(A)对单眼皮(a)是显性.在宣中高二年级随机抽取200人,测知基因型为AA、Aa、aa的人分别为100、80、20.A和a基因的基因频率分别是多少?
A的基因频率是:70%
a的基因频率是:30%
例2:某老师在高二学生中随机抽取了100人,对他们的ABO血型进行了统计,结果如下表:
38
4
12
10
6
人数
ii
IBi
IBIB
IAi
IAIA
血型
请计算基因IA、IB、i的频率分别是多少?
IA、IB、i的基因频率分别是:26%、29%、45%
例3:在某工厂中随机抽取100职工,发现:XBXB有45人,XBXb有4人,XbXb有1人;XBY有44人,XbY有6人.计算XB和Xb的基因频率各是多少?
XB和Xb的基因频率分别是:92%、8%
哈温定律
在一个有性生殖的自然群体,经若干代的的遗传,各基因的基因频率不变.
实质:
条件:
①种群大;②种群个体间随机交配;③没有突变发生;④没有新基因加入和外流⑤没有自然选择.
公式:
若A的基因频率为P,a的基因频率为q
则:p+q=1 AA=p2 Aa=2pq aa=q2
应用:
例:从一个大群体中随机抽取了50个个体,发现AA20个,Aa20个,aa10个.若这个大群体随机交配若干代后,发展成了108个个体.那么AA、Aa、aa各有多少个?
A的基因频率是:0.6a的基因频率是:0.4
AA=0.6*0.6*108=3.6*107
Aa=2*0.6*0.4*108=4.8*107
aa=0.4*0.4*108=1.6*107
例:一种蛾体表深色对浅色是显性.假若现有640只浅色和360只深色自由交配若干代后,共有10000只蛾.那么有(只杂合子.
深色:A_ 360只浅色:aa 640只
a基因频率:0.8A基因频率:0.2
Aa=2*0.8*0.2*10000=3200
例:在一个相对封闭的岛上,白化病患者的比例为1/100,该岛上一对表现型正常的夫妇结婚,生下白化病患者的概率是:A、1/121 B、1/4 C、81/2500 D、1/100
aa为1/100
a基因频率:0.1A基因频率:0.9
AA:0.9*0.9Aa:2*0.9*0.1aa: 0.1*0.1
表现型正常时可能的基因型及比例
AA:9/11Aa: 2/11
AA:9/11Aa: 2/11
夫妻子代患病率:
2/11*2/11*1/4=1/121
例:在一个较封闭的土著人群中,与人类ABO血型相关的三种基因IA、IB、i的基因频率分别是20%、50%、30%.若干年后,他们中血型为B型和O型的比例各为: A、25%、9%B、55%、9% C、30%、3%D、50%、30%
B型=IBIB + IBi = 0.5*0.5+2 *0.5 *0.3 = 55%
O型=ii = 0.3*0.3 = 9%
[07 广东]某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1%,色盲在男性中的发病率为7%.现有一对表现正常的夫妇,妻子为该常染色体遗传病致病基因和色盲致病基因携带者.那么他们所生小孩同时患上述两种遗传病的概率是: A.1/88 B.1/24 C.7/2200 D.1/48
A_XBY * AaXBXb
Aa为1% a基因频率为1/10,A为9/10
AA=
9
10
9
10
*
Aa=
9
10
1
10
*
2*
AA占正常的9/11;Aa占正常的2/11
哈-温定律是在理想情况下发生的. 但事实上种群中始终存在着基因突变、基因重组、自然选择、遗传漂变(带有特殊基因的个体偶然死亡或没有交配,导致此种基因从该种群消失)、迁移等原因,总会导致种群基因频率总是在不断变化的. 生物进化的实质就是种群基因频率发生变化的过程. (只要基因频率改变发生就存在着进化);
例:生物进化的过程实质上就是种群基因频率发生变化的过程.从一个种群中随机抽取了100个个体,发现AA为50个,Aa为40个,aa为10个.一百年后发现该种群中AA占60%,Aa占20%,aa占20%.那么在这一百年中,该种群: A.一定在进化 B.没进化 C.可能在进化 D.无法确定
突变和基因重组产生进化的原材料
生物在繁衍后代的过程中,会产生各种可遗传的变异,这上可遗传的变异为生物进化提供了原材料.
可遗传的变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异
可遗传的变异来源于基因突变和染色体变异统称为变异
生物自发突变的频率低,且一般对生物有害.但一个群体可产生大量突变供自然选择.
如:果蝇约有104对基因,假定每个基因的突变率都是10-5,对一个中等种群(约108个),每一代的基因突变数
2*104*10-5*108=2*107
每代突变基因数=个体基因数*每个基因突变率*种群个体数
突变的有害和有利并不是{jd1}的(是相对的),往往取决于生物生存的环境.
如:昆虫无翅在正常情况下很难生存—-不利;但在常刮海风的岛上——有利;
如:玉米的矮秆在常刮风的环境中不易倒—-有利;但在高秆群中光照不足,发育不良—-不利;
DNA
病毒、xx等
射线、激光等
异常的代谢物质
亚硝酸、碱基类似物等
碱基对的增添、缺失、改变
(间期)
碱基的数量、排列顺序改变
基因结构改变
A
a
体细胞
有丝分裂
减数分裂
生殖细胞
突变产生等位基因
更多基因型
有性生殖
基因重组
变异是不定向的;突变和基因重组只是产生生物进化的原材料;突变和基因重组不能决定生物进化的方向.
[08山东]下列与生物进化相关的描述.王确的是: A.进化总是由突变引起的 B.进化时基因频率总是变化的 C.变异个体总是适应环境的 D.进化改变的是个体而不是群体[08江苏]某植物种群中,AA个体点16%,aa个体占36%,该种群随机交配产生的后代中AA个体百分比、A基因频率和自交产 生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为:A.增大,不变;不变,不变 B.不变,增大;增大,不变C.不变,不变;增大,不变 D.不变,不变;不变,增大[08广东]普通栽培稻是由普通野生稻进化而来的,以下叙述正确的是:(多选) A.普通野生稻在进化过程中丧失了部分遗传多样性 B.普通野生稻的遗传变异决定了普通栽培稻的进化方向 C.落粒性突变的普通野生稻有利,对普通栽培稻的