高中生物浙科版必修二第五章第二节进化性变化是怎样发生的

第二节 进化性变化是怎样发生的,特创论观点,生物物种由上帝分别创造,一经创造出来不会再发生改变,不同物种之间没有亲缘关系,1、地球上所有的生物都不是神造的，而是更古老的生物进化来的； 2、生物是由低等到高等逐渐进化的； 3、生物各种适应特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传。,拉马克的进化学说,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）。,达尔文的进化学说,达尔文的“自然选择”学说,主要内容：过度繁殖、生存斗争、遗传和变异、适者生存。 贡献：较好地解释了生物的多样性，相对系统地解释了生物进化的原因。 局限性：未能对遗传和变异的本质做出科学的解释，对于生物进化的解释，局限在生物个体水平。,现代生物进化理论的由来,随着遗传学的“基因遗传”理论的诞生，获得性遗传被大多数学者所摒弃。物种形成的渐变过程无法解释“物种大爆发”现象，基因传递以种群为单位而不是以个体为单位等，使达尔文“自然选择”学说从诞生起就不断地被质疑、修正。,现代生物进化理论（现代达尔文主义）,主要观点： 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、新物种的形成。,1.怎样的一群个体可以称为种群呢？,实际上，在自然界中，物种是以一个个种群存在的，种群是物种繁殖、进化的基本单位。,2.一个生物的“种”或“物种”与种群又有什么关系呢？,生活在同一时间、同一区域的同种生物的全部个体叫做种群。,一、种群是生物进化的单位,1.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虫、有翅、无翅的成蚜虫 C 一块朽木上的全部真菌 D. 一个池塘中全部鱼 2.下列关于种群的说法不正确的是 （ ） 同一种群的个体可以自由交配 种群是生物繁殖的基本单位 C.中国大陆上所有老虎是一个种群 D. 种群是生物进化的基本单位 3.生物进化的基本单位 （ ） A. 个体 B. 基因 C. 种群 D. 物种,B,C,C,二、突变和重组产生进化的原材料,基因突变,多种多样的基因型,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？,基因突变可产生新基因(等位基因)，基因突变是可遗传变异的根本来源。是基因频率改变的基础。,例如：果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是105，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 × 105,个体,× 108,种群,=2 ×107,一个生物种群的全部等位基因的总和,基因库,基因频率,基因型频率,种群基因频率的平衡和变化,例1：从某个种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa、aa的个体分别是30、60和10个，那么A和a的基因频率各是多少？,解：100个个体的总基因数为100×2200个,其中A基因为30×260=120个,a基因为60+10×2=80个,那么，A基因的基因频率为：,120,200,=,60%,a 基因的基因频率为：,80,200,=40%,A=,30×2+60,_,200,=,60%,a=,10×2+6 0,_,200,=,40%,30%+60 % /2,10+60/2,=,=,_,_,100,30+60 /2,=,100,=,10%+60 % /2,基因频率=纯合体基因型频率+杂合 子基因型频率的一半,A+a=1 AA+Aa+aa=1,AA 30% Aa 60% aa 10%,例2：某工厂有男女职工各200名，经调查，女性色盲基因的携带者15人，患者5人，男性患者11人，那么这个群体中色盲基因的频率为多大？,Xb =,15+5×2 +11 200×2+200,=6%,用数学方法讨论基因频率的改变 假设群体满足以下五个条件： 群体数量足够大， 全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代， 没有迁入与迁出， AA、Aa、aa三种基因型昆虫的生存能力完全相同（也就是说自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用）， 也没有基因突变和染色体变异。,遗传平衡状态,遗传平衡定律（哈-温定律）,假设一个平衡群体中的 1、一对等位基因A、a， 2、基因A的频率为p ，基因a的频率为q ， 3、（p+q=1）。随机交配， 4、可知： （1）AA=p2 Aa=2pq aa=q2 （2）p2+ 2 pq+ q2=1,例3：在昆虫中，长翅（A）对残翅（a）是显性，若该种群中A=0.6，a=0.4，在有性生殖过程中，如果符合遗传平衡，该种群中出现AA、Aa、aa概率是多少？,在有性生殖过程中，如果符合遗传平衡，产生的雌雄配子：,A 60%,A 60%,a 40%,a 40%,36%,24%,16%,AA,Aa,Aa,24%,aa,卵子,精子,p+q = 1,(p+q )2,=p2+2pq+q2,= 1,遗传平衡定律,AA= p2 Aa= 2pq aa=q2,例：已知白化病据调查该病的发病率大约为1/10000，请问人群中该病致病基因的频率以及携带此隐性基因的杂合子的基因型频率？,aa=1/10000，则a基因的基因频率为1/100 A+a=1，则A基因的基因频率为99/100 AA基因型的频率为99x99/10000 Aa基因型的频率为2x99x1/10000 aa基因型的频率为1x1/10000,突变 基因迁移 遗传漂变 非随机交配 自然选择,影响遗传平衡的因素：,遗传平衡状态：,群体数量足够大， 全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代， 没有迁入与迁出， AA、Aa、aa三种基因型昆虫的生存能力完全相同（也就是说自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用）， 也没有基因突变和染色体变异。,三、自然选择决定生物进化的方向,人工选择：,人们根据自己需要,培育出新品种,挑选合乎人类要求的变异个体，淘汰其他,数代选择，所需变异被保存,家养生物普遍存在变异,达尔文,乘“贝格尔”号环球考察 在加拉帕戈斯群岛上的发现,实例：在经常刮大风的海岛上，无翅或翅异常发达的昆虫特别多,为什么会有这一种现象？和自然环境有联系吗？,在经常刮海风的克格伦岛上，昆虫一般呈现两种类型：能飞的 翅异常发达，不能飞的翅退化。这些昆虫都不易被暴风刮到海 里去，因而能够生存下来并繁殖后代。试据此分析： （1）此岛上昆虫的祖先存在着个体 ，说明 一般是 不定向的。 （2）这个现象说明了定向的 决定着生物进化的方向。 （3）凡是存活下来的昆虫都是适应环境的，这是 的结果， 而且是通过 来实现的。,答案： 差异 ；变异 自然选择 自然选择；生存斗争,原始地雀,加拉帕戈斯群岛13种地雀,自然选择：,影响存活与繁殖,适者生存，不适者淘汰,进化，新物种产生,所需变异被保存,生物普遍存在变异,生存斗争,数代选择,列表比较自然选择和人工区别？,有利生存和繁殖的变异,人们需要的性状,数代选择，所需变异被保存积累,产生新物种,产生新品种,自然选择使种群的基因频率定向改变，决定生物进化的方向，是一种适应性的进化。,桦尺蠖选择,浅色深色,栖息环境浅色,栖息环境深色,s基因频率95%,S基因频率95%,自然选择导致适应,浅色深色,青霉素起初杀死绝大多数细菌,存活下来的细菌进行繁殖并将其抗性基因传给后代，最后青霉素对它们几乎不再起作用,选择保留有利变异、淘汰不利变异，且使有利变异积累,自然选择导致适应,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,自然选择,表现型,基因型,基因频率,思考：自然选择是如何改变基因频率的呢？,例题：植物中常见的白化苗，是由基因突变引起的，白化苗由于缺乏叶绿素，不能成活。假定有一株小麦苗表现正常但携带有白化基因，该株小麦自花授粉共结出第一代种子100粒，全部种植后自花授粉获得第二代种子。请分析回答下列问题：,第一代种子发育的幼苗中，白化苗的株数约为_, 白化基因频率_。 第二代种子发育的幼苗中，白化苗的比例为_， 白化基因频率为_。,25,0.5,1/6,1/3,在世代传递中发生一次选择，就会使白化基因频率由1/2下降为1/3，如果一直选择下去，白化基因频率还会继续下降。,进化的实质是种群基因频率的改变。,1异地的物种形成：环境隔离因素（如地理障碍），渐进的物种形成方式 同地的物种形成：新物种在亲本物种所在地区产生的（如秋水仙素形成多倍体），且在一次有性生殖过程中形成。 2物种区分的主要依据是： 有无生殖隔离 3物种形成的原因： 变异（突变和基因重组）、自然选择、隔离综合作用的结果,四、异地的和同地的物种形成,异地物种的形成,种群,小种群,新物种,发生改变基因频率,经长期的地理隔离而达到生殖隔离,同地物种的形成（多倍体育种）,小结： 进化的基本单位是种群。 进化的实质是种群基因频率的改变。 物种形成的基本环节是： 突变和基因重组提供进化的原材料； 自然选择基因频率定向改变， 决定进化的方向， 导致适应。 （生殖）隔离物种形成的必要条件。,1.某一个种群中某种可遗传的变异性状出现的频率增加，这很可能是：( ） A.那个性状对环境有很大的适应性 B.该种群的全体成员都是那个性状的纯合子 C.那个变异性状是由环境引起的 D.控制那个性状的基因是隐性的,A,2.下列关于基因库的叙述错误的是：( ） A.基因突变可以改变基因库的组成 B.生物个体总要死亡，但基因库却因个体繁殖代代相传 C.基因库是指一个种群所含的全部基因 D.种群中的每个个体含有基因库的全部基因,D,A a点种群中存在很多种变异类型，这是变异不定向的原因 B a b的变化是无机环境对生物的自然选择 C b c是抗药性逐代积累的结果 D 农药对害虫的抗药性变异进行定向选择，使害虫产生定向抗药性变异,3.如图表示长期使用同一种农药后，害虫种群密度的变化情况，下列有关叙述中不正确的是 ( ),D,4、下图为加拉帕戈斯群岛上进化的模型，A、B、C、D为四个物种及其演化关系，请回答：,1、A物种进化为B、C两个物种的外部因素是?,2、甲岛上的B物种迁移到乙岛后，不与C物种进化为同一物种的原因是?,3、迁移到乙岛的B物种进化为D物种的原因是?,自然选择、,地理隔离。,B与C之间已经形成生殖隔离。,甲乙两岛上的环境条件不同，自然选择作用也不同，再加上地理隔离使它们基因频率的差别得到积累形成了生殖隔离。,A,甲岛,乙岛,