必修2第五章第二节进化性变化是怎样发生的

1、是生物分类的基本单位是生物分类的基本单位物种是指分布在一定的自然区域，具有一定的物种是指分布在一定的自然区域，具有一定的形态结构和生理功能，而且在自然状态下能够形态结构和生理功能，而且在自然状态下能够相互交配和繁殖，并能够产生出可育后代的一相互交配和繁殖，并能够产生出可育后代的一群生物个体。群生物个体。 同种个体之间能同种个体之间能互相交配互相交配并产生并产生有生育能力的后代有生育能力的后代不同种个体之间不同种个体之间不能相互交配不能相互交配，或交配后，或交配后不能不能产产生有生育能力的后代，即存在生殖隔离。生有生育能力的后代，即存在生殖隔离。判断生物个体间是否同一物种的标准：判断生物个体间是

2、否同一物种的标准：特征：特征：是否存在生殖隔离是否存在生殖隔离物种物种 根据进化论，随着时间的推移，由于自然选择的根据进化论，随着时间的推移，由于自然选择的作用，一个物种可以演变为另外一个物种。同一作用，一个物种可以演变为另外一个物种。同一物种的不同种群由于生活环境不同，自然选择的物种的不同种群由于生活环境不同，自然选择的方向不同，可以进化为多个物种，这就是方向不同，可以进化为多个物种，这就是生物界生物界具有多样性具有多样性的原因。的原因。 根据进化论，现存不同的物种，可以由一个物种根据进化论，现存不同的物种，可以由一个物种进化而来，由于遗传力量使它们在某种结构和功进化而来，由于遗传力量使它们

3、在某种结构和功能上保持统一模式。这就是生物界在能上保持统一模式。这就是生物界在不同层次上不同层次上存在高度统一性存在高度统一性的原因。的原因。达尔文达尔文 乘乘“贝格尔贝格尔”号环球考察号环球考察在加拉帕戈斯群岛上的发现在加拉帕戈斯群岛上的发现 P95 1、进化的前提条件？、进化的前提条件？回答下列问题回答下列问题个体间存在可遗传的变异（差异）个体间存在可遗传的变异（差异）2、个体间的、个体间的轻微轻微差异如何变成差异如何变成显著显著差异？差异？人们根据自己需要人们根据自己需要培育出新品种培育出新品种挑选合乎要求的变异个体，淘汰其他挑选合乎要求的变异个体，淘汰其他数代选择数代选择 所需变异被保

4、存所需变异被保存家养生物普遍存在变异家养生物普遍存在变异轻微差异轻微差异显著差异显著差异人工选择人工选择影响存活与繁殖影响存活与繁殖适者生存，不适者淘汰适者生存，不适者淘汰进化，新物种产生进化，新物种产生所需变异被保存所需变异被保存生物普遍存在变异生物普遍存在变异生存斗争生存斗争数代选择数代选择轻微差异轻微差异显著差异显著差异自然选择自然选择达尔文认为自然选择是进化的一个重要动力和机制达尔文认为自然选择是进化的一个重要动力和机制绿色栖息地绿色栖息地黄色栖息地黄色栖息地最先淘汰最先淘汰幸存最多者幸存最多者该幸存者该幸存者与栖息地关系与栖息地关系黄色黄色绿色绿色绿色绿色黄色黄色颜色相同颜色相同颜色

5、相同颜色相同自然选择学说图解自然选择学说图解原始原始昆虫昆虫有翅有翅力大力大有翅有翅力小力小无翅无翅大风大浪大风大浪有翅有翅力大力大生存生存生存生存淘汰淘汰无翅无翅过度过度繁殖繁殖遗传遗传变异变异生存生存斗争斗争适者适者生存生存 各种各样的抗生素对治疗细菌感染造成的疾病各种各样的抗生素对治疗细菌感染造成的疾病发挥着重要作用。一种抗生素使用一段时间后，杀发挥着重要作用。一种抗生素使用一段时间后，杀菌效果就会下降，原因是细菌产生了抗药性。试用菌效果就会下降，原因是细菌产生了抗药性。试用达尔文的达尔文的自然选择学说解释细菌产生抗药性的原因自然选择学说解释细菌产生抗药性的原因，并分析这一解释有什么不够

6、完善之处。并分析这一解释有什么不够完善之处。答：细菌在繁殖过程中会产生各种答：细菌在繁殖过程中会产生各种可遗传的变异可遗传的变异，其中就有，其中就有抗抗药性强的变异药性强的变异。在未使用抗生素时，抗药性强的变异不是有利。在未使用抗生素时，抗药性强的变异不是有利变异，这样的个体在生存斗争中不占优势。使用抗生素以后，变异，这样的个体在生存斗争中不占优势。使用抗生素以后，抗药性弱的个体大量死亡，抗药性强的个体抗药性弱的个体大量死亡，抗药性强的个体有机会产生更多的有机会产生更多的后代后代，抗生素对细菌的抗药性变异起了，抗生素对细菌的抗药性变异起了定向选择作用定向选择作用，抗药性，抗药性变异经过变异经过

7、遗传逐代积累遗传逐代积累，最后就形成了具有抗药性的新品种，最后就形成了具有抗药性的新品种，抗生素的杀菌效果就会下降。抗生素的杀菌效果就会下降。不够完善：不够完善：解释未能深入到基因水平，没有说明基因突变在解释未能深入到基因水平，没有说明基因突变在进化中的作用。进化中的作用。种群的变异性种群的变异性、种群的概念：、种群的概念：同一地点、同种生物、一群个体。同一地点、同种生物、一群个体。 个体间彼此交配，通过繁殖将自己的基因个体间彼此交配，通过繁殖将自己的基因传递给后代，传递给后代，是生物是生物繁殖繁殖的基本单位。的基本单位。时空条件时空条件组成和数量组成和数量生殖和遗传组成生殖和遗传组成一个自然

8、保护一个自然保护区区一片草地一片草地全部猕猴全部猕猴所有蒲公英所有蒲公英相互交配，交流基因相互交配，交流基因相互交配，交流基因相互交配，交流基因一定的自然区一定的自然区域内域内同种生物个体的总同种生物个体的总和和种群种群基因库基因库群体共有全部基因群体共有全部基因可遗传的变异可遗传的变异自然选择的前提条件自然选择的前提条件生物进化的前提条件生物进化的前提条件导致导致种群变异种群变异产生新的基因产生新的基因新的基因型新的基因型性状多样性状多样3n（n代表等位基代表等位基因的对数因的对数）YYRRyyrrYyRrYyrR 基因座位基因座位 一对相对性状：一对相对性状：两对相对性状：两对相对性状：那

9、么那么n 对相对性状？对相对性状？有有3种基因型，种基因型，2种表现型种表现型有有9种基因型，种基因型，4种表现型种表现型3n2n一个生物种群的全部等位基因的总和一个生物种群的全部等位基因的总和 基因库基因库基因频率基因频率 =某种基因的数目某种基因的数目控制同种性状的等位基因的总数控制同种性状的等位基因的总数 100%基因型频率基因型频率 特定基因型的个数特定基因型的个数 总的个数总的个数 100%=An.A3A2A1A1=100%种群基因频率的平衡和变化种群基因频率的平衡和变化某一个等位基因的数目在某个种群中这个某一个等位基因的数目在某个种群中这个基因的所有等位基因总数中所占的比例。基因的

10、所有等位基因总数中所占的比例。 豚鼠黑色对白色为显性，由一对等位基因（豚鼠黑色对白色为显性，由一对等位基因（B、b）控制，基因控制，基因B的频率为的频率为p，基因，基因b的频率为的频率为r，现有现有100只豚鼠，只豚鼠，BB、Bb、bb的个体数分别为的个体数分别为81，18，1， 求：求：1、基因、基因B、b的频率的频率 2、基因型、基因型Bb的频率的频率p81218 10090 1002 r19010P（Bb） 18 100 1001、2、两者联系：两者联系： 种群中一对等位基因的频率之和等于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，基因型频率之和也等于1。等位基因中一个基因

11、的频率等位基因中一个基因的频率=该基因纯合子的基因型频率该基因纯合子的基因型频率+ 1/2杂合子杂合子的基因型频率的基因型频率例：从某种生物种群中随机抽取一定数量的例：从某种生物种群中随机抽取一定数量的个体，其中基因型为个体，其中基因型为AA个体占个体占24%，基因，基因型为型为Aa个体占个体占72%，基因型为，基因型为aa个体占个体占4%，则基因则基因A和和a的频率分别是（的频率分别是（ ）A.24% 72% B.36% 64% C.57% 43% D.60% 40% 小结小结1、通过基因型计算基因频率、通过基因型计算基因频率2、通过基因型频率计算基因频率、通过基因型频率计算基因频率基因频率

12、计算方法：基因频率计算方法：3、根据遗传平衡定律计算基因频率、根据遗传平衡定律计算基因频率 遗传平衡定律遗传平衡定律 HardyHardy和和WeinbergWeinberg于于19081908年分别应用数学方法年分别应用数学方法探讨群体中基因频率变化所得出一致结论，即探讨群体中基因频率变化所得出一致结论，即遗传平衡定律遗传平衡定律( (又称又称Hardy-WeinbergHardy-Weinberg定律定律) )。 在一定在一定条件条件下，群体的基因频率和基因型下，群体的基因频率和基因型频率在一代一代繁殖传代中保持不变。频率在一代一代繁殖传代中保持不变。 条件条件：（：（1 1）在一个很大的

13、群体；（）在一个很大的群体；（2 2）随机婚）随机婚配而非选择性婚配；（配而非选择性婚配；（3 3）没有自然选择；（）没有自然选择；（4 4） 没有突变发生；（没有突变发生；（5 5）没有大规模迁移。）没有大规模迁移。 假设在一个理想的群体中，某个基因座上的假设在一个理想的群体中，某个基因座上的两个等位基因两个等位基因 A A和和a a， 基因频率基因频率A = pA = p 基因频率基因频率a = qa = q p + q = 1 p + q = 1 按数学原理（按数学原理（p+qp+q）2 2 =1=1。 二项式展开二项式展开 p p2 2 + 2pq + q+ 2pq + q2 2 =1

14、 =1 亲代配子随机结合产生合子，如下表： 精精 子子 A（p） a（q） 卵卵 A（p） AA（p2） Aa（pq） 子子 a（q） Aa（pq） aa（q2） 由表可见子代基因型组成：由表可见子代基因型组成：p p2 2+2pq+q+2pq+q2 2=1=1 这里基因型这里基因型AAAA的频率为的频率为p p2 2，基因型，基因型aaaa的频率为的频率为 q q2 2，基因型基因型AaAa的频率为的频率为2pq2pq。 AAAA：AaAa：aa= paa= p2 2：2pq2pq：q q2 2 子一代向下一代提供的配子中两种基因子一代向下一代提供的配子中两种基因频率分别是频率分别是： A=

15、p2+1/2（2pq）=p2+pq=p（p+q）=p a=q2+ 1/2（2pq）=q2+pq=q（p+q）=q 由此可见，子代基因由此可见，子代基因A A的频率仍然是的频率仍然是p p，基因基因a a的频率仍然是的频率仍然是q q，而且将以这种频率在，而且将以这种频率在所有世代传递下去，这就是遗传平衡。所有世代传递下去，这就是遗传平衡。打破遗传平衡的因素打破遗传平衡的因素种群基因频率的平衡和变化种群基因频率的平衡和变化第一、基因突变第一、基因突变第二、基因迁移第二、基因迁移第三、遗传漂变第三、遗传漂变第四、非随机交配第四、非随机交配第五、自然选择第五、自然选择由于突变和基因重组，桦由于突变和

16、基因重组，桦尺蠖形成了不同的体色。尺蠖形成了不同的体色。工业化前工业化前工业化后工业化后自然选择导致适应（决定进化方向）自然选择导致适应（决定进化方向） 自然选择自然选择使种群的基因频率定向使种群的基因频率定向改变改变并决定生物进化的方向并决定生物进化的方向桦尺蠖桦尺蠖深色深色浅色浅色栖息环境浅色栖息环境浅色（个体多）（个体多）（个体少）（个体少）栖息环境深色栖息环境深色s基因频率降低基因频率降低S基因频率升高基因频率升高浅色浅色深色深色s基因频率又降低基因频率又降低S基因频率又升高基因频率又升高s基因频率基因频率95%S基因频率基因频率95%自然选择导致适应（决定进化方向）自然选择导致适应（

17、决定进化方向）异地的和同地的物种形成异地的和同地的物种形成物种的生成物种的生成异地物种的生成异地物种的生成地理障碍（不同环境）地理障碍（不同环境）阻断阻断基因交流基因交流,加大加大了遗传的了遗传的差异差异生殖隔离生殖隔离二倍体植物二倍体植物四倍体植物四倍体植物同地物种的生成同地物种的生成最常见的一类物种形成过程最常见的一类物种形成过程种种 群群地理障碍地理障碍小的种群亚种小的种群亚种自然选择自然选择基因频率基因频率发生改变发生改变生殖隔离生殖隔离新物种新物种经过长期的地理障碍而达到生殖隔离经过长期的地理障碍而达到生殖隔离下图为加拉帕戈斯群岛上进化的模型，下图为加拉帕戈斯群岛上进化的模型，A、B

18、、C、D为四个物种及其演化关系，请回答：为四个物种及其演化关系，请回答：1、A物种进化为物种进化为B、C两个物种的外部因素是两个物种的外部因素是? 2、甲岛上的、甲岛上的B物种迁移到乙岛后，不与物种迁移到乙岛后，不与C物种进化为物种进化为同一物种的原因是同一物种的原因是?3、迁移到乙岛的、迁移到乙岛的B物种进化为物种进化为D物种的原因是物种的原因是?自然选择、自然选择、 地理隔离。地理隔离。B与与C之间已经形成生殖隔离。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，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再加上地理隔离使

19、它们基因频率的差别得到积累形成了生殖隔离。了生殖隔离。A B B B C B C D C甲岛甲岛乙岛乙岛现代生物进化理论现代生物进化理论： 种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位，生物进化的，生物进化的实质在于种群基因频率的改变。实质在于种群基因频率的改变。突变和基因重组突变和基因重组： 产生生物进化的原材料产生生物进化的原材料自然选择自然选择：决定生物进化的的方向决定生物进化的的方向隔离隔离：新物种形成的必要条件新物种形成的必要条件某昆虫种群中，绿色翅的基因为某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, 褐色翅的基因褐色翅的基因位位a，调查发现，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占的个体分别占30%、60%、10%（1）那么）那么A、a的基因频率是多少？的基因频率是多少？ （也叫（也叫A配配 子数，子数，a配子数）配子数）（2