进化性变化是怎样发生的（第二课时）

1、路桥中学 茅新亚 生物学必修2第五章 第二节进化性变化是怎样发生的（二） 自然选择新类型适者生存种群基因频率改变世世代代的选择和积累 可遗传变异新物种 【材料1】桦尺蠖是一种鳞翅目昆虫，其体色有两种表现型：野生型是灰色的，突变型是黑色的。 据调查，19世纪工业革命之前，曼彻斯特地区的桦尺蠖绝大多数是灰色。工业革命后，黑色桦尺蠖渐多，至1900年，群体几乎全由黑色型组成。这种现象被人称为“工业黑化”。 问题1、你认为，桦尺蠖黑化的原因可能是什么？ 问题2、你该如何证明你的猜想？说明了什么？ 工业化之前的环境更多地选择灰色桦尺蠖存活与繁殖，而工业化之后的环境则更多地选择黑色桦尺蠖存活与繁殖。也即证

2、明了“桦尺蠖黑化的原因是自然选择”这一猜想。 问题1、你认为，桦尺蠖黑化的原因可能是什么？ 问题2、你该如何证明你的猜想？ 问题3、为什么工业化之前的环境更多地选择灰色类型生存，而工业化之后的环境则更多地选择黑色类型呢？ 剑桥大学遗传学教授麦克马杰鲁斯用七年的时间每天花上几个小时用望远镜观察、记录鸟类在他家的花园捕食桦尺蠖的情况。他观察到，由于剑桥没有被污染，黑蛾的确比灰斑蛾更容易被鸟类捕食。 问题1、你认为，桦尺蠖黑化的原因可能是什么？ 问题2、你该如何证明你的猜想？ 问题3、为什么工业化之前的环境更多地选择灰色类型生存，而工业化之后的环境则更多地选择黑色类型呢？ 问题4、自然选择的直接作用

3、对象是表现型，那么在桦尺蠖的进化中，基因频率发生了怎样的改变呢？请用数学方法进行演算。第一年第二年第三年第四年基因型频率SS10%Ss20%ss70%基因频率Ss80%20%如果发生自然选择 假如树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%，那么在第二年，桦尺蠖种群的基因型频率与基因频率是多少呢？D（SS）增加到11%H（Ss）增加到22%R（ss）减少到63%D（SS）=11%96%100%=11.5%96%H（Ss）=22%96%100%=22.9%H（ss）=63%96%100%=65.6%p（S）=23%q（s）=77%第一年第二年第三年第四

4、年基因型频率SS10%Ss20%ss70%基因频率Ss71%29%74%26%77%23%降低升高11.5%13.1%65.6%22.9%56.1%60.9%26%29.3%14.6%80%20%如果发生自然选择 假如树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%，那么在第二年，桦尺蠖种群的基因型频率与基因频率是多少呢？ 问题1、你认为，桦尺蠖黑化的原因可能是什么？ 问题2、你该如何证明你的猜想？ 问题3、为什么工业化之前的环境更多地选择灰色类型生存，而工业化之后的环境则更多地选择黑色类型呢？ 问题4、自然选择的直接作用对象是表现型，那么自然选择真的改

5、变了种群的基因频率吗？请用数学方法进行演算。 问题5、怎样用自然选择学说完整解释桦尺蠖的进化呢？ 第一步：桦尺蠖祖先产生的后代个体存在差异，有的个体是灰色的，有的个体是黑色的。第二步：工业化之后，因为污染，树干上灰色的地衣消失，鸟类更多地选择黑色的桦尺蠖生存并繁殖，更多地淘汰灰色的桦尺蠖。于是，黑色基因S的频率增加，灰色基因s的频率减少。第三步：经过一代一代的选择和积累，S基因频率越来越高，s基因频率越来越低。于是引起桦尺蠖进化（黑化）。自然选择的结果是适应。 适应是生物特有的一种现象，是指生物的结构及功能、行为、生活方式有助于该生物在一定环境条件下生存和延续。 自然选择不是进化的唯一因素，但

6、却是适应性进化的唯一因素。 【材料2】野生型金黄色葡萄球菌对青霉素是敏感的，那时青霉素的杀菌效果可好了。而在人类长期滥用青霉素后的今天，它们却成了耐药菌，青霉素对它们几乎无效。这是为什么呢？请看表演剧。青霉素起初杀死绝大多数细菌青霉素对细菌不再起作用A基因：对青霉素敏感的基因a1基因能够使青霉素失活，是一种抗青霉素基因。A A a1A基因：对青霉素敏感的基因。a1基因能够使青霉素失活，是一种抗青霉素基因。a1 A a 1 a 2a2基因能够修饰细胞壁，阻挡青霉素进入细菌，是另一种抗青霉素基因 问题1、开始使用青霉素为什么效果很好？ 问题2、在抗青霉素细菌的进化过程中，抗性细菌是青霉素诱导出来的

7、吗？青霉素起了什么作用？ 问题3、在一代代的选择中，抗性细菌的进化是否也象桦尺蠖的进化一样，仅仅是某个基因频率的改变引起的呢？ 问题1、开始使用青霉素为什么效果很好？ 问题2、在抗青霉素细菌的进化过程中，抗性细菌是青霉素诱导出来的吗？青霉素起了什么作用？ 问题3、在一代代的选择中，仅仅是某个基因频率的改变吗？ 逐渐提高培养基中青霉素的含量，可以得到一个能生长在250个单位青霉素/cm3的培养基里的品系(开始时只要0.1单位就可杀死绝大多数的细菌)。经过分析，这个品系是若干个突变累加在一起的产物。 问题4、如何合理使用抗生素？只有在经认证的卫生专业人员开具处方时才能使用抗生素。12始终按完整的处

8、方服药，即使您感觉好转。345不使用剩余抗生素。不与他人共用抗生素。预防感染要做到经常洗手，避免接触病人和及时接种所需疫苗。 【材料3】达尔文在环球考察时曾经经过加拉帕戈斯群岛，那是一个火山岛，各岛屿之间的距离很远，那里生存着的地雀被专家确认为13个物种，这13种地雀之间的主要差异在于喙的大小。请看小视频。 问题1、各岛屿之间距离较远，对两岛之间的地雀实现基因交流是否有利？ 问题2、不同小岛上的地雀种群中发生的突变与重组是否相同？发生的选择是否相同？ 问题3、结合教材图5-7，思考如何用自然选择学说完整解释地雀的进化？ 第一步：地雀祖先产生的后代个体存在差异，有的喙比较细长，有的比较粗短，有的

9、是弯的，有的是直的，有的尖，有的钝，第二步：当某种原因使它们彼此分开形成小种群（产生地理隔离）时，因为新种群形成时可能发生的遗传漂变，因为产生的突变不同，因为不同岛屿上的不同环境选择了不同喙的地雀，所以，13个岛上发生的基因频率改变是不同的。第三步：因为缺少基因交流，在一代一代的选择中，种群间的遗传差异积累，最终达到生殖隔离，形成了13种不同的地雀。 问题1、各岛屿之间距离较远，对两岛之间的地雀实现基因交流是否有利？ 问题2、不同小岛上的地雀种群中发生的突变与重组是否相同？发生的选择是否相同？ 问题3、用自然选择学说完整解释地雀的进化。 问题4、经过长期的地理隔离一定导致生殖隔离吗？ 东北虎华

10、南虎（分布于中苏边境的黑龙江及朝鲜一带）（分布于华中地区的南部） 问题1、各岛屿之间距离较远，对两岛之间的地雀实现基因交流是否有利？ 问题2、不同小岛上的地雀种群中发生的突变与重组是否相同？发生的选择是否相同？ 问题3、用自然选择学说完整解释地雀的进化。 问题4、经过长期的地理隔离一定导致生殖隔离吗？ 问题5、生殖隔离一定是地理隔离引起的吗？ 【材料4】在三倍体无籽西瓜的培育中，二倍体西瓜的种子长成的幼苗经秋水仙素处理后发育成了四倍体。四倍体西瓜被认为是一个新的物种，为什么呢？不经过地理隔离同地物种形成；只一次有性生殖即可产生。主要特点：内容 第5章第2节 进化性变化是怎样发生的自然选择学说

11、事实环球考察 推论人工选择桦尺蠖的 进化耐药菌的 进化 证据适应性多样性 统一性意义进化的单位变异的本质进化的实质生殖隔离可遗传变异自然选择适者生存种群基因频率改变世世代代的选择和积累新物种新类型 发展同地物种形成异地物种形成迁移突变和重组非随机交配遗传漂变结论性语句1、可遗传变异是进化的前提。2、当某些变异性状影响生物个体的存活率和繁 殖率时，自然选择就发生作用。3、选择(而不是遗传)使变异得到保存、积累和加强。4、自然选择是进化的一个重要动力和机制。5、自然选择导致适应，是适应性进化的唯一因 素，但不是进化的唯一因素。6、打破遗传平衡、使种群基因频率发生变动、 从而引起进化性变化的因素，除

12、了自然选择， 还有遗传漂变、非随机交配、突变和迁移。7、同地物种形成在一次有性生殖过程中形成。8、耐药菌是若干个突变累加在一起的产物。9、桦尺蠖的进化是人们在自然界中收集到的 第一个自然选择的实例。10、 1.实验室条件下可以研究细菌抗药性形成的机理。野生型金黄色葡萄球菌对青霉素是敏感的，将它接种到青霉素浓度为0.1单位/cm3的培养基里，绝大多数细菌死亡，但有个别细菌能存活下来，并能进行繁殖。下列叙述正确的是 A.在青霉素的影响下，金黄色葡萄球菌种群抗青霉素的基因频率降低 B.存活下来的个体通过繁殖导致金黄色葡萄球菌种群抗青霉素的基因频率的提高 C.接触青霉素之前金黄色葡萄球菌个体间已经产生了抗青霉素的差异 D.细菌抗药性的产生是人工选择的结果 C巩固练习 2、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