生物必修二第五章第二节进化性变化是怎样发生的

生物必修二第五章第二节进化性变化是怎样发生的第1页，共52页，2023年，2月20日，星期一第2节进化性变化是怎样发生的一、选择与生物进化第2页，共52页，2023年，2月20日，星期一达尔文乘“贝格尔”号环球考察在加拉帕戈斯群岛上的发现……

达尔文的发现课本：P95所发现的动物都能越过海洋而迁徙所发现的生物属于南美大陆类型，和南美大陆的生物有着密切的关系第3页，共52页，2023年，2月20日，星期一达尔文的发现同一物种的个体之间普遍存在变异，并且至少一部分是可遗传的。如何转变成变种之间或物种之间显著的变异？第4页，共52页，2023年，2月20日，星期一第2节进化性变化是怎样发生的二、突变和重组产生进化的原材料第5页，共52页，2023年，2月20日，星期一达尔文提出可遗传变异是生物进化的原材料，他知道变异的原因是什么吗？你能否替达尔文作出回答？

不能遗传的变异可遗传的变异基因突变染色体变异基因重组突变第6页，共52页，2023年，2月20日，星期一3.基因重组产生更多基因型突变和基因重组产生生物进化的原材料

1.基因突变产生新的等位基因，可能使种群的基因频率发生变化，是可遗传变异的根本来源2.基因突变和染色体变异统称为突变特点:突变和基因重组都是随机的、不定向的，只能提供进化原材料，不能决定进化的方向。第7页，共52页，2023年，2月20日，星期一

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。为什么还能作为生物进化的原材料？

种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的突变。例如：一只果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是10－5，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？

2×104×10－5个体×108种群=2×107第8页，共52页，2023年，2月20日，星期一突变的有害还是有利也不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。基因A2的频率变化取决于其有害还是有利。第9页，共52页，2023年，2月20日，星期一这个群体就是种群！研究生物的进化仅仅研究个体的表现型是否与环境适应是不够的，还需要研究群体的基因组成的变化。第10页，共52页，2023年，2月20日，星期一第2节进化性变化是怎样发生的二、种群基因频率的改变与生物进化第11页，共52页，2023年，2月20日，星期一（一）种群是生物进化的基本单位1.种群概念：生活在一定区域的同种生物的全部个体。一片树林全部猕猴包括所有雌、雄及各年龄段个体第12页，共52页，2023年，2月20日，星期一探究情景：如果在灰色翅（基因型为aa)昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅（Aa)的变异个体，且绿色比灰色更不容易被敌害发现。讨论题目：1.这一有利变异的个体能永远生存下去吗？2.该个体中的有利基因A，怎样才能传递给后代？3、如果Aa与其他个体交配生殖，后代还会是绿色吗？

自然界中，没有哪一个体是长生不死的个体的表现型也会随着个体的死亡而消失，但决定表现型的基因却可以通过生殖而世代延续.后代会发生性状分离，出现aa的个体。第13页，共52页，2023年，2月20日，星期一判断下列是否属于种群（1）一个池塘中的全部鱼类（2）一个池塘中的全部鲤鱼（3）两个池塘内的全部青蛙（4）一片草地上的全部植物（5）一片草地上的成年梅花鹿否是否否否第14页，共52页，2023年，2月20日，星期一种群的特点：

①种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。②种群是生物繁殖基本单位。由此人们提出基因库和基因频率的概念。因此研究生物的进化必须研究种群的基因组成和变化。如何分析种群的基因组成和变化？第15页，共52页，2023年，2月20日，星期一2.基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。3.基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。基因频率＝某基因的总数某基因及其等位基因的总数第16页，共52页，2023年，2月20日，星期一第17页，共52页，2023年，2月20日，星期一例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？亲代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A(30%)A(30%)a(30%)a(10%)子代基因型的频率AA()

Aa()aa()子代种群的基因频率A()a()第18页，共52页，2023年，2月20日，星期一例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100×2﹦200个其中A基因为30×2﹢60=120个a基因为60+10×2=80个那么，A基因的基因频率为：120200=60%a基因的基因频率为：80200=40%第19页，共52页，2023年，2月20日，星期一

A60%a40%卵细胞精子A60%a40%36%24%16%AAAaAa24%aa子一代基因型频率自由交配：所有异性配子随机结合第20页，共52页，2023年，2月20日，星期一亲代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A()A()a()a()子代基因型的频率AA()

Aa()aa()子代种群的基因频率A()a()30%30%30%10%36%48%60%40%16%思考与讨论第21页，共52页，2023年，2月20日，星期一例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+11200×2+200=6%第22页，共52页，2023年，2月20日，星期一理想条件下，子代基因型频率的计算方法(A:p,a:q)：AA:p2Aa：2pqaa:q2p2+2pq+q2=1（4）想一想，子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率会同子一代一样吗？思考与讨论2.对自然界的种群来说，这五个条件都成立吗？你能举出哪些实例？比如：基因突变存在普遍性。所以基因A和a都不产生突变不成立。3.如果产生新的等位基因A2，种群的基因频率会变化吗？基因A2的频率可能会怎样变化？会看这一突变对生物体有害还是有益。第23页，共52页，2023年，2月20日，星期一在一个随机交配的种群里，基因频率和基因型频率在没有迁移、突变、选择的情况下，世代相传不发生变化。遗传平衡定律：哈迪—温伯格定律影响种群基因频率的因素：1、突变：大多有害，有利基因可能被保留2、基因迁移：个体的迁入或迁出3、遗传漂变：小种群4、非随机交配5、自然选择第24页，共52页，2023年，2月20日，星期一自然选择：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（可遗传）生存斗争数代选择第25页，共52页，2023年，2月20日，星期一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：①群体数量足够大，②全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，③没有迁入与迁出，④AA、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），⑤也没有基因突变和染色体变异。遗传平衡状态第26页，共52页，2023年，2月20日，星期一

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：

A60%A60%a40%a40%36%24%16%AAAaAa24%aa卵子精子p+q=1(p+q)2=p2+2pq+q2=1遗传平衡定律AA=p2Aa=2pqaa=q2第27页，共52页，2023年，2月20日，星期一第2节进化性变化是怎样发生的三、自然选择导致适应第28页，共52页，2023年，2月20日，星期一家养下的变异第29页，共52页，2023年，2月20日，星期一人工选择：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第30页，共52页，2023年，2月20日，星期一自然选择：第31页，共52页，2023年，2月20日，星期一自然选择：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（可遗传）生存斗争数代选择第32页，共52页，2023年，2月20日，星期一列表比较自然选择和人工区别？自然选择人工选择选择对象选择次数结果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第33页，共52页，2023年，2月20日，星期一举例：课本P97.小资料实例：在经常刮大风的克格伦岛上，昆虫呈现两种类型：无翅或翅异常发达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。差异变异自然选择自然选择生存斗争第34页，共52页，2023年，2月20日，星期一长满地衣的树干上的桦尺蠖黑褐色树干上的桦尺蠖探究自然选择对种群基因频率的影响自然选择可以使种群的基因频率定向改变问题：桦尺蠖种群中s基因的频率为什么越来越低？假设：根据前面所学的你能做出假设吗？第35页，共52页，2023年，2月20日，星期一第36页，共52页，2023年，2月20日，星期一第37页，共52页，2023年，2月20日，星期一第38页，共52页，2023年，2月20日，星期一第39页，共52页，2023年，2月20日，星期一1870年桦尺蠖的基因型频率为SS10%；Ss20%；ss70%，在树干变黑这一环境条件下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%，以后的几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？第1年第2年第3年第4年……基因型频率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因频率S20%23%s80%77%13.1%升高26%60.9%26.1%73.9%14.6%29.3%56.1%29.3%70.7%降低第40页，共52页，2023年，2月20日，星期一(1)在这个探究实验中根据上面的数据分析，变黑的环境对桦尺蠖产生了什么样的影响？变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的出生率有影响吗？(2)在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？

变黑的环境使控制浅色的s基因频率减少,S基因频率增加

许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食

天敌看到的是桦尺蠖的体色（表现型）而不是控制体色的基因自然选择使基因频率定向改变。讨论第41页，共52页，2023年，2月20日，星期一结论：自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向桦尺蠖深色浅色栖息环境浅色（个体多）（个体少）栖息环境深色s基因频率降低S基因频率升高浅色深色s基因频率又降低S基因频率又升高s基因频率95%S基因频率95%第42页，共52页，2023年，2月20日，星期一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，且使有利变异积累第43页，共52页，2023年，2月20日，星期一自然选择导致适应变异是不定向的不利变异被淘汰,有利变异逐渐积累经过自然选择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直接间接思考：自然选择是如何改变基因频率的呢？第44页，共52页，2023年，2月20日，星期一自然选择决定了生物进化的方向原因：淘汰不利变异基因，积累有利变异基因。结果：使基因频率定向改变。有利基因频率不断上升，不利基因频率不断下降的趋势，即适应环境的方向生物进化的实质：种群基因频率发生定向改变的过程。第45页，共52页，2023年，2月20日，星期一适应：是生物特