高中生物新浙科必修25.2适应是自然选择的结果课件（83张）

第二节适应是自然选择的结果

一、种群内普遍存在着变异1.变异与自然选择、生物进化的关系:可遗传变异是_________的前提,形成_____的前提。2.种群的变异性:(1)基因座位:指一个_________在染色体上的位置。(2)变异的作用:生物通过突变产生_______,通过基因重组产生形形色色的________。必备知识·自主学习自然选择适应特定基因新基因基因型(3)大量可遗传变异产生的原因:一个种群中往往有成千上万的基因座位中有_______________不同的等位基因,这些等位基因通过有性生殖可以形成__________的基因型,使绝大多数个体之间具有独特性和差异性。可见,可遗传变异为生物进化提供原材料。两个或两个以上数量巨大二、优势性状的个体在特定环境中具有生存和繁殖的优势1.生物大量后代存活个体减少2.存活个体的特点:具有_____性状,更容易获得___________,获得更多的____________的机会。优势食物和空间生存和繁殖三、自然选择导致生物更好地适应特定的生存条件1.适应:是生物特有的一种现象,生命的___________、_____、_________使该生物适合在一定环境条件下生存和延续。结构及功能行为生活方式2.选择的类型:(1)人工选择:概念人们根据___________,在普遍存在变异的家养生物中挑选出比较合乎要求的变异个体,并让它们_________方法同种生物普遍存在着的变异个体

自己的需要保留后代结果经过连续数代的选择,人类所需要的变异被_________,微小变异得以_____成为显著变异,从而培育出符合要求的_______保存下来积累新品种(2)自然选择:①概念:性状特征有助于其生存的个体较之没有这种特征的个体,能繁殖出更多的后代。③结果:经过长期的选择,_________被保存下来,并不断得到积累,微小有利变异积累成_________,从而产生新的类型、新的物种。④意义:_________是进化的重要动力和机制。有利变异显著变异自然选择【问·答】银杉和大熊猫分别是植物界和动物界著名的“活化石”,从进化的角度分析,它们成为“活化石”的主要原因是什么?提示:“活化石”是指和古老的祖先相比进化速度非常缓慢的活体生物,很慢的进化速度主要由非常稳定的环境所引起。3.种群基因频率的平衡和变化:(1)连一连:基于对基因频率与基因型频率等相关概念的理解,完成连线。(2)遗传平衡定律。①条件:种群足够大,_________,没有_________________。②表现:种群的基因频率和基因型频率在世代相传中___________。(3)影响遗传平衡的因素:随机交配迁移、突变、选择不发生变化(4)自然选择的实验证据。判一判:结合耐药菌的出现与抗生素滥用的关系,判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”):①青霉素被长期使用后药效下降,是由于细菌接触药物后,产生对药物有抗性的变异。 ()提示:细菌的抗青霉素的突变基因是在接触青霉素之前产生的。②环境条件的改变导致了细菌适应性变异的产生。 ()提示:生物的变异是随机产生的,具有不定向性,环境的改变对细菌产生的变异进行了选择。××③提高青霉素的含量是淘汰不利于抗青霉素的变异,保存和积累抗青霉素变异的过程。 ()④环境的变化可以使种群中频率很低的基因迅速增加,从而使生物性状朝着一个方向迅速发展。 ()⑤自然选择使种群的基因频率和基因型频率发生变化。 ()√√√【问·答】雄性蓝孔雀尾屏很大,使其逃避天敌的能力下降,但是大尾屏的特性却代代保留了下来。如何用进化观点解释该现象?提示:大尾屏的特性对雌孔雀具有吸引力,使大尾屏雄性个体的交配机会增加,使该特性代代保留下来。即雌孔雀对配偶的选择属于自然选择,会影响种群基因频率。四、现代生物进化理论为地球上的生命史提供了科学解释1.异地的物种形成过程:(1)过程:初始种群不同种群_________发生改变新物种(2)意义:产生的是能___________的新物种。基因频率适应新环境2.同地的物种的形成过程:(1)过程:①自然因素使植物细胞染色体加倍。初始种群_______新物种②人工条件下使植物细胞染色体加倍。二倍体西瓜四倍体西瓜新物种(2)特点:新物种是在亲本物种所在地区产生的,没有经过_________。多倍体地理障碍五、【活动】收集生物进化理论发展的资料,探讨生物进化观点对人们思想观念的影响1.生物进化理论的意义:生物学中的重要_____理论。(1)将纷繁复杂的生物贯穿起来,形成_____。(2)对___________________________做出合乎逻辑的解释。(3)将生物学各个分支学科汇成一个整体。统一系统生物多样性、适应性和统一性2.选一选:达尔文的自然选择学说与现代生物进化理论下列不属于达尔文的自然选择学说的有___________。①生物的多样性和适应性都是自然选择的结果②对于遗传和变异的本质做出科学的解释③个体不是进化的单位,种群才是进化的单位④自然界中种群的基因频率总是在不断变化是由于基因突变、基因重组和自然选择等因素的作用⑤新物种的形成方式分为同地的物种的形成和异地的物种的形成⑥生物进化的过程实质上是种群基因频率发生变化的过程②③④⑤⑥【问·答】在我国云南省澄江发现的动物化石群约处于5.3亿年前的寒武纪早期。该化石群有100多种60多个类群,大多已绝灭。其动物结构与现存动物结构差异很大,在此前的地层中却找不到其祖先。用达尔文的学说分析以上动物绝灭的主要原因。提示:这些生物缺乏适应性的变异。关键能力·合作学习知识点一自然选择导致生物更好地适应特定的生存条件

1.人工选择和自然选择的比较:项目人工选择自然选择选择因素人自然环境选择对象家养生物自然界中的生物选择目的满足人们需要适应当地环境选择手段人工干预生存斗争选择进度较快十分缓慢结果培育出人类需要的新品种优胜劣汰,适者生存2.自然选择的对象、因素、手段和结果:(1)对象:从分子水平上分析,自然选择实质上是对变异所对应的基因的选择,从而改变种群中不同基因的基因频率。(2)因素:对生物的变异起选择作用的是个体所处的自然环境。(3)手段:生物繁殖→大量后代→与环境产生矛盾→加剧生存斗争→有利变异保存。(4)结果:自然选择保留了与环境相适应的变异类型,决定着生物进化的方向,因而生物进化是定向的。3.以远离大陆的克格伦岛上的翅膀强大的昆虫和翅膀退化的昆虫的形成为例,说明自然选择是进化的动力:(1)各种可遗传变异——进化的前提条件(不定向)。(2)大风大浪的作用——自然选择,是进化的动力(定向)。(3)有利变异逐渐积累,造成适应性进化——进化的结果。【特别提醒】变异与生物进化的三点提醒(1)生物通过突变产生新基因,突变并不只包含基因突变,还包括染色体畸变。(2)进化过程中环境只起选择作用,变异在环境选择之前已经产生,选择作用不是影响变异的因素,不要夸大其作用。(3)在生物进化过程中,决定生物进化方向的是自然选择作用。【思考探究】1.在自然选择过程中,直接受选择的是基因型还是表型?简要说明原因。(科学思维)提示:直接受选择的是表型,因为天敌看到的是性状,而不是控制性状的基因。2.生物的适应是永恒的吗?请说明理由。(科学思维)提示:适应是相对的,是一定程度上的适应,不是永恒的。因为环境永远在变,适应环境的性状也相应地在改变,而由于遗传的世代连续性,生物的性状是相对稳定的。【典例示范】(2018·浙江4月选考真题)下列关于自然选择的叙述,错误的是 ()A.自然选择是生物进化的重要动力B.自然选择加速了种群生殖隔离的进程C.自然选择获得的性状都可以通过遗传进行积累D.自然选择作用于对个体存活和繁殖有影响的变异性状【解题思维】解答本题的两个关键点:【解析】选C。自然选择是指在生存斗争中,适者生存、不适者被淘汰的过程,使种群基因频率发生定向改变,导致同一物种不同种群的基因库出现差异,当这种差异变得显著时可导致种群间产生生殖隔离,进而形成新物种,可见,自然选择是生物进化的重要动力,加速了种群生殖隔离的进程,A、B项正确;自然选择获得的性状只有可遗传变异才能够通过遗传进行积累,不可遗传变异不能积累,C项错误;自然选择直接作用的是生物个体,而且是生物个体的表型,使具有有利变异的个体存活的机会增加,进而通过繁殖,使有利变异在后代中积累,因此自然选择作用于对个体存活和繁殖有影响的变异性状,D项正确。【方法规律】人工选择与自然选择的异同(1)相同点:人工选择和自然选择都要利用生物的遗传和变异。人工选择和自然选择都是定向的。(2)不同点:①自然选择是无意识、无目的、无设计、无计划即自发、盲目的活动,通过各种偶然因素实现;人工选择是有意识、有目的、有设计、有计划即自觉、有预见性的活动,是在排除了不少偶然性因素的情况下实现的。②人工选择起选择作用的是人,自然选择起选择作用的是环境;人工选择创造品种,自然选择创造物种;人工选择所用的时间比较短,自然选择所用的时间是极其漫长的。

【类题精练】1.经调查发现,某地区菜青虫种群的抗药性不断增强,其原因是连续多年对菜青虫使用农药。下列叙述正确的是 ()A.使用农药导致菜青虫发生抗药性变异B.菜青虫抗药性的增强是人工选择的结果C.通过选择导致菜青虫抗药性变异不断积累D.环境是造成菜青虫抗药性不断增强的动力【解析】选C。菜青虫本身存在抗药性变异,不是使用农药导致菜青虫发生抗药性变异,A项错误;菜青虫抗药性增强是自然选择的结果,不是人工选择的结果,B项错误;农药的选择作用使菜青虫具有抗药性的个体生存,不具有抗药性的个体被淘汰,这样使其抗药性变异不断积累,C项正确;生存斗争是生物进化的动力和手段,选择决定了生物进化的方向,D项错误。2.滥用抗生素会使细菌出现耐药性,如果被这样的细菌感染,则人体会因该种细菌能够抵抗各种抗生素而无药可救。下列有关叙述正确的是 ()A.抗生素的使用可增强人体的免疫力,但会引起细菌的定向变异B.细菌中本来就存在“耐药性”个体,长期使用抗生素导致“耐药性”基因频率下降C.“耐药性”基因频率的改变引起细菌发生了进化,产生新的“耐药性”细菌D.抗生素的滥用导致“耐药性”细菌被优选出来,是抗生素对细菌进行选择的结果【解析】选D。变异是不定向的,且抗生素只能对细菌的抗药性进行选择,不能导致细菌产生抗药性变异,A项错误;细菌中本来就存在“耐药性”个体,长期使用抗生素导致“耐药性”基因频率上升,B项错误;“耐药性”基因频率的改变引起细菌发生了进化,但没有产生新的“耐药性”细菌,C项错误;抗生素的滥用导致“耐药性”细菌被优选出来,实质是抗生素对细菌选择的结果,导致“耐药性”基因频率上升,D项正确。知识点二种群基因频率的平衡和变化

1.基因型频率和基因频率:比较项目含义变化后与进化的关系基因型频率×100%生物不一定进化基因频率×100%导致生物进化2.遗传平衡定律(哈迪—温伯格定律):(1)内容:在一个大的随机交配的种群里,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,并且基因型频率是由基因频率所决定的。(2)存在条件:种群足够大,随机交配,没有迁移、突变、选择。(3)计算方法:在一个有性生殖的自然种群中,当等位基因只有一对(A、a)时。①设p代表A基因的频率,q代表a基因的频率,则(p+q)2=p2+2pq+q2=1。②基因型频率:AA=p2,Aa=2pq,aa=q2。③上述计算方法只有在理想的状态下才能成立。理想状态就是指遗传平衡状态。3.影响遗传平衡的因素:(1)突变:(2)基因迁移:种群中种群获得或丢失种群的基因的个体一些等位基因频率发生变化(3)遗传漂变:(4)非随机交配:(5)自然选择:【思考探究】1.在一个海岛上,一种海龟中有的脚趾是连趾(ww),有的脚趾是分趾(WW、Ww),连生的脚趾便于划水,游泳能力强,分趾则游泳能力较弱。若开始时,连趾和分趾的基因频率各为0.5,当海龟数量增加到岛上食物不足时,连趾的海龟容易从海水中得到食物,分趾的海龟则不易获得食物而饿死,若干万年后,基因频率变化成W为0.2,w为0.8。海龟是否发生了生物进化?(科学思维)提示:生物进化的标志是基因频率的改变,既然基因频率有了变化,说明生物发生了进化。2.基因频率的改变,是否产生了新的物种?(科学思维)提示:没有,虽然种群基因频率发生了改变,但并没有产生生殖隔离。【典例示范】(2018·浙江11月选考真题)研究小组对某公园的金鱼草种群进行调查及基因鉴定,得知红花(CC)金鱼草35株、粉红花(Cc)40株、白花(cc)25株。下列叙述正确的是 ()A.金鱼草种群中全部C和c的总和构成其基因库B.不同花色数量的差异是由适应环境的变异造成的C.基因重组产生的粉红花为自然选择提供选择材料D.种群中C的基因频率为55%,Cc的基因型频率为40%【解题思维】解答本题的两个关键点:【解析】选D。基因库是一个生物种群的全部等位基因的总和,C和c基因不是全部的等位基因,A项错误;生物的变异是不定向的,不同花色数量的差异是选择的结果,B项错误;基因重组需要涉及多对等位基因,而题干中仅有一对等位基因,因此粉红花的产生不是基因重组的结果,C项错误;种群中C的基因频率=[(35×2)+40]/(100×2)×100%=55%,Cc的基因型频率=40/100×100%=40%,D项正确。【审答误区】本题常见错因:误认为金鱼草种群全部C和c的总和构成基因库,易误选A,实际上基因库指种群中的全部基因。【类题精练】1.(2020·浙江十二校联考)假设某植物种群非常大,可以随机交配,没有迁入和迁出,基因不产生突变,红花基因R对白花基因r为完全显性。现种群中白花植株rr占20%,红花植株RR和Rr各占40%,各植株都可以正常开花和结实,则子一代中白花植株占 ()A.4% B.16% C.24% D.36%【解析】选B。根据种群中白花植株rr占20%,红花植株RR和Rr各占40%,则R的基因频率为40%+40%×1/2=60%,r的基因频率为1-60%=40%。由于植物种群非常大,可以随机交配,没有迁入和迁出,基因不产生突变,且各植株都可以正常开花和结实,则子一代中白花植株占40%×40%=16%。2.下列关于在自然条件下,某随机交配种群中等位基因A、a频率的叙述,错误的是 ()A.在某种条件下两种基因的频率可以相等B.该种群基因频率的变化只与环境的选择作用有关C.一般来说,频率高的基因所控制的性状更适应环境D.持续选择条件下,一种基因的频率可以降为零【解析】选B。两种等位基因的频率可以相等;基因频率的变化与自身的遗传变异也有关;频率高的基因控制的性状更能适应环境;在持续选择条件下,可淘汰掉某种基因。3.如图表示某个种群基因型的组成情况,A、a为一对等位基因。则该种群中a的基因频率是 ()A.11/100 B.2/5 C.1/2 D.11/20【解析】选C。题图中共有3个AA,3个Aa,3个aa,所以a的基因频率为(3×1+3×2)÷(9×2)=1/2。知识点三现代生物进化理论的应用

1.有利变异和不利变异:项目有利变异不利变异特点有利于生物在环境中生存不利于生物在环境中生存在生存斗争中的生存能力在生存斗争中,取得有限生活条件的能力强在生存斗争中,取得有限生活条件的能力差结果适者生存不适者被淘汰结论生物具有的变异类型决定着它们在生存斗争中的命运2.用进化论分析生物的适应性、多样性和新物种的形成:进化的结果适应性环境对生物的变异进行定向选择,使有利的变异在生物类群中得到积累和加强,形成了生物的适应性多样性和新物种的形成同一物种的不同种群,由于生活环境的变化,形成了具有不同适应性的类群,当变异积累到一定程度而出现生殖隔离时,便形成了新物种;同一物种的不同类型及新物种的出现均表现为生物的多样性【特别提醒】自然选择的世代连续性和相对变化性(1)生物的变异是不定向的,不定向的生物变异只能为生物进化提供原材料,不能决定生物进化的方向;生物生活的环境在一定时间内具有相对的稳定性,自然选择在同种生物的不同世代间具有一定的连续性;经过长期的自然选择,生活在一定区域的同种生物都表现为对环境的高度适应性。(2)自然环境的变化同样是必然的,经过一定时间的变化后,原有的性状可能就不再适应变化后的环境,适应环境的生物体的优良性状需要重新进行选择。【思考探究】1.若将一个濒临绝灭的生物种群释放到一个新环境中,那里有充足的食物,没有天敌,请你预测该种群将发生怎样的变化。(科学思维)提示:如果气候等其他条件也合适,并且这个种群具有一定的繁殖能力,该种群的个体数会迅速增加。否则,也可能仍然处于濒危状态甚至绝灭。2.肺鱼在夏季如遇池塘干涸,常藏身于泥中进行夏眠,直到雨季来临时才“苏醒”。这是一种什么现象?如何解释?(生命观念)提示:这是对环境的一种适应,是长期自然选择的结果,也是肺鱼与环境长期斗争的结果。【典例示范】在一次大风暴后,有人搜集了100只受伤的麻雀,把它们饲养起来,结果活下来64只,在死去的个体中,大部分是个体比较大、变异类型特殊的,生存下来的个体中,各种性状大都与平均值相近。下列有关叙述正确的是 ()A.突变和基因重组决定生物进化的方向B.自然选择会改变种群的基因频率C.特殊的变异类型都是不利的D.不产生变异的生物才能生存【解题思维】解答本题的两个关键点:【解析】选B。自然选择决定生物进化的方向,A项错误。产生有利变异的个体存活下来,产生不利变异的个体会在自然选择中被淘汰,自然选择的过程就是种群基因频率发生变化的过程,B项正确。生存下来的个体中,各种性状大都与平均值相近说明离开常态型变异的个体易被淘汰,但不是说特殊的变异类型都是不利的,C项错误。产生变异的生物才更有可能在变化的环境中生存,不容易绝灭,D项错误。【审答误区】本题常见错因:误认为特殊的变异类型都是不利的,易误选C,变异是不定向的,具有多害少利性。【类题精练】1.下列关于生物进化的相关叙述,错误的是 ()A.物种是生物分类的基本单位,种群是物种的进化单位B.若种群中显隐性个体的数量保持不变,则没有发生进化C.二倍体草莓与四倍体草莓存在生殖隔离D.自然选择是适应性进化的唯一因素【解析】选B。进化的实质是种群中基因频率的改变。种群中显隐性个体的数量保持不变,并不代表种群中的基因频率不改变。2.下列关于生物变异和进化的叙述,错误的是 ()A.单倍体生物也可产生可育后代,多倍体生物可能产生不育后代B.具有适应环境性状的个体有更多生存繁殖机会,导致相应基因频率上升C.种内斗争、种内互助、竞争和捕食等均能使种群基因频率发生改变D.可遗传变异可改变种群某基因的频率,决定着生物进化的方向【解析】选D。同源四倍体的单倍体植株含有2个染色体组,能产生可育后代。多倍体生物可能产生不育后代,例如二倍体与四倍体杂交产生的三倍体后代是不育的,A项正确;由于自然选择的作用,具有适应环境性状的个体有更多生存繁殖机会并繁殖后代,会导致控制该性状的基因频率上升,B项正确;种内斗争、种内互助、竞争和捕食等均能导致生物个体数量改变,相当于自然选择,所以都能使种群基因频率发生改变,C项正确;生物变异是不定向的,不能决定生物进化的方向,生物进化的方向由自然选择决定的,D项错误。【补偿训练】英国的椒花蛾身体和翅都有浅色斑点。随着工业发展,煤烟等污染物使椒花蛾栖息的树干和墙壁变成黑色。到19世纪末,英国各工业区发现了越来越多的黑色椒花蛾,这种变化说明 ()A.生物自发突变的频率很低B.生物突变大都是有害的C.自然选择决定生物进化的方向D.基因突变和基因重组是定向的【解析】选C。生物自发突变的频率很低,但本题没有体现,A错误;生物突变有害或有利取决于生物生存的环境,本题中的生物突变是有利的,B错误;题意内容说明了自然选择决定生物进化的方向,C正确;基因突变和基因重组都是不定向的,D错误。知识点四异地和同地物种的形成

1.异地物种形成过程(渐变式):(1)过程:(2)基因突变和基因重组在异地物种形成过程中的作用。(3)自然选择在异地物种形成过程中的作用。不定向变异不利变异被淘汰,有利变异逐渐积累种群的基因频率定向改变生物定向进化。(4)隔离在异地物种形成过程中的作用。①地理障碍使两种群无法进行基因交流,且处于不同环境中,由于选择作用使两种群朝不同方向进化。②两种群间生殖隔离一旦产生,就成为两个不同物种。2.同地物种的形成过程(爆发式):以染色体数目变化的方式形成新物种,一旦出现很快达到生殖隔离(以植物为例)。3.地理障碍与生殖隔离的比较:项目地理障碍生殖隔离区别特点自然条件下基因不能交流,一定条件下可以进行基因交流种群间不能发生基因交流结果形成不同的亚种形成不同的物种联系物种形成的一般途径是经过长期的地理障碍,最终形成生殖隔离。生殖隔离是新物种形成的关键,也是新物种形成的标志4.物种形成与生物进化的比较:内容物种形成生物进化标志生殖隔离出现基因频率改变变化后与原生物关系属于不同物种可能属于同一物种两者联系①生物进化的实质是基因频率的改变,不一定会突破物种的界限,即生物进化不一定导致新物种形成。②新物种形成则说明生物一定进化了【特别提醒】(1)隔离是物种形成的必要条件,但隔离不是进化的必要条件。(2)长期的地理障碍可以产生生殖隔离,但生殖隔离的产生不一定需要地理障碍这一过程。【思考探究】1.物种与种群有怎样的联系?(科学思维)提示:一个物种可以形成多个种群,一个种群必须是同一物种。同一物种的多个种群间存在地理障碍。2.生殖隔离使生物间无法进行基因交流,但不进行基因交流一定具有生殖隔离吗?(科学思维)提示:不一定。地理障碍也使得生物间不能进行基因交流,但不一定能产生生殖隔离,一旦地理障碍消失,生物间仍然能进行基因交流。【典例示范】如图为某哺乳动物种群因河道改变而发生的变化,下列与之相关的说法正确的是 ()A.河道的改变使同一种群的生物变成了不同的物种B.河道的改变使两个种群失去了基因交流的机会C.B种群和C种群基因频率的不同仅与环境的变化有关D.地理障碍必然导致生殖隔离,生殖隔离必然源于地理障碍【解题思维】解答本题的两个关键点:【解析】选B。河道的改变使一个种群被分割成两部分,从而形成两个种群,这两个种群因河流的阻隔,形成地理障碍,失去了基因交流的机会,但是并没有证据说明B、C两种群的生物成为了两个物种,故A项错误、B项正确;种群基因频率的差异与环境的选择作用有关,还与基因的突变有关,C项错误;长期的地理障碍有可能导致生殖隔离,但是生殖隔离未必就一定源自地理障碍,如多倍体的形成,D项错误。【审答误区】本题常见错因:河道的改变形成地理障碍,并没有表明产生了生殖隔离,易错选A;生殖隔离是新物种形成的标志。【类题精练】如图中的Ⅰ、Ⅱ