4.1生物進化理論課件高一下學期生物必修2

第1節(jié)：生物進化理論1前人及達爾文生物進化理論現(xiàn)代生物進化理論目錄生物進化理論12生物進化理論發(fā)展的意義3目標一

第一部分前人及達爾文生物進化理論各種生物_____________都是就如此的。物種不變論認為生物物種不可改變的理論。與“進化論”相對。18世紀的瑞典生物學家林耐依據(jù)《圣經(jīng)》的教義所倡導。認為地球上包括人類在內(nèi)的各種生物，都是上帝創(chuàng)造的，是一成不變的，或只能在種的范圍內(nèi)變化，不能形成新種。“自古以來1.1物種不變論的觀點1.2拉馬克的觀點食蟻獸鼴鼠1、生物多樣性的原因：環(huán)境多樣性2、用進廢退：器官用得越多就越發(fā)達，器官廢而不用，就會造成形態(tài)上的退化。食蟻獸的舌頭之所以細長，是由于長期舔食螞蟻的結(jié)果。

白鷺覓食時為了不沾濕身體，用力伸腿，導致雙腿越來越長。鼴鼠長期生活在地下，眼睛就萎縮、退化。3、獲得性遺傳：這些因用進廢退而獲得的性狀可以遺傳給后代。拉馬克1774~1829白鷺1.2拉馬克的觀點拉馬克的進化學說意義：歷史上第一個提出比較完整的進化學說拉馬克的進化學說不足：對適應形成的解釋是膚淺的，未被人們普遍接受在拉馬克生物進化理論基礎上，達爾文提出了比較完整的生物進化理論。1.3達爾文的生物進化理論基本觀點一：“____________________”。物種是可變的，生物進化通過物種的演變而進行，地球上現(xiàn)今生存的物種，都是曾經(jīng)存在過的物種的后代，源于共同的原始祖先?！白匀贿x擇”學說物種演變和共同起源生存斗爭和自然選擇生物與同種或異種生物乃至無機環(huán)境過度繁殖適者生存，不適者被淘汰自然選擇適應是自然選擇的結(jié)果基本觀點二：“___________________”。生存斗爭包含了___________之間的斗爭。生存斗爭是由生物的___引起的。生存斗爭的結(jié)果是“_______________________”，這一過程就是__________?；居^點三：“_____________________”。達爾文提出了以__________________為核心的生物進化理論。主要觀點：1.3達爾文的生物進化理論事實1：生物都有過度繁殖的傾向。推論1：個體間存在著生存斗爭推論2：具有有利變異的個體，生存并留下后代的機會多事實2：物種內(nèi)的個體數(shù)能保持穩(wěn)定。事實3：資源是有限的。事實4：同種個體間普遍存在差異（變異）事實5：許多變異是可以遺傳的推論3：有利變異逐代積累具有這些有利變異的個體越來越多，形成具有新的適應特征的生物新類型手段自然選擇的結(jié)果基礎內(nèi)因結(jié)果結(jié)論：依據(jù)達爾文生物進化理論，果蠅群體中耐藥個體的增多是DDT_____的結(jié)果。P108積極思維：果蠅耐藥性怎樣形成的？使用DDT前：

果蠅群體中_________對DDT耐受程度不同的個體，只不過在沒有DDT的環(huán)境中，耐藥性性狀無法表現(xiàn)出來。使用DDT后：

耐藥性差的個體被_____而無法繁殖后代；隨著DDT劑量的不斷增加，耐藥性強的個體被保留，并通過______活動逐漸成為群體中的主體。已經(jīng)存在淘汰繁殖定向選擇長頸鹿個體差異生存斗爭、適者生存

練一練：運用自然選擇學說解釋適應的形成長頸鹿的祖先過度繁殖后代個體間的差異生存斗爭長頸、長前肢個體遺傳積累適者生存現(xiàn)代長頸鹿（變異）1.3達爾文的自然選擇學說的觀點達爾文自然選擇學說的局限性和發(fā)展：對于遺傳和變異的認識還局限于性狀水平，不能科學地解釋遺傳變異的本質(zhì)。對生物進化的解釋局限于個體水平，認為生物進化是以個體為單位。現(xiàn)代生物進化理論深入到基因水平以種群為單位現(xiàn)代生物進化理論意義：揭示了生物界統(tǒng)一性的原因：所有生物都有共同的祖先，而生物的多樣性和

適應性是進化的結(jié)果。(1)達爾文的自然選擇學說正確地解釋了生物的多樣性、適應性以及遺傳變異的本質(zhì)(

)(2)抗生素的濫用會使細菌產(chǎn)生抗藥性的原因是抗生素誘發(fā)細菌產(chǎn)生基因突變，使細菌中出現(xiàn)抗藥性強的個體(

)(3)生存斗爭僅僅是指同種生物不同個體之間對食物和空間的爭奪(

)(4)生物進化的內(nèi)因是生存斗爭(

)××××當堂檢測_____________________________________提供進化的原材料突變(基因突變和染色體變異)和基因重組種群自然選擇隔離生物學家杜布贊斯基提出了現(xiàn)代綜合進化論_____是生物進化的基本單位_________決定生物進化的方向主要內(nèi)容：______是物種形成的必要條件

第二部分現(xiàn)代生物進化理論定義：生活在一定區(qū)域的同種生物全部個體的集合叫作種群。特點：種群是繁殖的基本單位，也生物進化的基本單位。舉例：一片樹林中的全部獼猴是一個種群一片草地上的所有蒲公英是一個種群2.1.1種群的概念及特點①一個池塘中的全部魚②一個池塘中的全部鯉魚③兩個池塘內(nèi)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×√×××種群是生物進化的基本單位種群是生物進化的基本單位2.1.2基因庫一個種群中全部個體所含有的全部基因，叫作這個種群的基因庫。定義：一個種群所有個體各自有自己的基因，共同構(gòu)成了種群的基因庫。它們各自的基因都是基因庫的一部分。個體間的差異越大，基因庫也就越大。2.1.3基因頻率基因頻率：在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比值?；蝾l率=某基因的數(shù)目該基因的等位基因的總數(shù)×100%基因型頻率：在一個種群基因庫中，某個基因型的個體占個體總數(shù)的比值。影響因素：突變、選擇、遷移等。種群是生物進化的基本單位

例：在某昆蟲種群中，決定翅色為綠色的基因是A，決定翅色為褐色的基因是a，從這個種群中隨機抽取100個個體，測得基因型為AA、Aa和aa的個體分別是30、60和10個，求A和a的基因頻率。2002×30+60=1202×10+60=80120÷200=6080÷200=40某昆蟲決定翅色的基因頻率2.1.3.1基因頻率的一般計算方法--常染色體

計算：就這對等位基因來說，每個個體可以看作含有2個基因，那么：這100個個體共有_____個基因，其中：A基因的數(shù)量=___________________個a基因的數(shù)量=____________________個A基因的頻率=____________________%a基因的頻率=____________________%種群是生物進化的基本單位2.1.3.2基因頻率的一般計算方法--性染色體

（1）基因型頻率：XBXB_______XbY_______（2）基因頻率：XB______Xb_______40%10%XBXB基因型頻率=XBXB個體數(shù)/所有個體=20/（20+5+20+5）=40%XbY基因型頻率=XbY個體數(shù)/所有個體=5/（20+5+20+5）=10%XB基因頻率=XB基因數(shù)/（XB基因數(shù)+Xb基因數(shù)）1XBXB含有2個XB，1XBY含有1XB，XBXb含有1XB和1Xb，XbY含有1Xb

XB基因頻率=（40+5+20）/（40+5+40+5）=65/90=72.2%72.2%27.8%P(Xb)=1-P(B)=27.8%

例：某種群中基因型XBXB有20個，XBY有5個，XBXb有20個，XbY有5個，計算下列基因頻率和基因型頻率：假設：①昆蟲種群數(shù)量非常大；②所有的雌雄個體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代；③沒有遷入和遷出；④不同翅色的個體生存和繁殖的機會是均等的；⑤基因A和a都不產(chǎn)生突變。親代基因型的頻率AA（30%）Aa（60%）aa（10%）配子的比率A（

）A()a()a()子一代基因型頻率AA（

）Aa()aa()子一代基因頻率A（

）a()子二代基因型頻率AA（）Aa()aa()子二代基因頻率A（）a()30%30%30%10%36%48%16%60%40%36%48%16%60%40%2.根據(jù)計算結(jié)果，想一想子二代、子三代以及若干代以后，種群的基因頻率會同子一代一樣嗎？子二代、子三代以及若干代以后，種群的基因頻率與子一代一樣。2.1.3.3用數(shù)學方法討論基因頻率的變化種群是生物進化的基本單位當群體滿足以下五個條件：理想狀態(tài)①昆蟲種群數(shù)量非常大；②所有的雌雄個體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代；③沒有遷入和遷出；④不同翅色的個體生存和繁殖的機會是均等的；⑤基因A和a都不產(chǎn)生突變。2.1.3.4遺傳平衡定律（哈代—溫伯格定律）：種群是生物進化的基本單位設A的基因頻率為p，a的基因頻率為q；則p+q=1，且：aa基因型的頻率AA基因型的頻率Aa基因型的頻率

(p+q)2=p2+2pq+q2種群是生物進化的基本單位種群規(guī)模小基因頻率隨機變化出現(xiàn)基因交流遷入和遷出基因頻率不定向改變突變和基因重組非自由交配有偏好的基因頻率改變自然選擇基因頻率定向改變基因頻率改變遺傳不平衡突變和基因重組提供進化的原材料變異設疑：1、基因突變是自然界中普遍存在的?；蛲蛔儺a(chǎn)生新的等位基因，這就可以使種群的基因頻率發(fā)生變化。在自然情況下，突變的頻率是很低的，且多數(shù)是有害的，對生物的進化有重要意義嗎？2、有人認為，基因重組過程中并沒有產(chǎn)生新基因，并不能為生物進化提供原材料。你認同嗎？不可遺傳的變異可遺傳的變異突變基因突變?nèi)旧w變異基因重組突變和基因重組提供進化的原材料設疑：1、基因突變是自然界中普遍存在的。基因突變產(chǎn)生新的等位基因，這就可以使種群的基因頻率發(fā)生變化。在自然情況下，突變的頻率是很低的，且多數(shù)是有害的，對生物的進化有重要意義嗎？2、有人認為，基因重組過程中并沒有產(chǎn)生新基因，并不能為生物進化提供原材料。你認同嗎？舉例：果蠅約有2.0×104個基因，假定每個基因的突變頻率都為1.0×10-5，對一個中等大小的種群（約有107個個體）來說，每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)將是：

2.0×104×1.0×10－5×107＝2.0×106（個）基因基因突變新基因基因重組新的基因型新的表型體現(xiàn)自然選擇接受突變和基因重組提供進化的原材料變異是隨機的、不定向的→方向？自然選擇決定生物進化的方向突變的有利和有害也不是絕對的，往往取決于生物的生存環(huán)境。某海島上殘翅和無翅的昆蟲例如，有翅的昆蟲，有時候會出現(xiàn)殘翅和無翅的突變類型，這類昆蟲在正常情況下很難生存下去。但是在經(jīng)常刮大風的海島上，這里昆蟲卻因為不能飛行而避免了被海風吹到海里淹死自然選擇決定生物進化的方向

19世紀時，曼徹斯特地區(qū)的樹干上長滿了淺色的地衣。后來，隨著工業(yè)的發(fā)展，工廠排出的煤煙使地衣不能生存，結(jié)果樹皮裸露并被熏成黑褐色。長滿地衣的樹干上的樺尺蛾黑色樹干上的樺尺蛾基因類型黑色（S）淺色（s）

工業(yè)革命前（19世紀中葉）5%95%

工業(yè)革命后（20世紀中葉）95%5%2.3探究自然選擇對種群基因頻率變化的影響提出問題樺尺蛾種群中s基因（決定淺色性狀）的頻率為什么越來越低呢?作出假設黑褐色的生活環(huán)境，不利于淺色樺尺蛾的生存，對黑色樺尺蛾生存有利，這種環(huán)境的選擇作用使該種群的s基因的頻率越來越低，即自然選擇可以使種群的基因頻率發(fā)生定向改變。討論探究思路假設1870年，樺尺蛾種群的基因型頻率為：SS10%，Ss20%，ss70%，S基因的頻率為20%。假如樹干變黑使得淺色型個體每年減少10%，黑色個體增加10%。在第2～10年間，該種群的基因型頻率是多少？每年的基因頻率是多少？自然選擇決定生物進化的方向2.3探究自然選擇對種群基因頻率變化的影響1.創(chuàng)設數(shù)字化的問題情境。2.計算，將計算結(jié)果填入表中。

第1年第2年第3年第4年……基因型頻率SS10%11.5%

Ss20%22.9%

ss70%65.6%

基因頻率S20%23%

s80%77%

70.7%26.0%29.3%14.6%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高降低假如樹干變黑使得淺色型個體每年減少10%，黑色個體每年增加10%。制定并實施研究方案設疑：(1)樹干變黑會影響樺尺蛾種群中淺色個體的出生率嗎？為什么？會影響。因為樹干變黑后，許多淺色個體可能在沒有交配、產(chǎn)卵前就已被天敵捕食，導致其個體數(shù)減少，影響出生率。(2)在自然選擇過程中，直接受選擇的是基因型還是表型？為什么？表型。因為天敵看到的是樺尺蛾的體色(表型)而不是控制體色的基因。(3)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)分析，樺尺蛾種群發(fā)生進化了嗎？判斷的依據(jù)是什么？(4)根據(jù)資料分析，決定樺尺蛾進化方向的是什么？為什么？發(fā)生了進化。依據(jù)是樺尺蛾種群的基因頻率發(fā)生了改變。自然選擇。在此作用下，有利變異的個體有更多機會產(chǎn)生后代，種群中相應基因的頻率會不斷提高；相反，不利變異的個體保留下來的機會少，相應基因的頻率會下降。自然選擇決定生物進化的方向S（深色）基因的頻率逐漸上升，s（淺色）基因的頻率逐漸下降；在黑色背景下，淺色樺尺蛾被天敵發(fā)現(xiàn)和捕食的幾率大于黑色的樺尺蛾，但不影響樺尺蛾的生存和繁殖，直接受選擇的是表型。分析結(jié)果得出結(jié)論

在自然選擇的作用下，可以使基因頻率發(fā)生定向改變，決定生物進化的方向。2.3探究自然選擇對種群基因頻率變化的影響自然選擇決定生物進化的方向1、下列關(guān)于生物變異和生物進化的敘述，正確的是（

）A.變異都能為生物進化提供原材料B.自然選擇決定了生物進化的方向C.只有基因突變才能導致種群基因頻率改變D.抗生素的使用使病原體產(chǎn)生了適應性的變異√2、樺尺蛾的體色受一對等位基因控制，其中黑色(S)對淺色(s)為顯性。將某樺尺蛾種群分成兩組，分別遷移到A、B兩個區(qū)域，A地是煤炭工業(yè)重鎮(zhèn)，B地是閉塞的山區(qū)，數(shù)年后抽樣調(diào)查，結(jié)果如表所示。下列有關(guān)說法不正確的是（

）區(qū)域SS(%)Ss(%)ss(%)A80182B2890A.A地S的基因頻率為89%，B地S的基因頻率為6%B.A地的大部分s基因突變?yōu)镾基因，故S的基因頻率升高C.從上述材料得知生物進化的方向是由自然選擇決定的D.生物進化的實質(zhì)就是種群基因頻率的變化√當堂檢測自然選擇決定生物進化的方向“超級細菌”泛指那些對多種抗生素具有耐藥性的細菌?；蛲蛔兪钱a(chǎn)生超級細菌的根本原因?？股貙毦哂卸ㄏ蜻x擇作用由于大部分抗生素對其不起作用，超級細菌對人類健康已造成極大的危害。自然選擇決定生物進化的方向3.濫用抗生素會使人體內(nèi)細菌產(chǎn)生耐藥性，如果被細菌感染，則往往由于體內(nèi)細菌能夠抵抗各種抗生素而無藥可救。下列有關(guān)說法正確的是A.抗生素的濫用導致細菌向“耐藥性”細菌方向變異B.細菌中本來就存在耐藥性個體，長期使用抗生素導致“耐藥性”基因頻率下降C.耐藥性強的細菌可能發(fā)生了基因突變或染色體變異D.種群基因頻率的變化趨勢在一定程度上反映了生物進化的方向√當堂檢測隔離是物種形成的必要條件能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物稱為一個物種。2.4.1.1物種的概念2.4.1物種及隔離的相關(guān)概念隔離是物種形成的必要條件1.地理隔離不同群體間的個體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。2.4.1.2隔離概念及類型概念：類型：由于地理阻隔而不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象。2.4.1物種及隔離的相關(guān)概念隔離是物種形成的必要條件

物種及隔離的相關(guān)概念2.生殖隔離無法交配或交配后不能產(chǎn)生可育后代的現(xiàn)象。類型：2.4.1.2

隔離概念及類型1.地理隔離由于地理阻隔而不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象。隔離是物種形成的必要條件2.4.2隔離及其在物種形成中的作用這些地雀的祖先都來自南美大陸的同一種地雀，什么原因?qū)е旅總€島上的地雀種類不同呢？1、南美洲大陸的一種地雀來到加拉帕戈斯群島后，在不同島嶼上形成不同種群，在自然狀態(tài)下，這些不同種群之間能進行基因交流嗎？為什么？2、不同島嶼上的地雀種群，產(chǎn)生突變的情況一樣嗎？為什么？3、對不同島嶼上的地雀種群來說，環(huán)境的作用有沒有差別？這對種群基因頻率的變化會產(chǎn)生什么影響？4、研究表明，后來即使將不同島嶼上的地雀種群混合飼養(yǎng)，它們之間也不能繁殖，為什么？隔離是物種形成的必要條件2.4.2隔離及其在物種形成中的作用這些地雀的祖先都來自南美大陸的同一種地雀，什么原因?qū)е旅總€島上的地雀種類不同呢？地雀祖先甲島地雀乙島地雀丙島地雀丁島地雀……甲島地雀1乙島地雀2丙島地雀3丁島地雀4……地理隔離不同不同有差異生殖隔離不同物種阻斷基因交流基因頻率向不同方向發(fā)生改變久而久之形成明顯差異突變和基因重組

自然選擇

種群基因庫改變出現(xiàn)隔離是物種形成的必要條件。漸變式隔離是物種形成的必要條件驟變式隔離及其在物種形成中的作用隔離是物種形成的必要條件通過地雀的形成過程，說明物種形成需要以下環(huán)節(jié)：①_____________________為生物的進化提供原材料。②_____________________決定生物進化的方向。③_____________________是物種形成的必要條件。④_____________________的出現(xiàn)意味著新物種的產(chǎn)生。突變和基因重組自然選擇隔離生殖隔離

隔離及其在物種形成中的作用(1)從根本上講，沒有突變，就沒有生物的進化(

)(2)突變具有低頻性，不能為生物進化提供原材料(

)(3)有害突變不能成為生物進化的原材料(

)(4)所有變異都不能決定生物進化的方向，但都能提供進化的原材料(

)(5)自然選擇決定生物變異和進化的方向(

)(6)生物進化的實質(zhì)是種群基因型頻率的改變(

)(7)只要能夠交配便是同一物種(

)√××××××當堂檢測

第三部分生物進化理論發(fā)展的意義(1)日本科學家________提出“中性突變”進化理論，簡稱“中性學說”。(2)內(nèi)容：生物進化的主導因素不是_________，而是_________的隨機固定。

在進化過程中，核酸、蛋白質(zhì)等分子的_____________會發(fā)生一定的置換，通常用它們的_______來計算相應分子的進化速率。木村資生自然選擇中性突變堿基、氨基酸置換率中性中性物種自然選擇表型3.1分子進化的中性學說