5.2 适应是自然选择的结果 课件（共33张PPT）

(共33张PPT)
第五章 生物的进化
第二节 适应是自然选择的结果
一、现代生物进化理论
资料：生物进化与物种形成的基本过程
基因突变
产生
新的等位基因
基因重组
多种多样的基因型
种群中出现大量可遗传变异
自然选择
适应环境的有利变异
不适应环境的不利变异
积累
种群中某种基因型的个体被保留
种群基因频率发生定向改变
种群基因库出现差异
染色体畸变
导致
积累
不同的新品种
产生生殖隔离
新物种
包括
适者生存
不适者淘汰
导致
导致
形成
差异变大
形成
打破种的界限
积累
导致
1、种群内普遍存在着变异
①基因突变、基因重组、染色体畸变，即可遗传变异为生物的进化提供原材料
生物的变异是不定向的、随机的
②、种群内存在巨大的变异性
一个物种可能平均有30%左右的基因座位上有不同的等位基因；
一个个体平均又有10%的基因座位是杂合的，即有不同的等位基因；
一个种群中往往有成千上万的基因座位中有两个或两个以上不同的等位基因。这些等
位基因通过有性生殖可以形成数量巨大的基因型。
基因座位：是指一个特定的基因在染色体上的位置。
种群
物种
个体
2、种群是生物进化的基本单位
种群：是指生活在一定自然区域的同种生物的全部个体。
例如：一片森林中的全部山毛榉、一个池塘中全部的鲫鱼
一个种群由不同年龄、不同性别的个体组成，彼此可以相互交配进行生殖。
3、自然选择导致生物更好地适应特定的生存条件
适应：是生物特有的一种现象，是指生命的结构及功能、行为、生活方式使该生物适合在一定环境条件下生存和延续。
同种生物存在着众多变异个体
人们挑选
保留合乎人们要求的变异个体，淘汰其它个体
微小变异积累成显著变异，培育出符合人们要求的新品种
选择是生物进化的一个重要的动力和机制
连续数代选择
①人工选择：人们根据自己的意愿选择符合人们需求的个体。
②自然选择：环境条件以某种方式选择有利于在特定环境中存活和繁殖的个体。
同种生物存在着众多变异个体
自然选择
保留有利于在特定环境中生存和繁殖的变异
个体，淘汰其它变异个体
微小变异积累成显著变异，培育出新品种、新物种
世世代代选择
在自然种群中，只要个体之间的变异使具有不同性状的个体之间在存活率和繁殖率上出现了差异，自然选择就发生作用。
自然选择不仅淘汰不利变异，而且能使有利变异积累起来。
自然选择是定向的，其方向取决于环境。所以生物的进化也是定向的。
同种生物存在着众多变异个体
自然选择
保留有利于在特定环境中生存和繁殖的变异
个体，淘汰其它变异个体
微小变异积累成显著变异，培育出新品种、新物种
世世代代选择
表现型
基因型
适应性进化是自然选择所造成的。
达尔文通过观察人工选择推测在自然界中应该存在类似与人工选择的过程即自然选择。
改变
4、基因频率的改变是生物进化的实质和标志
①、基因频率：某一等位基因的数目占这个基因可能出现的所有等位基因总数的比例。
常染色体上基因频率的计算
A基因频率的计算
a基因频率的计算
一对等位基因的基因频率之和等于1
典例1：在调查某小麦种群时发现T（抗锈病）对t（易感染）为显性，在自然情况下该小麦种群可以自由传粉，据统计TT为20%，Tt为60%，tt为20%，该小麦种群突然大面积感染锈病，致使全部的易感染小麦在开花之前全部死亡．计算该小麦在感染锈病之前与感染锈病之后基因T的频率分别是多少？（　　）
A．50%和50% B．50%和62.5%
C．62.5%和50% D．50%和100%
X染色体上基因频率的计算
XA%+Xa%=1
典例2：在调查某校学生（男生500人、女生400人）某伴X隐性遗传病的情况时发现：女生红绿色盲患者为20人，正常人中携带者所占比例为5%；男生正常人：红绿色盲患者=9:1。则该校学生群体中正常基因XA和致病基因Xa的基因频率分别是多少？
②、进化的实质：种群基因频率的变化
环境改变
自然选择
灰色基因频率高，黑色基因频率低
灰色基因频率降低，黑色基因频率升高
自然选择使种群的基因频率定向改变、决定生物进化的方向、是一种适应性的进化。只要种群基因频率发生了改变，生物一定发生了进化。
典例3：某种群的个体共有三种AA、Aa、aa基因型，且所占比例分别为30%、60%、10%。随时间的推移和环境条件的改变，若干年后该种群中AA、Aa、aa三种基因型的比例变为36%、48%、16%。则若干年后该种群是否发生了进化？
③、基因型频率：种群中，每种基因型个体数占种群中全部个体数的比例。
AA%+Aa%+aa%=1
典例4、某一个较大的种群中，只有AA和Aa两种基因型的个体且比值为1:2。种群中雌雄个体随机交配得F1。试求①该种群中的基因频率和基因型频率②F1中的基因频率和基因型频率。
常染色体上某基因的频率：
一个种群中基因型频率发生改变，基因频率不一定发生改变，种群不一定发生进化。
一个种群的基因频率发生改变，基因型频率一定发生改变，种群一定发生进化。
④、改变基因频率的因素：
突变、基因迁移、遗传漂变、非随机交配、自然选择
突变
假设基因A突变为基因a，就会使A基因频率变小，基因a频率增大。研究表明大多数基因突变是有害的，突变基因不会在种群中扩展而会被删除。但也有少数突变基因是有利的，则可能被保留和扩增，从而引起基因库发生较大的变化。
种群的基因库：一个生物种群的全部等位的总和称为一个基因库。
基因迁移
随着某些个体单向的迁出或迁入，种群将会获得或丢失一些等位基因，于是种群的基因频率发生一些变动。种群之间的双向迁移，即种群间互有迁出和迁入，会引起种群间遗传差异的减少，种群内变异量增大。
遗传漂变
在一个比较小的种群中，一起偶然的事件往往可以引起种群基因频率发生较大的变化。
假定在一个只有10个个体的种群里，等位基因a的频率为5%，在这个种群中，只有一
个个体携带一个基因a。由于某种偶然的原因，携带基因a的个体死亡，或者没有获得交配的机会，基因a将在下一世代的种群中消失，它的基因频率就变成零。在一个大的种群中，基因a的频率也为5%，一个携带基因a的个体的死亡，不会使基因a的频率发生如此大的变化。
非随机交配
种群内雌、雄个体相互交配往往不是随机的，或者说，种群中所有雄性个体和所有的雌性个体交配的机会并不是相等的。
些隐性性状往往对个体存活和生殖能力是不利的，这就会进一步影响下一代种群基因库的基因频率和基因型频率。
自然选择
在种群中，个体之间普遍存在着可遗传的变异。假如，在一定条件下，不同基因型控制的表现型对个体的生存和生殖有着不同的影响和作用（有利的或不利的），那么，某些基因型将比其他基因型有更多个体能存活到性成熟，并成功地进行繁殖。因此，它们将留下相对多的后代，为下一代的基因库贡献更多的基因，从而使基因库的基因频率和基因型频率发生变化。
⑤、遗传平衡
条件：足够大的种群、随机交配、无迁移、无突变、无选择
结果：基因频率和基因型频率不发生改变
哈迪—温伯格定律（平衡公式）
A%=p a%=q
典例5：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，雌雄个体随机交配，则该种群中出现AA、Aa、aa概率是多少？
典例6.已知白化病据调查该病的发病率大约为1/10000，请问人群中该病致病基因的频率以及携带此隐性基因的杂合子的基因型频率？
aa=1/10000，则a基因的基因频率为1/100
A+a=1，则A基因的基因频率为99/100
AA基因型的频率为99x99/10000
Aa基因型的频率为2x99x1/10000
aa基因型的频率为1x1/10000
典例7：甲病和乙病均为单基因遗传病，某家族遗传家系图如下，其中Ⅱ4不携带甲病的致病基因。下列叙述错误的是（　　）
A．甲病为X染色体隐性遗传病，乙病为常染色体隐性遗传病
B．若乙病在人群中发病率为1%，则Ⅲ2与Ⅲ3生育一个患病女儿的概率为1/66
C．若Ⅲ3为乙病基因携带者，则其与Ⅲ2所生子女为乙病基因携带者的概率是1/2
D．若Ⅱ3与Ⅱ4再生1个患甲病的特纳氏综合征女孩，其染色体异常是由Ⅱ3造成的
D
5、生物进化的结果：产生适应性、产生新品种、并最终产生新物种
生物发生进化但并不一定会形成新的物种；
形成了新物种一定是生物进化的结果。
现
代
生
物
进
化
理
论
进化的前提或原材料：可遗传变异（基因突变、基因重组、染色体畸变）
进化动力和机制：选择（自然选择）
进化的基本单位：种群
进化本质与标志：种群基因频率的改变
进化的方向：定向的，由选择决定生物进化的方向
进化的结果：产生适应性、产生新品种、并最终产生新物种
【巩固1】某昆虫产生抗药性的机理如下图所示。下列相关叙述正确的是（ ）
A．杀虫剂导致pen基因发生突变
B．杀虫剂选择过程属于人工选择
C．杀虫剂与靶位点结合形成抗药靶位点
D．pen基因突变后细胞膜对杀虫剂的通透性下降
D
【巩固2】进化论认为由于自然选择等因素的作用，种群可以发生变化。下列叙述正确的是 （ ）
A．只有自然选择才能使种群的基因频率发生定向改变
B．生物受环境影响而产生的变异都不会成为生物进化的前提
C．当环境不再发生改变，种群的基因频率也可以发生变化
D．生物进化的实质是环境导致生物种群内发生了变异并与环境相适应
【巩固3】下列关于进化的叙述，正确的是（ ）
A．种群基因型频率改变，不一定进化
B．自然选择直接对个体基因型起作用
C．同地物种形成是一个渐进式的过程
D．染色体畸变是真核生物种群个体间生存和繁殖能力存在差别的主要原因
C
A
三、物种的形成
二、物种的形成
1、隔离
①、地理障碍（地理隔离）：同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象
②、生殖隔离：不同物种之间雌雄个体之间不能交配或即使交配成功，也不能够产生可育的后代的现象。
地理隔离导致形成不同的种群
马、驴杂交产生不可育的后代——骡
2、物种形成
①、同地物种的形成
二倍体
秋水仙素
减数分裂失败，代之一次有丝分裂
生殖隔离
四倍体
物种形成的关键
新物种
二倍体配子
产生
自花授粉
与二倍体杂交产生三倍体子代
特点：不经过地理隔离，时间短，骤变过程。
同地的物种形成是在一次有性生殖过程中形成的。
②、异地物种的形成
地理隔离
基因
频率
生殖隔离
隔离是物种形成的必要条件，生殖隔离是物种形成的必要条件。也是物种形成的标志。
自然
有突变和重组产生变异
特点：经过地理隔离和生殖隔离，时间长，形成能够适应新环境的新物种，是一个渐变过程。
进化过程中物种形成的基本过程：
物种形成的三要素：可遗传变异、自然选择、隔离。
【巩固4】某地山鼠种群部分个体迁移到新区域后建立了一个新的小种群，几百万年后两种群的基因库发生了巨大差异，两种群个体之间产生了生殖隔离。下列叙述错误的是（　）
A．由于某些个体迁出，可能导致原地域种群基因频率发生改变
B．几百万年后的两种群个体间必定不能相互交配并产生后代
C．两种群中发生的自然选择所保留和淘汰的基因型不完全相同
D．遗传漂变对新形成的小种群基因频率影响更大
B
【巩固5】下图表示某类植物的进化过程：物种A，先是分化为 A1、A2、A3，后又分别进化成为B、C、D三个物种。对此叙述不正确的是 （ ）
A．据图推测A1、A2、A3 可能存在地理隔离
B．B与C存在生殖隔离，但有可能相互杂交产生后代
C．A2中一部分个体迁入A3 群体，两者间可以进行基因交流
D．若 A1、A2、A3的生存环境相似，则发生的基因突变也相似
D