5.2 适应是自然选择的结果(共40张PPT) 高中生物 浙科版 必修二

(共40张PPT)
第2节 适应是自然选择的结果
◎必修2 第5章 生物的进化
关于适应是如何形成的，多种多样的物种是如何起源的，达尔文的自然选择学说做出了科学的解释。
种群是生物进化的基本单位；自然选择导致种群基因频率的定向改变。
理解概念
发展素养
认同人类同其他物种一样，也是进化的产物，与其他物种有着或近或远的亲缘关系，而不是天生具有凌驾于其他物种之上的超然地位。
01
问题探讨
02
自然选择导致适应的形成
03
种群的基因频率和基因型频率
04
影响种群基因频率的因素
05
课堂小结
06
课堂检测
目
录
1831年，达尔文乘“贝格尔”号巡航舰进行环球考察时，在加拉帕戈斯群岛上，观察到那里有许多特有的生物。认为群岛上这些特有的生物都是从南美大陆迁徙而来的，但是后来经过了变异，适应了所在岛屿的食物和生活环境，随着时间的推移，经过若干世代，一个生物种群的适应性是如何形成的呢？
问题探讨
一、自然选择导致适应的形成
生活在一定自然区域的同种生物地全部个体。
一个种群，就是一个繁殖单位。
一个种群由不同年龄、不同性别的个体组成，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。
一、自然选择导致适应的形成
1
种群
以下描述是种群吗？
1.一片草地上的全部蛇。
2.一个池塘中的全部鲤鱼。
3.一片草地上的全部植物。
4.一片草地上的成年梅花鹿。
√
×
×
×
一、自然选择导致适应的形成
(1)在种群的不同个体之间普遍存在着变异,这些变异至少一部分是可以遗传的。达尔文将个体间存在可遗传的变异视为自然选择的前提,形成适应的前提。例如果蝇的各种变异。
红眼 白眼
一、自然选择导致适应的形成
2
种群内普遍存在着变异
(2)生物通过突变产生新的基因,通过基因重组产生形形色色的基因型。每种生物的每个个体平均约有10%的基因是杂合的。一个物种可能平均有30%左右有不同的等位基因。这些等位基因通过有性生殖可以形成数量巨大的基因型。
①一对等位基因，可能形成3（31）种不同的基因型：AA Aa aa；
②两对等位基因（A和a、B和b），可以形成9种不同的基因型：
AABB、AABb、AAbb、AaBB、AaBb、Aabb、aaBB、aaBb和aabb；
③总的公式是：3n。n是具有等位基因的对数。如果n是100，就可以产生3100 种基因型。
由此可知，种群内普遍存在变异，在有性生殖生物的种群中，除了同卵孪生兄弟（姐妹）外，每个个体在遗传上都是独特的、有差异的。
一、自然选择导致适应的形成
2
种群内普遍存在着变异
达尔文自然选择学说：
过度繁殖→生存斗争→遗传变异→适者生存
一、自然选择导致适应的形成
3
优势性状的个体在特定环境中具有生存和繁殖的优势
具有优势性状的个体，它们更容易获得食物和空间，获得更多的生存和繁殖的机会。例如：在青草缺乏的环境下，长颈鹿种群中头和颈比较长的个体更容易获得高处的树叶，从而生存下来并繁衍后代。
一、自然选择导致适应的形成
3
优势性状的个体在特定环境中具有生存和繁殖的优势
在经常刮海风的海岛上，翅膀不强壮的昆虫容易被刮到海里淹死，失去了生存和繁衍的机会。
一、自然选择导致适应的形成
3
优势性状的个体在特定环境中具有生存和繁殖的优势
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。
1.普遍性；2.相对性
拟态
警戒色
保护色
一、自然选择导致适应的形成
概念：
特点：
4
适应
培育出新品种
挑选合乎要求的变异个体，淘汰其他
人们根据自己需要
数代选择
所需变异被保存
生物普遍存在变异
人工选择
人工选择培育出的新品种
一、自然选择导致适应的形成
5
人工选择与自然选择
适者生存，不适者淘汰
进化，新物种产生
生物普遍存在变异
影响存活与繁殖
生存斗争
所需变异被保存
数代选择
自然选择
一、自然选择导致适应的形成
5
人工选择与自然选择
自然选择 人工选择
选择对象
选择次数
结果
有利生存、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
变异是不定向的，选择是定向的。
一、自然选择导致适应的形成
5
人工选择与自然选择
19世纪英国工业革命之前
20世纪英国工业革命之后
灰色桦尺蠖占优势
黑色桦尺蠖占优势
随着工业革命的进行，工业污染使得桦尺蠖种群中，黑色蛾逐渐取代了灰色蛾。这是一种适应性进化，这种进化性变化是自然选择所造成的。
一、自然选择导致适应的形成
6
自然选择的实例
二、种群的基因频率和基因型频率
一个生物种群中全部个体所含有的全部基因，叫作这个种群的基因库。
基因库的大小，或者说它的丰富度由什么决定呢？
二、种群的基因频率和基因型频率
1
基因库
在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值。
基因频率＝
该基因的总数
该等位基因的总数
×100%
假设一个豌豆种群全部由白花豌豆组成，花色等位基因的基因库中只有白花基因，其频率即为100%，紫花基因的频率为0。如果种群完全由杂合的紫花豌豆组成，则紫花基因和白花基因的频率均为50%。
二、种群的基因频率和基因型频率
2
基因频率
任何一个生物种群都是由它所包含的各种不同比例的基因型的个体所组成，每种基因型个体占种群总个体数的比例。
基因型频率＝
特定基因型个体数
该种群个体总数
×100%
二、种群的基因频率和基因型频率
3
基因型频率
例：假设一个种群中有一对等位基因A和a，基因A的频率为p，基因a的频率为q，则p+q=1。
由这对等位基因构成的基因型有3种，即AA、Aa、aa，其个体数目分别为d、h、r,那么，由这些基因型构成的种群总个体数目N=d+h+r
D（AA）=
d
N
H（Aa）=
h
N
R（aa）=
r
N
二、种群的基因频率和基因型频率
A的基因频率p=
2d + h
2N
=
D+1/2H
a的基因频率q=
2r + h
2N
=
R+1/2H
二、种群的基因频率和基因型频率
例：假设一个种群中有一对等位基因A和a，基因A的频率为p，基因a的频率为q，则p+q=1。
由这对等位基因构成的基因型有3种，即AA、Aa、aa，其个体数目分别为d、h、r,那么，由这些基因型构成的种群总个体数目N=d+h+r
假设一个种群保证下列五个条件：
①该种群非常大；
②所有的雌雄个体都能自由交配；
③没有迁入和迁出；
④自然选择对不同表现型的个体没有作用；
⑤每对基因不发生突变，并且携带每对基因的染色体不发生变异。
二、种群的基因频率和基因型频率
P基因型频率 AA_____ Aa________ aa______
配子的比率 A______ A ____ a ____ a_______
F基因型频率 AA_____ Aa_________ aa______
F 基因频率 A _________ a ________
0.3
0.1
0.3
0.3
0.3
0.1
0.36
0.48
0.16
0.6
0.4
0.6
如果一个种群保证上述五个条件，这个种群的基因频率就可以一代代稳定不变，保持平衡。这就是遗传平衡定律，也称哈迪—温伯格定律。
二、种群的基因频率和基因型频率
结论
三、影响种群基因频率的因素
许多因素能够打破平衡使种群基因频率发生变动。
三、影响种群基因频率的因素
1.突变
2.基因迁移
3.遗传漂变
4.非随机交配
5.自然选择
三、影响种群基因频率的因素
1.突变
研究证明，大多数突变是有害的，突变基因不会在种群中扩增而会被删除。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。
三、影响种群基因频率的因素
2.基因迁移
随着某些个体单向地迁入或迁出，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，即种群间互有迁入和迁出，会引起种群间遗传差异的减少，种群内变异量增大。
三、影响种群基因频率的因素
3.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。而在一个大的种群中，不会使基因频率发生很大的变化。
三、影响种群基因频率的因素
4.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雌性个体交配的机会并不是相等的，进一步会影响下一代种群基因库的基因频率和基因型频率。
三、影响种群基因频率的因素
5.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型对个体的存活和繁殖有着不同的影响和作用，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，从而使基因库的基因频率和基因型频率发生变化。
课堂小结
自然选择导致适应的形成
种群的基因频率和基因型频率
种群
种群内普遍存在着变异
优势性状的个体在特定环境中具有生存和繁殖的优势
适应
人工选择与自然选择
自然选择的实例
基因库
基因频率
基因型频率
哈迪—温伯格定律
影响种群基因频率的因素
突变、基因迁移、遗传漂变、非随机交配、自然选择
课堂小结
课堂检测
1.关于自然选择,以下说法正确的是(　　)
A.自然选择的直接对象是具有不同基因型的个体
B.自然选择是生物进化的唯一因素
C.自然选择导致生物的不定向变异积累成定向变异
D.自然选择作用于存活率和繁殖率有差异的个体
D
解析:若变异性状影响个体的存活和繁殖,自然选择就发生作用,D项正确。
课堂检测
2.下列关于生物进化及某些概念的叙述,正确的是(　　)
A.所有含等位基因的个体构成了该种群的基因库
B.同一物种的不同种群的个体间通常可相互交配
C.易位会导致基因座位的改变
D.某豌豆种群中,亲代基因型AA、aa各占40%、20%,则在自然条件下,F1中aa的基因型频率为16%
C
解析:一个生物种群的全部等位基因的总和称为基因库,A项错误;同一物种的不同种群的个体由于环境等因素,通常不可以相互交配,B项错误;易位会导致基因座位的改变,C项正确;由题意知,AA=40%,aa=20%,则Aa=1-40%-20%=40%,F1中aa的基因型频率是:aa=20%+40%×1/4=30%,D项错误。
课堂检测
3.变异、选择和隔离是新物种形成中的重要环节,下列叙述错误的是(　　)
A.新物种的形成不一定要经过长期的地理隔离
B.物种形成过程中种群的基因库通常不发生变化
C.新种群形成时可能会发生遗传漂变
D.新形成的物种通常对环境较适应
B
解析:有些新物种形成可以不经过地理隔离而直接产生生殖隔离,如用秋水仙素处理植株的分生组织,形成多倍体,A项正确;物种形成过程中种群的基因库通常发生改变,B项错误;一般情况下,种群的生物个体的数量越少,种群中基因就越容易发生遗传漂变,新种群形成时可能会发生遗传漂变,C项正确;新物种的形成说明生物适应新环境,意味着生物能够以新的方式利用环境条件,D项正确。
课堂检测
下列叙述正确的是(　　)
A.由图可知自然选择不是进化的唯一因素
B.与非工业区相比,工业区1桦尺蠖杂合子频率低
C.在工业区黑色桦尺蠖的表型频率增加属于适应性进化
D.若工业区灰色等位基因频率逐代下降为零,则说明形成了新物种
4.桦尺蠖的体色黑色(D)对灰色(d)为显性,体色与环境接近更能逃避鸟类的捕食。调查不同区域桦尺蠖的黑色的表型频率,并计算基因频率,结果如下图所示。
C
课堂检测
感谢观看