5.2 适应是自然选择的结果 课时1 课件（共25张PPT） 2023-2024学年高一生物浙教版（2019）必修2

(共25张PPT)
适应是自然选择的结果
第一课时
第2节
浙科版 必修2
1.能举例说明种群内普遍存在着变异
2.能阐述自然选择和生物进化的关系，举例说明自然选择导致适应
南 美 洲 地 雀
1831年，达尔文乘“贝格尔”号巡航舰进行环球考察时，在加拉帕格斯群岛上，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？
达尔文的自然选择学说
过度繁殖+有限的生活条件
生存斗争+变异
适者生存+有利性状遗传
生物新类型出现
局限性：
①对于遗传和变异的本质，不能做出科学的解释。
②对生物进化的解释局限于个体水平。
③强调渐变，不能很好地解释物种大爆发等现象。
达尔文以后进化理论的发展：
性状水平
深入到
基因（分子）水平
以生物个体为单位
以种群为基本单位
发展到
形成以自然选择学说为基础的现代生物进化理论。
认识到了遗传和变异的本质
怎样的一群个体可以称为种群呢？
实际上，在自然界中，每个物种总是分成一个个或大或小的群体，这些群体就是不同的种群
一个生物的“种”或“物种”与种群又有什么区别呢？
生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群
种群内普遍存在着变异
1、以下描述是种群吗？
一片草地上的全部蛇。
我国长江流域的全部白暨豚。
海南岛上四季常有的红树林。
此时此刻我们所在教室内的全部学生和老师。
2、一个种群中的个体是机械地集合在一起吗？
一个种群中的个体是能自由交配、繁殖的，因此种群是生物繁殖的基本单位
思考
思考：生物自发突变的频率很低，且大多数突变对生物体是有害的，它为何还能作为生物进化的原材料呢？
例: 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
这样，每一代就会产生大量的突变。
此外，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。
2.基因重组的特点：
种群基因重组的结果：产生新的基因型、产生更多可遗传变异。
例如：人有23对染色体，所含基因在35000对左右。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，一对等位基因，可能形成3（31）种不同的基因型：AA Aa aa. 两对等位基因（A和a、B和b），可以形成9种不同的基因型：A-B-、A-bb、aaB-和aabb。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，出来同卵孪生兄弟（姐妹）外，每个个体在遗传上都是独特的、有差异的。
优势性状的个体在特定环境中具有生存和繁殖的优势
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
19世纪，桦尺蠖种群中黑色（S）频率为5%，浅色（s）频率为95%
20世纪中叶，桦尺蠖种群中黑色（S）频率为95%，浅色（s）频率为5%
自然选择导致生物更好地适应特定的生存条件
突变和基因重组为生物进化提供了原材料，自然选择可以使种群基因频率发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。
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。
1.基因库？
一个种群中全部个体所含有的全部基因叫这个种群的基因库
在一个种群基因库中，某基因占全部等位基因数的比率叫做基因频率
什么是基因频率？
2. 基因频率
A%=
a%=
2×aa＋Aa
2(AA＋Aa＋aa)
×100%
×100%
2×AA＋Aa
2(AA＋Aa＋aa)
4.基因频率的计算
某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, 褐色翅的基因位a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占30%、60%、10%、那么A、a的基因频率是多少？
在一个种群中，某基因型个体占全部个体的比率。
3. 基因型频率：
某种基因的基因频率=
某种基因的纯合子频率+1/2杂合子频率
1、假设上述昆虫种群非常大，所有的雌、雄个体间都能自由交配并产生后代，没有迁入和迁出，自然选择对翅色这一相对性状没有作用，基因A和a都不产生突变，根据孟德尔的分离定律计算：
(1)该种群产生的A配子和a配子的比率是多少？
(2)子代基因型的频率各是多少？
(3)子代种群的基因频率各是多少？
(4)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？
用数学方法讨论基因频率的变化
新代基因型的频率 AA(30%) Aa(60%) aa(10%)
配子的比率 A( ) A( ) a( ) a( )
子代基因型频率 AA( ) Aa( ) aa( )
子代基因频率 A ( ) a( )
30%
30%
30%
10%
36%
48%
16%
60%
40%
2、上述计算结果是建立在五个假设条件基础上的。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？
亲代 子一代 子二代 子三代
基因型频率 AA 30%
Aa 60%
aa 10%
基因频率 A 60%
a 40%
36%
48%
16%
60%
40%
36%
16%
48%
60%
60%
40%
40%
48%
16%
36%
（2）分析各代基因频率与基因型频率相同吗？
遗传平衡定律（哈代-温伯格定律）
如果一个种群符合下列条件：
种群是极大的；
种群个体间的交配是随机的，也就是说种群中每一个个体与种群中其他个体的交配机会是相等的；
没有突变产生
种群之间不存在个体的迁移或基因交流
没有自然选择；
那么，这个种群的基因频率（包括基因型）就可以一代代稳定不变，保持平衡。（遗传平衡的种群是理想的种群）。如果用p代表Y基因的基因频率，q代表基因y的频率，那么
（p+q）2=p2+2pq+q2=1；
p+q=1；YY=p2；Yy=2pq；yy=q2；
（3）上述计算结果是在满足五个假设条件的基础上计算的，对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？特别是如果第⑤点假设成立这与前面我们所学的基因突变的哪个特点相违背？
普遍存在
随机发生
突变频率很低
多数对生物体是有害的
不定向的
基因突变可产生新基因(等位基因)，基因突变是可遗传变异的根本来源；是基因频率改变的基础。
遗传平衡所指的种群是理想种群，在自然条件下，这样的种群是不存在的。所以种群基因频率迟早要发生变化，所以种群的进化是必然的。
实例：抗青霉素细菌的产生
野生型金黄色葡萄球菌对青霉素是敏感的，将它接种到青霉素浓度为0.1单位/cm3的培养基里，绝大多数细菌死亡，但有个别细菌能存活下来，并能进行繁殖。据研究，能过存活的葡萄球菌是一种突变型，具有抗青霉素的突变基因。在让这种突变细菌生活在青霉素浓度为0.2单位/cm3 的培养基里，同样绝大多数个体死亡，只有个别细菌存活下来。逐渐提高培养基中青霉素的含量，可以得到一个能生长在青霉素浓度为250单位/cm3 的培养基里的品系。经过分析，这个品系是若干个突变累加在一起的产物。
这种现象说明了什么？
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
结论：自然选择决定生物进化的方向
自然选择对种群基因频率的影响
（四）隔离导致物种的形成
什么叫隔离？隔离分类？
东北虎
华南虎
两个不同虎亚种
生殖隔离
注：不同种群之间一旦产生殖隔离，就不会有基因交流了。
地理隔离
（马和驴杂交产骡）
地理隔离
突变、基因重组、自然选择
生殖隔离
新物种
物种的形成：
加拉帕戈斯群岛一的几种地雀
南 美 洲 地 雀
因地理隔离导致生殖隔离比较常见
新物种形成的标志：
生殖隔离
现代生物进化理论综述：
1、种群是生物进化的基本单位。
生物进化的实质在于种群基因频率的改变
突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成的三个环节
2、突变和基因重组为进化提供原材料
3、自然选择决定进化的方向
4、隔离导致物种的形成