高中生物 5.2进化性变化是怎样发生的(一)课件 浙科版必修2.ppt

第二节进化性变化是怎样发生的(一),1举例说明自然选择是生物进化的动力。(重点)2通过计算说明种群基因频率的平衡。(难点)3举例说出不同的物种形成方式的不同。4.简述影响基因频率变化的因素。,一、选择是进化的动力1.进化性变化的前提条件同一物种个体之间存在_的变异。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_。过程：把不合乎要求的个体_，不让其_。,可遗传,自己的需要,保留后代,淘汰掉,传留后代,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_，从而培育出符合要求的_。(2)自然选择：概念：_以某种方式选择用以_的过程。原因：a.自然界中的生物个体之间普遍存在_。,保存下来,积累,显著变异,新品种,存活和繁殖,繁殖后代,变异,环境条件,适应环境,结果：经过长期的选择，_被保存下来，产生出新的_。3.达尔文认为进化的一个重要动力和机制是_,有利变异,类型或物种,自然选择,【思考】人工选择和自然选择的目的和标准是否相同？将人工选择的生物放到自然环境中能否很好的生存？提示：选择标准不同，人工选择的标准是人的需求，符合人的需求的个体得以保留，否则被淘汰。而自然选择中决定生物是否保留的标准是看生物是否能适应特定的环境，不适应环境的个体被淘汰。因此人工选择的生物进入到自然环境中不一定能很好的生存。,二、种群的变异性及基因频率的平衡和变化1.基本概念,基因型,总个体数,染色体上,全部等位基因,等位基因,所有等位基因总数,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)关系：基因型频率由_决定。_基因迁移3.影响遗传平衡的因素_非随机交配_,随机交配,迁移、突变、选择,不发生,变化,基因频率,突变,遗传漂变,自然选择,【思考】种群的基因型频率发生改变，种群的基因频率发生改变吗？提示：不一定，如杂合子自交后代出现纯合子，基因型频率发生了改变，但是基因频率并没有改变。,一、自然选择的对象、手段和结果1.选择的对象表面上看，自然选择是对一个个不同个体的选择，实质上是对个体所包含的变异进行选择。从分子水平上看，自然选择实质上是对变异所对应的基因的选择，从而导致种群基因频率的改变。2.选择的因素对生物的变异起选择作用的是个体所处的自然环境。其中包括非生物因素，也包括生物因素。,3.选择的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.选择的结果适者生存。自然选择只选择与环境相适应的变异类型，不适应的变异类型会被淘汰，因此说自然选择决定生物的进化方向。,【警示钟】不利变异并不会完全消失自然选择只能改变种群的基因频率，使种群中有利变异基因的频率不断增大，不利变异基因频率不断减小，但是不能全部消除不利基因，不利基因仍然可以在杂合子体内存在。,【典例训练1】利用生物进化理论解释病菌抗药性不断增强的原因是()a使用抗菌素的剂量不断加大，病菌向抗药能力增强的方向变异b抗菌素对病菌进行人工选择，生存下来的病菌都是抗药能力强的c抗菌素对病菌进行自然选择，生存下来的病菌都是抗药能力强的d病菌中原来是没有抗药性强的个体，在使用抗菌素的过程中产生了抗药性强的个体,【思路点拨】解答本题有两个关键点：一是区分人工选择和自然选择；二是明确变异是自然发生的，并不是由于药物的作用，抗菌药只起到选择作用。,【解析】选c。根据达尔文的进化理论，生物的变异是不定向的，而自然选择是定向的。病菌中有少量个体由于基因突变等原因，本身就存在能够抵抗抗菌素的可遗传变异，当人们使用抗菌素后，抗菌素对病菌起到一个选择作用(应注意的是，这种选择不能称为人工选择，人工选择是人为的、有目的的向着对人类有利的方向进行的选择)，绝大多数没有抗药性的个体死亡，少数产生了抗药性的个体生存下来，并将抗药性这一性状遗传给了后代。这样经过多次用药后，病菌的抗药性越来越强。,【互动探究】病菌中的抗药性状的出现，对于病菌来说是有利变异还是不利变异？提示：变异的利与弊要看环境条件，对于使用抗菌素的环境条件来说，抗药性变异就是有利变异，对于没有抗菌素的环境来说，抗药性就显示不出其有利性。,二、遗传平衡定律(hardy-weinberg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.条件(1)没有突变发生；(2)没有基因迁移；(3)没有遗传漂变；(4)种群中个体间的交配是随机的；(5)没有自然选择。,3.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。在自然条件下，同时满足上述条件的种群是不存在的。这也从反面说明了自然界中种群的基因频率迟早要发生变化，即种群的进化是必然的。,【方法台】基因频率和基因型频率的计算方法(1)根据某代的基因型频率计算本代的基因频率：如果aa=x、aa=y、aa=z，那么计算基因频率的方法如下：根据基因频率的概念计算：a=(2x+y)/2(x+y+z)，a=(y+2z)/2(x+y+z)。根据产生的配子的概率计算：a=x+y/2，a=y/2+z。(2)根据某代的基因频率计算下一代的基因型频率：如果a=p，a=q，那么随机交配得到的后代中aa=p2、aa=2pq、aa=q2。,【典例训练2】某动物种群中aa、aa和aa的基因型频率分别为0.3、0.4和0.3，请回答：(1)该种群中a基因的频率为_。(2)如果该种群满足四个基本条件，即种群_、不发生_、不发生_、没有迁入迁出，且种群中个体间随机交配，则理论上该种群的子一代中aa的基因型频率为_；如果该种群的子一代再随机交配，其后代中aa的基因型频率_(会、不会)发生改变。,(3)假定该动物种群满足上述四个基本条件，但不发生随机交配，只在相同基因型之间进行交配，则理论上该种群的子一代中aa、aa和aa的基因型频率分别为_、_和_；如果子一代也同样只发生相同基因型之间的交配，其后代中aa、aa和aa的基因型频率_(会、不会)发生改变。【思路点拨】解答本题的关键点：三种基因型的个体自交时所携带的比例：0.3aaaa0.3aa,0.4aaaa0.1aa、0.2aa、0.1aa，0.3aaaa0.3aa。,【解析】(1)aa=0.3、aa=0.4、aa=0.3，所以a=0.41/2+0.3=0.5；(2)由a=0.5，可以计算出后代中aa的基因型频率是(0.5)2=0.25，且该基因型的频率不会发生改变，但是该结论的前提条件是种群足够大、不发生基因突变、不发生选择、没有迁入迁出，且种群中个体间随机交配；(3)aa=0.3、aa=0.4、aa=0.3，题中叙述的情况相当于植物的自交，结果如下：,0.3(aaaa)得到0.3aa，0.4(aaaa)得到0.1aa、0.2aa、0.1aa，0.3(aaaa)得到0.3aa，所以相同基因型之间进行交配后代中aa=0.3+0.1=0.4、aa=0.2、aa=0.3+0.1=0.4，同理可以计算出该代相同基因型个体之间的交配后代中aa=0.45、aa=0.1、aa=0.45，所以基因型频率会发生改变。答案：(1)0.5(2)足够大基因突变(或突变)选择0.25不会(3)0.40.20.4会,【变式训练】(2012吉林高一检测)下表是某种群基因库中等位基因b、b自1900年至1970年间遗传学测量数据。下列由该表得出的结论中不正确的是(),a该种群中具有b控制性状的个体不易生存b1900年该种群中杂合子比例为099c环境对生物的选择是通过改变基因频率实现的d基因型bb的个体易在生存斗争中获胜【解析】选b。自然选择导致生物的进化，该过程是通过环境的选择作用改变种群的基因频率实现的；根据表中的基因b和基因b的频率变化可以看出bb个体在生存斗争中占据优势；1900年该种群中基因b频率为0.99，因此杂合子所占比例约为20%。,【变式备选】果蝇的体色由常染色体上一对等位基因控制，基因型bb、bb为灰身，bb为黑身。若人为地组成一个群体，其中80%为bb的个体，20%为bb的个体，群体随机交配，其子代中bb的比例是()a.25%b.32%c.50%d.64%【解析】选b。根据题目提供的条件可求出：b80%，b20%，随机交配后bb的基因型频率280%20%32%。,【探究点】验证性实验中已有知识的利用果蝇对ddt抗药性的进化实验【案例】下面是关于果蝇对ddt抗药性的进化实验：实验一将一个果蝇群体(第一代)饲养到一定规模后，用涂有a浓度ddt的玻璃片处理，将成活下来的果蝇后代(第二代)继续饲养到一定规模后，用2a浓度的ddt处理，用同样的方法逐代将ddt浓度增加1a处理果蝇。到第15代时，ddt浓度增加至15a，仍有能抗15a浓度ddt的果蝇存活。因此，实验者认为，果蝇的变异是“定向的”，即是在环境条件(ddt)的“诱导”下产生的。,另有学者发现了“实验一”设计的缺陷，怀疑实验一得出的结论的科学性。因而设计了实验二。实验二将若干雌雄果蝇分别饲养成若干个家系，此为第一代，然后将每个家系分成两半，用a浓度的ddt分别处理每个家系的一半。然后在有果蝇存活的家系的另一半果蝇中，再培养若干个家系(第二代)，将每个家系分成两半，用2a浓度的ddt处理每个家系的一半。在有果蝇存活的家系的另一半中，再培养若干个家系的一半用同样的方法逐代将ddt浓度增加1a处理果蝇。到第15代时，ddt浓度增加至15a，也产生了能抗15a浓度ddt的果蝇群体。然而这些具有抗性的果蝇的父母及其祖先并没有接触过ddt。,通过实验二的分析后，你认为：(1)ddt对果蝇变异所起的作用不是“诱导”，而是_，果蝇种群的进化是定向的，而果蝇个体的变异是_的，果蝇抗药性的产生在环境变化(ddt处理)之_(前、中、后)。(2)通过对实验一和实验二的比较分析，你认为实验一得出不正确结论的原因是什么？_。,【关键点突破】(1)已有知识的利用：已有知识：现代生物进化理论中明确指出，变异具有不定向性，自然选择决定变异的方向。知识利用：变异是不定向的，不论有无选择，变异都是存在的。因此，果蝇抗药性的产生在环境变化之前。,(2)实验变量的确定：该案例中单独的实验，没有对照，不能说明问题。两次实验对照可知，该实验的自变量为是否接触ddt，因变量是果蝇的存活情况。从实验结果看，二者结果一致，说明抗药性的变异与是否接触ddt无关。,【标准答案】(1)选择不定向前(2)实验一将果蝇个体作为进化单位研究，不能发现个体变异不定向的特点；实验一用ddt直接处理果蝇，虽然看到的是群体变异，但容易误认为ddt对果蝇的抗性起“诱导”作用，而看不出“诱导”掩盖下的选择作用,【失分点警示】得分要点(1)答案唯一，必须呈现“选择不定向前”。(2)必须体现“ddt直接处理果蝇，看不出选择作用”失分案例(1)答案多样化，答错原因主要是对现代生物进化理论理解不透，无法用理论解决实际问题。(2)答案多样化，答错原因主要是对实验变量分析不到位，得不出正确的结论，找不到问题的关键。,1.下列关于基因库的叙述错误的是()a.基因突变可以改变基因库的组成b.生物个体总要死亡，但基因库却因个体繁殖代代相传c.基因库是指一个种群所含的全部基因d.种群中的每个个体都含有基因库的全部基因【解析】选d。基因库是指种群中全部的基因。,2.(2012哈尔滨高一检测)果蝇多是有翅的，但是后来产生了无翅的类型，这些个体在森林中难以生存，但在海岛上却生活得很好，这说明了()a突变是有害的b突变是有利的c突变是有利或有害决定于环境d环境的变化对突变体都是有利的【解析】选c。自然选择导致生物的进化，自然环境对生存于其中的生物产生选择作用，使能够适应环境的变异类型存活下来，可见生物体变异的利与害取决于所处的环境。,3.下列关于基因频率与生物进化关系的叙述，正确的是()a.种群基因频率的改变不一定引起生物的进化b.只有在新物种形成时，才发生基因频率的改变c.生物进化的实质是种群基因频率的改变d.生物性状的改变一定会引起生物的进化【解析】选c。生物进化的实质是种群基因频率的改变。只要基因频率发生改变，则生物一定发生进化，生物的性状受基因和外界环境的共同作用，性状改变，基因不一定改变，所以基因频率不一定改变，生物也不一定进化。,4.一个随机交配的足够大的种群中，某一相对性状中显性性状表现型的频率是0.36，则()a.该种群繁殖一代后杂合子aa的频率是0.32b.显性基因的基因频率大于隐性基因的基因频率c.若该种群基因库中的基因频率发生变化，说明一定会形成新物种d.若该种群中a基因频率为0.4，a所控制性状的个体在种群中占到40%,【解析】选a。根据题意可知，隐性个体aa的频率为0.64，则a的频率为0.8，a的频率为0.2，该种群繁殖一代后杂合子aa的频率是20.20.80.32；种群的基因频率变化说明生物发生了进化，但不一定会形成新物种；若a基因频率变化为0.4，则a的频率为0.6，a所控制性状的个体(aa、aa)在种群中所占的比例为0.4220.40.60.64，即64%。,5.(2012南安高一检测