4.1生物进化理论课件高一下学期生物必修2

第1节：生物进化理论1前人及达尔文生物进化理论现代生物进化理论目录生物进化理论12生物进化理论发展的意义3目标一

第一部分前人及达尔文生物进化理论各种生物_____________都是就如此的。物种不变论认为生物物种不可改变的理论。与“进化论”相对。18世纪的瑞典生物学家林耐依据《圣经》的教义所倡导。认为地球上包括人类在内的各种生物，都是上帝创造的，是一成不变的，或只能在种的范围内变化，不能形成新种。“自古以来1.1物种不变论的观点1.2拉马克的观点食蚁兽鼹鼠1、生物多样性的原因：环境多样性2、用进废退：器官用得越多就越发达，器官废而不用，就会造成形态上的退化。食蚁兽的舌头之所以细长，是由于长期舔食蚂蚁的结果。

白鹭觅食时为了不沾湿身体，用力伸腿，导致双腿越来越长。鼹鼠长期生活在地下，眼睛就萎缩、退化。3、获得性遗传：这些因用进废退而获得的性状可以遗传给后代。拉马克1774~1829白鹭1.2拉马克的观点拉马克的进化学说意义：历史上第一个提出比较完整的进化学说拉马克的进化学说不足：对适应形成的解释是肤浅的，未被人们普遍接受在拉马克生物进化理论基础上，达尔文提出了比较完整的生物进化理论。1.3达尔文的生物进化理论基本观点一：“____________________”。物种是可变的，生物进化通过物种的演变而进行，地球上现今生存的物种，都是曾经存在过的物种的后代，源于共同的原始祖先。“自然选择”学说物种演变和共同起源生存斗争和自然选择生物与同种或异种生物乃至无机环境过度繁殖适者生存，不适者被淘汰自然选择适应是自然选择的结果基本观点二：“___________________”。生存斗争包含了___________之间的斗争。生存斗争是由生物的___引起的。生存斗争的结果是“_______________________”，这一过程就是__________。基本观点三：“_____________________”。达尔文提出了以__________________为核心的生物进化理论。主要观点：1.3达尔文的生物进化理论事实1：生物都有过度繁殖的倾向。推论1：个体间存在着生存斗争推论2：具有有利变异的个体，生存并留下后代的机会多事实2：物种内的个体数能保持稳定。事实3：资源是有限的。事实4：同种个体间普遍存在差异（变异）事实5：许多变异是可以遗传的推论3：有利变异逐代积累具有这些有利变异的个体越来越多，形成具有新的适应特征的生物新类型手段自然选择的结果基础内因结果结论：依据达尔文生物进化理论，果蝇群体中耐药个体的增多是DDT_____的结果。P108积极思维：果蝇耐药性怎样形成的？使用DDT前：

果蝇群体中_________对DDT耐受程度不同的个体，只不过在没有DDT的环境中，耐药性性状无法表现出来。使用DDT后：

耐药性差的个体被_____而无法繁殖后代；随着DDT剂量的不断增加，耐药性强的个体被保留，并通过______活动逐渐成为群体中的主体。已经存在淘汰繁殖定向选择长颈鹿个体差异生存斗争、适者生存

练一练：运用自然选择学说解释适应的形成长颈鹿的祖先过度繁殖后代个体间的差异生存斗争长颈、长前肢个体遗传积累适者生存现代长颈鹿（变异）1.3达尔文的自然选择学说的观点达尔文自然选择学说的局限性和发展：对于遗传和变异的认识还局限于性状水平，不能科学地解释遗传变异的本质。对生物进化的解释局限于个体水平，认为生物进化是以个体为单位。现代生物进化理论深入到基因水平以种群为单位现代生物进化理论意义：揭示了生物界统一性的原因：所有生物都有共同的祖先，而生物的多样性和

适应性是进化的结果。(1)达尔文的自然选择学说正确地解释了生物的多样性、适应性以及遗传变异的本质(

)(2)抗生素的滥用会使细菌产生抗药性的原因是抗生素诱发细菌产生基因突变，使细菌中出现抗药性强的个体(

)(3)生存斗争仅仅是指同种生物不同个体之间对食物和空间的争夺(

)(4)生物进化的内因是生存斗争(

)××××当堂检测_____________________________________提供进化的原材料突变(基因突变和染色体变异)和基因重组种群自然选择隔离生物学家杜布赞斯基提出了现代综合进化论_____是生物进化的基本单位_________决定生物进化的方向主要内容：______是物种形成的必要条件

第二部分现代生物进化理论定义：生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫作种群。特点：种群是繁殖的基本单位，也生物进化的基本单位。举例：一片树林中的全部猕猴是一个种群一片草地上的所有蒲公英是一个种群2.1.1种群的概念及特点①一个池塘中的全部鱼②一个池塘中的全部鲤鱼③两个池塘内的全部青蛙④一片草地上的全部植物⑤一片草地上的成年梅花鹿×√×××种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位2.1.2基因库一个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。定义：一个种群所有个体各自有自己的基因，共同构成了种群的基因库。它们各自的基因都是基因库的一部分。个体间的差异越大，基因库也就越大。2.1.3基因频率基因频率：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=某基因的数目该基因的等位基因的总数×100%基因型频率：在一个种群基因库中，某个基因型的个体占个体总数的比值。影响因素：突变、选择、迁移等。种群是生物进化的基本单位

例：在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因是A，决定翅色为褐色的基因是a，从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个，求A和a的基因频率。2002×30+60=1202×10+60=80120÷200=6080÷200=40某昆虫决定翅色的基因频率2.1.3.1基因频率的一般计算方法--常染色体

计算：就这对等位基因来说，每个个体可以看作含有2个基因，那么：这100个个体共有_____个基因，其中：A基因的数量=___________________个a基因的数量=____________________个A基因的频率=____________________%a基因的频率=____________________%种群是生物进化的基本单位2.1.3.2基因频率的一般计算方法--性染色体

（1）基因型频率：XBXB_______XbY_______（2）基因频率：XB______Xb_______40%10%XBXB基因型频率=XBXB个体数/所有个体=20/（20+5+20+5）=40%XbY基因型频率=XbY个体数/所有个体=5/（20+5+20+5）=10%XB基因频率=XB基因数/（XB基因数+Xb基因数）1XBXB含有2个XB，1XBY含有1XB，XBXb含有1XB和1Xb，XbY含有1Xb

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

例：某种群中基因型XBXB有20个，XBY有5个，XBXb有20个，XbY有5个，计算下列基因频率和基因型频率：假设：①昆虫种群数量非常大；②所有的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代；③没有迁入和迁出；④不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的；⑤基因A和a都不产生突变。亲代基因型的频率AA（30%）Aa（60%）aa（10%）配子的比率A（

）A()a()a()子一代基因型频率AA（

）Aa()aa()子一代基因频率A（

）a()子二代基因型频率AA（）Aa()aa()子二代基因频率A（）a()30%30%30%10%36%48%16%60%40%36%48%16%60%40%2.根据计算结果，想一想子二代、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？子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率与子一代一样。2.1.3.3用数学方法讨论基因频率的变化种群是生物进化的基本单位当群体满足以下五个条件：理想状态①昆虫种群数量非常大；②所有的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代；③没有迁入和迁出；④不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的；⑤基因A和a都不产生突变。2.1.3.4遗传平衡定律（哈代—温伯格定律）：种群是生物进化的基本单位设A的基因频率为p，a的基因频率为q；则p+q=1，且：aa基因型的频率AA基因型的频率Aa基因型的频率

(p+q)2=p2+2pq+q2种群是生物进化的基本单位种群规模小基因频率随机变化出现基因交流迁入和迁出基因频率不定向改变突变和基因重组非自由交配有偏好的基因频率改变自然选择基因频率定向改变基因频率改变遗传不平衡突变和基因重组提供进化的原材料变异设疑：1、基因突变是自然界中普遍存在的。基因突变产生新的等位基因，这就可以使种群的基因频率发生变化。在自然情况下，突变的频率是很低的，且多数是有害的，对生物的进化有重要意义吗？2、有人认为，基因重组过程中并没有产生新基因，并不能为生物进化提供原材料。你认同吗？不可遗传的变异可遗传的变异突变基因突变染色体变异基因重组突变和基因重组提供进化的原材料设疑：1、基因突变是自然界中普遍存在的。基因突变产生新的等位基因，这就可以使种群的基因频率发生变化。在自然情况下，突变的频率是很低的，且多数是有害的，对生物的进化有重要意义吗？2、有人认为，基因重组过程中并没有产生新基因，并不能为生物进化提供原材料。你认同吗？举例：果蝇约有2.0×104个基因，假定每个基因的突变频率都为1.0×10-5，对一个中等大小的种群（约有107个个体）来说，每一代出现的基因突变数将是：

2.0×104×1.0×10－5×107＝2.0×106（个）基因基因突变新基因基因重组新的基因型新的表型体现自然选择接受突变和基因重组提供进化的原材料变异是随机的、不定向的→方向？自然选择决定生物进化的方向突变的有利和有害也不是绝对的，往往取决于生物的生存环境。某海岛上残翅和无翅的昆虫例如，有翅的昆虫，有时候会出现残翅和无翅的突变类型，这类昆虫在正常情况下很难生存下去。但是在经常刮大风的海岛上，这里昆虫却因为不能飞行而避免了被海风吹到海里淹死自然选择决定生物进化的方向

19世纪时，曼彻斯特地区的树干上长满了浅色的地衣。后来，随着工业的发展，工厂排出的煤烟使地衣不能生存，结果树皮裸露并被熏成黑褐色。长满地衣的树干上的桦尺蛾黑色树干上的桦尺蛾基因类型黑色（S）浅色（s）

工业革命前（19世纪中叶）5%95%

工业革命后（20世纪中叶）95%5%2.3探究自然选择对种群基因频率变化的影响提出问题桦尺蛾种群中s基因（决定浅色性状）的频率为什么越来越低呢?作出假设黑褐色的生活环境，不利于浅色桦尺蛾的生存，对黑色桦尺蛾生存有利，这种环境的选择作用使该种群的s基因的频率越来越低，即自然选择可以使种群的基因频率发生定向改变。讨论探究思路假设1870年，桦尺蛾种群的基因型频率为：SS10%，Ss20%，ss70%，S基因的频率为20%。假如树干变黑使得浅色型个体每年减少10%，黑色个体增加10%。在第2～10年间，该种群的基因型频率是多少？每年的基因频率是多少？自然选择决定生物进化的方向2.3探究自然选择对种群基因频率变化的影响1.创设数字化的问题情境。2.计算，将计算结果填入表中。

第1年第2年第3年第4年……基因型频率SS10%11.5%

Ss20%22.9%

ss70%65.6%

基因频率S20%23%

s80%77%

70.7%26.0%29.3%14.6%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高降低假如树干变黑使得浅色型个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%。制定并实施研究方案设疑：(1)树干变黑会影响桦尺蛾种群中浅色个体的出生率吗？为什么？会影响。因为树干变黑后，许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食，导致其个体数减少，影响出生率。(2)在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表型？为什么？表型。因为天敌看到的是桦尺蛾的体色(表型)而不是控制体色的基因。(3)根据表格中的数据分析，桦尺蛾种群发生进化了吗？判断的依据是什么？(4)根据资料分析，决定桦尺蛾进化方向的是什么？为什么？发生了进化。依据是桦尺蛾种群的基因频率发生了改变。自然选择。在此作用下，有利变异的个体有更多机会产生后代，种群中相应基因的频率会不断提高；相反，不利变异的个体保留下来的机会少，相应基因的频率会下降。自然选择决定生物进化的方向S（深色）基因的频率逐渐上升，s（浅色）基因的频率逐渐下降；在黑色背景下，浅色桦尺蛾被天敌发现和捕食的几率大于黑色的桦尺蛾，但不影响桦尺蛾的生存和繁殖，直接受选择的是表型。分析结果得出结论

在自然选择的作用下，可以使基因频率发生定向改变，决定生物进化的方向。2.3探究自然选择对种群基因频率变化的影响自然选择决定生物进化的方向1、下列关于生物变异和生物进化的叙述，正确的是（

）A.变异都能为生物进化提供原材料B.自然选择决定了生物进化的方向C.只有基因突变才能导致种群基因频率改变D.抗生素的使用使病原体产生了适应性的变异√2、桦尺蛾的体色受一对等位基因控制，其中黑色(S)对浅色(s)为显性。将某桦尺蛾种群分成两组，分别迁移到A、B两个区域，A地是煤炭工业重镇，B地是闭塞的山区，数年后抽样调查，结果如表所示。下列有关说法不正确的是（

）区域SS(%)Ss(%)ss(%)A80182B2890A.A地S的基因频率为89%，B地S的基因频率为6%B.A地的大部分s基因突变为S基因，故S的基因频率升高C.从上述材料得知生物进化的方向是由自然选择决定的D.生物进化的实质就是种群基因频率的变化√当堂检测自然选择决定生物进化的方向“超级细菌”泛指那些对多种抗生素具有耐药性的细菌。基因突变是产生超级细菌的根本原因。抗生素对细菌具有定向选择作用由于大部分抗生素对其不起作用，超级细菌对人类健康已造成极大的危害。自然选择决定生物进化的方向3.滥用抗生素会使人体内细菌产生耐药性，如果被细菌感染，则往往由于体内细菌能够抵抗各种抗生素而无药可救。下列有关说法正确的是A.抗生素的滥用导致细菌向“耐药性”细菌方向变异B.细菌中本来就存在耐药性个体，长期使用抗生素导致“耐药性”基因频率下降C.耐药性强的细菌可能发生了基因突变或染色体变异D.种群基因频率的变化趋势在一定程度上反映了生物进化的方向√当堂检测隔离是物种形成的必要条件能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种。2.4.1.1物种的概念2.4.1物种及隔离的相关概念隔离是物种形成的必要条件1.地理隔离不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。2.4.1.2隔离概念及类型概念：类型：由于地理阻隔而不能发生基因交流的现象。2.4.1物种及隔离的相关概念隔离是物种形成的必要条件

物种及隔离的相关概念2.生殖隔离无法交配或交配后不能产生可育后代的现象。类型：2.4.1.2

隔离概念及类型1.地理隔离由于地理阻隔而不能发生基因交流的现象。隔离是物种形成的必要条件2.4.2隔离及其在物种形成中的作用这些地雀的祖先都来自南美大陆的同一种地雀，什么原因导致每个岛上的地雀种类不同呢？1、南美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈斯群岛后，在不同岛屿上形成不同种群，在自然状态下，这些不同种群之间能进行基因交流吗？为什么？2、不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？为什么？3、对不同岛屿上的地雀种群来说，环境的作用有没有差别？这对种群基因频率的变化会产生什么影响？4、研究表明，后来即使将不同岛屿上的地雀种群混合饲养，它们之间也不能繁殖，为什么？隔离是物种形成的必要条件2.4.2隔离及其在物种形成中的作用这些地雀的祖先都来自南美大陆的同一种地雀，什么原因导致每个岛上的地雀种类不同呢？地雀祖先甲岛地雀乙岛地雀丙岛地雀丁岛地雀……甲岛地雀1乙岛地雀2丙岛地雀3丁岛地雀4……地理隔离不同不同有差异生殖隔离不同物种阻断基因交流基因频率向不同方向发生改变久而久之形成明显差异突变和基因重组

自然选择

种群基因库改变出现隔离是物种形成的必要条件。渐变式隔离是物种形成的必要条件骤变式隔离及其在物种形成中的作用隔离是物种形成的必要条件通过地雀的形成过程，说明物种形成需要以下环节：①_____________________为生物的进化提供原材料。②_____________________决定生物进化的方向。③_____________________是物种形成的必要条件。④_____________________的出现意味着新物种的产生。突变和基因重组自然选择隔离生殖隔离

隔离及其在物种形成中的作用(1)从根本上讲，没有突变，就没有生物的进化(

)(2)突变具有低频性，不能为生物进化提供原材料(

)(3)有害突变不能成为生物进化的原材料(

)(4)所有变异都不能决定生物进化的方向，但都能提供进化的原材料(

)(5)自然选择决定生物变异和进化的方向(

)(6)生物进化的实质是种群基因型频率的改变(

)(7)只要能够交配便是同一物种(

)√××××××当堂检测

第三部分生物进化理论发展的意义(1)日本科学家________提出“中性突变”进化理论，简称“中性学说”。(2)内容：生物进化的主导因素不是_________，而是_________的随机固定。

在进化过程中，核酸、蛋白质等分子的_____________会发生一定的置换，通常用它们的_______来计算相应分子的进化速率。木村资生自然选择中性突变碱基、氨基酸置换率中性中性物种自然选择表型3.1分子进化的中性学说