高中生物必修二：第章-现代生物进化理论

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1、本节聚焦： 1、在达尔文之前，人们是怎样看待生物的进 化的？ 2、达尔文的自然选择学说的要点是什么？ 3、达尔文的自然选择学说有哪些局限性？ 讨论一： 1、枯叶蝶的翅很像一片枯叶，这有什么适应意 义？ 2、从进化的角度，怎样解释这种适应的形成？ 3、同一环境中不乏翅色鲜艳的蝴蝶，这与你刚 才的解释有矛盾吗？如果有，又怎样解释？ 一、拉马克的进化学说：一、拉马克的进化学说： 拉马克最早提出拉马克最早提出“ “进化论进化论” ” 的概念的概念( (动物学的哲学动物学的哲学, , 1809)1809)。拉马克认为：。拉马克认为：生物是生物是 进化的进化的，生物各种适应性特征，生物各种适应性特征 的形

2、成都是由于的形成都是由于用进废退用进废退与与获获 得性遗传得性遗传。 即：即：动植物动植物生存条件的生存条件的 改变改变是生物变异产生的根是生物变异产生的根 本原因，环境引起的变异本原因，环境引起的变异 具有一定有利倾向（具有一定有利倾向（定向定向 ）而且可）而且可遗传遗传给后代的给后代的。 讨论二： 我们今天应怎样评 价拉马克进化学说 的积极意义？ zxxkw 学科网 请评价拉马克的进化论 先进之处（优点） 不足之处 最早提出“进化” 获得的性状不一定能遗传 早期学习神学。 热衷于收集矿石和生 物标本，在课余结识了一 批优秀的博物学家，从那 里接受了科学训练。 1831年1836年随 贝格尔

3、号绕地球一圈，沿 途考察地质和动植物。 达尔文 达尔文：贝格尔号之航 业余爱好者著名的博物学家 虔诚的基督教徒无神论者 二、达尔文的自然选择学说：二、达尔文的自然选择学说： 事实1：生物都 有过度繁殖的 倾向 事实2：物种内 的个体数能保 持稳定 事实3：资源是 有限的 推论1：个体间 存在着生存斗 争 事实4：个体间 普遍存在差异( 变异) 事实5：许多变 异是可能遗传 的 推论2：具有 有利变异的 个体，生存 并留下后代 的机会多 推论3：有利变 异逐代积累， 生物不断进化 出新类型 适者生存 大风大浪 淘汰 过度 繁殖 变异 遗传 生存斗争适者生存 自然选择 原始 昆虫 有翅 力大 有翅

4、 力小 无翅 生存 生存 有翅 力大 无翅 zxxkw 学科网 用进废退？物竞天择？用进废退？物竞天择？ 拉马克 达尔文 达尔文的自然选择学说 过度繁殖、生存斗争、 遗传变异、适者生存 1.内容 2.评价 (1) 能科学地解释生物进化的原因 局限性 (2) 能科学地解释生物的多样性和适应性 科学性 对生物遗传和变异的本质，不能做出 科学的解释；对生物进化的解释也局限于 个体水平。 达尔文的自然选择学说 过度繁殖、生存斗争、 遗传变异、适者生存 1.内容 2.评价 (1) 能科学地解释生物进化的原因 局限性 (2) 能科学地解释生物的多样性和适应性 科学性 对生物遗传和变异的本质，不能做出 科学

5、的解释；对生物进化的解释也局限于 个体水平。 鳕鱼的年产卵量是500万粒。有人计算过 ,如果鳕鱼所产的卵全部能孵化长大成鱼,那么 不出6年,整个大西洋就会被鳕鱼塞满。 过度繁殖 zxxkw 人可能是繁殖能力最小的！若以每对夫 妻平均生三个子女，平均30年传递一代计算 ，每隔50年人口就将增加一倍。只需数百年 时间世界人口就将达到几万亿人，显然，这 是不可能的！ 动物、植物和微生物的繁殖能力比人强 很多很多倍！若全部后代都能成活下来，只 要很短时间就会超出环境的承受能力！ 各种生物都有极强大的生殖力。 但是自然界中各种生物的数量在一定 时期内都会保持相对稳定。 过度繁殖 人可能是繁殖能力最小的！

6、若以每对夫 妻平均生三个子女，平均30年传递一代计算 ，每隔50年人口就将增加一倍。只需数百年 时间世界人口就将达到几万亿人，显然，这 是不可能的！ 动物、植物和微生物的繁殖能力比人强 很多很多倍！若全部后代都能成活下来，只 要很短时间就会超出环境的承受能力！ 各种生物都有极强大的生殖力。 但是自然界中各种生物的数量在一定 时期内都会保持相对稳定。 过度繁殖 生存斗争 生物个体之间进行的相互斗争，以及 生物与无机自然环境之间的斗争，赖以维 持个体生存并繁衍种族的自然现象。 生物为争夺有限的生活条件 产生生存斗争的原因 生物大量死亡，少量存活。对生物个 体往往有害，但对生物物种是有利的。 生存斗

7、争产生的结果 种内斗争 种间斗争 生物与非生物之间的斗争 生存斗争范畴 （食物、水、空间、配偶、阳光等） 生物个体间普遍存在差异（变异), 许 多变异是可遗传的。 生物的变异有的比亲代更适应环境, 有 的却更不适应环境, 即变异是不定向的。 遗传变异 第二节现代生物进化理论的主要内容 种群是生物进化的基本单位 突变和基因重组产生进化的原材料 自然选择决定生物进化的方向 隔离导致物种形成 探究活动 情景：如果在灰色翅（基因型为aa)昆虫的群体中偶然 出现一只绿色翅（Aa)的变异个体，且绿色比灰色更不 容易被敌害发现。 讨论题目： 1.根据达尔文“适者生存、不适者淘汰”的观点该 绿色个体能被选择下

8、来吗？ 2.如果该绿色个体能很好的生活下来，它体内的A 基因怎样才能传递给后代？ 在自然界中，没有哪一个体是长生不死的，个体 的表现型也会随着个体的死亡而消失，但决定表现 型的基因却可以通过有性生殖才传给后代，因此研究生 物的进化仅仅研究个体的表现型是否与环境适应是 不够的，还需要研究群体的基因组成变化。 判断下列是否属于种群 （1）一个池塘中的全部鱼 （2）一个池塘中的全部鲤鱼 （3）两个池塘内的全部鲤鱼 （4）一片草地上的全部草 （5）一片草地上的成年梅花鹿 （6）一块稻田里的全部幼蚜、有翅、无翅的成蚜 否 是 否 否 否 是 （一）种群是生物进化的单位 、种群的概念： 种群是生活在同一区

9、域的同种生物的全部 个体，是生物繁殖的基本单位。 、基因库:一个种群中全部个体所含有的全部 基因叫做这个种群的基因库。 其中每个个体所含的基因只是基因库的一部分 这些金鱼各自有自 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。个体数目越多 ，个体间的差异越大， 基因库也就越大。 （一）种群是生物进化的单位 基因频率= = 纯合子频率+1/2杂合子频率 某基因的数目 该基因的等位基因的总数 100% 3、基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部 等位基因数的比率。 例1:从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA 、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。那

10、么A和a的基 因频率是多少? 例2:某工厂有男女职工各200人，对他们进行调查 时发现，女色盲5人，女性携带15人。男性色盲11 人，求XB,Xb的频率。 探究活动 用数学方法讨论基因频率的改变 假设的昆虫群体满足以下五个条件： 昆虫群体数量足够大， 全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代， 没有迁入与迁出， AA、Aa、aa三种基因型昆虫的生存能力完全相同（ 也就是说自然选择对A、a控制的翅型性状没作用） 也没有基因突变和染色体变异。 计算子一代、子二代、子三代的基因频率与基因型频率 遗传平 衡状态 在有性生殖过程中，如果符合遗传平衡，产生的雌雄 配子： 36%24% 16% AAAa A

11、a24% aa A 60%a 40% 卵子 A 60% a 40% 精子 遗传平衡定律 其中p代表A基因的频率，q代表a基因的频率。 则p+q=1，(pq)2=p22pqq2=1 并得出p2代表AA的频率， q2代表aa的频率，2pq代表 杂合子Aa的频率。 亲代 子一代 子二代 子三代 基因 型频 率 AA30% Aa60% aa10% 基因 频率 A60% a40% 36% 48% 16% 60% 40% 36% 16% 48% 60%60% 40%40% 36% 48% 16% 哈迪温伯格定律： 1908年，英国数学家哈迪和德国医生温伯格 分别提出关于基因频率稳定性的见解。他们指出 ，一

12、个有性生殖的自然种群中，在符合以下5个条 件的情况下，各等位基因的频率和等位基因的基 因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的，或 者说，是保持着基因平衡的。这5个条件是： 种群大； 种群中个体间的交配是随机的； 没有突变发生； 没有新基因加入； 没有自然选择。 这就是哈迪-温伯格定律。 哈迪-温伯格定律可用数学方程式表示： (pq)2=p22pqq2=1 其中p代表A基因的频率，q代表a基因的 频率。p+q永远为1，p2代表AA的频率， q2代 表aa的频率，2pq代表杂合子Aa的频率。 如果等位基因不止2个，如前一章所述的 身高、体色等涉及多个等位基因的性状，哈代 -温伯格定律也同样适用，但

13、公式就要相应调 整。例如，有3个等位基因时，公式就应改为 ： (p+q+r)2=p2+q2+r2+2pq+2pr+2qr=1 在自然界，由于突变、基因重组和 自然选择等因素，种群的基因频率和基 因型频率总是在不断变化的。因此，生 物进化的过程实质上就是种群基因频率 发生变化的过程。 自然界，生物自发突变的频率很低，而且 突变大多数是有害的，为什么还能够作为生 物进化的原材料的呢？ 果蝇约有104对基因，假定每个基因的突 变率是105，一个约有109个果蝇的种群每 一代出现的基因突变率是？ 21041051092108 （二）突变和基因重组产生进化的原材料 2、突变的有害和有利并不是绝对的， 它

14、取决于生物的生存环境。 3、突变和基因重组只产生生物进化的原材料， 不能决定生物进化的方向。 1、种群是由许多个体组成的，每个个体的每个 细胞内都有成千上万个基因，这样，每一代就会 产生大量的突变 （二）突变和基因重组产生进化的原材料 19世纪，桦尺蠖种群中黑色 基因（S）频率为5%，浅灰色 基因（s）频率为95% 20世纪，桦尺蠖种群中黑 色基因（S）频率为95%， 浅灰色基因（s）频率为5% （三）自然选择决定生物进化的方向。 原因是：原因是： 结果是：结果是： 结论：结论：自然选择决定生物进化的方向自然选择决定生物进化的方向 （三）自然选择决定生物进化的方向。 淘汰不利变异基因、积累有利

15、变异基因淘汰不利变异基因、积累有利变异基因 使基因频率定向改变使基因频率定向改变。 用现现代生物进进化理论论分析解释释狼的进进化过过程。 (1)狼群中存在不同类型的个体，如有跑得快的， 有跑得慢的。它说明生物具有_的特性，而这 种特性是生物进化的 。 (2)随着环境的改变，食物稀少，跑得快、凶猛的 狼才能获得食物生存下去。这样，食物、环境对狼 起了_作用，而这种作用是_的，它决定 着生物进化的_。 变异 原材料 选择 方向 定向 四、隔离导致物种形成 能够在自然状态下能互相交配，并且 产生出可育后代的一群生物称为一个物种 （species），简称“种”。 1、物种的概念 人都是一个物种，无论白

16、人黑人黄种人结 婚，都能产生具有生殖能力的后代。 同样，所有的马是一个物种， 所有的驴也是一个物种。但马和 驴不是一个物种，因为马与驴交 配产生的后代骡没有生殖能力。 全世界的人都是一个物种吗？ 马跟驴是一个物种吗？ 隔离：指不同种群间的个体，在自然条 件下基因不能自由交流的现象。 生殖隔离：不同物种之间一般是不能交配， 即使交配成功，也不能产生可育后代。 地理隔离：同一物种由于高山、河流、沙漠 等地理上的障碍，使彼此间不能相遇而不能交 配，使种群间不能发生基因交流的现象。 2、隔离在物种形成中的作用 四、隔离导致物种形成 如果只通过地理隔离，2个种群的基因库各自发展， 互不影响，出现一定差异，但不会形成新的物种，最多 也就是形成不同的亚种量变。 如