内容正文:
适应是自然选择的结果(第一课时)
1
长颈鹿
古长颈鹿
资料1
繁殖期不固定,全年都可以发生交配,高峰在雨季。孕期15个月,每胎产1仔,生下来的幼仔身高1.8米,出生后20分钟即能站立,出生后数小时幼鹿即可奔跑,并与其他已经出生数周的小鹿毫无区别。
经过3.5~4.5年即可达性成熟,具有繁殖能力,大部分长颈鹿的寿命为30年左右。
15个月
30个月
45个月
……个月
3.5年
生物具有过度繁殖的倾向
问题1:什么因素限制了生物个体数量的持续性增长?
资料2
资源有限,个体间存在生存斗争
问题2:在生存斗争中,怎么样的个体能获胜并生存下来?
资料3
具有优势性状的个体在特定环境中具有生存和繁殖的优势
问题3:优势性状从而何来?
优势性状的来源
基因突变
基因重组
染色体畸变
可遗传变异
②两对等位基因(A和a、B和b),可以形成9(32)种不同的基因型:
AABB、AABb、AAbb、AaBB、AaBb、Aabb、aaBB、aaBb和aabb;
③若有n对等位基因,就可以产生3n种基因型。
人有23对染色体,所含基因在35000对左右,那么就可能产生335000种基因型。
①一对等位基因(A和a),可能形成3(31)种不同的基因型:AA、Aa和aa;
基因座位:一个特定基因在染色体上的位置
a
A
达尔文认为,个体之间普遍存在着变异,这些个体间的变异可以表现在各种性状中,而且有部分变异是可以遗传的,也叫做可遗传变异。在第四章我们已经学习过,可遗传变异的三种主要类型,也就是基因突变、基因重组和染色体畸变。在这三种类型中,基因突变可以产生新基因,再通过基因重组产生形形色色的基因型。我们将一个特定基因在染色体上的位置称为基因座位,每种生物的个体平均约有10%的基因座位是杂合的,比如,一对等位基因A和a位于一个基因座位上,通过有性生殖可以产生三种不同的基因型
以人为例,人有23对染色体,所含基因在35000对左右,通过有性生殖就可能产生335000种基因型。由此不难理解,个体普遍存在着变异,在有性生殖生物钟,除了同卵孪生外,每个个体在遗传上都是独特的有差异的。
问题4:变异性状一定是优势性状吗?
可遗传变异
(不定向)
有利性状
不利性状
被淘汰
不适合在特定环境中生存
适者生存
有利于在特定环境中生存
可遗传变异是生物适应的前提,也是自然选择的前提
特定环境选择适应个体称为自然选择
有生之年不相见的同种生物繁殖后代吗?
不同种的生物之间可以繁殖后代吗?
一定空间一定时间
时常相遇才有机会繁殖
一般同种生物才能繁殖后代
生活在一定自然区域的同种生物全部个体的集合——种群
具有有利变异表型的个体通过繁殖将控制有利变异的基因在群体中扩散
种群是生物进化、繁殖、存在的基本单位
问5:优势性状的后代一定都是优势性状吗?
生活在一定自然区域的同种生物全部个体的集合——种群
具有有利变异性状的个体通过繁殖将控制有利变异的基因在群体中扩散
问5:优势性状的后代一定都是优势性状吗?
种群是生物进化、繁殖、存在的基本单位
优势性状的后代也会因为变异可能产生不利性状,
经过自然选择再继续将不利性状个体淘汰,保留下优势性状。
古长
颈鹿
后代性状出现差异
(长颈、短颈)
长颈优势
个体存活
现代
长颈鹿
繁殖力强
遗传变异
自然选择
变异累积
自然选择是进化的一个重要动力和机制
自然选择
进化
问5:你认为滥用抗生素会引起什么后果?
0.1单位/cm³
0.2单位/cm³
250单位/cm³
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,能够存活的葡萄球菌是一种突变型,具有抗青霉素的突变基因。再让这种突变型细菌生活在青霉素浓度为0.2单位/cm3的培养基里,同样是绝大多数个体死亡,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。
除了自然选择,人工选择也能影响生物的进化。
人工选择
人们根据自己的需要,把某些比较合乎要求的变异个体挑选出来,让它们保留后代,把其他变异个体淘汰掉,不让它们保留后代。经过连续数代的选择,人类需要的变异被保存下来,微小的变异因此积累称为显著变异,从而培育出新的品种。
图片来源于教材
它们是
同一物种吗?
不是
马
图片来源于网络
驴
图片来源于网络
物种
马
驴
×
骡子
不可育
能相互交配并产生可育后代的一群生物
生殖隔离
新品种和新物种显然是不同的,新的物种又是怎样形成的呢?
图片来源于教材
新物种形成的方式
资料2:加拉帕戈斯群岛是太平洋中靠近南美洲的一群火山岛,达尔文在环球航行时曾为这里的一些特有的生物所吸引。他从那里采集到的地雀标本,经专家研究定为 13 个物种,它们的区别主要在喙的大小上。
地理隔离
生殖隔离
问6:物种的形成都要经历地理隔离吗?
——异地物种形成
加拉帕戈斯群岛是太平洋中靠近南美洲的一群火山岛,达尔文在环球航行时曾为这里的一些特有的生物所吸引。他从那里采集到的地雀标本,经专家研究定为 13 个物种,它们的区别主要在喙的大小上。达尔文推测这些地雀最初来自南美大陆。那么,来自南美大陆的地雀是怎样演变成13个物种的呢?
加拉帕戈斯群岛的各岛屿之间的间隔比较宽,这个距离对地雀这样的小鸟来说可以称为地理隔离因素。当某些地雀个体从一个岛屿借助大风迁徙到另一个岛屿时,可能会遇到和原先岛屿上不同的食物资源。由于岛屿上的生物较少,很少有其他鸟类和它们竞争,地雀在新的岛屿上有较多的机会发生变异来适应新的食物,形成新的物种。经过反复的迁徙和多次的物种形成过程,于是就形成了13种适应不同食物的地雀。也就说,长期地地理隔离引起了生殖隔离,产生了新物种。
二倍体
二倍体
二倍体
四倍体
三倍体
秋水仙素
新物种形成的方式
——同地物种形成
生殖隔离
不可育
在第四章中曾介绍了多倍体育种,即用秋水仙素处理植株的分生组织,形成多倍体。例如,用秋水仙素处理二倍体西瓜使其染色体数目加倍,二倍体作父本,四倍体作母本,杂交产生了不可育的三倍体,这也说明了相对于二倍体西瓜,秋水仙素处理后形成的四倍体植物已是一种新的物种。这个新物种是在亲本物种所在地区产生的,即同地的物种形成,没有经历地理隔离。
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