5.2适应是自然选择的结果（第1课时）课件 2025—2026学年高一下学期生物浙科版必修2

适应是自然选择的结果 1 经过若干世代，一个生物种群的适应性是如何形成的呢？ 陆龟 鬣蜥 种群：是生活在一定自然区域的同种生物的全部个体。 不同年龄不同性别的个体组成，彼此可以相互交配。 例1.下列关于种群的判断及描述不正确的是 （多选） A．西径山上所有的香樟树和黄山上所有的香樟树 B．一片森林中的全部昆虫 C．一块瓜田中的二倍体和四倍体西瓜 D．西湖中全部的成年鲤鱼 E．一个池塘中的全部鲫鱼 ABCD 核心问题一：进化的基本单位是什么？ 同一区域（同时同地） 同一物种（同种） 全部个体 种群内普遍存在着变异 达尔文的自然选择学说 在种群的不同个体之间普遍存在着变异，这些变异至少一部分是可以遗传的。达尔文将个体间存在可遗传的变异视为自然选择的前提，形成适应的前提。 种群内普遍存在着变异 可遗传变异：基因突变、染色体畸变、基因重组 基因座位：是指一个特定的基因在染色体上的位置。 基因型种类：3n（n是具有2个等位基因的座位数，即等位基因对数） 达尔文的自然选择学说 资源有限，个体间存在生存斗争。 具有优势性状的个体，它们更容易获得食物和空间，获得更多的生存和繁殖的机会。 优势性状的个体在特定环境中具有生存和繁殖的优势 达尔文的自然选择学说 资源有限，个体间存在生存斗争。 优势性状的个体在特定环境中具有生存和繁殖的优势 翅膀强大和翅膀退化的个体生存并繁殖 翅膀不够强大被吹到海里淘汰 生命的结构及功能、行为、生活方式使该生物适合在一定环境条件下生存和延续。 适应 优势性状的个体在特定环境中具有生存和繁殖的优势 仙人掌的针形叶 莲的有孔变态茎 鸭趾间的蹼 适应的特征：1.普遍性；2.相对性。 适应 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 基因突变、染色体变异和基因重组 可遗传变异是生物适应的前提，也是自然选择的前提 1. 生物界中广泛存在配偶选择。具有鲜艳羽毛的雄鸟可以在配偶选择中获胜，但鲜艳的色彩易被天敌发现；雄性巨鹿头顶角发达，易觅得配偶，但头顶角过于发达造成行动不便。下列叙述错误的是（　　） A. 配偶选择发生在一个物种与另一个物种之间 B. 配偶选择中某些占优势的特征不利于个体生存 C. 配偶选择可能会导致雄性生存率下降 D. 适应是有条件的，是一种相对意义上的适应 2022年学考真题 A 同种生物之间 自然选择是进化的一个重要动力和机制 古长 颈鹿 后代长颈鹿出现差异 (长颈、短颈) 长颈优势 个体存活 现代长颈鹿 过度繁殖 遗传变异 生存斗争 适者生存 变异累积 数代繁殖 优势性状的个体在特定环境中具有生存和繁殖的优势 人工选择 家鸡起源于原鸡，现在家鸡的年产卵量可达260个，而原鸡年产卵量仅为12个。 家鸡定向朝产蛋量高变异？ 1.人工选择与自然选择的比较 人工选择 自然选择 选择因素 人 自然环境 选择对象 家养生物 自然界中的生物 选择目的 满足人们需要 适应当地环境 选择手段 人工挑选 生存斗争 进化速度 较快 十分缓慢 结果 培育出人类需要的新品种 优胜劣汰，适者生存 变异是不定向的，选择是定向的，变异在前，选择在后 人工选择所得变异个体不一定是适应性进化的结果 任 务 活 动 12 从进化角度解释为什么不能滥用抗生素 1.细菌菌群中为何天然存在抗药性细菌？ 2. 滥用抗生素是形成细菌耐药性的原因？（环境导致变异？） 3. 细菌耐药性的产生属于人工选择还是自然选择？ 属于哪种变异类型？ 基因突变不定向变异 耐药的细菌存活并繁殖 自然选择 2.[2024·绍兴月考]在农田生产应用中，长期使用同种农药防治害虫， 效果较差，下列叙述正确的是( ) A.长期使用农药后，害虫产生抗药性 B.害虫对农药的适应是人工选择的结果 C.农药对害虫的变异进行了定向选择 D.长期使用农药后，害虫朝着抗药方向变异 √ 本来就有抗药性个体 自然选择 变异是不定向的 C 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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。 自然选择导致生物更好地适应特定的生存条件 桦尺蠖 19世纪英国工业革命之前 20世纪英国工业革命之后 灰色桦尺蠖占优势 黑色桦尺蠖占优势 随着工业革命的进行，工业污染使得桦尺蠖种群中，黑色蛾逐渐取代了灰色蛾。这是一种适应性进化，这种进化性变化是自然选择所造成的。 现代生物进化理论 问题：生物并不是直接把性状传递给后代，而是？ 核心问题一：进化的基本单位是什么？ 进化？ 若该深色桦尺蠖能很好地生存下来，它深色性状怎样才能被保留下来呢？ 现代生物进化理论认为：进化不是以个体为单位，而是以 为单位的。 种群 首先，我们要解决的第一个问题是：我们要研究进化，那么我们的研究对象应该是是什么呢？ 让我们先来分析一个问题……. 进化研究的是一个世代间的延续性的话题，而单独的个体无法延续，需要在群体中交配而繁衍后代，因此….. 17 核心问题二：探讨桦尺蠖进化的实质是什么？ 1.种群的基因库： 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。 2.基因频率： 在一个种群基因库中，某个基因占这个基因座位上可能出现的全部等位基因总数的比值，叫作基因频率。 基因频率= 某基因的总数 控制同种性状的等位基因总数 × 100% 3.基因型频率： 基因型频率= 该基因型个体数 该种群个体总数 ×100% 某种群中含有100个个体，基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和 10个。 AA基因型频率= Aa基因型频率= aa基因型频率= A基因频率= a基因频率= 2 基因型频率 = 该基因型个体数 该种群个体总数 × 100% 基因频率 = 某基因的数目 该基因及其等位基因的总数 × 100% 全部等位基因总数为_______个，A基因为________个，a基因为______个 基因库：一个生物种群的全部个体的全部等位基因的总和 基因频率的计算 方法1： 基因频率的计算 例：某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，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。那么A和a的基因频率是多少？ 方法二：通过基因型频率计算 A基因频率 = AA的基因型频率+1/2Aa基因型频率 A基因频率= 30%+1/2×60% = 60% a基因频率 = 10%+1/2×60% = 40% AA基因型频率为: 30% Aa基因型频率为: 60% aa基因型频率为: 10% a基因频率 = aa的基因型频率+1/2Aa基因型频率 在种群中，一对等位基因的基因频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。 基因频率的计算 基因频率= (1) 常染色体或X、Y染色体的同源区段上 (2) X染色体的非同源区段上 基因频率= × 100% 某基因的总数 该对等位基因的总数 × 100% 某基因的总数 雌性个体数×2 +雄性个体数 =总个体数×2 21 3 在男女学生比例均等的某校学生中，红绿色盲患者占 ，且 全为男性，红绿色盲基因携带者占 ，则该校学生中的红绿色盲基 因频率是( ) A. B. C. D. √ 任 务 活 动 22 1900年 A（黑色）：基因频率上升到95%。 a（浅色）：基因频率降低到5%以下。 工业革命前 A（黑色）：基因频率5%以下， a（浅色）：基因频率95%以上。 桦尺蠖的工业黑化 适应性进化 不适应环境的性状及控制该性状的基因会因个体死亡或难以繁殖而减少(频率降低)；反之，适应环境的基因频率会升高。 生物进化的实质：种群的基因频率发生改变 1850年，大多数桦尺蠖是灰色的 1900年，大多数桦尺蠖是黑色的 核心问题二：探讨桦尺蠖进化的实质是什么？ 4.英国某地白桦蛾的体色有灰色和黑色，该性状由一对等位基因控制。研究发现由于工业污染，工业区的白桦蛾种群中，黑色个体明显比灰色多。而在污染之前，该地区的白桦蛾则以灰色为主。人们将这种现象称为“工业黑化”。下 列叙述错误的是 A.污染之前白桦蛾种群中已存在黑色个体 B.污染之后白桦蛾种群中黑色基因频率逐渐增加 C.灰色白桦蛾的全部基因构成了该种群的基因库 D.白桦蛾的这种“工业黑化"现象是自然选择的结果 2021年学考真题 C 所有白桦蛾的全部基因 自然选择决定生物进化的方向（使基因频率定向改变） 自然选择导致生物更好地适应特定的生存条件 计算随机交配三代，各世代的基因型频率和基因频率 1870年的英国曼彻斯特地区，某桦尺蠖种群的基因型频率如下： AA=10%，Aa=20%，aa=70%，其中A基因频率、a基因频率分别是？ 假设一个种群保证下列五个条件： ①该种群非常大； ②所有的雌雄个体都能自由交配； ③没有迁入和迁出； ④自然选择对不同表现型的个体没有作用； ⑤每对基因不发生突变，并且携带每对基因的染色体不发生变异。 26 自然选择导致生物更好地适应特定的生存条件 计算随机交配三代，各世代的基因型频率和基因频率 基因型频率 基因频率 X(AA) Y(Aa) Z(aa) p(A) q(a) 亲代 0.1 0.2 0.7 子一代 子二代 子三代 0.2 0.8 0.04 0.32 0.64 0.2 0.8 0.04 0.32 0.64 0.2 0.8 0.04 0.32 0.64 0.2 0.8 p+q=1 AA%= Aa%= aa%= p2 2pq q2 1870年的英国曼彻斯特地区，某桦尺蠖种群的基因型频率如下： AA=10%，Aa=20%，aa=70%，其中A基因频率、a基因频率分别是？ 27 遗传平衡定律/哈迪-温伯格定律 英国剑桥大学数学家哈迪和德国医生温伯格分别在 1908 年和 1909 年发现了这样的规律：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。这就是遗传平衡定律，也称哈迪-温伯格定律。 设 A 的基因频率为 p ， a 的基因频率为 q ；则 p + q = 1 ，且： aa 基因型频率 AA 基因型频率 Aa 基因型频率 ( p + q )2 = p2 + 2pq + q2 若一个种群内的生物体随机交配，则基因频率、基因型频率均不变 自交, （纯合子增加，杂合子减少） 则基因频率不变，基因型频率改变 28 遗传平衡定律（哈迪-温伯格定律）： 在一个大的随机交配的种群中，基因型频率和基因频率在没有突变、迁移、漂变、选择的情况下世代相传不发生变化（教材P132） 一般情况不存在 遗传平衡现实条件下存在吗？ 自然选择导致生物更好地适应特定的生存条件 下列情形下，桦尺蠖种群中控制黑色的A和控制灰色的a基因频率如何变化？ 1.由于工业污染，树干黑化不利于灰色桦尺蠖的生存，种群中灰色个体每年减少10% 1.有10%的个体基因型由AA突变成Aa 2.由于工业减碳，森林环境变得越来越好，吸引了大批灰色蛾的迁入 3.在一个小的种群中，偶然事件导致灰色蛾大量死亡 4.黑色蛾更容易被雌蛾所吸引，产生更多的后代 突变 迁移 遗传漂变 非随机交配 自然选择 自然选择决定生物进化的方向（使基因频率定向改变） 现代生物进化理论如何解释自然选择如何对可遗传变异起作用？ 适者生存 过度繁殖 大量个体 资源有限 遗传变异 自然选择 生存斗争 达尔文的自然选择学说 现代生物进化理论 个体→种群 性状→基因 进化的前提或原材料： 进化的动力和机制： 进化的基本单位： 进化的本质与标志： 进化的方向： 可遗传变异 选择（自然选择） 种群 种群基因频率的改变 定向，由选择决定生物进化的方向 现代生物进化理论为地球上的生命史提供了科学的解释 5、 下列关于可遗传变异和生物进化的叙述，正确的是( ) A.基因突变和染色体结构变异都可改变染色体 的碱基序列 B.同源染色体上的非等位基因不能重新组合 C.只有基因突变能为生物进化提供原材料 D.种群没有发生可遗传的变异就不会进化 √ 基因重组：交叉互换 可遗传变异 环境的改变对种群进行自然选择，也可能使种群发生进化 任 务 活 动 32 6.该先天性失明症对个体的生存是不利的，但在Pingelap人群中发病率高。其原因最可能是 A.发生了自然选择 B.群体中携带者比例高 C.出现了生殖隔离 D.基因发生了定向突变 2023年学考真题 B 桦尺蠖 19世纪英国工业革命之前 20世纪英国工业革命之后 灰色桦尺蠖占优势 黑色桦尺蠖占优势 现代生物进化理论如何解释物种的形成？ 种群基因频率定向改变，种群在进化，有没有形成新的物种？ 思考 现代生物进化理论为地球上的生命史提供了科学的解释 一、异地物种形成模式： 1.特点：经过地理隔离和生殖隔离，时间长，形成能够适应新环境的新物种，是一个渐变过程。 2.过程：地理隔离→ 突变和基因重组形成可遗传变异→ 自然选择方向不同→ 不同种群中特定基因的基因频率定向改变→ 种群基因库的差异达到一定程度→ 达到生殖隔离 3.隔离（特指生殖隔离）是物种形成的必要条件，也是物种形成的标志。 原始地雀 现代生物进化理论如何解释物种的形成？ 2.同地物种形成 1.特点：不经过地理隔离，时间短，骤变过程。 2.过程：二倍体植物产生配子时，因某种原因如秋水仙素或低温导致减数分裂失败，代之一次有丝分裂，结果产生了二倍体配子，如果紧接着一次自花授粉，两个二倍体配子受精，产生了四倍体合子，能发育成四倍体的植株 3.该四倍体与原来二倍体相比，已经形成了生殖隔离？，已经是一个新的物种了 4.同地的物种形成是在一次有性生殖过程中形成的 物种形成与生物进化 1.物种形成的标志是生殖隔离，生物进化的标志是种群基因频率的变化 2.物种形成时形成了生殖隔离，产生了新物种，是质变；而进化时种群基因频率的改变，一般仍属于同一物种，是渐变 3.进化不一定产生新物种，而新物种形成一定发生了进化 现代生物进化理论为地球上的生命史提供了科学的解释 基因突变 产生 新的 等位基因 基因重组 多种多样的基因型 种群中出现大量 可遗传变异 自然选择 适应环境的有利变异 不适应环境的不利变异 积累 种群中某种基因型的个体被保留 种群基因频率发生定向改变 种群基因库 出现差异 染色体畸变 导致 积累 不同的新品种 产生 生殖隔离 新物种 包括 适者生存 不适者淘汰 导致 导致 形成 差异变大 形成 打破种的界限 积累 导致 现代生物进化理论 8.下图表示农业上施用西维因杀虫剂后，某昆虫种群所发生的变化。 下列相关叙述正确的是( D ) A.西维因的施用使昆虫产生了抗药性 B.只要个体之间存在着变异，自然选择就发生作用 C.所有③类个体含有的全部抗性基因构成该昆虫种群基因库 D.连续施用西维因导致该昆虫种群抗药性基因频率增大，说明其已 进化 √ 影响了生存和繁殖的可遗传变异，自然选择才发生作用 本来就有抗药性 全部基因 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 40 现代生物进化理论 基因突变 产生 新的 等位基因 基因重组 多种多样的基因型 基因座位：是指一个特定的基因在染色体上的位置。 a A 每种生物个体平均有10%的基因座位是杂合的，即有不同的等位基因 $