第二節(jié)適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果情境導(dǎo)入——樺尺蠖資料一：18世紀(jì)的英國曼徹斯特城市山清水秀，森林及田野中生活著多數(shù)體色為淺色的樺尺蠖，白天棲息在長滿地衣的樹干上。隨著英國工業(yè)革命的進(jìn)行，曼徹斯特環(huán)境受到了嚴(yán)重的污染，由淺色的地衣變成了深色的樹干，于是深色的樺尺蠖數(shù)量急劇上升。進(jìn)化？核心問題一：進(jìn)化的基本單位是什么？進(jìn)化？若該深色樺尺蠖能很好地生存下來，它深色性狀怎樣才能被保留下來呢？現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為：進(jìn)化不是以個體為單位，而是以

為單位的。種群種群：是生活在一定自然區(qū)域的同種生物的全部個體。不同年齡不同性別的個體組成，彼此可以相互交配。例1.下列關(guān)于種群的判斷及描述不正確的是

（多選）A．西徑山上所有的香樟樹和黃山上所有的香樟樹B．一片森林中的全部昆蟲C．一塊瓜田中的二倍體和四倍體西瓜

D．西湖中全部的成年鯉魚

E．一個池塘中的全部鯽魚

ABCD核心問題一：進(jìn)化的基本單位是什么？核心問題二：探討樺尺蠖進(jìn)化的實質(zhì)是什么？1.種群的基因庫：一個種群中全部個體所含有的全部基因，叫作這個種群的基因庫。2.基因頻率：在一個種群基因庫中，某個基因占這個基因座位上可能出現(xiàn)的全部等位基因總數(shù)的比值，叫作基因頻率?；蝾l率=某基因的總數(shù)控制同種性狀的等位基因總數(shù)×100%3.基因型頻率：基因型頻率=該基因型個體數(shù)該種群個體總數(shù)×100%進(jìn)化的實質(zhì)是基因頻率的改變核心問題三：用數(shù)學(xué)方法探討影響基因頻率改變的因素資料二：英國曼徹斯特地區(qū)最初始只有淺色的樺尺蠖（bb），由于發(fā)生了基因突變，假設(shè)100只樺尺蠖中，出現(xiàn)了深色基因型為Bb的樺尺蠖1只。求初始和發(fā)生基因突變后B和b的基因頻率是多少？B=1100X2=0.005b=0.995結(jié)論1：突變會導(dǎo)致基因頻率發(fā)生改變。初始：突變后：B=0b=1資料三：樺尺蠖原產(chǎn)地是中國、韓國、日本等國家。英國曼徹斯特地區(qū)的一名種植園主曾購買了從中國某地進(jìn)口的樺樹苗并種植，結(jié)果在不知不覺間引起了樺尺蠖的輸入。假設(shè)中國該地區(qū)的某樺樹林中有1000只樺尺蠖（淺色bb有700只，深色BB100只，Bb200只），向英國曼徹斯地區(qū)遷入了200只淺色（bb）樺尺蠖。那么在中國該地區(qū)遷出前和遷出后B、b的基因頻率分別是多少？初始：遷移后：B=0.2b=0.8B=0.25b=0.75結(jié)論2：基因遷移會導(dǎo)致基因頻率發(fā)生改變。發(fā)生遷移，基因頻率一定發(fā)生改變嗎？不一定核心問題三：用數(shù)學(xué)方法探討影響基因頻率改變的因素資料四：假設(shè)在英國其他地區(qū)樺尺蠖種群數(shù)量只有10只，其中1只為深色BB，另外9只為淺色bb。這只深色的樺尺蠖由于某種原因突然死亡，基因頻率發(fā)生什么變化？初始：之后：B=0b=1B=0.1b=0.9如果是比較大的種群基因頻率會發(fā)生如此巨大的變化嗎？不會結(jié)論3：遺傳漂變會導(dǎo)致基因頻率發(fā)生改變。核心問題三：用數(shù)學(xué)方法探討影響基因頻率改變的因素資料五：樺尺蠖在交配過程中并非是隨機交配的，總有一部分群體無法交配。假設(shè)在親代基因型頻率為BB=30%、Bb=60%、bb=10%這樣一個種群中，bb總是無法完成交配。那么親代和F1基因頻率分別是多少？親代：B=0.6b=0.4F1：B=2/3b=1/3若每一代bb總是無法完成交配，會導(dǎo)致什么結(jié)果？結(jié)論4：非隨機交配會導(dǎo)致基因頻率發(fā)生改變。核心問題三：用數(shù)學(xué)方法探討影響基因頻率改變的因素隨機交配基因頻率會改變嗎？非隨機交配基因頻率一定改變嗎?任務(wù)：計算若沒有選擇和變異發(fā)生，該隨機交配的樺尺蠖種群基因型頻率和基因頻率如何變化？親代基因型頻率AA()Aa（）aa（）親代配子比率A()a()子一代基因型頻率AA()Aa()aa()子一代基因頻率A()a()1%81%18%90%10%子二代基因型頻率AA（）Aa（）aa（）子二代基因頻率A（）a（）

90%10%1%81%18%90%10%子三代(……)子一代配子比率A()

a()90%10%結(jié)論：1.子一代基因型頻率發(fā)生變化，但之后不變；2.子代每一代基因頻率均未變化2%82%16%假設(shè)A的基因頻率為p，a為q，則基因型頻率不變時：基因型AA的頻率為p2，基因型aa的頻率為q2，基因型Aa的頻率為2pq如果每一代都是自交呢？基因頻率、基因型頻率會變化嗎?如果每一代都人為地把隱性個體淘汰，基因頻率和基因型頻率會改變嗎?親代基因型頻率AA()Aa（）aa（）親代配子比率A()a()子一代基因型頻率AA()Aa()aa()子一代基因頻率A()a()1%81%18%90%10%子二代基因型頻率AA（）Aa（）aa（）子二代基因頻率A（）a（）

90%10%1%81%18%90%10%子三代(……)子一代配子比率A()

a()90%10%2%82%16%人工選擇結(jié)論5：選擇會導(dǎo)致基因頻率發(fā)生改變。核心問題三：用數(shù)學(xué)方法探討影響基因頻率改變的因素自然選擇使不同性狀個體之間存在存活率和繁殖率的差異自然選擇突變種群遷移遺傳漂變非隨機交配選擇基因頻率發(fā)生改變生物進(jìn)化實質(zhì)核心問題三：用數(shù)學(xué)方法探討影響基因頻率改變的因素基本單位：種群

在自然條件下，同時滿足上述條件的種群是不存在的。這也從另一方面說明了自然界中的種群的基因頻率始終在發(fā)生變化，所以種群的進(jìn)化是必然的。在自然界中存在這樣一個沒有突變、沒有遷移、沒有選擇足夠大的隨機交配的種群嗎？遺傳平衡定律：英國數(shù)學(xué)家哈迪和德國醫(yī)生溫伯格分別在1908年和1909年發(fā)現(xiàn)了這樣的規(guī)律:在一個大的隨機交配的種群里,基因頻率和基因型頻率在沒有遷移、突變、選擇的情況下，世代相傳不發(fā)生變化。這就是遺傳平衡定律，也稱哈迪-溫伯格定律。1.如何判斷一個種群是否處于遺傳平衡狀態(tài)？基因頻率和基因型頻率是否都不改變2.如果處于平衡狀態(tài)，如何計算？p+q=1(p+q)2=

p2+2pq+q2=1AA=p2Aa=2pqaa=q23.如果不處于平衡狀態(tài)，如何計算？例：在一個能自由交流基因的一年生被子植物種群中，據(jù)調(diào)查得知基因型AA的頻率為25%，基因型aa的頻率為39%，則在第二年開始該種群個體中，基因型AA頻率為A．18.49%B．34%C．25%D．49.02%特別提示：人類群體中大多數(shù)遺傳性狀都可認(rèn)為處于遺傳平衡狀態(tài)，據(jù)此可根據(jù)遺傳平衡原理來計算等位基因頻率例1：白化病發(fā)?。╝a）(q2)的頻率為1/10000，即其基因型頻率，則人群中攜帶者的頻率？例2：調(diào)查樣本的人群中某常染色體顯性遺傳病的發(fā)病率為19％，一對夫婦中妻子患病，丈夫正常，他們所生的子女患該病的概率是A．10／19B．9／19C．1／10

D．91／100例3.某種常染色體上的隱性遺傳病在人群中的發(fā)病率為1/2500。有1對夫婦均正常，其中一方的母親是該病患者，請問，這對夫婦的子女患該種遺傳病的可能性有多大

A.1/25

B.1/50

C.1/100

D.1/102利用達(dá)爾文學(xué)說對長頸鹿進(jìn)化進(jìn)行解釋：⑴原始的長頸鹿產(chǎn)生大量后代；⑵后代中存在個體差異，有的頸和前肢較長，有的則較短；⑶在缺乏青草時期，頸和前肢長些的個體，在生存斗爭中容易得到食物而生存下來，并且繁殖后代，而頸和前肢較短的個體因缺乏食物而被淘汰；⑷這樣一代一代地選擇下去，經(jīng)過漫長的年代，就在自然界形成現(xiàn)在這樣的長頸鹿。重新審視達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說過度繁殖遺傳變異（可遺傳變異是自然選擇的前提）生存斗爭適者生存（適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果）局限：不能科學(xué)解釋遺傳變異的本質(zhì)及自然選擇如何對可遺傳的變異起作用科學(xué)解釋了生物進(jìn)化的原因，解釋了生物的多樣性和適應(yīng)性都是自然選擇的結(jié)果現(xiàn)代生物進(jìn)化理論為地球上的生命史提供了科學(xué)的解釋1.可遺傳變異的來源：基因突變、基因重組、染色體畸變，生物的變異是不定向的、隨機的2.種群內(nèi)存在巨大的變異性（1）基因座位：是指一個特定的基因在染色體上的位置。（2）一個物種可能平均有30%左右的基因座位上有不同的等位基因；（3）一個個體平均又有10%的基因座位是雜合的，即有不同的等位基因；

（人有23對染色體，所含基因在35000對左右）（4）一個種群中往往有成千上萬的基因座位中有兩個或兩個以上不同的等位基因。這些等位基因通過有性生殖可以形成數(shù)量巨大的基因型。如：基因型種類：3n（n是具有2個等位基因的座位數(shù)，即等位基因?qū)?shù)）3.可遺傳的變異為生物的進(jìn)化提供原材料；

可遺傳的變異是自然選擇的前提，形成適應(yīng)的前提現(xiàn)代生物進(jìn)化理論如何解釋遺傳變異的本質(zhì)？自然選擇決定生物進(jìn)化的方向（使基因頻率定向改變）現(xiàn)代生物進(jìn)化理論如何解釋自然選擇如何對可遺傳變異起作用？自然選擇和人工選擇的比較P134

思考：用農(nóng)藥消滅害蟲，開始時，效果顯著，但過一段時間后，藥效明顯下降，是什么原因使害蟲種群產(chǎn)生了抗藥性？答：在農(nóng)藥使用前，本來就存在抗藥性變異的個體，農(nóng)藥殺死的是不具抗藥性的個體，具有抗藥性的個體保留了下來，并把抗藥性遺傳給了后代。農(nóng)藥對害蟲的抗藥性變異起了定向選擇作用，抗藥性變異經(jīng)過遺傳逐代積累，最后就形成了具有抗藥性的新品種，農(nóng)藥對其就不起作用。1.異地物種形成模式：1.特點：經(jīng)過地理隔離和生殖隔離，時間長，形成能夠適應(yīng)新環(huán)境的新物種，是一個漸變過程。2.過程：地理隔離→突變和基因重組形成可遺傳變異→自然選擇方向不同→不同種群中特定基因的基因頻率定向改變→種群基因庫的差異達(dá)到一定程度→達(dá)到生殖隔離3.隔離（特指生殖隔離）是物種形成的必要條件，也是物種形成的標(biāo)志。原始地雀現(xiàn)代生物進(jìn)化理論如何解釋物種的形成？2.同地物種形成1.特點：不經(jīng)過地理隔離，時間短，驟變過程。2.過程：二倍體植物產(chǎn)生配子時，因某種原因如秋水仙素或低溫導(dǎo)致減數(shù)分裂失敗，代之一次有絲分裂，結(jié)果產(chǎn)生了產(chǎn)生二倍體配子，如果緊接著一次自花授粉，兩個二倍體配子受精，產(chǎn)生了四倍體合子，能發(fā)育成四倍體的植株3.該四倍體與原來二倍體相比，已經(jīng)形成了生殖隔離？，已經(jīng)是一個新的物種了4.同地的物種形成是在一次有性生殖過程中形成的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論現(xiàn)代生物進(jìn)化理論為地球上的生命史提供了科學(xué)解釋一.達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說1.成功之處：科學(xué)解釋了生物進(jìn)化的原因，生物的多樣性和適應(yīng)性都是自然選擇的結(jié)果2.局限：不能科學(xué)解釋遺傳變異的本質(zhì)及自然選擇如何對可遺傳的變異其作用二.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論（一）兩大變化1.從性狀水平深入到分子水平（關(guān)于遺傳和變異的本質(zhì)）2.從以個體為單位發(fā)展到以種群為單位（關(guān)于自然選擇的作用機理）（二）主要內(nèi)容1.生物進(jìn)化的單位是種群2.生物進(jìn)化的實質(zhì)是種群基因頻率發(fā)生變化的過程3.突變（包括基因突變和染色體畸變）和基因重組為