適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果第二節(jié)自然選擇是進(jìn)化的一個(gè)重要?jiǎng)恿蜋C(jī)制古長頸鹿后代長頸鹿出現(xiàn)差異(長頸、短頸)長頸優(yōu)勢(shì)個(gè)體存活現(xiàn)代長頸鹿過度繁殖遺傳變異生存斗爭(zhēng)適者生存變異累積數(shù)代繁殖家養(yǎng)生物普遍存在變異人們根據(jù)自己需要挑選合乎人類要求的變異個(gè)體，淘汰其他數(shù)代選擇，所需變異被保存培育出新品種人工選擇生物普遍存在變異（可遺傳）影響存活與繁殖適者生存，不適者淘汰數(shù)代選擇，所需變異被保存進(jìn)化，新物種產(chǎn)生自然選擇生存斗爭(zhēng)(適應(yīng)環(huán)境)自然選擇和人工區(qū)別？

自然選擇人工選擇選擇對(duì)象選擇次數(shù)結(jié)果有利生存和繁殖的變異人們需要的性狀數(shù)代選擇，所需變異被保存積累適應(yīng)環(huán)境的產(chǎn)生新品種（人類所需要的）達(dá)爾文1809-1882可遺傳變異

（前提）適者生存

（結(jié)果）自然選擇達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說對(duì)適應(yīng)性進(jìn)化的解釋從進(jìn)化角度解釋為什么不能濫用抗生素1.細(xì)菌菌群中為何天然存在抗藥性細(xì)菌？2.濫用抗生素形成細(xì)菌耐藥性的原因？3.細(xì)菌耐藥性的產(chǎn)生屬于人工選擇還是自然選擇？屬于哪種變異類型？

達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說【注意】變異是客觀存在的，環(huán)境的作用不是誘發(fā)變異的產(chǎn)生，而是對(duì)存在變異的眾多個(gè)體進(jìn)行選擇，即環(huán)境不是誘變因素，而是選擇因素。（做筆記：變異在前，選擇在后）【例子】使用青霉素殺死細(xì)菌：在使用青霉素之前，細(xì)菌中早就存在抗青霉素的突變個(gè)體。使用青霉素僅殺滅了不抗藥的細(xì)菌，抗藥的細(xì)菌存活下來。青霉素不能使細(xì)菌產(chǎn)生抗藥性變異，只是對(duì)抗藥性個(gè)體進(jìn)行了選擇。P134遺傳作用使生物微小的有利變異得以積累加強(qiáng)從而形成適應(yīng)特定環(huán)境的生物新類型

達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說可遺傳的變異+環(huán)境的自然選擇適應(yīng)性進(jìn)化不定向定向定向2自然選擇直接作用的是生物的個(gè)體，還是群體？1自然選擇直接選擇的是基因型還是表現(xiàn)型？3研究進(jìn)化，僅研究個(gè)體和表型是否就可以？為什么？不可以。個(gè)體的表型會(huì)隨著個(gè)體的死亡而消失，決定表型的基因卻可以隨著生殖而世代延續(xù)?？梢姡芯可锏倪M(jìn)化，僅研究個(gè)體和表型是不夠的，還必須研究群體基因組成的變化。自然選擇學(xué)說的意義及局限性達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的局限性1對(duì)于遺傳和變異的認(rèn)識(shí)局限于性狀水平，不能科學(xué)地解釋遺傳變異的本質(zhì)。2對(duì)生物進(jìn)化的解釋局限于個(gè)體水平，認(rèn)為生物進(jìn)化是以個(gè)體為單位?，F(xiàn)代生物進(jìn)化理論現(xiàn)代生物進(jìn)化理論深入到基因水平以種群為單位現(xiàn)代生物進(jìn)化理論是以自然選擇學(xué)說為基礎(chǔ)。【1】種群1.種群概念生活在一定自然區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體。P127種群三要素同一區(qū)域12同一物種的生物3全部個(gè)體一片樹林中的全部獼猴一片草地上的所有蒲公英【1】種群判斷下列是否屬于種群?（1）一個(gè)池塘中的全部魚（2）一個(gè)池塘中的全部鯉魚（3）兩個(gè)池塘內(nèi)的全部鯉魚（4）一片草地上的成年梅花鹿（5）農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)上售賣的雞群××××1.種群概念生活在一定自然區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體?！?】種群2.種群特點(diǎn)1種群的個(gè)體并不是機(jī)械地集合在一起。2種群是生物進(jìn)化的基本單位。3一個(gè)種群由不同年齡、不同性別的個(gè)體組成，彼此相互交配進(jìn)行生殖，將基因遺傳給后代。繁殖時(shí)，種群在基因組成上會(huì)有什么變化嗎？資料：在19世紀(jì)中葉之前,人們見到的樺尺蠖都是灰色的，它們與長滿灰色地衣的樹干和巖石混為一體。1830年左右，英國完成了工業(yè)革命，曼徹斯特等工業(yè)城市的空氣污染越來越嚴(yán)重，大部分地衣消失，巖石和樹干呈現(xiàn)出深暗的顏色。到1895年,曼徹斯特附近的黑色樺尺蠖所占比例激增到接近98%。這種黑色樺尺蠖是怎么出現(xiàn)的？這種“工業(yè)黑化”是如何進(jìn)化來的呢?長滿地衣的樹干上的樺尺蠖黑褐色樹干上的樺尺蠖活動(dòng)1：模擬食蟲鳥捕獲樺尺蠖模擬材料：灰色小圓片——模擬灰色樺尺蠖黑色小圓片——模擬黑色樺尺蠖黑色背景——模擬工業(yè)污染后的環(huán)境實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐20世紀(jì)50年代，科學(xué)家將黑色樺尺蠖和灰色樺尺蠖分別標(biāo)記后放養(yǎng)在工業(yè)區(qū)和沒有污染的工業(yè)區(qū)，經(jīng)一段時(shí)間后將釋放的樺尺蠖盡量收回，統(tǒng)計(jì)其數(shù)目。地區(qū)灰色樺尺蠖黑色樺尺蠖釋放數(shù)回收數(shù)回收率釋放數(shù)回收數(shù)回收率伯明翰（工業(yè)污染區(qū)）641615482多塞特（非工業(yè)區(qū)）393544061925.0%13.7%53.0%4.7%特定環(huán)境選擇和保留了特定表型的個(gè)體問題：生物直接把性狀傳遞給后代？雜交實(shí)驗(yàn)表明，樺尺蠖的體色由一對(duì)等位基因控制，且黑色為顯性性狀。選擇前的種群中基因型為AA、Aa、aa的個(gè)體分別有36、24、60只，記錄食蟲鳥捕獲的樺尺蠖基因型。結(jié)合教材P131的內(nèi)容，解決以下問題：1.什么是基因庫？什么是基因型頻率和基因頻率？2.在選擇前后的種群中，AA、Aa、aa的基因型頻率和A、a的基因頻率分別是多少？3.比較選擇前后的A、a的基因頻率，你有什么發(fā)現(xiàn)？活動(dòng)2：探究樺尺蠖種群基因組成的變化基因頻率、基因型頻率該種群中含有

個(gè)個(gè)體，基因型為AA、Aa和aa的個(gè)體分別是

、

和

個(gè)。AA基因型頻率=Aa基因型頻率=aa基因型頻率=A基因頻率=a基因頻率=2基因型頻率=該基因型個(gè)體數(shù)該種群個(gè)體總數(shù)×100%基因頻率=某基因的數(shù)目該基因及其等位基因的總數(shù)×100%全部等位基因總數(shù)為_______個(gè)，A基因?yàn)開_______個(gè)，a基因?yàn)開_____個(gè)基因庫：一個(gè)生物種群的全部等位基因的總和120362460240961440.40.60.30.20.5比較不同顏色卡紙上的A、a的基因頻率，你有什么發(fā)現(xiàn)？初始種群選擇后的種群基因型頻率AA（黑）Aa（黑）aa（灰）基因頻率A（黑）a（灰）1850年，大多數(shù)樺尺蠖是灰色的1900年，大多數(shù)樺尺蠖是黑色的結(jié)論：自然選擇使種群的基因頻率發(fā)生改變0.30.20.50.40.6進(jìn)化的實(shí)質(zhì)19世紀(jì)中期A的基因頻率約5%a的基因頻率約95%20世紀(jì)中期A的基因頻率約95%a的基因頻率5%自然選擇導(dǎo)致樺尺蛾發(fā)生適應(yīng)性進(jìn)化自然選擇使種群的基因頻率發(fā)生改變進(jìn)化的實(shí)質(zhì)：種群基因頻率發(fā)生改變基因型頻率基因頻率X(AA)Y(Aa)Z(aa)p(A)q(a)親代0.10.20.7子一代第2代第3代觀察表格數(shù)據(jù)，你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？該種群的基因型頻率和基因頻率世代相傳不發(fā)生變化——遺傳平衡0.20.80.040.320.640.20.80.040.320.640.20.80.040.320.640.20.8p+q=1AA%=Aa%=aa%=p22pqq2自由/隨機(jī)交配某樺尺蠖種群的基因型頻率如下：AA10%，Aa20%，aa70%計(jì)算自交2代，各世代的基因型頻率和基因頻率?；蛐皖l率基因頻率X(AA)Y(Aa)Z(aa)p(A)q(a)親代0.10.20.7子一代第2代自由交配≠自交?。。?！0.150.10.750.20.80.20.80.1750.050.7750.20.8

1870年的英國曼徹斯特地區(qū)，某樺尺蠖種群的基因型頻率如下：AA10%，Aa20%，aa70%，其中A基因頻率、a基因頻率分別是？計(jì)算隨機(jī)交配三代，各世代的基因型頻率和基因頻率F1配子配子下列情形下，樺尺蠖種群中控制黑色的A和控制灰色的a基因頻率如何變化？1.由于工業(yè)污染，樹干黑化不利于灰色樺尺蠖的生存，種群中灰色個(gè)體每年減少10%2.有10%的個(gè)體基因型由AA突變成Aa3.由于工業(yè)減碳，森林環(huán)境變得越來越好，吸引了大批灰色蛾的遷入4.在一個(gè)小的種群中，偶然事件導(dǎo)致淺色蛾大量死亡5.黑色蛾更容易被雌蛾所吸引，產(chǎn)生更多的后代突變基因遷移遺傳漂變非隨機(jī)交配自然選擇突變基因遷移遺傳漂變非隨機(jī)交配自然選擇基因頻率發(fā)生改變生物進(jìn)化實(shí)質(zhì)（主要?jiǎng)恿Γ㏄135遺傳平衡定律（哈迪-溫伯格定律）：在一個(gè)大的隨機(jī)交配的種群中，基因型頻率和基因頻率在沒有突變、遷移、漂變、選擇的情況下世代相傳不發(fā)生變化一般情況不存在遺傳平衡現(xiàn)實(shí)條件下存在嗎？進(jìn)化的結(jié)果一定是適應(yīng)環(huán)境嗎？自然選擇是適應(yīng)性進(jìn)化的唯一因素，但不是進(jìn)化的唯一因素種群中出現(xiàn)大量可遺傳變異自然選擇適應(yīng)環(huán)境的有利變異不適應(yīng)環(huán)境的不利變異種群基因頻率發(fā)生定向改變（A%上升）包括導(dǎo)致導(dǎo)致生物定向進(jìn)化（黑色）有利變異（黑色）基因頻率上升不利變異（灰色）基因頻率下降樺尺蠖種群現(xiàn)代生物進(jìn)化理論個(gè)體→種群性狀→基因適者生存不適者淘汰適應(yīng)性進(jìn)化適者生存過度繁殖大量個(gè)體

資源有限遺傳變異

自然選擇生存斗爭(zhēng)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論個(gè)體→種群達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說性狀→基因1.進(jìn)化的前提或原材料：2.進(jìn)化的動(dòng)力和機(jī)制：3.進(jìn)化的基本單位：4.進(jìn)化的本質(zhì)與標(biāo)志：5.進(jìn)化的方向：可遺傳變異選擇（自然選擇）種群種群基因頻率的改變由選擇決定生物進(jìn)化的方向遺傳平衡定律（哈迪—溫伯格定律）P132注遺傳平衡所指的種群是理想條件下的種群，在自然條件下，這樣的種群是不存在的。這也從反面說明，自然界中種群的基因頻率一定會(huì)發(fā)生變化，也就是說種群的進(jìn)化是必然的。2隨機(jī)交配3沒有遷入和遷出（no基因遷移）4沒有突變的發(fā)生5沒有自然選擇1種群規(guī)模非常大（no遺傳漂變）達(dá)爾文在環(huán)球考察中觀察到一個(gè)奇怪的現(xiàn)象。加拉帕戈斯群島位于南美洲附近的太平洋中，由13個(gè)主要島嶼組成，這些島嶼與南美洲大陸的距離為160~950km。在加拉帕戈斯群島上生活著13種地雀。這些地雀的喙差別很大，不同種之間存在生殖隔離。達(dá)爾文推測(cè)這些地雀的共同祖先來自南美洲大陸，以后在各島嶼形成不同的種群。對(duì)不同島嶼上的地雀種群來說，環(huán)境的作用有沒有差別？這對(duì)種群基因頻率的變化會(huì)產(chǎn)生什么影響？1不同島嶼的自然環(huán)境條件不一樣，因此環(huán)境的作用會(huì)有差別，導(dǎo)致種群基因頻率朝著不同的方向改變。2如果這片海域只有一個(gè)小島，還會(huì)形成這么多種地雀嗎？不會(huì)。因?yàn)閭€(gè)體間有基因的交流。由于長期地理隔離而沒有相互交配，沒有基因交流，形成了生殖隔離，它們形成兩個(gè)不同的物種。類型發(fā)生范圍結(jié)果生殖隔離地理隔離①不能相互交配②即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育后代使種群間不能發(fā)生基因交流同種生物不同物種間同種地雀→地理隔離→自然選擇→生殖隔離→不同種地雀物種形成的方式P135（1）漸變式（異地物種形成）物種形成的方式（2）驟變式（同地物種形成）無需地理隔離，在一次有性生殖過程中形成。方式主要通過染色體變異的方式形成新物種，此種方式多見于植物。過程四倍體二倍體雜交三倍體（高度不育）