2025春高一生物必修二蘇教版教學課件 4.1 生物進化的理論2課時

蘇教版2019必修2第四章

生物的進化

第1節(jié)生物進化的理論第1、2課時

核心素養(yǎng)1.

通過結(jié)合具體實例了解拉馬克的進化觀點。能說出達爾文自然選擇學說的主要內(nèi)容、貢獻和局限性。2.概述現(xiàn)代進化理論以自然選擇學說為核心，為地球上的生命進化提供了科學解釋培養(yǎng)生命觀念。3.能進行種群基因型頻率與基因頻率的相關(guān)計算，培養(yǎng)科學思維。4.運用生物進化理論分析現(xiàn)實生活中諸如耐藥菌產(chǎn)生等相關(guān)問題滲透社會責任。一二三四分子進化的中性學說現(xiàn)代生物進化理論以自然選擇學說為核心達爾文生物進化理論拉馬克的生物進化理論五生物進化理論發(fā)展的意義目錄“創(chuàng)世說”認為：生物是由上帝創(chuàng)造的，物種是不變的；神創(chuàng)論女媧造人1.要點：“環(huán)境多樣性是生物多樣性的原因”“用進廢退”“獲得性遺傳”拉馬克(L.B.Lamarck)1744—1829一、拉馬克的生物進化理論指環(huán)境引起或由于用進廢退引起的變化是可以遺傳的拉馬克認為，器官用得越多就越發(fā)達食蟻獸的舌頭之所以細長，是由于長期舔食螞蟻的結(jié)果鼴鼠穴居，視覺明顯退化，前足適宜挖掘；1）分析

有人認為﹐拉馬克生物進化理論中“獲得性遺傳”的觀點沒有道理。我們持什么樣的觀點呢?為什么?2）推理

動物園里長頸鹿的長頸和長前肢一直吸引著人們。我們能用拉馬克進化理論加以解釋嗎?積極思維

2.拉馬克學說的意義：①是歷史上第一個比較完整的進化學說；②否定了創(chuàng)世說和物種不變論，奠定了科學進化論的基礎(chǔ)；①提出的用進廢退和獲得性遺傳的觀點缺少科學證據(jù)的支持，大多來自主觀臆測；3.拉馬克學說的局限性：②過于強調(diào)環(huán)境的變化直接導(dǎo)致物種的改變，具有局限性；一、拉馬克的生物進化理論二、達爾文生物進化理論達爾文（1809-1882）是英國的博物學家，他曾隨英國海軍勘探船“貝格爾號”，做了歷時五年（1831-1836）的環(huán)球航行考察，在動植物和地質(zhì)等方面進行了廣泛的觀察，并采集了大量的生物標本和礦物標本，經(jīng)過深入研究，形成了生物進化的觀點。終于在1859年出版了震動當時學術(shù)界的巨著《物種起源》。以“自然選擇”學說為核心①物種演變和共同起源②生存斗爭和自然選擇③適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果二、達爾文生物進化理論物種是可變的，生物進化通過物種的演變而進行，地球上現(xiàn)今生存的物種，都是曾經(jīng)存在過的物種的后代，源于共同的原始祖先。生存斗爭包含了生物與同種或異種生物以及與無機環(huán)境之間的斗爭，生存斗爭是由生物的過度繁殖引起的，生存斗爭的結(jié)果是“適者生存，不適者被淘汰”。這一過程就是自然選擇。經(jīng)生存斗爭，適應(yīng)環(huán)境的個體能夠生存下來，不適應(yīng)環(huán)境的個體被淘汰。二、達爾文生物進化理論在馬德拉群島的克格倫島上，達爾文觀察了550多種甲蟲，其中有200種甲蟲的翅明顯退化或無翅，而另一些甲蟲的翅則非常發(fā)達。達爾文的解釋：強烈的海風對甲蟲翅的多種性狀進行了選擇。在連續(xù)的世代中，翅非常發(fā)達和翅明顯退化的甲蟲獲得了最好的生存機會，而那些翅較弱、飛行能力不強的甲蟲常常被海風吹落到海水里。翅非常發(fā)達和翅明顯退化的甲蟲能適應(yīng)海島的海風環(huán)境，并世代繁衍。積極思維：果蠅耐藥性是怎樣產(chǎn)生的？1.有研究者做了果蠅對DDT耐藥性形成過程的實驗。實驗分兩組進行。2.第一組實驗：將許多果蠅混合飼養(yǎng)，任其自由交配，同時加入一定量DDT；果蠅群體一代代地繁殖，每代都用DDT處理，逐代增加DDT濃度。經(jīng)過十幾代后，果蠅對DDT的耐藥性明顯增強，可以耐受比原來高出幾百倍劑量的DDT。3.第二組實驗：改混合飼養(yǎng)為單獨飼養(yǎng)，即選擇親代中從未接觸DDT的雌果蠅和雄果蠅，按一雌一雄成對放入獨立的培養(yǎng)瓶，組成若干家系，繁殖后再將每個家系分成兩瓶，一瓶放入一定量DDT，另一瓶不放DDT，結(jié)果表明，不同家系后代的存活數(shù)量明顯不同。淘汰死亡率高的家系，保留死亡率很低的家系。在死亡率很低的家系中有未經(jīng)DDT處理的培養(yǎng)瓶，從中選取果蠅，按一雌一雄成對的方式再建立若干家系，每一家系仍分成兩瓶重復(fù)上述步驟，經(jīng)過十幾次選擇，出現(xiàn)了對DDT有明顯耐藥性的家系，其耐藥性快速增強，速率與第一組實驗相當。注意：變異在前，自然選擇在后；

變異是不定向的，自然選擇是定向的。1.分析第一組實驗和第二組實驗?zāi)苷f明什么?積極思維：果蠅耐藥性是怎樣產(chǎn)生的？

使用DDT前，果蠅群體中已經(jīng)存在對DDT耐受程度不同的個體，只不過在沒有DDT的環(huán)境中，耐藥性性狀無法表現(xiàn)出來。使用DDT后，耐藥性差的個體被淘汰而無法繁殖后代；隨著DDT劑量的不斷增加，耐藥性強的個體被保留，并通過繁殖活動逐漸成為群體中的主體。依據(jù)達爾文生物進化理論，果蠅群體中耐藥個體的增多是DDT選擇的結(jié)果。2.解釋DDT在果蠅耐藥性形成中發(fā)揮的作用。選擇作用達爾文的成功與局限1.合理的解釋了生物進化的原因1.對遺傳和變異的本質(zhì)，未做出科學解釋3.生物多樣性和適應(yīng)性是進化的結(jié)果2.解釋了生命現(xiàn)象的統(tǒng)一性，是所有生物都有共同的祖先歷史貢獻：局限性：2.對生物進化的解釋也局限于個體水平二、達爾文生物進化理論3.強調(diào)物種的形成都是漸變的結(jié)果，不能很好的解釋物種大爆發(fā)的等現(xiàn)象三、現(xiàn)代生物進化理論以自然選擇學說為核心杜布贊斯基：現(xiàn)代綜合進化論種群是生物進化的基本單位突變和基因重組提供進化的原材料自然選擇決定生物進化的方向隔離是物種形成的必要條件現(xiàn)代生物進化理論內(nèi)容：例：判斷下列概念是否屬于種群（1）一個池塘中的全部鯉魚()（2）一個池塘中的全部雄鯉魚()（3）一個池塘中的全部魚()（4）一片草地上的全部植物()（5）一片草地上的全部蒲公英()否是否否是三、現(xiàn)代生物進化理論以自然選擇學說為核心（一）種群是生物進化的基本單位種群：生活在一定區(qū)域內(nèi)的同種生物的全部個體的集合。種群是生物進化的基本單位也是生物繁殖的基本單位；種群基因庫、基因頻率、基因型頻率一個種群中全部個體所含有的基因總和，叫做這個種群的基因庫。在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比率，叫做基因頻率。某種基因型的個體在種群中所占的比率，叫做基因型頻率。（一）種群是生物進化的基本單位三、現(xiàn)代生物進化理論以自然選擇學說為核心（一）種群是生物進化的基本單位三、現(xiàn)代生物進化理論以自然選擇學說為核心積極思維：如何計算種群內(nèi)基因頻率和基因型頻率的變化?基因頻率：是指在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比率；基因型頻率：是指某種基因型的個體在種群中所占的比率；基因頻率＝×100%基因型頻率＝×100%基因庫、基因頻率、基因型頻率1.基因頻率和基因型頻率的計算：從某個種群中隨機抽出100個個體，測知基因型為AA、Aa和aa的個體分別是30、60和10。計算：A和a的基因頻率。則：A基因的基因頻率=a基因的基因頻率=基因頻率=純合子頻率+1/2雜合子頻率AA基因型頻率：30/100=30%Aa基因型頻率：60/100=60%aa基因型頻率：10/100=10%（30×2+60）/200×100%=60%（10×2+60）/200×100%=40%則：A基因的基因頻率=

a基因的基因頻率=30%

+60%/2=60%（一）種群是生物進化的基本單位三、現(xiàn)代生物進化理論以自然選擇學說為核心10%

+60%/2=40%2.伴X遺傳方面的基因頻率計算特殊點：男性中只有一個X染色體，所以計算男性X染色體總數(shù)時不需要乘2，這樣就能夠得出正確的結(jié)果。據(jù)調(diào)查得知，某小學的學生中基因型的個體數(shù)分別為：XBXB=43，XBXb=6，XbXb=1，XBY=43，XbY=7，則Xb的基因頻率為（）

A．13.2%B．5%C．15%D．10%D三、現(xiàn)代生物進化理論以自然選擇學說為核心（一）種群是生物進化的基本單位3.關(guān)于計算：在自由交配群體中，已知親代基因型的頻率計算子代基因型頻率親代基因型頻率AA（30％）Aa（60％）aa（10％）配子的比率A（）A（）a（）a（）親代基因頻率

A（）a（）子代基因型頻率AA()Aa（

）aa（

）子代基因頻率A（）a（）30％30％30％10％36％48％16％60％40％60％40％三、現(xiàn)代生物進化理論以自然選擇學說為核心（一）種群是生物進化的基本單位等位基因頻率之和等于1；基因型頻率之和也等于1；3.關(guān)于計算：在自由交配群體中，已知親代基因型的頻率計算子代基因型頻率

卵細胞精子a（q）A（p）a（q）aa（q2）Aa（pq）Aa（pq）設(shè)顯性基因A頻率為p，隱性基因a頻率為q，則p＋q＝1。A（p）即：AA％=p2，Aa％=2pq，aa％=q2AA（p2）三、現(xiàn)代生物進化理論以自然選擇學說為核心（一）種群是生物進化的基本單位親代子一代子二代子三代基因型頻率AA30%Aa60%aa10%基因頻率Aa36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%60%40%結(jié)論：基因頻率和基因型頻率穩(wěn)定不變。但：要滿足一定條件？思考：繁殖若干代后，基因頻率會不會發(fā)生變化？三、現(xiàn)代生物進化理論以自然選擇學說為核心（一）種群是生物進化的基本單位遺傳平衡定律：需滿足5個條件：三、現(xiàn)代生物進化理論以自然選擇學說為核心（一）種群是生物進化的基本單位種群很大個體間隨機交配種群沒有遷移和突變沒有自然選擇在一個有性生殖的自然種群中，在符合上述5個條件的情況下，各等位基因的頻率和基因型頻率在一代一代的遺傳中是穩(wěn)定不變的，或者說是保持著基因平衡的。（哈代-溫伯格定律）影響基因頻率變化的因素：突變和基因重組、自然選擇、遷入和遷出、隔離、遺傳漂變等；在自然條件下，滿足上述五個條件的種群是不存在的，例如，翅色與環(huán)境色彩較一致時，較難被天敵發(fā)現(xiàn)（有自然選擇）。再例如，基因突變普遍存在，產(chǎn)生的新基因會使種群的基因頻率發(fā)生變化。所以種群的基因頻率一定會發(fā)生改變，即進化在任何種群中都是必然要發(fā)生的。例：假設(shè)每個果蠅約有2×104個基因，假定每個基因的突變率都是10-5。若有一個中等數(shù)量的果蠅種群(約有107個個體)，請計算出每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)是多少?自然界中突變的頻率很低，能作為進化的原材料嗎？2.0×104×10-5×107=2.0×106(個)大量的突變基因重組多種多樣的基因型多種多樣可遺傳的變異類型自然突變的頻率很低突變＝基因突變＋染色體變異三、現(xiàn)代生物進化理論以自然選擇學說為核心（二）突變和基因重組提供進化的原材料個體種群突變和基因重組是隨機的、不定向的，不能決定生物進化的方向；生物突變的有利和有害不是絕對的,往往取決于環(huán)境；自然界生物進化都是有方向的，生物進化的方向是什么因素決定的？種群進化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變。三、現(xiàn)代生物進化理論以自然選擇學說為核心（三）自然選擇決定生物進化的方向積極思維：不同體色的樺尺蛾數(shù)量為什么會變化？

在特定環(huán)境中，種群內(nèi)可遺傳的變異將賦予某些個體生存和繁殖的優(yōu)勢，經(jīng)過自然選擇，具有有利變異的個體更好地適應(yīng)這種特定的生存環(huán)境，有更多機會繁衍后代，相應(yīng)的基因頻率會不斷提高；相反，具有不利變異的個體較難生存下去，留下后代的機會更少，相應(yīng)的基因頻率會不斷下降。三、現(xiàn)代生物進化理論以自然選擇學說為核心（三）自然選擇決定生物進化的方向自然選擇可以使種群的基因頻率定向改變，最終導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進化；自然選擇作用的是個體的表型，不是基因型；進化是“先變異，后選擇”；馬驢騾三、現(xiàn)代生物進化理論以自然選擇學說為核心（四）隔離是物種形成的必要條件物種：具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能特征，在自然狀態(tài)下能夠相互交配并繁殖可育后代的一群生物個體，通常稱為物種，簡稱為“種”。隔離：是指同種生物中不同種群的個體在自然條件下不能自由交流基因的現(xiàn)象。隔離主要包括地理隔離和生殖隔離。地理隔離：同一種生物由于地理屏障而被分隔成不同的種群，各種群之間不發(fā)生基因交流的現(xiàn)象，成為地理隔離。生殖隔離：物種的個體之間不能自由交配或交配后不能產(chǎn)生可育后代的現(xiàn)象，稱為生殖隔離。加拉帕戈斯群島上地雀的喙形進化示意圖地理隔離三、現(xiàn)代生物進化理論以自然選擇學說為核心（四）隔離是物種形成的必要條件孔雀與巨嘴鳥因求偶方式不同而出現(xiàn)生殖隔離生殖隔離自然選擇2自然選擇1地理隔離原種變異1變異2基因頻率的定向改變變異類型1變異類型2新物種新物種生殖

隔離新物種的形成是生物與環(huán)境相互影響相互作用的結(jié)果。隔離是新物種形成的必要條件、生殖隔離是新物種形成的標志

地理隔離

阻斷基因交流在不同的突變和基因重組以及自然選擇作用下基因頻率向不同方向發(fā)生改變種群的基因庫出現(xiàn)差異

差異進一步加大

生殖隔離

新物種形成

生殖隔離是新物種形成的標志三、現(xiàn)代生物進化理論以自然選擇學說為核心（四）隔離是物種形成的必要條件漸變式：經(jīng)過長期的地理隔離而達到生殖隔離；物種的形成過程：爆發(fā)式：不需要地理隔離，在很短的時間內(nèi)就能產(chǎn)生生殖隔離；如：①二倍體西瓜和四倍體西瓜屬于兩個物種；②異源多倍體的形成；三、現(xiàn)代生物進化理論以自然選擇學說為核心（四）隔離是物種形成的必要條件日本科學家木村資生：中性學說

中性學說認為，生物進化的主導(dǎo)因素不是自然選擇，而是中性突變的隨機固定。在進化過程中，核酸、蛋白質(zhì)等分子的堿基、氨基酸會發(fā)生一定的置換，通常用它們的置換率來計算相應(yīng)分子的進化速率。DNA分子產(chǎn)生的突變大部分是中性的，即對生物的生存既無利也無害。四、分子進化的中性學說現(xiàn)代綜合進化論和中性學說的區(qū)別與聯(lián)系①不同點：現(xiàn)代綜合進化論揭示了種群進化的規(guī)律：通過自然選擇淘汰不利變異，保留有利變異，即適者生存，不適者被淘汰，使生物不斷進化；而中性學說揭示了分子水平的進化規(guī)律。②聯(lián)系：兩者并不矛盾，更不對立，只是各自的側(cè)重點不同?，F(xiàn)代綜合進化論側(cè)重于個體、群體，即宏觀水平；中性學說側(cè)重于分子，即微觀水平，兩者相互補充，更好地闡述了生物進化的本質(zhì)。1.生物進化理論對生物學的發(fā)展具有重要影響生物進化理論對整個生物界的發(fā)生和發(fā)展做出了符合唯物史觀的解釋，把發(fā)展變化的思想引入生物學研究，使生物學發(fā)生了革命性的變化。(1)生物進化理論的建立，使早年創(chuàng)立的動物學、植物學、生理學、解剖學、古生物學等分支學科統(tǒng)一為生物學。這些學科既有共同的理論基礎(chǔ)，即生物界發(fā)展的規(guī)律性，也有共同的研究目標，即從不同側(cè)面研究生命運動及其規(guī)律性。(2)生物進化理論包含了發(fā)展變化、相互聯(lián)系和整體化的內(nèi)在思想，這一思想促進不同學科之間的相互滲透和綜合，導(dǎo)致了一些交叉學科和邊緣學科(如生物化學、生物物理、生物數(shù)學、仿生學、控制論、系統(tǒng)論)的產(chǎn)生。這對生物學的迅猛發(fā)展具有重要意義。(3)生物進化理論所揭示的原理，有助于指導(dǎo)人們進行良種選育、植物栽培、動物飼養(yǎng)等實踐活動，也對疾病防治、人工合成新物種等具有重要的指導(dǎo)意義。五、生物進化理論發(fā)展的意義(1)顛覆了“創(chuàng)世說”的統(tǒng)治地位。突破了目的論和決定論的束縛，為我們提供了新的思維方式，對破除迷信、解放思想和形成科學的自然觀和世界觀很有幫助。(2)促進了生態(tài)倫理的發(fā)展。對確立以人與自然和諧共處為核心的生態(tài)倫理具有重要意義。2.生物進化理論對人們的思想觀念具有重要影響五、生物進化理論發(fā)展的意義一二三四分子進化的中性學說現(xiàn)代生物進化理論以自然選擇學說為核心達爾文生物進化理論拉馬克的生物進化理論五生物進化理論發(fā)展的意義課堂小結(jié)環(huán)境多樣性是生物多樣性的原因、用進廢退、獲得性遺傳對生物學的發(fā)展、人們的思想觀念具有重要影響生物進化的主導(dǎo)因素不是自然選擇，而是中性突變的隨機固定。種群是生物進化的基本單位、突變和基因重組提供進化的原材料自然選擇決定生物進化的方向、隔離是物種形成的必要條件物種演變和共同起源、生存斗爭和自然選擇、適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果

判斷：1.生物進化的實質(zhì)是種群基因型頻率的改變（）2.自然選擇可以使種群的基因頻率發(fā)生定向改變（）3.自然選擇決定生物變異和進化的方向（）4.變異都可以為生物進化提供原材料（）5.新物種的形成不一定要經(jīng)過長期地理隔離（）6.地