2024-2025學年新教材高中生物第5章生物的進化第2節(jié)適應是自然選擇的結果學案浙科版必修2

PAGE10-其次節(jié)適應是自然選擇的結果課標內容要求核心素養(yǎng)對接1.舉例說明種群內的可遺傳變異將給予某些個體在特定環(huán)境中的生存和繁殖優(yōu)勢。2．闡明具有優(yōu)勢性狀的個體在種群中所占比例將會增加。3．說明自然選擇促進生物更好地適應特定的生存環(huán)境。4．概述現(xiàn)代生物進化理論以自然選擇學說為核心，為地球上的生命進化史供應了科學的說明。5．闡述變異、選擇和隔離可導致物種形成。1.認同種群是生物繁殖和進化的基本單位，理解突變和重組是不定向的，只能為進化供應原材料，而自然選擇是定向的，確定著生物進化的方向。(生命觀念)2．理解隔離的定義、類型，闡明隔離在物種形成中的作用。(生命觀念、科學思維)3．利用數(shù)學方法，探討自然選擇會導致種群基因頻率發(fā)生定向變更。(科學思維、科學探究)一、種群內普遍存在著變異1．種群(1)概念種群是生活在肯定自然區(qū)域的同種生物的全部個體。(2)特點一個種群由不同年齡、不同性別的個體組成，彼此可以相互交配進行生殖。2．種群存在著變異種群個體間的一部分變異是可以遺傳的。達爾文將個體間存在可遺傳的變異視為自然選擇的前提，形成適應的前提。生物通過突變可以產生新基因，通過基因重組產生形形色色的基因型。二、優(yōu)勢性狀的個體在特定環(huán)境中具有生存和繁殖的優(yōu)勢達爾文認為，生物的繁殖實力很強，但是在自然界中，生物賴以生存的食物和空間是有肯定限度的，因此任何生物在生活過程中都必需為生存而斗爭。生物與生物之間會爭奪食物、空間、配偶，生物要與干旱、寒冷等惡劣環(huán)境進行斗爭，通過生存斗爭，生存下來的個體就會大大削減。具有優(yōu)勢性狀的個體，它們更簡單獲得食物和空間，獲得更多的生存和繁殖的機會。三、自然選擇導致生物更好地適應特定的生存條件1．適應(1)概念生命的結構及功能、行為、生活方式使該生物適合在肯定環(huán)境條件下生存和持續(xù)，稱為適應。(2)特點適應是生物特有的一種現(xiàn)象。2．人工選擇人們依據(jù)自己的須要，把某些比較合乎要求的變異個體選擇出來，讓它們保留后代；把其他變異個體淘汰掉，不讓它們保留后代。經過連續(xù)數(shù)代的選擇，人類所須要的變異被保存下來，微小變異因此積累成為顯著變異，從而培育出新的品種。這就是人工選擇。3．自然選擇自然界中的物種，其個體之間普遍存在變異，有些性狀有利于個體在特定環(huán)境中存活和繁殖，另一些則是不利的。性狀特征有助于其生存的個體較之沒有這種特征的個體，能繁殖出更多的后代。這個過程就是自然選擇。4．新的物種的產生同種生物的個體之間，只要個體之間存在著變異，而且某些變異性狀影響了個體的存活和繁殖，從而使具有不同性狀的個體之間在存活率和繁殖率上出現(xiàn)了差異，自然選擇就發(fā)生作用。經過世世代代的選擇，種群中相關的有利變異被保存下來并不斷得到積累，微小變異積累成顯著變異，新的類型、新的物種由此產生。5．第一個自然選擇的實例樺尺蠖體色有兩種表型，野生型蛾是灰色的，突變型蛾是黑色的。在沒有受工業(yè)污染的森林里，在這種條件下，灰色蛾存活率大約是黑色蛾的2倍。它們的存活率有了差別，自然選擇就發(fā)揮了作用。后來，工業(yè)污染，兩種蛾的存活率發(fā)生了逆轉，黑色蛾的存活率遠遠超過灰色蛾。自然選擇的方向發(fā)生了變更，群體中黑色蛾漸漸增多。6．基因庫、基因頻率(1)概念①基因庫指一個生物種群的全部等位基因的總和。②基因頻率指在種群中，某一個等位基因的數(shù)目占這個基因可能出現(xiàn)的全部等位基因總數(shù)的比例。(2)基因頻率的計算假設在一個種群中有一對等位基因A和a，基因A的頻率為p，基因a的頻率為q，則p＋q＝1。由這對等位基因構成的基因型有3種，即AA、Aa、aa，其個體數(shù)目分別為d、h、r，那么，由這些基因型構成的種群總個體數(shù)目N＝d＋h＋r。3種基因型的頻率分別為：D(AA)＝d/N，H(Aa)＝h/N，R(aa)＝r/N，其中基因A有2d＋h，基因a有h＋2r。因此，N個個體有2N個基因，基因A和基因a的基因頻率分別為：p＝(2d＋h)/2N＝D＋(1/2)H，q＝(h＋2r)/2N＝R＋(1/2)H。7．遺傳平衡定律英國劍橋高校數(shù)學家哈迪和德國醫(yī)生溫伯格分別在1908年和1909年發(fā)覺了這樣的規(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、選擇的狀況下，世代相傳不發(fā)生變更。這就是遺傳平衡定律，也稱哈迪－溫伯格定律。8．打破遺傳平衡的因素第一個因素是突變。其次個因素是基因遷移。第三個因素是遺傳漂變。第四個因素是非隨機交配。第五個因素是自然選擇。四、現(xiàn)代生物進化理論為地球上的生命史供應了科學的說明1．現(xiàn)代生物進化理論現(xiàn)代生物進化理論認為，種群是進化的單位。在自然界中，由于存在基因突變、基因重組和自然選擇等因素，種群的基因頻率總是在不斷變更的，生物進化的過程實質上就是種群基因頻率發(fā)生變更的過程。2．新物種的形成(1)異地的物種形成方式(漸進的物種形成方式)一個初始種群，因環(huán)境隔離因素(如地理障礙)而分隔成兩個種群。由于新種群形成時可能發(fā)生的遺傳漂變，它們所處的環(huán)境條件不同，自然選擇所保留的和淘汰的基因型不同，兩個種群的遺傳組成出現(xiàn)差異。由于兩個種群彼此處于隔離狀態(tài)，它們之間的遺傳差異避開了因基因溝通(個體的遷入和遷出)而減弱，甚至消逝。隨著時間的推移，種群間的遺傳差異積累，最終達到種群間完全的生殖隔離。當它們再度相遇時，已經不能相互交配了。這時，新的物種就形成了。(2)兩個概念在遺傳學和進化論的探討中，把能夠在自然狀態(tài)下相互交配并產生可育后代的一群生物稱為一個物種。不同物種之間一般是不能相互交配的，即使交配勝利，也不能產生可育的后代，這種現(xiàn)象稱為生殖隔離。(3)同地的物種形成方式二倍體植物在形成配子時，假如減數(shù)分裂失敗，代之以一次有絲分裂，染色體數(shù)目沒有減半，形成了二倍體配子。假如緊跟著一次自花授粉，兩個二倍體配子融合，形成四倍體合子，能發(fā)育為成熟植株，并借助自花授粉來繁殖。這種新的四倍體植物一旦形成，就和它們的二倍體親本之間存在生殖隔離。相對于二倍體親本，四倍體植物已是一種新的物種。推斷對錯(正確的打“√”，錯誤的打“×”)1．一個特定基因在染色體上的位置稱為等位基因。 ()提示：×稱為基因座位。2．種群內普遍存在著變異。 ()提示：√3．自然選擇是進化的一個重要動力和機制。 ()提示：√4．種群之間的雙向遷移會引起種群間遺傳差異的增大，種群內變異量削減。 ()提示：×種群之間的雙向遷移會引起種群間遺傳差異的削減，種群內變異量增大。5．抗青霉素金黃色葡萄球菌的形成是人工選擇的結果。 ()提示：×抗青霉素金黃色葡萄球菌的形成，屬于自然選擇使有利變異的積累。種群與自然選擇1．舉例辨析種群(1)一片樹林中的全部猴，不是一個種群，因為不是同種生物。(2)甲地樹林中的獼猴和乙地樹林中的獼猴，不是一個種群，因為不是同一區(qū)域。(3)一片樹林中全部幼年獼猴，不是一個種群，因為不是同種生物的全部個體。2．正確區(qū)分基因頻率與基因型頻率項目含義變更后與進化的關系基因型頻率eq\f(種群中某基因型個體數(shù),該種群個體總數(shù))×100%生物不肯定進化基因頻率eq\f(種群中某基因總數(shù),該基因及其全部等位基因數(shù))×100%導致生物進化基因庫種群中的全部基因可導致生物進化，它的變更是形成新物種的前提3.圖解生物進化的實質是種群基因頻率的變更合作探究：1.某樺尺蠖種群中，黑色體色的基因為S，淺色體色的基因為s，抽樣調查100個個體，測得基因型為SS、Ss、ss的個體數(shù)分別為10、20、70個。假設該樺尺蠖種群特別大；全部的雌雄個體間都能自由交配并產生后代；沒有遷入和遷出；不同體色的個體生存和繁殖的機會是均等的；基因S和s都不產生突變。依據(jù)孟德爾的分別定律計算并回答問題：(1)該種群產生的S配子和s配子的比值各是多少？子一代基因型頻率是多少？提示：S配子占20%，s配子占80%。子一代基因型頻率：SS占4%，Ss占32%，ss占64%。(2)子一代種群的基因頻率各是多少？提示：子一代種群的基因頻率S占20%，s占80%。(3)子二代、子三代以及若干代以后，種群的基因頻率會同子一代一樣嗎？請完成下表：親代基因型的比值SS(10%)Ss(20%)ss(70%)配子的比值S(10%)S(10%)s(10%)s(70%)子一代基因型頻率SS(4%)Ss(32%)ss(64%)子一代基因頻率S(20%)s(80%)子二代基因型頻率SS(____)Ss(____)ss(____)子二代基因頻率S(____)s(____)提示：4%32%64%20%80%子二代、子三代以及若干代以后，種群的基因頻率與子一代一樣。2．在樹干變黑這一環(huán)境條件下，種群中淺色個體每年削減10%，黑色個體每年增加10%。第2年、第3年，該種群每年的基因頻率是多少？依據(jù)基因型頻率計算每年基因頻率，將結果寫在下表中。計算項目第1年第2年第3年基因型頻率存活個數(shù)占比存活個數(shù)占比存活個數(shù)占比SS1010%1111.5%1213%Ss2020%2222.9%2426%ss7070%6365.6%5761%基因頻率S20%s80%結論：自然選擇會使種群基因頻率發(fā)生________變更。提示：第2年：23%77%第3年：26%74%定向1．下列關于基因頻率的敘述，錯誤的是()A．基因頻率越大，突變率越高B．基因頻率是指某種基因在某個種群中出現(xiàn)的比例C．基因突變、基因重組和自然選擇會造成基因頻率的變更D．自然選擇會使原來同一種群的基因頻率向著不同的方向發(fā)展A[突變率只是影響基因頻率變更的因素之一，但基因頻率的定向變更是由自然選擇確定的，A錯誤、D正確；在種群中，某一個等位基因的數(shù)目占這個基因可能出現(xiàn)的全部等位基因總數(shù)的比例，叫作基因頻率，B正確；由于存在基因突變、基因重組和自然選擇等因素，種群的基因頻率總是在不斷變更的，C正確；故選A。]2．在某一種群中，AA、Aa、aa的基因型頻率相等，當自然選擇分別對隱性基因或顯性基因不利時，對應的有利基因的基因頻率就會上升，但其上升的幅度不同，如圖所示。下列有關敘述錯誤的是()A．自然選擇過程中，干脆受選擇的是表型，進而導致基因頻率的變更B．在甲選擇條件下，顯性基因的頻率可以降為零C．乙為自然選擇對隱性基因不利時的曲線D．該種群基因頻率的變更只與環(huán)境的選擇作用有關D[自然選擇過程中，干脆受選擇的是表型而不是基因型，進而導致基因頻率的變更，A正確；在自然選擇的作用下，具有有利變異的個體有更多的機會產生后代，種群相應的基因頻率會不斷提高，因此一般來說頻率高的基因限制后代的性狀會更適應環(huán)境，相反，具有不利變異的個體留下后代的機會少，種群中相應的基因頻率會下降。在持續(xù)選擇的條件下，限制不利變異的基因頻率有可能降為0，B正確；當自然選擇對隱性基因不利時，aa個體的生存實力低，AA、Aa生存實力高，A基因頻率增加的速率較慢，因此乙曲線可以表示當自然選擇對隱性基因不利時顯性基因頻率變更曲線，C正確；種群基因頻率的變更與突變和基因重組、遷入與遷出和環(huán)境的選擇等多種因素有關，D錯誤。]3．(2024·7月浙江選考)下列關于遺傳漂變和自然選擇的敘述，正確的是()A．遺傳漂變在大種群中更易發(fā)生B．遺傳漂變能產生新的可遺傳變異C．遺傳漂變和自然選擇不都是進化的因素D．遺傳漂變和自然選擇均可打破遺傳平衡D[遺傳漂變一般發(fā)生在小種群中，由于一個小種群與其他種群相隔離，不能充分地隨機交配或偶然死亡，因而在小種群內基因不能達到完全自由分別和組合，使基因頻率簡單產生偏差，A錯誤；遺傳漂變沒有產生基因突變或染色體變異，故沒有產生新的可遺傳變異，B錯誤；遺傳漂變和自然選擇都是進化的重要因素，C錯誤；遺傳漂變和自然選擇都會導致基因頻率變更，均可打破遺傳平衡，D正確。]物種的形成1．物種形成的三大模式的模型構建2．物種形成與生物進化的不同項目物種形成生物進化標記生殖隔離出現(xiàn)基因頻率變更變更后生物與原生物的關系出現(xiàn)生殖隔離，屬于不同物種，是質變基因頻率變更，屬于同一物種，是量變二者聯(lián)系①只有不同種群的基因庫產生了明顯差異，出現(xiàn)生殖隔離才形成新物種②進化不肯定產生新物種，新物種產生肯定存在進化合作探究：分析生物進化與物種形成基本環(huán)節(jié)圖解(1)物種形成的三個環(huán)節(jié)是什么？圖中①②③④分別是什么？提示：突變和基因重組、自然選擇及隔離。①是突變和基因重組，②是自然選擇，③是地理隔離，④是生殖隔離。(2)為什么進化的基本單位是種群而不是個體？提示：因為在生物繁衍過程中，個體有新老交替，基因卻代代相傳，因此，探討生物的進化時僅僅探討個體是否與環(huán)境相適應是不夠的，還必需探討種群基因組成的變更。(3)自然選擇的實質是什么？自然選擇作用的干脆對象、根本對象分別是什么？提示：自然選擇的實質是對限制某特定性狀的基因的選擇。自然選擇作用的干脆對象是生物個體的變異性狀(表型)；根本對象是與生物個體變異性狀相對應的基因。1．某大峽谷中的松鼠被一條河流分隔成兩個種群，一萬年后，兩個種群已經發(fā)生明顯的分化。經過長期演化兩個種群可能形成兩個物種，下列說法錯誤的是()A．物種的形成必需通過a才能最終達到cB．b表示自然選擇過程C．①②③④⑤⑥為生物進化供應原材料D．c表示生殖隔離A[圖中a表示地理隔離，c表示生殖隔離，地球上新物種的形成往往要先經驗地理隔離，最終達到生殖隔離，但并不都是這樣，如二倍體西瓜經秋水仙素處理形成四倍體西瓜，A錯誤；圖中b表示自然選擇過程，確定了生物進化的方向，B正確；圖中①②③④⑤⑥表示生物可遺傳的變異，包括基因突變、基因重組和染色體變異，可以為生物進化供應原材料，C正確；圖中c表示生殖隔離，是新物種形成的標記，D正確。]2．如圖是物種形成的一種模式。物種a因為地理障礙分隔為兩個種群a1和a2，經過漫長的進化，分別形成新物種b和c。在此進程中的某一時刻，a1種群的部分群體越過障礙外遷與a2同域分布，向d方向進化。下列有關敘述正確的是()A.b和d存在地理隔離，所以肯定存在生殖隔離B．c和d不存在地理隔離，卻可能存在生殖隔離C．a1中的外遷群體與當時留居群體的基因頻率相同，則b和d是同一物種D．a1中的外遷群體與當時a2種群的基因頻率不同，則c和d是不同物種B[圖示是物種形成的常見模式，經過長期的地理隔離而達到生殖隔離。a通過地理隔離形成兩個種群a1和a2，又分別演化出b、c、d三個種群，b、d雖然有地理隔離，但是不肯定形成了生殖隔離，A錯誤；由于d是由a1演化而來，c是由a2演化而來，c與d之間可能存在生殖隔離，B正確；即使a1中的外遷群體與當時留居群體的基因頻率相同，但由于b和d兩個種群之間有地理隔離，有可能形成了生殖隔離，故二者可能屬于不同的物種，C錯誤；同理，即使a1中的外遷群體與當時a2種群的基因頻率不同，只要c和d之間不存在生殖隔離，它們仍是同一物種，D錯誤。][課堂小結]學問網絡構建核心語句背誦1.種群個體間的一部分變異是可以遺傳的。達爾文將個體間存在可遺傳的變異視為自然選擇的前提，形成適應的前提。2.生物通過突變可以產生新基因，通過基因重組產生形形色色的基因型。3.具有優(yōu)勢性狀的個體，它們更簡單獲得食物和空間，獲得更多的生存和繁殖的機會。4.自然選擇導致生物更好地適應特定的生存條件。5.具有不同性狀的個體之間在存活率和繁殖率上出現(xiàn)了差異，自然選擇就發(fā)生作用。6.基因庫指一個生物種群的全部等位基因的總和。7.基因頻率是指在種群中，某一個等位基因的數(shù)目占這個基因可能出現(xiàn)的全部等位基因總數(shù)的比例。8.遺傳平衡定律是指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、選擇的狀況下，世代相傳不發(fā)生變更。這就是遺傳平衡定律，也稱哈迪－溫伯格定律。9.打破遺傳平衡的第一個因素是突變。其次個因素是基因遷移。第三個因素是遺傳漂變。第四個因素是非隨機交配。第五個因素是自然選擇。10.現(xiàn)代生物進化理論認為，種群是進化的單位。在自然界中，由于存在基因突變、基因重組和自然選擇等因素，種群的基因頻率總是在不斷變更的，生物進化的過程實質上就是種群基因頻率發(fā)生變更的過程。11.新物種的形成有異地的物種形成方式和同地的物種形成方式。1．下列有關種群的敘述，錯誤的是()A．種群是生物進化的基本單位B．種群內的個體彼此可以交配C．種群是同種個體的機械集合D．種群是生物繁殖的基本單位C[同一種群的不同個體相互聯(lián)系，并通過交配保持一個共同的基因庫，因此，種群不是同種個體的機械集合。]2．下列關于生物變異和生物進化的敘述，正確的是()A．變異都能為生物進化供應原材料B．自然選擇確定了生物進化的方向C．只有基因突變才能導致種群基因頻率發(fā)生變更D．抗生素的運用使病原體產生了適應性的變異B[只有可遺傳的變異才能為生物進化供應原材料，A錯誤；自然選擇的結果是讓適應環(huán)境的變異保留，不適應環(huán)境的變異被淘汰，故自然選擇確定了生物進化的方向，B正確；基因突變、染色體變異、基因重組和自然選擇等都能使種群基因頻率發(fā)生變更，C錯誤；抗生素起選擇作用，而不是使病原體產生適應性的變異，D錯誤。]3．下列關于新物種形成的敘述，正確的是()A．生物進化的結果就是形成新物種B．生殖隔離是地理隔離的必定結果C．產生生殖隔離是形成新物種的必要條件D．基因突變肯定能導致新物種的產生C[生物進化的實質是種群基因頻率的變更，但不肯定形成新物種，A錯誤；地理隔離不肯定導致生殖隔離，如東北虎和華南虎，二者打破地理隔離可以產生可育后代，B錯誤；基因突變可以產生新基因，但不肯定形成新物種，D錯誤。]4．腕足類動物海豆芽，從4億年前出現(xiàn)至今面貌基本沒變，也沒有滅亡，對此現(xiàn)象說明合理的是()A．自然選擇對其不發(fā)生作用B．海豆芽在漫長的年頭中基因頻率發(fā)生了較大變更C．海豆芽很少變異，適應性強D．海豆芽的生活環(huán)境基本沒有變更D[自然選擇確