第七章 生物的進(jìn)化
提問:基因重組與基因頻率的改變有什么關(guān)系?回答:由于基因突變是不定向的,突變的結(jié)果可產(chǎn)生相應(yīng)的等位基因。如前所述,假如人的23對(duì)同源染色體上都有一對(duì)等位基因,通過減數(shù)分裂和受精作用,在后代中則可產(chǎn)生6′107個(gè)以上基因重組類型,使種群中出現(xiàn)大量的可遺傳變異,從而使突變基因頻率擴(kuò)增。由于這些變異的產(chǎn)生是不定向的,無法定向改變基因頻率。
設(shè)問:生物進(jìn)化的方向是如何決定的呢?請(qǐng)同學(xué)們閱讀課文p66頁(第二段)p67(第一段),同時(shí)回憶cai課件所展示的結(jié)果,四人一組討論,從宏觀(性狀)和微觀(基因)兩個(gè)方面分析英國(guó)曼徹斯特地區(qū)從19世紀(jì)中期到20世紀(jì)中期,樺尺蠖比例的變化,說明樺尺蠖進(jìn)化過程的原因。
講述:1.從宏觀(性狀)上來看進(jìn)化過程為:19世紀(jì)中期樺尺蠖的淺色性狀與環(huán)境色彩相似,屬于保護(hù)色,較能適應(yīng)環(huán)境而大量生存;黑色性狀與環(huán)境色彩差異很大,不能適應(yīng)環(huán)境,易被捕食者捕食,因此,突變產(chǎn)生后,后代的個(gè)體數(shù)受到限制。19世紀(jì)中期到20世紀(jì)中期,由于地衣死亡,樺尺蠖棲息的樹干裸露并被煙熏黑,使得黑色性狀與環(huán)境色彩相似而大量生存,淺色性狀與環(huán)境色彩差異很大,易被捕食者捕食而大量被淘汰。表現(xiàn)為適者生存,不適者被淘汰。
2.從微觀(基因)來看進(jìn)化過程為: 19世紀(jì)中期以前,由于黑色基因(s)為不利變異基因,控制的性狀不能適應(yīng)環(huán)境而受到限制,因此,當(dāng)時(shí)種群中淺色基因(s)的頻率為95%,黑色基因(s)的頻率為5%。到20世紀(jì)中期由于黑色基因(s)控制的性狀能適應(yīng)環(huán)境而大量生存并繁殖后代,淺色基因(s)控制的性狀不能適應(yīng)環(huán)境而大量被淘汰,使后代數(shù)量大量減少。淺色基因(s)的頻率下降為5%,黑色基因(s)的頻率上升為95%。結(jié)果是淘汰了不利變異的基因并保留了有利變異基因,通過遺傳逐漸積累。
由此可見,種群產(chǎn)生的變異是不定向的,經(jīng)過長(zhǎng)期的自然選擇和種群的繁殖使有利變異基因不斷積累,不利變異基因逐代淘汰,使種群的基因頻率發(fā)生了定向改變,導(dǎo)致生物朝一定方向緩慢進(jìn)化。因此,定向的自然選擇決定了生物進(jìn)化的方向。
請(qǐng)根據(jù)樺尺蠖的進(jìn)化過程分析:(1)是否產(chǎn)生了新的物種,為什么?回答:沒有產(chǎn)生新的物種,因?yàn)槁鼜厮固氐貐^(qū)的樺尺蠖是一個(gè)種群,個(gè)體之間彼此可以自由交配,實(shí)現(xiàn)基因交流,并通過繁殖將各自的基因傳遞給后代。
提問:(2)什么是物種?物種又是如何形成的?回答:物種是指分布在一定的自然區(qū)域內(nèi),具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能,而且在自然狀態(tài)下能夠相互交配和繁殖,并能夠產(chǎn)生可育后代的一群生物個(gè)體。即物種是代代相傳保持一個(gè)共同基因庫的群體。
問:騾子是怎樣產(chǎn)生的?能否傳種接代?說明什么問題?(騾子是馬和驢的雜交后代,不能繁殖,原因是馬和驢是兩個(gè)物種)
講述:這一事實(shí)說明不同物種之間不能交配,或即使交配成功,也不能產(chǎn)生可育的后代,該現(xiàn)象稱之為生殖隔離。
請(qǐng)分析說明:區(qū)分物種的主要依據(jù)是什么?(區(qū)分物種的主要依據(jù)是有無生殖隔離)
提問:生殖隔離(物種)形成的主要原因是什么?
觀看:演示cai課件,給出加拉帕戈斯群島的地圖。請(qǐng)同學(xué)們用地理知識(shí)估算島與島之間的距離。再出示不同島上的植被情況(突出果實(shí)的大小),讓學(xué)生了解各島嶼的生存條件。最后出示有不同特征的地雀,特別突出地雀喙形大小的特征,然后讓學(xué)生根據(jù)地雀的特征和島嶼生存條件將地雀安放在適宜的島上(放錯(cuò)會(huì)發(fā)出鳴響)。