2018版高中生物第五章生物的进化第一节生物进化理论教学案苏教版.docx

第一节生物进化理论1.达尔文进化学说的三个基本观点是“物种是可变的” “生存斗争和自然选择”“适应是自然选择的结果”。2基因库指一个生物种群中全部个体所有基因的总和。3基因频率是指在一个种群基因库中，某个基因占全 部等位基因数的比率。4突变(基因突变和染色体变异)和基因重组产生进化 的原材料。5生物进化的实质是种群基因频率的改变。自然选择 决定生物进化的方向。6隔离是物种形成的必要条件。隔离分为地理隔离和 生殖隔离。一、早期的生物进化理论1拉马克的进化学说：主要观点是用进废退和获得性遗传。2达尔文进化学说的基本观点(1)物种是可变的。(2)生存斗争和自然选择。(3)适应是自然选择的结果。二、现代综合进化论现代综合进化论的代表者是杜布赞斯基等。其主要内容包括：1种群是生物进化的基本单位(1)种群：是生殖的基本单位，也是生物进化的基本单位。(2)基因库：一个生物种群中全部个体所含有的基因总和。(3)基因频率：在一个种群基因库群体中，某个基因占全部等位基因数的比率。(4)基因型频率：指某种基因型的个体在种群中所占的比率。2突变和基因重组是生物进化的原材料(1)突变包括基因突变和染色体变异。(2)突变、基因重组和自然选择导致基因频率和基因型不断改变。(3)种群进化的实质：种群内基因频率的改变。(4)遗传漂变：种群的基因频率由于在繁殖时雌雄配子的随机结合而发生变化的现象。遗传漂变的效应与种群的大小有关。3自然选择决定生物进化的方向自然选择是种群基因频率发生改变的一个重要因素。在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，最终引起生物朝着一定的方向不断进化。4隔离是物种形成的必要条件(1)物种：分布在一定的自然地域，具有一定的形态结构和生理功能特征，而且在自然状态能够相互交配并能繁殖可育后代的一群生物个体。(2)隔离：地理隔离：是指地理上的障碍，是一种主要的隔离方式，可以导致亚种的形成，如东北虎和华南虎；生殖隔离：指不同种群的个体不能自由交配或交配后产生不可育的后代，如马与驴杂交产生的骡不可育。三、分子进化的中性学说1提出者：日本学者木村资生。2主要内容(1)生物进化的主导因素不是自然选择而是中性突变的随机固定。(2)每种生物的信息大分子都有一定的进化速率。(3)DNA分子产生的突变大部分是中性的，对生物的生存既无利也无害。3对生物进化过程的解释四、生物进化理论发展的意义1揭示了生物产生、发展和进化的客观规律，阐明了生物之间、生物与非生物之间的普遍联系。2对现代生物科学的发展有重要意义。3有助于人类从事控制和改造生物的实践活动。4为辩证唯物主义的自然观和科学的世界观奠定生物学基础。5有助于人们正确认识自己在自然界中的地位，从而树立人与自然和谐发展的观念。1判断下列说法的正误(1)达尔文自然选择学说认为物种是可变的，进化通过物种的演变在进行()(2)“生存斗争和自然选择”、“适应是自然选择的结果”均属达尔文进化学说的观点()(3)达尔文认为适应的第一步是生存斗争，第二步是变异的产生()(4)达尔文自然选择学说不仅揭示了遗传变异的本质，而且就自然选择对可遗传的变异如何起作用等问题也作出了科学的解释()(5)生物进化的实质是基因型频率的改变()(6)新物种的形成一定要经过地理隔离()2达尔文的进化论被恩格斯誉为19世纪自然科学的三大发现之一，达尔文的主要观点是()A物种是神创造的B物种是不变的C物竞天择，适者生存解析：选C物竞天择，适者生存是达尔文自然选择学说的主要观点。3下列各项中，能使有利变异得到积累的是()A基因突变B自然选择C地理障碍解析：选B通过自然选择，能保留有利变异，淘汰不利变异，并能使有利变异积累起来。4下列表述中不属于达尔文观点的是()A物种的形成是渐变的结果B可遗传的变异是进化的原材料C经常使用造成生物器官的发达解析：选C用进废退是拉马克的观点。5现代生物进化理论认为，生物进化的基本单位是()A基因 B个体 C种群解析：选C种群是生物进化和生物繁殖的基本单位。6现代生物进化理论认为，决定生物进化方向的是()A基因重组 B自然选择 C生物遗传解析：选B决定生物进化方向的是自然选择。7某生物种群由基因型为AA，Aa，aa的个体组成，基因A的频率为70%，则基因a的频率为()A30% B60% C35% 解析：选A在种群中一对等位基因的频率之和等于1。已知某种生物种群中，基因A的频率为70%，则基因a的频率为170%30%。8马和驴体细胞的染色体分别为64条和62条，骡是马和驴杂交的后代，其体细胞的染色体数为63条，由此可以推测()A马和驴之间不存在生殖隔离B骡可进化成一个新物种C骡无生殖能力解析：选D骡子中63条染色体中没有同源染色体，因此骡不能进行正常的减数分裂，不能产生生殖细胞。1内容图示2学说要点(1)自然选择的对象：自然选择表面上是对个体的选择，实质上是直接对个体所产生的变异性状进行选择，间接对相关的基因型进行选择。(2)自然选择的因素：外界环境，包括无机环境和生物环境。(3)自然选择的手段：生存斗争。(4)进化的内因：遗传变异。(5)自然选择的结果：适者生存，不适者被淘汰。名师点拨达尔文进化学说与拉马克学说的比较比较项目达尔文的进化学说拉马克的进化学说区别变异的特点变异是不定向的，本来就有的变异是定向的环境对变异的作用选择诱导进化方向自然选择决定生物自身决定进化原因经过长期的自然选择，微小的有利变异得到积累而成为显著的有利变异用进废退和获得性遗传联系均承认生物非神所造，而是由更古老的生物进化而来，即生物是由简单复杂、由低等高等进化的，且物种形成都是“渐变”的结果；均承认环境对生物进化的影响思考探究1在自然选择的过程中，直接受选择的是基因型还是表现型？为什么？提示：是表现型。比如天敌看到的是桦尺蠖的体色而不是控制体色的基因。题组冲关1马达加斯加岛与非洲大陆只相隔狭窄的海面，但两地生物种类却有许多不同，造成这种现象的原因是()A他们的祖先不同B自然选择的方向不同C变异的方向不同D岛上的生物未进化解析：选B马达加斯加岛与非洲大陆只相隔狭窄的海面，但两地生物种类却有许多不同，造成这种现象的原因是自然选择的方向不同。2如图中理论值与实际生存个体数差别很大。对于此结果，若用达尔文进化理论来解释，则属于()A繁殖过剩 B生存斗争C遗传变异 D生殖隔离解析：选B自然界中的生物，通过激烈的生存斗争，适应者生存下来，不适应者被淘汰掉，这就是自然选择；根据达尔文的自然选择学说，理论值与实际生存个体数差别很大，主要是通过生存斗争，不适应者被淘汰的缘故。1物种与种群的比较物种种群概念分布在一定的自然地域，具有一定的形态结构和生理功能特征，而且在自然状态下能够相互交配，并能繁殖可育后代的一群生物个体生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群。种群是生物进化和繁殖的基本单位。同一种群内的个体之间可以进行基因交流范围由分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成较小范围内的同种生物的个体判断标准主要是形态特征和能否自由交配产生可育后代，不同物种间存在生殖隔离种群具备“两同”：同一地点，同一物种。同一物种的不同种群不存在生殖隔离，交配能产生可育后代联系一个物种可以包括许多种群，如同一种鲫鱼可以生活在不同的池塘、湖泊中，形成一个个彼此被陆地隔离的种群，同一物种的多个种群之间存在地理隔离，长期发展下去可能成为不同的亚种(或品种)，进而形成多个新物种，图示如下：2.基因频率与基因型频率(1)概念比较：项目含义变化后与进化的关系基因型频率100%生物不一定进化基因频率100%导致生物进化(2)相关计算：已知基因型频率计算基因频率：设有N个个体的种群，AA、Aa、aa的个体数分别为n1、n2、n3，A、a的基因频率分别用PA、Pa表示，AA、Aa、aa的基因型频率分别用PAA、PAa、Paa表示，则：PAPAAPAaPaPaaPAa已知基因频率计算基因型频率：在某较大的种群中，设A频率为p，a频率为q，则pq1。雄配子雌配子A(p)a(q)A(p)AA(p2)Aa(pq)a(q)Aa(pq)aa(q2)即：AAp2，Aa2pq，aaq2。上述计算方法只适用于理想条件下的种群。3自然选择决定生物进化的方向4物种形成的一般过程(1)渐变式物种形成：物种形成大致分为三个步骤：地理隔离：通常是由地理屏障引起的，将同一种生物彼此隔开，阻碍了种群间个体交配，从而使基因交流受阻。独立进化：地理上存在隔离的种群各自独立地进化，适应各自所在的环境，从而使不同种群的基因频率出现了差异。生殖隔离：由于长期存在地理隔离，两个种群之间不能再进行基因交流，形成了生殖隔离，因而成为两个物种。(2)骤变式：少数物种在很短时间内不经过地理隔离即可形成，如自然界中多倍体的形成。5达尔文进化学说与现代综合进化论的比较达尔文进化学说现代综合进化论基本内容遗传变异是自然选择的内因过度繁殖，加剧了生存斗争变异一般是不定向的，而自然选择是定向的，定向的自然选择决定着生物进化的方向生存斗争是自然选择的过程，是生物进化的动力适应是自然选择的结果自然选择是一个长期、缓慢、连续的过程种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群内基因频率的改变突变、选择及隔离是物种形成和生物进化的机制基因突变、基因重组和染色体变异为生物进化提供了原材料自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向隔离是新物种形成的必要条件不同点没有阐明遗传和变异的本质以及自然选择的作用机理；着重研究生物个体进化；认为物种形成是微小、有利变异积累的结果，没有认识到隔离的作用从分子水平上阐明了自然选择对遗传变异的作用机理；强调群体进化，认为种群是生物进化的基本单位；隔离是物种形成的必要条件共同点都能解释生物进化的原因和生物的多样性、适应性都认为自然选择决定生物进化的方向6现代综合进化论与分子进化的中性学说的比较项目现代综合进化论分子进化的中性学说主要内容种群是生物进化的基本单位，突变和基因重组产生进化的原材料，自然选择决定生物进化的方向，隔离导致新物种的形成生物进化的主导因素不是自然选择，而是中性突变的随机固定侧重点侧重个体、群体，即宏观水平侧重分子，即微观水平理论价值揭示了表现型、种群的进化规律揭示了分子水平的进化规律联系二者并不矛盾，更不对立，而且相互补充，能更好地解释生物进化的现象及本质名师点拨物种形成三个环节的关系思考探究2(1)种群基因频率的改变是否意味着新物种的形成？提示：种群基因频率的改变并不意味着新物种的形成。新物种的形成还必须通过隔离机制，标志是不同种群间出现生殖隔离。(2)地理隔离是否一定会导致生殖隔离？生殖隔离的形成一定要经历地理隔离吗？提示：不一定。如东北虎和华南虎是两个不同虎亚种，它们的生活环境差异很大，但它们并未形成生殖隔离，因此，仍然是同一物种。生殖隔离的形成也未必经历地理隔离，如多倍体植物的形成。题组冲关3下列关于现代生物进化理论的说法，错误的是()A生物进化的基本单位是生态系统 B突变和基因重组产生进化的原材料 C进化的实质是种群内基因频率的改变 D自然选择决定生物进化的方向 解析：选A生物进化的基本单位是种群。4如图表示环境条件发生变化后某个种群中A和a基因频率的变化情况，下列说法错误的是()AQ点表示环境发生了变化，A控制的性状更加适应环境 BP点时两曲线相交，此时A和a的基因频率均为50% C该种群中杂合子的比例会越来越高，逐渐取代纯合子D在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变 解析：选CQ点后，A的基因频率逐渐升高，说明A控制的性状更加适应环境，由此可知在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变；P点时，A和a的基因频率相等，而A和a的基因频率之和为1，所以此时A和a的基因频率均为50%；由图可知，A的基因频率逐渐升高，a的基因频率逐渐降低，所以该种群中杂合子的比例先升高，后降低。一、选择题1达尔文进化学说的中心内容是()A适者生存 B繁殖过剩C生存斗争 D自然选择解析：选D达尔文把在生存斗争中，适者生存、不适者被淘汰的过程叫做自然选择。因此达尔文进化学说的中心内容是自然选择。2现代生物进化理论认为：突变、选择和隔离是生物进化的三个基本环节。下列关于隔离的叙述，错误的是()A隔离阻止了种群间的基因交流B隔离是新物种形成的必要条件C物种的形成都必须经过长期的地理隔离D遗传组成上的差异是产生生殖隔离的根本原因解析：选C有的物种形成可以不经过地理隔离。3.如图是某农场长期施用一种农药的甲虫群体密度变化曲线。下列叙述，不符合达尔文进化观点的是()A从开始施用农药起，甲虫群体抗药性逐渐增强BA、C时期的甲虫种群对该农药有同样强的抗药性CB点可以证明甲虫群体中本来就有抗药性的个体D甲虫抗药性种群形成的原因是长期使用单一农药解析：选B从开始施用农药起，甲虫群体抗药性逐渐增强；与A点相比，C点种群密度几乎相同，但抗药性强的个体数量多；施用农药时没有把全部害虫杀死，表明害虫群体中原来就存在抗药性个体；随着农药的施用，害虫群体的抗药性逐渐增强，害虫抗药性的形成是农药对害虫定向选择的结果。4家蝇对拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性，原因是神经细胞膜上某通道蛋白中的一个亮氨酸替换为苯丙氨酸。下表是对某市不同地区家蝇种群的敏感性和抗性基因型频率调查分析的结果。家蝇种群来源甲地区乙地区丙地区敏感性纯合子(%)786484抗性杂合子(%)203215抗性纯合子(%)241下列相关叙述正确的是()A上述通道蛋白中氨基酸的改变是基因碱基对缺失的结果B甲地区家蝇种群中抗性基因频率为22%C比较三地区抗性基因频率可知乙地区抗性基因突变率最高D丙地区敏感性基因频率高是自然选择的结果解析：选D由题意可以看出：家蝇产生抗性的直接原因是神经细胞膜上某通道蛋白中的一个亮氨酸替换为苯丙氨酸，氨基酸数目没有改变，因此氨基酸的改变是由碱基对替换引起的；分析图表数据可知：甲地区家蝇种群中抗性基因频率为(220/2)/10012%；乙地区家蝇种群中抗性基因频率为(432/2)/10020%，丙地区家蝇种群中抗性基因频率为(115/2)/1008.5%，乙地区抗性基因频率最高，但不代表突变率最高；丙地区抗性基因频率最低，则敏感性基因频率最高，这是自然选择的结果。5在一个种群中基因型为AA的个体占70%，Aa的个体占20%，aa的个体占10%，A基因和a基因的基因频率分别是()A70%、30% B50%、50%C90%、10% D80%、20%解析：选D根据公式PAPAAPAa可知：A70%1/2 20%80%，a1A20%。6生物进化的实质是种群基因频率的定向改变。某昆虫的体色黑色(B)对灰色(b)为显性。生活在某一个区域内的该昆虫种群，原来B与b的基因频率各为50%，后来该区域煤烟污染严重，若干年后发现B的基因频率为90%，b的基因频率为10%。由此可推断出()A该种群发生了进化B该种群没有发生进化C该种群产生了新物种D该种群产生了生殖隔离解析：选A由题意知，该时间段内，B的基因频率由50%增加到90%，b的基因频率由50%降低到10%，因此该种群发生了进化。7某小岛上的一种啄木鸟，其喙长分布如图1所示。其唯一的食物是一种生存在树干中的虫，其深度分布如图2所示。甲、乙、丙、丁、戊五位同学关于“子一代鸟喙的可能长度”的说法，合理的是()甲：都比父母长，因为鸟需要适应它们的环境。乙：都比父母长，基因较长的鸟喙是生存所必需的。丙：都比父母短，因为在树干浅处就很容易捕捉到虫。丁：不一定比父母长，因为后代与父母相比变异是随机的。戊：不一定比父母长，因为仅一代的时间还不足以演化出较长的鸟喙。A甲、乙 B乙、丙C丙、丁 D丁、戊解析：选D根据现代生物进化理论的观点，生物的变异是不定向的，但自然选择是定向的。自然选择决定了进化的方向，但不能决定变异的方向。生物本身也不能产生适应性的变异，所以甲和乙的说法都是错的。丙的说法有两个错误，一是变异是不定向的，二是在树干浅处捕捉到虫子并不容易(因为数量少)。丁说明了变异的不定向性，说法正确；自然选择虽然决定了进化的方向，但必须经历一个漫长的过程，所以戊的说法正确。8鉴定牧民放牧的马和由国外赠送返回原产地放养的野马是两个物种的主要依据是()A野马比牧马更善于奔跑B野马与牧马存在地理隔离C野马与牧马存在生殖隔离D野马比牧马更适合野生环境解析：选C不同物种之间存在生殖隔离。9下列形成了新物种的是()A二倍体西瓜经秋水仙素处理成为四倍体西瓜B桦尺蠖体色的基因频率由S(灰色)95%变为s(黑色)95%C马与驴交配产生的骡D二倍体水稻的花药离体培养获得的单倍体水稻解析：选A二倍体的西瓜经秋水仙素处理成为四倍体西瓜，四倍体与二倍体存在生殖隔离，四倍体西瓜可以进行繁殖并产生可育后代，所以四倍体西瓜符合物种的概念，是一个新物种。骡和单倍体水稻都不属于物种。二、非选择题10英国曼彻斯特地区的桦尺蠖在19世纪中期以前，体色几乎都是浅色的，在20 世纪中期，由于环境污染，黑色桦尺蠖却成了常见类型。杂交实验表明，桦尺蠖的体色受一对等位基因D和d控制，黑色(D)对(d)是显性。在19世纪以前，桦尺蠖种群中D基因频率很低，在5%以下，而到了20世纪则上升到了95%，运用现代生物进化理论对发生这种变化的正确解释是：(1)在19 世纪时，环境未被煤烟熏黑，适应环境的_色个体得以生存繁衍，故种群中_基因频率在这时较高。(2)在20世纪中期，工厂排出的黑烟使环境发生变化，更适于_色个体生存繁衍，故_基因频率不断增高。(3)这一事实说明，生物的变异是_的，_可使种群的基因频率定向改变，导致生物进化朝着_方向进行。(4)曼彻斯特地区的桦尺蠖，虽然种群中浅色个体不断减少，黑色突变个体类型迅速发展，整个种群的基因频率发生了很大变化但并没有新的物种形成，原因是_。答案：(1)浅d(2)黑D(3)不定向自然选择一定(4)没有产生生殖隔离 一、选择题1害虫抗药性群体的出现，按进化论的观点，最好的解释是()A农药浓度的增加使害虫的抗药性也增加B群体中有抗药性的害虫生存下来并不断地繁殖C农药使害虫都产生了抗药性D农药引起害虫的抗药能力，可在后代中不断积累而增强解析：选B害虫的抗药性的增加是定向自然选择的结果，而与农药浓度无关；由于农药对害虫的抗药性变异进行了定向的自然选择，群体中有抗药性的害虫生存下来并不断繁殖；害虫的抗药能力是可遗传变异产生的，而不是农药引起。2在某一地区，生物学家发现两个形态特征相近，而鸣叫声音不同的青蛙种群。生物学家将这两个类型的青蛙通过人工授精的方式取得受精卵，发现绝大多数的受精卵在胚胎发育的原肠胚时期死亡。实验结果表明这两个类型的青蛙()A存在地理隔离 B存在生殖隔离C属于同一物种 D存在亲缘关系解析：选B这两个类型的青蛙通过人工授精的方式取得受精卵，发现绝大多数的受精卵在胚胎发育的原肠胚时期死亡，说明这两种青蛙已经产生了生殖隔离，属于两个不同的物种。3. 玉米的含油量随选择世代的变化情况如图所示。据图分析，选育过程对高含油量玉米品种的产生所起的作用是()A改变了控制产油的一对等位基因的总频率B改变了玉米的基因库，导致新物种的产生C淘汰了一些表现型，从而导致含油量高的基因频率增大D在逐步产生并选择多对等位基因的同时，淘汰了多对等位基因解析：选C依曲线图可知，随着选择世代数的增加，玉米的含油量逐渐增多，这是对含油量高的表现型进行了选择，使含油量高的基因频率增大的结果。任何一对等位基因的基因频率之和都为1；人工选择并没有导致新物种的产生。4某植物单株年产数百粒种子，其中大部分被鸟所食，或因气候、土壤、水分等原因不能在第二年长成成株，按达尔文的观点，该现象说明()A物种是可变的B繁殖过剩，生存斗争C选择的不定向性D用进废退，获得性遗传解析：选B题干所述反映了该植物存在繁殖过剩，因此要通过与不同类生物、环境之间进行生存斗争从而出现适者生存，不适者被淘汰的现象。5某生物基因(a)由正常基因(A)序列中一个碱基对的替换而形成研究表明，世界不同地区的群体之间，杂合子(Aa)的频率存在着明显的差异。下列相关说法符合现代生物进化理论的是()A地理隔离导致不同地区的基因型频率不同B基因a的产生使种群的基因频率发生了定向改变C不同地区基因突变的方向和频率因环境的差异而不同D基因a增大了种群的基因库，为进化提供了更多原材料解析：选D自然选择导致不同地区的基因频率不同；基因突变是不定向的，自然选择使种群的基因频率发生了定向改变；基因a的产生增大了种群的基因库，为进化提供了更多原材料。 6在同一区域中生长着两种杜鹃花，在人工条件下，它们之间都可以杂交成功。但在自然状态下不能杂交，因为一种杜鹃花在6月初产生花粉，另一种在6月下旬产生花粉，这种现象属于()A优胜劣汰 B繁殖过剩C生殖隔离 D性状分离解析：选C不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，其后代也可能是不可育的；两种杜鹃花的花期不同，不能进行基因交流，则两者存在生殖隔离。7在一个数量足够大的种群中，下列因素不改变基因频率的是()A抗维生素D佝偻病患者由于体型和正常人的差异很难找到配偶B雄羚羊之间为争夺雌羚羊发生争斗C豌豆通常自花传粉，不能相互传粉D在一个大的种群中，发生不定向的基因突变，如aA，Aa解析：选C豌豆的自花传粉，不能改变种群的基因频率。8超级细菌因含有一种叫NDM1的基因，使这种细菌对现有的绝大多数抗生素都“刀枪不入”。下列有关“超级细菌”的叙述，正确的是()ANDM1基因的产生是该细菌发生染色体变异的结果B滥用抗生素诱导细菌发生基因突变产生NDM1基因C细菌耐药性增强的过程中NDM1基因频率不断增大DNDM1基因的产生标志着新的细菌(物种)已经产生解析：选C在自然选择的过程中，有利变异将不断积累，所以细菌耐药性增强的过程中NDM1基因频率不断增大。9有一个老鼠的种群，最初都生