2013届高考生物总复习一轮课件：必修24.5生物的进化.ppt

(对应学生用书P142) 知识梳理 一、现代生物进化理论的由来 1拉马克的进化学说 (1)内容：用进废退和获得性遗传是生物进化的原因。 (2)意义：否定了神创论和物种不变理论。 2达尔文自然选择学说 (1)内容：过度繁殖、生存斗争、遗传变异和适者生存。 (2)意义：科学地解释了生物进化的原因和生物多样性的形成原因 。 (3)局限性 对遗传和变异个体的本质，没有做出科学的解释。 对生物进化的研究局限于个体水平。 不能解释物种大爆发现象。 二、现代生物进化理论的主要内容 1种群是生物进化的基本单位 (1)种群：生活在一定区域的同种生物的全部个体。 (2)基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。 (3)基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数 的比率。 2突变和基因重组产生进化的原材料 (1)可遗传的变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异，其中 基因突变和染色体变异统称为突变。 (2)基因突变可产生新的等位基因，因此可使种群的基因频率发生 变化。 (3)由于突变和重组都是随机的、不定向的，因此只能提供进化的 原材料，不能决定生物进化的方向。 3自然选择决定生物进化的方向 在自然选择的作用下，种群的基因频率发生定向改变，导致生物 朝着一定的方向不断进化。 4隔离导致物种的形成 (1)物种：能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生 物。 (2)隔离 (3)隔离是物种形成的必要条件。 问题探究1：种群与物种是何种关系？ 提示：(1)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、湖泊等，形成一个个被陆地隔离的种群。 (2)同一物种的许多种群之间存在地理隔离，长期发展下去可能形 成不同的亚种，进而形成许多个新物种。 (3)二者关系如图所示： 5共同进化与生物多样性的形成 (1)共同进化：不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中 不断进化和发展。 (2)生物多样性：包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性 。 问题探究2：基因多样性在生物多样性中的地位如何？ 提示：基因多样性是形成物种多样性和生态系统多样性的基础， 反之物种多样性和生态系统多样性又影响基因多样性。 自主检测 一、判断题 1物种是生物进化的基本单位。( ) 【答案】 2只有基因突变和基因重组才能产生生物进化的原材料。( ) 【答案】 3自然选择决定生物进化的方向。( ) 【答案】 4生物进化的实质是种群基因型频率的定向改变。( ) 【答案】 5隔离是物种形成的必要条件。( ) 【答案】 6共同进化是生物与生物之间相互选择的结果。( ) 【答案】 二、选择题 7(2010海南)下列符合现代生物进化理论的叙述是( ) A物种是神创的 B物种是不变的 C种群是生物进化的基本单位 D用进废退是生物进化的原因 【答案】 C 8(2011石家庄模拟)一个全部由基因型为Aa的豌豆植株组成的 种群，经过连续n次自交，获得的子代中，Aa的频率为(1/2)n，AA和aa 的频率均为(1/2)1(1/2)n。根据现代生物进化理论，可以肯定该种群 在这些年中( ) 发生了生殖隔离 发生了基因突变 发生了自然选择 发生了基因型频率的改变 没有发生生物进化 A B C D 【解析】 该种群只发生了基因型频率的改变，没有发生基因频 率的改变，因此没有发生生物进化。 【答案】 D 9(2010江苏高考)根据现代生物进化理论，下列观点中正确的 是( ) A人工培育的新物种只能生活在人工环境中 B生物进化的方向与基因突变的方向一致 C冬季来临时植物叶中可溶性糖含量增高是为了更好地防止冻害 D受农药处理后种群中抗药性强的个体有更多机会将基因传递给 后代 【解析】 A项中人工培育的新物种有的也可以生活在野外如杂交 水稻等；基因突变是不定向的，生物进化的方向取决于自然选择的方向 。C项中冬季来临时，植物体内可溶性糖含量增加，增大了细胞内溶液 的浓度，降低了凝固点，有利于适应寒冷环境，而不是为了适应寒冷环 境。农药处理后选择了具有抗药性的个体，淘汰了没有抗药性的个体， 因此抗药性强的个体生存下来并繁殖的机会大大增加。 【答案】 D 10(2011杭州质检)关于生物进化与生物多样性的形成，错误的 说法是( ) A生物多样性的形成经历了漫长的进化历程 B消费者的出现不影响生产者的进化 C生物多样性的形成是共同进化的结果 D生物的进化与无机环境的变化是相互影响的 【解析】 消费者的出现，一方面使生态系统具有更复杂的结构 ，另一方面对植物的进化产生重要的影响。如消费者对具有某些性状和 某种生产者的捕食可改变该种群的基因频率，进而使该种群朝着一定的 方向进化。 【答案】 B 11(2011北京模拟)如图表示生物新物种形成的基本环节，对图 示分析正确的是( ) A图中A表示基因突变和基因重组，是生物进化的原材料 B种群基因频率定向改变是形成新物种的前提 C图中B表示地理隔离，是新物种形成的必要条件 D图中C表示生殖隔离，指两种生物不能杂交产生后代 【解析】 A表示突变，包括基因突变和染色体变异；生殖隔离不 一定需要地理隔离，生殖隔离是指两种生物不能杂交，或杂交后不能产 生可育后代；生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，故选B。 【答案】 B 三、非选择题 12如图为对一块甲虫成灾的农田使用 两种杀虫剂的实验结果曲线图，试用学 过的生物学知识分析： (1)使用杀虫剂和后，曲线不会下降到0的原因是_。 (2)曲线回升是通过_之间的_来实现的。 (3)杀虫剂的使用对甲虫起了_作用，这种作用是_( 定向、不定向)的，结果导致甲虫的抗药性_(增强、减弱)。 (4)根据以上分析，使用杀虫剂治虫有其缺点，主要有： _ _ 针对这些缺点，你认为消灭甲虫应该采用的最佳措施是 _。 【答案】 (1)甲虫存在变异，部分甲虫具有抗药性 (2)甲虫与杀虫剂 生存斗争 (3)选择 定向 增强 (4)使具有抗药性害虫的比例上升 对环境造成污染 生物防治等 (对应学生用书P143) 考点1 自然选择学说与现代生物进化理论比较 达尔文自然选择学说现代生物进化理论 基 本 观 点 遗传变异是自然选 择的内因过度繁殖 为自然选择提供更多 的选择材料，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 斗争是自然选择的方 式，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 于种群基因频率的改变 突变和基因重组、自然 选择及隔离是物种形成过 程的三个基本环节 突变和基因重组提供了 生物进化的原材料 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 达尔文自然选择学说现代生物进化理论 不同点 没有阐明遗传变异的本质 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 典例1 (2011杭州评估)根据达尔文自然选择学说(图解如下)，下述 不属于对现代生物进化理论的补充、完善的是( ) A现代生物进化理论是在研究种群基因频率变化的基础上发展起 来的 B种群是生物进化的基本单位 C隔离是物种形成的必要条件 D自然选择决定生物进化的方向，是通过生存斗争实现的 【解析】 自然选择学说和现代生物进化理论都认为自然选择决 定生物进化的方向，因此D项不是现代生物进化理论的补充和完善内容 。 【答案】 D 1.达尔文的自然选择学说是现代生物进化理论的核心与基础，而 后者是前者的发展与完善。 2遗传和变异是进化的内因(原料)，生存斗争是进化的动力(外因 )，自然选择决定了进化的方向。 3自然选择和人工选择：无人为参与的为自然选择，有人为参与 的为人工选择。人工选择的性状有利于人类，否则应视为自然选择，如 抗菌素和杀虫剂的选择作用应为自然选择。 举一反三 1(2011南昌一模)下列各项中，只出现在“现代生物进化理论 ”中的是( ) A用进废退 B生存斗争 C遗传变异 D基因频率 【解析】 用进废退是拉马克的观点；B、C选项在自然选择学说 和现代生物进化理论中都有，而基因频率只出现在现代生物进化理论中 。 【答案】 D 2(2011海南)某地区共同生活着具有捕食关系的甲、乙两种动 物，两者的个体数长期保持稳定，下列叙述正确的是( ) A乙物种的灭绝必然导致甲物种的灭绝，反之亦然 B在长期进化中，甲、乙两物种必然互为选择因素 C甲物种基因的突变必然导致乙物种基因的突变，反之亦然 D甲、乙个体数的长期稳定说明两个种群的基因频率没有改变 【解析】 乙物种灭绝导致甲物种灭绝，说明甲捕食乙，甲物种 灭绝，乙物种短期内数量增加。基因突变是不定向的，因此，甲物种基 因突变与乙物种基因突变没有联系。甲、乙个体数虽然长期稳定，但可 能都已经进化了，因此基因频率就可能改变了。 【答案】 B 3(2011广东理综)最近，可以抵抗多数抗生素的“超级细菌” 引人关注，这类细菌含有超强耐药性基因NDM 1，该基因编码金属 内 酰胺酶。此菌耐药性产生的原因是(多选)( ) A定向突变 B抗生素滥用 C金属 内酰胺酶使许多抗菌药物失活 D通过染色体交换从其他细菌获得耐药基因 【解析】 突变是不定向的，超强耐药基因的获得是自然选择的 结果，而不是通过染色体交换从其他细菌中获得。 【答案】 BC 考点2 物种形成、共同进化与生物多样性 1.物种形成 (1)物种形成的三种典型模式 渐变式如加拉帕戈斯群岛上13种地雀的形成。 骤变式主要是通过异源多倍体的染色体畸变的方式形成新物 种，一出现可以很快形成生殖隔离(基因频率改变)。此种方式多见于植 物。 人工创造新物种通过植物体细胞杂交(如番茄马铃薯)、多倍 体远缘杂交(如甘蓝萝卜)、多倍体育种(如八倍体小黑麦)等方式也可以 创造新物种。 (2)新物种形成的标志生殖隔离 2共同进化 (1)共同进化 不同物种之间相互影响：生物生活于复杂的环境中，任 何一个物种都不是单独进化的，其必然要和其他生物发生营养关 系。在捕食与被捕食，相互帮助等关系下，它们共同发展，协同进化， 增加了物种的多样性。 生物与无机环境相互影响：生物能够适应一定的环境，也能够 影响环境。生物与无机环境之间是相互影响和共同演变的。例如：最早 的生物是厌氧的，光合生物的出现，使大气中有了氧气，为好氧生物的 出现创造了前提条件。 (2)进化规律 生物进化的总趋势 a从结构上看：由简单复杂(由原核细胞真核细胞，由单细 胞多细胞)。 b从功能上看：由低等高等(如：无性生殖有性生殖)。 c从生存环境上看，由水生陆生。 代谢的进化 a异养自养(又包括光合作用化能合成作用)异养。 b厌氧需氧。 c总趋势：厌氧异养光能自养需氧异养。 典例2 (2011南平模拟)如图是物种形成的一种模式。物种a因为地 理障碍分隔为两个种群a1和a2，经过漫长的进化，分别形成新物种b和c 。在此进程中的某一时刻，a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分 布，向d方向进化。下列有关叙述正确的是( ) Ab和d存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离 Bc和d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离 Ca1和a2种群都不能作为生物进化的基本单位 Db、c和d不具有共同的原始祖先 【解析】 根据图示信息可以看出，a通过地理隔离形成两个种群 a1和a2，又分别演化出b、c、d三个种群，所以b、c和d有共同的原始祖 先。虽然b和d存在地理隔离，但不一定产生生殖隔离。由于d是由a1演 变而来的，则c与d之间可能存在生殖隔离。种群a1和a2经过长期地理隔 离后，可以形成两个物种。 【答案】 B 生物进化与物种形成 1区别 (1)生物进化：实质上是种群基因频率改变的过程，所以生物发生 进化的标志为基因频率改变，不论变化大小，都属于进化的范围。 (2)物种形成：种群基因频率改变至突破种的界限，形成生殖隔离 ，标志着新的物种形成，隔离是物种形成的必要条件。 2联系：生物发生进化，并不一定形成新物种，但新物种的形成 一定要经过生物进化过程。 举一反三 1(2011福建龙岩一模)下列有关生物多样性和进化的叙述，错 误的是( ) A生物的多样性包括基因、物种和生态系统的多样性 B自然选择能定向改变种群的基因频率，决定了生物进化的方向 C细菌在接触青霉素后会产生抗药性的突变个体，青霉素的选择 作用使其生存 D丝兰蛾细长的吸管似口器与丝兰的细长花矩是它们长期共同进 化形成的相互适应特征 【解析】 细菌的抗药性出现在选择之后，即先有变异后有选择 。 【答案】 C 2(2011山东烟台一模)下列符合现代生物进化理论的判断是( ) A自然选择决定生物进化的方向 B基因突变虽对多数个体不利，但基因突变的方向和生物进化的 方向是一致的 C二倍体西瓜与四倍体西瓜之间不存在生殖隔离 D种群基因频率发生改变就意味着形成了新物种 【解析】 基因突变具有不定向性，而生物进化的方向是一定的 ；二倍体西瓜与四倍体西瓜杂交得到的三倍体西瓜是不可育的，所以它 们之间存在生殖隔离；种群基因频率改变表明生物一定发生了进化但不 一定产生新物种，新物种产生的标志是产生生殖隔离。 【答案】 A 3(2011福建龙岩一模)根据现代生物进化理论，以下说法正确 的是( ) A生物进化的实质是基因频率的改变，生殖隔离是新物种形成的 标志 B只有在新物种形成时，才会发生基因频率的改变 C无性生殖的生物不发生基因重组，基因频率不会发生改变，因 而进化缓慢 D突变、基因重组和隔离是物种形成过程的三个基本环节 【解析】 无性生殖的生物可以发生基因突变，所以基因频率会 发生改变；突变和基因重组、隔离、自然选择是物种形成过程的三个基 本环节；进化过程中基因频率一直在改变，但是只有产生生殖隔离时才 有新物种产生。 【答案】 A 考点3 基因频率的计算 1.基因频率 是指一个种群基因库中某个基因占全部等位基因数的比率。 3通过基因型频率计算基因频率 (1)在种群中一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和也等 于1。 (2)一个等位基因的频率该等位基因纯合子的频率1/2杂合子 的频率。 典例3 (2011南昌一摸)在一个种群中，若基因型AA的占30%，基 因型Aa的为60%，基因型aa的占10%。已知基因型aa的个体失去求偶和 繁殖的能力，则随机交配后，子一代基因型为aa的个体占F1总数的( ) A1/16 B1/9 C1/8 D1/4 【解析】 由于aa个体没有繁殖能力，所以计算基因频率时应只 考虑AA、Aa个体，因为AA：Aa1：2，所以A的基因频率1/3 1/22/32/3，a基因频率1/3，则随机交配后，子一代基因型aa个体占 F1总数的比例是1/9。 【答案】 B 1.基因突变和基因重组、自然选择、遗传漂变、迁移等均可引起 基因频率的改变。 2伴X染色体遗传基因频率的计算 3在伴X染色体遗传病中，男性中患者的表现型概率相关基因 型频率相关基因频率。 举一反三 1(2011湖南十二校联考一)假设某动物种群中，最初一对等位 基因B、b的频率B0.75，b0.25，若环境的选择作用使B基因的频率 不断降低，若干代后B、b的频率B0.25，b0.75，则在整个进化过程 中，群体中基因型为Bb的频率变化规律是( ) A不断增加 B不断降低 C先增加后降低 D基本不变 【解析】 设B基因的频率为p，b基因的频率为q，则pq1， Bb基因型的频率是2pq，由于环境的选择作用，使p不断降低，q不断升 高，而2pq则先增加后降低，且pq0.50时2pq最大。 【答案】 C 2(2011江西重点中学盟校联考一理综)在一个海岛上，一种海 龟中有的脚趾是连趾(ww)，有的脚趾是分趾(WW、Ww)，连趾便于划 水，游泳能力强，分趾则游泳能力较弱。若开始时，连趾和分趾的基因 频率各为0.5，当海龟数量增加到岛上食物不足时，连趾的海龟容易从海 水中得到食物，分趾的海龟则不易获得食物而饿死，若干万年后，基因 频率变化成W为0.2，w为0.8。下列选项正确的是( ) A任一海龟都含有该种群基因库的全部基因 B根据题中信息可知该海岛上的海龟没有发生进化 C可以预测再过若干万年后该海岛上的海龟中一定能产生新物种 D基因频率变化后，从理论上计算，海龟种群中连趾占整个种群 的比例为64%，分趾的海龟中杂合子所占的比例为8/9 【解析】 隐性纯合子不含显性基因；进化的实质就是基因频率 的改变，反之，基因频率改变就说明种群发生了进化；再过若干万年， 基因频率可能会进一步改变，但是不一定产生新物种；根据基因频率可 知，WW个体占4%，Ww占32%，ww占64%，所以WW：Ww1：8 。 【答案】 D 3(2011浙江宁波八校期初联考)某常染色体隐性遗传病在人群 中的发病率为1%，色盲在男性中的发病率为7%。现有一对表现正常的 夫妇，妻子为该常染色体遗传病致病基因和色盲致病基因携带者。那么 他们所生孩子同时患上述两种遗传病的概率是( ) A1/88 B1/22 C7/2200 D3/800 【解析】 设常染色体基因用A、a表示，X染色体上的基因用B、 b表示，所以这对夫妇的基因型是丈夫为AaXBY与AAXBY，妻子为 AaXBXb，他们所生孩子患色盲的概率是1/4，根据题意可知，aa1/100 推出a1/10，A9/10，丈夫是Aa的概率Aa/(AaAA)(21/10 9/10)/(21/109/10)(9/10 9/10)2/11，所以他们所生孩子患常染色 体遗传病的概率是2/111/41/22，那么他们所生小孩同时患上述两种 遗传病的概率是：1/221/41/88。 【答案】 A (对应学生用书P145) 易错点1：种群基因频率的计算 典例1 某小岛上原有果蝇20000只，其中基因型VV、Vv和vv的果 蝇分别占15%、55%和30%。若此时从岛外引入了2000只基因型为VV 的果蝇，且所有果蝇均随机交配，则F1中V的基因频率约是( ) A43% B48% C52% D57% 【错因分析】 本题易错处有二，一是没有将岛外引入的2000只 果蝇与原种群看作是一个整体，错误地将原种群与引入种群中V的基因 频率分开计算再相加；二是不理解随机交配与其子代某种基因频率的关 系。 【正确解答】 首先计算出从岛外引入了2000只果蝇之后，该岛 上果蝇种群中不同基因型所占的比例：基因型为VV、Vv、vv所占的比 例分别为5/22、11/22、6/22；然后计算出V的基因频率5/22 (11/22)(1/2)21/4448%。选B。 有一个随机交配的种群，在没有迁移的条件下，两年内该种群的 基因频率变化如下表。根据现代生物进化理论，这两年中，与这对基因 的有关推断，正确的是( ) A.该种群朝着Aa增多方向进化 B该种群没有表现出生物进化 C该种群的生活环境有较大