高考一轮复习课件：现代生物进化理论.ppt

现代生物进化理论,一、拉马克的进化学说和达尔文的自然选择学说 1.拉马克的进化学说 和 是生物不断进化的主要原因。 2.达尔文的自然选择学说 （1）内容： 、 、遗传变异和适者生存。 （2）意义：科学地解释了 的原因和 形成的 原因。 （3）局限性 对 的本质不能做出科学的解释。 对生物进化的解释局限于 水平。 强调物种形成都是 的结果，不能很好地解释物种大 爆发等现象。,用进废退,获得性遗传,过度繁殖,生存斗争,生物进化,物种多样性,遗传和变异,个体,自然选择,3.自然选择学说的主要内容及内在联系 （1）图示 原始物种的过度繁殖+有限的生活资源,（2）解读 自然选择的对象 a.直接对象是生物的变异性状（表现型）。 b.间接对象是相关的基因型。 c.根本对象是与变异性状相对应的基因。 即自然选择的实质是环境对变异所对应的基因的选择，因而可以改变种群的基因频率。 自然选择的因素：对生物的变异起选择作用的是个体所处的自然环境。,自然选择的动力：生存斗争。 a.类型：包括种内斗争、种间斗争（竞争）、生物与无机环境之间的斗争。 b.意义：生存斗争对生物的某些个体的生存不利，但对物种的生存是有利的，并能推动生物的进化。 c.原因：过度繁殖+有限的生活资源。 自然选择的结果：适者生存，不适者被淘汰。 两个方向图示变异不定向，自然选择定向。,练一练 （2009广东理基，47）由于蟹类的捕食，某 种海洋蜗牛种群中具有较厚外壳的个体的比例 逐渐增加。对这个现象的解释，正确的（ ） A.人工选择 B.适者生存 C.用进废退 D.定向变异 解析 该现象不可能是人工选择的结果，也不 可能是用进废退，根据现代生物进化理论的观 点，变异是不定向的，自然选择是定向的，适 者生存，故B正确。,B,二、现代生物进化理论 1.发展 （1）对于生物进化过程中遗传和变异的研究， 已经从 水平深入到 水平； （2）关于自然选择的作用等问题的研究，已经 从以 为单位发展到以 为基本单位。 2.现代生物进化理论的内容 （1）种群是 的基本单位，也是 的基本单位。 影响种群基因频率发生变化的因素： 、 、 、迁移和遗传漂变等。 生物进化的实质是 发生变化。,性状,分子,生物个体,种群,生物进化,生物繁,殖,基因突,变,染色体变异,自然选择,种群基因频率,（2） 和 产生生物进化的原材料。 可遗传的变异来源： 、 和 。 生物变异是 的，只产生生物进化的 ，不能决定生物进化的方向。 生物变异的利与害并不是绝对的，取决于 。 （3） 决定生物进化的方向。 原因：不断淘汰 变异的基因，积累 变异的基因。 结果：种群的基因频率发生 改变。,突变,基因重组,基因突变,基因重组,染色体变异,不定向,原材,料,生物的,生存环境,自然选择,不利,有利,定向,（4）隔离导致 的形成。 类型：常见的有 和 。 实质： 不能进行自由交流。 新物种形成标志：达到生殖隔离。 如何鉴定长期地理隔离后两个同一物种的种群是否形成两个物种？ 通过能或杂交和杂交后能否产生可育后代。,物种,地理隔离,生殖隔离,基因,2.现代生物进化理论内容解读 （1）种群是生物进化的基本单位,提醒 种群既是进化的基本单位，也是繁殖的基本单位。 生物进化的实质（标志）：基因频率改变。某段时间内若基因频率未改变，则未进化，反之则进化。,2.现代生物进化理论内容解读 （1）种群是生物进化的基本单位,提醒 种群既是进化的基本单位，也是繁殖的基本单位。 生物进化的实质（标志）：基因频率改变。某段时间内若基因频率未改变，则未进化，反之则进化。,例：一年前A=0.6、a=0.4，若一年后仍然是A= 0.6、a=0.4，则一年中未进化。 （2）突变和基因重组产生生物进化的原材料 可遗传变异的三个来源：基因突变、基因重组和 染色体变异（基因突变和染色体变异属于突变）。由于突变和重组都是随机的、不定向的，因此它们只是提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。 提醒 可遗传变异包括基因突变、染色体变异和基因重组，而基因突变和染色体变异合称突变。 突变性状是有利还是有害是相对的，取决于环境条件。如昆虫的残翅性状在正常环境中不利，但在多风的岛上则是有利的。,变异是不定向的，因不定向性决定了变异只能为进化提供原材料，而不能决定进化方向。 不可遗传变异不能提供进化的原材料。 （3）自然选择决定生物进化的方向 变异是不定向的 不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累 种群的基因频率发生定向改变 生物朝一定方向缓慢进化,经自然选择,导致,自然选择的实质：定向改变基因频率。 变异与环境的关系 变异在环境变化之前已经产生，环境只是起选择作用，不是影响变异的因素，不要夸大其作用，通过环境的选择将生物个体中产生的不定向的有利变异选择出来，其余变异遭到淘汰。例如喷洒杀虫剂只是将抗药性强的个体选择出来，而不是使害虫产生抗药性。,提醒,三、共同进化与生物多样性的形成 1.共同进化 （1）概念：不同 之间、 之 间在相互影响中不断进化和发展。 （2）原因：生物与生物之间的 和生物 与无机环境之间的 。 2.生物多样性 （1）内容：基因多样性、 多样性、 多样性。 （2）形成原因：生物的 。 （3）研究生物进化历程的主要依据： 。,物种,生物与无机环境,相互选择,相互影响,物种,生态系,统,进化,化石,3.现代生物进化理论与达尔文进化论的比较 （1）共同点：都能解释生物进化的原因和生物的 多样性、适应性。 （2）不同点：达尔文进化论没有阐明遗传和变 异的本质以及自然选择的作用机理，而现代生物 进化理论克服了这个缺点。 达尔文的进化论研究生物个体的进化，而现代 生物进化论则强调群体的进化，认为种群是生物 进化的基本单位。 现代生物进化理论认为生物进化的实质基 因频率的改变，从分子水平上阐述，而自然选择 学说从性状水平解释进化。 现代生物进化理论强调隔离在物种形成中的作用。,4.隔离导致物种的形成 物种形成的三种典型模式： （1）渐变式如加拉帕戈斯群岛上13种地雀 的形成。,（2）骤变式如自然界多倍体植物的形成 骤变式物种的形成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。,（3）人工创造新物种通过植物体细胞杂交（如番茄马铃薯）、多倍体远源杂交（如甘蔗萝卜）、多倍体育种（如八倍体小黑麦）等方式也可以创造新物种。 提醒 新物种形成不一定经过地理隔离，但不管哪种方式都需要达到生殖隔离。,对位训练 1.（2009广东生物，26）物种起源出版已 有150年，但依然深深影响着现代科学研究，达 尔文（多选） ( ) A.提出了适者生存，不适者被淘汰的观点 B.提出了用进废退的理论 C.认为种群是生物进化的基本单位 D.认识到变异广泛存在并能遗传给后代 解析 达尔文的自然选择学说，其主要内容有 四点：过度繁殖、生存斗争（也叫生存竞争）、 遗传和变异、适者生存；用进废退理论是拉马 克提出的；种群是生物进化的基本单位是现代 生物进化理论的观点。,AD,2.（2008山东理综，5）下列与生物进化相关的 描述，正确的是 ( ) A.进化总是由突变引起的 B.进化时基因频率总是变化的 C.变异个体总是适应环境的 D.进化改变的是个体而不是群体 解析 种群是生物进化的基本单位，进化的实 质就是种群基因频率的改变，所以如果发生进 化，那一定是有基因频率的改变。,B,相关概念的比较辨析 1.生物进化和物种形成的区别与联系,2.种群和物种的区别与联系 （1）物种是自然状态下能够交配并产生可育后代的一群生物，一个物种可能在不同地点和时间形成不同的种群。（2）种群是同一种生物、同一地点、同一时间形成的一个群体。种群“小”，不同种群间有地理隔离；物种“大”，不同物种间有生殖隔离。 （3）判断生物是不是同一物种，如果来历不明，形态结构相似，可靠依据是是否存在生殖隔离。若出现 生殖隔离，则不是同一物种。（4）二者关系可 借助下图理解。,3.地理隔离和生殖隔离区别与联系,4.自然选择和人工选择区别与联系,对位训练 3.有关基因频率和生物进化的关系，正确的说法是 （ ） A.生物只要发生进化，基因频率就会改变 B.只有在新物种形成时，才会发生基因频率的改变 C.基因频率的改变不一定引起生物的进化 D.生物在进化过程中不一定引起基因频率的改变 解析 基因频率改变，生物一定进化，但不一定 形成新物种。生物进化，基因频率一定改变。,A,4.下列关于隔离的叙述，不正确的是 （ ） A.阻止了种群间的基因交流 B.物种的形成都必定先经过长期的地理隔离 C.遗传组成上的差异是产生生殖隔离的根本原因 D.多倍体植物的产生不需要经过地理隔离,B,考点三 基因频率和基因型频率比较及计算 1.比较,2.计算 （1）常染色体遗传方式 设有N个个体的种群，AA、Aa、aa的个体数分别 是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： 由以上公式可得出下列结论： 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。 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。,（2）伴X染色体遗传方式 在一个工厂中，男女职工各100名，女性中，色盲基因（Xb）携带者为5人，色盲患者为1人；男性中色盲患者为8人，则Xb的基因频率为： 提醒 XY型性别决定生物，基因在X染色体上，Y染色体上无等位基因，计算时只计X染色体上的基因数不考虑Y染色体。ZW型性别决定也是这样。 已知人群中，伴X隐性男性患者的比例为p，则可认为这个人群中此基因频率为p，由此可计算女性中患病的频率为p2。例色盲男性中发病率7%，女性中发病率为(7%)20.5%。,（3）哈代温伯格定律 成立前提 a.种群非常大；b.所有雌雄个体之间自由交配； c.没有迁入和迁出；d.没有自然选择；e.没有基因突变。 计算公式 a.当等位基因只有两个时（A、a），设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，则基因型AA的频率为p2，Aa的频率为2pq，aa的频率为q2。 b.当告诉基因型aa的频率为X%时，则a的基因频率为 ，A的基因频率为 。AA基因型频率为( )2；Aa基因型频率为,。,对位训练 5.某植物种群中，AA基因型个体占30%，aa基因 型个体占20%。若该种群植物自交，后代中AA、 aa基因型个体出现的频率以及A、a基因频率分 别为 （ ） A.55%、45%、45%、55% B.425%、325%、45%、55% C.55%、45%、55%、45% D. 42.5% 、 32.5% 、55%、45%,AA:30% aa:20% AA:30%+0.2550%=42.5% Aa:0.550%=25% aa:20%+0.2550%=32.5% A的基因频率为 ，a的基因频率为45%。 答案 D,Aa 50%,解析,由,6.在自然条件下，基因型为aa个体的出现机会是 0.01%,在理想状态下，杂合子出现的机是 。 解析 根据题意：q2=0.01%,可得出a的基因频 率q=1%。根据哈代温伯格平衡定律（p+q=1), 可得出A的基因频率p=1-q=99%。杂合子Aa的基 因型频率=2pq=21%99%=1.98%。 答案 1.98%,思维误区警示 易错分析 对生物进化的观点辨析不清 （1）物种包括各个不同地域的同一物种多个不 同种群，范围较大，而种群是一定地域内同种生物个体的总和，范围较小。 （2）种群基因库指种群内全部个体的所有基因，若有n个个体，每个个体平均有m个基因，则基因库中应有nm个基因，指个数不是指种类。 （3）因地理隔离造成两个亚种，如东北虎和华 南虎，应为同一个物种，仍能进行交配繁殖产生后代。但地理隔离不一定是高山、河流的阻隔，两个池塘中的鲤鱼也存在地理隔离。,（4）突变性状是有利还是有害是相对的，取决于环境条件。如昆虫的残翅性状在正常环境中不利，但在多风的岛上则是有利的。 （5）基因频率与生物进化的关系。 只要基因频率改变，生物就进化，只要生物进化，基因频率一定改变。若基因频率不变，则生物就不进化，基因频率是否改变是判断生物是否 进化的有效依据。 （6）可遗传变异包括基因突变、染色体变异和基因重组，而基因突变和染色体变异合称突变。,（7）生物多样性指基因（遗传）多样性、物种多样性和生态系统多样性，不能说种群多样性。 （8）共同进化既包括生物与生物之间，也包括生物与环境之间。 （9）判断是否是同一物种标准不能只看能否杂交，还要看杂交后代是否可育，如二倍体西瓜和四倍体西瓜、马和驴等。,纠正训练 下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，为进化提供原材料 B.种群基因频率的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 图中A表示突变和基因重组，B表示地理隔离，C表示生殖隔离，生殖隔离是指两种生物不能杂交或杂交后不能产生可育的后代；生殖隔离是物种形成的必要条件。,B,2.对细菌耐药性产生机理的叙述，不正确的是（ ） A.细菌耐药性的获得是由于基因突变等方式获得 耐药性基因并表达的结果 B.抗生素的使用使病原微生物产生了适应性的变异 C.耐药性增强是由于抗生素对细菌的变异定向选择 的结果 D.耐药性增强的过程中细菌耐药性基因频率增大 解析 变异是不定向的，抗生素的使用不能使细菌 产生适应性的变异，抗生素只起选择作用，选项B 错误。,B,3.（2008江苏生物，11）某植物种群中，AA个 体占16%，aa个体占36%，该种群随机交配产生 的后代中AA个体百分比、A基因频率和自交产 生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化 依次为 ( ) A.增大，不变；不变，不变 B.不变，增大；增大，不变 C.不变，不变；增大，不变 D.不变，不变；不变，增大 解析 由哈代温伯格定律得知，随机交配后 代的基因频率不会改变；连续自交产生的后代 中纯合子会越来越多，导致种群中纯合子比例 增大，但基因频率不会发生改变。,C,题组二：基因频率及基因型频率的推算,4.某种群中AA、Aa、aa的基因型频率如图所示， 其中阴影部分表示繁殖成功率低的个体。则该 种群经选择之后，下一代中三种基因型频率 的结果最可能是图中 （ ）,B,题组三：生物共同进化及物种形成,2.下列为现代生物进化理论的概念图，以下说法正确 的是 （ ）,A.是生物的突变和基因重组 B.是自然选择 C.是自然选择学说 D.是物种多样性 解析