现代生物进化理论 (2).ppt

【考纲展示】1现代生物进化理论的主要内容()2共同进化与生物多样性的形成(),【热点考向】1自然选择学说的内容、贡献和局限性2种群、种群基因库、基因频率、物种等概念的判定及相关计算3共同进化和生物多样性形成的原因及形成原因的实验探究,构建知识网络,1拉马克的进化学说(1)内容：用进废退和是生物进化的原因。(2)意义：否定了和理论。,获得性遗传,神创论,物种不变,一、现代生物进化理论的由来,注意：拉马克进化中的变异发生在环境变化之后，是环境引起了变异,典型实例：用拉马克的观点解释食蚁兽舌头比较长的原因用拉马克的观点解释长颈鹿出现的原因,2达尔文自然选择学说(1)内容：过度繁殖、遗传变异和。(2)意义：科学地解释了的原因和原因。(3)局限性对的本质，没有做出科学的解释。对生物进化的研究局限于水平。不能解释物种大爆发现象。,生存斗争,适者生存,生物进化,生物多样性的形成,遗传和变异,个体,一、现代生物进化理论的由来,青霉素是一种常用的抗生素类药物。人们发现，开始使用青霉素，杀菌的效果很好，但随着青霉素的继续使用，细菌表现出越来越强的抗药性。实验说明细菌种群中原来就存在具有抗药性的个体，这个事实证明：(1)细菌种群中存在着_，生物的变异是_。(2)青霉素对细菌起了_的作用，而这种作用是_的。(3)细菌抗药性的增强，是通过细菌与青霉素之间的_来实现的。,个体差异,不定向,选择,定向的,生存斗争,注意：达尔文进化论中也有变异，出现在生殖（减数分裂）过程中即环境变化之前，环境对变异起选择作用,1(2009广东高考)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()提出了适者生存，不适者被淘汰的观点提出了用进废退的理论认为种群是生物进化的基本单位认识到变异广泛存在并能遗传给后代ABCD,1种群是生物进化的基本单位2突变和基因重组产生进化的原材料3自然选择决定生物进化的方向4隔离导致物种的形成5共同进化与生物多样性的形成,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：生活在一定区域的的全部个体。(2)基因库：一个种群中全部个体所含有的。(3)基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占的比率。,同种生物,全部基因,全部等位基因数,二、现代生物进化理论的主要内容,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、基因重组和染色体变异，其中和统称为突变。(2)基因突变可产生，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的、的，因此只能提供进化的原材料，不能决定生物进化的方向。,基因突变,基因突变,染色体变异,新的等位基因,随机,不定向,3自然选择决定生物进化的方向在的作用下，种群的基因频率发生，导致生物朝着一定的方向不断进化。,自然选择,定向改变,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的一群生物。,(2)隔离,概念：不同种群间的个体在自然条件下基因不能的现象,地理隔离：同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使种群间不能发生的现象隔离：不同物种之间，一般不能相互交配，即使交配成功，也不能产生的后代,类型,可育后代,自由交流,基因交流,生殖,可育,(3)隔离是物种形成的条件。,必要,5共同进化与生物多样性的形成(1)共同进化：不同之间，生物与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、和生态系统多样性。,物种,无机环境,物种多样性,1.自然选择学说的主要内容达尔文自然选择学说的核心内容是过度繁殖、生存斗争、遗传变异和适者生存。各内容之间的关系图解如下：,(1)过度繁殖为自然选择提供了足够的选择材料，是选择的基础。(2)生存斗争是自然选择的手段，是生物进化的动力。(3)遗传变异是生物进化的内因，为生物进化提供原材料。(4)适者生存是自然选择的结果。,1.自然选择学说的主要内容,2自然选择学说与现代生物进化理论的比较,2根据现代生物进化理论，下列关于生物进化的叙述正确的是()A环境改变使生物产生定向的变异B个体是生物进化的基本单位C现代生物进化理论的核心是自然选择学说D隔离决定了生物进化的方向,答案：C,达尔文自然选择学说是现代生物进化理论的基础，而现代生物进化理论是对自然选择学说的发展和完善。,下列哪项不是达尔文的进化观点()A同种生物不同个体之间在许多性状上存在差异B生物产生后代的数量往往超过生活条件所能承受的数量C不适应生存环境的生物会被淘汰D种群是生物进化的基本单位,D,例1(2010广州评估)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,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,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,D,3在抗生素被普遍滥用的情况下，越来越多的细菌产生了抗药性。最近科学家发现了含有“NDM-1”基因的“超级细菌”，它们对大多数种类的抗生素不敏感。以下说法错误的是A“超级细菌”的“NDM-1基因”控制合成的物质能对抗多种抗生素的作用B基因突变是产生“超级细菌”的根本原因C滥用抗生素进行定向选择而提高了“NDM-1基因”在种群中的频率D有了“NDM-1基因”，“超级细菌”成为一种新的生物,答案：D,1.物种形成的方式(1)渐变式,(2)爆发式：物种的形成主要是由异源多倍体以染色体畸变的方式形成新物种，一出现可以很快达到生殖隔离。,物种形成不一定要经过地理隔离，但必须要形成生殖隔离，如人工多倍体。,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共同进化(1)共同进化,2共同进化(2)进化规律,3生物多样性(1)内涵(三层次),(2)相互关系,(3)成因：生物与环境共同进化的结果。,例2(2009江苏高考)下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中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，则b和d是同一物种Da1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，则c和d是不同物种,B,物种形成与进化的关系生物进化的实质是种群基因频率的改变，种群基因频率发生了变化，就意味着生物的进化。物种形成的必要条件是隔离。生殖隔离是物种形成的标志。进化并不必然导致物种的形成。,1.已知基因型频率求基因频率(1)设二倍体生物个体的某一基因库上有两个等位基因A和a，假如种群中共有N个个体，而AA、Aa、aa三种基因型的个体数分别是n1、n2、n3，那么种群中A基因的频率和a基因的频率分别是：,A基因的频率a基因的频率,(2)若以上关系中，设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杂合子的频率。,2已知基因频率求基因型频率设A的基因频率为p，a的基因频率为q，则：AA的基因型频率p2aa的基因型频率q2Aa的基因型频率2pq,以上关系的使用应满足以下5个条件：种群大；种群中个体间的交配是随机的；没有突变发生；没有新基因加入；没有自然选择。,例3(2009上海高考)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%。若此时从岛外入侵了2000只基因型为VV的果蝇，且所有果蝇均随机交配，则F1代中V的基因频率约是()A43%B48%C52%D57%,B,伴X染色体遗传的基因频率计算，应注意Y染色体无等位基因，可用如下公式表示：,新华网报道，科学家发现一种蜣螂提高了“生活品位”，不仅吃粪便，还取食包括蜈蚣在内的千足虫。与普通蜣螂相比其部分结构也发生变化：头部较窄而长，便于进食千足虫内脏；后腿较蜷曲，便于捕猎千足虫。下列推测不合理的是,命题设计,A该蜣螂与普通蜣螂肯定已经产生了生殖隔离B与普通蜣螂相比，该蜣螂的某些基因频率发生了改变C该蜣螂既是分解者又是消费者D该蜣螂头部和后腿结构发生变化，是自然选择的结果,A,探究性实验设计的基本内容,1实验课题：如试题需要学生写出实验课题，那么对课题的文字描述大多渗透在题干之中，仔细阅读便可领会。,理论指导,2实验原理：完成实验所应用到的理论依据，有的是教材中学到的理论知识，有的在题目中作为条件出现。如“为验证环境因子光照、二氧化碳的不足对光合作用的影响，可用打孔器在叶片上打取叶圆片，抽取叶圆片内气体使之下沉于水中，在不同条件下根据叶圆片上浮所需时间的长短推测光合作用的相对强弱。其实验原理是_。”该实验原理源于教材中实验“探究环境因素对光合作用的影响”，其原理是“光合作用释放氧气，氧气附着在叶片上导致沉在水底的叶片上浮，产生的气体越多，叶片上浮所需的时间越少”。,3实验目的：大多是做了该实验后要解决的问题。4材料用具：包括实验材料、仪器、试剂等，有时省略。在大多数试题中，材料用具是作为条件提供给学生的。5实验假设：指用来说明某种现象但未经证实的论题，也就是对所提问题做出的假设性的答案。如果要学生写出来，请参阅实验课题的名称，但要比实验课题的名称写得更具体一些。,6实验步骤的设计(即实验设计方案或实验设计思路)(1)实验设计思路。(2)器材药品。(3)实验步骤：要体现单一变量及对照原则。要设立“实验组”和“对照组”。设实验组时，只需明确写出单一变量的内容，其余条件(无关变量，如培养条件等)用“其他条件与对照组相同”表述即可。(4)观察记录。,7实验预测及分析：探究性实验是对本来不知道，现在需要知道的实验现象或结果进行探究。即使我们能用掌握的理论知识作出科学的、唯一的预测，但由于我们是做理论上的实验设计，因此实验预测应该是开放性的，即要写出所有可能出现的实验现象和结果。所以，探究性试验不像验证性实验一样，能得出一个肯定的结论，因而相应的就有几种可能的结论。8讨论：讨论的是与实验直接相关的内容，也可能是与该实验内容相关的其他知识。,生物进化的实质是种群基因频率的改变，其中影响种群基因频率的因素有很多，如自然选择、基因重组、遗传漂变、生物个体的迁入迁出等。某中学生物研究小组为探究人工选择对种群基因频率的影响，选用了纯种长翅果蝇和残翅果蝇进行实验。已知果蝇的长翅(B)对残翅果蝇(b)为显性，基因位于常染色体上。他们的实验过程如下：,命题设计,a选择一只纯种雄性长翅果蝇与一只残翅雌性果蝇进行杂交，获得子一代雌雄果蝇；b让子一代果蝇连续自由交配5代，同时在每一代中要除去残翅果蝇；c当子六代所有长翅果蝇自由交配后，统计子七代长翅果蝇和残翅果蝇在种群中的百分比；d根据残翅果蝇的百分比计算出B、b基因在种群中的基因频率，得出结论。,请分析回答：(1)如果按照上述步骤进行，在子三代长翅果蝇中纯合子占_。(2)如果在每代中不除去残翅果蝇，在子三代长翅果蝇中纯合子占_。(3)请判断该实验过程的设计是否科学？_。你的理由是：_。,(4)若让你对此实验过程进行改进，请设计出改进后的步骤。选择一只纯种长翅雄果蝇与一只残翅雌果蝇进行杂交，获得子一代雌雄果蝇；_；_；_。,(5)请预期这种人工选择对种群基因频率的影响_。,【解题指导】(1)F2中BBBb12，产生的两种类型的配子Bb21，故F3中bb为1/31/31/9，即F3中长翅果蝇占8/9，其中的纯合子为BB2/32/34/9，占长翅总数的1/2。(2)若不去除残翅果蝇，则F2中BBBbbb121，F2产生的配子Bb11，F3中BBBbbb3/82/83/8，故长翅中的纯合子比例为：BB/(BBBb)3/5。(3)要研究人工选择作用是否对种群基因频率产生影响，需要以人工选择作用作为单一的变量，通过由人工选择作用的种群和自然繁殖的种群繁殖若干代后进行对照得出实验结论。,【答案】(1)1/2(2)3/5(3)不科学没有设置对照(没有对照实验)(4)将子一代果蝇分成性状完全相同的甲、乙两组，让甲、乙两组果蝇分别连续自由交配5次，同时将乙组在每一代中都要除去残翅果蝇当子六代所有长翅果蝇自由交配后，分别统计甲、乙两组子七代中长翅果蝇和残翅果蝇在种群中的百分比根据甲、乙两组中残翅果蝇的百分比，分别计算出甲、乙两组中的B、b基因在种群中的基因频率，比较得出结论(5)这种人工选择将导致B基因的频率增大，b基因的频率减小,解析：变异是不定向的；种群是生物进化的基本单位；自然选择决定生物进化的方向。,答案：C,答案：C,3加拉帕戈斯群岛上不同地雀的形成过程是()A地理隔离基因突变物种形成B地理隔离自然选择物种形成C地理隔离突变和基因重组生殖隔离物种形成D地理隔离突变、基因重组、自然选择生殖隔离物种形成,答案：D,4(2010盐城质检)下列观点不符合现代生物进化理论的是A自然选择可引起种群基因频率发生定向改变B马和驴交配产生强壮的骡子，马和驴之间不存在生殖隔离C