人教版高考生物创新精编课件：第7单元-第21讲-生物进化.ppt

第七单元生物的变异 育种和进化 第十六讲DNA是主要的遗传物质 1 在自然选择的作用下 种群的基因频率会发生定向改变 导致生物朝着一定的方向不断进化 2 隔离是新物种形成的必要条件 新物种形成的标志是生殖隔离 3 自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率 4 生物进化的实质是种群基因频率的改变 基因频率改变 生物一定进化 5 生物进化形成了生物多样性 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 6 物种的形成必须经过生殖隔离 但不一定要经过地理隔离 基础回扣 一 现代生物进化理论的由来1 拉马克的进化学说 1 主要观点 地球上的所有生物都不是神造的 而是由更古老的生物进化来的 生物是由低等到高等逐渐进化的 生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传 2 意义 拉马克的进化学说反对 在人们信奉神创论的时代是有进步意义的 3 不足 缺乏证据 过于强调环境的变化直接导致物种的改变 4 对拉马克的评价 第一个提出学说 是生物进化论的创始人 神创论和物种不变论 比较系统完整的进化 2 达尔文自然选择学说 1 内容 生存斗争 和 2 意义 科学地解释了生物和生物的原因 3 局限性 对遗传和变异的本质不能作出科学的解释 对生物进化的解释局限于个体水平 强调物种形成都是渐变的结果 不能很好地解释物种大爆发等现象 过度繁殖 遗传变异 适者生存 进化 多样性形成 4 达尔文以后进化理论的发展 对遗传和变异的研究已经从水平深入到水平 关于自然选择作用的研究已经从以生物为单位发展到以为基本单位 性状 基因 个体 种群 优化落实 考查一现代生物进化理论的由来1 判一判 1 过度繁殖是选择的基础 生存斗争是选择的手段 适者生存是选择的结果 2 种群基因库是不断变化的 3 生物进化的方向与基因突变的方向一致 4 用进废退是生物进化的原因 5 达尔文认为生物进化的单位是个体 现代生物进化理论认为生物进化的单位是种群 二 现代生物进化理论1 种群是生物进化的基本单位 1 生活在一定区域的的全部个体叫做种群 种群也是的基本单位 2 一个种群中全部个体所含有的 叫做这个种群的基因库 3 在一个种群基因库中 某个基因占全部数的比率 叫做基因频率 4 生物进化的实质是种群的改变 同种生物 繁殖 全部基因 等位基因 基因频率 2 突变和基因重组产生进化的原材料 1 基因突变产生新的等位基因 这就可能使种群的基因频率发生变化 2 可遗传变异的三个来源 基因突变 和染色体变异 基因突变和染色体变异统称为 3 可遗传变异为生物进化提供了原材料 但生物的变异是的 基因重组 突变 不定向 3 自然选择决定生物进化的方向经过长期的 具有不利变异的个体不断被淘汰 有利变异得以积累和加强 从而使种群的发生定向的改变 导致生物朝着的方向不断进化 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产生的一群生物 自然选择 基因频率 适应环境 可育后代 2 隔离 不同种群间的个体 在自然条件下基因不能自由交流的现象 包括和 生殖隔离 不同物种之间一般是不能相互交配的 或即使交配成功 也不能产生可育后代的现象 地理隔离 同一种生物由于高山 河流 沙漠或其他地理上的障碍而分成不同的群体 使得种群间不能发生基因交流的现象 地理隔离是亚种形成的原因 生殖隔离 地理隔离 3 物种形成三个基本环节 及隔离 4 新物种形成的标志 5 隔离在物种形成中的作用 隔离是物种形成的必要条件 突变和基因重组 自然选择 生殖隔离 解惑 种群在繁衍过程中 个体有新老交替 基因却代代相传 因此 研究生物的进化仅仅研究个体是否与环境相适应是不够的 还必须研究种群的基因组成变化 生物进化的基本单位是种群而不是个体 考查二现代生物进化理论2 判一判 1 物种是生物进化的基本单位 2 只有基因突变和基因重组才能产生生物进化的原材料 3 喷洒农药导致害虫产生抗药性 4 生物进化的实质是种群基因型频率的定向改变 5 地理隔离是物种形成的必要条件 6 进化时基因频率总是变化的 总是由突变引起的 7 新物种形成的标志是隔离 进化的标志是基因频率的改变 8 新物种形成一定是长期地理隔离后达到生殖隔离 9 基因交流是指生物个体之间相互交配 10 自然选择的直接选择对象是个体的基因型 本质是基因频率的定向改变 11 自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率 12 物种的形成可以不经过隔离 提示物种的形成必须经过生殖隔离 但不一定要经过地理隔离 13 某种抗生素被长期使用药效下降 是由于病原体接触药物后 产生对药物有抗性变异 14 隔离产生后 自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用是有差别的 15 一般来说 频率高的基因所控制的性状更适应环境 16 基因频率改变 生物一定进化 三 共同进化与生物多样性的形成1 共同进化 1 概念 不同之间及之间在相互影响中不断进化和发展 2 原因 生物与生物之间的相互选择和生物与无机环境之间的相互影响 3 结果 共同进化形成 生物 生物与环境 生物多样性 2 生物多样性的形成 1 内容 生物多样性包括多样性 多样性和 多样性 2 形成原因 生物的进化 3 研究生物进化历程的主要依据 4 生物进化的历程 从原核生物到真核单细胞生物 再到真核多细胞生物 从异养生物到自养生物 从厌氧生物到需氧生物 从无性生殖到有性生殖 从低等到高等 从水生到陆生 基因 物种 生态系统 化石 3 生物进化理论在发展 1 中性学说 大量的基因突变是中性的 导致生物进化的是的积累 而不是 2 间断平衡说 物种形成并不都是渐变的过程 而是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程 中性突变 自然选择 考查三共同进化与生物多样性的形成3 判一判 1 生物与生物之间相互选择而共同进化 但生物与环境之间只能单向选择 不能共同进化 提示共同进化包括生物与生物之间 以及生物与无机环境之间 2 生物进化过程的实质在于有利变异的保存 3 生物的种间竞争是一种选择过程 4 自然选择决定了生物变异和进化的方向 5 共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的 提示生物之间可以通过生存斗争实现共同进化 也可以通过互助实现 6 达尔文认为自然选择作用于种群 使种群发生进化 7 外来物种入侵能改变生物进化的速度和方向 考点一自然选择学说与现代生物进化理论 关键点击 1 自然选择学说与现代生物进化理论的区别与联系 2 基因频率和基因型频率及相关计算 1 比较基因频率和基因型频率 易错清零 易错点1一个物种可以形成多个种群 一个种群必须是同一物种 同一物种的多个种群间存在地理隔离 易错点2种群基因频率的改变引起生物进化 而物种的形成是以生殖隔离为标志的 生物进化不一定形成生殖隔离 易错点3理想状态下只要群体不发生变化 不论自由交配或自交 基因频率都不发生改变 但自由交配的基因型频率不变 自交基因型频率会发生变化 易错点4在种群中一对等位基因频率之和等于1 基因型频率之和也等于1 易错点5在种群中 不同的基因在基因库中所占的比例是不同的 易错点6影响基因频率的因素有突变和基因重组 自然选择等 易错点7种群基因频率的定向改变导致生物朝一定方向不断进化 演练提升 1 现代生物进化理论是在达尔文自然选择学说的基础上发展起来的 现代生物进化理论对自然选择学说的完善和发展表现在 突变和基因重组产生进化的原材料 种群是进化的单位 自然选择是通过生存斗争实现的 自然选择决定生物进化的方向 生物进化的实质是基因频率的改变 隔离导致物种形成 适者生存 不适者被淘汰A B C D 解析 是现代生物进化理论对自然选择学说内容的继承 是自然选择学说的观点 答案C 2 某自花传粉植物种群中 新代中AA基因型个体占30 aa基因型个体占20 则亲代A的基因频率和F1中AA的基因型频率分别是 A 55 和32 5 B 55 和42 5 C 45 和42 5 D 45 和32 5 解析分析题中信息可知 Aa基因型个体占50 则A基因频率为30 1 2 50 55 F1中AA的基因型频率为30 50 1 4 42 5 答案B 3 金鱼的一对相对性状由一对等位基因 A a 控制 其中a基因在纯合时使胚胎致死 XaXa XaY等均为纯合子 现取一对金鱼杂交 F1金鱼共67只 其中雄金鱼21只 则F1金鱼自由交配所得F2成活个体中 a基因频率为 A 1 8B 1 6C 1 11D 1 14 解析F1金鱼共67只 其中雄金鱼21只 雌雄比例不等 故该基因位于X染色体上 由于a基因纯合时致死 F1雌金鱼基因型为1 2XAXa和1 2XAXA 雄金鱼的基因型为XAY F1金鱼随机交配 F2为3 8XAXA 3 8XAY 1 8XaY 致死 故成活个体为3 7XAXA 3 7XAY 1 7XAXa a的基因频率为1 7 3 7 2 3 7 1 7 2 1 11 答案C 1 基因的自发突变率虽然很低 但在整个生物界是非常普遍的 它是生物变异的根本来源 为生物进化提供了原材料 对生物进化极其重要 2 突变与基因突变 突变 不是基因突变的简称 而是包括 基因突变 和 染色体变异 3 抗药个体的形成不是农药诱导产生的 在喷施农药之前 害虫中就存在抗农药的突变个体 喷施农药仅杀灭不抗药的个体 抗药的个体存活下来 农药不能使害虫产生抗药性变异 只是对抗药性个体进行了选择 4 物种与种群 一个物种可以形成多个种群 一个种群必须是同一物种 同一物种的多个种群间存在地理隔离 解题技巧 3 物种形成和生物进化 4 生物多样性 易错清零 易错点1判断生物是否属于同一个物种 依据是是否出现生殖隔离 即能否自由交配并产生可育后代 若出现生殖隔离 即不能交配或交配后产生不可育后代 则说明不是同一物种 易错点2判断种群是否进化的标准是看其基因频率是否发生了变化 若种群基因频率没有变化 则种群一定没有进化 易错点3日常生活中所说的种不一定是一个物种 如鱼 牛 羊是指一类生物包括多个物种 易错点4一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 形成一个个彼此被陆地隔离的种群 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 进而形成多个新物种 演练提升 4 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 a表示基因突变 是生物进化的原材料B b表示地理隔离 新物种形成一定需要地理隔离C c表示新物种形成 新物种与生活环境共同进化D d表示生殖隔离 生殖隔离是生物进化的标志解析a表示突变 基因突变和染色体变异 和基因重组 d表示地理隔离 但新物种的形成不一定必须经过地理隔离 b表示生殖隔离 生殖隔离的出现是新物种形成的标志 c是新物种的形成 新物种的形成是生物与环境共同进化的结果 答案C 5 如图中的A B C表示三个自然条件有差异的地区 地区间的黑线表示存在一定的地理隔离 A地区某些个体由于某种机会开始分布到B C地区 并逐渐形成两个新物种 中的甲 乙 丙分别表示三个种群 下列相关说法正确的是 A 上述过程说明进化总是由突变引起的 地理隔离是新物种形成的标志B 甲 乙两个种群在进化过程中基因频率总是变化的 其基因库存在较大的差异 不能进行基因交流C 乙 丙两个种群存在地理隔离 但两个种群的基因频率相同D 甲 丙两个种群存在生殖隔离 两个种群基因库组成完全不同 进化改变的是个体而不是群体 解析分析题中信息可知 生物进化是由地理隔离引起的 生殖隔离是新物种形成的标志 故A项错误 甲 乙两个种群在新环境中基因频率会发生变化 基因库存在差异 无法进行基因交流 故B项正确 乙 丙两个种群存在地理隔离 两种群的基因频率不会相同 故C项错误 甲 丙种群存在生殖隔离 进化改变的应该是种群 故D项错误 答案B 解题技巧 判断生物进化的依据是种群基因频率是否发生改变 只要基因频率发生了改变 生物就发生了进化 判断物种形成的依据是是否产生了生殖隔离 进化并不一定导致物种的形成 但物种的形成必须经过进化 实验十九人工选择对基因频率的影响 关键点击 现在的许多家养动物和栽培植物 都起源于野生类群 它们在人们有计划的选择下 使有益于人类的变异逐渐积累和增强 实际上是个优胜劣汰的过程 人工选择有三个要素 一是有变异存在 二是这种变异能够遗传 三是人类对变异可以选择 三者缺一不可 选择的实质是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 演练提升 6 某中学生物研究小组为证明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 b 为显性 基因位于常染色体上 他们的实验过程如下 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五代 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 解析F2中BB Bb 1 2 产生的两种类型的配子B b 2 1 故F3中bb为1 3 1 3 1 9 即F3中长翅果蝇占8 9 其中的纯合子为BB 2 3 2 3 4 9 占长翅总数的1 2 若不去除残翅果蝇 则F2中BB Bb bb 1 2 1 F2产生的配子B b 1 1 F3中BB Bb bb 1 4 2 4 1 4 故长翅中的纯合子比例为 BB BB Bb 1 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 1 3 3 不科学没有设置对照 没有对照实验 4 将子一代果蝇随机分成相同的甲 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 考向一自然选择学说与现代生物进化理论 5年6考 典例1 2014 北京卷 4 为控制野兔种群数量 澳洲引入一种主要由蚊子传播的兔病毒 引入初期强毒性病毒比例最高 兔被强毒性病毒感染后很快死亡 致兔种群数量大幅下降 兔被中毒性病毒感染后可存活一段时间 几年后中毒性病毒比例最高 兔种群数量维持在低水平 由此无法推断出 A 病毒感染对兔种群的抗性具有选择作用B 毒性过强不利于病毒与兔的寄生关系C 中毒性病毒比例升高是因为兔抗病毒能力下降所致D 蚊子在兔和病毒之间的协同 共同 进化过程中发挥了作用思路点拨自然选择决定生物进化的方向 中毒性病毒的比例升高是长期共同进化的结果 解析A项病毒侵染兔种群 一般抗性较强的个体会保留下来 抗性较弱的个体会死亡 病毒感染确实对兔种群的抗性起了选择作用 B项毒性过强的病毒容易导致宿主的死亡 那么没有宿主病毒也不可能长期大量增殖存在 C项毒性过强或者毒性过弱都不利于彼此维持寄生关系而长期存在 中毒性病毒的比例升高并非是兔抗病毒能力下降而是一个相互选择长期协同进化的结果 D项蚊子充当了病毒和宿主之间的媒介 在二者的协同进化中发挥了作用 答案C 易错辨析变异在环境变化之前已经产生 环境只起选择作用 并不影响变异的方向 通过环境选择将生物个体产生的适应环境的变异保留下来 考向二物种的形成和生物多样性 5年10考 典例2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 A b和d存在地理隔离 所以一定存在生殖隔离B c和d不存在地理隔离 却可能存在生殖隔离C a1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D a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同 则c和d是不同物种思路点拨地理隔离并不一定导致生殖隔离 新物种的形成必须产生生殖隔离 但并不一定要经过地理隔离 解析地理隔离有利于生殖隔离的形成 但有地理隔离 不一定产生生殖隔离 c与d虽然没有地理隔离 却可能因为二者之前较长时间的地理隔离形成了生殖隔离 b和d由于地理隔离的存在 可能不再是同一物种 a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同 但由于它们有共同的来源 若c和d未形成生殖隔离 则它们仍是同一物种 答案B 易错辨析对物种和进化标准的判断技巧 1 判断两个种群是否属于同一物种的标准 是看它们之间是否存在生殖隔离 若存在生殖隔离 则一定是两个物种 2 判断种群是否进化的标准 是看其基因频率是否发生了变化 若种群基因频率没有发生变化 则种群没有发生进化 典例3 2014 上海卷 31 34 研究者对分布在喜马拉雅山东侧不同海拔高度的358种鸣禽进行了研究 绘制了该地区鸣禽物种的演化图表 部分 及其在不同海拔分布情况的示意图 图中数字编号和字母代表不同鸣禽物种的种群 1 种群 内部个体间形态和大小方面的差异 体现的是 多样性 该多样性的实质是 多样性 2 在 四个物种中 亲缘关系最近的两种 3 该研究发现 种群分布区域的扩大是喜马拉雅鸟类新物种形成的关键步骤之一 就 形成过程而言 种群X分布区域扩大的意义是 4 由种群X进化成为 两个物种的历程约为7百万年 和 成为两个不同物种的标志是 下列关于这一进化历程的叙述 正确的是 多选 A X中的个体发生了可遗传的突变B 中每个个体是进化的基本单位C 一直利用相同的生物和非生物资源D 自然选择的直接对象是种群X中不同的等位基因E 不同海拔高度的选择有利于不同种群的基因频率朝不同方向演化 思路点拨生物多样性的根本原因是遗传多样性 生物分布范围越广 不同地区生物出现环境差异的可能性越大 越易形成地理隔离 物种形成的三个环节是突变和基因重组 自然选择 隔离 解析 1 生物多样性的内容有 物种多样性 遗传多样性 生态系统多样性 种群内部生物个体间形态和大小方面的差异 就是遗传多样性 基因的差异或基因中脱氧核苷酸序列的差异是其根本原因 2 据图分析 分支越向后 亲缘关系越近 因为 是由最近的同一祖先进行而来的 故 四个物种中 亲缘关系最近的是 3 种群分布区域的扩大了 这样 它们的生活环境就可能不同 逐渐形成的地理隔离而导致生殖隔离 4 新物种形成的标志就是生殖隔离 导致新物种形成的原因是一般是原有物种变异的不同 再由于生活的环境的选择不同 经过长期的地理隔离 使种群的基因频率朝不同方向演化而渐变形成的 答案 1 遗传基因和基因型 遗传物质 DNA的脱氧核苷酸的序列 2 3 有利于在 原种群之间形成地理隔离 使 原种群之间彼此不能接触 失去交配机会 4 生殖隔离A E易错辨析物种形成的三个环节中突变和基因重组 自然选择 隔离 突变是指基因突变和染色体变异 隔离是指生殖隔离 考情一自然选择学说与现代生物进化理论1 2015 太原模考 滥用抗生素会使细菌出现耐药性 如果被这样的细菌感染 则人体会因该种细菌能够抵抗各种抗生素而无药可救 下列有关说法正确的是 A 抗生素的使用可增强人体的免疫力 但会引起细菌的定向变异B 细菌中本来就存在 耐药性 个体 长期使用抗生素导致 耐药性 基因频率下降C 耐药性 基因频率的改变引起病菌发生了进化 产生新的 耐药性 病菌D 抗生素的滥用导致 耐药性 细菌被优选出来 是抗生素对细菌进行选择的结果 解析人体的免疫力是人体本身的一种防御机能 是由人体的免疫系统决定的 抗生素不会增强人体的免疫力 抗生素的使用不会引起细菌的变异 且变异是不定向的 长期使用抗生素会导致 耐药性 基因频率上升 进化的实质是种群基因频率的改变 但未必会产生新物种 答案D 2 一个随机交配的足够大的种群中 某一相对性状中显性性状表现型的频率是0 36 则 A 该种群繁殖一代后杂合子Aa的基因型频率是0 32B 显性基因的基因频率大于隐性基因的基因频率C 若该种群基因库中的基因频率发生变化 就一定会形成新物种D 若该种群中A的基因频率为0 4 A所控制性状的个体在种群中占40 解析根据题意可知 隐性个体aa的基因型频率为0 64 则a的基因频率为0 8 A的基因频率为0 2 该种群繁殖一代后杂合子Aa的基因型频率是2 0 2 0 8 0 32 种群的基因频率变化说明生物发生了进化 但不一定会形成新物种 若A的基因频率变化为0 4 则a的基因频率为0 6 A所控制性状的个体 AA Aa 在种群中的比例为0 42 2 0 4 0 6 0 64 即64 答案A 考情二物种的形成和生物多样性3 大约一万年前 某大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成两个种群 两个种群现在已经发生了明显的分化 过程如下图所示 相关说法正确的是 A 地球上新物种的形成都必须先经历a过程B b过程的实质就是定向改变种群的基因频率C 只能表示物种形成过程中基因突变是不定向的D 品系1和品系2种群基因库出现了较大差异 立刻形成物种1和物种2 解析图中a为地理隔离 b为自然选择 多倍体的形成 可以不经过地理隔离形成新物种 A错误 表示物种形成过程中变异是不定向的 包括基因突变 基因重组和染色体变异 C错误 只有当品系1和品系2出现生殖隔离时 才会形成两个物种 D错误 答案B 4 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