现代生物进化理论.ppt

本章包括 现代生物进化理论的主要内容 生物进化与生物多样性的形成两个考点 本章的重点是如何理解现代生物进化理论和其重要内容 即种群基因频率的改变 生物进化与隔离 物种的形成与生物多样性的形成 难点是如何形成生物进化的观点及运用生物进化观点解释某些生物现象 本章知识主要以选择题的形式进行考查 题目难度不会太大 多数会涉及基因频率的有关计算 也可能在生态类和遗传类的题目中涉及生物进化的内容 现代生物进化理论及对生物适应性 新物种的形成的作用分析在近几年高考试题中有所体现 希望考生特别关注 本章在近年的新课标考题中开始崭露头角 随着新课标地区的推广 该部分的内容不应该忽视 在复习过程中 需要特别注意以下几个问题 理解和掌握有关的基本概念 如达尔文的自然选择学说 基因频率 种群 基因库 物种 隔离 地理隔离 生殖隔离 理解新物种形成 生物进化 的基本观点 并能够运用有关理论 举例说明某种生物的进化过程 1 2010 全国 4 关于在自然条件下 某随机交配种群中等位基因A a频率的叙述 错误的是 A 在某种条件下两种基因的频率可以相等B 该种群基因频率的变化只与环境的选择作用有关C 一般来说 频率高的基因所控制的性状更适应环境D 持续选择条件下 一种基因的频率可以降为零答案B 解析本题考查了基因频率的概念及影响因素 种群在自交的情况下 两种基因的频率可以相等 A项的叙述是正确的 通过自然选择 有利的变异会被保留 不利于生存的基因会被逐渐淘汰 有的基因 如某显性基因 甚至全部淘汰 自然界中种群的基因频率总是在不断变化着 因为 种群中的个体组成在不断发生变化更新 这会引起遗传漂变和迁移现象 导致基因频率改变 还有基因突变 染色体变异和基因重组的发生 以及自然选择均会引发基因频率的改变 从中可以看出 影响种群基因频率不单是环境的选择作用 因此B项的叙述是不正确的 2 2010 山东理综 2 下列符合现代生物进化理论叙述的是 A 物种的形成可以不经过隔离B 生物进化过程的实质在于有利变异的保存C 基因突变产生的有利变异决定生物进化的方向D 自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率答案D 解析本题考查了现代生物进化理论的主要观点 物种的形成在特殊情况下可以不经过地理隔离 但一定要经过生殖隔离 如高原低温导致形成的四倍体植物与原二倍体植物之间可以不经过地理隔离而形成生殖隔离 生物进化的实质是种群基因频率发生变化的过程 自然选择决定生物进化的方向 现代进化论强调群体的进化 认为种群是生物进化的基本单位 具体来说自然选择过程中作用的是个体 因此选D 3 2010 江苏高考 12 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答案D 解析A项中人工培育的新品种要看具体情况 有的也可以生活在野外中如杂交水稻等 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 故B项叙述错 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 在进化理论叙述中不可以说生物具备某种特征是为了达到某种目的 这种 目的论 的观点与现代生物进化理论不符 故C项叙述错 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 因此抗药性强的个体生存下来并繁殖产生子代的机会大大增加 故D项叙述正确 4 2010 上海生物 28 某自花传粉植物种群中 亲代中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 答案B 自主梳理一 现代生物进化理论的由来1 拉马克的进化学说和获得性遗传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 2 意义 科学地解释了的原因和的原因 过度繁殖 生存斗争 遗传变异和适者生存 生物进化 生物多样性形成 用进废退 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 不能很好地解释等现象 二 现代生物进化理论的内容1 种群是生物进化的基本单位 1 种群 生活在的生物的全部个体 2 基因库 一个中全部所含有的全部基因 3 基因频率 在一个中 某个基因占全部基因数的比率 遗传和变异 个体 渐变 物种大爆发 一定区域 同种 种群 个体 种群基因库 等位 2 生物进化的原材料可遗传的变异是的原材料 它包括和突变 其中突变包括 3 生物进化的方向在自然选择的作用下 种群的会发生改变 导致生物朝着一定的方向不断进化 4 隔离是物种形成的条件 1 物种 能够在自然状态下相互并且产生后代的一群生物 生物进化 基因重组 基因突变和染色体变异 基因频率 定向 交配 可育 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 类型a 生殖隔离 不同物种之间一般是不能的 或即使交配成功 也不能产生的现象 b 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 使得种群间不能发生的现象 在物种形成中的作用 是物种形成的必要条件 是新物种形成的标志 自由交流 相互交配 可育后代 基因交流 隔离 生殖隔离 互动探究 马和驴交配所生的骡是一个物种吗 为什么 提示 不是 因为骡是不育的 要点归纳一 对自然选择学说内容的理解包括 过度繁殖 生存斗争 遗传变异和适者生存 各内容之间的关系可用以下图解表示 1 自然选择的对象 1 直接对象是生物的变异性状 表现型 2 间接对象是相关的基因型 3 根本对象是相关的基因 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 2 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 3 自然选择的动力 生存斗争 1 类型 包括种内斗争 种间斗争 竞争 捕食 寄生 生物与无机环境之间的斗争 2 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 4 自然选择的结果 适者生存 感悟拓展自然选择的过程是一个长期 缓慢 连续的过程 由于生存斗争不断进行 因而自然选择也不断进行 通过一代代生存环境的选择作用 生物的变异被定向积累和加强 微小的有利变异得到积累而成为显著的有利变异 从而产生了适应特定环境的生物新类型 典例导悟1下列有关生物进化的论述中 不符合达尔文学说基本观点的有 A 遗传和变异是自然选择发生作用的基础B 生物的变异是不定向的 自然选择是定向的C 变异经过长期的自然选择和积累 就可能产生出生物的新类型D 环境改变使生物产生定向变异 以适应变化的环境 解析自然选择学说是达尔文创立的以自然选择为中心的生物进化学说 该学说正确解释了生物进化的原因 该学说认为遗传和变异是生物进化的内因 变异是不定向的 为进化提供原材料 通过自然选择 不利的变异被淘汰 有利的变异被保存 并通过遗传积累起来 然后产生生物的新类型 故A B C三项符合达尔文学说的基本观点 而D项是拉马克进化学说的观点 答案D 英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蠖 它们夜间活动 白天栖息在树干上 该地区原来树木茂盛 树干表面长满浅色的地衣 19世纪中期以前 桦尺蠖几乎都是浅色的 黑色个体很少 后来曼彻斯特成为工业区 树干表面落满黑色的煤烟灰 到了20世纪中期 生物学家们发现 黑色型的桦尺蠖却成了常见种 这时其他方面的变异仍然存在 经分析得知出现这种变化的原因是 A 浅色桦尺蠖迁移离开 黑色桦尺蠖迁入B 工业煤烟使浅色桦尺蠖变成黑色桦尺蠖C 自然选择的结果D 人工选择的结果答案C 解析题目所列资料告诉了我们桦尺蠖黑化所用的时间 说明人类的生产活动加剧了桦尺蠖生活环境的变迁而使自然选择的过程大大缩短 原本浅色是保护色 由于环境变化 黑色成了保护色 导致浅色桦尺蠖数量急剧减少而黑色桦尺蠖数量增加 但要注意 这不是人工选择的结果 因为人类并没有有意识地参与选择 而且桦尺蠖黑化也并非人类所需要 所以桦尺蠖黑化仍然是自然选择的结果 也不是A B两项答案的结果 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个体携带的基因随个体死亡而从基因库中消失 但随着繁殖它把自身一部分基因传给了后代 通过突变使新基因进入了基因库 如果一个个体不能与种群中其他个体交配产生后代 这个个体在进化上就没有意义 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 基因重组以及染色体变异 其中染色体变异和基因突变统称为突变 2 变异是不定向的 只为进化提供原材料 而不能决定生物进化的方向 3 隔离与物种的形成 1 种群与物种的比较 2 隔离在物种形成中的作用隔离是物种形成的必要条件 包括地理隔离和生殖隔离 其实质是阻止生物之间的基因交流 仅有地理隔离不能产生新的物种 生殖隔离才是物种形成的关键 3 物种形成的两种方式 渐变式 经过长期的历史年代逐渐形成 骤变式 在很短时间内即可形成 如自然界中多倍体的形成 6 物种形成与生物进化 感悟拓展1 生物变异的不定向性是由基因突变的不定向性 基因重组的多样性和染色体变异的不定向性所决定的 2 生物进化理论的发展 1 达尔文的自然选择学说为现化进化理论的发展打下坚实的基础 生物科学的研究和发展 不断完善生物的进化理论 典例导悟2现代生物进化理论认为 种群是生物进化的基本单位 突变和基因重组 自然选择 隔离是新物种形成的基本环节 其中新物种形成的必要条件是 A 基因突变B 选择C 生殖隔离D 物种分化解析隔离是新物种形成的必要条件 包括地理隔离和生殖隔离 两个种群经过长期的地理隔离 一旦出现生殖隔离 就说明两个物种已经形成了 答案C 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 现代生物进化理论的观点 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 种群是进化的基本单位 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 答案C解析本题综合考查了达尔文自然选择学说 现代生物进化理论 现代生物进化理论认为 种群是生物进化和繁殖的基本单位 生物进化的实质在于种群基因频率的改变 突变和基因重组产生生物进化的原材料 隔离导致新物种的形成 形成新物种的标志是产生生殖隔离 自主梳理1 共同进化 1 概念 不同之间 与之间在相互影响中不断进化和发展 2 原因 与之间的和与之间的相互影响 物种 生物 无机环境 生物 生物 相互选择 生物 无机环境 2 生物多样性的形成 1 内容 多样性 多样性 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 3 生物进化理论在发展 基因 物种 生态系统 化石 互动探究 物种之间的共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的 这句话对不对 为什么 提示 正确 生物进化的手段是生存斗争 其中包括生物与环境的斗争还有生物与生物之间的斗争 斗争的双方共同进化 要点归纳1 共同进化生物的不同物种之间 生物与无机环境之间相互影响 不断进化和发展 协同进化 如猎豹和斑马 1 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 必然要和其他生物发生关系 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 2 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 生物多样性的形成 1 形成过程生物多样性是长期自然选择的结果 地球上生物生存的环境是多种多样的 在不同的环境中自然选择的方向是不同的 不同的选择方向形成不同的生物类型 最后形成不同的物种 不同的物种 其基因库中的基因组成也是不同的 这就形成了遗传基因的多样性 2 多样性的内容 基因多样性 物种多样性和生态系统多样性 3 生物进化的历程 1 生物进化的方向 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 2 生物进化历程中的几个关键点 真核生物出现以后有性生殖方式的出现 生物进化速度明显加快 寒武纪大爆发 形成生态系统的第三极 对植物的进化产生重要影响 原始两栖类的出现 生物的登陆改变着陆地环境 陆地上复杂的环境为生物的进化提供了条件 感悟拓展多样性的三个层次是密切联系的 基因多样性是形成物种和生态系统多样性的基础 反过来物种和生态系统多样性又影响基因多样性 典例导悟3狼和鹿是捕食和被捕食的关系 从进化的角度分析下列说法 不正确的是 A 狼在客观上起着促进鹿发展的作用B 狼的存在有利于增加物种多样性C 鹿奔跑速度的加快可加速狼的进化D 鹿的进化速度比狼的进化速度快 解析任何一个物种都不是单独进化的 不同物种之间在相互影响中共同进化和发展 狼和鹿互为对方的生物环境 对对方进行着选择 相互选择的结果使双方都朝着快速奔跑的方向进化 它们的进化速度是相当的 不能说谁快谁慢 答案D 下列关于生物多样性的说法 不正确的是 A 地球上所有的植物 动物和微生物 它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统 共同构成了生物多样性B 生物多样性包括遗传多样性 物种多样性和生态系统多样性C 对人类来说 生物多样性具有直接使用价值 间接使用价值和潜在的使用价值D 保护生物多样性就是在物种及生态系统两个层次上采取保护战略和措施答案D 命题热点1基因频率和基因型频率的相关计算1 基因库是指种群中全部个体所含有的全部基因 1 每个种群都有它自己的基因库 2 种群中每个个体所含有的基因 只是种群基因库的一个组成部分 3 个体所携带的基因随着个体的死亡而从基因库中消失 随着繁殖把自身的一部分基因传给后代 通过突变使新基因进入基因库 所以基因库在代代相传的过程中保持和发展 2 基因频率指一个种群基因库中 某个基因占全部等位基因数的比率 1 不同的基因在基因库中所占的比例是不同的 影响基因频率的因素有突变 基因重组和自然选择等 2 种群基因频率的定向改变导致生物朝一定方向不断进化 2 两者联系从以上基因频率和基因型频率的计算公式可看出 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 即 A a 1 AA 2Aa aa 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 例1 从某个种群中随机抽出100个个体 测知基因型为AA Aa和aa的个体分别是30 60和10个 则A a的基因频率分别是多少 答案60 40 解析种群中某基因频率计算方法有两种 方法1 通过基因型为30个AA 60个Aa 10个aa 就这对等位基因来说 每个个体可以看成含两个等位基因 那么100个个体共有200个基因 其中A基因有2 30 60 120个 a基因有2 10 60 80个 于是在这个种群中 A基因的基因频率为120 200 60 a基因的基因频率为80 200 40 方法2 通过基因型频率计算基因频率已知AA的频率 30 Aa的频率 60 aa的频率 10 则有A有频率 AA的频率 1 2 Aa的频率 30 1 2 60 60 a的频率 aa的频率 1 2 Aa的频率 10 1 2 60 40 或a的频率 1 A 1 60 40 命题热点2关于实验考查如何鉴定同一物种的两个种群经过长期地理隔离已经达到生殖隔离而成两个物种 方法思路 将两种群个体放在一起 根据能否交配并产生可育后代来确定 例2 某研究小组研究某地的两个湖泊 这一地区有时会发洪水 每个湖中生活着两种相似的鱼 红褐色和金黄色的 他们不清楚这两种鱼之间的关系 于是作出两种假设 如图所示 1 在假说甲和假说乙中 湖泊 和湖泊 中的两种鱼的祖先各是哪种鱼 2 DNA分析表明 湖泊 中红褐色鱼与湖泊 中红褐色鱼亲缘关系最近 这一证据支持哪个假说 3 假说甲是否符合当地实际情况 为什么 4 什么证据可以帮助你确定湖泊 中红褐色鱼和金黄色鱼不是一个物种 答案 1 假说甲中 红褐色鱼和金黄色鱼起源于同一种灰色鱼 假说乙中 湖 中原来只有红褐色鱼 湖 中原来只有金黄色鱼 2 这一证据支持假说乙 3 不符合 因为假说没考虑当地 有时会发洪水 这一实际情况 4 如果红褐色鱼和金黄色鱼不能杂交 或杂交后不能产生可育后代 说明它们不是一个物种 或若两种鱼杂交 存在生殖隔离 说明它们不是同一物种 1 2010 天津理综 某地区从1964年开始使用杀虫剂杀灭蚊子幼虫 至1967年中期停用 下图是五年间蚊子幼虫基因型频率变化曲线 R表示杀虫剂抗性基因 S表示野生敏感型基因 据图回答 1 R基因的出现是 的结果 2 在RR基因型频率达到峰值时 RS SS基因型频率分别为4 和1 此时R基因的频率为 3 1969年中期RR基因型几近消失 表明在 的环境条件下 RR基因型幼虫比SS基因型幼虫的生存适应能力 4 该地区从此不再使用杀虫剂 预测未来种群中 最终频率最高的基因型是 原因是 答案 1 基因突变 2 97 3 不再使用杀虫剂低 4 SS在不使用杀虫剂环境下 持续的选择作用使R基因频率越来越低解析 1 野生敏感型基因通过基因突