广东省高考生物一轮复习 第25讲 现代生物进化理论的主要内容精品课件.ppt

第八单元生物的进化 第八单元 考试说明 第八单元 知识框架 本单元内容在高考命题中虽然不作为主要命题点 但却经常与其他单元的内容结合考查 因此复习时也应该引起重视 复习时注意 1 考查知识点之间的联系 命题多以选择题为主 常常考查现代生物进化理论的要点及相互之间的联系 并与达尔文的自然选择学说进行比较 有时也与拉马克的用进废退理论综合命题 因此应该注意三者的联系与区别 善于归纳与综合 另外也要注意与其他章节中相关知识的联系 如与生物的遗传和变异 基因突变 基因重组 染色体变异 种群的特征等知识的联系 第八单元 复习策略 2 利用数学方法进行计算 教材中用数学方法讨论基因频率的变化是高考中的一个常考点 因此有关基因频率与基因型频率的计算是复习的一个重点 但是在运用中需要注意不同条件下所用方法并不相同 需要总结规律 3 关注新增考点 共同进化是新课标中新增加的考点 也应引起足够的重视 由于本单元所涉及基础概念较多 与前面的知识点联系紧密 新课标对进化的要求有所提高 复习时应该从以下几个方面加强突破 第八单元 复习策略 1 加强基础知识的巩固 对本单元的一些概念要牢固记忆 如种群 种群基因库 种群基因频率 自然选择学说的要点 隔离 物种和共同进化等基本概念 注意相关概念的联系与比较 如地理隔离与生殖隔离 自然选择学说各要点间的关系等 2 重视实验探究 本单元有关共同进化和生物多样性形成的原因的实验探究应该引起重视 如 1 怎样鉴别长期地理隔离后的两个种群是否已达到生殖隔离 2 设计实验证明突变性状与环境的关系 即环境只起选择作用 第八单元 复习策略 1 本单元在近年高考中题量有降低的趋势 题目呈现的形式主要是选择题复习时教师要认真分析近年高考的试题 把握考查重点 有针对性地帮助学生复习 1 把握好基本概念 教师本身要对核心概念的理解透彻 特别是考试中出现较多的考点内容 如达尔文的自然选择学说的内容 意义和局限性 种群 物种 基因库 基因频率等 第八单元 使用建议 2 做好知识点的归纳和总结 本单元的内容不多 但是很多知识点可以通过比较的方法来归纳总结 如种群和物种 地理隔离和生殖隔离 自然选择和人工选择等 另外有关基因频率的计算可用两种方法计算 就是用基因型频率计算和用 哈代 温伯格定律 计算 但是要注意两种方法的适用条件 2 课时安排本单元分为2讲 建议共6课时完成 每讲1课时 单元训练及滚动卷和讲评各1课时 1 本单元在近年高考中题量有降低的趋势 复习时教师要认真分析近年高考的试题 把握考查重点 有针对性地帮助学生复习 第八单元 使用建议 1 把握好基本概念 教师本身要对核心概念的理解透彻 特别是考试中出现较多的考点内容 如达尔文的自然选择学说的内容 意义和局限性 种群 物种 基因库 基因频率等 2 做好知识点的归纳和总结 本单元的内容不多 但是很多知识点可以通过比较的方法来归纳总结 如种群和物种 地理隔离和生殖隔离 自然选择和人工选择等 另外有关基因频率的计算可用两种方法计算 就是用基因型频率计算和用 哈代 温伯格定律 计算 但是要注意两种方法的适用条件 第八单元 使用建议 2 课时安排本单元分为2讲 建议共6课时完成 每讲1课时 单元训练及滚动卷和讲评各1课时 第八单元 使用建议 第25讲 现代生物进化理论的主要内容 第25讲现代生物进化理论的主要内容 第25讲 考点整合 现代生物进化理论的由来 神 古老 低等 高等 用进废退 生物进化 多样 适应 遗传和变异 个体 第25讲 考点整合 种群 种群 等位 基因频率 突变 基因重组 自然选择 定向 自然区域 相互交配 繁殖 可育 基因交流 地理 生殖 不同物种 基因 遗传 物种 生态系统 共同进化 探究点一几组易混概念辨析 1 种群的基因库 基因频率和基因型频率 1 种群的基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因 每个种群都有它自己的基因库 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 第25讲 要点探究 第25讲 要点探究 2 基因频率是指在一个种群基因库中 某个基因占全部等位基因数的比例 基因频率 种群中该基因的总数 种群中该等位的基因总数 100 不同的基因在基因库中所占的比例是不同的 影响基因频率改变的因素有不随机交配 自然选择 遗传漂变和迁移等 种群基因频率的定向改变导致生物朝一定方向不断进化 第25讲 要点探究 3 基因型频率是指某种特定基因型的个体占群体内全部个体的比例 种群中某基因型频率 该基因型个体数 该种群的个体 100 2 种群与物种种群是同一物种个体的集合体 我们所见到的物种实际是种群 所以种群是物种存在的具体形式 在种群这个集合体内 个体之间可以自由繁殖后代 所以种群也是物种的繁殖单位 同一种群内 基因可以自由交流 由于地理隔离或生殖隔离最终导致物种的变化 可见 种群也是物种的进化单位 第25讲 要点探究 第25讲 要点探究 第25讲 要点探究 4 生殖隔离和地理隔离地理隔离是由于地理上的障碍 使彼此间无法相遇而不能交配 它使同一物种的生物分成不同的种群 生殖隔离是指种群间的个体不能自由交配 或者交配后不能产生可育后代的现象 这种不能杂交或能杂交而不能产生可育后代是生殖隔离 生殖隔离是新物种形成的标志 一般来讲 先有地理隔离 再形成生殖隔离 这种形成新物种的方式称为异地物种形成 渐变式 但是有时没有地理隔离 也能产生新物种 如植物中多倍体的形成 这种形成新物种的方式称为同地物种形成 骤变式 第25讲 要点探究 5 自然选择与人工选择自然选择 由环境来选择能适应的物种 这里所说的环境 除了自然环境外 也包括人类塑造的环境 如人类对蚊喷洒药物 ddt等 能适应这些药物的被选择而存活下来 人工选择 人类在育种时 刻意地选择某些对人类有用的种类加以培育 繁殖 使许多动植物朝着有利于人类的方向演化 如各种农作物新品种及家禽 家畜 二者的主要区别是 第25讲 要点探究 1 自然选择的选择因素是自然界的各种环境条件 人工选择的选择因素是人类 2 自然选择的结果是保留对生物自身生存有利的各种性状 但这种性状不一定对人类有利 人工选择的结果是满足人类的各种需求 3 通过自然选择形成一个新物种需要漫长的岁月 人工选择的速度较快 第25讲 要点探究 例1 2010 汕头质检 有关种群和物种的叙述正确的是 a 同一种群的个体间可以相互交配并产生后代 同一物种的个体间也能相互交配并产生后代b 种群是生物进化的基本单位 物种是繁殖的基本单位c 种群的基因频率总是在不断变化发展 物种的基因频率往往保持不变d 种群基因库的基因和物种基因库的基因是一样的 第25讲 要点探究 a 解析 种群是指生活在同一地点的同种生物的一群个体 物种是指分布在一定的自然区域 具有一定形态结构和生理功能 而且在自然状态下能够相互交配和繁殖 并能产生出可育后代的一群生物个体 物种是种群的总和 种群是进化的单位 也是繁殖的单位 种群和物种的基因频率都在变化中 种群的基因库不如物种的基因库丰富 第25讲 要点探究 点评 本题要求学生掌握种群和物种的区别和联系 有利于帮助学生理解这个概念 下面的变式题从另一个侧面考查进化中的几个概念 第25讲 要点探究 第25讲 要点探究 ac 解析 本题综合考查物种形成与生物进化的关系 生物进化过程的实质是种群基因频率发生变化的过程 所以任何基因频率发生变化 都属于进化的范围 a选项正确 同一物种的个体间在自然状态下能够相互交配并产生可育后代 b选项错误 隔离是新物种形成的必要条件 而不是生物进化的必要条件 c选项正确 生物进化过程的实质是种群基因频率发生变化的过程 基因型频率发生变化 基因频率不一定发生变化 d选项错误 第25讲 要点探究 探究点二有关达尔文进化论与现代进化理论的比较 1 达尔文进化论与现代进化理论的比较表 第25讲 要点探究 第25讲 要点探究 2 对达尔文自然选择学说的理解自然选择是环境因素 包括无机环境和生物因素 对某些生物的选择 是指在生存斗争中适者生存 不适者被淘汰的过程 1 过度繁殖 选择的基础各种生物均有很强的繁殖能力 可产生大量后代 不同的个体间有一定的差异 相对于环境承受能力 资源有限 该能力表现为 过度 2 生存斗争 进化的动力 外因 条件 生存斗争起因 因生物过度繁殖与有限生存条件 资源空间 之间的矛盾而引发 第25讲 要点探究 生存斗争方式 种内斗争 种间斗争及生物与无机环境 如干旱 寒冷等 间斗争 生存斗争结果 大量死亡 少量生存 生存斗争意义 生存斗争对某些个体的生存不利 但对物种的生存是有利的 并推动生物的进化 3 遗传变异 进化的内因 变异是不定向的 可分为有利变异和不利变异 其中具有有利变异的个体就容易在生存斗争中获胜生存下去 反之 具有不利变异的个体就容易被淘汰 遗传的作用 可使微小有利变异得以积累加强 从而形成生物新类型 第25讲 要点探究 4 适者生存 选择的结果适者生存 不适者被淘汰是自然选择的结果 具有有利变异的个体表现为与环境相适应 在生存斗争中取胜而保留下来 适者生存 具有不利变异的个体 在生存斗争中被淘汰 不适者被淘汰 经过多次选择 可使微小有利变异得以积累加强 从而形成生物新类型 说明 两个方向 变异是不定向的 自然选择是定向的 特别要注意突变和基因重组只为进化提供原材料 而不能决定生物进化的方向 第25讲 要点探究 变异与环境的关系变异在环境变化发生之前已经产生 环境只是起了选择作用 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 而不是诱发害虫产生抗药性 3 现代进化理论中有关物种的形成 1 生物进化的原材料 突变和基因重组可遗传的变异为生物进化提供了原材料 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 生物的变异是否有利取决于它们的生存环境 同样的变异在不同的生存环境中可能有利 也可能有害 第25讲 要点探究 2 自然选择决定生物进化的方向在自然选择作用下 种群的基因频率发生定向的改变 具有有利变异个体的相应基因频率会增加 具有不利变异个体的相应基因频率会减少 导致生物朝着一定的方向不断进化 3 隔离与物种的形成隔离是物种形成的必要条件 包括地理隔离和生殖隔离 仅有地理隔离不一定能产生新的物种 生殖隔离才是物种形成的关键 4 两种进化理论中物种形成过程的比较 第25讲 要点探究 第25讲 要点探究 例2 2010 兴化模拟 现代进化理论与达尔文进化理论 观点不同的是 a 可遗传的变异是生物进化的原始材料b 自然选择决定生物进化的方向c 种群基因频率的改变是生物进化的实质d 自然选择是环境对生物的选择 第25讲 要点探究 c 解析 达尔文进化理论认为遗传和变异是生物进化的内在因素 生物产生了变异以后 由自然选择决定其生存或淘汰 因此自然选择决定生物进化的方向 而自然选择是环境对生物的选择 因此a b d都符合达尔文观点 由于他没有研究遗传和变异的本质 因此也就不知道生物进化是基因频率的改变 第25讲 要点探究 点评 本题旨在要求学生理解现代生物进化理论和达尔文进化理论的不同 从而使学生了解现代生物进化理论是在达尔文的自然选择学说的基础上建立起来的 下列变式题从另一角度考查现代进化理论 第25讲 要点探究 第25讲 要点探究 c 解析 现代生物进化理论认为 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 突变和基因重组产生生物进化的原材料 隔离是新物种形成的必要条件 形成新物种的标志是产生生殖隔离 达尔文认为进化的单位是个体 并且没有研究遗传和变异的本质 没有强调隔离在物种形成中的作用 第25讲 要点探究 探究点三种群基因频率和基因型频率的相关计算 1 通过基因型计算基因频率例 从某种群抽取100个个体 测知基因型为aa aa aa的个体分别为40 50 10个 求a a基因频率 已知100个个体的基因型为40个aa 50个aa 10个aa 就这对等位基因来说 每个个体可看作含2个等位基因 那么100个个体共有200个基因 其中a基因有2 40 50 130个 a基因有2 10 50 70个 于是在这个种群中 a基因的基因频率为130 200 65 a基因的基因频率为70 200 35 第25讲 要点探究 2 由基因型频率来计算基因频率若已经确定了基因型频率 用下面公式很快就可以计算出基因频率 a的基因频率 aa的频率 1 2aa的频率 a的基因频率 aa的频率 1 2aa的频率 例如 aa基因型频率为30 100 0 3 aa基因型频率为60 100 0 6 aa基因型频率为10 100 0 1 则a基因的频率为0 3 1 2 0 6 0 6 a基因的频率为0 1 1 2 0 6 0 4 所以 种群中一对等位基因的频率之和等于1 种群中基因型频率之和也等于1 第25讲 要点探究 3 哈代 温伯格定律和基因频率的计算哈代 温伯格定律是由英国数学家哈代和德国医生温伯格分别于1908年和1909年提出的遗传平衡定律 指的是种群的基因频率可以一代代稳定不变 保持平衡 哈代 温伯格定律要符合以下条件 种群足够大 种群个体间的交配是随机的 自由交配 也就是说种群中每个个体与种群中其他个体交配机会是均等的 没有突变产生 种群之间不存在个体的迁移或其他形式的基因交流 没有自然选择 哈代 温伯格定律的推导包括三个步骤 从亲本到所产生的配子 从配子的结合到子一代 或合子 的基因型 从子一代 或合子 的基因型到子代的基因频率 下面用一个例子来说明 第25讲 要点探究 第25讲 要点探究 由表中可知 子一代基因型频率aa aa aa分别为0 25 0 50和0 25 因此 子一代中基因a和基因a的频率不变 仍然是0 50 0 50 如果继续满足上述五个条件 这个种群中基因a和基因a的频率将永远保持0 50 0 50 而基因型aa aa aa的频率也会一直保持0 25 0 50和0 25 假如在一个有性生殖的自然种群中 当等位基因只有两个 a和a 时 设p代表a的基因频率 q代表a的基因频率 则 p q 2 p2 2pq q2 1 其中p2是aa的基因型频率 2pq代表杂合子aa的基因型频率 q2是aa的基因型频率 哈代 温伯格定律中所指的种群是理想的种群 在自然条件下 这样的种群是不存在的 这也从反面说明了自然界中 种群的基因频率迟早要发生变化 即种群的进化是必然的 第25讲 要点探究 易错点 1 伴性遗传中利用基因型频率来计算x染色体上的基因频率时 要注意等位基因只存在于x染色体上 而y染色体上没有相应的等位基因 2 当用基因型频率计算和哈代 温伯格平衡计算后的结果不同时 应该以基因型频率计算的结果为准 因为哈代 温伯格平衡毕竟是在一种很理想状态下的情况 第25讲 要点探究 例3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 那么他们所生小孩同时患上述两种遗传病的概率是 a 1 88b 1 22c 7 2200d 3 800 第25讲 要点探究 a 解析 本题所展示的背景符合遗传平衡定律 根据题意可得出该夫妇中女性的基因型为aaxbxb 男性的基因型为aaxby或aaxby 故应先确定男性两种基因型的比例关系 分析题目可知 常染色体上的隐性基因控制的疾病在人群中的发病率 aa的基因型频率 为1 由此可以求出a的基因频率为0 1 a的基因频率为0 9 则在总人群中aa的基因型频率为2 0 1 0 9 0 18 表现正常的人 aa和aa 共占1 0 12 0 99 故aa在表现正常的人群中所占的比例为0 18 0 99 2 11 因此后代患病率为2 11 1 4 1 4 1 88 第25讲 要点探究 点评 注意在解答遗传类问题时 有时题目所给信息不符合遗传平衡定律 这时就不能用遗传平衡定律来解答 下列变式题从另一个侧面考查种群基因频率的计算 第25讲 要点探究 第25讲 要点探究 c 解析 本题所展示的背景不符合遗传平衡定律 因为题目中计算的是种群自交一代之后的基因频率 而遗传平衡定律适用的条件是种群中个体间的交配是随机的 且后代中各种基因型的存活情况不同 故应按自交计算出下一代的基因型频率 再计算基因频率 aa占20 则自交后代中aa占20 100 20 aa的占80 则自交后代中aa占1 4 80 20 aa占1 2 80 40 aa占1 4 80 20 但是由于aa个体死亡 所以总的基因型频率要发生改变 aa的基因型频率为 20 20 1 20 50 aa占40 1 20 50 则a的基因频率为50 1 2 50 75 第25讲 要点探究 探究点四探究自然选择对种群基因频率变化的影响 1 影响基因频率的因素 1 不随机的交配随机交配是维持基因频率不变的必要条件 但实际情况是 自然种群中个体间的杂交几乎永远不是随机的 例如 雌性个体总要选择一定的雄性个体 雄狮健壮美丽的身体既可与其他雄狮竞争 又可受到雌狮之垂青 第25讲 要点探究 2 突变在自然界 突变的速度一般都是很低的 不同的基因和各基因的不同等位基因的突变速度各有不同 例如 人约有30000个基因 各含2个或多个等位基因 每人出生 平均总带有2个突变 由此可想而知 每一个基因的突变虽缓慢 但每一种群中每一世代的突变基因数却是很高的 突变的方向是随机的 突变只是给自然选择提供原材料 第25讲 要点探究 3 迁入和迁出其他种群个体的迁入会带来新基因的加入 也可使基因频率逐渐改变 一个种群的个体移入另一个能与之交配的种群中 这就带进了新的基因 一个植物种群的花粉传播到另一植物种群中 水生的体外受精动物的精子进入另一种群与其动物的卵子受精等 都可使种群获得新的基因 使种群的基因频率发生变化 同理 种群中一些个体的迁出也有可能引起基因频率的改变 第25讲 要点探究 4 自然选择的作用自然选择从表面上看 是对不同个体表现型的选择 但实质上是对某些基因的选择 因此 自然选择必然引起基因频率的改变 基因型的频率也会随之改变 以上几种因素共同影响种群基因频率的改变 但是突变和迁入 迁出对基因频率的影响都是随机 不定向的 而自然选择对基因频率的影响则是定向的 2 自然选择对种群基因频率变化的影响以英国的曼彻斯特地区19世纪到20世纪 桦尺蠖体色基因s 黑色 和