高中生物 2.4.1.0进化与生物多样性配套课件 中图版必修2.ppt

本章内容 一 现代生物进化理论1 基本内容 1 进化的基本单位是 种群 生活在同一地域的 的所有成员 基因库 一个种群含有的 2 进化的实质是种群 的改变 3 使基因频率定向变化 从而决定生物进化的方向 种群 同种生物 全部基因 基因频率 自然选择 基因突变 5 是新物种形成的必要条件 阻碍了种群间基因的交流 类型 常见的有 和 实质 不能进行自由交流 新物种形成的标志 2 生物进化的三个基本环节 4 染色体变异 基因重组 隔离 地理隔离 生殖隔离 基因 生殖隔离 突变 选择 隔离 突变 提供了进化的原材料 点拨 自然界中异源多倍体的形成是物种形成的特殊形式 未经地理隔离而直接达到生殖隔离 二 自然选择对基因频率的影响1 基因频率种群中某基因在 中所占的比例 2 基因型频率某种 的个体在种群中所占的比例 3 遗传平衡定律 1 内容 种群的 频率和 频率不发生改变 2 适合条件 种群 没有 和 发生 3 应用公式 全部等位基因数 基因 基因型 极大 迁移 突变 选择 p2 2pq q2 p q 2 1 基因型 4 自然选择使基因频率变化 1 影响基因频率变化的最重要因素是 2 自然选择通过淘汰不利变异个体引起种群 发生变化的同时 导致了种群 的变化 点拨 1 自然选择是通过生存斗争来实现的 其结果是适者生存 不适者被淘汰 2 变异是不定向的 自然选择是定向的 自然选择决定生物进化的方向 3 环境改变对变异起选择作用 而不是导致定向变异 自然选择 基因型频率 基因频率 思维判断 1 基因频率改变 生物一定进化 分析 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 2 生物进化一定会形成新的物种 分析 生物进化是量变 物种形成是质变 进化到一定程度才能形成新物种 3 物种的形成必须经过隔离 分析 物种的形成必须经过生殖隔离时期 但不一定要经过地理隔离 4 达尔文认为自然选择作用于种群 使种群发生进化 分析 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 物种形成与生物进化1 种群与物种的比较 生活在一定区域的同种生物的全部个体 是生物进化和繁殖的基本单位 同一种群内的个体之间可以进行基因交流 是一个具有共同基因库 与其他类群生物有生殖隔离的生物类群 较小范围内的同种生物的个体 由分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成 同一物种的不同种群不存在生殖隔离 交配能产生可育后代 不同物种间存在生殖隔离 一个物种可以包括许多种群 同一物种的多个种群之间存在地理隔离 长期发展下去可能成为不同的亚种 或品种 进而形成多个新物种 2 隔离在物种形成中的作用 1 隔离的实质 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 2 物种形成的必要条件 物种的形成必须经过生殖隔离时期 但不一定要经过地理隔离 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 技巧点拨台 判断是否属于同一物种的方法 1 两个种群是否属于同一物种 判断依据 是否具有生殖隔离 具有生殖隔离 两个种群属于两个物种 不具有生殖隔离 两个种群属于一个物种 2 下列不能作为判断两个种群是否属于同一物种的依据 形态 结构 两个种群形态 结构相同 不一定是同一物种 如两个种群的生物形态 结构相同 但繁殖期不同 不能交配 则两个种群属于两个物种 是否能够交配 两个种群的生物能够交配 不一定属于同一物种 如果交配后代不育 则两个种群的生物不属于一个物种 如马和驴相互交配产生骡子 二倍体和四倍体杂交产生三倍体 骡子和三倍体不能经过有性生殖产生后代 马和驴 二倍体和四倍体都不属于同一物种 典例训练1 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 但两种群的基因频率相同d 甲 丙种群存在生殖隔离 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 解题指南 1 知识储备 1 隔离的实质是种群之间不能进行基因交流 2 新物种形成的标志 形成生殖隔离 2 解题关键 地理隔离导致两个种群不能进行基因交流 自然选择的方向不同 种群的基因频率不同 解析 选b 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 变式训练 关于地理隔离和生殖隔离 说法不正确的是 a 都能阻断不同种群间的基因交流b 地理隔离的两个种群 如果人为地放在一起 一定不能相互交配产生可育后代c 生殖隔离产生的关键原因是种群基因库的差异d 不同的物种之间一定具有生殖隔离 解析 选b 地理隔离和生殖隔离都能阻断不同种群间的基因交流 地理隔离的两个种群 人为地放在一起后 如果这两个种群有生殖隔离 则不能交配产生可育后代 如果这两个种群没有生殖隔离 则能交配产生可育后代 生殖隔离产生的关键原因是种群基因库的差异 不同的物种之间一定具有生殖隔离 基因频率和基因型频率相关计算1 种群中基因频率的计算 一对等位基因 1 已知基因型个数 求基因频率 某基因频率 纯合体个数 2 杂合体个数 总个数 2 2 已知基因型频率 求基因频率 一个等位基因的频率 该等位基因纯合体的基因型频率 1 2杂合体的基因型频率 2 遗传平衡定律 哈代 温伯格定律 1 成立前提 种群非常大 所有雌雄个体之间自由交配 没有迁入和迁出 没有自然选择 没有基因突变 2 计算公式 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 p2 aa的频率 2pq aa的频率 q2 如果一个种群达到遗传平衡 其基因型频率应符合 p2 2pq q2 1 技巧点拨台 基因频率的两种算法 1 定义法 基因频率 100 2 基因位置法 若某基因在常染色体上 则基因频率 100 若某基因只出现在x染色体上 则基因频率 100 典例训练2 一个处于平衡状态的植物群体中白化苗的频率为a 那么表现型正常的后代出现白化苗的频率是 a a 1 2b a 1 a 2c 1 a 1 d 1 解题指南 1 题眼 处于遗传平衡 可以利用遗传平衡定律解题 2 解题关键 明确隐性表现型的频率 隐性基因型频率 隐性基因频率 2 解析 选a 由题意可知隐性基因的频率为 显性基因的频率为 1 表现型正常的个体的频率为1 a 在正常个体中杂合体所占的比例为2 1 1 a 由于只有杂合体自交后代才出现白化苗 占杂合体后代的1 4 所以其频率为杂合体频率的平方再乘以1 4 经化简可得知为a 1 2 互动探究 1 如果题干中正常幼苗的频率为b 那么表现型正常的后代出现白化苗的频率是多少 提示 1 b 1 2 分析 正常幼苗的频率为b 白化幼苗的频率是 1 b 把题干中的a换成 1 b 即可 2 这个植物群体 自交会改变这个群体的基因频率和基因型频率吗 提示 不会改变基因频率 会改变基因型频率 分析 植物群体处于遗传平衡状态 自交不会改变基因频率 但会改变基因型频率 但在此过程中 若有个体被淘汰 则基因频率和基因型频率都会改变 变式训练 据调查 某小学的学生中 基因型的比例为xbxb 42 32 xbxb 7 36 xbxb 0 32 xby 46 xby 4 则在该小学xb和xb的基因频率分别为 a 6 94 b 92 8 c 78 22 d 69 6 解析 选b 若按100人计算 xb 42 32 2 7 36 46 138 xb 7 36 0 32 2 4 12 xb和xb两种基因中 xb的频率为138 2 42 32 7 36 0 32 46 4 0 92 xb的频率为1 0 92 0 08 教材理论知识的利用 果蝇对ddt抗药性的进化实验 案例 下面是关于果蝇对ddt抗药性的进化实验 实验一将一个果蝇群体 第一代 饲养到一定规模后 用涂有a浓度ddt的玻璃片处理 将成活下来的果蝇后代 第二代 继续饲养到一定规模后用2a浓度的ddt处理 用同样的方法逐代将ddt浓度增加1a处理果蝇 到第15代时 ddt浓度增加至15a 仍有能抗15a浓度ddt的果蝇存活 因此 实验者认为 果蝇的变异是 定向的 即是在环境条件 ddt 的 诱导 下产生的 另有学者发现了 实验一 设计的缺陷 怀疑实验一得出的结论的科学性 因而设计了实验二 实验二将若干雌雄果蝇分别饲养成若干个家系 此为第一代 然后将每个家系分成两半 用a浓度的ddt分别处理每个家系的一半 然后在有果蝇存活的家系的另一半果蝇中 再培养若干个家系 第二代 将每个家系分成两半 用2a浓度的ddt处理每个家系的一半 在有果蝇存活的家系的另一半中 再培养若干个家系 用同样的方法逐代将ddt浓度增加1a处理果蝇 到第15代时 ddt浓度增加至15a 也产生了能抗15a浓度ddt的果蝇群体 然而这些具有抗性的果蝇的父母及其祖先并没有接触过ddt 通过实验二的分析后 你认为 1 ddt对果蝇变异所起的作用不是 诱导 而是 果蝇种群的进化是定向的 而果蝇个体的变异是 的 果蝇抗药性的产生在环境变化 ddt处理 之 前 中 后 2 通过对实验一和实验二的比较分析 你认为实验一得出不正确结论的原因是什么 命题人透析 1 已有知识的利用 已有知识 现代生物进化理论中明确指出 变异具有不定向性 自然选择决定进化的方向 知识利用 变异是不定向的 不论有无选择 变异都是存在的 因此 果蝇抗药性在环境变化之前产生 2 实验变量的确定 该案例中实验一没有对照 不能说明问题 两实验对照可知 自变量是是否接触ddt 因变量是果蝇的存活情况 从实验结果看 二者结果一致 说明抗药性的变异与是否接触ddt无关 标准答案 1 选择不定向前 2 实验一将果蝇个体作为进化单位研究 不能发现个体变异不定向的特点 实验一用ddt直接处理果蝇 虽然看到的是群体变异 但容易误认为ddt对果蝇的抗性起 诱导 作用 而看不出 诱导 掩盖下的选择作用 阅卷人点评 得分要点 1 答案惟一 必须呈现 选择不定向前 2 必须体现 ddt直接处理果蝇 看不出选择作用 失分案例 1 答案多样化 错答原因主要是对现代生物进化理论理解不透 无法用理论解决实际问题 2 答案多样化 错答原因主要是对实验变量分析不到位 得不出正确的结论 找不到问题的关键 1 2012 浙江名校联考 下列关于基因频率 基因型频率与生物进化的叙述正确的是 a 一个种群中 控制一对相对性状的基因型频率的改变说明物种在不断进化b 色盲患者中男性多于女性 所以男性群体中色盲的基因频率大于女性群体c aa自交后代所形成的群体中 a基因的频率大于a基因的频率d 一个种群中 控制一对相对性状的各种基因型频率之和为1 解析 选d a项中 生物进化的实质是种群基因频率的改变 b项中 色盲基因在男性和女性中频率相等 c项中 aa自交后代所形成的群体中 a基因的频率等于a基因的频率 d项中 一个种群中 控制一对相对性状的各种基因型频率之和应该等于1 2 下列四组图是关于生物进化方面的证据 下列相关叙述中 正确的是 a 图1四种地雀喙的差异是由于不同环境食物的刺激所致的不同变异b 图2昆虫的两类翅形的形成是对环境的主动适应c 图3是两种体色的桦尺蠖 它们的性状分化证实了物种形成的机制d 图4中捕食关系对两者都是有益的 捕食者的存在有利于增加物种多样性 解析 选d 地雀喙的差异是自发产生的 不是不同环境食物的刺激所致 a错误 环境对变异进行选择 b错误 物种形成的标志是产生生殖隔离 c错误 3 2012 营口模拟 下列关于种群和物种的描述 正确的是 a 一个个体具有该种群基因库中的全部基因b 一个种群的生物存在地理隔离 不存在生殖隔离c 东北虎和华南虎两个种群基因库中的基因可以交流 所以它们属于同一物种d 由于不同物种间存在生殖隔离 所以正常情况下不同物种之间不可能产生后代 解析 选c a项中 种群的全部基因称为基因库 一个个体具有的基因是基因库中基因的一部分 b项中 一个种群的生物是指生活在同一区域的同种生物 不存在地理隔离和生殖隔离 c项中 东北虎和华南虎是由于地理隔离而形成的两个虎亚种 它们的基因库中的基因可以交流 所以它们属于同一物种 d项中 马和驴是两个物种 二者具有生殖隔离 但二者能够产生不可育的后代 4 根据现代生物进化理论 下列说法正确的是 a 生物的变异为生物进化提供了原材料 也决定了生物进化的方向b 种群是生物进化的基本单位 地理隔离是形成新物种的标志c 在自然选择的作用下种群基因频率发生不定向改变 导致生物朝着一定的方向进化d 不同物种之间 生物与无机环境之间在相互影响中不断进化进而形成生物多样性 解析 选d 自然选择决定生物的进化方向 生殖隔离是新物种形成的标志 在自然选择的作用下 种群基因频率的改变是定向的 从而导致生物朝着一定的方向进化 5 种群是指生活在一定区域的同种生物的全部个体 种群中的个体通过繁殖将各自的基因传递给后代 下列叙述不正确的是 a 使种群基因频率发生定向改变的因素是自然选择b 种群基因频率改变生物一定进化c 一长颈鹿发生了基因突变 此长颈鹿发生了进化d 东北虎和华南虎是一个物种 解析 选c 自然选择使种群的基因频率发生定向改变并决定生物进化的方向 种群基因频率改变生物一定进化 生物进化基因频率一定改变 进化的基本单位是种群 一长颈鹿不能说进化 东北虎和华南虎属于同一个物种 但形态有差异 属于两个虎亚种 6 下列观点不符合现代生物进化理论的是