高三生物一轮复习 第21讲 现代生物进化理论课件 新人教版必修2.ppt

遗传与进化 第21讲 现代生物进化理论 必修2 1 现代生物进化理论的主要内容 2 生物进化与生物多样性的形成 1 2010 江苏 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 d 人工培育的新物种可在自然环境中生存 生物进化的方向取决于自然选择的方向 变异不定向 冬季来临植物叶中可溶性糖含量增高 是因为相关酶在温度降低条件下活性降低而使可溶性糖不能转化成其他物质导致 而非为防冻害而产生的变异 受农药处理后种群中抗药性强的个体存活下来 与不抗药的个体相比 有更多机会通过繁殖将基因传递给后代 2 2010 山东 下列符合现代生物进化理论的叙述是 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 d 新物种的形成必须要经过隔离 隔离是物种形成的必要条件 因此a错误 生物进化的实质在于种群基因频率的定向改变 因此b错误 生物进化的方向是由自然选择决定而不是基因突变产生的有利变异所决定 因此c错误 自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率 因此d正确 3 2010 全国 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 b 本题主要考查进化的相关知识 考查学生的理解能力 一般来说 某一性状适应环境的能力越强 控制该性状的基因其基因频率也往往比较大 如果显性性状不能适应环境而隐性性状适应环境的能力较强的话 那么显性基因的频率在持续选择的条件下 就会逐渐降低至0 条件不同 适应环境的性状不同 自然就有可能出现显性基因频率 隐性基因频率 显性基因频率 隐性基因频率和显性基因频率 隐性基因频率的情形 而种群基因频率的变化与突变与重组 迁入与迁出及环境的选择等多种因素有关 一 现代生物进化理论的由来 1 拉马克的进化学说 生物是由更古老的生物进化而来的 是由低等到高等逐渐进化的 生物的各种适应性特征的形成都是由于和 用进废退 获得性遗传 2 达尔文的自然选择学说达尔文自然选择学说的解释模型 达尔文创立的进化论从丰富的事实出发 论证了生物是不断进化的 并且对提出了合理的解释 它揭示了生命现象的统一性是由于所有的生物都有 生物的多样性是进化的结果 达尔文自然选择学说的局限性 在于他未能对的本质做出科学的解释 对生物进化的解释局限在个体水平 生物进化的原因 共同的祖先 遗传变异 3 达尔文以后进化理论的发展随着生物科学的发展 关于遗传和变异的研究 已经从性状水平深入到水平 人们逐渐认识到遗传和变异的本质 获得性遗传的观点 已经被大多数学者所摒弃 关于自然选择的作用等问题的研究 已经从以生物个体为单位 发展到以为基本单位 这样就形成了以为核心的现代生物理论 从而极大地丰富和发展了达尔文的自然选择学说 基因 种群 自然选择 二 现代生物进化理论的主要内容 种群基因频率的改变与生物进化 种群是生物进化的基本单位 1 种群指生活在一定区域的生物的全部个体 2 一个种群中全部个体所含有的 称为种群的基因库 3 种群中每个个体所含有的基因 只是基因库中的一个组成部分 同种 全部基因 4 每个种群都有它独特的基因库 种群的个体死亡 而基因却在前后代遗传过程中保存和发展 5 不同的基因在基因库中的频率是不同的 6 在自然选择过程中 直接受选择的是生物个体 自然选择直接作用于个体的表现型 最终导致的改变 7 生物进化的实质是种群基因频率发生改变 种群基因频率的改变与生物进化 种群是生物进化的基本单位 基因频率 1 是生物进化的原材料 2 可遗传的变异来源有基因突变 基因重组 染色体变异 其中基因突变和 统称为突变 3 突变的有害 有利是相对的 取决于生物的生存环境 突变和基因重组是产生进化的原材料 种群基因频率的改变与生物进化 可遗传变异 染色体变异 4 虽然针对每一个基因而言频率很低 但在一个种群中突变总量很大 突变和基因重组使种群出现大量可遗传变异 且不定向的 只能作为原材料供选择 如果没有突变 就不可能产生新的 基因重组也就没有意义 生物就不可能产生 也就不能进化 种群基因频率的改变与生物进化 基因突变 等位基因 突变和基因重组是产生进化的原材料 1 种群中产生的变异是不定向的 2 自然选择淘汰不利变异 保留有利变异 3 自然选择使种群的基因频率发生了定向改变 从而决定生物进化的方向 种群基因频率的改变与生物进化 自然选择决定生物进化的方向 在遗传学和进化论的研究中 把能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种 简称 隔离与物种的形成 物种的概念 种 1 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 2 物种的形成过程大致为 种群通过 小的种群 内部出现不同的突变和基因重组 通过 基因频率改变 形成生殖隔离 新物种 隔离在物种形成中的作用 隔离与物种的形成 地理隔离 生殖隔离 地理隔离 自然选择 共同进化 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和发展 共同进化与生物多样性的形成 共同进化 1 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三个层次的内容 2 地球上最早出现的生殖方式是 使生物进化速度明显加快的生殖方式是 较早的生态系统只有生产者和分解者 寒武纪大爆发后 大量的动物构成了生态系统的第三级 生物进化的顺序是从厌氧到需氧 从原核到真核 从水生到陆生 共同进化与生物多样性的形成 生物多样性的形成 无性生殖 有性生殖 消费者 生物进化理论在发展 有些学者认为 决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累 而非自然选择 有人提出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 生物进化理论在发展 共同进化与生物多样性的形成 1 几组概念辨析 地理隔离与生殖隔离地理隔离是由于地理上的障碍 使不同种群之间的雌雄个体彼此间无法相遇而不能交配 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 这种隔离主要是由于遗传组成上的差异而造成的 生殖隔离不一定在地理上隔开 只要彼此不能交配或者交配后不能产生可育后代便是生殖隔离 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为异地物种形成 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 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 如人类对蚊虫喷洒药物 ddt 灭害灵等 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 有趣的是 达尔文正是从家鸽等家养动物经人工选择出现了许多新品种 从而提出在自然界中也存在着这种选择的作用 也就是自然选择的观点 种群和物种的区别 续表 2 从生物进化的原因和结果分析并理解自然选择学说的实质 特别要注意现代遗传学理论在生物进化中的作用 续表 突变和基因重组产生生物进化的原材料 自然选择使种群基因频率发生定向改变并决定生物进化的方向 隔离是新物种形成的必要条件 图示如下 3 用现代生物进化理论分析生物的进化 适应性和新物种的形成 续表 4 基因频率的计算 基因频率是指某种基因在某个种群中占全部等位基因的比例 种群基因频率的改变是指种群中某个等位基因频率由于基因突变 基因重组或自然选择等因素的影响而发生改变 同时导致种群基因库的改变 基因频率的计算方法有两种 一是通过基因型个体数计算基因频率 某基因频率 某基因的数目 等位基因的总数 其中a a 表示a和a基因的频率 aa aa aa分别表示三种基因型的个体数 另一种方法是通过基因型频率来计算基因频率 即某等位基因的频率 纯合子频率 1 2杂合子频率 计算基因频率时常用到遗传平衡公式 p q 2 p2 2pq q2 若种群中一对等位基因为a和a 则p为a的基因频率 q为a的基因频率 p2为aa的基因型频率 q2为aa的基因型频率 2pq为aa的基因型频率 这一公式反映的是在遗传平衡时基因频率和基因型频率的关系 遗传平衡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年独立证明的 这一定律又称哈代 温伯格定律 它是指在一个极大的随机交配的种群中 在没有突变 选择和迁移的条件下 种群的基因频率和基因型频率可以世代相传不发生变化 保持平衡 遗传平衡指的是理想种群 实际上在自然界中基因频率是会发生变化的 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 现代生物进化理论现代进化理论是在达尔文自然选择学说的基础上发展起来的 相对于自然选择学说来说 现代生物进化理论完善和发展了的新观点有 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 现代生物进化理论的新观点有 种群是生物进化的基本单位 突变和基因重组为生物进化提供了原材料 生物进化的实质是基因频率的改变 隔离导致新物种的形成 根据现代生物进化理论 判断下列说法正确的是 a 生物进化的方向 决定于生物变异的方向b 生物进化的过程 实质是基因频率变化的过程c 研究物种间的差异 关键是研究他们能否交配产生后代d 研究物种的迁徙规律 关键是研究一对雌雄个体的迁徙行为 b 本题考查的知识点是现代生物进化理论 现代生物进化理论认为 生物进化的实质是种群基因频率的改变 自然选择决定了生物进化的方向 物种的标准主要是形态特征和能否自由交配并产生可育后代 不同物种间有明显的形态差异 凡属于同一物种的个体一般能自由交配 并且产生的后代是可育的 不同物种的个体 一般不能交配 即使交配成功 产生的后代也往往不育 研究物种的迁徙规律 不能以一对雌雄个体来判断和证明 隔离与物种的形成下列说法正确的是 a 地理隔离一旦形成 原来属于同一物种的个体就成了不同物种b 生殖隔离一旦形成 原来属于同一物种的个体就成了不同物种c 地理隔离是形成新物种的必然经历d 每个新物种的形成都必定经历从地理隔离达到生殖隔离的过程 b 解题关键是了解物种的形成方式 自然界中 物种形成的方式有多种 经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是比较常见的一种方式 但不是必需的过程 根据物种的概念可知 当生殖隔离出现时 两个个体就分别属于两个物种了 当然 地理隔离不是达到生殖隔离的必备条件 2009 江苏 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 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 本题考查物种形成的知识 a通过地理隔离形成两个种群a1和a2 又分别演化出b c d三个种群 虽然有地理隔离 但是不一定会产生生殖隔离 所以a错 由于d是由a1演变而来 所以c与d之间可能存在生殖隔离 b对 基因频率的改变不一定会导致生殖隔离产生新的物种 但是产生生殖隔离的种群 基因频率一定会变化 a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同 但是b和d由于地理隔离存在 所以可能不是同一物种 所以c不对 即使a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同 只要c和d不存在生殖隔离 它们仍是同一物种 基因频率的计算 2009 上海 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 a 43 b 48 c 52 d 57 b 未入侵之前有vv个体3000 vv个体11000 vv个体6000 入侵后vv变为3000 2000 5000 其他类型个体不变 但总数变为22000 则v的基因频率为 5000 2 11000 22000 2 48 在某一个人群中 经调查得知 隐性性状者为16 该性状不同类型的基因型频率是多少 按aa aa aa顺序排列答案 a 0 360 480 16b 0 360 240 16c 0 160 480 36d 0 160 360 48 a 该题考查基因型频率的计算 在一个大群体随机交配的情况下 其基因频率和基因型频率在没有突变 选择和迁移的条件下世代相传 不发生变化 基因型频率是由基因频率决定的 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 题中隐性性状者是16 a2 16 则a 40 a 1 40 60 因此aa 60 60 0 36 aa 2 40 60 0 48 据调查得知 某小学的学生中基因型比例为xbxb xbxb xbxb xby xby 44 5 1 43 7 则xb的基因频率为 a 13 2 b 5 c 14 d 9 3 d 基因频率是某种基因在某个种群中占全部等位基因的比例 故其计算式基因频率 该基因的数目 控制相对性状的等位基因的总数 5 2 1 7 2 44 2 5 2 1 43 7 9 3 特别注意 本题计算时不能用 纯合子频率 1 2杂合子频率 来计算 因这对相对性状是由x染色体上的基因控制的 男性个体的y染色体上不携带b或b基因 男性个体的基因数不能乘以2 进化与生物多样性的形成下列说法正确的是 a 一个物种的形