高考生物总复习 第7章 第1、2节 现代生物进化理论的由来和主要内容课件 新人教版必修2 .ppt

第7章现代生物进化理论 第1 2节 现代生物进化理论的由来和主要内容 物种不变论 一 拉马克的进化学说和达尔文的自然选择学说 1 拉马克的进化学说 更古老 高等 的生物 用进废退 获得性遗传 用进废退和获得性遗传 是拉马克进化学说的中心 论点 2 达尔文的自然选择学说 过度繁殖 生存斗争 遗传和变异 适者生存 进化 多样性 适应性 遗传和变异 个体 渐变 下列有关生物进化的论述中 不符合达尔文学说基本观 点的是 d 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 用达尔文自然选择学说解析问题时应注意 生物变异在前 选择在后 变异是不定向的 自然选择是定向的 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 然后产生出生物的新类型 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 1 种群 生活在一定区域的 的全部个体叫种群 种群也是繁殖的基本单位 2 基因库 一个种群中全部个体所含有的 3 基因频率 在一个种群基因库中 某个基因占全部 数的比率 4 生物进化的实质 种群 的改变 同种生物 全部基因 等位基因 基因频率 发生定向的改变生物 2 突变和基因重组产生进化的原材料3 自然选择决定生物进化的方向 变异是 不利变异被 有利 变异积累 种群的 朝 的方向缓慢进化 染色体变异 基因重组 不定向 淘汰 基因频率 适应环境 4 隔离与物种的形成 1 物种 能够在自然状态下相互 并且产生 的一群生物 2 隔离 不同种群间的个体 在自然条件下基因不能 的现象 包括两种类型 地理隔离和生殖隔离 3 作用 是物种形成的必要条件 标志着新物种的形成 5 共同进化与生物多样性的形成 之间在 1 共同进化 不同物种之间 生物与相互影响中不断进化和发展 交配 可育后代 自由交流 隔离 生殖隔离 无机环境 2 生物多样性 主要包括三个层次 1 突变是不定向的 但自然选择是定向的 2 地理隔离不一定导致新物种的形成 但新物种的形成一 定要产生生殖隔离 3 自交能改变后代的基因型频率 但不能改变后代的基因 频率 4 自由 随机 交配不能改变后代的基因型频率 也不能改 变后代的基因频率 基因 物种 生态系统 考点 达尔文的自然选择学说 1 自然选择学说的内容 1 过度繁殖过度繁殖是基础 为自然选择提供较多的原料 使生存斗争更加剧烈 2 生存斗争生物和生物 环境进行生存斗争 生存斗争推动着生物的进化 是生物进化的动力 3 遗传变异 变异一般是不定向的 为生物进化提供了大量的原始选择 材料 所以说遗传和变异是生物进化的内在因素 4 适者生存 适者生存是自然选择的结果 表现在适者生存 不适者被 淘汰 自然选择是定向的 是一个缓慢的 长期的过程 2 自然选择的对象 1 直接对象 生物的变异性状 表现型 2 间接对象 相关的基因型 3 根本对象 与变异性状相对应的基因 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 3 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 4 自然选择学说的缺陷 1 对于遗传和变异的本质 没有做出科学的解释 2 对生物进化的解释也局限于个体水平 3 强调物种形成是渐变的结果 不能解释物种大爆发现 象 自然选择学说各内容的相互关系 典例1 对达尔文自然选择学说的正确 理解是 环境改变使生物产生适应性的变异 可遗传的变异是 生物进化的基础 变异是不定向的 变异是定向的 变 异经过长期的自然选择和遗传积累就可能产生出生物的新类型 a b c d 答案 b 考点对应练 1 自然选择直接作用于生物的 a 基因型 b b 表现型c 不利变异的基因d 肽链的结构解析 自然选择直接作用于生物的表现型 考点 现代生物进化理论的主要内容及发展 一 种群是生物进化的基本单位1 对种群的理解2 种群的基因库 1 种群的基因库包括了种群内所有个体 所有细胞的所有基因 2 种群基因库不因种群中个体死亡而消失 而在代代相传的过程中保持和发展 3 基因频率和基因型频率的计算 1 基因频率 某种群中某基因的数目该种群中全部等位基因的总数 100 常染色体遗传中基因频率的计算a 设某种群的个体数为n 有一对等位基因aa 基因型为aa aa aa的个体数分别为n1 n2 n3 a a的基因频率分别用pa pa表示 则 b 若给出的是各基因型个体的数量 则可用定义公式计算 pa 2n1 n2 2npa n2 2n3 2n c 若给出的是各基因型个体的数量百分比 则可以将百分号去掉 按定义公式计算 或直接用 该基因型纯合子的百分比 杂合子百分比的1 2 来代替 伴性遗传中基因频率的计算以色盲为例 由于色盲基因及其等位基因只存在于x染色体上 y染色体上没有 因此 色盲基因频率 色盲基因总数2 女性个体数 男性个体数 100 2 基因型频率 某基因型的个体数种群总个体数 100 3 哈代 温伯格平衡定律 前提条件 种群大 种群个体间的交配是随机的 没有 突变发生 没有新基因加入 没有自然选择 推导过程 a 设一对等位基因为a和a 其频率分别为p与q p q 1 b 亲代aa和aa自然交配后f1代具有aa aa aa三种 基因型 其频率如下列公式 p a q a 2 p2 aa 2pq aa q2 aa 则aa的基因型频率为p2 aa的基因型频率为2pq aa的基因型频率为q2 c 意义 实现基因频率与基因型频率的相互转换 得出结论 f1的基因频率没有改变 二 突变和基因重组为进化提供原材料 1 可遗传变异的来源 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 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 突变的频率虽然很低 但一个种群往往由许多个体组成 而且每一个个体中的每一个细胞都含有成千上万个基因 所以在种群中每一代都会产生大量的突变 3 种群基因突变数的计算 每一代出现的种群突变数 种 群个体数 每个个体基因数 每个基因的突变率 4 突变是不定向的 基因重组是随机的 所以可遗传的变异只能为进化提供原材料 而不能决定生物进化的方向 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 三 隔离与物种的形成1 种群与物种的比较 续表 2 隔离是物种形成的必要条件 地理隔离 生殖隔离 若仅有地理隔离 两个分开的小种群重新相遇 可以再融合在一起 地理隔离是物种形成的量变阶段 而生殖隔离是物种形成的质变阶段 只有地理隔离而不形成生殖隔离 不能产生新物种 只有出现生殖隔离才形成新物关系种 生殖隔离保证了物种间的不可交配性或后代不育性 从而也保证了物种的相对稳定性 都能阻断不同种群间的基因交流 地理隔离造成自然选择方向不同 从而促使不同种群的遗传组成朝着不同的方向发展 地理隔离往往是生殖隔离的先决条件 续表 四 物种形成的两种方式 1 渐变式 经过长期的历史年代逐渐形成 物种的形成必须经过生殖隔离 但不一定要经过地理隔离 但是 在地理隔离的基础上 经选择可加速生殖隔离的形成 所以经地理隔离 生殖隔离形成新物种是物种形成常见的方式 2 骤变式 1 染色体数目变化 一旦出现可以很快达到生殖隔离 如 多倍体的形成 2 染色体结构变化 发生染色体结构变化的个体和原始物种杂交 可育性降低 形成初步的生殖隔离 以后经过进一步演化形成新的物种 五 生物进化与物种形成 1 自然选择决定生物进化的方向 自然选择使不同种群的基因频率发生定向改变 2 物种形成与生物进化的比较 3 生物进化理论的发展 1 达尔文的自然选择学说为现代生物进化理论的发展打下了坚实的基础 生物科学的研究和发展 不断完善了生物的进化理论 2 现代生物进化理论对遗传变异的研究已从性状水平深 入到基因水平 3 现代生物进化理论对自然选择作用的研究已从个体水 平上升到种群水平 4 现代生物进化理论的核心和基础仍是自然选择学说 达尔文进化论到现代生物进化理论的发展 1 物种形成过程的三个基本环节和三个步骤 1 三个基本环节 突变和基因重组 可遗传变异 自然选 择 隔离 2 三个步骤 地理隔离 自然选择 生殖隔离 2 影响种群基因频率变化的因素 突变 基因迁移 即个体的迁入和迁出 遗传漂变 小种群中某些个体由于没有交配机会而使某些基因消失 非随机交配 自然选择 3 定向与不定向 变异是不定向的 自然选择 基因频率改变和进化方向都是定向的 向着适应环境的方向进化 4 如何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 典例2 下图表示生物新物种形成的基 本环节 下列叙述正确的是 a 自然选择过程中 直接受选择的是基因型 进而导致基因频率的改变b 同一物种不同种群基因频率的改变能导致种群基因库的差别越来越大 但生物没有进化c 地理隔离能使种群基因库产生差别 必然导致生殖隔离d 种群基因频率的改变是产生生殖隔离的前提条件 解题思路 自然选择中 直接受选择的是生物的性状 也就是表现型 适应环境的表现型得以生存 不适应的被淘汰 从而改变生物的基因频率 生物进化的实质是种群基因频率的改变 种群基因频率的改变导致种群基因库产生差别 体现生物的进化 地理隔离阻止生物之间的基因交流 使种群基因库产生差别 只有当差别达到一定程度才能导致生殖隔离 出现新的物种 答案 d 考点对应练2 根据现代生物进化理论 下列关于生 物进化的叙述正确的是 c a 环境改变使生物产生定向的变异b 个体是生物进化的基本单位c 现代生物进化理论的核心是自然选择学说d 隔离决定了生物进化的方向解析 生物产生不定向的变异 环境对变异的生物进行选择 所以说自然选择决定了生物进化的方向 抗药性进化的实验 1 实验原理 生物通过自身的遗传和变异会产生抗药性个 体和不抗药性个体 2 实验方法 将培养的细菌分成两半 一半用药物直接处理 一半不处理 观察后代是否都有抗药性 如果都有抗药性 则药物不是使其突变而产生了抗药性 而是选择的结果 3 实验结论 生物抗药性的进化是药物选择的结果 而不 是药物使其突变而产生了抗药性 典例 下面是关于果蝇对ddt抗药性进化的实验 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 将存活下来的果蝇的后代 第三代 用3a浓度的ddt处理 用同样的方法逐代将ddt的浓度增加到15a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 并且认为 该实验证明了拉马克 用进废退学说 的正确性 另有学者发现了实验一设计的缺陷 怀疑实验一得出结论 的科学性 因而设计了实验二 实验二 将若干对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1a浓度ddt分别处理每个家系的一半 然后在有果蝇存活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果蝇中 再培养若干个家系 第三代 用3a浓度的ddt处理每个家系的一半 用同样的方法逐代将ddt的浓度增加到15a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父母及其祖先并没有接触过ddt 通过对实验二的分析后 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 解题思路 按达尔文的自然选择学说 生物抗药性的产生是药物对其选择的结果 而不是药物使其产生突变 没有直接接触药物的细菌仍能产生抗药性 说明了上述的结果 答案 1 选择不定向 前 2 实验一将果蝇个体作为进化的单位来研究 不能发现个体变异的不定向特点 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对果蝇的抗药性起 诱导 作用 而看不出被 诱导 掩盖下的 选择 作用 1 下列说法正确的是 c a 单倍体育种能定向改造生物b 病毒进化的原材料可来自染色体变异c 自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率d 新物种形成的三个基本环节是突变 基因重组和自然选择解析 病毒无染色体变异 新物种形成的三个基本环节是可遗传变异 隔离和自然选择 c 2 新物种形成的标志是 a 具有一定的形态结构和生理功能b 产生了地理隔离c 形成了生殖隔离d 改变了基因频率 3 有关生物进化及新物种形成的叙述 正确的是 d a 群落是生物进化的基本单位b 地理隔离必然导致生殖隔离c 生物进化决定了自然选择的方向d 隔离是新物种形成的必要条件 4 关于生物变异与生物进化的叙述 正 确的是 d a 变异均能为生物进化提供原材料b 太空射线能使种子发生定向变异c 一个碱基对的缺失引起的变异属于染色体变异d 自然选择会使种群基因频率发生定向改变解析 进化的实质是基因频率的改变 自然选择会使种群基因频率发生定向改变 5 最近 可以抵抗多数抗生素的 超级细菌 引人关注 这类细菌含有超强耐药性基因ndm 1 该 基因编码金属 内酰胺酶 此菌耐药性产生的原因是 a 定向突变 bc b 抗生素滥用c 金属 内酰胺酶使许多抗菌药物失活