2014届高一生物同步教材课件：4.2《进化与生物多样性》2（中图版必修2）

进化与生物多样性,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+12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：p22pqq2=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()Aa(1)2Ba(1+a)2C(1a)(1)D1()【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()A6%、94%B.92%、8%C78%、22%D.69%、6%【解析】选B。若按100人计算，XB42.3227.3646138，Xb7.360.322412，XB和Xb两种基因中，XB的频率为138/2(42.32+7.36+0.32)+46+40.92,Xb的频率为10.920.08。,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