现代生物进化理论96105

1、现代生物进化理论一章节概述国牛物进化论不仅是牛物学中具有重要地位的基础理论，也是对人们的口然观和世界观有 着重要影响的理论。本章的重点是如何理解现代牛物进化理论的車要内容，即种群基因频率 的改变与生物进化、隔离和物种的形成、共同进化与生物多样性的形成。难点是如何形成生 物进化的观点及运用生物进化观点解释某些生物现象。高考对木章的考查主要集中在以下儿 点：达尔文的口然选择学说的主要内容；基因频率的概念、计算及其与进化z间的关系；对 皐木概念如物种、种群、基因库、共同进化的识记及理解；本章内容和遗传变异、生态相联 系的综合题型。目标认知曲 学习目标園1. 说明现代生物进化理论的主要内容。2. 用数

2、学方法讨论基因频率的变化。3. 概述生物进化与生物多样性的形成。重点園1. 种群、物种、基因频率、隔离等概念。2. 突变和基因垂组、口然选择、隔离在牛物进化过程中的作用。难点歯1. 基凶频率的概念。2. 口然选择对种群基因频率的影响。3. 隔离在物种形成中的作用。知识精讲曲重点知识讲解園进化论的发展園达尔文进化论的主要内容：（1）过度繁殖（2）遗传变异生物进化的内因变异为生物进化提供了选择的材料；遗传使微小有利变界逐代积累加强（3）牛存斗争牛物进化的动力同种牛物z间、不同种牛物z间、牛物与环境z间。（4）适者生存一白然选择的结杲定向的白然选择决定进化的方向。物种起源和适应性形成自然选择达尔文进

3、化论的核心思想：生物进化是变异、自然选择和遗传三者综合作用的结果 现代进化论的主要内容：（1）突变和基因重组产牛进化的原材料自然突变率很低，每一个基因发生突变形成它的异质等位棊因（如a突变为 ai,a2,a3an, b 突变为b1?b2,b3bn）在进行有性生殖时，这些基因发生自由组合，产生多种不同 基因型的后代。（2）自然选择决定生物进化的方向进化的实质：自然选择使种群基因频率定向改变（3）隔离导致了物种的最终形成地理上的障碍阻碍生物之间的棊因交流；生殖隔离断绝棊因交流，最终导致新物 种的形成。异地物种的形成种突变基因库选样基因频率 亚 卫迅定向改变厂种祖先种地理种 群 11突变基因库选抒基

4、因频率亚变迁定向改变种新物种新物种现代进化论的核心思想：生物进化是突变和基因重组、自然选择和隔离三者综合作用 的结果 同地物种的形成睦3有时没有地理隔离也能产生新物种，此种方式称为同地物种形成，这是比钱少见的方式。一个种群在同一环境中生活，生态坏境总是可以提供多种条件的。如果这个种群中发生 了突变，而突变个体又能适应原来野牛种不能适应或不其适应的条件，也就说是，如果这些 突变个体找到了新的生态位，它们就和野生种各就各位，互不干扰了。最初它们是可以和原 物种杂交的，但是不杂交对两者的生存更有利，因而自然选择的结果保留了互不杂交的个体, 而淘汰了能杂交的个体，这样2个新种就生成了。例如四倍体西瓜的

5、形成装昆山抉定述色的基因频率二倍体/不同物种二倍体有丝分裂过程 i四倍体_染色体加倍 t一迪三倍体杂种不育减数分裂染色体数目 过程异常加倍的配子种群是生物进化的基本单位園基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。牛活在一定区域的同种牛物的全部个 体叫做种群。种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。（表示为：a% 或a%）基因型频率：某基因型个体数占种群总个体数的比例。（表示为：aa%或aa%等）影响种群基因频率的因素窗种群中产生的变异是不定向的，经过长期的自然选择，其中的不利变异被不断淘汰，有 利变异则逐渐积累，从而使种

6、样的某因频率发生定向的改变，导致生物朝着一定的方向缓慢 地进化。引起基因频率改变的因素主要有三个：选择、遗传漂变和迁移。选择即环境对变异的选择，即保存有利变显和淘汰不利变异的过程。选择的实质是定向 地改变群体的基因频率。选择是生物进化和物种形成的主导因索，己经发生的变异能否保留下来继续进化或成为 新物种的基础必须经过自然选择的考验，山白然选择决定变异类型的生存或淘汰。白然选择 只保留与环境相协调的变异类型（有利变异），可见自然选择是定向的。经过无数次选择， 使一定区域某物种的有利变异的基因得到加强，不利变异的基因逐渐清除，从而改变了物种 在同区域或不同区域内的基因频率（达尔文只是在个体水平上注

7、意到不同性状的保留与否, 而不能从分子水平对自然选择的结果加以分析），形成同一区域内物种的新类型或不同区域 内同一物种的亚种，或经长期的选择，使基因频率的改变达到生殖隔离的程度，便形成新的 物种。选择决定着不同类型变异的命运，也就决定了生物进化与物种形成的方向。遗传漂变是指：如果种群太小，含有某基因的个体在种群中的数量又很少的情况下，nj" 能会由于这个个体的突然死亡或没有交配而使这个基因在这个种群中消失的现象。一般而 言，种群越小，遗传漂变就越显著。迁移是指含有某种基因的个体在从一个地区迁移到另一个地区的机会不均等，而导致基 因频率发牛改变。如一对等位基因a和a,如果含有a基因的个

8、体比含有a基因的个体更 多地迁移到一个新的地区，那么在这个新地区建立的新种群的基因频率就发牛了变化。此外还有以卜两点：（1）非随机交配一性选择；（2）自然选择或人工选择基因频率的改变导致基因库的变迁进化的实质以下是同一个基因库中随着a和a基因处于不同频率时，各种基因型个体频率的变化 图，由图可以看岀基因频率改变最终导致基因库改变。基因a频率1. () 0.9 0.8 0.7 0.0 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 1.00.9 -0.80.70.6 -0.5 -0.40.30.20.10.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0棊因a频率基因频率的计算

9、園1. 通过不同基因型个体数计算基因频率例：中心血站调杏了 1788个mn血型血，其中397人是”型(lmlm), 861人是mn 性(lmln), 530人是n型(lnln),请分别计算l”和i?的基因频率。据题意可知，m型者含有两个lm基凶，mn型者含有一个棊因和一个i?基凶，n 型者含有两个i?基因，故木题应如此计算：lm% = (2 x 397 + 816)/(1788x2)1x100%=46.3%,ln% = (816+2 x 530)/( 1788 x 2) x 100%=53.7% o2. 通过基因型频率计算基因频率例：在一个种群屮随机抽出一定数量的个体，其中基因型为aa的个体占

10、30%,基因型 为aa的个体占60%, aa个体占10%,则 a% = (30% x 2 + 60%) x 1/2 = 30%+60% x 1/2=60%,a% = (10%x2+60%)x 1/2= 10% + 60%x 1/2=40%。根据基因型频率求算基因频率公式：1a基因频率(p)二aa的频率+ 2aa的频率1a基因频率(q) =aa的频率+ ? aa的频率即一个等位基因的频率等于它的纯合子频率与1/2杂合子频率之和。假设上述种群从调查开始处于理想状态(没有任何因素改变种群的基因频率)，每个种 群内的雌雄个体随机交配产牛f” f的基因型频率和已种群的基因频率分别是多少？由上可知：显性基

11、因a的频率为0.6,隐性基因a的频率为0.4 (0.6+0.4=1),随机交 配r的基因型频率为：a (0.6)a(0.4)a (0. 6)aa0.36aa0. 24a (0.4)aa0. 24aa0. 16fi的基因频率为：a=0.36+0.48 4-2=0.6 *06+0.48一 2=0.4如显性基因a的频率为p ,隐性基因a的频率为q, p+q=lba（p）a(q)a(p)aap?aapqa(q)aapqaaq?p+q=l (p+q)2=l p2+2pq+q2=l基因型频率为：aa=p2, aa=2pq, aa=q2地理隔离与生殖隔离園隔离的种类很多，首先可以分为地理隔离和生殖隔离。地理

12、隔离：地理隔离指由于某些地理方面的阻碍而发牛的。群体牛活在不同的栖息地, 彼此不能相遇。如海洋、大片陆地、高山和沙漠等，阻碍了生物的白由迁移、交配、基因交 流，最后就形成为独立的种。地理隔离导致牛殖隔离，不同物种z间不能交配。并根据具体的地理环境不同，逐渐向 不同方向进化。这是形成物种多样性的一个关键因素。生殖隔离包括生态隔离、季节隔离、行为隔离、机械隔离、配子隔离等。生态隔离是指同i物种的不同种群生活在同一区域内的不同生境内，而造成的不能交 配。例如，体虱和头虱由于寄生场所不同，已经形成了不同的适应性特征，虽然在某种条件 下，它们也能够相互杂交，但后代中会出现不正常的个体。这表明经过牛态隔离

13、，二者已经 产生了一定程度的分化。季节隔离是指因交配或开花时期发生在不同的季节而引起的隔离。例如，大西洋稣鱼形 成了分布区域很广的几个种群，有些在春季产卵，有些则在秋季产卵，因此，这些种群z间 不能杂交。行为隔离指不同物种之间山于两性间求偶或交配等行为不同，而阻止了它们之间的和互 交配。例如，鸟类、蛙、昆虫等在求偶季节发出一定的鸣叫声，同种的雌性动物会应声前来, 而异种的雌性动物则无反应。关于行为隔离，有人曾做过这样一个实验：将10只雄杲觐和 10只雌杲処放在一起培养若t天，如果雌、雄杲蝇是同一物种，大部分雌蝇就会受精如果 是不同物种，则只有极少数受精。在求偶过程中，导致同一物种雌、雄果蝇相互

14、识别的刺激, 既有化学的、视觉的，也有听觉和触（触须）觉的。这在哺乳动物等也是一样的。机械隔离也称形态隔离，是指不同种群的牛物因牛殖器官的大小和形状不同，而使交配 无法进行。例如，一些植物因花的形态不同，而造成它们之间不能受粉。配子隔离是指个体之间町以交配或受粉，但是不能发生受精作用。例如，有些动物虽然 交配成功，但秸子在异种雌性动物的生殖道内会失去功能。在植物中，-种植物的花粉在另一种植物的柱头上不能萌发，或萌发后花粉管牛长缓慢等，结果也不能受精。经典例题透析曲i 1.下列关于生物进化的论述中，不符合达尔文学说基本观点的有（）圉a. 遗传和变异是白然选择发生作用的棊础b. 生物的变异是不定向

15、的，自然选择是定向的c. 变异经过长期的口然选择和积累，就可能产牛出牛物的新类型d. 环境改变使生物产生定向变异，以适应变化的环境考点定位：本题考查达尔文的口然选择学说。指点迷津：达尔文创立的以口然选择为中心的牛物进化学说认为：遗传和变异是牛物进 化的内因，变异是不定向的，它为生物进化提供原材料。通过自然选择，不利的变异被淘汰, 有利的变异被保留，并通过遗传积累起来，久而久之就产生出生物新类型。（a）、（b）、（c） 选项符合达尔文学说的基本观点，而（d）选项是拉马克进化学说的观点。参考答案：d2. 达尔文自然选择学说未能解释的是（）ma. 牛物进化的原因b.现存牛物适应性的原因c.牛物多样性

16、的原因d.牛物不定向变异的原因考点定位：本题考查达尔文的自然选择学说的应用。指点迷津：向然选择学说的先进性是：论证了生物是不断进化的，并对生物进化的原因 做出了合理的解释。局限性有：对于遗传和变异的本质，未做出科学的解释；对牛物进 化的解禅也局限于个体水平；强调物种形成是渐变的，不能解释物种人爆发现象。参考答案：d 3.达尔文在加拉帕戈斯群岛上发现儿种地雀，用现代进化理论解释，错误的是（）a. 经过长期的地理隔离达到牛殖隔离，导致原始地雀物种形成现条件下的地雀物种b. 生殖隔离一旦形成，原來属于同一物种的地雀很快进化形成不同的物种c. 这些地雀原先属于同-雀种，从南美大陆迁來后，逐渐分布在不同

17、的群岛，发生不 同的突变和基因重组d. 自然选择对不同种群的基因频率的改变所起的作用有所差别，最终导致这些种群的 基因库变得很不相同，并逐步出现生殖隔离考点定位：木题考查现代生物进化理论。指点迷津：原属同一物种的地雀，从南美大陆迁来后，因在不同群岛上牛活（地理隔离）, 产牛不同的突变和基因重组，这是牛物进化的原材料。rti于每个岛上的食物和栖息条件互不 相同，自然选择对其基因频率的改变所起的作用就有差别。在一个种群中，某些基因被保留 下来，而在另一个种群中，被保留下来的可能是另一个基因。久而久之，由于自然选择的不 同使各个种群的基因廉变得很不相同，并逐步出现生殖隔离，生殖隔离一旦形成，原来同一

18、 种的地雀就成了不同的地雀。不过物种的进化是十分缓慢的，往往要成千上万年才能实现, 不是i朝一夕就可形成的。参考答案：c匕4.真核牛物的出现在牛物进化的历史上具有亜要的意义，这主要表现在（）国结构和功能更加复杂完善出现有丝分裂，为有性生殖的产生奠定了慕础通过有性生殖实现了基因重组，推动了生物进化a. b. c. d.考点定位：木题考查生物进化理论。指点迷津：真核牛物在进化历史上具有重要意义，这主耍表现在以下两个方血：一是与 原核细胞相比，真核细胞的结构和功能更加复杂；二是真核细胞通过有丝分裂增殖，这是减 数分裂（特姝有丝分裂）出现的前提，即为冇性生殖奠定了基础。右性生殖的出现，实现了 基因重组

19、，推动了生物的进化。参考答案：d 5. （10江苏）根据现代生物进化理论，下列观点中正确的是（）曲a. 人工培育的新物种只能牛活在人工环境中b. 牛物进化的方向与基因突变的方向一致c. 冬季來临时檀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肩代考点定位：本题考查学生对现代综合进化论的理解。指点迷津：人工培育的新物种具有可在口然环境中牛存，a项错误。牛物进化的方向取 决于自然选择的方向，与变异方向无关，b项错误。冬季来临植物叶中对溶性糖含量增高， 是因为是因相关酶因温度降低活性降低而使对溶性糖不能转化成其他物质导致，而非为防冻 害而产牛

20、的变显，c项错误。受农药处理后种群的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。d项正确。【易错警示】本题易错选c项，因细胞液浓度的增加植物的抗性增加，与题干中的信 息向符合，因此干扰下极强。含糖量增高nj防止冻害，但含糖量增多是因酶活性所致不是为 防冻害而导致，两者不存在因果关系。做类似题廿时，注意分析选项中的因果关系是否成立 进行在进行判定对错。参考答案：d艺 6. （10全国2）已知某环境条件下某种动物的aa和aa个体全部存活，an个体 在出生前会全部死亡，现该动物的一个大群体，只有aa、aa两种基因型，其比例为1： 2. 假设每对亲木只交配一次且成功受孕，均为单胎。在上述环境条件下，理论上该祥体随机交 配产生的第一-代中aa和aa的比例是（）曲a. 1:1b. 1:2c. 2:1d. 3:1考点定位：本题考查基因频率的计算。指点迷津：用哈代温伯格平衡公式服（p+q） 2=p2+2pq+q2=l來计算：由题意可知： aa和aa的基因型频率分別为：aa： 1/3和aa： 2/3所以：a （p）的基因频率为l/