师说全程复习构想高考生物4 4现代生物进化理论名师优质课件新人教版必修2

1、必修二 遗传与进化 第四单元 生物变异、育种和进化 第第4讲讲 现代生物进化理论现代生物进化理论 说基础说基础 课前预习读教材课前预习读教材 SHUO JI CHU 基基/础础/梳梳/理理 一、达尔文自然选择学说一、达尔文自然选择学说 1内容内容 2意义：科学地解释了意义：科学地解释了 生物进化生物进化 的原因，以及生物的的原因，以及生物的多样性多样性 和适应性，有助于人们正确地认识生物界。和适应性，有助于人们正确地认识生物界。 ? ? ?对遗传和变异的本质不能做出科学对遗传和变异的本质不能做出科学? ? 的解释，对生物进化的解释局限的解释，对生物进化的解释局限? ?3局限性局限性? ? 于个

2、体水平于个体水平? ?强调物种的形成是渐变的，不能很强调物种的形成是渐变的，不能很? ? ? ? 好地解释物种大爆发现象好地解释物种大爆发现象 对遗传和变异的研究已经从性状水对遗传和变异的研究已经从性状水? ? ?达尔文达尔文? ? 平深入到基因水平平深入到基因水平以后进以后进? ? ?关于自然选择的作用等问题的研究，关于自然选择的作用等问题的研究，4.化理论化理论? ? 已经从以生物个体为单位发展到已经从以生物个体为单位发展到? ?的发展的发展? ? ? 以种群为基本单位以种群为基本单位 二、现代生物进化理论二、现代生物进化理论 1种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位 (1)种群

3、：生活在种群：生活在一定区域的同种生物一定区域的同种生物 的全部个体。的全部个体。 (2)基因库：一个种群中全部个体所含有的基因库：一个种群中全部个体所含有的 全部基因全部基因 。 (3)基因频率：一个种群基因库中，某个基因占全部基因频率：一个种群基因库中，某个基因占全部 等位基因数等位基因数 的比率。的比率。 ? ? 基因突变基因突变? ? ? ? ?突变突变? ?为生物进化提为生物进化提可遗传可遗传? ? ?染色体变异染色体变异? ? ?2. ? ?的变异的变异? ? ?供了原材料供了原材料? ?基因重组基因重组? ?3自然选择决定生物进化的方向自然选择决定生物进化的方向 经自然选择经自然

4、选择不定向的不定向的 变异是变异是 不利变异被不利变异被 淘汰淘汰 ，有利变异逐渐，有利变异逐渐导致导致定向改变定向改变 积累积累种群的基因频率发生种群的基因频率发生 生物朝一定方生物朝一定方向缓慢进化。向缓慢进化。 4隔离与物种的形成隔离与物种的形成 (1)物种：能够在自然状态下相互交配并且产生物种：能够在自然状态下相互交配并且产生 可育后代可育后代 的一群的一群生物称为一个物种，简称种。生物称为一个物种，简称种。 (2)隔离：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能隔离：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流自由交流 的现象叫做隔离，包括两种类型：的现象叫做隔离，包括两种类型： 地理

5、隔离地理隔离 和生殖隔离。和生殖隔离。 (3)作用：作用： 隔离隔离 是物种形成的必要条件，是物种形成的必要条件，生殖隔离生殖隔离 的形成标志着的形成标志着新物种的形成。新物种的形成。 思维激活思维激活 东北虎和华南虎是否是不同的物种？为什么？东北虎和华南虎是否是不同的物种？为什么？ 提示：提示：否。东北虎和华南虎，因地理隔离产生了明显的差异，否。东北虎和华南虎，因地理隔离产生了明显的差异，成为两个不同的虎亚种，但未产生生殖隔离。成为两个不同的虎亚种，但未产生生殖隔离。 说考点说考点 拓展延伸串知识拓展延伸串知识 SHUO KAO DIAN知知/识识/整整/合合 一一 自然选择学说和现代生物进

6、化理论的比较自然选择学说和现代生物进化理论的比较 特特 别别 提提 醒醒 (1)“ 突变突变”不是基因突变的简称，而是包括不是基因突变的简称，而是包括“基因突变基因突变”和和“染色体变异染色体变异”。 中就存在抗农药的突变个体，喷施农药仅杀灭不抗药的个体，抗药的个体存活下来，农药不能中就存在抗农药的突变个体，喷施农药仅杀灭不抗药的个体，抗药的个体存活下来，农药不能广东卷广东卷? ?某种兰花有细长的花矩某种兰花有细长的花矩(如图如图)，花，花跟踪训练跟踪训练1 ? ?2014矩顶端贮存着花蜜，矩顶端贮存着花蜜， 这种兰花的传粉需借助具有细长口器的蛾在吸这种兰花的传粉需借助具有细长口器的蛾在吸食花

7、蜜的过程中完成。下列叙述正确的是食花蜜的过程中完成。下列叙述正确的是( ) A蛾口器的特征决定兰花花矩变异的方向蛾口器的特征决定兰花花矩变异的方向 B花矩变长是兰花新种形成的必要条件花矩变长是兰花新种形成的必要条件 C口器与花矩的相互适应是共同进化的结果口器与花矩的相互适应是共同进化的结果 D蛾的口器会因吸食花蜜而越变越长蛾的口器会因吸食花蜜而越变越长 解析：解析：本题通过兰花与蛾的相互选择，本题通过兰花与蛾的相互选择，考查生物共同进化的知考查生物共同进化的知识。识。按照现代生物进化理论，按照现代生物进化理论，遗传和变异是生物进化的基础，遗传和变异是生物进化的基础，是根是根本原因，本原因，自然

8、选择决定生物进化的方向，自然选择决定生物进化的方向，生物的多样性是生物和环生物的多样性是生物和环境相互选择、共同进化的结果，境相互选择、共同进化的结果，C正确，正确，A、B、D项错误。项错误。 答案：答案：C 二二 现代生物进化理论核心问题分析现代生物进化理论核心问题分析 1种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位 概念名称概念名称 定义定义 生活在一定区域的同种生物的生活在一定区域的同种生物的种群种群 全部个体叫做种群；种群是繁殖全部个体叫做种群；种群是繁殖和进化的基本单位和进化的基本单位 种群种群 基因库基因库 外延外延 无生殖隔离；同无生殖隔离；同一区域一区域 种种 群群 内内

9、所所 有有 个个体，所有细胞，体，所有细胞，所有基因所有基因 一个种群中全部个体所含有的一个种群中全部个体所含有的全部基因全部基因 概念名称概念名称 基因频率基因频率 定义定义 外延外延 一个基因库中，某个基因占全部一个基因库中，某个基因占全部 进化的实质是基进化的实质是基等位基因数的比率等位基因数的比率 群体中具有某一基因型的个体群体中具有某一基因型的个体因频率的改变因频率的改变 基基 因因 型型 频频 率率 改改变，基因频率不变，基因频率不一定改变一定改变 基因型基因型 频率频率 所占的比例，所占的比例，其计算公式为：其计算公式为：(该该基基因因型型个个体体数数/该该种种群群个个体体总总数

10、数)100% 2.突变和基因重组产生进化的原材料突变和基因重组产生进化的原材料 (1)可遗传的变异来源于基因突变、基因重组以及染色体变异。可遗传的变异来源于基因突变、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。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。发生变化。 (3)突变的频率虽然很低，但一个种群往往由许多个体组成，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，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

11、以在种所以在种群中每一代都会产生大量的突变。群中每一代都会产生大量的突变。 (4)生物的变异是否有利取决于它们的生存环境，生物的变异是否有利取决于它们的生存环境， 同样的变异在同样的变异在不同的生存环境中可能有利，也可能有害。不同的生存环境中可能有利，也可能有害。 (5)突变是不定向的，突变是不定向的， 基因重组是随机的，基因重组是随机的， 只为进化提供原材料，只为进化提供原材料， 而不能决定生物进化的方向。而不能决定生物进化的方向。 3自然选择决定生物进化的方向自然选择决定生物进化的方向 4隔离导致物种的形成隔离导致物种的形成 (1)如图所示，物种如图所示，物种4中的种群中的种群1、2、3经

12、过长期的地理隔离，经过长期的地理隔离，由于突变、基因重组和自然选择，种群基因库出现明显的差异，从由于突变、基因重组和自然选择，种群基因库出现明显的差异，从而达到生殖隔离，出现新的物种而达到生殖隔离，出现新的物种1、2、3。 (2)地理隔离和生殖隔离的关系地理隔离和生殖隔离的关系 地理隔离是物种形成的量变阶段，地理隔离是物种形成的量变阶段， 生殖隔离是新物种形成的生殖隔离是新物种形成的质变阶段。质变阶段。 若只有地理隔离而不形成生殖隔离，则不能产生生物新类若只有地理隔离而不形成生殖隔离，则不能产生生物新类型；若地理隔离时间不够长，则不能产生生殖隔离。型；若地理隔离时间不够长，则不能产生生殖隔离。

13、 特特 别别 提提 醒醒 (1)判断生物进化的依据是种群基因频率是否发生改变，判断生物进化的依据是种群基因频率是否发生改变，只要基只要基因频率发生了改变生物就向前进化发展了。因频率发生了改变生物就向前进化发展了。 (2)判断物种形成的依据是是否产生了生殖隔离。判断物种形成的依据是是否产生了生殖隔离。 (3)进化并不一定导致物种的形成，但物种的形成必须经过进进化并不一定导致物种的形成，但物种的形成必须经过进化。化。 安徽联考安徽联考? ?下图表示某小岛上蜥蜴进化的基下图表示某小岛上蜥蜴进化的基跟踪训练跟踪训练2 ? ?2015本过程。有关叙述中不正确的是本过程。有关叙述中不正确的是( ) A图中

14、图中X、Y、Z分别表示的是突变和基因重组、自然选择分别表示的是突变和基因重组、自然选择以及隔离以及隔离 B小岛上蜥蜴原种全部个体的总和称为种群，是生物进化的小岛上蜥蜴原种全部个体的总和称为种群，是生物进化的基本单位基本单位 C地理隔离一旦形成，原来同属一个物种的蜥蜴很快就进化地理隔离一旦形成，原来同属一个物种的蜥蜴很快就进化为不同的物种为不同的物种 D小岛上蜥蜴新种全部个体所有基因的总和称为蜥蜴新种的小岛上蜥蜴新种全部个体所有基因的总和称为蜥蜴新种的基因库基因库 解析：解析：蜥蜴产生不同性状，原因可能是突变或基因重组，不同蜥蜴产生不同性状，原因可能是突变或基因重组，不同的性状中有利的保存而不利

15、的被淘汰，属于自然选择的结果，新物的性状中有利的保存而不利的被淘汰，属于自然选择的结果，新物种产生的必要条件是隔离，种产生的必要条件是隔离， 故故A正确；正确； 生物进化的基本单位是种群，生物进化的基本单位是种群，种群即一定区域内同种生物所有的个体，种群即一定区域内同种生物所有的个体， 故故B正确；正确； 由于地理隔离，由于地理隔离，不同环境内的生物进化方向可能有差异，但进化是个漫长的过程，不同环境内的生物进化方向可能有差异，但进化是个漫长的过程，故故C错误；错误； 一种群内所有个体的所有基因的总和称为该种群的基因一种群内所有个体的所有基因的总和称为该种群的基因库，该小岛上全部的蜥蜴新物种即为

16、一个种群，故库，该小岛上全部的蜥蜴新物种即为一个种群，故D正确。正确。 答案：答案：C 说案例说案例 划分题型找规律划分题型找规律 SHUO AN LI 一一 基因频率与基因型频率的相关计算基因频率与基因型频率的相关计算 分析近年来各地高考试题，对基因频率计算的考查较为突出。分析近年来各地高考试题，对基因频率计算的考查较为突出。预计今后高考命题仍然以某种具体生物进化材料为背景，预计今后高考命题仍然以某种具体生物进化材料为背景， 考查生物考查生物进化、进化、基因频率变化的知识及获取信息、基因频率变化的知识及获取信息、 综合运用知识解决问题的综合运用知识解决问题的能力。能力。 1已知基因型频率求基

17、因频率已知基因型频率求基因频率 (1)设二倍体生物个体的某一基因型上有一对等位基因设二倍体生物个体的某一基因型上有一对等位基因A和和a，假，假如种群中共有如种群中共有N个个体，而个个体，而AA、Aa、aa三种基因型的个体数分别是三种基因型的个体数分别是n1、n2、n3，那么种群中，那么种群中A基因的频率和基因的频率和a基因的频率分别是：基因的频率分别是： A基因的总数基因的总数A基因的频率基因的频率 A基因的总数基因的总数a基因的总数基因的总数2 n1n2 2 Na基因的总数基因的总数a基因的频率基因的频率 A基因的总数基因的总数a基因的总数基因的总数2 n3n2 2 N (2)在以上关系中，

18、设在以上关系中，设A，a的基因频率分别用的基因频率分别用PA、Pa表示，表示，AA、Aa、aa的基因型频率分别用的基因型频率分别用PAA、PAa、Paa表示，则表示，则 2 n1n2? ?n11n2? ?1PA? ?N2N? ?PAA PAa 2 N2? ? ?2 n3n2? ?n31n2? ?1Pa? ?N2N? ?Paa PAa 2N2? ? ?由以上公式可得出下列结论：由以上公式可得出下列结论： 在种群中一对等位基因的频率之和等于在种群中一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和，基因型频率之和也等于也等于1。 1一个等位基因的频率该等位基因纯合子的频率一个等位基因的频率该等位基因纯合

19、子的频率杂合子杂合子2的频率。的频率。 2已知基因频率求基因型频率已知基因频率求基因型频率 设设A的基因频率为的基因频率为p，a的基因频率为的基因频率为q， 则则AA的基因型频率的基因型频率p aa的基因型频率的基因型频率q Aa的基因型频率的基因型频率2pq 以上关系的使用应满足以下以上关系的使用应满足以下5个条件：个条件： 种群足够大；种群足够大；种群中个体间的交配是随机的；种群中个体间的交配是随机的；没有突变没有突变发生；没有个体的迁入和迁出；没有自然选择。发生；没有个体的迁入和迁出；没有自然选择。 22规律方法规律方法 利用哈代利用哈代温伯格定律计算温伯格定律计算 (1)成立前提：成立

20、前提：种群非常大；种群非常大；所有雌雄个体之间自由交配；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。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计算公式：当等位基因只有两个时(A、a)，设，设p表示表示A的的基因频率，基因频率，q表示表示a的基因频率，则基因型的基因频率，则基因型AA的频率为的频率为p，Aa的频率为的频率为2pq，aa的频率为的频率为q2。 如果一个种群达到遗传平衡，其基因型频率应符合：如果一个种群达到遗传平衡，其基因型频率应符合：p2pqq1。 222例例1 蜗牛的有条纹蜗牛的有条纹(A)对无条纹对无条纹(a)为

21、显性。在一个地区的蜗为显性。在一个地区的蜗牛种群内，有条纹牛种群内，有条纹(AA)个体占个体占55%，无条纹个体占，无条纹个体占15%，若蜗牛，若蜗牛间进行自由交配得到间进行自由交配得到F1，则，则A基因的频率和基因的频率和F1中中Aa基因型的频基因型的频率分别是率分别是( ) A30%,21% B30%,42% C70%,21% D70%,42% 【解析】【解析】 该种群中该种群中AA占占55%、aa占占15%，则则Aa占占30%，故故A基因频率是基因频率是55%1/230%70%，a基因频率是基因频率是170%30%。自由交配种群的基因频率不变，则。自由交配种群的基因频率不变，则Aa基因型

22、的频率基因型的频率270%30%42%。 【答案】【答案】 D 二二 与生物进化相关的材料题分析与生物进化相关的材料题分析 新材料、新情景的题目，无论起点有多高，落脚点一定在教材新材料、新情景的题目，无论起点有多高，落脚点一定在教材的基础知识中。的基础知识中。提供新材料的试题的解题步骤一般是：提供新材料的试题的解题步骤一般是：第一，第一，认真、认真、快速读题，提取关键信息，弄清设问意图。关于设问的类型，一般快速读题，提取关键信息，弄清设问意图。关于设问的类型，一般有以下几种：概括式：概括文字材料、示意图、曲线图、表格等有以下几种：概括式：概括文字材料、示意图、曲线图、表格等所反映的生物学要点；

23、探究式：利用所提供材料，结合教材的知所反映的生物学要点；探究式：利用所提供材料，结合教材的知识背景，对某个问题作出合理的解释、结论；逻辑式：根据文章识背景，对某个问题作出合理的解释、结论；逻辑式：根据文章内容作出逻辑推理；建议式：根据材料内容和相关知识背景，提内容作出逻辑推理；建议式：根据材料内容和相关知识背景，提出解决问题的方法、思路，或作出合理的建议、假设。第二，联想出解决问题的方法、思路，或作出合理的建议、假设。第二，联想 文章所涉及的材料中的知识背景。第三，针对设问联系相关知识，文章所涉及的材料中的知识背景。第三，针对设问联系相关知识，寻找内在联系，初步思考作答要点。第四，根据答题要点

24、，组织文寻找内在联系，初步思考作答要点。第四，根据答题要点，组织文字，编写答案。字，编写答案。 例例2 北美洲某种臭虫以当地无患子科植物的气球状蔓生果为北美洲某种臭虫以当地无患子科植物的气球状蔓生果为食，臭虫需要用锋利的喙刺穿果实，据统计喙长如图食，臭虫需要用锋利的喙刺穿果实，据统计喙长如图1所示；所示；1920年，年，有人从亚洲引进平底金苏雨树，有人从亚洲引进平底金苏雨树，其果实的果皮比较薄，其果实的果皮比较薄，据统计据统计到到1980年以它为食的臭虫的喙长如图年以它为食的臭虫的喙长如图2所示。下列叙述不合理的所示。下列叙述不合理的是是( ) A平底金苏雨树与臭虫间发生了共同进化平底金苏雨树

25、与臭虫间发生了共同进化 B平底金苏雨树与当地植物存在竞争关系平底金苏雨树与当地植物存在竞争关系 C臭虫体内控制喙长度的基因发生突变可能早于引进平底金臭虫体内控制喙长度的基因发生突变可能早于引进平底金苏雨树苏雨树 D生活在无患子科植物和平底金苏雨树上的臭虫间形成了地生活在无患子科植物和平底金苏雨树上的臭虫间形成了地理隔离理隔离 解析：解析：引进平底金苏雨树后喙长较短的臭虫数量增加，引进平底金苏雨树后喙长较短的臭虫数量增加， 说明二说明二者发生了共同进化；者发生了共同进化；平底金苏雨树与当地植物在空间、平底金苏雨树与当地植物在空间、 阳光、阳光、水分水分等方面存在竞争关系；等方面存在竞争关系；平底

26、金苏雨树起选择作用，平底金苏雨树起选择作用，而臭虫控制喙长而臭虫控制喙长度的基因突变发生在引进该植物之前；度的基因突变发生在引进该植物之前；无患子科植物和平底金苏雨无患子科植物和平底金苏雨树上的臭虫不存在地理隔离。树上的臭虫不存在地理隔离。 答案：答案：D 说实验说实验 分析应用上台阶分析应用上台阶 SHUO SHI YAN 评价改进型实验题的解题方法评价改进型实验题的解题方法 此类试题实验目的明确，此类试题实验目的明确， 围绕实验目的已设计好实验，围绕实验目的已设计好实验， 但由于但由于实验设计中存在某些不足，导致实验结果不能说明实验结论。解题实验设计中存在某些不足，导致实验结果不能说明实验

27、结论。解题时要研读实验目的，看是否设计了变量，结果是否正确，原理使用时要研读实验目的，看是否设计了变量，结果是否正确，原理使用是否妥当，有无遵循单一变量原则等。是否妥当，有无遵循单一变量原则等。 (1)看有无对照实验，如果有，看对照设计是否合理。看有无对照实验，如果有，看对照设计是否合理。 (2)看实验是否遵循了单一变量原则。看实验是否遵循了单一变量原则。 如研究温度对酶活性的影如研究温度对酶活性的影响，则温度为自变量。除单一变量外，各组实验的其他条件应完全响，则温度为自变量。除单一变量外，各组实验的其他条件应完全一样。包括：实验对象的一致性；等量性原则一样。包括：实验对象的一致性；等量性原则

28、每次实验所每次实验所加试剂的量要相等；实验控制时间的一致性；实验条件的一致加试剂的量要相等；实验控制时间的一致性；实验条件的一致性等。性等。 (3)看实验步骤的顺序是否合理，步骤是否完整。看实验步骤的顺序是否合理，步骤是否完整。 (4)看实验仪器、看实验仪器、 药剂的使用是否合理，药剂的使用是否合理，包括药剂的配备及用量包括药剂的配备及用量的多少等。的多少等。 (5)看实验结果的验证是否合理。看实验结果的验证是否合理。 例例 生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，生物进化的实质是种群基因频率的定向改变， 其中影响种其中影响种群基因频率的因素有很多，如自然选择、基因重组、遗传漂变、生群基因频率

29、的因素有很多，如自然选择、基因重组、遗传漂变、生物个体的迁入、物个体的迁入、迁出等。迁出等。某中学生物研究小组为证明人工选择对种某中学生物研究小组为证明人工选择对种群基因频率的影响，群基因频率的影响，选用了纯种长翅果蝇和残翅果蝇进行实验。选用了纯种长翅果蝇和残翅果蝇进行实验。已已知果蝇的长翅知果蝇的长翅(B)对残翅对残翅(b)为显性，基因位于常染色体上。他们的为显性，基因位于常染色体上。他们的实验过程如下：实验过程如下： a 选择一只纯种雄性长翅果蝇与一只残翅雌性果蝇进行杂交，选择一只纯种雄性长翅果蝇与一只残翅雌性果蝇进行杂交，获得子一代雌雄果蝇；获得子一代雌雄果蝇； b让子一代果蝇连续自由交配让子一代果蝇连续自由交配5代，同时在每一代中要除去代，同时在每一代中要除去残翅果蝇；残翅果蝇； c当子六代所有长翅果蝇自由交配后，统计子七代长翅果蝇当子六代所有长翅果蝇自由交配后，统计子七代长翅果蝇和残翅果蝇在种群中的百分比；和残翅果蝇在种群中的百分比； d根据残翅果蝇的百分比计算出根据残翅果蝇的百分比计算出B、b基因在种群中的基因基因在种群中的基因频率，得出结论。频率，得出结论。 请分析回答：请分析回答： (1)如果