现代生物理论进化(2016届高三生物一轮复习)

1、 现代生物进化理论现代生物进化理论20162016届高三生物一轮复习届高三生物一轮复习一一 拉马克的进化学说拉马克的进化学说主要内容：主要内容：生物不是神创的，而是由更生物不是神创的，而是由更古老的生物进化而来的古老的生物进化而来的 生物是由低等到高等逐渐进生物是由低等到高等逐渐进化的化的 生物各种适应性特征的形成生物各种适应性特征的形成都是由于都是由于用进废退用进废退和和获得性遗获得性遗传（主要理论）传（主要理论）。 法国博物学家拉马克用进废退用进废退：经常使用的器官就发达，不使用的：经常使用的器官就发达，不使用的就退化。就退化。 获得性遗传获得性遗传：由环境引起或由于用进废退引：由环境引起

2、或由于用进废退引起的变化是可以遗传的。起的变化是可以遗传的。食蚁兽的舌头之所以细长，是长期舔食蚂蚁的结果。食蚁兽的舌头之所以细长，是长期舔食蚂蚁的结果。二、现代生物进化理论的基础二、现代生物进化理论的基础达尔文的自然选择学说达尔文的自然选择学说（1 1）主要内容：）主要内容：过度繁殖：过度繁殖：生存斗争：生存斗争：遗传变异遗传变异 适者生存：适者生存：过度繁殖过度繁殖生存斗争生存斗争遗传变异遗传变异适者生存适者生存选择的基础选择的基础选择的动力选择的动力 进化的内因进化的内因 选择的结果选择的结果 （2 2）内在联系：）内在联系：长颈鹿长颈鹿的祖先的祖先过度繁殖过度繁殖生存斗争生存斗争长颈、长

3、肢个体长颈、长肢个体 （遗传积累遗传积累）适者生存适者生存现代长颈鹿现代长颈鹿（变异变异）长颈、长肢个体长颈、长肢个体短颈、短肢个体短颈、短肢个体自然选择自然选择利用利用达尔文的观点达尔文的观点解释长颈鹿为什么脖子长？解释长颈鹿为什么脖子长？（4 4）评价）评价局限性：局限性：a a、对遗传和变异的本质不能做出科学的对遗传和变异的本质不能做出科学的解释。解释。b b、对进化原因的解释对进化原因的解释局限于个体水平。局限于个体水平。C C、强调物种形成的渐变过程，不能解释、强调物种形成的渐变过程，不能解释物种大爆发现象。物种大爆发现象。先进性：先进性：科学的解释了生物进化的原因，和生物多科学的解

4、释了生物进化的原因，和生物多样性形成的原因。样性形成的原因。对应例题：对应例题：1 1、根据达尔文的生物进化学说，下列根据达尔文的生物进化学说，下列叙述中错误的是（叙述中错误的是（ ） A A、狗的牙齿坚硬，是长期磨练出来的、狗的牙齿坚硬，是长期磨练出来的 B B、田鼠打洞和夜出活动是自然选择的结果、田鼠打洞和夜出活动是自然选择的结果 C C、有一种猫头鹰因视力弱，行动迟缓，捉不到、有一种猫头鹰因视力弱，行动迟缓，捉不到老鼠而被淘汰老鼠而被淘汰 D D、狼和鹿能迅速奔跑，是两者之间选择的结果、狼和鹿能迅速奔跑，是两者之间选择的结果A A对应例题：对应例题：2 2、抗流感的疫苗，每过几年就抗流感

5、的疫苗，每过几年就要更换新的种类，因为流感病毒又对旧的疫要更换新的种类，因为流感病毒又对旧的疫苗产生了高度的抗性，这种抗性最好的解释苗产生了高度的抗性，这种抗性最好的解释是（是（ ）A A、病毒的获得性遗传、病毒的获得性遗传B B、病毒某些结构的用进废退、病毒某些结构的用进废退C C、由于选择作用，使对疫苗有抗性的病毒、由于选择作用，使对疫苗有抗性的病毒被保留下来并扩大繁殖被保留下来并扩大繁殖D D、由于生殖隔离造成、由于生殖隔离造成C C现代生物进化理论的主要内容一、种群是生物进化的基本单位一、种群是生物进化的基本单位, ,生物进生物进化的实质在于种群基因频率的改变。化的实质在于种群基因频率

6、的改变。1、种群的概念、种群的概念:种群是指生活在一定的种群是指生活在一定的时间时间和和空空间间内的内的同种同种生物生物全部全部个体的总和。个体的总和。三个强三个强调调“时间时间”和和“空间空间”，即种，即种群具有一定的群具有一定的 时空限制，离时空限制，离开一定的空间和时间的种群开一定的空间和时间的种群是不存在的是不存在的 。生物繁殖的基本单位生物繁殖的基本单位；生生物进化的基本单位。物进化的基本单位。“同种同种”和和“全部全部”两个要素两个要素两个条两个条件件两个方两个方面面基因型频率基因型频率：在一个种群基因库中，在一个种群基因库中，某某种种基因基因型型占占全部全部个体个体的比率的比率。

7、 基因频率基因频率该基因的总数该基因的总数 / / 该等位基因的总数该等位基因的总数基因型频率基因型频率该基因型个体数该基因型个体数 / / 该种群个体总数该种群个体总数基因频率基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。等位基因数的比率。例例: :在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因是在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因是A A，决定翅色为，决定翅色为褐色的基因为褐色的基因为a a，从种群中随机抽出，从种群中随机抽出100100个个体，测知基因型为个个体，测知基因型为AAAA、AaAa和和aaaa的个体分别是的个体分别是3030、6060和

8、和1010个。那么个。那么A A和和a a的基因频率的基因频率是多少是多少? ?解解: :A A基因的基因频率为基因的基因频率为: :a a基因的基因频率为：基因的基因频率为：= 40%= 40% =30/100=30/100100%100% +1/2+1/260/10060/100100% = 60%100% = 60% =10/100=10/100100%100% +1/2+1/260/10060/100100% = 40%100% = 40%A%=100%100%2AAAa2(AAAaaa)a%=基因频率基因频率= =某基因的数目某基因的数目全部等位基因的总数全部等位基因的总数= =纯合

9、子频率纯合子频率+1/2+1/2杂合子频率杂合子频率 100% 100%= 60%= 60%2aaAa2(AAAaaa)100%100%已知基因型频率算配子中的基因频率已知基因型频率算配子中的基因频率假设的昆虫群体满足以下五个条件：昆虫群体数量足够大，昆虫群体数量足够大，全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，没有迁入与迁出，没有迁入与迁出，自然选择对自然选择对A A、a a控制的翅型性状没有作用控制的翅型性状没有作用也没有基因突变和染色体变异。也没有基因突变和染色体变异。亲代亲代子一代子一代 子二代子二代子三代子三代基因型基因型频率频率AA30%A

10、a60%aa10%基因频基因频率率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16% 36%24%16%AAAaAa24%aaA 60%a 40%卵子A 60%a 40%精子其中其中p p代表代表A A基因的频率，基因的频率，q q代表代表a a基因的频率。基因的频率。则：则：p+q=1p+q=1，并得出：并得出：p p2 2代表代表AAAA的频率的频率， q2q2代表代表aaaa的频率的频率， 2pq2pq代表代表杂合子杂合子AaAa的频率的频率。已知基因频率算下一代的基因型频率已知基因频率算下一代的基因型频率 由此可见，如果满足上述五

11、个条件，则亲代和子由此可见，如果满足上述五个条件，则亲代和子代每一种基因的频率都不会改变，到下一代也是如此，代每一种基因的频率都不会改变，到下一代也是如此，也就是说基因频率可以代代保持稳定不变。这就是也就是说基因频率可以代代保持稳定不变。这就是哈哈迪温伯格平衡迪温伯格平衡，也叫遗传平衡定律。，也叫遗传平衡定律。 但是，在实际中，这样的平衡是不存在的。但是，在实际中，这样的平衡是不存在的。 种群基因频率的改变是客观的，亲代和子代之种群基因频率的改变是客观的，亲代和子代之间基因频率的差异可能是微妙的，但经过代代的遗间基因频率的差异可能是微妙的，但经过代代的遗传，当这一差异由量变的积累而达到质的差异

12、时，传，当这一差异由量变的积累而达到质的差异时，该种群就渐变成另外一个不同的种群了。所以从理该种群就渐变成另外一个不同的种群了。所以从理论上分析，论上分析，。4、生物进化的实质是基因频率的改变、生物进化的实质是基因频率的改变 表面看，自然选择是对一个个生物个体的表面看，自然选择是对一个个生物个体的选择，实质上是对个体所包含的变异进行选择。选择，实质上是对个体所包含的变异进行选择。从现代分子遗传水平看，自然选择实质上是对从现代分子遗传水平看，自然选择实质上是对变异所对应的基因的选择，从而改变着群体中变异所对应的基因的选择，从而改变着群体中不同基因的基因频率。不同基因的基因频率。 所以，生所以，生

13、物进化的过物进化的过程的实质是程的实质是种群基因频种群基因频率发生变化率发生变化的过程。的过程。【变式训练】【变式训练】据调查，某小学的学生中，据调查，某小学的学生中，基因型的比例为基因型的比例为X XB BX XB B(42%)(42%)、X XB BX Xb b(6%)(6%)、X Xb bX Xb b(2%)(2%)、X XB BY(46%)Y(46%)、X Xb bY(4%)Y(4%)，则在该小学，则在该小学X XB B和和X Xb b的基因频率分别约为的基因频率分别约为( )( )A.6%A.6%、94% B.91%94% B.91%、9%9%C.78%C.78%、22% D.69%

14、22% D.69%、31%31%B .(2010年高考天津卷年高考天津卷)某地区从某地区从1964年开始使用杀虫剂杀灭年开始使用杀虫剂杀灭蚊子幼虫，至蚊子幼虫，至1967年中期停用。如图是五年间蚊子幼虫基年中期停用。如图是五年间蚊子幼虫基因型频率变化曲线。因型频率变化曲线。R表示杀虫剂抗性基因，表示杀虫剂抗性基因，S表示野生敏表示野生敏感型基因。感型基因。 据图回答：据图回答： (1)R基因的出现是基因的出现是_ _的结果。的结果。 (2)在在RR基因型频率达到峰值时，基因型频率达到峰值时， RS、SS基因型频率分别为基因型频率分别为4%和和1%， 此时此时R基因的频率为基因的频率为_。(3)

15、1969年中期年中期RR基因型几近消失，表明在基因型几近消失，表明在_的环境条件下，的环境条件下，RR基因型幼虫比基因型幼虫比SS基因型幼虫的生存适应基因型幼虫的生存适应能力能力_。(4)该地区从此不再使用杀虫剂。预测未来种群中，最终频率该地区从此不再使用杀虫剂。预测未来种群中，最终频率最高的基因型是最高的基因型是_，原因是，原因是_。基因突变基因突变97%不再使用杀虫剂不再使用杀虫剂低低SS在不使用杀虫剂环境下，持续的选择作用使在不使用杀虫剂环境下，持续的选择作用使R基因频率越来越低基因频率越来越低影响种群基因频率变化的根本原因是什么？影响种群基因频率变化的根本原因是什么？变异变异 变异的类

16、型有那些？变异的类型有那些？不能遗传的变异不能遗传的变异可遗传的变异可遗传的变异基因突变基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组突变突变 自然界，生物自发突变的频率很低，而且自然界，生物自发突变的频率很低，而且突变大多数是有害的，为什么还能够作为生突变大多数是有害的，为什么还能够作为生物进化的原材料的呢？物进化的原材料的呢？ 果蝇约有果蝇约有104对基因，假定每个基因的突对基因，假定每个基因的突变率是变率是105，一个约有，一个约有109个果蝇的种群每个果蝇的种群每一代出现的基因突变率是？一代出现的基因突变率是？2 210104 410105 510109 92 210108 8（二）突变

17、和基因重组产生进化的原材料（二）突变和基因重组产生进化的原材料2、突变的有害和有利并不是绝对的，、突变的有害和有利并不是绝对的， 它取决于生物的生存环境。它取决于生物的生存环境。3、突变和基因重组只产生生物进化的原材料，、突变和基因重组只产生生物进化的原材料， 不能决定生物进化的方向。不能决定生物进化的方向。1、种群是由许多个体组成的，每个个体的每个、种群是由许多个体组成的，每个个体的每个细胞内都有成千上万个基因，这样，每一代就会细胞内都有成千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的突变产生大量的突变（二）突变和基因重组产生进化的原材料（二）突变和基因重组产生进化的原材料 19世纪，桦尺蠖种群中

18、黑色世纪，桦尺蠖种群中黑色基因（基因（S）频率为）频率为5%，浅灰色，浅灰色基因（基因（s）频率为）频率为95% 20世纪，桦尺蠖种群中黑世纪，桦尺蠖种群中黑色基因（色基因（S）频率为）频率为95%，浅灰色基因（浅灰色基因（s）频率为）频率为5%（三）自然选择决定生物进化的方向。（三）自然选择决定生物进化的方向。18701870年桦尺蠖的基因型频率为年桦尺蠖的基因型频率为SS 10% SS 10% ； Ss 20%Ss 20%； ss ss 70%70%，在树干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于，在树干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少浅色桦尺蠖

19、的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%10%，黑色个体每年增加黑色个体每年增加10%10%，以后的几年内，桦尺蠖种群每，以后的几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？年的基因型频率与基因频率是多少呢？第第1年年 第第2年年第第3年年第第4年年基因基因型频型频率率SS10%10%11.5%11.5%Ss20%20%22.9%22.9%ss70%70%65.6%65.6%基因基因频率频率S20%20%23%23%s80%80%77%77%13.1%升高升高26%60.9%26.1%73.9%14.6%29.3%56.1%29.3%70.7%降低降低自然选择对基因频率变化的影响自然选

20、择对基因频率变化的影响(1)(1)在这个探究实验中根据上面的数据分析，变黑的环境对桦尺在这个探究实验中根据上面的数据分析，变黑的环境对桦尺蠖产生了什么样的影响？变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的出生率蠖产生了什么样的影响？变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的出生率有影响吗？有影响吗？(2)(2)在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？ 变黑的环境使控制浅色的变黑的环境使控制浅色的s s基因频率减少基因频率减少,S,S基因频率基因频率增加增加 许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食敌捕食 天敌看到的是桦尺蠖

21、的体色（表现型）而不是控天敌看到的是桦尺蠖的体色（表现型）而不是控制体色的基因制体色的基因（一）物种（一）物种物种：指能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代物种：指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，简称的一群生物，简称“种种”。全世界的人都是一个物种吗全世界的人都是一个物种吗？人都是一个物种，无论白人黑人黄种人结婚，人都是一个物种，无论白人黑人黄种人结婚，都能产生具有生殖能力的后代。都能产生具有生殖能力的后代。马跟驴是一个物种吗？马跟驴是一个物种吗？地理隔离地理隔离: :不同物种之间一般是不能够相互交配的，不同物种之间一般是不能够相互交配的，即使交配成功，也即使交配成功，也

22、不能够产生可育的后不能够产生可育的后代代，这种现象叫生殖隔离。，这种现象叫生殖隔离。生殖隔离：生殖隔离：由于由于地理上的障碍地理上的障碍使得同种生物的不同使得同种生物的不同种群间不能够发生基因交流的现象。种群间不能够发生基因交流的现象。（二）隔离（二）隔离种类种类指指不同种群间不同种群间的个体，在自然条件下的个体，在自然条件下基因不能自由基因不能自由交流交流的现象。的现象。概念：概念：东北虎和华南虎之东北虎和华南虎之间存在什么隔离？间存在什么隔离？马和驴之间存在什马和驴之间存在什么隔离？么隔离？地理隔离地理隔离生殖隔离生殖隔离长期长期加拉帕戈斯群岛的地雀加拉帕戈斯群岛的地雀 由于地理隔离而形成

23、生殖隔离，形成了不由于地理隔离而形成生殖隔离，形成了不同的物种。同的物种。其过程十分缓慢其过程十分缓慢! !物种形成的比较常见的方式：物种形成的比较常见的方式：不同小岛上的植被不同，不同小岛上的植被不同，果实大小不同所致。果实大小不同所致。有时无需地理隔离也能形成新物种有时无需地理隔离也能形成新物种 在自然界里还在自然界里还存在另一种物种形存在另一种物种形成方式，它往往只成方式，它往往只需要几代甚至一代需要几代甚至一代就完成了，而且不就完成了，而且不需经过地理隔离。需经过地理隔离。例如，多倍体植物例如，多倍体植物的形成就是如此。的形成就是如此。自然界里几平将近自然界里几平将近一半的被子植物和一

24、半的被子植物和某些栽培作物就是某些栽培作物就是这样形成的。这样形成的。AABBCC（普通小麦）（普通小麦）DD（黑麦）（黑麦）ABC配子D配子ABCD（不育）AABBCCDD（八倍体小黑麦）（八倍体小黑麦）（可育）秋水仙素处理例：八倍体小黑麦的培育总结种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位突变和基因重组、自然选择及隔离是物种突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节形成过程的三个基本环节（突变和基因重（突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，隔离是

25、新物种形成的必要条件）。方向，隔离是新物种形成的必要条件）。生物进化的实质在于种群基因频率的改变。生物进化的实质在于种群基因频率的改变。 以自然选择学说为核心的以自然选择学说为核心的现代生物进化理论现代生物进化理论的基本观点是：的基本观点是：区别区别联系联系概念概念范围范围判断标准判断标准物种物种能够在自然状态能够在自然状态下相互交配并且下相互交配并且产生可育后代的产生可育后代的一群生物一群生物不同区域的不同区域的同种生物的同种生物的不同种群不同种群不同物种不同物种存在生殖存在生殖隔离隔离同一物种同一物种是由不同的是由不同的种群构成；种群构成；同一物种同一物种的不同种群的不同种群在一定条件在一

26、定条件下可以进行下可以进行基因交流基因交流。种群种群生活在一定区域生活在一定区域的同种生物的全的同种生物的全部个体部个体较小范围的较小范围的同种生物的同种生物的全部个体全部个体不存在生不存在生殖隔离殖隔离物种与种群的比较物种与种群的比较 种群与物种的关系种群与物种的关系 一个物种可以包括许多种群，如同一种鲫鱼可以一个物种可以包括许多种群，如同一种鲫鱼可以生活在不同的池塘、湖泊等，形成一个个被陆地隔生活在不同的池塘、湖泊等，形成一个个被陆地隔离的种群。离的种群。 同一物种的许多种群之间存在地理隔离，长期发同一物种的许多种群之间存在地理隔离，长期发展下去可能形成不同的亚种，进而形成许多个新物展下去

27、可能形成不同的亚种，进而形成许多个新物种。种。 二者关系如图所示：二者关系如图所示：物种形成与生物进化的比较物种形成与生物进化的比较内容内容物种形成物种形成生物进化生物进化标志标志出现生殖隔离出现生殖隔离基因频率改变基因频率改变变化后生物变化后生物与生物关系与生物关系属于不同物种属于不同物种可能属于同一物种可能属于同一物种二者关系二者关系生物进化的实质是种群基因频率的改变，这生物进化的实质是种群基因频率的改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种的界限，种改变可大可小，不一定会突破物种的界限，即生物进化不一定导致物种的形成；进化是量即生物进化不一定导致物种的形成；进化是量变，物种形成是质变；变，

28、物种形成是质变；新物种的形成是长期进化的结果。新物种的形成是长期进化的结果。 任何一个物种都不是任何一个物种都不是单独单独进化的。进化的。 不同不同_之间、之间、_与与_之间在相互影响之间在相互影响中不断进化和发展，这就是中不断进化和发展，这就是共同进化。共同进化。物种物种生物生物无机环境无机环境共同进化的含义共同进化的含义1： 不同物种间的共同进化不同物种间的共同进化根瘤菌：根瘤菌： 与豆科植物共生，形成与豆科植物共生，形成根瘤并固定空气中的氮气供根瘤并固定空气中的氮气供植物营养的一类杆状细菌。植物营养的一类杆状细菌。 地球形成地球形成时原始大气时原始大气中是没有氧中是没有氧气的，但是气的，

29、但是随着光合细随着光合细菌的出现，菌的出现，使得大气中使得大气中有了氧气有了氧气共同进化的含义共同进化的含义2： 生物和无机环境间也存在共同进化。生物和无机环境间也存在共同进化。1 1、内容：、内容：基因多样性基因多样性物种多样性物种多样性生态系统多样性生态系统多样性（3 3层次）层次）2 2、形成生物多样性的原因：、形成生物多样性的原因：长期自然选择、长期自然选择、共同进化共同进化达到结果达到结果3 3、研究生物进化的主要依据：、研究生物进化的主要依据： 化石化石从原核生物到真核生物，从原核生物到真核生物，从无性生殖到有性生殖，从无性生殖到有性生殖，由简单到复杂，由简单到复杂，由水生到陆生，

30、由水生到陆生，由低等到高等。由低等到高等。地球上最早出现的生物是：地球上最早出现的生物是：厌氧单细胞生物厌氧单细胞生物 生物进化是如此复杂的，现有的进化理生物进化是如此复杂的，现有的进化理论所不能解释的问题比已经解释的问题还要论所不能解释的问题比已经解释的问题还要多，因此现代生物进化理论是不断发展的。多，因此现代生物进化理论是不断发展的。中性进化理论：中性进化理论：“间断平衡学间断平衡学”理论：理论：现代生物进化理论的基本观点现代生物进化理论的基本观点（1 1）生物进化的基本单位）生物进化的基本单位种群。种群。（2 2）生物进化的原材料）生物进化的原材料突变和基因重组。突变和基因重组。（3 3

31、）生物进化的方向）生物进化的方向取决于自然选择。取决于自然选择。（4 4）生物进化的实质）生物进化的实质种群基因频率的定向改变。种群基因频率的定向改变。（5 5）物种形成过程的三个基本环节）物种形成过程的三个基本环节突变和基因突变和基因重组、自然选择及隔离，其中隔离是新物种形成的必重组、自然选择及隔离，其中隔离是新物种形成的必要条件。要条件。（6 6）新物种形成的标志）新物种形成的标志产生生殖隔离。产生生殖隔离。【典例训练【典例训练1 1】（20122012蚌埠模拟）下列关于现代生物进蚌埠模拟）下列关于现代生物进化理论的说法不正确的是化理论的说法不正确的是( )( )A A自然选择作用原理的研究是以种群为基本单位进行的自然选择作用原理的研究是以种群为基本单位进行的B B突变和基因重组使种群产生不定向的变异，因而造成突变和基因重组使种群产生不定向的变异，因而造成种群的基因频率发生定向改变种群的基因频率发生定向改变C C经过长期的地理隔离，最后出现生殖隔离，是导致新经过长期的地理隔离，最后出现生殖隔离，是导致新物种形成的常见方式物种形成的常见方式D D生物与生物、生物与环境的共同进化，导致生物多样