高中生物 第七章 现代生物进化理论 第2节 现代生物进化理论的主要内容课件 新人教必修2

1、第第2 2节节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容第七章第七章 现代生物进化理论现代生物进化理论第一篇第一篇 教材同步导学篇教材同步导学篇一、知识准备一、知识准备1达尔文自然选择学说的局限性达尔文自然选择学说的局限性(1)对于遗传和变异的本质，不能做出科学的解释。对于遗传和变异的本质，不能做出科学的解释。(2)生物进化的解释也局限于个体水平。生物进化的解释也局限于个体水平。(3)达尔文强调物种形成都是渐变的结果，不能很好地解释物达尔文强调物种形成都是渐变的结果，不能很好地解释物种大爆发等现象。种大爆发等现象。2等位基因是指位于同源染色体的相同位置，控制着一对等位基因是指位于同

2、源染色体的相同位置，控制着一对相对性状的基因。相对性状的基因。3生物的表现型是指生物个体表现出来的性状，与表现型生物的表现型是指生物个体表现出来的性状，与表现型有关的基因组成叫做基因型。有关的基因组成叫做基因型。二、课标要求二、课标要求1理解种群、种群基因库、基因频率等概念。理解种群、种群基因库、基因频率等概念。2掌握现代生物进化理论的主要内容。掌握现代生物进化理论的主要内容。3举例说明共同进化和生物多样性形成的原因。举例说明共同进化和生物多样性形成的原因。4会运用数学方法进行种群基因频率的计算。会运用数学方法进行种群基因频率的计算。一、自主初探一、自主初探1种群是生物进化的基本单位种群是生物

3、进化的基本单位(阅读阅读P114115)(1)种群种群概念：生活在一定区域的概念：生活在一定区域的_生物的生物的_构构成一个种群。成一个种群。特点：是生物进化的特点：是生物进化的_，彼此之间可以交，彼此之间可以交配，并通过繁殖将配，并通过繁殖将_传给后代。传给后代。同种同种全部个体全部个体基本单位基本单位各自的基因各自的基因(2)基因库与基因频率：基因库与基因频率：4隔离与物种形成隔离与物种形成(阅读阅读P119122)(1)物种：能够在物种：能够在_下相互交配并且产生下相互交配并且产生_的一群生物。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自隔离：不同种群间的个体，在自然

4、条件下基因不能自由交流的现象。包括生殖隔离和地理隔离，生殖隔离是指由交流的现象。包括生殖隔离和地理隔离，生殖隔离是指不同物种间生物不能相互交配或即使交配成功，也不能产不同物种间生物不能相互交配或即使交配成功，也不能产生可育后代的现象；地理隔离是同种生物由于地理上的障生可育后代的现象；地理隔离是同种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。象。自然状态自然状态可育后代可育后代(3)隔离在物种形成中的作用隔离在物种形成中的作用新物种的形成过程：新物种的形成过程：结论：结论：_是形成新物种的必要条件。是形成新物种的必要条

5、件。隔离隔离5共同进化与生物多样性的形成共同进化与生物多样性的形成(阅读阅读P123126)(1)共同进化共同进化概念：概念：(2)生物多样性的形成生物多样性的形成内容：内容：形成原因：生物的形成原因：生物的_。共同进化共同进化进化历程：进化历程：探究一种群基因频率的改变与生物进化探究一种群基因频率的改变与生物进化二、疑问探究二、疑问探究1判断下列所述情况是否是一个种群，并说明理由。判断下列所述情况是否是一个种群，并说明理由。(1)一个池塘中的所有鱼类。一个池塘中的所有鱼类。(2)甲地池塘中的鲤鱼和乙地池塘中的鲤鱼。甲地池塘中的鲤鱼和乙地池塘中的鲤鱼。(3)一个池塘中的所有成年鲤鱼。一个池塘中

6、的所有成年鲤鱼。提示提示都不是。都不是。(1)不是同种生物；不是同种生物；(2)不是同一区域；不是同一区域；(3)不是所有个体。不是所有个体。2生物进化的实质是什么？如何判断一个种群是否发生物进化的实质是什么？如何判断一个种群是否发生了进化？生了进化？提示提示进化的实质是种群基因频率的改变。判断的依据进化的实质是种群基因频率的改变。判断的依据是种群基因频率是否发生改变。是种群基因频率是否发生改变。3种群的基因库是一直不变的吗？种群的基因库是一直不变的吗？提示提示不是。基因突变、染色体变异、自然选择、种群不是。基因突变、染色体变异、自然选择、种群个体的迁入、迁出等都会使种群的基因库发生改变。个体

7、的迁入、迁出等都会使种群的基因库发生改变。三、新知破解三、新知破解1种群的基因库种群的基因库(1)每个种群都有自己的基因库。每个种群都有自己的基因库。(2)种群中每个个体所含的基因，只是种群基因库的一个种群中每个个体所含的基因，只是种群基因库的一个组成部分。组成部分。(3)个体携带的基因随着个体的死亡而从基因库中消失，个体携带的基因随着个体的死亡而从基因库中消失，随着繁殖把自身的一部分基因传给后代，通过突变使新基随着繁殖把自身的一部分基因传给后代，通过突变使新基因进入基因库，所以基因库在代代相传的过程中保持和发因进入基因库，所以基因库在代代相传的过程中保持和发展。展。由以上公式可得出结论：一对

8、等位基因中某基因的频率由以上公式可得出结论：一对等位基因中某基因的频率该基因纯合子的基因型频率该基因纯合子的基因型频率1/2杂合子的基因型频率。杂合子的基因型频率。(3)根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率。根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率。遗传平衡定律：遗传平衡定律：在一个有性生殖的自然种群中，在符合以下在一个有性生殖的自然种群中，在符合以下5个条件的情个条件的情况下，各等位基因的频率和基因型频率在一代一代的遗传中况下，各等位基因的频率和基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的，或者说是保持着基因平衡的。这是稳定不变的，或者说是保持着基因平衡的。这5个条件是：个条件是：a种群是极

9、大的；种群是极大的；b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；c没有突变发生；没有突变发生；d没有新基因加入；没有新基因加入；e没有自然选没有自然选择。择。基因频率与基因型频率的特点：基因频率与基因型频率的特点：设设A频率为频率为p，a频率为频率为q，则，则pq1。即：即：AA%p2，Aa%2pq，aa%q2。实例：若已知实例：若已知AA的基因型频率为的基因型频率为m，则，则A的基因频率的基因频率为为 。探究二隔离与物种的形成探究二隔离与物种的形成二、疑问探究二、疑问探究1物种的形成是否必须要经过隔离？是否必须要经过地理物种的形成是否必须要经过隔离？是否必须要经过地理隔离？隔离

10、？提示提示必须要经过隔离，但可以不经过地理隔离。二倍体西必须要经过隔离，但可以不经过地理隔离。二倍体西瓜经秋水仙素诱导成四倍体西瓜就形成了不同的物种。瓜经秋水仙素诱导成四倍体西瓜就形成了不同的物种。2如何判断两种动物是否是同一物种？如何判断两种动物是否是同一物种？提示提示设计杂交实验，看是否能产生可育后代，即是否存在设计杂交实验，看是否能产生可育后代，即是否存在生殖隔离。若产生可育后代则为同一物种，否则不是。生殖隔离。若产生可育后代则为同一物种，否则不是。3生物的进化是否一定会形成新的物种？生物的进化是否一定会形成新的物种？提示提示不一定，关键看是否产生生殖隔离。不一定，关键看是否产生生殖隔离

11、。三、新知破解三、新知破解1地理隔离和生殖隔离的比较地理隔离和生殖隔离的比较(1)图中图中A属于地理隔离，一旦发生某种地质变化，两个属于地理隔离，一旦发生某种地质变化，两个分开的小种群重新相遇，可以再融合在一起。分开的小种群重新相遇，可以再融合在一起。(2)图中图中B属于生殖隔离，一旦形成就保持物种间基因的属于生殖隔离，一旦形成就保持物种间基因的不可交流性，从而保证了物种的相对稳定。不可交流性，从而保证了物种的相对稳定。地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成的质变阶段。的质变阶段。2物种形成的方式物种形成的方式(1)渐变式：渐变式：(2

12、)爆发式：爆发式：爆发式物种形成是在一个较短时间内完成的，主要起源爆发式物种形成是在一个较短时间内完成的，主要起源于个体的染色体变异或远缘杂交以及染色体加倍等，如六于个体的染色体变异或远缘杂交以及染色体加倍等，如六倍体普通小麦的形成。倍体普通小麦的形成。3物种形成与生物进化的关系物种形成与生物进化的关系内容物种形成生物进化标志生殖隔离出现基因频率改变变化后生物与原生物关系属于不同物种可能属于一个物种二者关系生物进化的实质是基因频率改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种的界限，生物进化不一定导致新物种的形成探究三共同进化与生物多样性的形成探究三共同进化与生物多样性的形成二、疑问探究二、疑问探究

13、1请用生物进化论的观点分析生物多样性形成的原因。请用生物进化论的观点分析生物多样性形成的原因。提示提示生物多样性的形成是多种多样的环境对生物不定向生物多样性的形成是多种多样的环境对生物不定向变异进行选择的结果。变异进行选择的结果。2根据你的理解，分析三种生物多样性之间的关系。根据你的理解，分析三种生物多样性之间的关系。提示提示基因多样性是形成物种多样性和生态系统多样性的基因多样性是形成物种多样性和生态系统多样性的基础，反过来物种多样性和生态系统多样性又影响基因多样基础，反过来物种多样性和生态系统多样性又影响基因多样性。性。3物种之间的共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现物种之间的共同进化都是

14、通过物种之间的生存斗争实现的吗？的吗？提示提示不是。物种之间的共同进化有通过种间互助实现的，不是。物种之间的共同进化有通过种间互助实现的，如某种兰花和专门给它传粉的蛾；也有通过种间斗争实现的，如某种兰花和专门给它传粉的蛾；也有通过种间斗争实现的，如猎豹和斑马。如猎豹和斑马。三、新知破解三、新知破解1生物多样性的内容生物多样性的内容(1)基因多样性：由于生物存在各种各样的变异，并且变异是基因多样性：由于生物存在各种各样的变异，并且变异是不定向的，进而出现了基因多样性。不定向的，进而出现了基因多样性。(2)物种多样性：基因的多样性决定了蛋白质的多样性，基因物种多样性：基因的多样性决定了蛋白质的多样

15、性，基因多样性是形成物种多样性的根本原因，蛋白质多样性是形成物多样性是形成物种多样性的根本原因，蛋白质多样性是形成物种多样性的直接原因。种多样性的直接原因。(3)生态系统多样性：生态系统是由生物和非生物的环境生态系统多样性：生态系统是由生物和非生物的环境共同组成的，所以物种的多样性和无机环境的多样性共同共同组成的，所以物种的多样性和无机环境的多样性共同组成了生态系统的多样性。组成了生态系统的多样性。2生物多样性的形成过程生物多样性的形成过程3共同进化中物种之间及生物与无机环境之间的相互共同进化中物种之间及生物与无机环境之间的相互影响影响(1)范围：生物与生物之间的共同进化仅发生在不同物种范围：

16、生物与生物之间的共同进化仅发生在不同物种之间，同种生物之间不存在共同进化。之间，同种生物之间不存在共同进化。(2)物种之间的共同进化有的是通过种间互助实现的，如物种之间的共同进化有的是通过种间互助实现的，如某种兰花和专门给它传粉的蛾；有的是通过种间斗争实现某种兰花和专门给它传粉的蛾；有的是通过种间斗争实现的，如猎豹与斑马。的，如猎豹与斑马。(3)无机环境的选择作用可定向改变种群的基因频率，导无机环境的选择作用可定向改变种群的基因频率，导致生物朝着一定方向进化；生物的进化反过来又会影响无致生物朝着一定方向进化；生物的进化反过来又会影响无机环境。机环境。4生物进化历程中的三个关键点：生物进化历程中

17、的三个关键点：(1)真核生物出现以后有性生殖方式的出现：生物进化速度明真核生物出现以后有性生殖方式的出现：生物进化速度明显加快。显加快。(2)寒武纪大爆发：形成生态系统的第三极，对植物的进化产寒武纪大爆发：形成生态系统的第三极，对植物的进化产生重要影响。生重要影响。(3)原始陆生植物和原始两栖类的出现：生物的登陆改变了陆原始陆生植物和原始两栖类的出现：生物的登陆改变了陆地环境，陆地上复杂的环境为生物的进化提供了广阔的舞台。地环境，陆地上复杂的环境为生物的进化提供了广阔的舞台。特别提醒特别提醒生物进化的发展提示生物进化的发展提示生物的共同进化不仅是生物与生物之间的相互影响，而且生物的共同进化不仅

18、是生物与生物之间的相互影响，而且还包括生物与无机环境之间的相互影响。还包括生物与无机环境之间的相互影响。以自然选择为核心的进化理论不是无懈可击的，对生物大以自然选择为核心的进化理论不是无懈可击的，对生物大爆发等问题不能够解释。爆发等问题不能够解释。考向一种群基因频率的改变与生物进化考向一种群基因频率的改变与生物进化例例1 1万年前，科罗拉多大峡谷中的松鼠被一条河流分万年前，科罗拉多大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成两个种群两个种群现在已经发生明显的分化。研究人隔成两个种群两个种群现在已经发生明显的分化。研究人员指出，经过长期演化可能形成两个物种，如图所示。请分员指出，经过长期演化可能形成两个物种，

19、如图所示。请分析回答下列问题。析回答下列问题。(1)结合现代生物进化理论分析可知，结合现代生物进化理论分析可知，b的实质变化是的实质变化是_。(2)的存在说明了的存在说明了_。(3)原松鼠种群中黑毛基因原松鼠种群中黑毛基因A的基因频率为的基因频率为50%。环境变化。环境变化后，峡谷北侧山高林密，生活于其中的松鼠种群中基因型为后，峡谷北侧山高林密，生活于其中的松鼠种群中基因型为AA、Aa的个体数量在一年后各增加的个体数量在一年后各增加20%，基因型为，基因型为aa的个体的个体数量减少数量减少20%。则一年后。则一年后a的基因频率为的基因频率为_，基因型为，基因型为aa的个体的比例为的个体的比例为

20、_。思路点拨思路点拨解析解析松鼠种群在不同的环境选择下进化，产生各种特松鼠种群在不同的环境选择下进化，产生各种特异性变异，导致种群基因频率发生差异性变化，直至成为异性变异，导致种群基因频率发生差异性变化，直至成为不同物种。由题意可知，不同物种。由题意可知，A的基因频率为的基因频率为50%，则原来种群，则原来种群中中AA、Aa、aa的基因型频率分别为的基因型频率分别为25%、50%、25%，可，可设其分别为设其分别为25只、只、50只、只、25只，则一年后种群中基因型为只，则一年后种群中基因型为AA、Aa、aa的个体数量分别为的个体数量分别为30只、只、60只、只、20只，其基因只，其基因型频率

21、分别为型频率分别为27.27%、54.55%、18.18%，所以此时，所以此时a的基的基因频率为因频率为45.45%。答案答案(1)种群基因频率的改变种群基因频率的改变(2)变异是不定向的变异是不定向的(3)45.45%18.18%【方法规律方法规律】基因型频率与基因频率的不对应性基因型频率与基因频率的不对应性基因频率相同的两个种群，它们的基因型频率不一定相基因频率相同的两个种群，它们的基因型频率不一定相同。同。当基因型频率发生改变时，基因频率不一定发生改变。当基因型频率发生改变时，基因频率不一定发生改变。考向二隔离与物种的形成考向二隔离与物种的形成例例2如图是我国黄河两岸如图是我国黄河两岸a

22、、b、c、d 4个物种及其演化个物种及其演化关系的模型，请据图分析下列说法错误的是关系的模型，请据图分析下列说法错误的是()A由由a物种进化为物种进化为b、c两个物种经历了从地理隔离到生两个物种经历了从地理隔离到生殖隔离的过程殖隔离的过程B黄河北岸的黄河北岸的b物种迁移到黄河南岸后，不与物种迁移到黄河南岸后，不与c物种进物种进化为同一物种，其原因在于二者间已形成生殖隔离化为同一物种，其原因在于二者间已形成生殖隔离Cc物种的种群基因频率发生了变化，则该物种一定在物种的种群基因频率发生了变化，则该物种一定在进化进化D判断判断d物种是否是不同于物种是否是不同于b物种的新品种的方法是观物种的新品种的方

23、法是观察两个物种的生物能否交配，并产生后代察两个物种的生物能否交配，并产生后代思路点拨思路点拨解析解析a物种分布在黄河两岸进化为物种分布在黄河两岸进化为b、c两个物种经历两个物种经历了从地理隔离到生殖隔离的过程；了从地理隔离到生殖隔离的过程；b物种迁移到黄河南岸物种迁移到黄河南岸后，与后，与c物种之间存在生殖隔离；生物进化的实质是种群物种之间存在生殖隔离；生物进化的实质是种群基因频率发生了变化，只要种群的基因频率发生了改变，基因频率发生了变化，只要种群的基因频率发生了改变，则生物一定发生了进化；不同物种的生物之间不能交配，则生物一定发生了进化；不同物种的生物之间不能交配，或交配后不能产生或交配

24、后不能产生“可育后代可育后代”。答案答案D【方法规律方法规律】(1)物种形成过程中的地理隔离和生殖隔离分别是量变物种形成过程中的地理隔离和生殖隔离分别是量变和质变过程。和质变过程。(2)生物的进化不一定形成新物种；新物种形成，生物生物的进化不一定形成新物种；新物种形成，生物肯定进化。肯定进化。1种群是指生活在一定区域的同种生物的全部个体。种群是指生活在一定区域的同种生物的全部个体。种群是生物进化的基本单位。种群是生物进化的基本单位。2突变和基因重组产生生物进化的原材料；自然选择突变和基因重组产生生物进化的原材料；自然选择决定生物进化的方向；隔离是物种形成的必要条件。决定生物进化的方向；隔离是物

25、种形成的必要条件。3基因频率是指在一个种群基因库中，某个基因占全基因频率是指在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。连续自交的种群中，基因型频率发部等位基因数的比率。连续自交的种群中，基因型频率发生改变，基因频率不变；种群中雌雄个体自由交配，基因生改变，基因频率不变；种群中雌雄个体自由交配，基因频率不变。基因频率等于纯合子基因型频率与杂合子基因频率不变。基因频率等于纯合子基因型频率与杂合子基因型频率一半的和。型频率一半的和。4基因突变和染色体变异统称为突变。突变和基因重基因突变和染色体变异统称为突变。突变和基因重组产生生物进化的原材料。组产生生物进化的原材料。5生物进化的实质是种群

26、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。6共同进化是不同物种之间、生物与无机环境之间在共同进化是不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。共同进化导致生物多样性的相互影响中不断进化和发展。共同进化导致生物多样性的形成。形成。7生物多样性主要包括基因多样性、物种多样性和生生物多样性主要包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次的内容。态系统多样性三个层次的内容。8生物进化理论不会停滞不前，而是在不断发展。生物进化理论不会停滞不前，而是在不断发展。1对种群概念的正确叙述是对种群概念的正确叙述是()A不同空间中同种生物个体的总和不同空间中同种生物个体的总

27、和B生活在同一地点的同种生物的一群个体生活在同一地点的同种生物的一群个体C一片水田中的所有鱼的总和一片水田中的所有鱼的总和D一个生态环境中有相互关系的动植物的总和一个生态环境中有相互关系的动植物的总和B种群是指生活在同一地点的同种生物的一群个体。其中种群是指生活在同一地点的同种生物的一群个体。其中的的“种种”是生物分类的基本单位。例如：一个池塘中全部的鲤是生物分类的基本单位。例如：一个池塘中全部的鲤鱼是一个种群，包括所有的大鲤鱼、小鲤鱼和鱼苗。这里必须鱼是一个种群，包括所有的大鲤鱼、小鲤鱼和鱼苗。这里必须具体到具体到“鲤鱼鲤鱼”，而不能是，而不能是“鱼鱼”，因为后者还包括其他种类，因为后者还包

28、括其他种类的鱼。的鱼。2某小麦种群中某小麦种群中TT个体占个体占20%，Tt个体占个体占60%，tt个体个体占占20%，由于某种病害导致，由于某种病害导致tt个体全部死亡，则病害发生前个体全部死亡，则病害发生前后该种群中后该种群中T的基因频率分别是的基因频率分别是()A50%、50% B50%、62.5%C62.5%、50% D50%、100%B由题意得出病害发生前由题意得出病害发生前T的基因频率为的基因频率为(20260)20050%；由于某种病害导致；由于某种病害导致tt个体全部死亡，病害发个体全部死亡，病害发生后生后T的基因频率为的基因频率为(20260)(200202)62.5%。3下

29、列关于物种的叙述，不正确的是下列关于物种的叙述，不正确的是()A同一物种的个体之间在自然条件下能够相互交配和同一物种的个体之间在自然条件下能够相互交配和繁殖，并能够产生可育后代繁殖，并能够产生可育后代B经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是物种形成比经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是物种形成比较常见的一种方式较常见的一种方式C区分物种有多种依据，但最主要的是看有无生殖隔区分物种有多种依据，但最主要的是看有无生殖隔离离D不同物种的种群在自然条件下基因不能自由交流不同物种的种群在自然条件下基因不能自由交流C同一物种的个体之间不存在生殖隔离，能产生可育同一物种的个体之间不存在生殖隔离，能产生可育后代；经

30、过地理隔离会使基因库产生差异，长期进化就有后代；经过地理隔离会使基因库产生差异，长期进化就有可能产生生殖隔离；物种的区分依据就是看是否存在生殖可能产生生殖隔离；物种的区分依据就是看是否存在生殖隔离；不同种群间的个体，由于有生殖隔离，所以在自然隔离；不同种群间的个体，由于有生殖隔离，所以在自然条件下基因不能自由交流。条件下基因不能自由交流。4有关现代生物进化理论的叙述，错误的是有关现代生物进化理论的叙述，错误的是()A种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位B自然选择学说是现代生物进化理论的核心自然选择学说是现代生物进化理论的核心C生物进化过程的实质是种群基因频率的改变生物进化过程的实质

31、是种群基因频率的改变D生物进化过程的实质在于有利变异的保存生物进化过程的实质在于有利变异的保存D种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质是种种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质是种群基因频率的改变，在这个过程中有利变异保存而不利变群基因频率的改变，在这个过程中有利变异保存而不利变异被淘汰，从而改变了基因频率。异被淘汰，从而改变了基因频率。5关于共同进化的表述，正确的是关于共同进化的表述，正确的是()A物种可以单独进化物种可以单独进化B捕食者的存在对被捕食者无益捕食者的存在对被捕食者无益C物种之间的共同进化都是通过物种之间的生存斗争物种之间的共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的实现的D一个物种的形成或灭绝，会影响到其他若干物种的一个物种的形成或灭绝，会影响到其他若干物种的进化进化D物种生存在开放的环境中，受生存环境的生物因素物种生存在开放的环境中，受生存环境的生物因素和非生物因素的影响，不能单独进化；捕食者所吃掉的大和非生物因素的影响，不能单独进化；捕食者所吃掉的大多是被捕食者中较弱的个体，有利于种群的生存和发展；多是被捕食者中较弱的个体，有利于种群的生存和发展；物种间共同进化的方