高三生物一轮复习课件生物的进化-1

生物的进化生物

大一轮复习第31讲课标要求1.尝试通过化石记录、比较解剖学证据和胚胎学证据等，说明当今生物具有共同的祖先。2.尝试通过细胞生物学和分子生物学等知识，说明当今生物在新陈代谢、DNA的结构与功能等方面具有许多共同特征。3.举例说明种群内的某些可遗传变异将赋予个体在特定环境中的生存和繁殖优势。4.说明自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境。5.阐明具有优势性状的个体在种群中所占比例将会增加。6.概述现代生物进化理论以自然选择学说为核心，为地球上的生命进化史提供了科学的解释。7.阐述变异、选择和隔离可导致新物种形成。一、生物有共同祖先的证据进化论的发展物种不变论拉马克学说达尔文的进化论现代生物进化理论共同由来自然选择主要组成任务1

阅读教材P100相关内容，完成下图模型：(1)地层中陈列的证据——化石直接沉积岩一、生物有共同祖先的证据任务2

阅读教材P100-104相关内容，梳理证据：(2)当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据器官、系统胚胎的形成DNA和蛋白质枯叶蝶很像一片枯叶。翅色艳丽的蝴蝶以及花纹，可以起到恐吓作用。适应的含义：①生物的形态结构适合完成一定的功能；②生物的形态结构及其功能适合于该生物在一定的环境中生存和繁殖。二、自然选择与适应的形成任务1

下图分别体现了适应的哪层含义，请做出判断：食蚁兽的长舌头有利于它取食蚁穴中的白蚁①②②适应具有普遍性和相对性的特点二、自然选择与适应的形成任务2

结合以下资料，概括雷鸟适应相对性出现的原因：雷鸟在冬季来临之前将羽毛换成白色的，这有利于在白雪皑皑的环境中保护自己，但是如果冬季降雪延迟，已经换成一身白色羽毛的雷鸟反而容易被天敌发现。适应性特征来自遗传，即来源于可遗传的有利变异的逐代积累，是对之前的环境适应的结果。由于环境总是处于不断变化之中，遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾是适应相对性的根本原因。对适应形成的解释二、自然选择与适应的形成物种不变论拉马克学说达尔文的自然选择学说各种生物自古以来就是如此。①用进废退——器官用得越多就越发达，器官废而不用就造成退化。②获得性遗传——用进废退而获得的性状可以遗传给后代。？适应的来源是可遗传的变异，适应是自然选择的结果二、自然选择与适应的形成任务3

结合模型，概括达尔文对适应的形成的解释：在一定环境的选择作用下，可遗传的有利变异会赋予某些个体生存和繁殖的优势，经过代代繁殖，群体中这样的个体就会越来越多，有利变异通过逐代积累而成为显著的适应性特征，进而出现新的生物类型。可遗传的有利变异适应形成的必要条件环境的定向选择具体解释长颈鹿主要以树叶为食，而在漫长的干旱季节，食物的缺乏经常发生。尝试用达尔文的自然选择学说解释长颈鹿长脖颈的形成。二、自然选择与适应的形成细菌耐药性形成的原因思考：一种抗生素使用一段时间后，杀菌效果就会下降，原因是细菌产生了抗药性。试用达尔文的自然选择学说解释细菌产生抗药性的原因。分析：细菌在繁殖过程中会产生各种可遗传的变异，其中就有抗药性强的变异。在未使用抗生素时，抗药性强的变异不是有利变异，这样的个体在生存斗争中不占优势；使用抗生素以后，抗药性弱的个体大量死亡，抗药性强的个体有机会产生更多的后代，一段时间以后，抗生素的杀菌效果就会下降。二、自然选择与适应的形成探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用①实验原理：一般情况下，一定浓度的抗生素会杀死细菌，但变异的细菌可能产生

。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素，耐药菌有可能存活下来。②方法步骤耐药性任务4

阅读教材P115并结合视频，完成以下填空并回答相关问题：抑菌圈的直径抑菌圈边缘③实验结论:①细菌耐药性的出现是发生了______________；②抗生素的选择作用导致了耐药菌比例的逐渐____。可遗传的变异升高④注意事项:实验结束后，应将耐药菌、培养基、纸片等进行高温灭菌处理，防止对环境造成污染。结果和结论第1代第2代第3代1.在培养基上是否有细菌生长?在放有抗生素纸片的区域呢？2.在连续培养几代后，抑菌圈的直径发生了什么变化？这说明抗生素对细菌产生了什么作用？有，在放有抗生素纸片的周围区域没有细菌生长，形成了抑菌圈

抑菌圈的直径随着培养代数的增加而逐渐缩小;说明在抗生素对细菌的选择作用下，细菌的抗药性逐渐增强。讨论2.你的数据结果是否支持“耐药菌是普遍存在的”这一说法？支持1.为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌？抑菌圈边缘生长的可能是耐药菌。3.在本实验条件下，耐药菌所产生的变异是有利的还是有害的？在本实验条件下，耐药菌所产生的变异是有利的。有利于生物在特定环境中生存和繁殖的变异，在此环境中就是有利变异。4.滥用抗生素的现象十分普遍。例如，有人生病时觉得去医院很麻烦，就直接吃抗生素；有的禽畜养殖者将抗生素添加到动物饲料中。你认为这些做法有什么后果？促进耐药菌的产生。自然选择学说的进步意义：①合理地解释了

的原因，使生物学第一次摆脱了神学的束缚，走上了科学的轨道。②揭示了生物界的

是由于所有的生物都有共同的祖先。③科学地解释了生物的多样性和

是进化的结果。自然选择学说的局限性：①对遗传和变异的认识还局限于

。②对于

的本质，未做出科学的解释。达尔文以后进化理论的发展(1)关于遗传和变异的研究，已经从性状水平深入

，人们逐渐认识到遗传和变异的本质。(2)关于适应及物种形成等问题的研究，已经从以生物个体为单位，发展到以

为基本单位。形成了以自然选择学说为核心的现代生物进化理论。任务5

阅读教材P108-109，梳理以下内容：生物进化统一性适应性性状水平遗传和变异基因水平种群现代生物进化理论三、现代生物进化理论①适应——自然选择的结果②种群——生物进化的基本单位③突变和基因重组——提供进化的原材料④自然选择——定向改变基因频率⑤隔离——物种形成的必要条件⑥生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程⑦生物多样性是协同进化的结果基本观点√自然选择学说核心三、现代生物进化理论资料19世纪中叶以前的英国曼彻斯特地区，山清水秀，绿树成阴。那里的森林中生活着一种桦尺蛾。它们夜间活动，白天栖息在长满地衣的树干上。杂交实验表明桦尺蛾的体色受一对等位基因S和s控制，黑色（S）对浅色（s）为显性。生物学家来这里考察，发现大多数桦尺蛾成虫的体色是浅色的，只有少数是黑色的，这些黑色的桦尺蛾是浅色桦尺蛾在自然条件下的变异类型。100年以后，也就是20世纪中叶，曼彻斯特已经变成了一个工业城市。这里工厂林立，烟雾弥漫，工厂排出的煤烟杀死了地衣，结果使树皮裸露并被熏成黑褐色。这时候，又有一些生物学家到这里考察，使他们惊讶的是，这里的黑色桦尺蛾变成了常见类型，而浅色的桦尺蛾却成了少数。思考①导致桦尺蛾“黑化”现象的原因是什么？②自然选择直接作用的是生物的个体，还是群体？③自然选择直接选择的是基因型还是表型？为什么？④研究进化，仅研究个体和表型是否就可以？为什么？任务1

结合资料，分析种群为什么是研究进化的基本单位：思考①导致桦尺蛾“黑化”现象的原因是什么？

②自然选择直接作用的是生物的个体，还是群体？

③自然选择直接选择的是基因型还是表型？为什么？④研究进化，仅研究个体和表型是否就可以？为什么？环境的变化起到了选择作用。个体表型。因为天敌在捕食桦尺蛾时，看到的是桦尺蛾的体色而不是控制体色的基因。不可以。个体的表型可能会随着个体的死亡而消失，决定表型的基因却可以随着生殖而世代延续，并且在群体中扩散。因此，研究生物的进化，仅研究个体和表型是不够的，还必须研究群体基因组成的变化。三、现代生物进化理论任务2

回顾种群相关概念：同种全部个体全部全部三、现代生物进化理论任务3

阅读教材P111实例，回顾基因频率的计算：

某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因是A，决定翅色为褐色的基因是a，从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个，那么在这个种群中，A、a的基因频率分别是多少？方法一：通过概念计算基因频率

＝该基因的总数该等位基因的总数×100%

三、现代生物进化理论任务3

阅读教材P111实例，回顾基因频率的计算：

某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因是A，决定翅色为褐色的基因是a，从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个，那么在这个种群中，A、a的基因频率分别是多少？方法二：通过基因型频率计算基因型频率

＝该基因型个体数该种群个体总数×100%练一练①在一个种群中随机抽取一定数量的个体，其中基因型AA、Aa、aa的个体分别占24%、72%、4%，那么A、a的基因频率分别是

（

）A.36%和64%B.57%和43%C.24%和72%D.60%和40%A的基因频率=24%+1/2×72%=60%a的基因频率=4%+1/2×72%=1-60%=40%D练一练②已知控制人的褐色(A)与蓝色(a)的基因位于常染色体上，且褐色(A)对蓝色(a)是显性。在一个有30000人的群体中，蓝眼个体为3600人，褐眼个体为26400人，褐眼中纯合子为12000人。那么，在这个人群中A、a的基因频率分别是多少？根据题意分析，AA的基因型频率=12000÷30000×100%=40%，aa的基因型频率=3600÷30000×100%=12%，Aa的基因型频率=1-40%-12%=48%。因此，A的基因频率=40%+1/2×48%=64%（0.64），a的基因频率=12%+1/2×48%=36%（0.36）。练一练③对某志愿群体进行红绿色盲基因检测后发现：1020名女性中有患者5人、携带者40人；960名男性中有患者68人，那么该群体中红绿色盲基因的频率是

（

）A．3.0%B．3.9%C．6.8%D．10.2%据题可知，基因型为XbXb有5人，XBXb有40人，XbY有68人。由于女性有两条X染色体，男性只有一条X染色体，因此红绿色盲基因的频率=（5×2+40+68）÷（1020×2+960）×100%=3.9%B三、现代生物进化理论

某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因是A，决定翅色为褐色的基因是a，从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个，那么在这个种群中，A、a的基因频率分别是多少？A的基因频率=60%a的基因频率=40%这一种群繁殖若干代后，基因频率会发生变化吗？三、现代生物进化理论任务4阅读教材P111思考•讨论，用数学方法讨论基因频率的变化：亲代基因型的比值AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比值A(

)A(

)a(

)a(

)子代基因型频率AA(

)Aa(

)aa(

)子代基因频率A(

)a(

)30%30%30%10%36%48%16%A：60%a：40%由于所有雌雄个体间都能自由交配并产生后代，所以子代AA基因型频率：60%×60%=36%Aa基因型频率：2×60%×40%=48%aa基因型频率：40%×40%=1-36%-48%=16%1.种群很大2.所有雌雄个体间都能自由交配并产生后代3.没有个体迁入迁出4.不同表型的个体生存和繁殖的机会均等5.基因A和a都不产生突变若种群中一对等位基因为A和a，设A的基因频率=p，a的基因频率=q，则

AA的基因型频率=p2；aa的基因型频率=q2；Aa的基因型频率=2pq。亲代基因型的比值AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比值A(

)A(

)a(

)a(

)子代基因型频率AA(

)Aa(

)aa(

)子代基因频率A(

)a(

)30%30%30%10%36%48%16%A：60%a：40%A：36%+1/2×48%=60%a：1-60%=40%60%40%

亲代子一代

子二代

子三代基因型频率AA30%Aa60%aa10%基因频率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%48%16%36%尝试计算子二代、子三代的基因频率与基因型频率子代与亲本的基因频率相同，基因型频率从子一代开始将保持不变。遗传平衡定律

遗传平衡定律是由英国数学家哈迪和德国医生温伯格分别于1908年和1909年独立证明的，这一定律又称哈迪——温伯格定律。一个有性生殖的自然种群中，在符合以下五个条件的情况下，种群的基因频率和基因型频率可以世代相传不发生变化，保持平衡。五个条件是：1.种群很大2.所有雌雄个体间都能自由交配并产生后代3.没有个体迁入迁出4.不同表型的个体生存和繁殖的机会均等5.基因A和a都不产生突变五个条件是：1.种群很大2.所有雌雄个体间都能自由交配并产生后代3.没有个体迁入迁出4.不同表型的个体生存和繁殖的机会均等5.基因A和a都不产生突变对自然界的种群来说，这5个条件不可能同时都成立。例如，翅色和环境色彩较一致的，被天敌发现的机会就少些。突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。基因A2的频率是上升还是下降，要看这一突变对生物体是有益的还是有害的。

对于一个种群而言，基因频率的改变是不可避免的，生物的进化是必然的。现代生物进化理论三、现代生物进化理论①适应——自然选择的结果②种群——生物进化的基本单位③突变和基因重组——提供进化的原材料④自然选择——定向改变基因频率⑤隔离——物种形成的必要条件⑥生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程⑦生物多样性是协同进化的结果基本观点√自然选择学说核心基因突变产生新的等位基因使种群的基因频率发生变化思考：自然界中生物的自然突变频率很低，而且一般对生物体是有害的。为什么还能够改变种群中的基因频率呢？如：果蝇1组染色体上约有1.3×104个基因，假定每个基因的突变率都是10-5，若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？2×1.3×104×10-5×108=2.6×107（个）长翅残翅思考：基因突变使种群的基因频率发生变化，染色体数目和结构的变异能否引起种群基因频率的改变呢？可以________可产生新的基因，新基因可通过有性生殖过程中的________，形成多种多样的基因型，从而使种群中出现多种多样可遗传的变异类型。____________也可改变种群的基因频率。

可见，_________________________和_________，为生物进化提供了原材料，即____________为生物进化提供了原材料。基因突变基因重组染色体变异突变(基因突变和染色体变异)基因重组可遗传变异总结：突变和重组都是随机的、不定向的现代生物进化理论三、现代生物进化理论①适应——自然选择的结果②种群——生物进化的基本单位③突变和基因重组——提供进化的原材料④自然选择——定向改变基因频率⑤隔离——物种形成的必要条件⑥生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程⑦生物多样性是协同进化的结果基本观点√假定树干变黑不利于浅色桦尺蛾的生存，使得浅色个体（ss）每年减少10%，黑色个体(S_)每年增加10%。将计算结果填入下表：第1年第2年第3年第4年…基因型频率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因频率S20%23%s80%77%13.0%26.0%61.0%14.6%29.2%56.2%26.0%74.0%29.2%70.8%631122升高降低汉水丑生侯伟作品

在自然选择的作用下，具有有利变异的个体更有机会产生后代，种群中相应基因的频率会不断提高；相反，具有不利变异的个体留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会下降。

因此，在自然选择的作用下，种群基因频率发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。结论：自然选择决定种群进化的方向的机理自然选择通过作用于个体而定向影响种群的基因频率，其直接作用对象是生物个体的

；间接作用对象是与生物个体的

；根本作用对象是与生物个体

。变异性状(表型)变异性状相关的基因型变异性状相对应的基因突变定向改变一定的方向归纳：现代生物进化理论三、现代生物进化理论①适应——自然选择的结果②种群——生物进化的基本单位③突变和基因重组——提供进化的原材料④自然选择——定向改变基因频率⑤隔离——物种形成的必要条件⑥生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程⑦生物多样性是协同进化的结果基本观点√自然选择学说核心(1)物种生殖三、现代生物进化理论任5阅读教材P116，梳理物种与隔离的相关内容：(2)隔离相互交配可育后代同种原种地理隔离种群1种群2基因库变迁亚种自然选择新物种1基因库微小差异基因库变迁亚种自然选择新物种2突变重组进化单位进化材料进化方向进化实质形成标志物种形成的比较常见的方式三、现代生物进化理论任6

阅读教材P117-118，完成下图模型：突变重组基因频率定向改变基因频率定向改变生殖隔离种群基因频率基因库的差别地理隔离时间改变积累导致扩大导致标志练一练自然选择生殖隔离物种形成突变和基因重组归纳总结(1)物种形成的条件：

、

、

，其中

是物种形成的必要条件。(2)物种形成与生物进化的比较比较内容物种形成生物进化标志变化后生物与原生物关系二者关系可遗传变异自然选择隔离出现生殖隔离基因频率改变属于不同物种可能属于同一物种①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，即生物进化不一定导致新物种的形成，进化是量变，物种形成是质变；②新物种的形成是长期进化的结果隔离现代生物进化理论三、现代生物进化理论①适应——自然选择的结果②种群——生物进化的基本单位③突变和基因重组——提供进化的原材料④自然选择——定向改变基因频率⑤隔离——物种形成的必要条件⑥生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程⑦生物多样性是协同进化的结果基本观点√√(1)协同进化不同物种进化物种多样性三、现代生物进化理论任7阅读教材P119-123，梳理协同进化与生物多样性的相关内容：(2)生物多样性的形成物种多样性化石生物进化理论在发展非益即害中性渐变物种长期稳定迅速形成新种辨析生物进化理论的内容1.比较达尔文的自然选择学说和现代生物进化理论，请分别运用两种理论解释桦尺蛾这一适应性特征的形成并完善以下过程。达尔文自然选择学说：桦尺蛾在繁殖过程中产生

，在树皮裸露并被煤烟熏成黑褐色的环境中，该变异是有利变异，生存并留下后代的机会多，逐代积累，形成了适应环境的黑色型桦尺蛾。现代生物进化理论：桦尺蛾在繁殖过程中，

，产生黑色型变异，在树皮裸露并被煤烟熏成黑褐色的环境中，该变异是有利变异，其生存并留下后代的机会多，逐代积累，使该种群中__________________逐渐增加。关键能力提升黑色型变异浅色型基因s突变成黑色型基因S黑色型基因S的频率2.研究抗生素对细菌的选择作用碳青霉烯类抗生素是治疗重度感染的一类药物。如表为2005—2008年，该类抗生素在某医院住院患者中的人均使用量，以及从患者体内分离得到的某种细菌对该类抗生素的耐药率的变化。据表回答下列问题：两者之间存在关联；表中数据表明细菌耐药率随抗生素使用量的增加而增大。(1)这种细菌耐药率的变化与抗生素的使用量之间是否存在关联？依据是什么？年份2005200620072008住院患者该类抗生素的人均使用量/g0.0740.120.140.19某种细菌对该类抗生素的耐药率/%2.66.1110.925.5(2)为研究抗生素对细菌的选择作用，研究者取大肠杆菌菌液均匀涂布在固体培养基上，并将平板划分为三个大小一致的区域，各放入一个经抗生素处理的相同圆纸片，在适宜条件下培养2d，观察结果(如图)，统计抑菌圈的直径。①为达到研究的目的，该方案需做两个重要改进：为使实验更严密，平板需增加一个区域，在该区域放入一个

。②挑取该平板上

(填“靠近抑菌圈”“远离抑菌圈”或“任意位置”)的菌落，配成菌液，重复上述实验，培养多代。③预期实验结果，随着培养代数的增加抑菌圈直径逐渐减小。不用抗生素处理的圆纸片靠近抑菌圈3.基因频率的计算(1)(2023·湖北，18改编)某二倍体动物种群有100个个体，其常染色体上某基因有A1、A2、A3三个等位基因。对这些个体的基因A1、A2、A3进行PCR扩增，凝胶电泳及统计结果如图所示。该种群中A3的基因频率是

。27%(2)(2019·天津，6改编)囊鼠的体毛深色(D)对浅色(d)为显性，若毛色与环境差异大则易被天敌捕食。调查不同区域囊鼠深色表型频率，检测并计算基因频率，结果如图。深色熔岩床区囊鼠的杂合子的基因型频率为

。50%深色熔岩床区中，D的基因频率＝DD%＋1/2Dd%＝0.7，DD%＋Dd%＝0.95，由计算可知，Dd%＝0.5。(DD%、Dd%分别表示DD的基因型频率、Dd的基因型频率)(3)果蝇的红眼、白眼基因位于X染色体上，某果蝇种群足够大，雌雄比例为1∶1，个体间自由交配，自然选择对果蝇眼色没有影响，不发生基因突变，没有迁入和迁出；其中白眼雄果蝇(XaY)占5%，则该种群Xa

基因频率是

，可以估算该种群中白眼雌果蝇约占

。若以上条件不变，该种群将

(填“会”或“不会”)发生进化。10%0.5%不会一、过教材1.下列关于“生物有共同祖先的证据”和“自然选择与适应的形成”的说法，正确的是A.研究不同地层的古生物化石可以推测生物进化的路线，这是最直接的

证据B.不同生物的细胞色素c的氨基酸序列存在差异，这否定了生物有共同的

祖先√C.所有生物的生命活动都是靠能量驱动的，这可以作为生物有共同祖先

的证据D.可用238U作“地质时钟”测定出某远古鱼类化石大概的形成时间E.适应相对性的根本原因是不利变异个体不能留下后代F.群体中出现可遗传的有利变异和环境的定向选择是适应形成的必要条件G.达尔文认为种群是生物进化的基本单位H.达尔文认为适应的来源是可遗传的变异，适应是自然选择的结果√√√不同生物中细胞色素c的氨基酸序列存在差异，其差异的大小只能说明不同生物亲缘关系的远近，并不能否定生物有共同的祖先，B错误；并不是所有生物的生命活动都靠能量驱动，如水分子的跨膜运输，C错误；适应相对性的根本原因是遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾，E错误；现代进化理论认为种群是生物进化的基本单位，达尔文认为个体是生物进化的基本单位，G错误。2.下列关于现代生物进化理论的说法，正确的是A.某昆虫种群中全部个体含有的A、a基因构成其基因库B.一个处于遗传平衡状态的群体进行自交，基因频率不变，但基因型频

率会改变C.新物种的形成通常要经过变异、选择及隔离三个基本环节，种群基因

频率发生改变，就会形成新物种D.一定浓度的抗生素会诱导细菌产生耐药性变异E.在“探究抗生素对细菌的选择作用”实验中，从抑菌圈边缘挑取细菌

培养，抑菌圈的直径会逐代变大√F.自然选择作用于个体，直接选择的是基因型，进而导致基因频率的改变G.生物进化的实质是种群基因频率的定向改变H.现代生物进化理论认为细菌形成耐药性的实质是自然选择使耐药性变

异定向积累I.斑马和驴杂交能产生后代斑驴兽或驴斑兽，斑马和驴之间不存在生殖

隔离J.协同进化是指不同物种之间在相互影响中不断进化和发展K.生物多样性是协同进化的结果，生物多样性的形成就是新物种不断形

成的过程L.“收割理论”认为捕食者的存在不利于增加物种多样性种群的基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因，该昆虫种群中全部个体含有的A、a基因不能称为其基