课标版课标版 生物生物第20讲生物进化知识一现代生物进化理论知识一现代生物进化理论一、现代生物进化理论的由来1.拉马克的进化学说知识梳理知识梳理(1)生物不是神造的,是由更古老生物进化而来的。(2)生物是由低等到高等逐渐进化的。(3)生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传。2.达尔文的自然选择学说(1)内容(2)意义:科学地解释了生物进化和生物多样性形成的原因。(3)局限性:对遗传和变异的本质不能作出科学的解释;对生物进化的解释局限于个体水平;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。二、现代生物进化理论1.种群是生物进化的基本单位(1)基因库:一个种群中全部个体所含有的全部基因。(2)基因频率:一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比率。2.突变和基因重组产生进化的原材料(1)可遗传变异的来源(2)生物突变的有利和有害不是绝对的,往往取决于环境。(3)生物的变异是不定向的,只是产生了生物进化的原材料,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变异是不定向的不利变异被淘汰,有利变异逐渐积累种群的基因频率发生定向改变生物朝一定方向缓慢进化。4.隔离导致物种的形成(1)隔离(2)物种形成轻松记忆巧记生物进化种群单位因频变,突变重组原材料,变异无向自选定,物种形成必隔离。识记题组1.判断有关现代生物进化理论叙述的正误。(1)病毒感染对兔种群的病毒抗性具有选择作用。(2014北京理综,4A)()(2)生殖隔离是物种朝不同方向发展的决定性因素。(2012江苏单科,12B)()(3)环境发生变化时,种群的基因频率可能改变,也可能不变。(2012海南单科,23C)()(4)生物的种间竞争是一种选择过程。(2012江苏单科,5A)()(5)抗药性杂草生物类型数量的增加,最可能的原因是除草剂的使用。2012上海单科,(二)(2)()(6)生物进化过程的实质是有利变异的保存。(2010山东理综,2B)()2.下列有关生物进化的描述错误的是()A.基因突变的方向和环境之间没有明确的因果关系B.自然选择的实质是选择种群的有利基因,不决定新基因的产生C.隔离是新物种形成的必要条件,隔离包括地理隔离和生殖隔离D.共同进化指生物与无机环境之间的进化,不包括生物多样性的形成答案D共同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。通过漫长的共同进化过程形成多种多样的生态系统。3.生物的变异可以为进化提供原材料。下列关于变异与进化的叙述,正确的是()A.DNA分子复制时碱基对的缺失会引起基因的丢失B.杂交育种过程中,通过不断自交、筛选和淘汰,可以改变种群的基因库,获得新物种C.自然选择能保留种群的有利基因,但不决定新基因的产生D.环境变化剧烈会加快生物的变异速度,导致生物快速进化答案CDNA分子复制时碱基对的缺失导致基因突变,不会引起基因的丢失,A错误;杂交育种过程中,通过不断自交、筛选和淘汰,获得的是新品种,没有新物种产生,B错误;自然选择能保留种群的有利基因,但不决定新基因的产生,C正确;变化的环境只是对生物起着选择的作用,与变异的产生没有直接关系,D错误。知识二共同进化与生物多样性的形成知识二共同进化与生物多样性的形成一、共同进化的类型与实例共同进化类型包含类型实例不同物种之间种间互助一种蛾与兰花种间斗争捕食猎豹和斑马寄生黏液瘤病毒和兔子竞争作物与杂草生物与无机环境之间生物影响环境,环境影响生物地球早期无氧环境厌氧生物光合生物出现空气中有氧气出现好氧生物二、生物多样性的形成1.内容:生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。2.形成原因:生物的进化。3.研究生物进化历程的主要依据:化石。三、生物进化理论在发展1.中性学说:大量的基因突变是中性的,导致生物进化的是中性突变的积累,而不是自然选择。2.生物进化理论不会停滞不前,而是在不断发展。1.判断有关共同进化与生物多样性叙述的正误。(1)金合欢蚁生活在金合欢树上,以金合欢树的花蜜等为食,同时也保护金合欢树免受其他植食动物的伤害。如果除去金合欢蚁,则金合欢树的生长减缓且存活率降低。由此可得出金合欢蚁和金合欢树共同(协同)进化。(2012北京理综,3)()(2)在长期的生物进化过程中,具有捕食关系的两种生物互为选择因素。()(3)共同进化包括不同物种之间、生物与无机环境之间的不断进化和发展。()(4)同一环境自然选择的方向相同,两个种群进化为同一物种。()(5)生物与生物可以通过种间互助进行共同进化。()2.生物界多姿多彩,下列关于生物多样性的叙述不正确的是()A.生物圈内所有生物、所有的基因及各种各样的生态系统共同构成了生物多样性B.蛋白质分子结构的多样性决定了其功能的多样性C.构成DNA的碱基排列顺序多样性决定其遗传信息的多样性D.在体液免疫反应中,抗体的多样性决定了抗原的多样性答案D抗原的多样性并非由抗体决定。3.科学家发现一类蜣螂,不仅取食粪便,还取食包括蜈蚣在内的千足虫。与普通蜣螂相比其部分结构也发生变化:头部较窄而长,便于进食千足虫内脏;后腿较蜷曲,便于捕猎千足虫。下列有关说法错误的是()A.该类蜣螂的出现是自然选择的结果B.该类蜣螂与千足虫之间存在着共同(协同)进化C.该类蜣螂出现的实质是种群基因频率的改变D.如果该类蜣螂可与普通蜣螂交配,则没有生殖隔离答案D该类蜣螂的出现是自然选择的结果;此类蜣螂能捕食千足虫,两者之间存在着共同进化;生物进化的实质是种群基因频率的改变;如果该类蜣螂可与普通蜣螂交配,且产生的后代可育,则没有生殖隔离,若该类蜣螂不能与普通蜣螂交配或交配产生的后代不育,则产生了生殖隔离,该类蜣螂进化成了新的物种。突破一现代生物进化理论与自然选择学说突破一现代生物进化理论与自然选择学说1.自然选择学说与现代生物进化理论的比较重难突破重难突破2.选择对生物进化的影响(1)自然选择与人工选择(2)选择对基因频率的影响选择的直接对象是具有某特定性状表现的生物体。项目自然选择人工选择选择因素自然环境条件人类选择结果对生物自身生存有利,对人类不一定有利满足人类各种需求速度慢快选择的实质是控制某特定性状表现的基因。选择的结果:从生物个体角度看导致生物个体生存或死亡;从基因角度看导致控制该特定性状基因的频率上升或下降。1.基因频率与基因型频率的比较基因频率基因型频率公式某基因频率=该基因的数目该基因与其等位基因的总数100%某基因型频率=该基因型的个体数总个体数100%外延生物进化的实质是种群基因频率的改变基因型频率改变,基因频率不一定改变2.基因频率的计算方法(1)常染色体基因频率的计算在种群中一对等位基因的频率之和等于1,基因型频率之和也等于1。一个基因的频率=该基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率。(2)X染色体上的基因频率计算Xb=100%(3)运用遗传平衡定律,计算基因频率在一个有性生殖的自然种群中,当等位基因只有一对(Aa)时,设p代表A基因的频率,q代表a基因的频率,则:(p+q)2=p2+2pq+q2=1。其中p2是AA(纯合子)的基因型频率,2pq是Aa(杂合子)的基因型频率,q2是aa(纯合子)的基因型频率。典例1下列关于生物进化的叙述正确的是()A.自然选择可以导致种群的基因频率发生改变,但不决定新基因的产生B.地理隔离不会导致种群基因库间的差异C.自然选择过程中直接选择的是基因型D.基因突变的方向和生物进化的方向总是不一致解析长期的地理隔离使突变后的自然选择方向不同,会导致种群基因库间的差异,B错误;自然选择过程中直接选择的是表现型(性状),C错误;基因突变具有不定向性,有些突变由于自然选择被保留下来与生物进化的方向一致,D错误。答案A1-1据调查得知,某小学的学生中,与色盲有关的基因型及比例为XBXBXBXbXbXbXBYXbY=44%5%1%43%7%,则Xb的基因频率为()A.13.2%B.5%C.14%D.9.3%答案D解析Xb的基因频率=(5%+21%+7%)/(244%+25%+21%+43%+7%)=9.3%。注意计算时男性只计算X染色体上的基因,Y染色体不予考虑。1-2祖国宝岛台湾蝴蝶资源丰富,种类繁多。变异是岛上蝶类新种形成和进化的重要因素之一。下列变异中不能成为蝶类进化内因的是()A.基因结构改变引起的变异B.染色体数目改变引起的变异C.仅由环境改变引起的变异D.生物间杂交引起的变异答案C解析生物进化的内因是可遗传的变异,包括基因突变、染色体变异、基因重组,可遗传的变异为生物进化提供了原材料。仅由环境改变引起的变异是不可遗传的。突破二物种的形成与生物多样性突破二物种的形成与生物多样性1.物种形成(1)物种形成的三种典型模式渐变式经长期地理隔离产生杂种植物异源多倍体人工创造新物种通过植物体细胞杂交(如番茄马铃薯)、多倍体远缘杂交(如甘蓝萝卜)、多倍体育种(如八倍体小黑麦)等方式也可以创造新物种。(2)新物种形成的标志产生生殖隔离2.生物多样性的内涵(1)形成原因:共同进化。(2)三个层次:基因多样性、物种多样性、生态系统多样性。(3)生物进化与生物多样性的关系骤变式主要是通过染色体变异的方式形成异源多倍体从而产生新物种,此种方式多见于植物。生物多样性的形成是生物进化的结果,生物多样性的产生又加速了生物的进化。3.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与原生物关系属于不同物种可能属于同一个物种,也可能属于不同的物种两者联系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形成新物种形成则说明生物进化了典例2下图表示生物新物种形成的基本环节,下列叙述正确的是()A.自然选择过程中,直接受选择的是基因型,进而导致基因频率的改变B.同一物种不同种群基因频率的改变导致种群基因库的差别越来越大,但生物没有进化C.地理隔离能使种群基因库产生差别,必然导致生殖隔离D.种群基因频率的改变是产生生殖隔离的前提条件解析自然选择过程中,直接受选择的是表现型,A错误;只要基因频率发生改变就说明生物发生了进化,B错误;地理隔离不一定导致生殖隔离,C错误;种群基因频率的改变是进化的实质,也是产生生殖隔离的前提条件,D正确。答案D2-1如图表示生物新物种形成的基本环节,对图示分析正确的是()A.a表示基因突变和基因重组,是生物进化的原材料B.b表示生殖隔离,生殖隔离是生物进化的标志C.c表示新物种形成,新物种与生活环境共同进化D.d表示地理隔离,新物种形成一定需要地理隔离答案C解析突变(基因突变和染色体变异)和基因重组为生物进化提供原材料;生物进化的标志是基因频率的改变,不是生殖隔离;隔离是物种形成的必要条件,植物多倍体的形成没有经过地理隔离。2-2如图所示为种群与物种的关系图解,关于它们的叙述不正确的是()A.从图中可以看出,一个物种可以有很多种群,这些种群间只是因为地理隔离,阻碍了基因交流B.若物种2是由物种1形成的,则物种1一定发生了基因频率的改变C.由物种1形成物种2的必要条件是地理隔离D.若种群1与种群2的基因频率都发生了改变,则这两个种群都在进化答案C解析种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于种群基因频率的改变。隔离是新物种形成的必要条件,新物种的形成通常要经过长期的地理隔离而达到生殖隔离,但并不是所有的新物种形成都需要经过地理隔离,故选C。