高一生物生物进化理论的发展教学课件

第一第一节生物生物进化理化理论的的发展展第第一一节生生物物进化化理理论的的发展展基基础自主梳理自主梳理核心要点突破核心要点突破实验探究探究创新新课标领航航知能知能过关演关演练通通过本本节的学的学习，我能，我能够1说明明现代生物代生物进化理化理论的主要内容的主要内容2探探讨生物生物进化化观点点对人人们思想思想观念的影响念的影响课标领课标领航航航航情景情景导引引世界上到底是先有世界上到底是先有鸡还是先有蛋？是先有蛋？这个个问题困困扰了人了人类几千年！几千年！对于于这个个问题，首先是神学，首先是神学家家们作出了作出了“解解释”：先：先有有鸡，因，因为上帝上帝创造了造了鸡，然后，然后让鸡下蛋！随下蛋！随着科学的着科学的发展，展，现在我在我们都知道生物是都知道生物是进化而化而来的。那么生物是怎来的。那么生物是怎样进化的呢？化的呢？基础自主梳理基础自主梳理一、一、现代达代达尔尔文主文主义1对达达尔尔文学文学说的的评价价自然自然选择生存斗争生存斗争2现代达代达尔尔文主文主义(1)代表者：杜布代表者：杜布赞斯基等。斯基等。种群种群自然自然选择突突变、选择和隔离和隔离(3)种群种群进化的化的实质：种群内：种群内_的改的改变。种群：生活在同一地点的同种生物的全部个体。种群：生活在同一地点的同种生物的全部个体。种群是生殖的基本种群是生殖的基本单位，也是位，也是_的基本的基本单位。位。基因基因库：一个生物种群中：一个生物种群中_所有基因所有基因的的总和。和。基因基因频率：群体中率：群体中_在在该位点上位点上可能出可能出现的比例。的比例。基因基因频率率生物生物进化化全部个体全部个体某一等位基因某一等位基因基因型基因型频率：指率：指_的个体在群体中的个体在群体中所占的比例。所占的比例。影响基因频率的因素：影响基因频率的因素：_、_、迁移、遗传漂变。迁移、遗传漂变。(4)生物进化的原材料：包括生物进化的原材料：包括_、_和染色体变异。和染色体变异。(5)生物进化的方向：自然选择可以保留对个体生生物进化的方向：自然选择可以保留对个体生存和繁衍后代有利的存和繁衍后代有利的_，使生物向着适应，使生物向着适应环境的方向发展。环境的方向发展。某种基因型某种基因型基因突基因突变基因突基因突变基因重基因重组自然自然选择变异异(6)物种形成的重要条件物种形成的重要条件物种：分布在一定的自然地域，具有一定的物种：分布在一定的自然地域，具有一定的_和和_特征，而且在自然特征，而且在自然状状态能能够相互交配并能生殖出可育后代的一群生相互交配并能生殖出可育后代的一群生物个体。物个体。物种形成和生物物种形成和生物进化的机制：突化的机制：突变、选择和隔和隔离。离。形形态结构构生理功能生理功能思考感悟思考感悟1在自然在自然选择的的过程中，直接受程中，直接受选择的是基因型的是基因型还是表是表现型？型？为什么？什么？【提示】【提示】是表是表现型。比如天型。比如天敌看到的是看到的是桦尺蛾尺蛾的体色而不是控制体色的基因。的体色而不是控制体色的基因。二、分子二、分子进化的中性学化的中性学说1提出者：日本学者木村提出者：日本学者木村资生。生。2内容内容(1)生物生物进化的主化的主导因素不是因素不是_，而是，而是_的随机固定。的随机固定。(2)每种生物的信息大分子都有一定的每种生物的信息大分子都有一定的进化速率。化速率。(3)DNA分子分子产生的突生的突变大部分是大部分是_，对生物的生存既无利也无害。生物的生存既无利也无害。自然自然选择中性突中性突变中性的中性的思考感悟思考感悟2中性学中性学说认为，什么情况下自然，什么情况下自然选择才会才会发生生作用而作用而导致表致表现型型进化？化？【提示】【提示】当中性突当中性突变积累累导致生物性状出致生物性状出现差差异之后。异之后。三、生物三、生物进化理化理论发展的意展的意义1生物生物进化理化理论的的创立和完善，立和完善，对现代生物科学代生物科学的的发展具有重要意展具有重要意义。2生物生物进化理化理论所揭示的原理，有助于人所揭示的原理，有助于人类从事从事控制和改造生物的控制和改造生物的实践活践活动。3生物生物进化理化理论有助于确立有助于确立辩证唯物主唯物主义的自然的自然观和科学的世界和科学的世界观。核心要点突破核心要点突破现代达尔文主义与达尔文进化学说现代达尔文主义与达尔文进化学说的比较的比较要点一要点一达达尔尔文文进化学化学说现代达代达尔尔文主文主义基基本本内内容容遗传变异是自然异是自然选择的内的内因因过度繁殖为自然选择提供过度繁殖为自然选择提供更多的选择材料，加剧了生更多的选择材料，加剧了生存斗争存斗争变异是不定向的，而自然变异是不定向的，而自然选择是定向的，自然选择决选择是定向的，自然选择决定着生物进化的方向定着生物进化的方向生存斗争是自然选择的过生存斗争是自然选择的过程，是生物进化的动力程，是生物进化的动力适应是自然选择的结果适应是自然选择的结果自然选择过程是一个长期、自然选择过程是一个长期、缓慢、连续的过程缓慢、连续的过程种群是生物种群是生物进化的基本化的基本单位，生物位，生物进化的化的实质在于种在于种群内基因群内基因频率的改率的改变突变、选择及隔离是物种突变、选择及隔离是物种形成过程和生物进化的机制形成过程和生物进化的机制基因突变、基因重组和染基因突变、基因重组和染色体变异为生物进化提供了色体变异为生物进化提供了原材料原材料自然选择使种群的自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生基因频率定向改变并决定生物进化的方向物进化的方向隔离是新物隔离是新物种形成的必要条件种形成的必要条件达达尔尔文文进化学化学说现代达代达尔尔文主文主义不同点不同点没有没有阐明明遗传和和变异异的本的本质以及自然以及自然选择的作用机理，着重研的作用机理，着重研究生物个体究生物个体进化化从分子水平上从分子水平上阐明明了自然了自然选择对遗传变异的作用机理，异的作用机理，强强调群体群体进化，化，认为种群是生物种群是生物进化化的基本的基本单位位共同点共同点都能解都能解释生物生物进化的原因和生物的多化的原因和生物的多样性、性、适适应性性自然自然选择学学说与与现代生物代生物进化理化理论的关系的关系图解如解如下：下：【知【知识拓展】拓展】自然自然选择的直接的直接对象是生物象是生物变异的性状，根本异的性状，根本对象是与象是与变异性状相异性状相对应的基因。的基因。达达尔尔文文认为生物生物进化化过程中程中变异在前，异在前，选择在在后，后，对生物的生物的变异起异起选择作用的是个体所作用的是个体所处的自的自然然环境。境。生存斗争是自然生存斗争是自然选择的的动力，它包括种内斗争、力，它包括种内斗争、种种间竞争和生物与争和生物与环境之境之间的斗争。的斗争。(2010年高考山年高考山东卷卷)下列符合下列符合现代生物代生物进化理化理论的叙述是的叙述是()A物种的形成可以不物种的形成可以不经过隔离隔离B生物生物进化化过程的程的实质在于有利在于有利变异的保存异的保存C基因突基因突变产生的有利生的有利变异决定生物异决定生物进化的方向化的方向D自然自然选择通通过作用于个体而影响种群的基因作用于个体而影响种群的基因频率率【尝试解答】解答】_D_例例例例1 1【解析】【解析】新物种的形成一定要新物种的形成一定要经过生殖隔离；生殖隔离；现代生物代生物进化理化理论从分子水平上解从分子水平上解释了生物了生物进化的化的实质是种群基因是种群基因频率的改率的改变；生物；生物进化的方向是化的方向是由自然由自然选择决定的，而不是由基因突决定的，而不是由基因突变产生的有生的有利利变异所决定的；通异所决定的；通过自然自然选择，具有不利，具有不利变异异的个体被淘汰，具有有利的个体被淘汰，具有有利变异的个体被保存下来，异的个体被保存下来，使基因使基因频率率发生定向改生定向改变。跟踪跟踪训练现代生物代生物进化理化理论是在达是在达尔尔文自然文自然选择学学说的基的基础上上发展起来的。展起来的。现代生物代生物进化理化理论观点，点，对自然自然选择学学说的完善和的完善和发展表展表现在在()突突变和基因重和基因重组是是产生生进化的原材料化的原材料种群种群是是进化的化的单位位自然自然选择是通是通过生存斗争生存斗争实现的的生物生物进化的化的实质是基因是基因频率的改率的改变隔隔离离导致物种的形成致物种的形成自然自然选择决定生物决定生物进化方化方向向适者生存，不适者被淘汰适者生存，不适者被淘汰ABC D解析：解析：选A。现代生物代生物进化理化理论观点，点，对自然自然选择学学说的完善和的完善和发展表展表现在：突在：突变和基因重和基因重组是是产生生进化的原材料、种群是化的原材料、种群是进化的化的单位、生物位、生物进化的化的实质是基因是基因频率的改率的改变、隔离、隔离导致物种的形致物种的形成。成。基因基因频率和基因型率和基因型频率的率的计算方法算方法要点二要点二3根据根据遗传平衡定律平衡定律计算基因算基因频率和基因型率和基因型频率率(1)基因基因频率与基因型率与基因型频率的特点率的特点雄配子雄配子雌配子雌配子A(p)a(q)A(p)AA(p2)Aa(Pq)a(q)Aa(pq)aa(q2)【特【特别提醒】提醒】对于伴于伴X染色体染色体遗传，在，在Y染色体染色体上没有上没有该基因的等位基因，所以在基因的等位基因，所以在计算基因算基因总数数时只考只考虑X染色体上的基因数。染色体上的基因数。某植物种群中，某植物种群中，AA个体占个体占16%，aa个体占个体占36%，该种群随机交配种群随机交配产生的后代中生的后代中AA个体百分个体百分比、比、A基因基因频率和自交率和自交产生的后代中生的后代中AA个体百分个体百分比、比、A基因基因频率的率的变化依次化依次为()A增大，不增大，不变；不；不变，不，不变B不不变，增大；增大，不，增大；增大，不变C不不变，不，不变；增大，不；增大，不变D不不变，不，不变；不；不变，增大，增大【尝试解答】解答】_C_例例例例2 2【解析】【解析】本本题主要考主要考查基因基因频率及基因型率及基因型频率率的的计算。解答本算。解答本题，分析如下：，分析如下：【误区警示】区警示】随机交配前后种群基因随机交配前后种群基因频率及基率及基因型因型频率均不率均不变，而自交后代基因，而自交后代基因频率不率不变，基，基因型因型频率会率会发生生变化。化。跟踪跟踪训练在一个种群中随机抽出一定数量的个在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中，基因型体，其中，基因型为AA的个体占的个体占18%，基因型，基因型为Aa的个体占的个体占78%，aa的个体占的个体占4%。基因。基因A和和a的的频率分率分别是是()A18%、82%B36%、64%C57%、43%D92%、8%解析：解析：选C。不妨。不妨设该种群种群为100个个体，个个体，则基因基因型型为AA、Aa和和aa的个体分的个体分别是是18、78和和4个。就个。就这对等位基因来等位基因来说，每个个体可以看做含有，每个个体可以看做含有2个基个基因。那么，因。那么，这100个个体共有个个体共有200个基因，其中，个基因，其中，A基因有基因有21878114个，个，a基因有基因有247886个。个。于是，在于是，在这个种群中，个种群中，A基因的基因基因的基因频率率为：11420057%，a基因的基因基因的基因频率率为：8620043%。1可可遗传的的变异异为生物生物进化提供了原材料化提供了原材料物种形成与生物物种形成与生物进化的机制化的机制要点三要点三2自然自然选择决定生物决定生物进化的方向化的方向3隔离隔离导致物种形成致物种形成(1)种种类生殖隔离：地理隔离有助于生殖隔离：地理隔离有助于亚种形成，种形成，进一步一步地理隔离，使它地理隔离，使它们各自的基因各自的基因库和基因和基因频率率继续朝不同方向朝不同方向发展，形成更大的差异，直至形成生展，形成更大的差异，直至形成生殖隔离就形成了几个新物种。殖隔离就形成了几个新物种。(2)两种隔离两种隔离间的关系：地理隔离是物种形成的量的关系：地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成的段，生殖隔离是物种形成的质变阶段，只有段，只有地理隔离而不形成生殖隔离，只能地理隔离而不形成生殖隔离，只能产生生亚种，而种，而不能不能产生新物种。生新物种。(3)物种形成的一般物种形成的一般过程程【名【名师点睛】点睛】亚种是指同一生物种群由于不种是指同一生物种群由于不同的同的进化方向，使得地理分布、生活化方向，使得地理分布、生活习惯不同，不同，但可交配但可交配产生可育后代。生可育后代。两个两个亚种生殖隔离种生殖隔离,两个物种。两个物种。突突变、选择、隔离是物种形成的三个基本、隔离是物种形成的三个基本环节。回答下列有关生物回答下列有关生物进化的化的问题。例例例例2 2(1)上上图表示某小表示某小岛上蜥蜴上蜥蜴进化的基本化的基本过程，程，X、Y、Z表示生物表示生物进化中的基本化中的基本环节。X、Y分分别是是_、_。(2)该小小岛上的蜥蜴原种由上的蜥蜴原种由许多个体多个体组成，成，这些个些个体的体的总和称和称为_，这是生物是生物进化的化的_。(3)小小岛上能上能进行生殖的所有蜥蜴个体含有的全部行生殖的所有蜥蜴个体含有的全部基因，称基因，称为蜥蜴的蜥蜴的_。(4)小小岛上蜥蜴原种的脚趾逐上蜥蜴原种的脚趾逐渐出出现两种性状，两种性状，W代表蜥蜴脚趾的分趾基因；代表蜥蜴脚趾的分趾基因；w代表代表连趾趾(趾趾间有蹼有蹼)基因。下基因。下图表示表示这两种性状比例两种性状比例变化的化的过程。程。由于蜥蜴由于蜥蜴过度繁殖，度繁殖，导致致_加加剧。小小岛上食物短缺，上食物短缺，连趾蜥蜴个体比例反而逐趾蜥蜴个体比例反而逐渐上升，其原因可能是上升，其原因可能是_。上上图所示的所示的过程程说明，自然明，自然环境的境的变化引起不化引起不同性状蜥蜴的比例同性状蜥蜴的比例发生生变化，其本化，其本质是因是因为蜥蜴蜥蜴群体内的群体内的_发生了改生了改变。【思路点【思路点拨】本本题综合考合考查进化的相关知化的相关知识，解答本解答本题可从以下几个方面入手：可从以下几个方面入手：掌握掌握变异是自然异是自然选择的基的基础。明确生物明确生物进化的基本化的基本单位是种群。位是种群。理解生物理解生物进化的化的实质是基因是基因频率的改率的改变。【尝试解答】解答】(1)突突变(变异异)自然自然选择(2)种群基本种群基本单位位(3)基因基因库(4)生存斗争生存斗争(种内斗争种内斗争)连趾型个体趾趾型个体趾间有蹼，适合于游泳，可以从水有蹼，适合于游泳，可以从水中中获取食物。因此，取食物。因此，岛上食物短缺上食物短缺时，连趾个体趾个体的生存和繁殖机会的生存和繁殖机会较多多基因基因频率率【解析】【解析】(1)生物生物进化的化的过程包括三个程包括三个环节：突：突变和基因重和基因重组(变异异)为生物生物进化提供原材料、自然化提供原材料、自然选择决定生物决定生物进化的方向、生殖隔离化的方向、生殖隔离导致新物种致新物种的的产生。生。(2)生活在一定区域的同种生物生活在一定区域的同种生物为一个种一个种群，种群是生物群，种群是生物进化的基本化的基本单位。位。(3)一个生物种一个生物种群的全部等位基因的群的全部等位基因的总和称和称为基因基因库。(4)由于由于过度繁殖，种群密度增大，种内斗争加度繁殖，种群密度增大，种内斗争加剧。性状的。性状的有利与有害是相有利与有害是相对的，当的，当环境缺少食物境缺少食物时，连趾趾个体适合游泳，可以从水中个体适合游泳，可以从水中获取食物，更适取食物，更适应环境。境。环境境对生物性状的生物性状的选择从分子水平看是从分子水平看是对有有利基因的利基因的选择，从而引起基因，从而引起基因频率的改率的改变。【互【互动探究】探究】若小若小岛上食物充足，上食物充足，则连趾蜥蜴趾蜥蜴个体比例是否个体比例是否还一定会上升？一定会上升？说明了什么明了什么问题？【提示】【提示】不一定。不一定。说明明选择是是进化的化的动力。力。跟踪跟踪训练达达尔尔文在加拉帕戈斯群文在加拉帕戈斯群岛上上发现几种几种地雀，用生物地雀，用生物进化理化理论解解释错误的是的是()A经过长期的地理隔离而达到生殖隔离，期的地理隔离而达到生殖隔离，导致原致原始地雀物种形成始地雀物种形成现在的地雀物种在的地雀物种B生殖隔离一旦形成，原来属于同一物种的地雀生殖隔离一旦形成，原来属于同一物种的地雀很快很快进化形成不同的物种化形成不同的物种C这些地雀原先属于同一雀种，从南美大些地雀原先属于同一雀种，从南美大陆迁来迁来后，逐后，逐渐分布在不同的群分布在不同的群岛，出，出现不同的突不同的突变和和基因重基因重组D自然自然选择对不同种群基因不同种群基因频率的改率的改变所起的作所起的作用有所差用有所差别，最，最终导致致这些种群的基因些种群的基因库变得很得很不相同，并逐步出不相同，并逐步出现生殖隔离生殖隔离解析：解析：选B。生物。生物进化理化理论对群群岛上各种地雀的上各种地雀的进化化过程的正确解程的正确解释是：是：进化是化是经过长期的地理隔期的地理隔离，再离，再经过生殖隔离后逐生殖隔离后逐渐形成的。那些原属于形成的。那些原属于同一物种的地雀，从南美大同一物种的地雀，从南美大陆迁来后，在不同群迁来后，在不同群岛上上(地理隔离地理隔离)，出，出现不同的突不同的突变和基因重和基因重组。由。由于每个于每个岛上的食物和栖息条件互不相同，自然上的食物和栖息条件互不相同，自然选择对不同种群基因不同种群基因频率的改率的改变所起的作用就有差所起的作用就有差别，在一个种群中，某些基因被保留下来，而在，在一个种群中，某些基因被保留下来，而在另一个种群中，被保留下来的可能是另一些基因。另一个种群中，被保留下来的可能是另一些基因。久而久之，久而久之，这些基因些基因库会会变得很不相同，并逐步得很不相同，并逐步出出现生殖隔离。生殖隔离一旦形成，原来属于同生殖隔离。生殖隔离一旦形成，原来属于同一物种的地雀就成了不同的物种。一物种的地雀就成了不同的物种。实验探究创新实验探究创新验证人工人工选择对种群基因种群基因频率的影响率的影响【例【例题展示】展示】生物生物进化的化的实质是种群基因是种群基因频率的改率的改变，其中影响种群基因，其中影响种群基因频率的因素有很率的因素有很多，如自然多，如自然选择、基因重、基因重组、遗传漂漂变、生物、生物个体的迁入、迁出等。某中学生物研究小个体的迁入、迁出等。某中学生物研究小组为证明人工明人工选择对种群基因种群基因频率的影响，率的影响，选用了用了纯种种长翅果翅果蝇和残翅果和残翅果蝇进行行实验。已知果。已知果蝇的的长翅翅(B)对残翅残翅(b)为显性，基因位于常染色性，基因位于常染色体上。他体上。他们的的实验过程如下：程如下：a选择一只一只纯种雄性种雄性长翅果翅果蝇与一只残翅雌性果与一只残翅雌性果蝇进行行杂交，交，获得子一代雌雄果得子一代雌雄果蝇；b让子一代果子一代果蝇连续自由交配自由交配5代，同代，同时在每一在每一代中要除去残翅果代中要除去残翅果蝇；c当子六代所有当子六代所有长翅果翅果蝇自由交配后，自由交配后，统计子七子七代代长翅果翅果蝇和残翅果和残翅果蝇在种群中的百分比；在种群中的百分比；d根据残翅果根据残翅果蝇的百分比的百分比计算出算出B、b基因在种群基因在种群中的基因中的基因频率，得出率，得出结论。请分析回答：分析回答：(1)如果按照上述步如果按照上述步骤进行，在子三代行，在子三代长翅果翅果蝇中中纯合子占合子占_。(2)如果在每代中不除去残翅果如果在每代中不除去残翅果蝇，在子三代，在子三代长翅翅果果蝇中中纯合子占合子占_。(3)请判断判断该实验过程的程的设计是否科学？是否科学？_。你的理由是：你的理由是：_。(4)若若让你你对此此实验过程程进行改行改进，请设计出改出改进后的步后的步骤。选择一只一只纯种种长翅雄果翅雄果蝇与一只残翅雌果与一只残翅雌果蝇进行行杂交，交，获得子一代雌雄果得子一代雌雄果蝇；_；_；_。(5)请预期这种人工选择对种群基因频率的影响：请预期这种人工选择对种群基因频率的影响：_。【解析】【解析】F2中中BB Bb1 2，产生的两种生的两种类型的型的配子配子B b2 1，故，故F3中中bb为1/31/31/9，即，即F3中中长翅果翅果蝇占占8/9，其中的，其中的纯合子合子为BB2/32/34/9，占，占长翅数的翅数的1/2。若不去除残翅果。若不去除残翅果蝇，则F2中中的的BB Bb bb1 2 1，F2产生的配子生的配子B b1 1，F3中中BB Bb bb3/8 2/8 3/8，故，故长翅中的翅中的纯合子合子比例比例为：BB/(BBBb)3/5。要研究人工。要研究人工选择作作用是否用是否对种群基因种群基因频率率产生影响，需要以人工生影响，需要以人工选择作用作作用作为单一的一的变量，通量，通过由人工由人工选择作用的作用的种群和自然繁殖的种群繁殖若干代后种群和自然繁殖的种群繁殖若干代后进行行对照得照得出出实验结论。【答案】【答案】(1)1/2(2)3/5(3)不科学没有不科学没有设置置对照照(没有没有对照照实验)(4)将子一代果将子一代果蝇分成性分成性状完全相同的甲、乙两状完全相同的甲、乙两组，让甲、乙两甲、乙两组果果蝇分分别连续自由交配自由交配5次，同次，同时将乙将乙组在每一代中都要在每一代中都要除去残翅果除去残翅果蝇 当子六代所有当子六代所有长翅果翅果蝇自由交自由交配后，分配后，分别统计甲、乙两甲、乙两组子七代中子七代中长翅果翅果蝇和和残翅果残翅果蝇在种群中的百分比在种群中的百分比根据甲、乙两根据甲、乙两组中残翅果中残翅果蝇的百分比，分的百分比，分别计算出甲、乙两算出甲、乙两组中中的的B、b基因在种群中的基因基因在种群中的基因频率，比率，比较得出得出结论(5)这种人工种人工选择将将导致致B基因的基因的频率增大，率增大，b基因基因的的频率减小率减小