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第24讲 现代生物进化理论,考纲要求 (1)现代生物进化理论的主要内容() (2)生物进化与生物多样性的形成(),教材导学 一、现代生物进化理论的由来 1.拉马克的进化学说 (1)内容：用进废退和_是生物进化的原因。 (2)意义：否定了_和_理论。,2.达尔文自然选择学说 (1)内容：过度繁殖、_、遗传变异和_。 (2)意义：科学地解释了_的原因和_原因。 (3)局限性：对_的本质没有做出科学的解释。 (4)对生物进化的研究局限于_水平。 (5)不能解释物种大爆发现象。,(2)_提供进化的原材料。 (3)_决定生物进化的方向：使种群基因频率_改变。 2.隔离导致物种形成 (1)物种：分布在一定的自然区域，具有一定的_，而且在自然状态下能够_，并能够_的一群生物个体。,自我校对 一、1.(1)获得性遗传 (2)神创论 物种不变 2.(1)生存斗争 适者生存 (2)生物进化 生物多样性的形成 (3)遗传和变异 (4)个体 二、1.(1)种群 同种生物 全部个体 全部等位基因数 突变和基因重组 自然选择 (2)突变和基因重组 (3)自然选择 定向 2.(1)形态结构和生理功能 相互交配 产生出可育后代 (2)自由交流 3.(1)不同物种 生物与无机环境 (2)基因 物种 生态系统 共同进化,基础自测 判断正误 (1)自然选择决定了生物变异和进化的方向。 ( ) (2)生物进化的方向与基因突变的方向一致。 ( ) (3)生物进化的实质是种群基因型频率的改变。 ( ) (4)种群内基因频率的改变在世代间具有连续性。 ( ) (5)种群内基因频率改变的偶然性随种群个体数量下降而减小。 ( ) (6)不同基因型的个体对环境的适应性可相同，也可不同。 ( ),(7)环境发生变化时，种群的基因频率可能改变，也可能不变。 ( ) (8)物种的形成可以不经过隔离。 ( ) (9)生物进化过程的实质在于有利变异的保存。 ( ) (10)自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率。 ( ) (11)喷洒农药导致害虫产生抗药性。 ( ) (12)生物进化不一定形成新的物种。 ( ) (13)物种的形成必需经过隔离。 ( ),(14)自然选择直接作用的对象是个体的基因型，本质是基因频率的定向改变。 ( ) (15)生物进化时基因频率总是变化的，总是由突变引起的。 ( ) (16)共同进化都是通过物种间的生存斗争实现的。 ( ) (17)一般来说，一个物种的种群越大，它的遗传多样性就越丰富。 ( ),【答案】 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17),考点突破 考点一 自然选择学说 1.主要内容 (1)在生存斗争中，适者生存，不适者被淘汰的过程叫自然选择； (2)变异是不定向的，为生物的进化提供了原材料；遗传变异是生物进化的内因； (3)过度繁殖加剧了生存斗争，生存斗争是生物进化的动力； (4)自然选择是长期缓慢的过程，决定着生物进化的方向。,2.“自然选择学说”解释生物进化的模型,(1)自然选择的对象： 直接对象是生物的变异性状(表现型) 。 间接对象是相关的基因型。 根本对象是与变异性状相对应的基因。 即自然选择的实质是环境对变异所对应的基因的选择，因而可以改变种群的基因频率。,(2)自然选择的因素：对生物的变异起选择作用的是个体所处的自然环境。 (3)自然选择的动力：生存斗争。 类型：包括种内斗争、种间斗争、生物与无机环境之间的斗争。 意义：生存斗争对生物的某些个体的生存不利，但对物种的生存是有利的，并能推动生物的进化。 原因：过度繁殖+有限的生活资源。,(4)自然选择的结果：适者生存，不适者被淘汰。 (5)变异不定向与自然选择定向性图示：,3.历史贡献 (1)较好地解释了生物的多样性和适应性。 (2)相对系统地解释了生物进化的原因，揭示了生物的统一性。 (3)使生物学摆脱了神学束缚。 4.局限性 (1)未能对遗传和变异的本质作出科学的解释。 (2)对生物进化的解释局限于个体水平。 (3)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现象。,【例1】 下列叙述中符合达尔文自然选择学说原理的是 ( ) A.食蚁兽具有长舌，是因为它长期舔食树缝中的蚂蚁而反复不断伸长的缘故 B.害虫抗药性的增强，是因为杀虫剂使害虫产生抗药能力，并在后代中不断积累 C.狼和鹿通过捕食和被捕食的关系进行着相互选择，结果狼和鹿的奔跑速度都变快 D.现在人们都生活在不同的人工环境中，因此人类的进化不再受到自然选择的影响,【解析】 A项内容反应的是拉马克的用进废退学说；害虫的抗药性并不是使用杀虫剂后才出现的，抗药性的产生是随机突变的结果；狼和鹿之间相互选择共同进化，反映出了达尔文的自然选择学说；人类无论生活在何种环境中都要受自然选择的影响。 【答案】 C,【例2】 分析以下图解，回答相关问题。,(1)图甲表示达尔文的物种形成解释模型，分析可知，其中的两个推论分别是： 推论1：_。 推论3：_。 (2)生物的变异是不定向的，定向的_决定了生物进化的方向，达尔文论证了生物是不断进化的，并且对生物进化的原因提出了合理的解释，但是这一学说存在一定局限性，如对遗传和变异的本质没有作出科学的解释、对进化原因的解释局限于_水平等。,(3)某海岛上生活着一种昆虫，经调查其翅的长度和个体数的关系如图乙中曲线所示。气候变化使该海岛开始常刮大风，若干年后再进行调查，请绘制出最可能的翅长度和个体数的关系曲线： 对这一现象的出现作出解释：_ _。,【解析】 (1)达尔文的物种形成解释模型由五个事实和三个推论组成，推论1是“个体间存在着生存斗争”，推论3是“有利变异逐代积累，生物不断进化出新类型”。 (2)变异是不定向的，自然选择定向决定进化的方向，达尔文的自然选择学说对进化原因的解释局限于个体水平。,【答案】 (1)推论1：个体间存在着生存斗争 推论3：有利变异逐代积累，生物不断进化出新类型 (2)自然选择 个体 (3)如右图 海岛上常刮大风，翅长和翅短的变异个体以抗风和避风的方式可以避免大风将它们刮入大海而死亡。经长期选择，海岛上的该种昆虫的基因频率分别向着翅长和翅短的方向发展，翅长和翅短的个体数均多于中等翅长的个体数,考点二 现代生物进化理论 1.现代生物进化理论与达尔文自然选择学说的比较 (1)共同点： 都能解释生物进化的原因和生物的多样性、适应性。 (2)不同点： 达尔文进化论没有阐明遗传和变异的本质以及自然选择的作用机理，而现代生物进化理论克服了这个缺陷。,达尔文的进化论研究生物个体的进化，而现代生物进化论则强调群体的进化，认为种群是生物进化的基本单位。 现代生物进化理论认为生物进化的实质基因频率的改变，是从分子水平上阐述，而自然选择学说从性状水平解释进化。 现代生物进化理论强调隔离在物种形成中的作用。,2.对现代生物进化理论的解释物种形成 (1)方式：渐变式和爆发式，爆发式在很短时间内即可形成新物种，如多倍体的形成。 (2)三个环节： 突变和基因重组产生进化的原材料。 自然选择决定进化的方向。 隔离导致物种形成。,(4)种群与物种的关系： 一个物种可以包括许多种群，如同一种鲫鱼可以生活在不同的池塘、湖泊等，形成一个个被陆地隔离的种群。 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种。,二者关系如图所示：,(5)隔离与物种的形成： 物种形成的三种典型模式： a.渐变式如加拉帕戈斯群岛上13种地雀的形成。,b.骤变式主要是通过异源多倍体的染色体畸变的方式形成新物种，一出现可以很快形成生殖隔离(基因频率改变)。此种方式多见于植物。,c.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。 新物种形成的标志生殖隔离。 新物种形成不一定经过地理隔离，但不管哪种方式都需要达到生殖隔离。,3.共同进化与生物进化的大致过程 (1)共同进化： 在物种与物种之间的相互选择和生物与无机环境之间的相互影响中不断进化和发展。 (2)生物进化的历程： 生物进化的趋势：从原核生物到真核单细胞生物，再到真核多细胞生物；从异养生物到自养生物；从厌氧生物到需氧生物；从无性生殖到有性生殖；从低等到高等；从水生到陆生。,【例3】 (2011江苏)根据现代生物进化理论，下列说法正确的是 ( ) A.自然选择决定了生物变异和进化的方向 B.生物进化的实质是种群基因型频率的改变 C.种群内基因频率的改变在世代间具有连续性 D.种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小,【解析】 生物的变异具有不定向性，所以A选项错误；生物进化的实质是种群基因频率的改变，所以B选项错误；种群基因库在世代之间传递，所以C选项正确；种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而增大，所以D选项错误。 【答案】 C,【例4】 能影响基因频率改变的因素有 ( ) 基因突变 染色体变异 自然选择 隔离 A. B. C. D.,【解析】 引起种群基因频率改变的因素有：突变、基因重组、自然选择、迁移和隔离等。 【答案】 D,【例5】 图1显示了某种甲虫的两个种群基因库的动态变化过程。种群中每只甲虫都有相应的基因型，A和a这对等位基因没有显隐性关系，共同决定甲虫的体色，甲虫体色的基因型和表现型如图2所示，请据图回答下列问题。,(1)不同体色的甲虫体现了生物多样性中的_多样性。 (2)在种群中出现了基因型为AA的甲虫，A基因最可能的来源是_，该来源为生物进化_。AA个体的出现将会使种群基因库中的_发生改变。 (3)图中箭头表示通过迁移，两个种群的基因库之间有机会进行_。由此可知，种群1和种群2之间不存在_。 (4)根据图1两个种群中不同体色的甲虫分布比例，可以初步推测出处于工业污染较为严重的环境中的是哪个种群？_，该环境对甲虫的生存起到了_作用。,【解析】 (1)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，不同体色的甲虫体现了生物的基因多样性。 (2)出现的新基因一般是基因突变的结果，A基因最可能的来源是基因突变，该来源为生物进化提供原材料。AA个体的出现将会使基因库中的基因频率发生改变。,(3)图中箭头表示两个种群的基因库之间有机会进行基因交流，从而说明种群1和种群2之间不存在地理(生殖)隔离。 (4)两个种群中，种群1中基因型为AA的黑色个体和Aa的浅黑色个体明显比种群2中多，说明该种群所处的环境工业污染较为严重，这样的环境对甲虫起到了选择作用。,【答案】 (1)基因 (2)基因突变 提供原材料 基因频率 (3)基因交流 地理(生殖)隔离 (4)种群1 选择,2.计算 (1)常染色体遗传方式： 设有N个个体的种群，AA、Aa、aa的个体数分别是n1、n2、n3，A、a的基因频率分别用PA、Pa表示，AA、Aa、aa的基因型频率分别用PAA、PAa、Paa表示，则： PA=2n1+n2/2N=n1/N+1/2n2/N=PAA+1/2PAa Pa=2n3+n2/2N=n3/N+1/2n2/N=Paa+1/2PAa,由以上公式可得出下列结论： 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。 一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率。 (2)伴X染色体遗传方式： 在一个工厂中，男女职工各100名，女性中，色盲基因(Xb)携带者为5人，色盲患者为1人；男性中色盲患者为8人，则Xb的基因频率为：5+12+8/1002+100100%=5%。,提醒：XY型性别决定生物，基因在X染色体上，Y染色体上无等位基因，计算时只计X染色体上的基因数不考虑Y染色体。ZW型性别决定也是这样。 已知人群中，伴X隐性男性患者的比例为p，则可认为这个人群中此基因频率为p，由此可计算女性中患病的频率为p2。例色盲：男性中发病率7%，女性中发病率为(7%)20.5%。 (3)哈代温伯格定律： 成立前提： a.种群非常大；b.所有雌雄个体之间自由交配；c.没有迁入和迁出；d.没有自然选择；e.没有基因突变。,计算公式： a.当等位基因只有两个时(A、a)，设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，则基因型AA的频率为p2，Aa的频率为2pq，aa的频率为q2。 b.当告诉基因型aa的频率为x%时，则a的基因频率为 ，A的基因频率为1- 。AA基因型频率为(1- )2；Aa基因型频率为2 (1- )。,【例6】 (2012上海)蜗牛的有条纹(A)对无条纹(a)为显性。在一个地区的蜗牛种群内，有条纹(AA)个体占55，无条纹个体占15，若蜗牛间进行自由交配得到F1，则A基因的频率和F1中Aa基因型的频率分别是 ( ) A.30，21 B.30，42 C.70，21 D.70，42,【解析】 亲本中AA占55%，aa占15%，所以Aa占30%，自由交配，用哈温定律计算，得到A基因频率70%，a基因频率30%，F1中Aa的基因型频率为42%，选D项。 【答案】 D,【例7】 对某学校的学生进行遗传调查时发现：红绿色盲患者占0.7%(男女=21)，色盲携带者占5%，若所调查的学生中男女比例为11，那么在这个种群中的Xb的频率是 ( ) A.3.96% B.3.2% C.2.97% D.0.7%,【解析】 设调查的学生总人数为3 000个，那么男生有1 500个，女生也有1 500个，则X染色体数=2女生人数+男生人数=4 500个，即色盲基因及其等位基因的总数为4 500个。又由于男性色盲患者为3 0000.7%2/3=14个，女性色盲患者为3 0000.7%1/3=7个，色盲携带者为3 0005%= 150个，故可求得Xb的总数为27+150+14=178个，最后求得Xb的频率为178/4 500=3.96%。 【答案】 A,【例8】 如图表示环境条件发生变化后某个种群中A和a基因频率的变化情况，下列说法错误的是 ( ),A.Q点表示环境发生了变化，A控制的性状更加适应环境 B.P点时两曲线相交，此时A和a的基因频率均为50% C.该种群中杂合子的比例会越来越高，逐渐取代纯合子 D.在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变,【答案】 C,A.由于种群基因频率改变，该生物发生了进化 B.a基因控制的性状可能适应新环境 C.1970年，该种群中Aa的基因型频率为18% D.基因频率的改变是通过环境对生物个体的选择实现的,【解析】 由表格中的数据可知A的基因频率不断减少，a的基因频率不断增加，由于种群基因频率发生改变，可判断该生物发生了进化；由于a基因频率不断增加，则a基因控制的隐性性状可能适应新环境；1970年A的基因频率为0.10，a的基因频率为0.90，若按平衡定律计算，得出Aa的基因频率为20.100.90=0.18，如果不遵循遗传平衡定律就不是0.18；基因频率的改变是通过环境对生物个体性状的选择实现的。 【答案】 C,课堂练习 1.教材原话填空。 (1)在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生_，导致生物朝着一定的方向不断进化。 (2)_是新物种形成的必要条件，新物种形成的标志是_。 (3)变异是不定向的，变异的利害性取决于生物_。 (4)_是定向的，决定生物进化的方向。 (5)生物与生物之间的相互选择使两种生物_。 (6)生物进化形成了生物多样性，生物多样性包括_、_和_。,答案 (1)定向改变 (2)隔离 生殖隔离 (3)所生存的环境 (4)自然选择 (5)共同进化 (6)基因多样性 物种多样性 生态系统多样性,2.下列对现代生物进化理论的理解，正确的是 ( ) A.环境改变使生物产生的定向变异，为进化提供原材料 B.自然选择使种群基因频率发生改变，决定生物进化的方向 C.地理隔离使种群间基因不能交流，必然导致生殖隔离 D.共同进化就是物种间在相互影响中不断发展和进化,解析 本题考查现代生物进化理论的内容，变异的方向与环境没有因果关系，但环境能诱发突变，因而能提高变异的频率，并对变异起选择作用。地理隔离不一定导致生殖隔离。共同进化还包括生物与无机环境之间相互影响不断发展和进化。 答案 B,3.现代生物进化理论是在达尔文自然选择学说的基础上发展起来的。现代生物进化理论对自然选择学说的完善和发展表现在 ( ) 突变和基因重组产生进化的原材料 种群是进化的单位 自然选择是通过生存斗争实现的 自然选择决定生物进化的方向 生物进化的实质是基因频率的改变,隔离导致物种形成 适者生存，不适者被淘汰 A. B. C. D.,解析 是现代生物进化理论对自然选择学说内容的继承。是自然选择学说的观点。 答案 C,4.下列关于生物进化的叙述，正确的是 ( ) A.环境、突变、基因重组产生的变异为生物进化提供了原材料 B.不同基因型的个体对环境的适应性可相同，也可不同 C.某种群中RR个体的百分比增加，则R基因频率也增加 D.生殖隔离是物种朝不同方向发展的决定性因素,解析 突变、基因重组产生的变异为生物进化提供了原材料，环境对变异进行选择，故A项错。不同基因型的个体表现型可能相同，也可能不同，故B项对。RR个体的百分比增加，但不知Rr个体的百分比是增加还是减少，故不能判断R基因频率的变化，故C项错。自然选择是物种朝不同方向发展的决定性因素，生殖隔离是物种形成的标志，故D项错。 答案 B,5.一个全部由基因型为Aa的豌豆植株组成的种群经过连续n次自交，获得的子代中，Aa的频率为(1/2)n，AA、aa的频率均为1/21-(1/2)n。根据现代生物进化理论，可以肯定该种群在这些年中 ( ) 发生了隔离 发生了基因频率的变化 发生了自然选择 发生了基因型频率的改变 没有发生生物进化 A. B. C. D.,解析 连续自交n次，基因型频率发生改变，基因频率没有改变，故没有发生进化。 答案 C,6.研究人员调查了某地区同种生物的两个种群的基因型频率。甲种群AA个体为24%，aa个体为4%。乙种群Aa个体为48%，aa个体为16%。下列有关叙述正确的是 ( ) A.甲种群生物所处的环境变化剧烈 B.乙种群生物基因突变率很高 C.乙种群生物所处的环境变化剧烈 D.甲、乙两种群生物无突变，环境基本相同,解析 甲种群的基因频率：A的频率=24%+(1-24%-4%) 1/2=0.6，a的频率=1-0.6=0.4；乙种群的基因频率：A的频率=48%1/2+(1-48%-16%)=0.6，a的频率=1-0.6=0.4。故甲、乙两种群基因频率相同。 答案 D,7.由地震形成的海洋中有大小相似的甲、乙两个小岛，某时间段内岛上鸟的种类和数量随时间变化的情况如图所示，下列有关叙述中，错误的是 ( ),A.两岛上的鸟类存在地理隔离，不同种的鸟类之间存在着生殖隔离 B.甲岛较乙岛鸟种类增加更多，可能是甲岛的环境变化更大 C.两岛的鸟类各形成一个种群基因库，且两个基因库间的差异越来越大 D.两岛上鸟类的种类虽然不同，但最终两岛上鸟类的数量趋于相同,解析 种群的基因库指同种生物构成的同一种群的全部个体的全部基因，甲岛和乙岛都有不同的鸟类。 答案 C,8.下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，是生物进化的原材料 B.b表示地理隔离，新物种形成一定需要地理隔离 C.c表示新物种形成，新物种与生活环境共同进化 D.d表示生殖隔离，生殖隔离是生物进化的标志,解析 a表示突变(基因突变和染色体变异)和基因重组，A项错误。d表示地理隔离，但新物种的形成不一定必须经过地理隔离，B项错误。c是新物种的形成，新物种的形成是生物与环境共同进化的结果，C项正确。 答案 C,9.下列哪项对种群的基因频率没有影响 ( ) A.随机交配 B.自然选择 C.基因突变 D.染色体变异,解析 随机交配对基因频率没有影响，影响基因频率的因素是基因突变、基因重组、染色体变异和自然选择等。 答案 A,
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