生物進化理論講解

1、生物進化理論【學習目標】1、舉例說出達爾文之前，人們是怎樣看待生物進化的。2、概述達爾文自然選擇學說的主要內(nèi)容。3、評價達爾文自然選擇學說的貢獻和局限性。4、解釋種群、種群基因庫、基因頻率等概念5、說明現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容6、舉例說明共同進化和生物多樣性形成的原因?！疽c梳理】要點一、現(xiàn)代生物進化理論的由來1、拉馬克進化學說：(1)拉馬克進化學說的要點：物種是可變的。包括人類在內(nèi)的一切物種都是由其他物種演變而來的，而不是神創(chuàng)造的。只是因為物種的變化是緩慢的，而 人的壽命是短促的，人們才難以認識到物種的變化過程。生物是從低等向高等進化的。如果將生物按照它們的相互關系的自然順序排列起來，就能

2、得到一個從最低等到最高等的連續(xù)系列。他還提出了動物起源表(系統(tǒng)樹)。環(huán)境的變化可以引起物種的變化。環(huán)境變化直接導致變異的發(fā)生，以適應新的環(huán)境條件。用進廢退和獲得性遺傳。這是拉馬克論述動物進化原因的兩條著名的法則。用進廢退是指經(jīng)常使用的器官就發(fā)達，不使用的器官就退化；獲得性遺傳是指由環(huán)境引起或由于用進廢退引起的變化是可以遺傳的。這兩條法則是拉馬克用來解釋生物進化原因的主要原理。(2)對拉馬克進化學說的理解應明確以下兩點：拉馬克的進化學說的中心論點：環(huán)境變化是物種變化的原因，環(huán)境的改變是生物變異的原因，而不是由遺傳物質(zhì)的改變引起 的。他認為動物的進化是按照動物的意愿進行的，如他解釋長頸鹿頸長的原因

3、是因為長頸鹿經(jīng)常努力伸長頸去吃樹上的葉子，這些 觀點都與事實不符。拉馬克的進化學說盡管有局限性，但它的卓越貢獻就是喚起人們對世界的注意，喚醒人們注意生物的變化，使人們認識到生 命的世界與非生命的世界一樣都有一定的法則，而不是神的創(chuàng)造和上帝的干預。不僅如此，拉馬克還認識到我們現(xiàn)在稱為“適應” 的許多進化現(xiàn)象，并認為生物進化是從低等到高等的漸進性過程。2、達爾文的自然選擇學說：(1)自然選擇學說的主要內(nèi)容過度繁殖生物均有很強的繁殖能力，可產(chǎn)生大量后代，相對于環(huán)境的承受能力(資源有限)而言，該能力表現(xiàn)為“過度”。遺傳變異一一生物進化的內(nèi)因變異為生物進化提供了選擇的材料；遺傳使微小有利變異逐代積累加強

4、生存斗爭一一生物進化的動力同種生物之間、不同種生物之間、生物與環(huán)境之間。適者生存一一自然選擇的結(jié)果定向的自然選擇決定進化的方向。(2)請嘗試用自然選擇學說解釋長頸鹿的進化歷程：物種起源和適應性形成II祖先種微小變異個體生存斗爭適者生存逐代選理遺傳積累顯著變異種群新物種性狀誘 合環(huán)境適應性自然選擇達爾文進化論的核心思想：生物進化是變異、自然選擇和遺傳三者綜合作用的結(jié)果(2)對自然選擇學說的評價成功之處：科學地解釋了生物進化的原因、生物的多樣性、統(tǒng)一性和適應性不足之處：不能解釋遺傳和變異的本質(zhì)；對生物進化的解釋只局限在個體水平；不能很好地解釋物種大爆發(fā)等現(xiàn)象 3、拉馬克進化論與達爾文的自然選擇學說

5、的比較類別拉馬克進化論達爾文的自然選擇學說不 同占八、主要 內(nèi)容(1)物種是可變的；生物不是神創(chuàng)造的，而是 由古老生物進化而來的；(2)生物是從低等向高等進化的；(3)生物各種適應性特征的形成是由于用進廢退和獲得性遺傳過度繁殖 生存斗爭 遺傳和變異 適者生存歷史 意義歷史上第一個系統(tǒng)的提出進化理論的學者；反對神創(chuàng)論和物種不變論，強調(diào)生物的進化(1)解釋了生物進化的原因(2)對生物的適應性、多樣性做出了正確的解釋(3)為辯證唯物主義世界觀的形成奠定了基礎局限性(1)有許多缺少科學證據(jù)的主觀推測(2)過于強調(diào)環(huán)境的變化直接導致物種的改變(3)生物獲得性狀都是可以遺傳的(1)對遺傳和變異的本質(zhì)沒有科

6、學的解釋(2).進化的原因局限于個體水平(3)強調(diào)物種的形成是漸變的結(jié)果，不能說明物種大爆發(fā)的原因相同點反對神創(chuàng)論和物種不變論，強調(diào)生物是從低等向高等進化的要點二、現(xiàn)代進化論的主要內(nèi)容1、種群是生物進化的基本單位(1)種群的概念(2)種群基因庫、基因頻率和基因型頻率基因庫：一個種群中全部個體所含有的全部基因。生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體叫做種群。種群在繁衍過程中, 個體有新老交替，基因卻代代相傳?；蝾l率：在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比率。(表示為：A喊:a為基因型頻率：某基因型個體數(shù)占種群總個體數(shù)的比例。(表示為：AA喊Aa%?)(3)有關基因頻率、基因型頻率的計算方

7、法基因頻率：是指一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比率?；蝾l率=某種基因的數(shù)目00%控制同種性狀的等位基因的總數(shù)要點詮釋:a.不同的基因在基因庫中所占的比例是不同的，影響基因頻率的因素有基因突變、基因重組和自然選擇等。b.種群基因頻率的定向改變導致生物朝一定方向不斷進化?；蛐皖l率：是指某種特定基因型的個體占群體內(nèi)全部個體的比例。特定基因型的個數(shù)基因型頻率 =100%總個體數(shù)例如，從某種群中隨機抽取 100個個體，測知基因型為 AA Aa、aa的個體分別為30、60、10個。那么A、a基因的頻率求解如下:2X30 + 60A基因的頻率為： X400% = 60 %100X 22X

8、10 + 60a基因的頻率為：700% = 40 %2X 100通過基因型頻率計算基因頻率a.在種群中一對等位的頻率之和等于1,基因型頻率之和也等于 1。b. 一個基因的頻率=該基因純合子的基因型頻率+ 1/2雜合子的基因型頻率。c.已知基因型AA或aa的頻率，求A或a的頻率經(jīng)常用到開平方的方法。例如，在某一個人群中，經(jīng)調(diào)查得知，隱性性狀者為16%,該性狀不同類型額基因頻率求解如下：由于題中告知隱性性狀者為16%,即基因型為aa的個體為16%,也就是a、a同時出現(xiàn)的概率為16%,因此a的基因頻率為40%,故知A的基因頻率為1-40 %=60%。(4)“哈代一一溫伯格”定律即遺傳平衡定律及其應用

9、方法遺傳平衡定律的內(nèi)容：在一個有性生殖的種群中，在種群足夠大，種群內(nèi)個體隨機交配，沒有突變產(chǎn)生，不存在個體的 遷移或基因交流，沒有自然選擇的條件下，這個種群的基因頻率(包括基因型頻率)就可以一代代穩(wěn)定不變，保持平衡。這就是遺 傳平衡定律，也稱哈代溫伯格定律。遺傳平衡的表達式及含義：(p+q) 2=p2 + 2pq+q2=1, p代表顯卜iE基因丫的頻率，q代表隱性基因y的基因頻率；p2代表顯 性純合子(YY)的基因型頻率，q2代表隱性純合子(yy)的基因型頻率，2Pq代表雜合子(Yy)的基因型頻率。在一個達到了遺傳平 衡的種群中，p+q=1； P2 + 2pq+ q2=1 o遺傳平衡定律的應用

10、：在自然條件下，達到遺傳平衡狀態(tài)的種群中不存在的。但是如果種群的個體數(shù)量多，個體間自由 交配，就可以把這樣的種群看作是處于遺傳平衡狀態(tài)的。當知道一個純合子的基因型頻率時，開方既可求出對應基因的頻率，然后 再求出另一個基因的頻率和其他基因型頻率。應用基因平衡定律可以非常方便地計算基因的頻率和基因型的頻率。2、突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料(1)現(xiàn)代遺傳學的研究表明，可遺傳的變異來源于基因突變、基因重組和染色體變異，其中，基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為 突變。(2)突變頻率對每個基因雖然很低，但在一個種群中突變量是很大的。(3)突變的有利與有害也不是絕對的，取決于突變后個體的生存環(huán)境。(4)突變和重組

11、都是隨機的，不定向的，只能提供進化的原材料，不能決定進化的方向。3、自然選擇決定生物進化的方向在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會發(fā)生定向改變，導致生物朝著一定的方向不斷進化。4、隔離導致物種的形成地理上的障礙阻礙生物之間的基因交流；生殖隔離斷絕基因交流，最終導致新物種的形成。異地物種的形成種®?_基因庫支電基因頻率新物種亞種理£地限祖先種生珀期離基因庫變遷群重用.變遷 定向法變現(xiàn)代進化論的核心思想：生物進化是突變和基因重組、自然選擇和隔離三者綜合作用的結(jié)果。要點三、種群與物種種群物種概念生活在同一地點的同種生物的一群個體。生物 以種群為單位繁殖后代，種群是生物進化的基 本

12、單位。分布在一定的自然區(qū)域，具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功 能，而且在自然狀態(tài)下能夠相互交配和繁殖，并能夠產(chǎn) 生出可育后代的一群生物個體。物種概念屬分類學范 疇。生活地域較小范圍內(nèi)的同種生物個體許多分布在不同區(qū)域的同種生物的不同種群組成判斷標準同一地點的同種生物，它通過個體間的交配而保持一個共同的基因庫同一物種個體能自由交配并產(chǎn)生后代，不同物種一般不能雜交，即使雜交后代也往往不育相互聯(lián)系一個物種可以包括多個種群，同一個物種的多個種群之間存在著地理隔離，長期發(fā)展下去可能形成不 同的亞種，進而形成多個新種要點四、共同進化與生物多樣性1、共同進化(1)不同物種之間、生物與無機環(huán)境之間在相互影響中不斷進化

13、和發(fā)展，這就是共同進化。經(jīng)過漫長的共同進化，地球上出現(xiàn)了千姿百態(tài)的物種，而且形成了多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)。(2)生物進化與生物多樣性的關系：2、生物多樣性的形成(1)生物多樣性的內(nèi)容：主要包括三個層次的內(nèi)容：基因多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性。(2)生物進化與生物多樣性的關系：生物多樣性是生物進化的結(jié)果，生物多樣性的產(chǎn)生又加速了生物的進化。【典型例題】類型一：達爾文的自然選擇學說例1、下列關于生物進化的論述中，不符合達爾文學說基本觀點的有()A.遺傳和變異是自然選擇發(fā)生作用的基礎B.生物的變異是不定向的，自然選擇是定向的C.變異經(jīng)過長期的自然選擇和積累，就可能產(chǎn)生出生物的新類型D.環(huán)境改變使生

14、物產(chǎn)生定向變異，以適應變化的環(huán)境【答案】D【解析】達爾文創(chuàng)立的以自然選擇為中心的生物進化學說認為：遺傳和變異是生物進化的內(nèi)因，變異是不定向的，它為生物進化提供原材料。通過自然選擇，不利的變異被淘汰，有利的變異被保留，并通過遺傳積累起來，久而久之就產(chǎn)生出生物新類型。(A)、(B)、(。選項符合達爾文學說的基本觀點，而(D)選項是拉馬克進化學說的觀點?！军c評】考查達爾文的自然選擇學說?！九e一反三】：【變式一】某島嶼上存在兩個尺蟆變種，該地區(qū)原為森林，后建為工業(yè)區(qū)。下表為該地區(qū)不同時期兩個尺蟆變種的數(shù)量比:森林時期建成工業(yè)區(qū)后50年灰尺蟆黑尺蟆灰尺蟆黑尺蟆99%l %1%99%兩種尺蟆出現(xiàn)上面變化的

15、原因是（）A .工業(yè)煤煙使灰尺蟆變?yōu)楹诔唧 .灰尺蟆遷離，黑尺蟆遷入C .自然選擇的作用D .定向變異的結(jié)果【答案】C【變式二】根據(jù)達爾文的生物進化學說，下列敘述中不正確的是（）A .田鼠打洞和夜出活動是自然選擇的結(jié)果B .狼和鹿能迅速奔跑，兩者進行相互選擇C .狗的牙齒堅硬，是長期磨煉出來的D .有一種貓頭鷹因視力弱，行動遲緩，捉不到田鼠而被淘汰【答案】C【變式三】下列哪項不是對達爾文的進化觀點的正確評價？（）A .沒有對遺傳和變異的本質(zhì)做出科學的解釋B .對自然選擇如何對可遺傳的變異起作用沒有作出科學的解釋C .對生物進化的解釋局限在個體水平上D .很好地解釋了物種大爆發(fā)等現(xiàn)象【答案】D

16、類型二：種群和物種概念的考查例2、以下關于種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)的敘述中，正確的是（）A .種群中的個體是生物進化的基本單位B .亞熱帶生長的常綠闊葉樹組成一個種群C .群落中食物相似的物種競爭相對更加激烈D .農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)退化成荒地時，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復雜程度隨之降低B錯誤；群【答案】C【解析】種群是生物進化的基本單位，A錯誤；種群是生活在一定區(qū)域的同種生物的總和，常綠闊葉樹不是一個物種，落中食物相似的物種競爭相對更加激烈，C正確；農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)退化成荒地時，生物種類更豐富，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復雜程度提高【點評】考察種群、群落的概念。【舉一反三】：下列關于物種的敘述，正確的是（）不同種群的生物肯定不屬于同一個物種

17、具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能，能相互交配且產(chǎn)生可育后代的一群生物個體隔離是形成新物種的必要條件在物種形成過程中必須有地理隔離和生殖隔離A.B .C. D .【答案】C類型三：現(xiàn)代進化論的主要內(nèi)容例3、下列敘述中不符合現(xiàn)代生物進化理論的是（）A .狼和兔子奔跑能力的提高是二者共同進化的結(jié)果B . 一個物種的形成或絕滅.會影響到其他物種的進化C .馬和驢可交配生下騾.說明馬和驢之間不存在生殖隔離D .進化過程中基因頻率升高的基因所控制的性狀更適應環(huán)境【答案】C【解析】狼和兔子在長期的相互選擇中共同進化；個別物種滅絕會對自然選擇產(chǎn)生影響，進而影響生物的進化；馬和驢雜交的后代不育，故二者之間存在生殖隔離；進化過程中，適應環(huán)境的有利變異被保留，控制該性狀的基因的基因頻率也會上升?！军c評】本題考查生物進化的相關知識?！九e一反三】：【變式】用生物進化論的觀點解釋病菌抗藥性不斷增強的原因是（）A.使用抗菌素的劑量不斷