高中生物 生物進化理論2 蘇教版必修2

1、第一節(jié) 生物進化理論【目標導航】1.結合已學生物變異的知識，闡明可遺傳的變異為生物進化提供了原材料，以及自然選擇對生物進化方向的決定作用。2.結合實例，闡明物種形成的機制。3.閱讀教材，概述分子進化的中性學說以及生物進化理論發(fā)展的意義。一、生物進化的原材料和進化的方向1生物進化的原材料包括基因突變、基因重組和染色體變異。2生物進化的方向自然選擇可以保留對個體生存和繁衍后代有利的變異，使生物向著適應環(huán)境的方向發(fā)展。二、物種形成的重要條件1物種分布在一定的自然地域，具有一定的形態(tài)結構和生理功能特征，而且在自然狀態(tài)能夠相互交配并能生殖出可育后代的一群生物個體。2物種形成和生物進化的機制突變、選擇和隔

2、離。3隔離(1)地理隔離：是指地理上的障礙，是一種主要的隔離方式。地理隔離可以導致亞種的形成，如東北虎和華南虎。(2)生殖隔離：指不同種群的個體不能自由交配或交配后產生不可育的后代，如馬與驢雜交產生的騾不可育。三、分子進化的中性學說及生物進化理論發(fā)展的意義1分子進化的中性學說(1)提出者：日本學者木村資生。(2)內容生物進化的主導因素不是自然選擇，而是中性突變的隨機固定。每種生物的信息大分子都有一定的進化速率。DNA分子產生的突變大部分是中性的，對生物的生存既無利也無害。當隨機漂變的突變，經過日積月累積少成多，就會使同種生物的不同種群間出現(xiàn)巨大的差異，形成不同的物種。當中性突變積累導致生物性狀

3、出現(xiàn)差異之后，自然選擇才會發(fā)生作用而導致表現(xiàn)型進化。2生物進化理論發(fā)展的意義判斷正誤(1)自然選擇決定了生物變異和進化的方向。()(2)種群基因頻率改變，生物一定進化。()(3)基因突變和基因重組使生物發(fā)生定向改變。()(4)種群進化的實質是種群內基因頻率的改變。()(5)在自然界中，由于存在基因突變、基因重組、染色體變異和自然選擇等因素，種群的基因頻率和基因型頻率總是不斷地變化的。()(6)自然狀態(tài)能夠相互交配的一群生物個體是同一物種。()答案(1)×(2)(3)×(4)(5)(6)×一、突變和基因重組產生進化的原材料及自然選擇決定生物進化方向1理解“突變”的含

4、義(1)可遺傳的變異來源于基因突變、基因重組以及染色體變異。其中基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變?；蛲蛔?、基因重組和染色體變異都能產生新的基因型，但只有基因突變能產生新的基因(等位基因)。(2)突變的頻率雖然很低，但一個種群往往由許多個體組成，而且每一個個體中的每一個細胞都含有成千上萬個基因，所以在種群中每一代都會產生大量的突變。(3)基因突變產生的等位基因，通過有性生殖過程中的基因重組，可以形成多種多樣的基因型，從而使種群出現(xiàn)大量的可遺傳變異。(4)生物的變異是否有利取決于它們的生存環(huán)境，同樣的變異在不同的生存環(huán)境中可能有利，也可能有害。2可遺傳的變異為生物進化提供了原材料每一個基因發(fā)生基因

5、突變的頻率雖然很低，但由于每個生物個體所含的基因數(shù)是一個非常巨大的數(shù)目，因此基因突變對個體來說不是稀有的，況且生物進化的單位是種群，生物進化是一個漫長的積累過程。因此，突變可以為生物進化提供豐富的變異材料。同時，突變等位基因基因重組大量的變異?？梢姡蛔兒突蛑亟M為生物進化、物種形成提供了豐富的原材料。3理解“自然選擇”的含義(1)選擇的對象：表面對象：生物的變異性狀。實質對象：控制性狀的基因。(2)選擇的結果：從生物性狀上看，生物朝著一定的方向進化，形成生物的適應性；從實質上看，種群基因頻率發(fā)生改變。4自然選擇決定生物進化的方向生物種群內產生的變異是不定向的，經過長期的自然選擇，其中的不利變

6、異被不斷淘汰，有利變異則逐漸積累，從而使種群的基因頻率發(fā)生定向改變，導致生物沿著一定的方向緩慢地進化。由此可見生物進化的方向是由自然選擇決定的。1所有的變異都能導致種群基因頻率的改變嗎？為什么？答案 不是。只有可遺傳的變異才能影響種群基因的組成，才能改變基因頻率。2基因突變和基因重組對種群遺傳組成的影響一樣嗎？試分析原因。答案 二者都對種群遺傳組成產生影響，但影響角度不一樣。只有基因突變才能出現(xiàn)新基因，才能豐富基因庫，改變基因頻率，從而影響種群的遺傳組成；基因重組不能產生新基因，只能增加基因型的種類，以此來影響種群的遺傳組成。 1根據(jù)現(xiàn)代生物進化理論，下列說法正確的是()A自然選擇決定了生物變

7、異和進化的方向B生物進化的實質是種群基因型頻率的改變C種群內基因頻率的改變在世代間具有連續(xù)性D種群內基因頻率改變的偶然性隨種群數(shù)量下降而減小【問題導析】(1)自然選擇使種群的基因頻率發(fā)生定向改變，從而使生物定向進化，所以自然選擇決定了生物進化的方向，生物進化的實質是種群基因頻率的改變；(2)種群中基因頻率的改變在世代間具有連續(xù)性，導致生物不斷進化；(3)種群中基因頻率改變的偶然性隨種群數(shù)量下降而增大。答案C【一題多變】“基因突變對絕大多數(shù)個體是不利的，但卻是生物進化的重要因素之一”。你認為這一說法 ()A正確，基因突變雖對多數(shù)個體是不利的，但它為定向的自然選擇提供了材料，為物種的進化奠定了基礎

8、B正確，基因突變對多數(shù)個體不利，但突變的方向與生物進化的方向是一致的C不正確，因為基因突變不利于個體繁殖，會導致物種滅絕D不正確，因為基因突變會導致個體死亡，不利于生物進化答案A二、 隔離與物種形成1種群和物種的區(qū)別和聯(lián)系(1)種群和物種的區(qū)別種群強調的是同一自然區(qū)域、同種生物的全部個體，物種則強調能相互交配并產生可育后代的一群生物。(2)種群和物種之間的關系 同一種群的個體一定屬于同一物種，同一物種的個體可能分布于不同的區(qū)域，從而形成不同的種群。不同種群的個體可能屬于同一物種，不同物種的個體一定屬于不同的種群。2生殖隔離的三種情況體現(xiàn) 種群間的個體不能自由交配。有些雖能交配，但胚胎期死亡。有

9、些雖能交配，并能成功繁殖出子代但成活的雜種后代沒有生育能力?？傊?，只有能繁育出“可育子代”才可稱“無生殖隔離”，只有不存在生殖隔離時，才可稱作“同一物種”。3地理隔離與生殖隔離的比較類型定義特點舉例共性地理隔離同一種生物由于地理上的障礙而分成不同的種群，使得種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象同種生物，地理隔離消失后仍然可以進行基因交流兩個池塘中的鯉魚均阻止了基因天然交流生殖隔離不同物種之間一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能產生可育的后代永久性不能進行基因交流驢和馬4.物種形成的兩種方式和三個環(huán)節(jié)(1)物種形成的兩種方式漸變式(如下圖)爆發(fā)式物種的形成主要是由異源多倍體的染色體變異的方式形成新

10、物種，一出現(xiàn)可以很快形成生殖隔離(如下圖)。此外還可利用遠緣雜交和染色體加倍的原理人工創(chuàng)造新物種，如八倍體小黑麥。(2)三個環(huán)節(jié)突變和基因重組產生進化的原材料。自然選擇決定生物進化的方向。隔離導致物種形成。三者關系如下圖：5生物進化和物種形成的區(qū)別內容生物進化物種形成標志基因頻率改變生殖隔離出現(xiàn)進化后生物與原生物的關系仍可屬一個物種屬于不同物種二者聯(lián)系(1)只有不同種群的基因庫產生了明顯差異，出現(xiàn)生殖隔離才形成新物種(2)進化不一定產生新物種，新物種產生一定存在進化1物種的形成是否必須要經過隔離？是否必須要經過地理隔離？答案須經隔離，但未必經地理隔離。通常情況下，物種的形成需經地理隔離，最后產

11、生生殖隔離。但在特殊情況下，不經地理隔離也能產生生殖隔離，導致新物種的形成。如人工誘導多倍體的形成，可不經過地理隔離而達到生殖隔離。2經過漫長的地理隔離，是否一定會產生生殖隔離？答案不一定。如果兩個種群的生活環(huán)境都不發(fā)生變化或變化微小，或發(fā)生相似的變化，則兩個種群的進化方向相同，不會產生生殖隔離。2如圖是物種形成的一種模式。物種a因為地理障礙分隔為兩個種群a1和a2，經過漫長的進化，分別形成新物種b和c。在此進程中的某一時刻，a1種群的部分群體越過障礙外遷與a2同域分布，向d方向進化。下列有關敘述正確的是()Ab和d存在地理隔離，所以一定存在生殖隔離Bc和d不存在地理隔離，卻可能存在生殖隔離C

12、a1中的外遷群體與當時留居群體的基因頻率相同，則b和d是同一物種Da1中的外遷群體與當時a2種群的基因頻率不同，則c和d是不同物種【問題導析】(1)明確：區(qū)分物種的關鍵是看是否存在生殖隔離，存在地理隔離的不同種群，可能屬于不同物種，也可能屬于同一物種。b和d存在地理隔離，不一定達到生殖隔離；由于a1和a2的地理隔離，d和c有可能存在生殖隔離；(2)理解：種群基因頻率改變是生物進化的實質，而不是形成新物種的標志。a1中外遷群體與當時留居群體的基因頻率不一定相同；a1中外遷群體與當?shù)豠2種群的基因頻率不一定相同，但如果只發(fā)生地理隔離，而沒有發(fā)生生殖隔離，則c和d可能是一個物種。 答案B【一題多變】

13、(1)a物種進化為新物種b和c的內因是什么？答案突變和基因重組(或可遺傳變異)。(2)若b物種遷入到c物種生活的區(qū)域，足夠長的時間后一定會進化為新物種嗎？答案不一定，也可能因為不適應環(huán)境而被淘汰。三、分子進化的中性學說及生物進化理論發(fā)展的意義1中性學說進化的過程2現(xiàn)代綜合生物進化理論與中性突變學說的比較理論名稱學說主要內容價值現(xiàn)代綜合生物進化理論種群是生物進化的基本單位，突變和基因重組產生進化的原材料，自然選擇決定生物進化的方向，隔離導致新物種的形成從宏觀(生態(tài)學)和微觀(基因)角度來看生物進化過程，最明顯的優(yōu)點是從基因的角度研究生物的進化過程中性突變學說生物進化的主導因素不是自然選擇，而是中

14、性突變的隨機固定揭示了分子水平的進化規(guī)律1中性學說與現(xiàn)代達爾文主義觀點的主要差異是什么？答案中性學說認為：生物進化的主導因素不是自然選擇，而是中性突變的隨機固定。DNA分子產生的突變大部分是中性的。2根據(jù)上題分析，你是否認為中性學說完全否決了現(xiàn)代達爾文主義？答案不是。中性學說側重于微觀水平，現(xiàn)代達爾文主義側重于宏觀水平，二者相互補充。3下列敘述中，符合中性學說的是()A中性突變一般不引起生物性狀的改變，因此中性突變不是突變B當自然選擇作用于中性突變時，有利的變異被積累C當環(huán)境惡劣時，中性突變的進化速率加快了D中性學說并沒有否認選擇的作用，承認形態(tài)、行為和生態(tài)性狀，即生物的表現(xiàn)型是在自然選擇下進

15、化的【問題導析】(1) 中性學說認為多數(shù)或絕大多數(shù)突變都是中性的，即無所謂有利或有害，因此對于這些中性突變不會發(fā)生自然選擇與適者生存的情況。(2) 突變大多在種群中隨機地被固定或消失，而不是通過選擇才被保留或淘汰的。答案D【一題多變】下列觀點符合“中性學說”的是()A生物進化的實質是基因頻率的改變B自然選擇決定生物進化的方向CDNA分子產生的突變大多數(shù)是中性的D隔離是物種形成的必要條件答案C解析現(xiàn)代達爾文主義的基本觀點為：種群是生物進化的基本單位，生物進化的實質在于基因頻率的改變，突變和基因重組產生生物進化的原材料，自然選擇決定生物進化的方向，生殖隔離是新物種形成的必要條件。中性學說認為突變大

16、部分是中性的，生物進化的主導因素是中性突變的隨機固定。 1新物種形成最顯著的標志是()A具有一定的形態(tài)結構B具有一定的生理功能C產生了生殖隔離D改變了基因頻率答案C 解析具有一定的形態(tài)結構和生理功能是作為物種存在的一種必要的特征，但標志新物種形成的應是生殖隔離?；蝾l率的改變情況只能說明生物進化情況。2下列關于中性學說的說法中，錯誤的是()A中性學說的研究水平側重于分子水平BDNA分子產生的突變大部分是中性的C遺傳漂變是分子進化的動力D中性學說與現(xiàn)代達爾文主義是對立的答案D3原產某地的某種一年生植物a，分別引種到低緯度和高緯度地區(qū)種植，很多年以后移植到原產地，開花時期如圖所示。回答下列問題：(

17、1)將植物a引種到低緯度和高緯度地區(qū)，這樣原屬于同一個物種的種群a、b和c之間形成_，種群b和種群c個體之間由于花期不同，已不能正常傳粉，說明已產生了_，它們與_、_共同構成了物種形成過程的基本環(huán)節(jié)。(2)在對植物b的某一種群進行的調查中，發(fā)現(xiàn)基因型為DD和dd的植株所占的比例分別為1 0%和70%(各種基因型個體生存能力相同)，第二年對同一種群進行的調查中，發(fā)現(xiàn)基因型為DD和dd的植株所占的比例分別為4%和64%，在這一年中，該植物種群是否發(fā)生了進化？ _，理由是_。答案(1)地理隔離生殖隔離突變和基因重組自然選擇(2)沒有該種群的基因頻率沒有發(fā)生變化解析(1)a、b和c處于不同的緯度，存在

18、地理上的隔離。種群b和種群c已經不能進行基因交流，存在生殖上的隔離。物種的形成需要三個環(huán)節(jié)，分別是突變和基因重組產生進化的原材料，自然選擇決定生物進化的方向，隔離是新物種形成的必要條件。(2)已經知道DD和dd分別為10%和70%，所以Dd為20%，第一年該種群D的基因頻率是：(10%×220%)/200%20%。同理第二年該種群D的基因頻率是：(4%×232%/200%20%，所以連續(xù)兩年的基因頻率沒有發(fā)生改變，進化的實質是基因頻率的改變，因此推斷該種群沒有發(fā)生進化?！净A鞏固】1下列哪項不是生物進化的原材料()A基因突變 B基因重組C不遺傳的變異 D染色體變異答案C解析

19、突變和基因重組為生物進化提供了原材料，其中突變又包括基因突變和染色體變異。2有關基因頻率和生物進化的關系，以下說法正確的是()A生物只要發(fā)生進化，基因頻率一定發(fā)生了改變B基因頻率的改變不一定引起生物的進化C生物在進化過程中不一定有基因頻率的改變D自然選擇是影響基因頻率的唯一因素答案A解析生物進化的實質是基因頻率的改變。生物只要發(fā)生進化，基因頻率一定發(fā)生了改變；基因頻率只要發(fā)生變化，說明生物一定發(fā)生進化；自然選擇是影響基因頻率的因素，但不是唯一因素。3下列關于物種的敘述，不正確的是()A同一物種的個體之間在自然條件下能夠相互交配和繁殖，并能夠產生可育后代B經過長期的地理隔離而達到生殖隔離是物種形

20、成比較常見的一種方式C區(qū)分物種有多種依據(jù)，但最主要的是看有無生殖隔離D不同物種的種群在自然條件下基因不能自由交流答案C解析同一物種的個體之間不存在生殖隔離，能產生可育后代；經過地理隔離會使基因庫產生差異，長期進化就有可能產生生殖隔離；物種的區(qū)分依據(jù)就是看是否存在生殖隔離；不同種群間的個體，由于有生殖隔離，所以在自然條件下基因不能自由交流。4下列關于隔離的敘述，不正確的是()A阻止了種群間的基因交流B物種的形成都必定先經過長期的地理隔離C遺傳組成上的差異是產生生殖隔離的根本原因D多倍體植物的產生不需要經過地理隔離答案B解析地理隔離使自然選擇的方向不同，但物種的形成最終是阻止種群間的基因交流，即生

21、殖隔離。突變和基因重組、自然選擇及隔離是物種形成的三個基本環(huán)節(jié)，通過它們的綜合作用，種群產生分化，最終導致新物種的形成。5有性生殖的出現(xiàn)直接推動了生物的進化，其原因是()A有性生殖是高等生物所存在的生殖方式B有性生殖經過了兩性生殖細胞的結合C有性生殖細胞是由減數(shù)分裂形成的D通過有性生殖，實現(xiàn)了基因重組，增強了生物的變異性答案D解析有性生殖細胞的形成是通過減數(shù)分裂產生的，減數(shù)分裂產生配子時，由于等位基因的分離和非等位基因的自由組合，或同源染色體上非姐妹染色單體的交叉互換，發(fā)生了基因重組，產生了多種類型的生殖細胞，再通過受精作用可以產生多種類型的合子，合子發(fā)育成為多種多樣的新個體。這就增強了生物變

22、異的多樣性，為進化提供了豐富的原材料，加快了生物進化的速度。6有關現(xiàn)代生物進化理論的敘述，錯誤的是()A種群是生物進化的基本單位B自然選擇學說是現(xiàn)代生物進化理論的核心C生物進化過程的實質是種群基因頻率的改變D生物進化過程的實質在于有利變異的保存答案D解析種群是生物進化的基本單位，生物進化的實質是種群基因頻率的改變，在這個過程中有利變異保存而不利變異被淘汰，從而改變了基因頻率?！眷柟烫嵘?達爾文在加拉帕戈斯群島上發(fā)現(xiàn)了幾種地雀，用現(xiàn)代生物進化理論解釋錯誤的是()A經過長期的地理隔離達到生殖隔離，導致原始地雀物種形成現(xiàn)在環(huán)境的地雀物種B生殖隔離一旦形成，原來屬于同一物種的地雀很快進化形成不同的物

23、種C這些地雀原先屬于同一物種，從南美大陸遷來后，逐漸分布在不同的群島，出現(xiàn)不同的突變和基因重組D自然選擇對不同種群的基因頻率的改變所起的作用有所差別，最終導致這些種群的基因庫變得很不相同，并逐漸出現(xiàn)生殖隔離答案B解析原來屬于同一物種的地雀，從南美洲大陸遷來后，因在不同的群島上生活(地理隔離)，產生不同的突變和基因重組，這是生物進化的原材料，由于每個島上的食物和棲息條件互不相同，自然選擇對其基因頻率的改變所起的作用就有差別。在一個種群中，某些基因被保留下來，而在另一個種群中，被保留下來的可能是另一些基因。久而久之，由于自然選擇的不同使各個種群的基因庫變得很不相同，并逐漸出現(xiàn)生殖隔離。生殖隔離一旦

24、形成，原來屬于同一個物種的地雀就成為不同的物種。不過物種的進化是十分緩慢的，往往要成千上萬年才能實現(xiàn)，不是一朝一夕就可形成的。8如圖表示生物新物種形成的基本環(huán)節(jié)，對圖示分析正確的是()A圖中A表示基因突變和基因重組，為生物進化提供原材料B種群基因頻率的定向改變是形成新物種的前提C圖中B表示地理隔離，是新物種形成的必要條件D圖中C表示生殖隔離，指兩種生物不能雜交產生后代答案B解析圖中A應表示突變和基因重組，突變包括基因突變和染色體變異。圖中B表示地理隔離，但并不是新物種形成的必要條件，有些新物種(如多倍體)形成不需要經過地理隔離。存在生殖隔離的兩種生物除了不能雜交產生后代，也可能能進行交配卻不能

25、產生可育后代。9在一次大風暴后，有人搜集了100只受傷的麻雀，把它們飼養(yǎng)起來，結果活下來64只。在死去的個體中，大部分是個體比較大、變異類型特殊的，下列有關敘述正確的是()A突變和基因重組決定生物進化的方向B自然選擇會改變種群的基因頻率C特殊的變異類型都是不利的D不產生變異的生物才能生存答案B解析突變和基因重組為生物的進化提供原材料，這種變異是不定向的，可能是有利的，也可能是有害的。產生有利變異的個體存活下來，產生不利變異的個體會在自然選擇中被淘汰，自然選擇的過程就是種群基因頻率發(fā)生變化的過程。10某小麥種群中TT個體占20%，Tt個體占60%，tt個體占20%，由于某種病害導致tt個體全部死

26、亡，則病害發(fā)生前后該種群中T的基因頻率分別是()A50%、50% B50%、62.5%C62.5%、50% D50%、100%答案B解析由題意得出病害發(fā)生前T的基因頻率為(20×260)÷20050%；由于某種病害導致tt個體全部死亡，病害發(fā)生后T的基因頻率為(20×260)÷(20020×2)62.5%。11回答下列有關生物進化的問題。圖1(1)圖1表示某小島上蜥蜴進化的基本過程，X、Y、Z表示生物進化中的基本環(huán)節(jié)。X、Y分別是_、_。(2)該小島上的蜥蜴原種由許多個體組成，這些個體的總和稱為_，這是生物進化的_。(3)小島上所有蜥蜴?zhèn)€體含有

27、的全部基因，稱為蜥蜴的_。(4)小島上蜥蜴原種的腳趾逐漸出現(xiàn)兩種性狀，W代表蜥蜴腳趾的分趾基因，w代表聯(lián)趾(趾間有蹼)基因。圖2表示這兩種性狀比例變化的過程。圖2由于蜥蜴過度繁殖，導致_加劇。小島上食物短缺，聯(lián)趾蜥蜴?zhèn)€體比例反而逐漸上升，其原因可能是_。圖2所示的過程說明，自然環(huán)境的變化引起不同性狀蜥蜴的比例發(fā)生變化，其本質是因為蜥蜴群體內的_發(fā)生了改變。答案(1)突變和基因重組自然選擇(2)種群基本單位(3)基因庫(4)生存斗爭(種內斗爭)聯(lián)趾型個體趾間有蹼，適合于游泳，可以從水中獲取食物。因此，在島上食物短缺時，聯(lián)趾個體的生存和繁殖機會較多(合理即可)基因頻率 12人們在1.5億年前的沉積物中發(fā)現(xiàn)了已滅絕的劍尾動物化石，對每個個體背甲的長/寬比都進行了測量，這一長/寬比用S表示。在下圖中，p曲線表示1.5億年前時該動物S值的分布。在1億年前的沉積物中，在三個不同地點發(fā)現(xiàn)了三個不同劍尾動物的群體，圖中a、b、c分別表示3種動物群體中S值的分布情況，請據(jù)圖回答下列問題：(1)在a、b、c三個群體中，最可能出現(xiàn)新種的是_，理由是_。(2)在發(fā)現(xiàn)該動物的三個地區(qū)中，環(huán)境最可能保持不變的是_，理由是_。(3)S值的變化實質是反映了_的變化，這種變化是_的結果，這種作用還決定了生物進化的方向。(4)要形成新的物種必須經過_、_、_三個環(huán)節(jié)。答案(1)c變異類型最多，