第7單元 生物的進(jìn)化

第6講生物的進(jìn)化考綱要求1.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容（Ⅱ）現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要觀(guān)點(diǎn)（理清四觀(guān)點(diǎn)的概念關(guān)系）物種之間生殖隔離現(xiàn)象引起種群基因頻率發(fā)生改變的因素種群基因頻率的變化與生物進(jìn)化的關(guān)系運(yùn)用遺傳平衡定律計(jì)算種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化方向之間的關(guān)系2.生物進(jìn)化與生物多樣性的形成

（Ⅱ）共同進(jìn)化與生物的多樣性形成的關(guān)系物種間親緣關(guān)系（了解）生物多樣性的內(nèi)容及價(jià)值（見(jiàn)必修3）1．拉馬克的進(jìn)化學(xué)說(shuō)(1)內(nèi)容：____________和獲得性遺傳是生物不斷進(jìn)化的主要原因。(2)意義：否定了神創(chuàng)論和__________，奠定了科學(xué)生物進(jìn)化論的基礎(chǔ)。(3)對(duì)拉馬克的評(píng)價(jià)：第一個(gè)提出比較完整的進(jìn)化學(xué)說(shuō)的科學(xué)家，是生物進(jìn)化論的創(chuàng)始人。用進(jìn)廢退物種不變論考點(diǎn)一現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的由來(lái)2．達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)(1)主要內(nèi)容：________、生存斗爭(zhēng)、________和適者生存。①在生存斗爭(zhēng)中，適者生存、不適者被淘汰的過(guò)程叫自然選擇；②變異是不定向的，為生物的進(jìn)化提供了原材料；遺傳變異是生物進(jìn)化的內(nèi)因；③過(guò)度繁殖加劇了生存斗爭(zhēng)，生存斗爭(zhēng)是生物進(jìn)化的動(dòng)力④自然選擇是長(zhǎng)期緩慢的過(guò)程，決定著生物進(jìn)化的方向。過(guò)度繁殖遺傳變異

（2）“自然選擇學(xué)說(shuō)”解釋生物進(jìn)化的模型(3)意義①使生物學(xué)第一次擺脫了神學(xué)的束縛，走上了科學(xué)的軌道。②科學(xué)地解釋了生物的多樣性和__________的原因。(4)局限性①對(duì)____________的本質(zhì)不能做出科學(xué)的解釋。②對(duì)生物進(jìn)化的解釋局限于________水平。③強(qiáng)調(diào)物種形成都是漸變的結(jié)果，不能很好地解釋___________等現(xiàn)象。生物進(jìn)化

遺傳和變異

個(gè)體

物種大爆發(fā)

1.基本概念:(1)種群:生活在一定區(qū)域的_________的____________。(2)物種:能夠在自然狀態(tài)下________，并產(chǎn)生________的一群生物個(gè)體。(3)基因庫(kù):一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的_________。(4)基因頻率:在一個(gè)種群基因庫(kù)中,某個(gè)基因占全部_________數(shù)的比率。(5)隔離:不同種群間的個(gè)體，在自然條件下基因_______________的現(xiàn)象同種生物全部基因等位基因全部個(gè)體相互交配可育后代

不能自由交流

考點(diǎn)二對(duì)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的理解2．現(xiàn)代生物進(jìn)化理論對(duì)物種形成的解釋分析：(1)基本觀(guān)點(diǎn)：①種群是生物進(jìn)化的基本單位；②生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于種群基因頻率的改變；③突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料；④自然選擇定向改變種群基因頻率，決定生物進(jìn)化的方向；⑤隔離導(dǎo)致物種形成，隔離是物種形成的必要條件。(2)變異與環(huán)境的關(guān)系：變異在環(huán)境變化之前已經(jīng)產(chǎn)生，環(huán)境只是起選擇作用，不是影響變異的因素。通過(guò)環(huán)境的選擇將生物個(gè)體中產(chǎn)生的不定向的有利變異選擇出來(lái)，不利變異遭到淘汰。例如噴灑殺蟲(chóng)劑只是將抗藥性強(qiáng)的個(gè)體選擇出來(lái)，使整個(gè)種群抗藥性增強(qiáng)，而不是使害蟲(chóng)產(chǎn)生抗藥性變異。（3）自然選擇的理解①自然選擇的對(duì)象A.直接對(duì)象是生物的表現(xiàn)型。B.間接對(duì)象是相關(guān)的基因型。C.根本對(duì)象是與變異性狀相對(duì)應(yīng)的基因。即自然選擇的實(shí)質(zhì)是環(huán)境對(duì)變異所對(duì)應(yīng)的基因的選擇，因而可以改變種群的基因頻率。②自然選擇的因素：對(duì)生物的變異起選擇作用的是個(gè)體所處的自然環(huán)境。③自然選擇的結(jié)果：適者生存，不適者被淘汰。④兩個(gè)方向——如圖所示，變異不定向，自然選擇定向。（4）物種形成的三個(gè)環(huán)節(jié)①突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料;②自然選擇決定生物進(jìn)化的方向;③隔離導(dǎo)致新物種的形成。三者關(guān)系如下圖所示:

(5)隔離與物種形成的分析①地理隔離與生殖隔離的關(guān)系a．地理隔離只是地理空間上的隔離。一定的地理隔離有助于亞種的形成，進(jìn)一步地理隔離使它們各自的基因庫(kù)和基因頻率朝著不同方向發(fā)展，形成更大的差異，直至形成生殖隔離，就形成了幾個(gè)新物種。所以說(shuō)地理隔離是物種形成的量變階段，生殖隔離是物種形成的質(zhì)變階段。b．生殖隔離是物種形成的關(guān)鍵，是物種間真正的界限，僅有地理隔離而不形成生殖隔離，只能產(chǎn)生生物新類(lèi)型(或亞種)，絕不可能產(chǎn)生新物種。c．生殖隔離有三種情況：不能雜交；雜交不活；活而不育。保證了物種的相對(duì)穩(wěn)定。②物種形成的方式a．漸變式——如加拉帕戈斯群島上13種地雀的形成。b．驟變式——主要是通過(guò)異源多倍體的染色體畸變的方式形成新物種，一出現(xiàn)可以很快形成生殖隔離(基因頻率改變)。此種方式多見(jiàn)于植物。c．人工創(chuàng)造新物種——通過(guò)植物體細(xì)胞雜交(如番茄—馬鈴薯)、多倍體遠(yuǎn)緣雜交(如甘藍(lán)—蘿卜)、多倍體育種(如八倍體小黑麥)等方式也可以創(chuàng)造新物種。(6)物種形成與生物進(jìn)化的關(guān)系(1)物種的形成不一定都需要經(jīng)過(guò)地理隔離,如多倍體的產(chǎn)生。(2)生物進(jìn)化不一定導(dǎo)致物種的形成:①生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是基因頻率的改變,這種變化可大可小,不一定會(huì)突破物種的界限,即生物進(jìn)化不一定導(dǎo)致新物種的形成。②新物種一旦形成,則說(shuō)明生物肯定進(jìn)化了。3.共同進(jìn)化與生物多樣性的形成(1)共同進(jìn)化包括_______________、___________________的相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展。(2)生物多樣性包括____________、______________、______________三個(gè)層次。三者間的關(guān)系：分析：基因多樣性是形成物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性的基礎(chǔ)，反之物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性又影響基因多樣性。不同物種之間生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間基因多樣性物種多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性(3)任何物種都不是單獨(dú)進(jìn)化的，生物多樣性的形成是生物與環(huán)境共同進(jìn)化的結(jié)果。(4)生物進(jìn)化歷程：從原核生物到真核單細(xì)胞生物，再到真核多細(xì)胞生物；從異養(yǎng)生物到自養(yǎng)生物；從厭氧生物到需氧生物；從無(wú)性生殖到有性生殖；從低等到高等；從水生到陸生。4.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論與達(dá)爾文進(jìn)化論的比較(1)共同點(diǎn)：都能解釋生物進(jìn)化的原因和生物的多樣性、適應(yīng)性。(2)不同點(diǎn)：①達(dá)爾文進(jìn)化論沒(méi)有闡明遺傳和變異的本質(zhì)以及自然選擇的作用機(jī)理，而現(xiàn)代生物進(jìn)化理論克服了這個(gè)缺點(diǎn)。②達(dá)爾文的進(jìn)化論研究生物個(gè)體的進(jìn)化，而現(xiàn)代生物進(jìn)化論則強(qiáng)調(diào)群體的進(jìn)化，認(rèn)為種群是生物進(jìn)化的基本單位。③現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)——基因頻率的改變，從分子水平上闡述，而自然選擇學(xué)說(shuō)從性狀水平解釋進(jìn)化。④現(xiàn)代生物進(jìn)化理論強(qiáng)調(diào)隔離在物種形成中的作用。1．二者的比較基因頻率基因型頻率定義一個(gè)種群基因庫(kù)中，某個(gè)基因占全部等位基因的比率指群體中具有某一基因型的個(gè)體所占的比例外延生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變基因型頻率改變，基因頻率不一定改變計(jì)算公式某基因頻率＝該基因的數(shù)目/該基因與其等位基因的總數(shù)×100%某基因型頻率＝該基因型的個(gè)體數(shù)/總個(gè)體數(shù)×100%考點(diǎn)四基因頻率和基因型頻率及相關(guān)計(jì)算【方法歸納】以一對(duì)等位基因?yàn)槔?jì)算種群中基因頻率,主要分析四種類(lèi)型的題目:(1)已知基因型個(gè)體數(shù),求基因頻率:某基因頻率=(純合子個(gè)數(shù)×2+雜合子個(gè)數(shù))÷(總個(gè)數(shù)×2)(2)已知基因型頻率,求基因頻率:一個(gè)等位基因的頻率=該等位基因純合子的基因型頻率+1/2雜合子的基因型頻率(3)計(jì)算常染色體遺傳和伴性遺傳基因頻率:用NAA、分別表示該基因型的個(gè)體數(shù),用PAA、表示該基因型的頻率。用p、q表示A、a的基因頻率2.已知基因型頻率求基因頻率(1)基因位于常染色體上：設(shè)二倍體生物個(gè)體的某一基因庫(kù)中有兩個(gè)等位基因A和a，假如種群中共有N個(gè)個(gè)體，而AA、Aa、aa三種基因型的個(gè)體數(shù)分別是n1、n2、n3，那么種群中A基因的頻率和a基因的頻率分別為：(2)基因位于X染色體上①在一個(gè)工廠(chǎng)中，男女職工各100名，女性中，色盲基因(Xb)攜帶者為5人，色盲患者為1人；男性中色盲患者為8人，則Xb的基因頻率為：×100%＝5%。提醒：XY型性別決定生物，基因在X染色體上，Y染色體上無(wú)等位基因，計(jì)算時(shí)只計(jì)X染色體上的基因數(shù)不考慮Y染色體。ZW型性別決定也是這樣。②已知人群中，伴X染色體隱性遺傳中男性患者的比例為p，則可認(rèn)為這個(gè)人群中此基因頻率為p，由此可計(jì)算女性中患病的頻率為p2。如色盲：男性中發(fā)病率7%，女性中發(fā)病率為(7%)2≈0.5%。

3．已知基因頻率求基因型頻率(哈代—溫伯格定律)(1)成立條件：①種群非常大；②所有雌雄個(gè)體之間自由交配；③沒(méi)有遷入和遷出；④沒(méi)有自然選擇；⑤沒(méi)有基因突變。(2)計(jì)算公式：當(dāng)?shù)任换蛑挥袃蓚€(gè)時(shí)(A、a)，設(shè)p表示A的基因頻率，q表示a的基因頻率，則基因型AA的頻率為p2，Aa的頻率為2pq，aa的頻率為q2。例1.下列有關(guān)種群和物種的敘述正確的是()A．同一種群的個(gè)體間可以相互交配并產(chǎn)生后代，同一物種的個(gè)體間也能相互交配并產(chǎn)生后代B．種群是生物進(jìn)化的基本單位，物種是繁殖的基本單位C．種群的基因頻率總是在不斷變化發(fā)展，物種的基因頻率往往保持不變D．種群基因庫(kù)的基因和物種基因庫(kù)的基因是一樣的A例2金魚(yú)的一對(duì)相對(duì)性狀由一對(duì)等位基因(A、a)控制，其中a基因在純合時(shí)使胚胎致死(aa、XaXa、XaY等均為純合子)?，F(xiàn)取一對(duì)金魚(yú)雜交，F(xiàn)1金魚(yú)共67只，其中雄金魚(yú)21只，則F1金魚(yú)自由交配所得F2成活個(gè)體中，a基因頻率為()

A．1/8B．1/6C．1/11D．1/14[解析]F1代金魚(yú)共67只，雄金魚(yú)21只，雌雄比例不等，故該基因位于X染色體上。由于a基因純合時(shí)致死，F(xiàn)1雌金魚(yú)基因型為1/2XAXa和1/2XAXA，雄金魚(yú)的基因型為XAY，F(xiàn)1金魚(yú)隨機(jī)交配，F(xiàn)2為3/8XAXA、3/8XAY、1/8XAXa、1/8XaY(致死)，故成活個(gè)體3/7XAXA、3/7XAY、1/7XAXa中，a的基因頻率為1/11。C例3某植物種群中，AA個(gè)體占16%，aa個(gè)體占36%，該種群隨機(jī)交配產(chǎn)生的后代中AA個(gè)體百分比、A基因頻率和自交產(chǎn)生的后代中AA個(gè)體百分比、A基因頻率的變化依次為()A．增大，不變；不變，不變B．不變，增大；增大，不變C．不變，不變；增大，不變D．不變，不變；不變，增大C【歸納】若不考慮自然選擇、基因突變等因素的影響，基因型為AA、Aa、aa的種群，在自交或隨機(jī)交配的情況下，結(jié)果是基因頻率不會(huì)改變，但是基因型頻率卻出現(xiàn)兩種可能性：①如果自交，后代的基因型頻率會(huì)發(fā)生變化，純合子的頻率增加，雜合子的頻率減?。虎谌绻S機(jī)交配，那么后代的基因型頻率不發(fā)生變化。例4下圖是物種形成的一種模式。物種a因?yàn)榈乩碚系K分隔為兩個(gè)種群a1和a2，經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的進(jìn)化，分別形成新物種b和c。在此進(jìn)程中的某一時(shí)刻，a1種群的部分群體越過(guò)障礙外遷與a2同域分布，向d方向進(jìn)化。下列有關(guān)敘述正確的是()A．b和d存在地理隔離，所以一定存在生殖隔離B．c和d不存在地理隔離，卻可能存在生殖隔離C．a(chǎn)1和a2種群都不能作為生物進(jìn)化的基本單位D．b、c和d不具有共同的原始祖先B例5狼和鹿是捕食和被捕食的關(guān)系，從進(jìn)化的角度分析下列說(shuō)法，不正確的是()A．狼在客觀(guān)上起著促進(jìn)鹿發(fā)展的作用B．狼的存在利于鹿的進(jìn)化C．鹿奔跑速度的加快可加速狼的進(jìn)化D．鹿的進(jìn)化速度比狼的進(jìn)化速度快D例6分析以下圖解，回答相關(guān)問(wèn)題。(1)圖甲表示達(dá)爾文的物種形成解釋模型，分析可知，其中的兩個(gè)推論分別是：推論1：____________________________________。推論3：____________________________________。(2)由達(dá)爾文的物種形成解釋模型得出生物的變異是__________，__________決定了生物進(jìn)化的方向。達(dá)爾文對(duì)物種形成的解釋局限___________水平。個(gè)體間存在著生存斗爭(zhēng)有利變異逐代積累，生物不斷進(jìn)化出新類(lèi)型不定向的自然選擇個(gè)體(3)圖乙為對(duì)一塊甲蟲(chóng)成災(zāi)的農(nóng)田使用兩種殺蟲(chóng)劑的實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線(xiàn)圖，①使用殺蟲(chóng)劑Ⅰ和Ⅱ后，曲線(xiàn)不會(huì)下降到0的原因是_______________