必修二 34 现代生物进化理论.docx
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必修二34现代生物进化理论
第4讲 现代生物进化理论
现代生物进化理论的主要内容（Ⅱ） 生物进化与生物多样性的形成（Ⅱ）
知识点一 现代生物进化理论的由来
一、拉马克进化学说
1．内容
①________和②________是生物不断进化的主要原因
2．意义
否定了③________，奠定了科学生物进化论的基础
3．对拉马克的评价
第一个提出比较完整的进化学说的科学家，是生物进化论的创始人
二、达尔文自然选择学说
1．内容
④________、⑤________、⑥________和⑦________
2．意义
（1）使生物学第一次摆脱了神学的束缚，走上了科学的轨道
（2）科学地解释了⑧________的原因，以及生命现象的统一性、生物的多样性和适应性的原因
3．提出标志
《物种起源》一书的出版
4．局限性
对遗传和变异的本质不能做出科学的解释
三、达尔文以后进化理论的发展
1．遗传和变异的研究已经从性状水平深入到⑨________
2．自然选择作用的研究已经从以个体为单位发展到以
________为基本单位
想一想：
（1）什么叫自然选择？
（2）生存斗争的内容包括哪些，其结果有何意义？
知识点二 现代生物进化理论的主要内容
一、种群基因频率的改变与生物进化
1．生物进化
的基本单
位是种群
2．生物进化
的原材料
可遗传变异
3．生物进化的方向
由⑯________决定。
在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化
二、隔离与物种的形成
1．物种：
能够在自然状态下相互交配并且产生⑰__________的一群生物。
物种简称⑱________
2．隔离
3．在物种形成中的作用
隔离是物种形成的必要条件，
________的形成标志着新物种的形成
议一议：
为什么个体不是生物进化的基本单位而是种群？
知识点三 共同进化与生物多样性的形成
一、共同进化
1．概念
不同
________之间及
________之间在相互影响中不断进化和发展
2．原因
生物与生物之间的相互选择和生物与无机环境之间的相互影响
二、生物多样性
1．层次
________多样性、
________多样性、
________多样性
2．形成原因
生物的进化
3．研究生物进化历程的主要依据：
________
思一思：
物种的形成一定要经过地理隔离吗？
判一判
1．过度繁殖是选择的基础；生存斗争是选择的手段；适者生存是选择的结果（ ）。
2．种群基因库是不断变化的（ ）。
3．只有基因突变和基因重组才能产生生物进化的原材料（ ）。
4．生物进化的实质是种群基因型频率的定向改变（ ）。
5．新物种形成的标志是生殖隔离，进化的标志是基因频率的改变（ ）。
6．自然选择的直接选择对象是个体的基因型，本质是基因频率的定向改变（ ）。
7．生物与生物之间相互选择而共同进化，但生物与环境之间只能单向选择，不能共同进化（ ）。
观察比较——
拟态：
进化的杰作
仔细观察图A、图B，在大自然中你能分的清晰吗？
图A 图B
拟态：
拟态和伪装是生物的保护性适应。
小黄蜂（A）和无毒食蚜蝇（B）的颜色和体型很相似，捕食者会同时避开这两种昆虫。
自我校对：
①用进废退 ②获得性遗传 ③神创论和物种不变论 ④过度繁殖 ⑤生存斗争 ⑥遗传和变异 ⑦适者生存 ⑧生物进化 ⑨基因水平
种群 ⑪同种生物 ⑫全部等位基因 ⑬基因突变 ⑭染色体变异 ⑮基因重组 ⑯自然选择 ⑰可育后代 ⑱种 ⑲自由交流 ⑳不同
相互交配
可育后代
同一
地理上
种群
生殖隔离
物种
生物与无机环境
基因
物种
生态系统
化石
想一想：
（1）达尔文把生物在生存斗争中，适者生存、不适者被淘汰的过程叫做自然选择。
它是通过生存斗争来实现的。
（2）①生存斗争包括：
生物与无机环境的斗争、种内斗争和种间斗争三个方面。
②生存斗争的结果对某些个体的生存不利，但对整个物种的生存是有利的，并推动生物的进化。
议一议：
种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传，因此研究生物进化，仅研究个体是否与环境相适应是不够的，还必须研究种群基因组成的变化。
思一思：
不一定。
通常情况下，物种的形成需经地理隔离，最后产生生殖隔离。
但在特殊情况下，不需地理隔离也能产生生殖隔离，导致新物种的形成，如人工诱导多倍体的形成，可不经过地理隔离而达到生殖隔离。
判一判：
1.√ 2.√ 3.× 4.× 5.√ 6.× 7.×
提示 5.是生殖隔离。
6.是表现型。
自然选择学说与现代生物进化理论
一、进化论的观点比较
1．自然选择学说
2．现代生物进化理论
3．现代生物进化理论与达尔文自然选择学说的比较
达尔文自然选择学说
现代生物进化理论
基本观点
①遗传变异是自然选择的内因；
②过度繁殖为自然选择提供更多的选择材料，加剧了生存斗争；
①种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变；
②突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节；
续表
基
本
观
点
③变异一般是不定向的，定向的自然选择决定着生物进化的方向；
④生存斗争是自然选择的过程，是生物进化的动力；
⑤适者生存是自然选择的结果；
⑥自然选择过程是一个长期、缓慢、连续的过程
③突变和基因重组提供了生物进化的原材料；
④自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向；
⑤隔离是新物种形成的必要条件
不同点
没有阐明遗传变异的本质以及自然选择的作用机理，着重研究生物个体进化
从分子水平上阐明了自然选择对遗传变异的作用机理，强调群体进化，认为种群是生物进化的基本单位
共同
点
都能解释生物进化的原因和生物的多样性、适应性
（1）现代生物进化理论认为生物进化的实质——基因频率的改变，从分子水平上阐述，而自然选择学说从性状水平解释进化。
（2）现代生物进化理论强调隔离在物种形成中的作用。
（3）自然选择决定生物进化的方向：
变异是不定向的
不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累―→种群的基因频率发生定向改变
生物朝一定方向缓慢进化。
变异不定向与自然选择定向性的关系（如下图）。
二、基因频率和基因型频率比较及计算
1．比较基因频率和基因型频率
基因频率
基因型频率
公式
某基因频率＝该基因的数目/该基因与其等位基因的总数×100%
某基因型频率＝该基因型的个体数/总个体数×100%
外延
生物进化的实质是种群基因频率的改变
基因型频率改变，基因频率不一定改变
2.计算规律
（1）已知基因型频率计算基因频率：
设有N个个体的种群，AA、Aa、aa的个体数分别为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＝
＝
＝PAA＋
PAa
Pa＝
＝
＝Paa＋
PAa
由以上公式可以得出下列结论：
①在种群中一对等位基因的频率之和等于1，而各种基因型频率之和也等于1。
②某等位基因的频率＝该等位基因纯合子的频率＋
杂合子的频率。
（2）已知基因频率计算基因型频率：
设某种群中A的基因频率为p，a的基因频率为q，则AA的基因型频率为p2，aa的基因型频率为q2，Aa的基因型频率为2pq。
注意 上述计算方法只适用于理想条件下。
★课标高考试题对本专题的考查，经常以基因频率的变化与生物进化和物种形成的关系等为载体进行命题，或者是结合实际生产生活进行考查。
【典例1】
（2012·海南单科，23）关于现代生物进论理论的叙述，错误的是（ ）。
A．基因的自发突变率虽然很低，但对进化非常重要
B．不同基因型的个体对环境的适应性可相同，也可不同
C．环境发生变化时，种群的基因频率可能改变，也可能不变
D．同一群落中的种群相互影响，因此进化的基本单位是群落
解析 本题考查现代生物进化理论的知识。
基因的自发突变率虽然很低，但在整个生物界是非常普遍的，它是生物变异的根本来源，为生物进化提供了原材料，对生物进化极其重要，A正确；不同基因型的个体对环境的适应性可以相同，也可以不同，因而形成了生物物种的多样性，B正确；当外界环境发生变化时，由于选择作用，与该环境有关的性状的基因频率可能改变，而与该环境无关的性状的基因频率可能不改变，C正确；种群是生物进化的基本单位，D错误。
答案 D
【典例2】
（2012·石家庄市部分学校联考）据调查，某小学学生中基因型及比例为XBXB（42.32%）、XBXb（7.36%）、XbXb（0.32%）、XBY（46%）、XbY（4%），则在该群体中B和b的基因频率分别为（ ）
A．6%、8%B．8%、92%
C．78%、92%D．92%、8%
解析 假设被调查的总人数为100个，由于B和b这对等位基因只存在于X染色体上，Y染色体上无相应的等位基因，故基因总数为150个，而B和b基因的个数分别为42.32×2＋7.36＋46＝138,7.36＋0.32×2＋4＝12，故B的基因频率为
×100%＝92%，b的基因频率为
×100%＝8%。
答案 D
物种形成、共同进化与生物多样性
一、物种形成
1．物种形成的三种典型模式
（1）渐变式——如加拉帕戈斯群岛上13种地雀的形成。
（2）骤变式——主要是通过异源多倍体的染色体变异的方式形成新物种，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。
（3）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。
2．新物种形成的标志——生殖隔离
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。
判断两种生物是否为同一物种的方法：
若可以自然交配，并且后代为可育后代，则属同一物种。
不能进行自然交配，或者交配繁殖出的后代为不可育后代（如马与驴交配所生的“骡”不可育）就为不同物种。
二、共同进化与生物多样性
1．共同进化类型
共同进化类型
包含类型
举例
不同物种之间
互利共生
豆科植物与根瘤菌
捕食
猎豹和斑马
寄生
黏液病毒和兔子
竞争
作物与杂草
生物与
无机环
境之间
生物影响环境、环境影响生物
地球最早是无氧环境―→厌氧生物―→光合生物出现―→空气中有了氧气―→出现好氧生物
2.生物多样性各层次间的关系
本考点往往与进化理论观点、生物多样性综合起来命题，采分点是物种形成与生物的共同进化，选择题居多。
【典例3】
（2011·上海单科，（八））回答下列有关生物进化和生物多样性的问题。
（1）现代综合进化理论认为生物进化的基本单位是________。
材料一 某种蛾易被蝙蝠捕食，千百万年之后，此种蛾中的一部分当感受到蝙蝠的超声波时，便会运用复杂的飞行模式，逃脱危险，其身体也发生了一些其他改变。
当人工使变化后的蛾与祖先蛾交配后，产出的受精卵不具有生命力。
材料二 蛙是幼体生活于水中，成体可生活于水中或陆地的动物。
由于剧烈的地质变化，使某种蛙生活的水体分开，蛙被隔离为两个种群。
千百万年之后，这两个种群不能自然交配。
依据以上材料，回答下列问题。
（2）这两则材料中发生的相似事件是________。
A．适应辐射B．地理隔离
C．生存竞争D．生殖隔离
（3）在材料一中，蛾复杂飞行模式的形成是________的结果。
（4）在材料二中，若发生剧烈地质变化后，其中一个蛙种群生活的水体逐渐干涸，种群中个体数减少，导致该种群的________变小。
下表为V基因在种群A和B中的基因型个体数。
基因型
A种群/个
B种群/个
VaVb
200
0
VaVa
50
120
VbVc
100
200
VcVc
150
50
VaVc
100
80
（5）计算Va在A种群中的频率________。
（6）就V基因而言，比较A种群和B种群的遗传多样性，并利用表中数据陈述判断依据。
________________________________________________________________________。
解析
（1）生物进化的基本单位是种群；
（2）材料一说明变化后的蛾与祖先蛾交配不能产生后代，所以二者产生了生殖隔离，材料二中两个种群不能自然交配也产生了生殖隔离；（3）蛾复杂飞行模式的形成是自然选择或适者生存的结果；（4）种群的基因库由种群中全部个体的基因构成，所以种群中个体数的减少，会使种群的基因库变小；（5）A种群中Va的基因频率为：
×100%＝33%；（6）因为A种群中的基因型为5种，B种群的基因型为4种，A种群的基因型多于B种群，所以A种群的遗传多样性高于B种群。
答案
（1）种群
（2）D （3）自然选择/适者生存 （4）基因库 （5）33% （6）A种群的遗传多样性高于B种群。
因为A种群的基因型为5种，B种群为4种（或A种群基因型多于B种群）
【训练】
（2012·江苏三校联考）如图A、B、C表示3个自然条件有差异的地区，地区间的黑线表示存在一定的地理隔离，A地区的某些个体由于某些机会开始分布到B、C地区，并逐渐形成两个新物种，③中的甲、乙、丙分别表示3个种群。
下列有关说法正确的是（ ）。
A．上述过程说明地理隔离是新物种形成的标志
B．甲、乙两个种群的基因库存在较大差异，不能进行基因交流
C．乙、丙两个种群存在地理隔离，但两种群的基因频率相同
D．甲、丙种群存在生殖隔离，两个种群基因库组成完全不同
解析 生殖隔离是新物种形成的标志；甲、乙两个种群的个体为不同物种，不同物种间存在生殖隔离，因此两个种群的基因库存在较大差异，且不能进行基因交流；乙、丙两个种群存在地理隔离，且两种群的基因频率不一定相同；甲、丙种群存在生殖隔离，但两个种群的部分基因库组成可能相同。
答案 B
规避3个易错点
易错点1 误以为环境的改变会使生物产生适应性的变异
点 拨 达尔文认为变异是不定向的，但环境对变异的选择是定向的，虽然随着环境的改变，适应环境的变异也会改变，但这个变异是原来就有的，而不是环境改变后产生的。
易错点2 将“生物进化”与“物种形成”混淆，分辨不清
点 拨 生物进化和物种形成的区别
内 容
物种形成
生物进化
标 志
生殖隔离出现
基因频率改变
变化后的生物与
原生物的关系
新物种形成，生殖隔离，质变
生物进化，基因频率定向改变，量变
二者联系
①只有不同种群的基因库产生了明显差异，出现生殖隔离才形成新物种；②进化不一定产生新物种，新物种产生一定存在进化
易错点3 种群和物种的内涵与外延界定不清
点 拨 ①物种是自然状态下能够自由交配并产生可育后代的一群生物，一个物种可能在不同地点和时间形成不同的种群。
②种群是同一种生物、同一地点、同一时间形成的一个群体。
种群“小”，不同种群间有地理隔离；物种“大”，不同物种间有生殖隔离。
③判断生物是不是同一物种，如果来历不明，形态结构相似，可靠依据是：
看是否存在生殖隔离。
若存在生殖隔离，则不是同一物种。
纠错演练
下列关于物种和种群的叙述中，错误的是（ ）。
A．一个物种可以形成多个种群，一个种群中只能含有一个物种
B．若物种乙是由物种甲进化来的，则物种乙和物种甲之间一定发生了生殖隔离
C．突变、基因重组和自然选择均能定向改变种群的基因频率
D．若种群1与种群2的基因频率都发生了改变，则这两个种群都在进化
解析 突变和基因重组为生物的进化提供原材料，能决定进化方向（定向改变种群基因频率）的只有自然选择，C项错误。
答案 C
生物进化理论的综合应用
1.（2012·江苏单体，5）下列关于生物进化的叙述，错误的是（ ）。
A．生物的种间竞争是一种选择过程
B．化石是研究生物进化的重要依据
C．外来物种入侵能改变生物进化的速度和方向
D．突变的可遗传性阻碍生物进化
解析 本题主要考查了生物进化的相关知识。
具有竞争关系的生物之间进行着相互选择，A正确；研究生物进化历程的主要证据是古生物学证据，是以化石为依据的，B正确；外来物种入侵会改变当地生物的生存机会，进而改变生物进化的速度和方向，C正确；突变可以为生物进化提供原材料，D不正确。
答案 D
2．（2012·北京理综，3）金合欢蚁生活在金合欢树上，以金合欢树的花蜜等为食，同时也保护金合欢树免受其他植食动物的伤害。
如果去除金合欢蚁，则金合欢树的生长减缓且存活率降低。
由此不能得出的推论是（ ）。
A．金合欢蚁从金合欢树获得能量
B．金合欢蚁为自己驱逐竞争者
C．金合欢蚁为金合欢树驱逐竞争者
D．金合欢蚁和金合欢树共同（协同）进化
解析 本题主要考查生物群落中种间关系的相关知识。
由题意知，金合欢蚁以金合欢树的花蜜等为食，说明金合欢蚁从金合欢树获得能量，A正确；金合欢蚁可通过驱逐其他植食动物为自己驱逐竞争者，B正确；植食动物与金合欢树不属于竞争关系，C错误；金合欢蚁与金合欢树之间存在的相互依存关系是两者共同进化的结果，D正确。
答案 C
3．（2010·山东理综，2）下列符合现代生物进化理论的叙述是（ ）。
A．物种的形成可以不经过隔离
B．生物进化过程的实质在于有利变异的保存
C．基因突变产生的有利变异决定生物进化的方向
D．自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率
解析 新物种的形成必须要经过隔离，隔离是物种形成的必要条件，因此A错误；生物进化的实质在于种群基因频率的定向改变，因此B错误；生物进化的方向是由自然选择决定而不是基因突变产生的有利变异所决定，因此C错误；自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率，因此D正确。
答案 D
基因频率及其计算
4.（2010·全国Ⅱ，4）已知某环境条件下某种动物的AA和Aa个体全部存活，aa个体在出生前会全部死亡。
现有该动物的一个大群体，只有AA、Aa两种基因型，其比例为1∶2。
假设每对亲本只交配一次且成功受孕，均为单胎。
在上述环境条件下，理论上该群体随机交配产生的第一代中AA和Aa的比例是（ ）。
A．1∶1B．1∶2
C．2∶1D．3∶1
解析 在该群体中AA＝
，Aa＝
，则配子A＝
，a＝
，则子代中AA＝
，Aa＝
，aa＝
（死亡）。
则子代中AA和Aa的比例是1∶1。
答案 A
考向借鉴——他山之石
5．（2012·上海单科，
（二））回答下列有关生物进化和生物多样性的问题。
从上世纪50年代至今，全球抗药性杂草的发生呈上升趋势。
（1）目前全球已有188种杂草中的324个生物类型对19类化学除草剂产生了抗药性。
所谓”生物类型“是指________。
A．品种多样性B．物种多样性
C．遗传多样性D．生态系统多样性
（2）抗药性杂草生物类型数量的增加，最可能的原因是________。
A．气候变化B．化肥使用
C．耕作措施变化D．除草剂使用
（3）研究证实，杂草解毒能力增强是杂草对除草剂产生抗性的主要机制之一。
从种群水平分析，这是因为________。
A．种群内的基因突变加快
B．种群内的基因频率发生了变化
C．种群内形成了生殖隔离
D．种群内的基因突变朝着抗药性发展
（4）相对于抗药性杂草生物类型来说，对除草剂敏感的为敏感性生物类型，那么在原来没有除草剂使用的农田生态系统中，抗药性生物类型个体数量与敏感性生物类型个体数量的关系是________。
A．无敏感性个体
B．抗药性个体多于敏感性个体
C．无抗药性个体
D．敏感性个体多于抗药性个体
（5）抗药性杂草已成为农业生产的严重威胁。
下述几种策略中，可有效延缓抗药性杂草发生的是________（多选）。
A．机械除草B．除草剂交替使用
C．人工除草D．提高除草剂使用频率
解析 本题考查生物进化和生物多样性的相关知识。
（1）由题中信息可知，这里的“生物类型”是指具有不同遗传多样性的生物。
（2）～（5）由于除草剂的选择作用，使抗除草剂基因频率增加，从而使抗药性杂草类型数量增加；在没有使用过除草剂的农田生态系统中，具有抗药性的个体数量较少；欲清除抗药性杂草，可通过机械除草、人工除草和交替使用不同类型的除草剂等方法实现。
答案
（1）C
（2）D （3）B （4）D （5）A、B、C
（时间：
45分钟）
A级 基础演练
1．（新题快递）500万年以前，人类和黑猩猩还是一家，人类经过基因代谢（即获得新基因，抛弃旧基因）而与黑猩猩区分开。
关于基因代谢的说法，不符合生物进化事实的是（ ）。
A．基因代谢为自然选择提供了原材料
B．人类的基因代谢速率比其他哺乳类快
C．500万年来黑猩猩没有发生基因代谢
D．人类基因组中，脑基因组的基因代谢速率最快
解析 500万年来黑猩猩的生存环境发生了变化，黑猩猩一定会发生基因代谢。
答案 C
2．如图为现代生物进化理论的概念图，以下说法正确的是（ ）。
A．①是生物的突变和基因重组
B．②是自然选择
C．③是自然选择学说
D．④是物种多样性
解析 生物进化的实质是种群基因频率的改变（①）；突变和自然选择（②）导致了基因频率的改变；现代生物进化理论的核心是自然选择学说（③）；生物的多样性包含三个层次：
基因的多样性、物种的多样性和生态系统的多样性（④）。
答案 C
3．（2013·武汉5月，5）下列关于基因及基因型的描述中，不正确的是（ ）。
A．突变既可能改变基因的结构，又可能改变基因的数量或排列顺序
B．自然选择通过选择不同表现型的个体，使基因频率定向改变
C．S型肺炎双球菌的基因位于拟核的染色体上，呈线性排列
D．基因型为Aa的植物自交，其雄配子比雌配子的数量多
解析 突变可以分为基因突变和染色体变异，其中基因突变可改变基因的结构，染色体变异可能改变基因的数量或排序，A正确；自然选择通过选择相应表现型的个体使基因频率定向改变，B正确；S型肺炎双球菌是细菌，无染色体，C错误；基因型为Aa的植物自交，其雄配子数远大于雌配子数，但雌雄配子种类及比例一致，D正确。
答案 C
4．（2013·辽宁大连双基测试，21）图中甲、乙、丙表示自然选择对种群的三种作用类型，其中最易产生新物种的是（ ）。
A．甲B．乙C．丙D．甲、乙
解析 两种群存在明显的不同方向的变异倾向，在自然选择的作用下易产生新物种。
答案 C
5．生物多样性是共同进化的结果。
下列事实不属于共同进化的是（ ）。
A．随着工业的发展，导致大量温室气体排放，全球气温升高
B．随着光合生物的出现，大气中有了氧气，为好氧生物的出现创造了条件
C．生活在草原上的斑马和猎豹都能迅速奔跑，是长期相互选择的结果
D．4亿年前形成了原始的陆生植物，随后出现了适应陆地生活的动物
解析 随着工业的发展，导致大量温室气体排放，全球气温升高，这属于环境污染，不属于共同进化。
其他三个选项都体现了生物与生物、生物与环境之间的相互选择属于共同进化。
答案 A
6．（2013·衡阳联考一）如图表示某种小鼠的进化过
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