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必修二 
第七章 现代生物进化理论
热 点 提 示
1.自然选择学说的内容、贡献和局限性
2.种群、种群基因库、基因频率、物种等概念的判定及相关计算
3.共同进化和生物多样性形成的原因及形成原因的实验探究
第1、2节  现代生物进化理论的由来  现代生物 
          进化理论的主要内容
答案:    过度繁殖 生存斗争 遗传和变异 适者生存 生物进化    基因水平  种群
想一想:什么叫自然选择?
答案: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。
答案:    同种生物  全部等位基因  基因突变  染色体变异 基因重组  自然选择
答案:     可育后代    种    自由交流    不同  
 相互交配   可育后代    同一    地理上    种群 
 生殖隔离
看一看:物种的形成一定要经过地理隔离吗?
答案: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。
答案:(1)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。
(2)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。
(3)基因重组没有产生新基因,不会引起基因频率的变化,但可引起基因型频率的变化。
答案:    基因  物种     生态系统    化石
1.遗传平衡定律又称哈代——温伯格定律(中国地图版)(浙江科技版)
 哈代——温伯格定律是指在一个巨大的、随机交配和没有干扰基因平稳因素的种群中,基因频率将世代保持稳定不变。在一个有性生殖的自然种群中,当等位基因只有两个(A和a)时,设p代表A的基因频率,q代表a的基因频率,则
 (p+q)2=p2+2pq+q2=1,
 其中p2是AA的基因型频率,2pq是杂合子Aa的基因型频率,q2是aa的基因型频率。
【特别提示】 上述计算方法在理想条件下才能成立,理想条件是指:①种群非常大;②所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代;③没有迁出和迁入;④自然选择对A、a没有作用;⑤基因A和a都不产生突变。总之存在于遗传平衡的种群中。
在自然条件下,同时满足上述条件的种群是不存在的,这也从反面说明了自然界中种群的基因频率迟早要发生变化,即:种群的进化是必然的。
2. 生物进化理论在发展(中国地图版)(江苏教育版)
 (1)中性学说
 主要内容有下列几点:①大量的基因突变是中性的,对生物个体的生存既无害也无利。 ②自然选择对这些基因突变不起作用,这些基因突变经过长期积累,会导致种群间遗传物质出现较大的差别。③决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累,而不是自然选择。
(2)基因突变非中性学说主要内容有:①基因突变并不都是中性的。②有些基因突变反映在个体的性状上,与环境相适应的程度有差异。③不能否认自然选择的作用。
(3)“物种形成并非都是渐变过程”的观点①依据:许多物种是在短时间内迅速形成的。②观点:物种形成并不都是渐变的过程,而是种群长期稳定与迅速形成新物种交替出现的过程。
(4)最有影响力的是以自然选择学说为核心的现代生物进化理论
1. 自然界中影响种群基因频率变化的因素有哪些?(浙江科技版)
 【提示】 自然界中影响种群基因频率变化的五个因素
 ①突变
 ②基因迁移(即个体的迁入和迁出)
 ③遗传漂变(小种群中某些个体由于没有交配机会而使某些基因消失)
 ④非随机交配
 ⑤自然选择
2. 达尔文进化论和中性学说有何不同?(江苏教育版)
 【提示】 达尔文进化论揭示了表现型种群进化的规律,通过自然选择淘汰不利变异,保留有利变异,即适者生存,使生物发展进化。中性学说揭示了分子水平的进化规律。中性学说通过随机固定保留和淘汰。二者并不矛盾和对立,只是侧重点不同,一个是侧重于个体、群体即宏观水平,另一个侧重于分子即微观水平,二者相互补充,更好地解释了生物进化的现象和本质。
自然选择学说的内容包括:过度繁殖、生存斗争、遗传和变异、适者生存,各内容之间的关系可用以下图解表示:
1.自然选择的对象
 (1)直接对象是生物的变异性状(表现型)。
 (2)间接对象是相关的基因型。
 (3)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
 (1)类型:包括种内斗争、种间斗争(竞争、捕食等)、生物与无机环境之间的斗争。
 (2)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。
4.自然选择的结果:适者生存。
 自然选择的过程是一个长期、缓慢、连续的过程。由于生存斗争不断进行,因而自然选择也不断进行,通过一代代生存环境的选择作用,生物的变异被定向积累和加强,微小的有利变异得到积累而成为显著的有利变异,从而产生了适应特定环境的生物新类型。
运用自然选择学说解释生物进化时要明确变异是自发的、是普遍存在的,并不是环境的改变引起的,环境仅是一个选择因素,变异在先、选择在后。一般来说,外界环境条件变化越剧烈,生物进化的速度越快。
1.按照达尔文进化论学说,下列叙述哪项是正确的(  )
 A.生活在地下水井中的盲螈,因长期不用眼睛而失去视觉
 B.食蚁兽的长舌是因为长期舔食树缝中的蚂蚁反复不断伸长
            所致
 C.鹿和狼在长期的生存斗争中相互进行选择,结果发展了
           自己的特征
 D.春小麦连年冬种可以变成冬小麦,这是环境影响的结果
解析:本题考查对生物进化原因的正确理解。在生物进化的过程中,环境的确起着重要的选择作用。但拉马克学说过分强调了环境的作用。盲螈失明是黑暗不用眼睛所致,食蚁兽长舌是因捕食需要反复使用的结果,春小麦冬种变成冬小麦是因低温所致,这些结论的得出是遵循了这样的推理:环境改变→生物性状(蛋白质)改变→改变的性状可以遗传(导致DNA的改变)→代代逐渐积累形成新物种。这种后天(环境改变)获得性性状得不到现代遗传学“中心法则”的证实。因为遗传信息不可能由于蛋白质改变而发生改变。故A、B、D三项错误。
答案:C
1.变异与环境:变异在环境变化之前已经产生,环境只起选择作用,并不影响变异的方向。通过环境选择将生物个体产生的适应环境的变异保留下来。
2.物种形成
 (1)物种形成的两种方式
 ①渐变式
②爆发式物种的形成主要是由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)
(2)三个环节
a.突变和基因重组产生进化的原材料。
b.自然选择决定生物进化的方向。
c.隔离导致物种形成。
三者关系如图:
(3)地理隔离和生殖隔离的关系
3.生物进化和物种形成的区别
4. 种群和物种的区别
 (1)物种是自然状态下能够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,可靠依据是是否存在生殖隔离。若出现生殖隔离,则不是同一物种。
5.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
 ①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。
②生物进化的大致过程图示:
2.(2010·青岛模拟)根据现代生物进化理论,下列关于生物进化的叙述错误的是(  )
 A.环境改变使生物产生定向的变异
 B.种群是生物进化的基本单位
 C.生物进化的实质是种群的基因频率定向变化,导致生
            物朝着一定的方向不断进化
 D.不同物种之间、生物与环境之间在相互影响中不断进
           化发展,形成生物的多样性
 解析:环境条件的改变可能会使生物发生变异,但是该过程是不定向的。
 答案:A
3.下列不属于现代生物进化理论观点的是(  )
 A.种群是生物进化的单位
 B.微弱的有利变异通过逐代遗传得到积累和加强
 C.自然选择决定生物进化的方向
 D.突变和基因重组产生进化的原材料
 解析:“微弱的有利变异通过逐代遗传得到积累和加强”不属于现代生物进化理论的内容。
 答案:B
1.已知基因型频率求基因频率
 (1)设二倍体生物个体的某一基因库上有一对等位基因A和a,假如种群中共有N个个体,而AA、Aa、aa三种基因型的个体数分别是n1、n2、n3,那么种群中A基因的频率和a基因型的频率分别是:
①A基因的频率=
②a基因的频率=
(2)在以上关系中,设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
由以上公式可得出下列结论:
①在种群中一对等位基因的频率之和等于1,基因型频率之和也等于1。
②一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+   杂合子的频率。
2.已知基因频率求基因型频率
 设A的基因频率为p,a的基因频率为q,
 则AA的基因型频率=p2
 aa的基因型频率=q2
 Aa的基因型频率=2pq
以上关系的使用应满足以下5个条件:
 ①种群大;②种群中个体间的交配是随机的;③没有突变 发生;④没有新基因加入;⑤没有自然选择。
4.果蝇的体色由常染色体上一对等位基因控制,基因型BB、Bb为灰身,bb为黑身。若人为地组成一个群体,其中80%为BB的个体,20%为bb的个体,群体随机交配,其子代中Bb的比例是(  )                 
 A.25%         B.32%         C.50%        D.64%
解析:考查了基因频率计算的有关知识。由种群基因型的组成可知B的基因频率是80%,b的基因频率是20%,且群体随机交配,符合基因的遗传平衡定律,由此可得Bb的基因频率是2×0.8×0.2=0.32。
答案:B
5.从某种生物种群中随机抽出一定数量的个体,其中基因型为AA的个体占24%,基因型为Aa的个体占72%,基因型为aa的个体占4%,则基因A和a的频率分别是(  )
 A.24%、72%    B.36%、64% 
 C.57%、43%    D.60%、40%
解析:根据题意,在100个个体中,AA占24个,Aa占72个,aa占4个,即在200个基因中,A基因有:2×24+72=120个;a基因有:2×4+72=80个;因此A基因频率为:       =
60%;a基因频率为:      =40%。
答案:D
【例1】 (2010·杭州月考)根据达尔文自然选择学说(图解如下),下述对现代生物进化理论的补充、完善等内容中不正确的是(  )
A.现代生物进化理论是在研究种群基因频率变化的基础上
   发展起来的
B.种群是生物进化的基本单位
C.物种形成包括突变和基因重组、自然选择、隔离三个基
   本环节
D.种群中每个个体都含有该种群基因库的全部基因
思路点拨:种群的基因频率是经常发生变化的,基因频率的改变导致种群中具有某一特征的个体增多或减少,使生存下来的个体更加适应环境,因此现代生物进化理论认为,生物进化的实质是种群基因频率的改变,选项A正确。生物的进化是指生物群体的进化,即种群的进化,单个个体无法进化,因此生物进化的基本单位是种群,选项B正确。突变和基因重组为进化提供原材料,自然选择决定着生物进化的方向,隔离是物种形成的必要条件,因此三者是物种形成的三个基本环节,选项C正确。种群基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因,一个个体所含有的基因只是基因库中的一部分,而不是基因库的全部基因,选项D错误。
自主解答:________
答案:D
现代生物进化理论与自然选择学说的比较
(1)相同点:都能解释生物进化的原因、生物的多样性和适应性。
(2) 不同点:①达尔文自然选择学说没有阐明遗传变异的本质,以及自然选择的作用机理,而现代生物进化理论克服了这一点;
②达尔文的自然选择学说着重研究生物个体的进化,而现代生物进化理论强调群体的进化,认为种群是生物进化的单位;
③现代生物进化理论认为进化的实质是种群基因频率的改变,且认识到隔离是物种形成的必要条件。
【例2】 (2009·南京调研)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.该种群中杂合体的比例会越来越高,逐渐取代纯合体
 D.在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变
思路点拨:A正确:某个基因出现的频率越高,说明该基因控制的性状对环境有较强的适应性。B正确:A和a的基因频率之和为1,P点时两曲线相交,表示两者的频率相等,所以此时A和a的基因频率均为50%。D正确: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。C错误:虽然A的基因频率逐渐增大,但AA、Aa中并非Aa的生存能力更强,因此不一定会出现“该种群中杂合体的比例会越来越高,逐渐取代纯合体”的现象。
自主解答:________
答案:C
方法技巧:基因频率的大小能反映生物进化的方向,即在进化过程中某基因的频率如果逐渐增大,反映该基因控制的性状对环境的适应能力较强。
【例3】 (2010·浙江杭州月考)关于生物进化与生物多样性的形成,错误的说法是(  )
 A.生物多样性的形成经历了漫长的进化历程
 B.消费者的出现不影响生产者的进化
 C.生物多样性的形成是共同进化的结果
 D.生物的进化与无机环境的变化是相互影响的
思路点拨:消费者的出现,一方面使生态系统具有更复杂的结构,另一方面对植物的进化产生重要的影响。如消费者对具有某些性状的某种生产者的捕食可改变该种群的基因频率,进而使该种群朝着一定的方向进化。
自主解答:________
答案:B
误点警示:物种之间的共同进化有的是通过种间互助实现的,如某种兰花和专门给它传粉的蛾;有的是通过种间斗争实现的,如猎豹与斑马。
如何鉴定同一物种的两个种群经过长期地理隔离已经达到生殖隔离而成为两个物种?
方法思路:将两种群个体放在一起,根据能否交配并产生可育后代来确定。
【例】(探究创新题)随着2008绿色奥运的成功实现,内蒙古沙尘暴治理取得阶段性成果。某同学欲探究原产于新疆的一种野马随内蒙古环境条件的改善是否发生了进化。请你以两地野马为研究对象,设计实验探究此种马是否进化。
 (注:此种马毛色为共显性,即显性纯合子为黑马,隐性纯合子为白马,杂合子为棕马)
(1)实验步骤:
①分别调查统计两地三种颜色的马所占的比例。
②_______________________________________________。
③_________________________________________________。
(2)如果发生了进化,如何证明是否形成了新物种?
____________________________________________________。
(3)实施实验时应特别注意什么?
_____________________________________________________。
思路点拨:是否进化主要根据基因频率是否发生变化,基因频率需要经过调查计算才能知道。新物种是否形成需要看有无生殖隔离。
自主解答:_____________________________________________________
答案:(1)②利用统计数据计算出基因频率
③比较两地的基因频率是否存在差异
(2)在自然条件下看两地野马能否交配,如能交配,看能否产生可育后代
(3)调查野马的数量要足够大,并应随机选取。
 

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