2022高中生物（教材知识详析+知识能力提升+综合能力测评）第五章第一节 生物进化理论的发展深度解析（pdf）苏教版必修2.pdf

第五章 生物的进化 人们愈是幸福, 愈不知自己身在福中。 莫拉维亚 生生生物物物的的的进进进化化化 第五章1 8 5 9年, 达尔文的巨著 物种起源 的出版, 引起了欧洲文化界的巨大震动。有人称它是“ 震惊世界的书” 。这部书出版后的第一年就卖出了38 0 0册, 不久又被译成各国文字, 在世界各国出版。一方面因为其科学价值受到科学界许多有识之士的支持和赞扬, 一方面又由于对宗教观念的猛烈冲击而受到许多人的诋毁和攻击。1 8 6 0年, 牛津自然博物馆举行了一次神创论与进化论的辩论会。当时一位大主教对达尔文的坚定支持者赫胥黎问道: “ 请问您是从祖母一支还是从祖父一支的猴子变来的?”赫胥黎回答: “ 我宁愿来自猴而不愿来自以文化和口才为偏见和谎言服务的文化人。 ” 类似的争论直到今天仍未完全停止, 但是达尔文的生物进化论已经越来越普遍地被人们接受, 对人们的思想观念产生了广泛而深刻的影响。随着生物科学的发展, 人们对进化的解释也在逐步深入,并且不乏争论。在各种论点的交锋中, 进化理论本身也在不断“ 进化” 。你知道生物为什么会不断进化? 现代地球上的生物是怎样进化来的吗?本章将学习:专题一、 生物进化理论的发展重点:1.应用现代达尔文主义的理论解释生物的进化和物种的形成, 说明生物进化的实质是基因频率的改变, 物种的形成需要经过突变、 选择和隔离;2.能列举达尔文自然选择学说的不足, 比较达尔文的自然选择学说与现代达尔文主义;3.能描述中性学说, 比较中性学说与现代达尔文进化学说。难点: 能区分地理隔离与生殖隔离, 解释物种的形成。专题二、 生物进化和生物的多样性重点:1.能简单描述生物的进化历程, 用古生物学中的化石、 比较解剖学中的同源器官等证明生物的进化过程, 描述生物的五界系统, 能对生物进行正确的分类;2.能解释生物的多样性的层次, 能解释生物遗传的多样性、 物种的多样性和生态系统的多样性。难点: 区分生物的五界系统, 说明生物进化的顺序。第1节: 以进化理论的内容为线索, 将达尔文自然选择学说、 现代达尔文主义、 中性学说串联起来, 应用现代生物进化理论整体分析生物进化的原因、 方向、 实质, 应用现代达尔文主义解释物种的形成。第2节: 以地质年代为核心, 运用知识串联的方法, 描述生物进化的历程, 归纳生物进化的趋势是: 从简单到复杂, 从低等到高等, 从水生到陆生, 从单细胞到多细胞; 运用化石、 同源器官等证据来证明生物的进化。第一节 生物进化理论的发展 1.说出达尔文自然选择学说的内容, 能把达尔文的进化理论与拉马克的“ 用进废退” 比较, 会应用自然选择学说解释生物的进化和新物种的形成是长期自然选择的结果, 能解释达尔文的不足是不能对遗传变异的本质做出科学的解释。 2.能描述现代达尔文主义的中心论点: 生物进化的单位是种群, 生物进化的实质是基因频率的定向改变, 新物种的形成要经过突变、 选择和隔离, 生殖隔离是物种形成的必要条件。3.能说出中性学说的内容, 解释中性学说与现代达尔文主义并不矛盾, 而是相互补充。 要点1 现代达尔文主义1.种群是生物进化的基本单位。生物进化的实质是种群内基因频率的改变, 并因此引起生物类型的逐步演化。种群不仅是生物生殖的基本单位, 也是生物进化的基本单位。2.可遗传的变异为生物进化提供了原材料。可遗传的变异主要来源于基因突变、 基因重组和染色体变异。生物进化是种群在长时期内遗传组成的变化, 主要体现在基因频率和基因型频率的改变。由于存在基因突变、 基因重组和染色体变异, 种群的基因频率和基因型频率总是不断地变化着, 生物进化的实质就是种群基因频率的变化过程。3.自然选择决定了生物进化的方向。自然选择保留了对个体生存和繁衍后代有利的变异, 淘汰了不利的变异, 使生物向着适应环境的方向发展。4.在自然界中, 新物种的形成还需要隔离的存在。隔离第一节 生物进化理论的发展宁愿重用个活跃的侏儒, 也不要一个贫睡的巨人。 莎士比亚会阻断基因交流, 扩大差异, 最终形成新物种。隔离包括地理隔离和生殖隔离。一般来讲, 先有地理隔离, 再形成生殖隔离, 从而形成新物种。 拓展反思 自然选择决定生物进化的方向:不定向变异自然选择通过生存斗争实现不利变异( 基因)淘汰有利变异( 基因)多次选择和积累通过遗传种群的基因频率定向改变生物定向进化 【 案例1】 下列不属于现代生物进化理论基本观点的是( ) 。A.地理隔离是新物种形成的必要条件B.进化是种群基因频率发生改变的过程C.生物对环境的适应是长期自然选择的结果D.突变和重组是不定向的, 自然选择是定向的 【 精析】 新物种形成的必要条件是生殖隔离的形成, 而地理隔离形成不一定会有生殖隔离出现。 【 解答】 A 关键提醒 判断生物是否属于同一个物种, 依据是是否出现生殖隔离, 即能否交配并产生可育后代。若出现生殖隔离, 即不能交配或交配后产生不可育后代, 则说明不是同一物种。 要点2 中性突变进化理论1.中性突变的概念D NA分子产生的突变大部分是中性的。中性突变对生物的生存既无利也无害。因此, 中性学说认为: 生物进化的主导因素不是自然选择, 而是中性突变的随机固定。2.遗传漂变是分子进化的基本动力中性学说认为, 中性突变不引起生物表现型的改变, 对于生物的生殖能力和生活能力没有影响, 因而自然选择对中性突变不可能起作用, 真正起作用的是随机的中性突变的随机固定。3.分子进化速率: 指核酸和蛋白质等生物大分子在进化过程中碱基和氨基酸发生置换的频率。每一种生物的信息大分子在不同生物中的进化速率都是一样的。例如血红蛋白的氨基酸每年按1 0-9的速率发生置换。4.现代达尔文主义与木村资生分子进化中性学说的比较(1) 区别:现代达尔文主义认为, 突变影响种群基因频率的变化, 为生物进化提供了原材料; 而中性学说认为,D NA分子产生的突变大部分是中性的, 中性突变对生物的生存既无利又无害。现代达尔文主义认为自然选择决定生物进化的方向, 而 中 性 学 说 认 为 遗 传 漂 变 是 分 子 进 化 的 动 力。现代达尔文主义揭示了表现型、 种群进化的规律, 侧重于个体和群体即宏观水平, 而中性学说揭示了分子水平的进化规律, 侧重于分子水平即微观水平。(2) 联系: 中性学说强调遗传漂变的作用, 但也没有否认自然选择的作用。中性学说与现代达尔文主义, 二者相互补充, 更好地解释了生物进化的现象和本质。5.如何 理 解 中 性 学 说 中 多 数 或 绝 大 多 数 突 变 都 是 中性的?中性突变是指这种突变对生物体的生存既没有好处, 也没有害处, 原因是:(1) 同义突变: 遗传密码具有简并性, 即决定一个氨基酸的密码子大多不止一个, 三联体密码子中第三个核苷酸的置换, 往往不会改变氨基酸的组成。例如,UUU及UU C都是苯丙氨酸的密码子, 它们最后一个核苷酸C和U可以互相置换而不影响氨基酸的性质, 即氨基酸不变, 因此UUU和UU C可以认为是同义词。(2) 非功能性突变:D NA分子中有些不转录的序列, 如内含子及重复序列等。(3) 不改变功能的突变: 结构基因的一些突变, 虽然改变了由它编码的蛋白质分子的氨基酸组成, 但不改变蛋白质原来的功能。例如, 不同生物的细胞色素c的氨基酸组成是有一些置换的, 但它们的生理功能却是相同的。 【 案例2】 细胞色素c是生物体内普遍存在的一种含有1 0 4个氨基酸的蛋白质。现测定十种生物, 在其细胞色素c的氨基酸中, 若与人相比, 不同的氨基酸数目如下: 黑猩猩为0,猴为1, 兔为9, 狗为1 1, 响尾蛇为1 4, 金枪鱼为2 1, 蝇为2 3, 小麦为3 5, 链孢霉为4 3, 酵母菌为4 4。上述差别说明( ) 。人与黑猩 猩的 亲缘 关 系 最 近, 与 酵 母 菌 的 亲 缘 关 系最远生物都起源于共同的原始祖先生物都起源于共同的水生原始祖先从分子水平证明了生物的进化生物都起源于单细胞生物生物的进化与遗传有密切关系A.B.C.D. 【 精析】 细胞色素c是一种蛋白质, 对不同生物的细胞色素c的氨基酸组成进行比较, 是分子生物学对生物进化提供的证据。根据分子生物学研究, 不同生物同种蛋白质的氨基酸组成差异越小, 说明它们之间的亲缘关系越近, 细胞色素c在生物体内普遍存在, 这说明生物具有共同的原始祖先, 因此,都是正确的。 【 解答】 C 要点3 生物进化理论发展意义1.生物进化理论的创立和完善, 对现代生物科学的发展具有重要意义。2.生物进化理论所揭示的原理, 有利于人类从事控制和改造生物的实践活动。3.生物进化理论揭示了生物与环境、 宏观与微观、 局部与整体、 结构与功能等的辨证关系, 为辩证唯物主义的自然观和科学的世界观奠定了生物学基础, 有助于人们认识自己在自然界中的地位, 树立人与自然和谐发展的观念。 【 案例3】 现代生物进化理论是在达尔文自然选择学说的基础上发展起来的。现代生物进化理论观点对自然选择学说的完善和发展表现在( ) 。突变和基因重组产生进化的原材料;种群是进化的单位;自然选择是通过生存斗争实现的;自然选择决定生物进化的方向;生物进化的实质是基因频率的改变;隔离第五章 生物的进化 礼让一寸, 得礼一尺。 曹 操导致物种的形成;适者生存, 不适者被淘汰A.B.C.D. 【 精析】 达尔文不清楚变异有哪些具体来源, 现代生物进化理论知道变异来自突变和基因重组; 达尔文自然选择学说认为进化的基本单位是个体, 现代生物进化理论认为进化的基本单位是种群; 达尔文认为进化就是有利变异积累, 不利变异淘汰的过程, 现代生物进化理论从基因层次解释, 认为进化的实质是基因频率的改变; 达尔文认为有利变异的积累产生了新物种, 现代生物进化理论提出了隔离的概念。 【 解答】 C 归纳整理 判断两个种群是否属于同一物种的标准, 就是看它们之间是否存在生殖隔离, 若存在生殖隔离, 则一定是两个物种。判断种群是否进化的标准是看其基因频率是否发生了变化, 若种群基因频率没有变化, 则种群一定没有进化。 拓展点1 达尔文的自然选择学说1.自然选择: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.自然选择学说的内容分为四个方面: 过度繁殖、 遗传和变异、 生存斗争、 适者生存。3.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。 【 案例1】 自然选择是指( ) 。A.生物繁殖能力超越生存环境的承受力B.生物过度繁殖引起的生存斗争C.在生存斗争中, 适者生存D.遗传使微小有利的变异得到积累和加强 【 精析】 自然选择是在生存斗争的过程中, 适者生存,不适者被淘汰的过程。 【 解答】 C 关键提醒 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。 拓展点2 基因库、 基因频率、 基因型频率基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因。基因频率是指群体中某一等位基因在该位点上可能出现的比例。基因型频率是指某个基因型的个体在群体中所占的比例。假定某个种群中有一对等位基因A、a, 则A与a的频率为基因频率;AA、A a和a a的频率为基因型频率。在生物进化过程中, 由于存在突变、 基因重组和自然选择等原因, 基因频率和基因型频率总是不断发生变化的。当种群太小时, 基因频率可能会随机增减甚至丢失, 这种现象称为遗传漂变。1.基因频率和基因型频率的计算基因频率=某种群中某基因的数目该种群中全部等位基因的总数基因型频率=某基因型的个数总个体数基因频率和基因型频率的关系转换: 哈温定律2.哈代温伯格定律在一个有性生殖的自然种群中, 如果符合以下条件:种群大;种群间个体的交配是随机的;没有突变发生;种群之间不存在个体的迁移和基因交流;没有自然选择。那么这个种群的基因频率就可以代代保持稳定。假设在一个种群中, 有一对等位基因A和a,A的基因频率为p,a的基因频率为q, 雌雄配子中A和a的频率分别是p和q,在满足以上五个条件的前提下, 则: A(p)a(q) A(p)AA(p2)A a(p q)a(q)A a(p q)A a(q2) 因为p+q=1, 因此, 遗传平衡理论可用数学方程式来表示(p+q)2=p2+2p q+q2=1, 也可以理解成(A+a)2=AA+2 A a +a a=1。3.种群基因突变率的计算每一代出现的种群突变数=种群个体数每个个体基因数每个基因的突变率4.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。5.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) 、 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。6.自然选择的结果: 适者生存。 拓展反思 自然界中影响种群基因频率变化的因素:突变;基因迁移( 即个体的迁入和迁出) ;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) ;非随机交配;自然选择。【 案例2】 某植物种群,AA基因型个体占3 0%,a a基因型个体占2 0%, 则:(1) 该种群中,A、a的基因频率分别是 、 。 教材全析第一节 生物进化理论的发展他山之石 可以攻玉。 诗 经(2) 若该植物自交, 后代中AA、a a基因型的个体分别占 、 。这时,A、a的基因频率分别是 、 。(3) 依据生物进化理论, 这种植物在两年内是否发生了进化? , 原因是 。 【 精析】 本题是以基因型频率为题材背景, 步步设问,既考查了基因频率的计算, 又考查了生物进化的有关知识, 是一道综合性的题目。(1) 已知AA基因型个体占3 0%,a a基因型个体占2 0%, 则A a的基因型频率为5 0%, 因此A的基因频率=(23 0%+15 0%)(21 0 0%)=5 5%,a的基因频率=(15 0%+22 0%)(21 0 0%)=4 5%。(2) 若该植物自交,3 0%AA基因型个体自交后代全部为纯合子,5 0%A a个体自交会发生性状分离, 即AAA a a a =121,2 0%a a基因型个体自交后代也全部为纯合子。因此, 后代AA的基因型个体比例为3 0%+5 0%1/4=4 2. 5%, 同理,a a的基因型个体比例为2 0%+5 0%1/4=3 2. 5%,A a的基因型个体比例为5 0%1/2=2 5%。根据以上计算, 不难计算出A的基因频率为5 5%,a的基因频率为4 5%。(3) 由于两年内植物的基因频率没有改变, 因此, 该植物没有发生进化。 【 解答】 (1)5 5% 4 5% (2)4 2. 5% 3 2. 5% 5 5% 4 5% (3) 否 基因频率没有改变 【 案例3】 某工厂有男女职工各2 0 0名, 对他们调查时发现, 女性色盲基因的携带者为1 5人, 患者5人, 男性患者1 1人, 那么这个群体中色盲的基因频率是 。 【 精析】 由于色盲基因及其等位基因只存在于X染色体上, 而Y染色体上没有, 因此, 该等位基因的总数XB+Xb=2 0 02+2 0 0=6 0 0, 色盲基因的总数为1 51+52+1 11=3 6( 女性色盲患者含2个基因) , 色盲的基因频率为3 6/6 0 01 0 0%=6%。 【 解答】 6% 拓展点3 物种和种群1.概念不同: 种群是生活在同一地点的同种生物的一群个体的总和。物种是指分布在一定的自然区域内, 具有一定的形态结构和生理功能特征, 而且在自然状态下能够相互交配, 并能生殖可育后代的一群生物个体。2.范围不同: 一般来讲, 种群指较小范围内的同种生物个体的总和, 而物种是由许多分布在不同区域内的同一物种的不同种群组成的( 如下图) 。3.判断标准不同: 种群是生活在同一地点的同种生物的一群个体, 它们通过个体间的交配而将各自的基因传递给后代, 保持一个共同的基因库。而物种的判断主要看形态特征及能否自由交配并产生可育后代。不同的物种有明显的形态差异, 一般不能自由交配, 即使杂交成功, 其后代也往往不育。同一物种的不同种群之间存在地理隔离, 而不同物种之间存在生殖隔离。4.列表比较种群与物种:种群物种概念生活在一定区域的同种生物的全部个体。种群是 生物进化和繁殖的单 位。同一种群内的个体之间可以进行基因交流分布在一定自然区域内, 具有一定的形态结构和生理功能, 能够在自然状态下相互交配, 并且产生可育后代的一群生物范围较小范围内的同种生物的个体由分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成判断标准种群具备“ 两同” , 即同一地点, 同一物种; 同一物种的不同种群不存在生殖隔离,交配能产生可育后代主要是形态特征和能否自由交配产生可育后代, 不同物种间存在生殖隔离联系一个物种可以包括许多种群, 如同一种鲤鱼可以生活在不同的池塘、 湖泊中, 形成一个个彼此被陆地隔离的种群。同一物种的多个种群之间存在地理隔离, 长期发展下去可能成为不同的亚种( 或品种) , 进而形成多个新物种。 5.隔离在物种形成中的作用隔离是物种形成的必要条件, 包括地理隔离和生殖隔离。其实质是阻止生物之间的基因交流, 仅有地理隔离不能产生新的物种, 生殖隔离才是物种形成的关键。6.物种形成的两种方式渐变式: 经过长期的历史年代逐渐形成。骤变式: 在很短时间内即可形成, 如自然界中多倍体的形成。 拓展反思 物种的形成方式不止有一种: 多倍体的形成是爆发式的; 基因工程和细胞工程都可以突破生殖隔离的限制, 在不同物种间进行基因的交流或细胞融合, 产生新的物种。 综合应用题 【 例1】 ( 要点1) 下图表示生物新物种形成的基本环节,下列叙述正确的是( ) 。突变和基因重组 自然选择作用于改变 种群基因频率积累地理隔离导致基因库的差别导致生殖隔离标志物种形成A.自然选择过程中, 直接受选择的是基因型, 进而导致基因频率的改变B.同一物种不同种群基因频率的改变能导致种群基因库的差别越来越大, 但生物没有进化C.地理隔离能使种群基因库产生差别, 最终一定会导致生殖隔离D.隔离是物种形成的必要条件 【 精析】 自然选择过程中, 直接受选择应是生物性状表现, 而不是基因型,因为有的不同基因型对应同一种性状表第五章 生物的进化 古人惜寸阴, 念此使人惧。 陶 潜现; 种群基因库发生变化, 或者说基因频率发生变化, 就意味着进化发生; 地理隔离不一定产生生殖隔离。 【 解答】 D 【 分析对比】 生物进化是指同种生物的发展变化,时间可长可短, 性状变化程度不一。物种形成则是指一个物种发展为另一个物种的过程。这其中不仅包括漫长的时间、较明显的基因型和表现型的变化, 还应包括生殖隔离的存在。 【 例2】 ( 拓展点2) 下列因素中, 不会导致一个种群基因频率发生改变的是( ) 。A.基因突变B.自然选择C.迁入、 迁出D.自由交配 【 精析】 基因突变会产生新的基因, 因此会使种群的基因频率发生改变; 自然选择选择有利个体, 淘汰不适应环境个体, 种群的基因频率会发生改变, 迁入、 迁出的个体的数量不同也会使种群基因频率发生改变; 自由交配只是繁殖后代, 不会导致一个种群基因频率发生改变。 【 解答】 D 【 归纳演绎】 自然选择选择有利个体, 淘汰不适应环境个体, 种群的基因频率会发生改变, 迁入、 迁出的个体的数量不同也会使种群基因频率发生改变。【 例3】 ( 要点1) 镰刀型细胞贫血症是一种遗传病, 隐性纯合子(a a) 的患者不到成年就会死亡, 可见这种突变基因在自然选择的压力下容易被淘汰。但是在非洲流行恶性疟疾( 一种死亡率很高的疾病) 的 地 区, 带有 这 一突 变基 因的 人(A a) 很多, 频率也很稳定。对此现象合理解释是( ) 。A.杂合子不易感染疟疾, 显性纯合子易感染疟疾B.杂合子易感染疟疾, 显性纯合子不易感染疟疾C.杂合子不易感染疟疾, 显性纯合子也不易感染疟疾D.杂合子易感染疟疾, 显性纯合子也易感染疟疾 【 精析】 在正常情况下, 镰刀型细胞贫血症是一种常染色体隐性遗传病, 隐性纯合子(a a) 的患者不到成年就会死亡,a的基因频率会越来越小,A的基因频率会越来越大, 而杂合子的比例也会越来越少。但是, 在非洲流行恶性疟疾的地区, 带有这一突变基因的人(A a) 很多, 频率也很稳定, 说明带有这一突变基因的杂合子(A a) 不易感染疟疾, 而显性纯合子(AA) 易感 染疟 疾,隐 性纯 合 子(a a) 不 到成 年就 会死 亡, 都 容易 被淘汰。 【 解答】 A 【 例4】 ( 拓展点3) 在1. 5亿年前( 用1 5 0M a B P表示) 的沉积物中发现了已灭绝的剑尾动物。对每个个体背甲的长/宽比都进行了测量。这一长/宽比的值用S值来表示。在下图中, 曲 线P表 示1 5 0 M a B P时 该 动 物S值 的 分 布。在1 0 0M a B P的沉积物中, 在三个不同地点发现了三个不同剑尾动物的群体。曲线a、b、c分别表示三种动物群体中S值的分布情况。回答下列两个问题:(1) 在a、b、c三个群体中, 哪一群体最可能出现了新种?(2) 在发现该动物的三个地区中, 哪一地区的环境最可能保持不变? ( ) 。(1) 新种形成(2) 环境不变AbaBccCcaDbb 【 精析】 解答本题的关键是运用现代达尔文主义观察分析曲线图。曲线P表示1 5 0M a B P时该动物S值的分布, 是分析曲线a、b、c的依据。曲线a与P相比, 在5 0M a B P的时间内, 环境没有发生很大的变化。所以淘汰了两个极端的类型,选择了S值适中的类型。曲线b与P相比, 在5 0M a B P的时间内, 环境发生了变化, 自然选择选择了高S值类型, 发生了物种的逐渐演变过程, 但没有出现新的物种。曲线c与P相比,环境发生了变化, 但自然选择选择了高S值和低S值类型, 中间类型逐渐淘汰, 这样长期发展下去就会形成两个新的物种。 【 解答】 C【 例5】 ( 要点2) 近年来通过测定并比较各种生物的细胞色素c( 一种在呼吸作用中负责电子传递的蛋白质) 的化学结构, 发现它们都含有1 0 3个肽键, 但是各种生物与人的细胞色素c的结构不相同。测得各种生物与人的细胞色素c的氨基酸种类差别如下表:生物名称黑猩猩猕猴兔鸡龟蝇小麦相差的氨基酸数目0191 3 1 5 2 33 5 (1) 在控制合成细胞色素c的m R NA上至少有密码子 个,那 么,与 其 有 关 的D NA分 子 至 少 有 碱 基 个。(2) 上表中的生物与人的亲缘关系最近的是 。(3) 上表中的生物所含细胞色素c的差异是在长期进化过程中, 由于 使它们向不同方向进化造成的。(4) 这一事实说明了目前对生物进化的研究已经进入到 水平, 说明生物进化的顺序是 。 【 精析】 本题是一道综合题。通过测定并比较各种生物的细胞色素c的化学结构与人的细胞色素c的结构不相同来考查蛋白质、 核酸的知识以及自然选择学说和生物进化的历程等知识。已知各种细胞色素c含有1 0 3个肽键, 则至少含有1 0 4个氨基酸; 对应的m R NA上至少有密码子为1 0 4个, 与其有关的D NA分子至少有碱基为1 0 46=6 2 4个; 氨基酸数目的差异大小可以推测不同生物之间的亲缘关系的远近, 相差越小, 亲缘关系越近, 反之越远; 生物进化向不同方向进行是由于自然选择决定的; 进化的顺序是从低等到高等,从简单 教材全析第一节 生物进化理论的发展立志、 工作 成功是人类活动的三大要素。 巴斯德到复杂。 【 解答】 (1)1 0 4 6 2 4 (2) 黑猩猩 (3) 自然选择(4) 分子 从低等到高等, 从简单到复杂 【 例6】 ( 拓展点2) 在人的MN血型系统中, 基因型LMLM的个体表现为M血型, 基因型LMLN的个体表现为MN血型, 基因型LNLN的个体表现为N血型。在1 7 8 8个MN血型者中, 发现有3 9 7人是M型,8 6 1人是MN型,5 3 0人是N型。则LM和LN的基因频率分别是( ) 。A. 4 6%、5 4%B. 2 3%、2 9%C. 5 0%、5 0%D. 5 4%、4 6% 【 精析】 LM的基因频率=(3 9 72+8 6 1) /17 8 82=4 6%,LN的基因频率=1-4 6%=5 4%。 【 解答】 A 探究创新题 【 例7】 ( 拓展点2) (1)1 9世纪中叶以来, 随着英国重工业的发展, 桦尺蛾中黑化蛾的比例越来越高。为了研究环境改变对桦尺蛾种群变化的影响,1 9 5 0年科学工作者在英国的两个地区利用标志重捕法进行了调查, 获得如下结果: 项目地区 白色蛾黑化蛾释放数 回收数 回收率 释放数 回收数 回收率污染区6 41 62 5. 0%1 5 48 25 3. 2%非污染区3 9 35 41 3. 7%4 0 61 94. 7% 请回答下列问题:自然选择是 的过程。表中两组数据 大于 、 大于 , 共同支持“ 自然选择决定生物进化方向” 这一论点。(2)2 0世纪5 0年代后, 英国开始实行控制计划, 环境污染得到了治理。请根据下图说出三者的变化关系并解释原因。 【 精析】 达尔文自然选择学说的中心内容就是自然选择, 自然选择就是指适者生存, 不适者被淘汰的过程。自然选择是环境条件或其他生物对某种生物的选择, 改变了的环境( 包括无机自然环境和生物环境) 是一个选择因素。在环境未改变之前, 生物就存在着变异, 有些变异对生物的生存有利,有些变异对生物的生存不利, 即变异是不定向的。自然选择的作用就是使对生物生存有利的变异基因得到保存并遗传给后代, 使对生物生存不利的变异基因逐渐淘汰, 从而导致生物朝着对生存有利的方向进化发展。因此, 自然选择是定向的,它决定着生物进化的方向。 【 解答】 (1)适者生存, 不适者被淘汰 5 3. 2% 2 5. 0% 1 3. 7% 4. 7%( 两组数据先后顺序可调换)(2)由于煤烟排放量减少,S O2浓度逐年降低;由于S O2浓度降低, 树干上地衣数量增多。原因是地衣对S O2敏感,S O2浓度降低, 有利于地衣的生长;由于地衣数量增多, 黑化蛾频率逐年降低。原因是地衣颜色浅, 黑化蛾易被鸟类捕食。夯基固本1.( 要点1) 下列有关种群的叙述中, 不正确的是( ) 。A.种群是指生活在同一区域的同种生物的一群个体B.种群是生物进化的基本单位C.种群是生物繁殖的基本单位D.种群有利于种内互助, 使物种保存下来2.( 要点2) 首先提出“ 中性突变进化理论” 的学者是( ) 。A.达尔文B.孟德尔C.沃森和克里克D.木村资生3.( 要点2) 下列观点不符合“ 中性突变进化理论” 的是( ) 。A.中性突变对生物既无利也无害B.自然选择决定生物进化的方向C. D NA分子产生的突变大多数是中性的D.遗传漂变是形成新物种的基本动力4.( 要点3) 下列有关生物进化理论的说法错误的是( ) 。A.自然选择是随机变异的非随机淘汰与保存B.新物种的出现一定要经过地理隔离C.中性学说认为D NA的突变大部分是中性的, 突变后通过随机固定决定保留和淘汰D.达尔文进化理论告诉人们环境变化是生物进化的动力,人类对环境的破坏将会影响生物的进化5.( 拓展点2) 下列有关基因频率的说法, 错误的是( ) 。A.基因频率是指某种基因在某个种群中出现的比例B.基因频率是固定不变的C.基因频率是不断变化的D.基因频率越高, 出现纯合体的概率越大6.( 拓展点3) 新物种形成的标志是( ) 。A.具有新的生理功能B.出现新的形态结构C.出现地理隔离D.形成生殖隔离7.( 拓 展 点3) 下 列 关 于 物 种 的 叙 述 中, 不 正 确 的 一 项 是( ) 。A.同一物种内的生物个体可以自由交配和繁殖B.物种具有遗传稳定性C.不同物种的个体之间交配一定不能成功D.同一物种内的个体具有一定的形态特征和生理功能8.( 拓展点2) 桦尺蛾种群中S基因频率( 白色) 由1 9世纪的9 5%下降到2 0世纪的5%, 而s基因频率( 黑色) 由5%上升到9 5%, 通过这个例子可以看出, 种群中产生的变异是 的, 经过长期的 , 其中的 被不断淘汰, 有利变异则 , 从而使种群的基因频率发生 , 导致生物朝着一定方向缓慢地进化。9.( 要点1) 现代达尔文主义认为: 是进化的单位。生物进化过程的实质就是种群的 发生变化的过程。 使种群基因频率定向改变, 并决定生物进化的方向。在自然界中, 新物种的形成还需要隔离的存在。隔离会扩大 , 阻断 ,最终可能形成新的第五章 生物的进化 力量、 生命、 知觉, 一切都可以用来抵御痛苦。 莫泊桑 。 隔离包括 和 。综合应用1 0.( 拓展点1) 下列各种认识中, 与现代生物进化理论不相吻合的是( ) 。A.定向进化的方向取决于长期的自然选择B.地理隔离是个过程, 可能由此而导致生殖隔离C.定向变异的产生是由于长期接受环境影响的结果D.育种过程实际上就是人为地对生物进化方向进行选择的过程1 1.( 拓展点3) 下列与物种形成无关的是( ) 。A.不可遗传的变异B.地理隔离C.生殖隔离D.多倍体形成1 2.( 拓展点2) 一个大山雀种群由8 0 0个个体组成, 其中基因型AA有8 0只、A a有3 2 0只、a a有4 0 0只。如果有8 0只a a的大山雀迁出,8 0只AA的大山雀迁入, 该种群中基因A的频率是( ) 。A. 3 0% B. 4 0% C. 6 0% D. 7 0%1 3.( 要点2) 下列不符合中性学说理论的是( ) 。A. D NA分子的突变大多数是中性的, 对生物既无利, 也无害B.中性学说揭示了分子水平的进化规律C.生物进化的主导因素是自然选择D.每一种生物的信息大分子在不同生物中的进化速率都是一样的1 4.( 要点1) 下表是某物种迁入新环境后一对等位基因的基因频率 变 化 情 况, 分 析 这 些 数 据 不 能 得 出 的 结 论 是( ) 。1 9 0 0 1 9 1 0 1 9 2 0 1 9 3 0 1 9 4 0 1 9 5 0 1 9 6 0 1 9 7 0基因A的频率0. 9 9 0. 8 1 0. 6 4 0. 4 9 0. 3 6 0. 2 5 0. 1 6 0. 1 0基因a的频率0. 0 1 0. 1 9 0. 3 6 0. 5 1 0. 6 4 0. 7 5 0. 8 4 0. 9 0A.该种群发生了进化B.A基因控制的性状不利于该物种适应新环境C. 1 9 7 0年该种群中A a基因型的频率为1 8%D.基因频率的改变是通过环境对生物个体的选择实现的1 5.( 要点1) 下列有关生物进化的叙述正确的是( ) 。A.现代生物进化理论认为生物进化的实质是生物个体基因频率的改变B.只要生物进化了, 新物种一定形成C.狼捕食鹿的过程中只有利于狼的进化, 而对鹿的进化不利D.自然选择决定生物进化的方向1 6.( 拓展点2) 下列关于基因库的叙述, 错误的是( ) 。A.一个种群所含有的全部基因叫做这个种群的基因库B.生物个体会死亡, 但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传C.种群中每个个体含有种群基因库的全部基因D.基因突变可改变基因库的组成, 种群中每个个体所含的基因只是种群基因库的一部分1 7.( 拓展点3) 隔离在物种形成中的主要作用是( ) 。A.使种群间的个体互不相识B.使种群间的雌雄个体失去交配的机会C.使不同种群各适应不同的地理环境D.使种群之间停止基因交流, 各自向着不同的方向演变1 8.( 要点2) 下列叙述与现代达尔文主义的观念不符合的是( ) 。A.种群是生物进化的基本单位B.自然选择决定生物进化的方向C.生物进化的实质是种群基因频率的改变D.突变大多数是中性的1 9.( 要点1) 自然选择直接作用于生物的( ) 。A.基因型B.表现型C.不利变异的基因D.肽链的结构2 0.( 拓展点2) 某植物的T显性基因表现为高植株,t隐性基因表现为矮植株;R显性基因控制茎的绿色,r隐性基因控制茎的紫色。在随机授粉的该植物种群中, 表现型的比例如下表:表现型高植株绿茎紫茎矮植株绿茎紫茎所占比例(%)6 32 11 24回答下列问题:(1) 基因型为T T的植株的百分比是多少? 。(2) 基因型为r r的植株百分比是多少? 。(3) 基因型为T t R r的植株百分比为多少? 。2 1.( 要点1)2 0世纪5 0年代, 科学家受达尔文进化思想的启发, 广泛开展人工动植物育种的研究, 通过人工创造变异、选育优良的新品种。这一过程人们称为“ 人工进化” 。(1) 某农民的水稻田中发现一矮秆植株, 将这株水稻连续种植几代, 仍保持矮秆, 这种变异主要发生在 分裂的 期。(2) 我国科学家通过航天搭载种子或块茎进行蔬菜作物的育种, 用空间辐射等因素创造变异, 这种变异类型可能属于 、 。与诱变育种方法相比,D NA重组技术最大的特点是 。(3) 若以某植物抗病高秆品种与感病矮秆品种杂交, 选育抗病矮秆品种, 其依据的遗传学原理是 。假设该植物具有3对同源染色体, 用杂种一代花药离体培养获得单倍体, 其单倍体细胞中的染色体( 遗传物质) 完全来自父本的概率为 。(4) “ 人工进化” 与自然界生物进化一样, 它们的实质都是 。2 2.( 要点1) 回答下列有关生物进化的问题。(1) 上图表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程,X、Y、Z表示 教材全析第一节 生物进化理论的发展勤奋工作 用劳动的生活换取面包的人, 是高兴而快乐的。 狄更斯生物进化中的基本环节。X、Y分别是指 、 。(2) 该小岛上的蜥蜴原种由许多个体组成, 这些个体的总和称为 , 这是生物进化的 。(3) 小岛上能进行生殖的所有蜥蜴个体含有的全部基因,称为蜥蜴的 。(4) 小岛上蜥蜴原种的脚趾逐渐出现两种性状,W代表蜥蜴脚趾的分趾基因;w代表联趾( 趾间有蹼) 基因。下图表示这两种性状比例变化的过程。由于蜥蜴过度繁殖, 导致 加剧。小岛上食物短缺, 联趾蜥蜴个体比例反而逐渐上升,其原因可能是 。上图所示的过程说明, 自然环境的变化引起不同性状蜥蜴的比例发生变化, 其本质是因为蜥蜴群体内的 发生了改变。2 3.( 要点1) 小麦育种专家李振声被授予2 0 0 6年中国最高科技奖, 其主要成果之一是将偃麦草与普通小麦杂交, 育成具有相对 稳 定 的 抗 病 性、 高 产、 稳 产、 优 质 的 小 麦 新 品种 小偃6号。小麦与偃麦草的杂交属于远缘杂交。远缘杂交的难题主要有三个: 杂交不亲和、 杂种不育和后代“ 疯狂分离” 。(1) 普通小麦( 六倍体) 与偃麦草( 二倍体) 杂交所得的F1不育, 其原因是 。要使其可育, 可采取的方法是 。这样得到的可育后代是 倍体。(2) 普通小麦与偃麦草杂交得到的F1一般更象偃麦草, 如果要选育出具有更多普通小麦性状的后代, 下一步的办法是将杂交后代与 反复杂交。(3) 小麦与偃麦草属于不同的物种, 这是在长期的自然进化过程中形成的。我们可以运用现代生物进化理论解释物种的形成( 见上图) , 请在下面填出上图中相应的生物学名词。 ; ; 。探究创新2 4.( 要点1) 美国医学会杂志 周刊2 0 0 7年1 0月1 6日刊登的一份政府调查报告说, 被称为“ 超级细菌” 的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MR S A) 在美国国内正呈蔓延趋势, 每年预计有超过9万人严重感染这一病菌。请回答下列有关超级细菌的问题。(1) 耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MR S A) 属于 生物, 其可遗传的变异来源是 。(2) 抗生素在超级细菌进化过程中起到了 作用,使细菌的 发生定向改变。(3) 请设计一个实验, 证明抗生素诱导耐甲氧西林金黄色葡萄球菌产生了适应性的变异的观点是错误的。材料和器具: 青霉素、 培养皿, 以及对青霉素敏感的普通金黄色葡萄