高考生物一轮复习 现代生物进化理论 新人教版必修精选文档.ppt

高考生物一轮复习高考生物一轮复习 现现代生物进化理论课件代生物进化理论课件 新人教版必修新人教版必修本讲稿第一页，共五十八页第7章现代生物进化理论本讲稿第二页，共五十八页观考情考纲考频1.现代生物进化理论的主要内容()3年8考2.生物进化与生物多样性的形成()3年4考本讲稿第三页，共五十八页本讲稿第四页，共五十八页一、现代生物进化理论的由来1拉马克的进化学说(1)主要观点：地球上的所有生物都不是神造的，而是由更古老的生物 来的；生物是由低等到高等 的；生物各种适应性特征的形成都是由于 和 。(2)意义：拉马克的进化学说反对神创论和 ，在人们信奉神创论的时代是有进步意义的。进化进化逐渐进化逐渐进化用进废退用进废退获得性遗传获得性遗传物种不变论物种不变论本讲稿第五页，共五十八页2达尔文的自然选择学说(1)内容：过度繁殖、_、遗传变异和 。(2)意义：科学地解释了 和生物多样性形成的原因。(3)局限性：对 的本质不能作出科学的解释；对生物进化的解释局限于个体水平；强调物种形成都是 的结果，不能很好地解释物种大爆发等现象。(4)达尔文以后进化理论的发展对遗传和变异的研究已经从性状水平深入到 。关于自然选择作用的研究已经从以 为单位发展到以_为基本单位。生存斗争生存斗争适者生存适者生存生物进化生物进化遗传和变异遗传和变异渐变渐变基因水平基因水平生物个体生物个体种群种群本讲稿第六页，共五十八页二、现代生物进化理论的主要内容1种群是生物进化的基本单位(1)种群：生活在一定区域的 的全部个体。(2)基因库：一个种群中全部个体所含有的 。(3)基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占_的比率。2突变和基因重组产生进化的原材料(1)基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的 发生变化。(2)可遗传的变异是生物进化的原材料，它包括突变和基因重组，其中突变包括 和染色体变异。同种生物同种生物全部基因全部基因全部等位基因全部等位基因基因频率基因频率基因突变基因突变本讲稿第七页，共五十八页3生物进化的方向：决定生物进化的方向。在自然选择的作用下，种群的 会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。生物进化的实质是 的改变。4隔离是物种形成的必要条件(1)物种：能够在自然状态下相互交配并且产生 后代的一群生物。自然选择自然选择基因频率基因频率种群基因频率种群基因频率可育可育本讲稿第八页，共五十八页(2)隔离概念：指不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。类型a生殖隔离：之间一般是不能相互交配的，或即使交配成功，也不能产生可育后代的现象。b地理隔离：由于高山、河流、沙漠或其他地理上的障碍而分成不同的群体，使得种群间不能发生 的现象。地理隔离是亚种形成的原因。(3)在物种形成中的作用：隔离是物种形成的必要条件，_是新物种形成的标志。不同物种不同物种同一种生物同一种生物基因交流基因交流生殖隔离生殖隔离本讲稿第九页，共五十八页三、生物进化与生物多样性的形成1共同进化(1)概念：不同物种之间、生物与无机环境之间在 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。(3)结果：共同进化形成 。相互影响相互影响生物多样性生物多样性本讲稿第十页，共五十八页2生物多样性的形成(1)内容：多样性、多样性、生态系统多样性。(2)形成原因：生物的共同进化。(3)研究生物进化历程的主要依据：化石。(4)生物进化的历程：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。基因基因物种物种本讲稿第十一页，共五十八页3生物进化理论在发展(1)中性学说：大量的基因突变是中性的，自然选择对这些基因突变不起作用，这些基因经过长期积累，会导致种群间遗传物质出现较大的差别。故本学说主张，决定生物进化方向的是 的逐渐积累，而不是 。(2)间断平衡说：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种交替出现的过程。中性突变中性突变自然选择自然选择本讲稿第十二页，共五十八页1判断有关现代生物进化理论叙述的正误。(1)病毒感染对兔种群的抗性具有选择作用(2014年高考北京卷)()(2)孕妇食用了残留抗生素的食品，导致其体内大多数细菌突变(2014年高考江苏卷)()(3)生殖隔离是物种朝不同方向发展的决定性因素(2013年高考江苏卷)()(4)生物进化的基本单位是群落(2012年高考海南卷)()(5)自然选择决定了生物变异和进化的方向()(6)盲鱼眼睛退化是黑暗诱导基因突变的结果()(7)物种的形成可以不经过隔离()(8)生物进化过程的实质在于有利变异的保存()本讲稿第十三页，共五十八页2判断生物进化与生物多样性形成叙述的正误。(1)长舌蝠为长筒花的唯一传粉者，两者相互适应，共同(协同)进化(2013年高考北京卷)()(2)生物的种间竞争是一种选择过程(2012年高考江苏卷)()(3)生物进化的实质是种群基因型频率的改变()(4)一般来说，频率高的基因所控制的性状更适应环境()本讲稿第十四页，共五十八页1现代生物进化理论与达尔文自然选择学说的比较正确理解现代生物进化理论正确理解现代生物进化理论本讲稿第十五页，共五十八页本讲稿第十六页，共五十八页本讲稿第十七页，共五十八页2物种的形成(1)物种形成的方式渐变式本讲稿第十八页，共五十八页爆发式在很短时间内即可形成，如自然界中多倍体的形成。本讲稿第十九页，共五十八页(2)三个环节：突变和基因重组、自然选择、隔离，三者关系如图所示：(3)隔离导致物种的形成本讲稿第二十页，共五十八页只有地理隔离而不形成生殖隔离，能产生亚种，但绝不可能产生 。是物种形成的关键，是物种形成的最后阶段，是物种间的真正界限。生殖隔离有三种情况：不能杂交；杂交不活；活而不育。新物种新物种生殖隔离生殖隔离本讲稿第二十一页，共五十八页3物种形成和生物进化的区别与联系本讲稿第二十二页，共五十八页本讲稿第二十三页，共五十八页1(2013年高考江苏卷)下图为四个物种的进化关系树(图中百分数表示各物种与人类的DNA相似度)。DNA碱基进化速率按1%/百万年计算，下列相关论述合理的是()A四个物种都由共同祖先通过基因突变而形成B生殖隔离是物种朝不同方向发展的决定性因素C人类与黑猩猩的DNA差异经历了约99万年的累积D大猩猩和人类的亲缘关系，与大猩猩和非洲猴的亲缘关系的远近相同本讲稿第二十四页，共五十八页解析：本题考查生物进化的相关知识。四个物种都是由共同祖先通过突变和基因重组形成的；自然选择是物种朝不同方向发展的决定性因素；人类与黑猩猩的DNA差异为0.99%，该差异经历了约0.99%1%/百万年99万年的累积；大猩猩和人类的DNA差异为1.1%，而大猩猩与非洲猴的DNA差异为2.24%，因此大猩猩与人类的亲缘关系更近，所以C最为合理。答案：C本讲稿第二十五页，共五十八页2(2012年高考海南卷)关于现代生物进化理论的叙述，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，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本讲稿第二十六页，共五十八页1共同进化的概念不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是共同进化。生物进化与生物多样性的形成生物进化与生物多样性的形成本讲稿第二十七页，共五十八页2生物进化与生物多样性(1)生物多样性内容：主要包括三个层次的内容：_、_、_。(2)生物多样性三个层次之间的联系(3)生物进化与生物多样性的关系：生物多样性的形成是_的结果，生物的多样性的产生又加速了生物的进化。基因基因物种物种生态系统生态系统生物进化生物进化本讲稿第二十八页，共五十八页3共同进化的实例本讲稿第二十九页，共五十八页3生物多样性的形成是生物进化的结果，以下说法正确的是()A体现了个体水平、生态系统水平上的多样性B内容包括基因多样性、物种多样性、种群多样性C研究这一进化历程的主要依据是进化理论的构建D生物多样性形成是生物由低等到高等进化的必然结果解析：生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性；了解生物多样性形成的进化历程的主要依据是化石；生物多样性的形成是共同进化的结果，也是生物由低等向高等进化的必然结果。答案：D本讲稿第三十页，共五十八页4根据分类学家的记载，地球上生活着的生物约有200万种，但是每年都有新物种被发现。近年来，在水深3 000 m以下的深海热泉孔周围，发现了以前没有记载的生物。这些都说明，生物界的物种还有待人们去发现。请判断下列说法错误的是()A从分子水平看，生物的性状具有多样性的直接原因是蛋白质的多样性B从遗传水平看，生物新性状的出现主要是基因重组的结果C从进化角度看，生物物种的多样性主要是不同的环境对生物进行自然选择的结果D以上研究成果有力地抨击了神创论的观点：生物是由神(上帝)一次性创造出来的本讲稿第三十一页，共五十八页解析：蛋白质是生物性状的体现者，所以蛋白质的多样性导致了生物性状的多样性。从遗传水平看，生物新性状的出现主要是基因突变的结果。答案：B本讲稿第三十二页，共五十八页基因频率与基因型频率的有关计算基因频率与基因型频率的有关计算本讲稿第三十三页，共五十八页本讲稿第三十四页，共五十八页本讲稿第三十五页，共五十八页5运用哈代温伯格平衡，由基因频率计算基因型频率(1)内容：在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因只有一对(Aa)时，设p代表A基因的频率，q代表a基因的频率，则：(pq)2p22pqq21。其中p2是AA(纯合子)的基因型频率，2pq是Aa(杂合子)的基因型频率，q2是aa(纯合子)的基因型频率。(2)适用条件：在一个有性生殖的自然种群中，在符合以下5个条件的情况下，各等位基因的基因频率和基因型频率在一代代的遗传中是稳定不变的，或者说是保持着动态平衡的。这5个条件是：种群足够大；种群中个体间的交配是随机的；没有突变的发生；没有新基因的加入；没有自然选择。本讲稿第三十六页，共五十八页例如，一种蛾中控制浅颜色的基因是隐性的，控制深颜色的基因是显性的。假设有640只浅色的蛾和369只深色的蛾，群体符合哈代温伯格平衡，那么杂合子蛾的基因型频率求解如下：设显性基因频率为p，隐性基因频率为q，根据(pq)2p22pqq21，已知q2640/(640369)0.63因此，q0.8，又因为pq1，所以p1q10.80.2，根据哈代温伯格平衡，杂合子蛾在群体中应为：2pq20.80.20.32，因此，杂合子蛾的基因型频率约为0.32。本讲稿第三十七页，共五十八页本讲稿第三十八页，共五十八页5已知人眼的褐色A对蓝色a是显性，基因位于常染色体上。在一个有40 000人的人群中，蓝眼人有5 600人，褐眼人有34 400人，其中纯合体18 000人，那么在这一人群中A和a的基因频率分别是()A45%和55%B65.5%和34.5%C86%和14%D71.5%和28.5%解析：由题意可知，aa所占比例为5 600/40 000100%14%，AA所占比例为18 000/40 000100%45%，Aa所占比例为16 400/40 000100%41%，则a的基因频率14%41%234.5%，A的基因频率45%41%265.5%。答案：B本讲稿第三十九页，共五十八页6(2015年南京四校联考)在调查某小麦种群时发现抗锈病(T)对易感染(t)为显性，在自然情况下该小麦种群可以自由传粉，据统计TT为20%，Tt为60%，tt为20%，该小麦种群突然大面积感染锈病，致使易感染小麦在开花之前全部死亡。计算该小麦种群在感染锈病之前与感染锈病之后基因T的频率分别是多少()A50%和50%B50%和62.5%C62.5%和50%D50%和100%解析：感染锈病前，T的基因频率20%1/260%50%；感染锈病后，TT与Tt的比例为20%60%13，因此T的基因频率1/4(1/2)(3/4)62.5%。答案：B 本讲稿第四十页，共五十八页例1下列有关现代生物进化理论观点的叙述正确的是()A生物进化的实质是有利的变异在生物体内的积累B害虫抗药性不断增强是因为农药对害虫进行了定向选择C地理隔离使种群间基因不能交流必然导致生殖隔离D共同进化是指生物与环境以及生物与生物之间的相互协调，其结果是产生了遗传、种群、生态系统三个层次的多样性解析生物进化的实质是种群基因频率的改变；地理隔离使种群间基因不能交流，但是不一定产生生殖隔离；共同进化是指生物与环境以及生物与生物之间的相互协调，其结果是产生了遗传、物种、生态系统三个层次的多样性，这不是现代生物进化理论的观点。答案B现代生物进化理论现代生物进化理论本讲稿第四十一页，共五十八页本讲稿第四十二页，共五十八页例2有关生物进化和物种形成的描述，正确的是()A是否形成新物种是生物进化的标志B生殖隔离一旦形成就标志着新物种的产生C环境条件保持稳定，种群的基因频率不会发生变化D共同进化仅指生物与无机环境之间的不断进化和发展解析生物进化的实质是种群基因频率的改变；生殖隔离是物种形成的必要环节，是新物种形成的标志；基因突变是不定向的、随机发生的，所以即使环境没有改变，也可能会发生基因突变改变基因频率，同时，个体的迁入、迁出同样影响基因频率的变化；共同进化指生物与生物之间、生物与无机环境之间的共同发展。答案B生物进化的判定生物进化的判定本讲稿第四十三页，共五十八页本讲稿第四十四页，共五十八页例3(2015年上海闵行模拟)综合大熊猫化石及现存种类生活习性和生活环境等多方面的研究，传统的观点认为大熊猫的濒危是进化历程的必然。最新群体遗传学的研究表明，现存大熊猫并未走到进化历史的尽头，仍然具有进化潜力。请依据现代生物进化理论的主要观点和内容及上述资料回答以下问题：(1)一个大熊猫种群的全部个体所含的全部基因，是这个种群的_，如果大熊猫种群仍然保持较高的遗传多样性，实际上反映了种群中基因的_。(2)现代生物进化理论认为，种群是_的基本单位。影响种群基因频率变化的因素有多种，如自然选择和_等。生物进化与生物多样性的形成生物进化与生物多样性的形成本讲稿第四十五页，共五十八页(3)如果大熊猫种群无限大，群体内的个体随机交配，没有突变发生，没有任何形式的选择压力，那么群体中的各种基因型的比例每代保持不变。对某地一个种群随机抽样调查，测知该种群中有基因型AA、Aa、aa的个体若干只，由此可以计算出A和a的基因频率。而根据A和a的基因频率，可以推测出这个种群中Aa的频率(N)大约是()A0N100%B0N50%C0N50%解析现代生物进化理论认为种群是生物进化的基本单位，而突变、选择、隔离是生物进化和物种形成过程中的三个基本环节。生物进化的实质为基因频率的改变，而基因突变、基因重组和染色体变异均能影响种群基因频率的变化。答案(1)基因库多样性(2)生物进化基因突变、基因重组、染色体变异(突变、基因重组)(3)B 本讲稿第四十六页，共五十八页本讲稿第四十七页，共五十八页微讲座二十四生物进化的易错易混点1种群和物种是两个易混淆的概念，区分不清易造成错误(1)概念不同：种群是指生活在同一地点的同种生物的一群个体。物种是指分布在一定自然区域，具有一定的形态结构和生理功能，能相互交配和繁殖产生可育后代的一群个体。(2)范围不同：一般来讲，种群是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地区的同种生物的种群组成。(3)判断标准不同：种群是同一地点的同种生物，它通过个体间的交配而保持一个共同的基因库；物种的标准主要是形态特征和能否自由交配并产生可育的后代。不同的物种间具有明显的形态差异，凡属于同一个物种的个体，一般能自由交配并产生可育后代；不同物种的个体，一般不能交配，即使交配也往往不育，或产生的后代不育。本讲稿第四十八页，共五十八页2基因频率和基因型频率虽然在概念上两者比较容易区分，但更应该注意其联系及其各自的计算方法，对这部分知识掌握不牢易在计算题中造成失误。因此，在学习过程中可以从以下两个方面来进行区别。(1)概念不同：基因频率是某种基因在某个种群中出现的比例。即基因频率该基因的总数(该基因总数其等位基因的总数)；基因型频率是指群体中某一基因型的个体所占的百分率。本讲稿第四十九页，共五十八页(2)基因频率与基因型频率之间的相互计算：通过基因型频率计算基因频率：一个基因频率等于它的纯合子频率加上它的杂合子频率的一半。通过基因频率计算基因型频率：利用哈代温伯格平衡(即遗传平衡定律)计算，即在一个遵循遗传平衡的种群中，基因频率在一代一代的遗传中是稳定不变的。如果A频率为p，a频率为q，而pq1，则(pq)2p22pqq2；p2代表纯合子AA的频率，2pq代表杂合子Aa的频率，q2代表aa的频率。(3)计算基因频率时应注意的方面判断生物是否发生进化时，一定要看基因频率是否发生了变化，不要与基因型频率的变化相混淆。伴X染色体遗传方面的基因频率计算的特殊点是X染色体总数的正确计算，因为男性中只有一条X染色体，所以计算男性X染色体总数时不要乘以2。运用哈代温伯格遗传平衡定律时一定要注意其适用条件。本讲稿第五十页，共五十八页3对生物多样性、生物进化与物种形成的理解(1)生物多样性的形成是生物进化的结果，生物多样性的产生又加速了生物的进化。(2)生物进化的实质是种群基因频率的改变，任何基因频率的改变，不论其变化大小，都属于进化的范围。(3)隔离是物种形成的必要条件，但不是生物进化的必要条件。新物种的形成一定经历生殖隔离，但不一定经历地理隔离。本讲稿第五十一页，共五十八页1如图表示物种形成的过程，图中小圆圈表示物种，箭头表示物种产生变异，带有两条短线的箭头是被淘汰的变异个体，请判断下列说法错误的是()本讲稿第五十二页，共五十八页A不同物种形成的过程可以表示为ABCDB自然选择的方向可以表示为ABCDC物种形成的基本过程是突变和基因重组、自然选择、地理隔离D变异是不定向的，大多数变异对生物是有害的解析：由题图可以看出，变异是不定向的，大多数变异产生的个体都被淘汰了，故是有害的；不同物种形成的过程和自然选择的方向都可以表示为ABCD；物种形成的基本过程是突变和基因重组、自然选择、隔离，只有达到生殖隔离才标志着新物种形成。答案：C本讲稿第五十三页，共五十八页2.原产某地的某种一年生植物a，分别引种到低纬度和高纬度地区种植，很多年以后移植到原产地，开花时期如图所示。回答下列问题：(1)将植物a引种到低纬度和高纬度地区，这样原属于同一个物种的种群a、b和c之间形成_，种群b和种群c个体之间由于花期不同，已不能正常传粉，说明已产生了_。本讲稿第五十四页，共五十八页(2)在对b植物的某一种群进行的调查中，发现基因型为DD和dd的植株所占的比例分别为10%和70%(各种基因型个体生存能力相同)，第二年对同一种群进行的调查中，发现基因型为DD和dd的植株所占的比例分别为4%和64%，在这一年中，该植物种群是否发生了进化？_，理由是_。(3)现代生物进化理论认为：_是生物进化的基本单位，_决定生物进化的方向；_是物种形成和生物进化的机制。本讲稿第五十五页，共五十八页解析：种群b和种群c的生活环境是不同的，因此植物a在不同的环境中进化，形成了不同的植物b和c。b和c个体之间由于花期不同，已不能正常传粉，说明已产生生殖隔离，形成了不同的物种。根据计算可知b植物种群的基因频率并没有改变，所以该种群没有发生进化。答案：(1)地理隔离生殖隔离(2)没有该种群的基因频率没有发生变化(3)种群自然选择突变、自然选择和隔离本讲稿第五十六页，共五十八页3(2015年济南质检)果蝇是常用的遗传学研究的实验材料，据资料显示，果蝇体细胞中约有104对基因。现有一黑腹果蝇的野生种群，约有107个个体，请分析回答以下问题。(1)通过果蝇和其他生物的群体遗传学等的研究，可得出生物进化的基本单位是_，一个这样的单位含有的全部基因构成一个_；在生物进化过程中，_使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向。(2)该种群的全部个体所含有的全部基因统称为种群的_。该种群中果蝇有多种多样的基因型，主要是通过有性生殖过程中的_而形成的。(3)随机从种群中抽取100只果蝇，测知基因型AA(灰身)35只，Aa(灰身)60只，aa(黑身)5只，则A的基因频率为_。本讲稿第五十七页，共五十八页(4)现代进化理论认为物种形成和生物进化要经过三个基本环节：_、_和_。新物种形成的标志是_。解析：本题综合考查生物进化的相关知识。(1)生物进化的基本单位是种群，一个种群中全部个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库。自然选择使种群的基因频率发生定向改变，从而决定了种群的进化方向。(2)生物有性生殖过程中的基因重组，使该生物出现了多种多样的基因型，从而出现了多种多样的性状。(3)该种群中A的基因频率100%65%。(4)现代进化理论认为物种形成和生物进化要经过三个基本环节：突变和基因重组、自然选择、隔离；新物种形成的标志是生殖隔离的形成。答案：(1)种群基因库自然选择(2)基因库基因重组(3)65%(4)突变和基因重组自然选择隔离生殖隔离的形成 本讲稿第五十八页，共五十八页