2012高三生物总复习第28讲现代生物进化理论教案.pdf

2012高三生物总复习教案 第28讲 现代生物进化理论 教学案【考纲要求】生物的进化 要求(1)现代生物进化理论的主要内容(2)生物进化与生物多样性的形成 【考点分析】知识点 试卷类型 分值 题型(1)现代生物进化理论的主要内容(2)生物进化与生物多样性的形成 2007 广东 2 选择题 2008 山东 4 选择题 2008 广东 3 选择题 2008 江苏 2 选择题 2009 广东 2 选择题 2009 广东 2 选择题 2009 江苏 2 选择题 2009 上海 2 选择题 2009 上海 2 选择题 2009 上海 10 非选择题 2009 上海 11 非选择题【考点预测】本节在高考中出现的频率比较低，在各地高考试题也是出现的现相对较少，主要考察的就是现代生物进化理论的主要内容，主要是以选择题的形式出现。【知识梳理】一、达尔文的进化理论：二、现代生物进化理论：（1）种群是生物进化的单位；(2)突变和基因重组产生进化的原材料；(3)自然选择决定生物进化的方向；(4)隔离导致物种的形成 三、遗传平衡定律 1、基因频率 2、基因库 3、平衡定律的内容 4、平衡定律的计算 四、生物多样性 1、遗传多样性 2、物种多样性 3、生态系统多样性 五、生物多样性的形成 1、生物多样性的形成（1）生物多样性的内容（2）生物多样性形成的进化历程 2、生物进化理论在发展（1）核心：自然选择学说中性突变理论（2）发展：中性突变理论和间断平衡学说【重点解析】现代生物进化理论的主要内容包括：（一）种群是生物进化的单位；(二)突变和基因重组产生进化的原材料；(三)自然选择决定生物进化的方向；(四)隔离导致物种的形成（一）种群是生物进化的单位：1.种群的定义 师：举例：(1)一个池塘中的全部鲤鱼；(2)一个池塘中的全部鱼；(3)一片草地上的全部植物；(4)一片草地上的全部蒲公英。2.种群的特点（1）种群的个体之间具有年龄和性别的差别，并不是机械地结合在一起。（2）种群也是生物繁殖的基本单位。个体之间彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传递给后代。(二)突变和基因重组产生进化的原材料：我们把基因突变和染色体变异统称为突变。也就是说，突变和基因重组引起了可遗传的变异，对生物的进化起到了非常重要的作用。实质上，突变、基因重组、自然选择等因素均能影响种群的基因频率的改变，而基因频率的改变造成了生物的进化。(三)自然选择决定生物进化的方向：1从宏观(性状)上看进化过程为：19 世纪中期桦尺蠖的浅色性状与环境色彩相似，属于保护色，较能适应环境而大量生存；黑色性状与环境色彩差异很大，不能适应环境，易被捕食者捕食。因此，突变产生后，后代的个体数受到限制。19 世纪中期到 20世纪中期，由于地衣死亡，桦尺蠖栖息的树干裸露并被烟熏黑，使得黑色性状与环境色彩相似而大量生存；浅色性状与环境色彩差异很大，易被捕食者捕食而大量被淘汰。表现为适者生存，不适者被淘汰。2从微观(基因)来看进化过程为：19 世纪中期以前，由于黑色基因(S)为不利变异基因，控制的性状不能适应环境而受到限制，因此，当时种群中浅色基因(s)的频率为 95，黑色基因(S)的频率为 5。到 20 世纪中期由于黑色基因(S)控制的性状能适应环境而大量生存并繁殖后代，浅色基因(s)控制的性状不能适应环境而大量被淘汰，使后代数量大量减少。结果浅色基因(s)的频率下降为 5，黑色基因(S)的频率上升为 95。结果是淘汰了不利变异的基因，而保留了有利变异基因，通过遗传逐渐积累。结论：由此可见，种群中产生的变异是不定向的，经过长期的自然选择，其中的不利变异被不断淘汰，有利变异则逐渐积累，从而使种群的基因频率发生定向改变，导致生物朝着一定的方向缓慢地进化。因此，生物进化的方向是由自然选择决定的。(四)隔离导致物种的形成：从曼彻斯特地区的桦尺蠖进化过程我们可以看出，桦尺蠖还是一个种群，个体之间彼此可以存在隔离，隔离是物种形成的必要条件。例 1 达尔文自然选择学说未能解释的是 A生物进化的原因 B现存生物适应性的原因 C生物多样性的原因 D生物不定向变异的原因 解析：该题考查达尔文自然选择学说的主要内容。要求学生在掌握达尔文自然选择学说的主要内容的四个方面的基础之上，能够正确评价该学说的意义和不足。达尔文的自然选择学说主要包括过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存。该学说能够科学地解释生物进化的原因，以及生物的多样性和适应性，对于人们正确地认识生物界具有重要意义。但是，由于受到当时科学发展水平的限制，对于遗传和变异的本质，达尔文还不能做出科学的解释。他没有阐明自然选择的机理，没有阐明自然选择如何对可遗传的变异起作用。因此正确答案是 D。答案：D 例 2 种群是指生活在同一地点的同种生物的一群个体。种群中的个体通过繁殖将各自的基因传递给后代。下列叙述正确的有 A自然选择使种群基因频率发生定向改变 B种群基因频率的改变导致生物进化 C种群通过个体的进化而进化 D种群通过地理隔离可能达到生殖隔离 解析：该题考核种群的基本概念，要求学生从生物进化的角度分析种群的本质及核心内容。种群是指生活在较小范围内的同一地点的同种生物的一群个体，通过个体间的交配保持一个共同的基因库。种群是生物进化的基本单位，也是生物繁殖的基本单位。生物进化的实质是种群基因频率的改变，朝着适应环境的方向发生定向的改变，自然选择保留适应环境的变异。因此本题正确答案是 ABD。答案：ABD 例 3 下列关于隔离的叙述，不正确的是 A阻止了种群间的基因交流 B对所有的物种来说，地理隔离必然导致生殖隔离 C，种群基因库间的差异是产生生殖隔离的根本原因 D不同的物种之间必然存在着生殖隔离 解析 本题是考查隔离导致物种形成知识点中学生对地理隔离和生殖隔离的理解。要求把握在物种形成过程中两种隔离的不同作用。地理隔离是指分布在不同自然区域的种群，由于高山河流、沙漠等地理上的障碍，使彼此间无法相遇而不能交配。生殖隔离是指种群间的个体不能自由交配，或交配后不能产生可育后代，地理隔离因时间长短、环境异同，可能形成生殖隔离，但不能必然导致生殖隔离。有的虽然产生了地理隔离，但双方环境基本相似也不可能导致生殖隔离。题中不正确的是 B。答案：B【实战训练】（09 广东理基）1由于蟹类的捕食，某种海洋蜗牛种群中具有较厚外壳的个体的比例逐渐增加。对这个现象的解释，正确的是 A人工选择 B适者生存 C用进废退 D定向变异 答案：A 解析：该现象不可能是人工选择的结果，也不可能是用进废退，根据现代生物进化理论的观点，变异是不定向，自然选择是定向的，适者生存，故 B 正确。（09 广东卷）2.物种起源出版已有 150 年，但依然深深影响着现代科学研究，达尔文 A.提出了适者生存，不适者被淘汰的观点 B.提出了用进废退的理论 C.认为种群是生物进化的基本单位 D.认识到变异广泛存在并能遗传给后代 答案：AD 解析：用进废退的理论是拉马克提出来的，种群是生物进化的基本单位是现代生物进化理论的基本内容，达尔文没能提出来。（09 江苏卷）3右图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群1a和2a，经过漫长的进化，分别形成新物种 b 和 C。在此进程中的某一时刻，1a种群的部分群体越过障碍外迁与2a同域分布，向 d 方向进化。下列有关叙述正确的是 Ab 和 d 存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离 BC 和 d 不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离 C1a中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，则 b和 d 是同一物种 D1a中的外迁群体与当时2a种群的基因频率不同，则 c 和 d是不同物种 答案：B 解析：本题考查物种形成的知识。A 通过地里隔离形成两个种群1a和2a，有分别演化出 b、c、d 三个种群，虽然有地理隔离，但是不一定会产生生殖隔离。所以 A 错；由于 d 是由 a1 演变而来，所以 c 与 d 之间可能存在生殖隔离，B 对。基因频率的改变不一定会导致生殖隔离产生新的物种，但是产生生殖隔离了的种群，基因频率一定会变化。1a中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，但是 b 和 d 由于地理隔离存在，所以可能不是同一物种。所以 C 不对。即使1a中的外迁群体与当时2a种群的基因频率不同，只要 c 和 d 不存在生殖隔离他们仍是同一物种。（09 上海卷）4.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 答案：D 解析：新物种形成的标志是形成生殖隔离。（09 上海卷）5.蓍草是菊科植物的一个种。采集同一山坡不同海拔高度的蓍草种子，种在海拔高度为零的某一花园中，植株高度如右图。下列叙述中，正确的是 A.原海拔高度不同的蓍草株高的差异表现出物种多样性 B.不同海拔高度蓍草之间不能杂交或杂交不育 C.研究遗传差异是否影响着草株高，需原海拔处的数据 D.图示结果说明蓍草株高的变化受到花园生环境的影响 答案：C 解析：图示曲线体现的是不同海拔高度的植株在同一海拔的株高，没有原海拔的株高；不同海拔的植株仍为同一物种，可以进行基因交流；研究遗传差异影响植株，要有原海拔的株高与现海拔处株高对比说明；如受花园生境的影响株高应该相同。（09 上海卷）6.某小岛上原有果蝇 20000 只，其中基因型 VV、Vv 和 vv 的果蝇分别占 15%、55%和30%。若此时从岛外入侵了 2000只基因型为 VV 的果蝇，且所有果蝇均随机交配，则1F代中 V 的基因频率约是 A.43%B.48%C.52%D.57%答案：B 解析：未入侵之前 VV 个体有 3000，Vv 个体 11000，vv 个体6000，入侵后 VV 变为 3000+2000=5000，其它类型个体不变，但总数变为 22000，则 V 基因频率为（50002+11000）/（220002）（09 上海卷）7（10 分）回答下列有关生物进化的问题。（1）图 1 表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程，X、Y、Z 表示生物进化的基本环节，XY 分别是_、_。（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。图 2 表示这两种性状比例变化的过程。1）由于蜥蜴过度繁殖，导致_加剧。2）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_。3）图 2 所示过程说明，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。（5）从生物多样性角度分析，图 2 所示群体中不同个体的存在反映了_多样性；若从分子水平检测这种多样性，可采用的简便技术是_。答案：（1）突变（变异）、自然选择（2）种群 基本单位（3）基因库（4）1）生存斗争（种内斗争）2）联趾型个体趾间有蹼，适合于游泳，可以从水中获取食物。因此，在岛上食物短缺时，联趾个体的生存和繁殖机会较多。（合理即给分）3）基因频率（5）遗传 PCR（聚合酶链反应）解析：本题主要考查生物进化的相关知识，核心是现代生物进化理论。（1）生物进化的基本环节是突变、自然选择和隔离；（2）小岛上原有蜥蜴个体构成种群，是进化的基本单位；（3）小岛上进行生殖蜥蜴个体含有的全部基因称为基因库；（4）蜥蜴过度繁殖导致生存斗争（种内斗争）加剧，使小岛上食物短缺而联趾型蜥蜴能游泳可以获取更多食物，适应环境，个体数逐渐增加，这种变化的本质是种群基因频率的变化；（5）这种现象体现了遗传多样性，从分子水平检测就要获取更多的 DNA 分子，简便方法是 PCR。（09 上海卷）8.（11 分）桦尺蛾是一种栖息在密林中、白天停歇在树干上的昆虫，一般为浅色，它借助与环境相似的体色躲避鸟类天敌。在工业污染区，黑色桦尺蛾的数量有增多的趋势。为证实两种体色的桦尺蛾因环境不同，进行如下探究。请完成下列探究方案。（1）假设：。（2）实验步骤：1）选择工业污染区 A 和 地区 B；2）收集桦尺蛾，并在翅下用有色颜料分别标记黑色蛾若干；3）；4）一段时间后用诱蛾灯诱捕，记录、统计结果。（3）实验结果：如表 1。根据表内数据在右下空白处绘制 A、B两地区不同体色蛾回收率的柱形图。表 1 桦尺蛾释放数和回收数 地区 项 目 浅色蛾 黑色蛾 工业污 染区 A 释放数 400 500 回收数 52 150 B 释放数 500 600 回收数 60 30（4）结论：。（5）分析与评论：1）人们观察到工业污染导致树皮变黑，从这个角度解释上述实验结果 。2）已知桦尺蛾的体色有常染色体上一对等位基因控制。为了进一步探究桦尺蛾的黑色与浅色的显隐性关系，有人将一对黑色蛾与浅色蛾杂交，F1 中黑色蛾与浅色蛾的数量比为 11。请利用F1 的饿，在此基础上设计遗传试验完成探究。试验步骤：。结果与分析：。答案：（1）在工业污染区，黑色蛾数量占优势（合理即给分）（2）1）非工业污染区 3）将标记的不同体色的蛾分别释放到上述两地区（3）见右图（4）在工业污染区，黑色蛾数量占优势；在非工业污染区，浅色蛾数量占优势（5）1）不同污染程度区域的树皮颜色不同，使停歇在树上不同体色的蛾被鸟类捕食的概率不同，导致它们的存活率不同。2）选择1F的雌雄黑色蛾杂交；观察、记录后代的体色 若后代出现浅色蛾，则黑色为显性性状；若后代全部是黑色蛾，则黑色为隐性性状。（合理即给分）解析：本题主要考查实验设计。（1）实验假设是根据实验目的而定；（2）实验应选工业污染区与非工业污染区进行对比，收集黑色蛾和浅色蛾标记并释放到相应的所选区域；（3）根据表格所给数据，会绘制柱形图即可，注意要有图示说明；（4）根据实验结果可知，在工业污染区黑色蛾数量较多，在非工业污染区浅色蛾数量较多；（5）工业污染区树皮变黑，黑色蛾与周围环境一致不易被捕食，数量较多；选多对黑色蛾雌雄个体相互交配，观察后代是否发生性状分离，如发生性状分离，黑色为显性性状；如不发生性状分离，黑色为隐性性状；也可选多对浅色蛾雌雄个体交配。【名师点拨】隔离的类型：隔离的种类很多，首先可以分为地理隔离和生殖隔离。生殖隔离又可以分为以下两大类：如果发生在受精以前，就叫做受精前的生殖隔离；如果发生在受精以后，就叫做受精后的生殖隔离。1受精前的生殖隔离 包括生态隔离、季节隔离、行为隔离、机械隔离、配子隔离等。(1)生态隔离是指同一物种的不同种群生活在同一区域内的不同环境内，而造成的不能交配。例如，体虱和头虱由于寄生场所不同，已经形成了不同的适应性特征，虽然在某种条件下，它们也能够相互杂交但后代中会出现不正常的个体。这表明经过生态隔离，二者已经产生了一定程度的分化。(2)季节隔离是指因交配或开花时期发生在不同的季节而引起的隔离。例如，大西洋鲱鱼形成了分布区域很广的几个种群，有些在春季产卵有些则在秋季产卵，因此，这些种群之间不能杂交。(3)行为隔离指不同物种之间由于两性间求偶或交配等行为不同，而阻止了它们之间的相互交配。例如，鸟类、蛙、昆虫等在求偶季节发出一定的呜叫声，同种的雌性动物会应声前来，而异种的雌性动物则无反应。关于行为隔离，有人曾做过这样一个实验：将 10 只雄果蝇和 10 只雌果蝇放在一起培养若干天，如果雌、雄果蝇是同一物种，大部分雌蝇就会受精；如果是不同物种，则只有极少数受精。在求偶过程中导致同一物种雌、雄果蝇相互识别的刺激，既有化学的、视觉的，也有听觉和触(触须)觉的。这在哺乳动物等也是一样的。(4)机械隔离也称形态隔离，是指不同种群的生物因生殖器官的大小和形状不同，而使交配无法进行。例如，一些植物因花的形态不同，而造成它们之间不能受粉。(5)配子隔离是指个体之间可以交配或受粉，但是不能发生受精作用。例如，有些动物虽然交配成功，但精子在异种雌性动物的生殖道内会失去功能。在植物中，一种植物的花粉在另一种植物的柱头上不能萌发，或萌发后花粉管生长缓慢等，结果也不能受精。2受精后的生殖隔离 受精后的生殖隔离包括杂种不活、杂种不育、杂种败育等。(1)杂种不活是指不同种生物间交配、受精后，形成的杂种胚胎不能正常发育，或杂种后代出生后，能够生活一段时间，但在生育年龄以前就会死去。例如，山羊和绵羊的杂种，胚胎早期生长正常，但多数在出生前就会死去。(2)杂种不育是指交配后能够产生正常、成熟的杂种后代，但杂种后代却不能生育。造成杂种不育的原因很多，有的是性腺发育不全，有的则是因为生殖细胞不能进行减数分裂等。例如，马和驴杂交，产生的骡能够正常发育，但骡不能生育。这是因为马的染色体数目是 64，驴的是 62，那么。骡的染色体数目就是63。这样，骡的原始生殖细胞在进行减数分裂时，由于染色体不能正常配对，就不能形成成熟的配子。(3)杂种败育是指形成的杂种后代不育或生活力下降。例如，树棉和草棉之间能够杂交，并且形成健壮、可育的 F1，但 F2则十分少见。这是因为 F2的种子通常不能萌发，或萌发后长出的幼苗很瘦弱，不久就会死亡。这就是说，F2在自然选择过程中被淘汰了。以上这些生殖隔离机制在两个物种之间不一定同时发生，但是，物种间经常会同时出现两种或两种以上的生殖隔离，如既有生态隔离，又有行为隔离。