一體資料之生物蘇教必修2講義第五章生物的進(jìn)化第20課時

第20課時生物進(jìn)化理論的發(fā)展(Ⅱ)學(xué)習(xí)目標(biāo)1．闡明現(xiàn)代綜合進(jìn)化論的主要內(nèi)容。2.闡明分子進(jìn)化的中性學(xué)說。3.概述生物進(jìn)化理論發(fā)展的意義。|基礎(chǔ)知識|一、現(xiàn)代綜合進(jìn)化論1．種群是生物進(jìn)化的基本單位2．突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料(1)影響基因頻率的因素：基因突變、基因重組、染色體變異、自然選擇、遷移、遺傳漂變等。(2)種群進(jìn)化的實質(zhì)：種群內(nèi)基因頻率的改變。3．自然選擇決定生物進(jìn)化的方向在自然選擇作用下，種群的基因頻率會發(fā)生定向改變，最終引起生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。4．隔離是物種形成的必要條件(1)物種：是指分布在一定的自然地域，具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能特征，而且在自然狀態(tài)下能夠相互交配并能生殖出可育后代的一群生物個體。(2)隔離：是指不同種群的個體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象，主要包括：①地理隔離：指由于地理上的障礙阻斷了不同種群間的基因交流。②生殖隔離：指不同種群的個體不能自由交配或交配后產(chǎn)生不可育的后代。二、分子進(jìn)化的中性學(xué)說1．提出者木村資生。2．觀點生物進(jìn)化的主導(dǎo)因素不是自然選擇，而是中性突變的隨機固定。當(dāng)積累的中性突變導(dǎo)致生物的性狀出現(xiàn)差異之后，自然選擇才會發(fā)生作用，造成生物進(jìn)化。三、生物進(jìn)化理論發(fā)展的意義生物進(jìn)化理論揭示了生物產(chǎn)生、發(fā)展和一種生物向另一種生物進(jìn)化的客觀規(guī)律，闡明了生物之間、生物與非生物之間的普遍聯(lián)系。|自查自糾|(1)可遺傳變異包括突變、基因重組和染色體變異()(2)自然選擇決定了生物變異和進(jìn)化的方向()(3)種群基因頻率改變，生物一定進(jìn)化()(4)種群越大，遺傳漂變的效應(yīng)越?。环N群越小，遺傳漂變的效應(yīng)越大()(5)馬和驢可以雜交產(chǎn)生騾子，馬和驢之間不存在生殖隔離()(6)中性學(xué)說認(rèn)為，DNA分子突變大部分是中性的()答案(1)×(2)×(3)√(4)√(5)×(6)√|圖解圖說|★種群必須具備“三同”；同一時間、同一地點、同一物種。________________________________________________________________________________________________________________________________________________★PA＝eq\f(2n1＋n2,2?n1＋n2＋n3?)＝PAA＋eq\f(1,2)PAaPa＝eq\f(2n3＋n2,2?n1＋n2＋n3?)＝Paa＋eq\f(1,2)PAaPA＋Pa＝1＝PAA＋PAa＋Paa________________________________________________________________________________________________________________________________________________★突變的有害和有利不是絕對的，往往取決于生物的生存環(huán)境。________________________________________________________________________________________________________________________________________________為什么生物進(jìn)化的基本單位是種群而不是個體？提示：因為個體的壽命是有限的，個體表現(xiàn)型會隨著個體的死亡而消失。但決定生物性狀的基因可以通過生殖而世代延續(xù)，并且在群體中擴散，因此生物進(jìn)化應(yīng)該研究群體的基因組成的變化。探究點一種群與物種1．太湖中的所有魚是否是一個種群？為什么？提示不是。魚是多個物種組成的，而種群是同一物種組成的。2．馬和驢能雜交產(chǎn)生騾子，馬和驢是同一物種嗎？同一物種必須具備什么條件？提示同一物種在自然狀態(tài)下能交配并能產(chǎn)生可育后代，馬和驢雖然能交配，但后代騾子不可育，二者是兩個不同的物種。種群與物種的比較項目種群物種范圍生活在一定區(qū)域的同種生物的所有個體由分布在不同區(qū)域內(nèi)的同種生物的許多種群組成判斷標(biāo)準(zhǔn)種群具有“三同”：同一時間、同一地點、同一物種自然狀態(tài)下能交配并產(chǎn)生可育后代(不存在生殖隔離)聯(lián)系①一個物種可包括許多種群，一個種群由同一物種組成②同一物種的多個種群之間不存在生殖隔離，但存在地理隔離，長期發(fā)展下去可成為不同的亞種，進(jìn)而可能形成多個新物種【典例1】下列有關(guān)種群和物種的敘述，正確的是()A．種群是進(jìn)化的基本單位，物種是生殖的基本單位B．物種基因庫一般比種群基因庫的基因豐富C．同一種群不存在生殖隔離，不同種群存在生殖隔離D．不同物種不能夠交配嘗試解答________解析種群是生殖的基本單位；同一物種的不同種群不存在生殖隔離；不同物種可能不能交配，也可能能交配，但后代不育。答案B【跟蹤訓(xùn)練】1．洪澤農(nóng)場鳥類自然保護區(qū)處于泗洪縣東南，有關(guān)該區(qū)域鳥類的敘述，正確的是()A．所有鳥含有的基因總和稱為種群基因庫B．自然條件下，鳥兒間能夠進(jìn)行基因交流C．自然條件下，鳥兒間不能進(jìn)行基因交流D．這些鳥類是由多個不同的種群構(gòu)成的解析種群基因庫研究的是一個種群的基因組成，鳥不是一個種群；同種鳥間能夠進(jìn)行基因交流，不同種鳥間不能夠進(jìn)行基因交流。答案D探究點二生物進(jìn)化與物種形成1．樺尺蠖夜間活動，白天棲息在樹干上，體色黑色(S)對淺色(s)顯性。19世紀(jì)中葉，工業(yè)發(fā)展，工廠排出的煤煙導(dǎo)致樹干變黑，使得黑色個體逐年增多，淺色個體逐年減少，下表是1871～1875年種群基因型頻率的變化情況，分析回答：基因型1871年1872年1873年1874年1875年SS10%11%13%15%17%Ss20%22%26%28%30%ss70%67%61%57%53%(1)5年間S基因頻率的變化是______→______→______→______→______，s基因頻率的變化是______→______→______→______→______。提示(1)20%22%26%29%32%80%78%74%71%68%(2)5年間，樺尺蠖種群發(fā)生進(jìn)化了嗎？判斷的依據(jù)是什么？提示發(fā)生了進(jìn)化。進(jìn)化的實質(zhì)是種群內(nèi)基因頻率的改變，5年間樺尺蠖種群基因頻率發(fā)生了改變。(3)通過該實例，說明自然選擇是如何決定生物進(jìn)化方向的？提示eq\a\vs4\al(不定向變異\o(→,\s\up7(自然選擇)),\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(不利變異→淘汰,有利變異\o(→,\s\up7(多次選),\s\do5(擇、遺傳))種群基因頻率定向改變→生物定向進(jìn)化)))(4)5年間，樺尺蠖是否形成了新的物種？提示5年時間，樺尺蠖種群基因頻率的改變不會導(dǎo)致種群基因庫發(fā)生質(zhì)的變化，不足以建立生殖隔離，不可能形成新物種。2．二倍體幼苗低溫處理可以獲得四倍體植株，四倍體是一個新的物種嗎？提示是。四倍體與二倍體雜交后代三倍體高度不育，二者之間已經(jīng)建立了生殖隔離，且四倍體是可育的，所以四倍體是一個新的物種。物種形成的方式、環(huán)節(jié)及生物進(jìn)化1．物種形成的三個環(huán)節(jié)：突變和基因重組、自然選擇、隔離。三者關(guān)系如圖：2．物種形成的兩種方式(1)漸變式：通過長期的地理隔離逐漸建立生殖隔離。①地理隔離是物種形成的量變階段，生殖隔離是物種形成的質(zhì)變階段，只有地理隔離而不形成生殖隔離，能產(chǎn)生亞種，但絕不可能產(chǎn)生新物種，如東北虎和華南虎。②生殖隔離是物種形成的關(guān)鍵，是物種形成的最后階段，是物種間的真正界限。(2)爆發(fā)式：不經(jīng)地理隔離，短時間建立生殖隔離。如自然界中異源多倍體的形成：3．物種形成與生物進(jìn)化的關(guān)系生物進(jìn)化的標(biāo)志是種群基因頻率的改變，物種形成的標(biāo)志是出現(xiàn)生殖隔離。生物進(jìn)化不一定形成新物種，形成新物種生物必定進(jìn)化?！镜淅?】一個全部由基因型為Aa的豌豆植株組成的種群，經(jīng)過連續(xù)n代自交，獲得的子代中，Aa的頻率為(1/2)n，AA和aa的頻率均為(1/2)[1－(1/2)n]。下列對該種群的說法中，錯誤的是()A．基因頻率沒有發(fā)生改變B．基因型頻率發(fā)生了改變C．發(fā)生了生物進(jìn)化D．沒有產(chǎn)生生殖隔離嘗試解答________解析生物進(jìn)化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變，該種群在繁衍過程中基因型頻率雖然發(fā)生改變，但基因頻率沒有改變，A、a基因頻率始終保持各占1/2，所以沒有發(fā)生進(jìn)化，沒有進(jìn)化則不會產(chǎn)生生殖隔離。答案C【跟蹤訓(xùn)練】2．有人將歐洲家兔帶到某小島上，若干年之后，這些兔子的后代不能與歐洲家兔雜交產(chǎn)生后代。下列敘述錯誤的是()A．地理環(huán)境決定了兩個種群產(chǎn)生不同的變異B．不同的環(huán)境對這兩個種群的變異進(jìn)行了選擇C．兩個種群已產(chǎn)生生殖隔離，成為不同的物種D．生殖隔離是形成新物種的必要條件解析生物的變異是不定向的，環(huán)境只能將眾多變異類型中適應(yīng)環(huán)境的變異個體選擇出來，這種選擇是定向的，但是環(huán)境不能決定生物的變異；生殖隔離是形成新物種的必要條件，新物種形成不一定需經(jīng)地理隔離。答案A探究點三達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說與現(xiàn)代進(jìn)化論1．現(xiàn)代綜合進(jìn)化論是不是否定了達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說？提示由于受到當(dāng)時科學(xué)水平的限制，達(dá)爾文對于遺傳變異的本質(zhì)、自然選擇的作用實質(zhì)等不能夠做出科學(xué)的解釋，對進(jìn)化的解釋也是局限于個體水平；隨著生物科學(xué)的發(fā)展，尤其是分子遺傳學(xué)的發(fā)展，人們逐漸認(rèn)識到遺傳變異的本質(zhì)及自然選擇的作用實質(zhì)，并以種群為單位進(jìn)行研究?，F(xiàn)代綜合進(jìn)化論只是對達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說進(jìn)行了修正、完善和發(fā)展，其基礎(chǔ)仍是達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說。2．現(xiàn)代綜合進(jìn)化論與分子進(jìn)化的中性學(xué)說是不是矛盾？提示兩者不矛盾，只是側(cè)重點不同。前者側(cè)重于個體、群體，即宏觀水平；后者側(cè)重于分子，即微觀水平；兩者相互補充，更好地闡述了生物進(jìn)化的本質(zhì)?！镜淅?】現(xiàn)代綜合進(jìn)化論是在達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，下列不是現(xiàn)代綜合進(jìn)化論對達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說的完善和發(fā)展的是()A．種群是進(jìn)化的基本單位，進(jìn)化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變B．突變、基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料C．自然選擇決定進(jìn)化的方向D．隔離是物種形成的必要條件嘗試解答________解析自然選擇決定生物進(jìn)化的方向也是達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說的觀點。答案C【跟蹤訓(xùn)練】3．下列觀點屬于現(xiàn)代進(jìn)化論的是()A．用進(jìn)廢退，獲得性遺傳B．新物種形成需經(jīng)地理隔離C．經(jīng)過長期地理隔離必定形成新物種D．生物進(jìn)化的主導(dǎo)因素是中性突變的隨機固定解析用進(jìn)廢退，獲得性遺傳是拉馬克的觀點；新物種形成不一定需經(jīng)地理隔離，長期地理隔離也不一定形成新物種。答案D知識脈絡(luò)要點晨背1.生物進(jìn)化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變。2.物種形成的標(biāo)志是生殖隔離的建立。3.導(dǎo)致種群基因頻率變化的因素有突變、基因重組、自然選擇、遺傳漂變、遷移等。4.隔離是物種形成的必要條件，但地理隔離不是必要條件。5.分布在不同區(qū)域的同一物種形成不同的種群，同一區(qū)域的不同種群屬于不同物種。6.中性學(xué)說認(rèn)為，生物進(jìn)化的主因不是自然選擇，而是中性突變的隨機固定。1．現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為，生物進(jìn)化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變?？梢远ㄏ蚋淖兎N群基因頻率的是()A．突變 B．遺傳漂變C．自然選擇 D．基因遷移解析四個選項均能夠改變種群基因頻率，但只有自然選擇能夠定向改變基因頻率。答案C2．下列關(guān)于隔離的敘述，不正確的是()A．阻止了個體間的基因交流B．對所有的生物來說，地理隔離必然導(dǎo)致生殖隔離C．種群基因庫間的差異是產(chǎn)生生殖隔離的根本原因D．不同的物種之間必然存在著生殖隔離解析地理隔離和生殖隔離無明顯的因果關(guān)系，有地理隔離不一定形成生殖隔離。地理隔離是物種形成的量變階段，可造成種群基因頻率的改變；生殖隔離是物種形成的質(zhì)變階段。但是有時候沒有地理隔離也能產(chǎn)生新物種，如植物中多倍體的形成。答案B3．下列各項中，形成了新物種的是()A．樺尺蛾灰色基因S的基因頻率由95%變?yōu)?%B．馬與驢交配產(chǎn)生的騾子C．二倍體水稻的花藥離體培養(yǎng)獲得的單倍體水稻D．二倍體西瓜經(jīng)秋水仙素處理成為四倍體西瓜解析A項中樺尺蛾變化前后并沒有建立生殖隔離，仍然是同一個物種；B項中的騾子和C項中的單倍體水稻均是高度不育，不能稱之為物種，因為物種必須能交配且能產(chǎn)生可育后代；D項中的四倍體與二倍體之間已建立了生殖隔離，且四倍體是可育的。答案D4．一個全部由基因型為Aa的豌豆植株組成的種群，經(jīng)過連續(xù)4代自交，獲得的子代中，Aa的頻率為eq\f(1,16)，AA和aa的頻率均為eq\f(15,32)。根據(jù)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論，可以肯定該種群在這些年中：①發(fā)生了隔離②發(fā)生了基因突變③發(fā)生了自然選擇④發(fā)生了基因型頻率的改變⑤沒有發(fā)生生物進(jìn)化()A．①②③④ B．②③④C．②③⑤ D．④⑤解析生物進(jìn)化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變，由題干可知，基因型為Aa的豌豆種群在連續(xù)自交4代過程中，只發(fā)生了基因型頻率的變化，沒有發(fā)生基因頻率的變化，因此該種群沒有發(fā)生進(jìn)化。答案D5．下列敘述中，不符合中性學(xué)說的是()A．進(jìn)化過程中，核酸中堿基具有一定的置換速率B．中性突變對突變生物的生存和繁殖沒有影響C．中性突變在種群中的保存、擴散、消失完全隨機D．在自然選擇的作用下，中性突變不斷積累解析中性學(xué)說認(rèn)為多數(shù)突變都是中性的，即無所謂有利或有害，當(dāng)中性突變積累導(dǎo)致生物性狀出現(xiàn)差異之后，自然選擇才會發(fā)生作用而導(dǎo)致表現(xiàn)型進(jìn)化。答案D、課后跟蹤分層訓(xùn)練(時間：35分鐘)1．下列哪項不是生物進(jìn)化的原材料()A．基因突變 B．基因重組C．不遺傳的變異 D．染色體變異解析突變和基因重組為生物進(jìn)化提供了原材料，其中突變又包括基因突變和染色體變異。答案C2．下列有關(guān)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的敘述，正確的是()A．生物進(jìn)化的基本單位是個體B．生物進(jìn)化的本質(zhì)是基因頻率的定向改變C．獅虎獸是哺乳動物的新物種D．同種生物的種群大小與基因庫大小呈反比解析生物進(jìn)化的基本單位是種群，A錯誤；生物進(jìn)化的本質(zhì)是基因頻率的定向改變，B正確；獅虎獸不育，不哺乳動物的新物種，C錯誤；同種生物的種群大小與基因庫大小呈正比，D錯誤。答案B3．原始的生命起源于原始的海洋，并逐漸向陸地發(fā)展，那么決定生物由水生到陸生、由簡單到復(fù)雜、由低級到高級的進(jìn)化方向的是()A．遺傳 B．變異C．生存斗爭 D．自然選擇解析自然選擇是適者生存、不適者被淘汰的過程，決定生物進(jìn)化的方向。答案D4．下列哪項對種群的基因頻率沒有影響()A．人工選擇 B．染色體變異C．隨機交配 D．遺傳漂變解析隨機交配不改變種群基因頻率。答案C5．某種群自由交配獲得F1，F(xiàn)1自由交配獲得F2，整個過程中沒有自然選擇以及基因突變等使基因頻率改變的因素，下列說法正確的是()A．F1和F2基因頻率相同B．F1和F2基因型頻率不相同C．整個過程發(fā)生了進(jìn)化D．F1和F2純合子比例不同解析自由交配不改變基因頻率，F(xiàn)1和F2基因頻率相同，沒有進(jìn)化；自由交配獲得的子代，繼續(xù)自由交配，基因型頻率不變，F(xiàn)1和F2基因型頻率相同，F(xiàn)1和F2純合子比例相同。答案A6．圖中甲、乙、丙表示自然選擇對種群的三種作用類型，其中最易產(chǎn)生新物種的是()A．甲 B．乙C．丙 D．甲、乙解析丙種群存在明顯的不同方向的變異傾向，在自然選擇的作用下易產(chǎn)生新物種。答案C7．下列有關(guān)現(xiàn)代綜合進(jìn)化論的敘述，正確的是()A．物種是生物進(jìn)化的基本單位B．二倍體西瓜與四倍體西瓜雜交所得的三倍體西瓜是一個新物種C．突變和基因重組決定生物進(jìn)化的方向D．隔離是物種形成的必要條件，其實質(zhì)是基因不能自由交流解析種群是生物進(jìn)化的基本單位；三倍體西瓜高度不育，不是一個新物種；自然選擇決定生物進(jìn)化的方向。答案D8．下列敘述符合現(xiàn)代綜合進(jìn)化論的是()A．自然選擇決定生物進(jìn)化的方向B．是否形成新物種是生物進(jìn)化的標(biāo)志C．若環(huán)境條件保持穩(wěn)定，則種群的基因頻率不會發(fā)生改變D．只有生殖隔離能阻止種群間的基因交流解析生物進(jìn)化的標(biāo)志是種群基因頻率的改變；影響種群基因頻率的因素很多，不只是環(huán)境條件；地理隔離也能阻止種群間的基因交流。答案A9．下圖表示環(huán)境條件發(fā)生變化后某個種群中A和a基因頻率的變化情況，下列說法錯誤的是()A．Q點表示外界環(huán)境發(fā)生了變化，A控制的性狀更加適應(yīng)環(huán)境B．P點時兩曲線相交，此時A和a的基因頻率均為50%C．環(huán)境條件發(fā)生變化使得該種群產(chǎn)生了適應(yīng)性變異D．在自然選擇的作用下，種群的基因頻率發(fā)生了定向改變解析分析曲線變化可知，Q點表示外界環(huán)境發(fā)生了變化，A控制的性狀更加適應(yīng)環(huán)境，故A基因頻率升高，A正確；P點時兩曲線相交，此時A和a的基因頻率均為50%，B正確；環(huán)境條件發(fā)生變化對該種群產(chǎn)生的變異進(jìn)行了選擇，淘汰了不適應(yīng)環(huán)境的個體，保留了適應(yīng)性變異，C錯誤；在自然選擇的作用下，種群的基因頻率發(fā)生了定向改變，D正確。答案C10．下列有關(guān)種群進(jìn)化的說法，錯誤的是()A．適應(yīng)環(huán)境個體較多的種群進(jìn)化較快B．小種群進(jìn)化速度比大種群快C．種群內(nèi)個體間差異越大，進(jìn)化越快D．個體的死亡對小種群基因頻率變化影響大解析適應(yīng)環(huán)境個體數(shù)越