第20講生物的進(jìn)化,知識 生物進(jìn)化,知識梳理,知識生物進(jìn)化 一、生物的多樣性、統(tǒng)一性和進(jìn)化,教材研讀,1.生物體既相似又相異 (1)生殖隔離:不同種的個體之間不能互相交配,或者在交配后不能產(chǎn)生有生育能力的后代。 (2)生物界雖然在類型上具有巨大的多樣性,但在模式上具有高度的統(tǒng)一性,表現(xiàn)在生物體、細(xì)胞或生物大分子等層次上。,2.進(jìn)化論對生物的統(tǒng)一性和多樣性的解釋 (1)隨著時間的推移由于自然選擇等因素的作用,生活在不同環(huán)境中的同一物種的不同種群,可以發(fā)展出多個物種。 (2)整個生物界有一個共同由來,生物界在不同層次上存在著高度的統(tǒng)一性。,二、進(jìn)化性變化是怎樣發(fā)生的 1.進(jìn)化性變化得以發(fā)生的前提條件:個體間存在可遺傳的變異。,2.選擇是進(jìn)化的動力 (1)選擇的類型 a.人工選擇,b.自然選擇 (2)選擇的作用:自然選擇是進(jìn)化的一個重要動力和機(jī)制。,3.種群的變異性 在種群中普遍存在可遺傳變異是自然選擇的前提,也是生物進(jìn)化的前提。,4.種群基因頻率的平衡和變化 (1)相關(guān)概念 a.基因庫:一個生物種群的全部等位基因的總和。 b.基因頻率:在一個種群中,某一個等位基因的數(shù)目占這個基因可能出現(xiàn)的所有等位基因總數(shù)的比例。 c.基因型頻率:某種基因型個體數(shù)占種群總個體數(shù)的比例。 (2)遺傳平衡定律(哈迪-溫伯格定律) 內(nèi)容:在一個大的隨機(jī)交配的種群里,基因頻率和基因型頻率在沒有,遷移、突變、選擇的情況下,世代相傳不發(fā)生變化。 影響遺傳平衡的因素:主要有突變、基因遷移、遺傳漂變、非隨機(jī)交配、自然選擇。,5.自然選擇導(dǎo)致適應(yīng) (1)適應(yīng):生命的結(jié)構(gòu)及功能、行為、生活方式有助于該生物在一定環(huán)境條件下生存和延續(xù),它是生物特有的一種現(xiàn)象。 (2)自然選擇導(dǎo)致生物進(jìn)化性變化。,6.異地的和同地的物種形成 (1)異地的物種形成 種群兩個種群遺傳組成出現(xiàn)差異新物 種。 (2)同地的物種形成 如:二倍體植物二倍體配子四倍體(新物種)。,1.生物界在模式上具有統(tǒng)一性。下列敘述錯誤的是(B) A.人、大猩猩和長臂猿的骨骼基本相似 B.動植物、真菌和細(xì)菌都由真核細(xì)胞構(gòu)成 C.鳥的翅膀、海豚的鰭肢有相似的結(jié)構(gòu)模式 D.原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的遺傳物質(zhì)都是DNA,解析動植物和真菌都是由真核細(xì)胞構(gòu)成的,它們的細(xì)胞結(jié)構(gòu)非常相似,可以在細(xì)胞水平說明真核生物之間存在統(tǒng)一性;而細(xì)菌由原核細(xì)胞構(gòu)成,細(xì)胞結(jié)構(gòu)與真核細(xì)胞有比較明顯的差別。,2.下列關(guān)于生物進(jìn)化的敘述,正確的是(C) A.生物進(jìn)化的方向是由基因突變決定的 B.害蟲抗藥性的出現(xiàn)是不斷施用農(nóng)藥的結(jié)果 C.生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率發(fā)生變化 D.只有基因突變、自然選擇及隔離才能形成新物種,解析生物進(jìn)化的方向是由自然選擇決定的,A錯誤;生物抗藥性的出現(xiàn)是變異的結(jié)果,使用農(nóng)藥起到了選擇作用,B錯誤;生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)就是基因頻率的改變,C正確;可遺傳變異為生物進(jìn)化提供原材料,自然選擇決定生物進(jìn)化的方向,生殖隔離是新物種形成的標(biāo)志,D錯誤。,3.(2017浙江4月選考,17,2分)經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),某地區(qū)菜青蟲種群的抗藥性不斷增強(qiáng),其原因是連續(xù)多年對菜青蟲使用農(nóng)藥,下列敘述正確的是 (C) A.使用農(nóng)藥導(dǎo)致菜青蟲發(fā)生抗藥性變異 B.菜青蟲抗藥性的增強(qiáng)是人工選擇的結(jié)果 C.通過選擇導(dǎo)致菜青蟲抗藥性變異不斷積累 D.環(huán)境是造成菜青蟲抗藥性不斷增強(qiáng)的動力,解析菜青蟲的抗藥性變異在使用農(nóng)藥前就存在,A錯誤;人工選擇是指人們將所需要的變異保存下來從而培育新品種,菜青蟲的抗藥性增強(qiáng)不是人工選擇的結(jié)果,B錯誤;通過選擇導(dǎo)致菜青蟲抗藥性變異不斷積累,C正確;選擇可導(dǎo)致菜青蟲抗藥性不斷增強(qiáng),D錯誤。,4.有關(guān)隔離的敘述,錯誤的是(B) A.隔離阻止了種群間的基因交流 B.物種的形成都必須經(jīng)過長期的地理隔離 C.遺傳組成的差異是產(chǎn)生生殖隔離的根本原因 D.產(chǎn)生生殖隔離是新物種形成的標(biāo)志,解析隔離阻止了種群間的基因交流,A正確;物種的形成不一定經(jīng)過長期的地理隔離,如多倍體的形成,B錯誤;遺傳組成的差異導(dǎo)致基因庫差異,這是產(chǎn)生生殖隔離的根本原因,C正確;產(chǎn)生生殖隔離是新物種形成的標(biāo)志,D正確。,5.已知某環(huán)境條件下某種動物的AA和Aa個體全部存活,aa個體在出生前會全部死亡?，F(xiàn)有該動物的一個大群體,只有AA、Aa兩種基因型,其比例為12。假設(shè)每對親本只交配一次且成功受孕,均為單胎。在上述環(huán)境條件下,理論上該群體隨機(jī)交配產(chǎn)生的第一代中AA和Aa的比例是(A) A.11B.12C.21D.31,解析在該群體中AA=1/3,Aa=2/3,則配子A=2/3,a=1/3,故該群體隨機(jī)交配產(chǎn)生的子一代中AA=4/9,Aa=4/9,aa=1/9(死亡),則子代中AA和Aa的比例是11。,6.下列有關(guān)生物多樣性和生物進(jìn)化的敘述中,不正確的是(A) A.細(xì)菌在接觸青霉素后會產(chǎn)生抗藥性的突變個體,青霉素的選擇作用使其生存 B.蜂鳥細(xì)長的喙與倒掛金鐘的筒狀花萼是它們長期共同進(jìn)化形成的相互適應(yīng)特征 C.生物多樣性的形成過程,不能說是新物種不斷形成的過程 D.自然選擇、基因突變等均可改變種群的基因頻率,其中自然選擇決定了生物進(jìn)化的方向,解析生物的變異是不定向的,在接觸青霉素前,細(xì)菌的種群中就已經(jīng)存在抗藥性的突變個體,青霉素的選擇作用使其生存,A錯誤;蜂鳥細(xì)長的喙與倒掛金鐘的筒狀花萼是它們長期共同進(jìn)化形成的相互適應(yīng)特征,B正確;生物多樣性主要包括三個層次的內(nèi)容:基因多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性,因此生物多樣性的形成過程,不能說是新物種不斷形成的過程,C正確;自然選擇、基因突變等均可改變種群的基因頻率,其中自然選擇使種群的基因頻率發(fā)生定向改變,決定了生物進(jìn)化的方向,D正確。,一、生物進(jìn)化理論有關(guān)概念的辨析 1.物種與種群的比較,考點(diǎn)突破,2.地理隔離與生殖隔離的比較,3.異地的和同地的物種形成的比較,b.自然選擇在異地的物種形成過程中的作用: 不定向變異不利變異被淘汰,有利變異逐漸積累種群 的基因頻率定向改變生物定向進(jìn)化,名師點(diǎn)撥物種形成的流程圖 (1)異地的物種形成過程(漸變式) a.過程,(2)同地的物種形成過程(點(diǎn)斷平衡式) 以染色體數(shù)目變化的方式形成新物種,一旦出現(xiàn)很快形成生殖隔離(以 植物為例) 雜種植物異源多倍體,4.物種形成與生物進(jìn)化的關(guān)系,二、用生物進(jìn)化理論分析生物的進(jìn)化、適應(yīng)性和新物種的形成,名師點(diǎn)撥自然選擇的對象、動力及結(jié)果 (1)自然選擇的對象 直接對象生物的變異性狀(表現(xiàn)型)。 間接對象相關(guān)的基因型。 根本對象與變異性狀相對應(yīng)的基因。 即自然選擇的實(shí)質(zhì)是環(huán)境對變異所對應(yīng)的基因的選擇,因而可以改變種群的基因頻率。 (2)自然選擇的因素:對生物的變異起選擇作用的是個體所處的自然環(huán),境。 (3)自然選擇的動力:生存斗爭。 (4)自然選擇的結(jié)果:適者生存,不適者被淘汰。 (5)兩個方向變異不定向,自然選擇定向(如下圖)。,基因頻率的計(jì)算方法,1.基因頻率:是指一個種群基因庫中某個基因占全部等位基因數(shù)的比 例。 基因頻率=100% (1)不同的基因在基因庫中所占的比例是不同的,影響基因頻率的因素有基因突變、染色體畸變和自然選擇等。 (2)種群基因頻率的定向改變導(dǎo)致生物朝一定方向不斷進(jìn)化。 例如,從某種群中隨機(jī)抽取100個個體,測知基因型為AA、Aa、aa的個,體分別為30、60、10個。那么A、a基因的頻率求解如下: A基因的頻率為100%=60% a基因的頻率為100%=40%,2.基因型頻率:是指某種特定基因型的個體數(shù)占群體內(nèi)全部個體數(shù)的比例。 基因型頻率=100%,3.通過基因型頻率計(jì)算基因頻率 (1)在種群中一對等位基因的頻率之和等于1,基因型頻率之和也等于1。 (2)一個等位基因的頻率=該等位基因純合子的頻率+1/2雜合子的頻率。 (3)已知基因型AA或aa的頻率,求A或a的頻率經(jīng)常用到開平方的方法。即 A(a)基因頻率=(對于XY型性別決定的生物,雄性,的伴性遺傳除外) 例如,在某一個人群中,經(jīng)調(diào)查得知,隱性性狀者為16%,該性狀不同類型的基因頻率求解如下:,由于題中告知隱性性狀者為16%,即基因型為aa的個體為16%,也就是a、a同時出現(xiàn)的概率為16%,因此a的基因頻率為40%,故知A的基因頻率為1-40%=60%。,4.運(yùn)用哈迪-溫伯格(遺傳平衡)定律,由基因頻率計(jì)算基因型頻率 (1)內(nèi)容:在一個有性生殖的自然種群中,當(dāng)?shù)任换蛑挥幸粚?A、a)時,設(shè)p代表A基因的頻率,q代表a基因的頻率,則: (p+q)2=p2+2pq+q2=1 其中p2是AA(純合子)基因型的頻率,2pq是Aa(雜合子)基因型的頻率,q2是aa(純合子)基因型的頻率。 (2)適用條件:在一個有性生殖的自然種群中,在符合以下5個條件的情況下,各等位基因的頻率和基因型頻率在一代代的遺傳中是穩(wěn)定不變的,或者說是保持著基因平衡的。這5個條件是:種群大;種群中個體間的交配是隨機(jī)的;沒有突變的發(fā)生;沒有新基因的加入;沒有自然選擇。 (3)常見題型有三種情況: 基因位于常染色體上。 基因位于X染色體上:知各基因型個體的數(shù)量,此類題型可用定義公式計(jì)算。,知能拓展一定注意:在伴X染色體遺傳中,男性中患者的表現(xiàn)型概率= 相關(guān)基因型頻率=相關(guān)基因頻率。 僅知道自然種群中某一純合子的基因型頻率,求基因頻率;或僅知道某一基因的頻率,求基因型頻率。需用遺傳平衡定律進(jìn)行計(jì)算。,典例1研究人員在調(diào)查白化病時,隨機(jī)在某地區(qū)抽查了100個三口之家。其中兩家各有一位患白化病的成人(其余成人無攜帶者),但兩家的孩子均正常;還有一家夫婦正常,但生有一個白化病的孩子;其他家庭家族史均無白化病人。則該地區(qū)白化基因的頻率是。 解題關(guān)鍵白化基因頻率=白化基因個數(shù)/該基因及其等位基因之和,答案1/60,解析兩家父母分別都是AA、aa,孩子均為Aa;一家是父母為Aa、Aa,孩子是aa,其他家庭的父母及孩子都是AA。白化基因頻率=白化基因個數(shù)/該基因及其等位基因之和=(22+12+1+1+2)/(10032)=1/60。,1-1(2018浙江11月選考,17,2分)研究小組對某公園的金魚草種群進(jìn)行調(diào)查及基因鑒定,得知紅花(CC)金魚草35株、粉紅花(Cc)40株、白花(cc)25株。下列敘述正確的是(D) A.金魚草種群中全部C和c的總和構(gòu)成其基因庫 B.不同花色數(shù)量的差異是由適應(yīng)環(huán)境的變異造成的 C.基因重組產(chǎn)生的粉紅花為自然選擇提供選擇材料 D.種群中C的基因頻率為55%,Cc的基因型頻率為40%,解析一個生物種群中的全部等位基因的總和(如:A、a、B、b)稱為基因庫,A錯誤;不同花色數(shù)量的差異是由于環(huán)境選擇的結(jié)果,B錯誤;花色由一對等位基因控制,不存在基因重組(基因重組的發(fā)生至少要有2對等位基因),C錯誤;種群中C的基因頻率為(352+40)/200=55%,Cc的基因型頻率為40/(35+40+25)=40%,D正確。,1-2(2018浙江11月選考,9,2分)人體中的每一塊骨骼,在大猩猩、黑猩猩和長臂猿體中都有,只是大小比例有所不同。造成生物結(jié)構(gòu)統(tǒng)一性的主要原因是(A) A.共同祖先遺傳B.環(huán)境變化 C.長期人工選擇D.生物變異,解析進(jìn)化論認(rèn)為,彼此不同而又相似的物種,由一個祖先物種發(fā)展而來,遺傳的力量使他們保持某種結(jié)構(gòu)和功能的統(tǒng)一模式,A正確。B、C、D錯誤。,