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1、1,第五章 现代生物进化理论 第26讲 现代生物进化理论的由来 及其主要内容,2,教材基础回扣 一现代生物进化理论的由来 1.拉马克进化学说 (1)内容:1用进废退和获得性遗传是生物不断进化的主要原因 (2)意义:否定了2神创论和物种不变论,奠定了科学生物进化论的基础 (3)对拉马克的评价:第一个提出比较完整的进化学说的科学家,是生物进化论的创始人,3,2.达尔文自然选择学说 (1)内容:3过度繁殖生存斗争4遗传变异和适者生存 (2)意义 使生物学第一次摆脱了神学的束缚,走上了科学的轨道 科学地解释了5生物进化的原因,以及生命现象的统一性生物的多样性和适应性的原因,4,(3)提出标志:物种起源
2、一书的出版 (4)局限性:对遗传和变异的本质不能做出科学的解释,5,3.达尔文以后进化理论的发展 (1)遗传和变异的研究已经从性状水平深入到6基因水平 (2)自然选择作用的研究已经从以个体为单位发展到以7种群为单位,6,二现代生物进化理论的主要内容 1.种群基因频率的改变与生物进化 (1)生物进化的基本单位是种群 种群:生活在一定区域的8同种生物的全部个体 基因库:一个种群中全部个体所含有的全部基因 基因频率 a.概念:在一种群基因库中,某个基因占9全部等位基因数的比率 b.调查方法:抽样调查,7,思考1.为什么进化的基本单位是种群? 提示:种群在繁衍过程中,个体有新老交替,基因却代代相传,因
3、此研究生物进化,仅研究个体是否与环境相适应是不够的,还必须研究群体基因组成的变化,8,(2)生物进化的原材料 突变:包括10基因突变和染色体变异 基因重组 (3)生物进化的方向:由11自然选择决定在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变,导致生物朝着一定的方向不断进化,9,2.隔离与物种的形成 (1)物种:能够在自然状态下相互交配并且产生12可育后代的一群生物,称为一个物种,简称种 (2)隔离 概念:不同种群间的个体,在自然条件下基因不能13自由交流的现象 类型 a.生殖隔离:14不同物种之间一般是不能15相互交配的,即使交配成功,也不能产生可育后代的现象,10,b.地理隔离:16同种
4、生物由于17地理上的障碍而分成不同的18种群,使得种群间不能发生基因交流的现象 在物种形成中的作用 隔离是物种形成的必要条件,19生殖隔离的形成标志着新物种的形成,11,思考2.生物进化与物种形成是一回事吗? 提示:不是一回事进化的实质是基因频率发生改变,物种形成的实质是基因库差异到一定程度而产生了生殖隔离生物进化不一定产生新物种,新物种形成一定发生了生物进化,12,3.共同进化与生物多样性的形成 (1)共同进化 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 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,13,(2)生物多样性 层次:20基因多样性物种多样性
5、21生态系统多样性 形成原因:生物的进化 研究生物进化历程的主要依据:22化石 (3)生物进化理论在发展,14,考点迁移互动 考点1自然选择学说的内容 自然选择学说的内容包括:过度繁殖生存斗争遗传和变异适者生存,各内容之间的关系可用以下图解表示:,15,16,1.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 2.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,17,3.自然选择的动力:生存斗争 (1)类型:包括种内斗争种间斗
6、争(竞争捕食等)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 4.两个方向图示变异不定向,自然选择定向,18,5.自然选择的结果:适者生存 自然选择的过程是一个长期缓慢连续的过程由于生存斗争不断进行,因而自然选择也不断进行,通过一代代生存环境的选择作用,生物的变异被定向积累和加强,微小的有利变异得到积累而成为显著的有利变异,从而产生了适应特定环境的生物新类型,19,特别提醒:运用自然选择学说解释生物进化时要明确变异是自发的是普遍存在的,并不是环境的改变引起的,环境仅是一个选择因素,变异在先选择在后一般来说,外界环境条件变化
7、越剧烈,生物进化的速度越快,20,【例析1】 用生物进化论的观点解释病菌抗药性不断增强的原因是( ) A.使用抗菌素的剂量不断加大,病菌向抗药能力增强的方向变异 B.抗菌素对病菌进行人工选择,生存下来的病菌都是抗药能力强的 C.抗菌素对病菌进行自然选择,生存下来的病菌都是抗药能力强的 D.病菌中原来就有抗药性强的个体,在使用抗菌素的过程中淘汰了抗药性弱的个体,21,解析 病菌中有少量个体由于基因突变等原因,本身就存在着能够抵抗某种抗菌素的可遗传的变异,当人们使用抗菌素后,抗菌素对病菌起到一个选择作用(注意:这种选择不能称为人工选择,人工选择是向着对人类有利的方向进行的选择),绝大多数没有抗药性
8、的个体死亡,少数产生了抗药性的个体生存下来,并遗传给后代,使后代亦具有了抗药性这一特性这样经过多次用药后,病菌的抗药性越来越强 答案 D,22,【互动探究1-1】 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 解析 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,说明具有较厚外壳的蜗牛能适应其生活环境生物变异是不定向的,较厚的外壳是环境不断对该类型进行定向选择的结果 答案 B,23,【互动探究1-2】 家鸡起源于原鸡,现家鸡的年产卵量可达260个以上,而原鸡年产卵量仅12个下列与此相
9、关的叙述中,正确的是( ) A.原鸡在食物充足的饲养条件下产卵逐渐增多,并将此变异遗传下去 B.发生了遗传物质变化的鸡蛋,孵化出了产卵量高的鸡,并被人工选择 C.人工饲养条件能够满足原鸡多产卵的营养需求,从而使产卵量变多,24,D.家鸡的起源可以证明,生存环境的变化可导致生物性状的改变 解析 原鸡在食物充足的饲养条件下产卵多,该变异是由环境条件变化引起的不可遗传的变异;现在的家鸡产卵量高,是由于原鸡产生了遗传物质变化的受精卵,孵化出产卵量高的鸡,被人工选择保留下来 答案 B,25,考点2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 个体携带的基因随个体死亡而从基因库中消失,但通过繁
10、殖它把自身一部分基因传给了后代,通过突变使新基因进入了基因库如果一个个体不能与种群中其他个体交配产生后代,这个个体在进化上就没有意义,26,2.突变和基因重组产生进化的原材料 (1)可遗传的变异来源于基因突变基因重组以及染色体变异其中染色体变异和基因突变统称为突变 (2)变异是不定向的,只为进化提供原材料,而不能决定生物进化的方向,27,特别提醒:生物变异的不定向性是由基因突变的不定向性基因重组的随机性和染色体变异的不定向性所决定的 基因突变产生新的等位基因这就可能使种群的基因频率发生变化 突变的频率虽然很低,但一个种群往往由许多个体组成,而且每一个个体中的每一个细胞都含有成千上万个基因,所以
11、在种群中每一代都会产生大量的突变,28,3.隔离与物种的形成 (1)种群与物种的比较,29,30,二者的关系图解:,31,(2)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,32,(3)物种形成的两种方式 渐变式,33,爆发式:物种的形成主要是由异源多倍体以染色体畸变的方式形成新物种,一出现可以很快达到生殖隔离,34,物种形成不一定要经过地理隔离,但必须要形成生殖隔离,如人工多倍体 特别提醒:不同物种间都存在生殖隔离,物种的形成必须经过生殖隔离时期,但不一定要经过地理隔离但是,在
12、地理隔离基础上,经选择可加速生殖隔离的形成,所以经地理隔离生殖隔离形成新物种是物种形成常见的方式 地理隔离及相应区域的自然选择,可使分开的小种群朝不同方向分化,形成各自的基因库和基因频率,产生同一物种的不同亚种分类学上把只有地理隔离的同一物种的几个种群叫亚种,35,生殖隔离保持了物种间的不可交配性,从而也保证了物种的相对稳定性,种类见下图:,36,地理隔离是物种形成的量变阶段,生殖隔离是物种形成的质变时期,37,4.物种形成与生物进化,38,特别提醒:判断生物是否属于同一个物种,依据是是否出现生殖隔离,即能否自由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
13、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,39,【例析2】 下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a1和a2,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,a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布,向d方向进化下列有关叙述正确的是( ),40,A.b和d存在地理隔离,所以一定存在生殖隔离 B.c和d不存在地理隔离,却可能存在生殖隔离 C.a1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 D.a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同,则c和d是不同物种,41,解析 A项中,b和d不一
14、定达到生殖隔离;B项中,由于a1和a2的地理隔离,d和c有可能存在生殖隔离;C项中,a1中外迁群体与当时留居群体的基因频率相同,但与其进化而形成的b种群不一定相同,也可能达到生殖隔离;D项中,a1中外迁群体与当地a2种群的基因频率不相同,但如果只发生地理隔离,而没有发生生殖隔离,则c和d可能是一个物种 答案 B,42,【互动探究2-1】 (2010山东理综)下列符合现代生物进化理论的叙述是( ) A.物种的形成可以不经过隔离 B.生物进化过程的实质在于有利变异的保存 C.基因突变产生的有利变异决定生物进化的方向 D.自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率,43,解析 本题考查现代生物进化理
15、论的主要内容,意在考查考生对现代生物进化理论的理解掌握和运用能力隔离是物种形成的必备环节;生物进化过程的实质在于种群基因频率的定向改变;自然选择决定生物进化的方向 答案 D,44,【互动探究2-2】 根据达尔文自然选择学说(图解如下),下列对现代生物进化理论的补充完善等内容中,不正确的是( ),45,A.现代生物进化理论是在研究种群基因频率变化的基础上发展起来的 B.种群是生物进化的基本单位 C.物种形成包括突变和基因重组自然选择隔离三个基本环节 D.种群中每个个体都含有该种群基因库的全部基因,46,解析 本题是对现代生物进化理论的考查解答本题需要了解自然选择学说的主要内容,了解当时由于受科学
16、水平的限制,自然选择学说无法了解遗传的本质和进化的实质然后根据选项进行分析解答,47,逐项分析如下:,答案 D,48,考点3基因频率和基因型频率比较及计算 1.比较,49,2.计算 (1)常染色体遗传方式 设有N个个体的种群,AAAaaa的个体数分别是n1、n2、n3,Aa的基因频率分别用PA、Pa表示,AAAaaa的基因型频率分别用PAAPAaPaa表示,则:,50,由以上公式可得出下列结论: 在种群中一对等位基因的频率之和等于1,基因型频率之和也等于1 一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率 (2)XY型性别决定生物,基因在X染色体上,Y染色体上无等位基因,计算时只计X染色体上的基因数不考虑Y染色体ZW型性别决定也是这样,51,例如:在一个工厂中,男女职工各100名,女性中,色盲基因(Xb)携带者为5人,色盲患者为1人;男性中色盲患者为8人,则Xb的基因频率为: 100%=5%,52,特别提醒:计算成立的前提: a.种群非常大;b.所有雌雄个体之间自由交配;c.没有迁入和迁出;d.没有自然选择;e.没有基因突变 (1)常染色体计算公
