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[高中生物一轮复习教学讲义 必修2]
第 19 讲 生物的进化
考点一 现代生物进化理论
1.拉马克的进化学说
(1)主要观点:
①物种是可变的(生物来源):地球上的所有生物都不是神造的,而是由更古老的生物进化来的;
②生物是由低等到高等逐渐进化的;
③环境的变化可以引起物种的变化:环境变化直接导致变异的发生,以适应新的环境条件。
④生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传。
(2)意义:拉马克的进化学说反对神创论和物种不变论,在人们信奉神创论的时代具有进步意义。
(3)局限:拉马克提出的用进废退和获得性遗传的观点缺少科学证据的支持,过于强调环境的变化直接
导致物种的改变。
2.达尔文的自然选择学说
中心内容 自然选择
主要观点 ①过度繁殖;②生存斗争;③遗传变异;④适者生存
①合理解释了生物进化的原因——变异、自然选择和遗传三者的综合作用。
贡献
②科学解释了生物的多样性和适应性——长期自然选择的结果
①对遗传和变异的本质不能作出科学的解释。
评价
②对生物进化的解释局限于个体水平。
局限
③达尔文强调物种形成都是渐变的结果,不能很好地解释物种大爆发等现
象。
注意说明:对达尔文自然选择学说的理解
(1)过度繁殖产生的大量个体为自然选择提供了更多选择的原材料。
(2)生存斗争既包括生物与生物之间的斗争,也包括生物与环境之间的斗争。自然选择就是通过生存斗
争进行的,因此,生存斗争是生物进化的动力。
(3)遗传和变异是生物进化的内在因素,生物的变异使个体间存在差异,而遗传使微小有利变异逐代积
累。
(4)变异一般是不定向的,而自然选择是定向的,因此自然选择决定生物进化的方向。
(5)物种的形成都是渐变的结果。
3.现代生物进化理论的主要内容
(1)基本内容
①一个种群所含有的全部基因称为种群的基因库。基因库代代相传,得到保持和发
种群是生物进化的 展。
基本单位 ②种群中每个个体所含有的基因只是基因库中的一个组成部分。
③不同的基因在基因库中的基因频率不同。④生物进化的实质是种群基因频率的改变
①可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异。
突变和基因重组产
②突变的有害或有利取决于生物生存的环境。
生进化的原材料
③有性生殖过程中的基因重组,可以形成多种多样的基因型
①种群中产生的变异是不定向的。
自然选择决定生物
②自然选择淘汰不利变异,保留有利变异。
进化的方向
③自然选择使种群基因频率发生 定向改变,即导致生物朝一定的方向缓慢进化
①隔离:将一个种群分成若干个小种群,使彼此间不能交配,最终形成生殖隔离,
从而形成新物种。
隔离导致物种形成
②物种形成:同一个物种不同种群产生的变异,经过长期的自然选择,种群基因频率
朝不同方向定向改变,再经过隔离,当相互之间产生生殖隔离时,就产生了新物种
(2)进化理论的发展
①对于生物进化过程中遗传和变异的研究,已经从研究生物的性状水平深入到分子水平。
②关于自然选择的作用等问题的研究,已经从以生物个体为基本单位发展到以种群为基本单位。
注意说明
1.种群基因频率与基因型频率的计算
(1)“定义法”求解基因频率
某基因频率=×100%。
若在常染色体上,某基因频率=×100%;
X染色体上b基因频率=×100%。
(2)“公式法”求解基因频率(以常染色体上一对等位基因A、a为例)
A基因频率=AA基因型频率+1/2×Aa基因型频率
a基因频率=aa基因型频率+1/2×Aa基因型频率
(3)运用遗传平衡定律(哈代——温伯格定律)求解基因频率
若种群中,一对等位基因为A和a,设A的基因频率为p,a的基因频率为q,则p+q=A%+a%=
100%。如果这个种群达到了遗传平衡,那么遗传平衡定律可以表示为:(p+q)2=p2+2pq+q2=AA%+
Aa%+aa%=1。即:AA%=p2;Aa%=2pq;aa%=q2。
适用条件:保证种群基因频率稳定不变的5种因素。
①该种群非常大;
②所有的雌雄个体都能自由交配;
③没有迁入和迁出;
④自然选择对不同表现型的个体没有作用;
⑤这对基因不发生突变和携带这对基因的染色体不发生变异。
2.基因频率与基因型频率不同
3.自交和自由交配时基因(型)频率变化不同
(1)自交:种群个体自交时,子代中纯合子增多,杂合子减少,基因型频率发生改变。自交过程不改变
基因频率。(2)自由交配:在无基因突变、各种基因型的个体生活力相同时,处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗
传平衡定律,上下代之间种群的基因频率及基因型频率不变。如果一个种群没有处于遗传平衡状态,自由
交配不改变基因频率,但改变基因型频率。
4.地理隔离和生殖隔离的比较
5.图解物种形成的两种典型模式
(1)渐变式——经长期地理隔离产生
(2)爆发式——很短时间内即可形成,如自然界中多倍体的形成
6.物种形成和生物进化的区别与联系
“新物种”必须具备两个条件
①与原物种间已形成生殖隔离(不能杂交或能杂交但后代不育)。
②物种必须是可育的。如三倍体无子西瓜、骡子均不可称“物种”,因为它们均是“不育”的,而四
倍体西瓜相对于二倍体西瓜则是“新物种”,因它与二倍体西瓜杂交产生的子代(三倍体西瓜)不育,意味
着二者间已产生生殖隔离,故已成为新物种。
7.运用男性基因型频率计算该地区X染色体基因频率
(以红绿色盲为例)红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病,色盲基因b位于X染色体上,对男性(XY)而言,
每个男性体细胞中只有一条X染色体,含有致病基因就为患者,不含则为正常个体,无携带者。——若某
地区男性中色盲占x%,则此地区Xb的基因频率也为x%,此地区女性色盲率则为(x%)2。
8.对生物进化中诸如自然选择、基因频率改变、生殖隔离、物种形成间的内在关系模糊不清考点二 共同进化和生物多样性
1.共同进化:任何一个物种都不是单独进化的,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。
(1)生物与生物之间的共同进化:相互选择的结果。
①某种兰花具有细长的花矩,某种蛾类具有细长的吸管式的口器。
②斑马的奔跑速度加快,猎豹的奔跑速度加快。
③“精明的捕食者”策略:捕食者一般不会将所有的猎物都吃掉。
(2)生物与无机环境之间的共同进化:生物能够适应一定的环境,也能影响环境。生物与无机环境之间
是相互影响、共同演变的。例如,地球上原始大气中是没有氧气的,因此最早的生物是厌氧的;光合生物
的出现,使大气中有了氧气,为好氧生物的出现创造了条件。
(3)共同进化的结果:通过漫长的共同进化过程,地球上不仅出现了千姿百态的物种,而且形成了多种
多样的生态系统。
2.生物多样性的形成
(1)生物多样性的内容:物种多样性、基因多样性、生态系统多样性。
(2)生物多样性产生的原因:长期自然选择的结果。生物圈的形成是地球的理化环境与生物群落长期相
互作用的结果,是地球上生物与生物、生物与环境之间共同进化的产物。经过漫长的共同进化过程,地球
上出现了各式各样的物种,形成了物种的多样性;不同的物种,其基因库也是不同的,这就形成了基因的
多样性;而地球上多样的生存环境还形成了多种多样的生态系统。也就是形成了生态系统的多样性。
(3)生物多样性的层次关系1.澳大利亚某小岛上生活着两种植物,研究认为早在200万年前它们的共同祖先迁移到该岛时,a部分生
活在pH较高的石灰岩上,开花较早;b部分生活在pH较低的火山灰上,开花较晚。由于花期不同,不能
相互授粉,经过长期演变,最终形成两个不同的物种。下列有关叙述正确的是( )
A.最初迁移到该岛时,两个种群的基因库差别较大
B.花期不同阻碍了基因交流,最终形成了生殖隔离
C.从200万年前至今植物a部分没有发生基因频率的改变
D.若将这两种植物种植在同一环境中,能杂交产生可育后代
2.某小岛上有两种蜥蜴,一种脚趾是分趾的(游泳能力弱),由显性基因W控制;另一种脚趾是联趾的(游
泳能力强),由隐性基因w控制。如图显示了自然选择导致蜥蜴基因库变化的过程,对该过程的叙述正确
的是( )
A.基因频率的改变标志着新物种的产生
B.当蜥蜴数量增加,超过小岛环境容纳量时,将会发生图示基因库的改变
C.当基因库中W下降到10%时,两种蜥蜴将会发生生殖隔离,形成两个新物种
D.蜥蜴中所有基因W与基因w共同构成了蜥蜴的基因库
3.囊鼠的体毛深色(D)对浅色(d)为显性,若毛色与环境差异大则易被天敌捕食。调查不同区域囊鼠深色表
现型频率,检测并计算基因频率,结果如图。下列叙述错误的是( )
A.深色囊鼠与浅色囊鼠在不同区域的分布现状受自然选择影
响
B.与浅色岩P区相比,深色熔岩床区囊鼠的杂合体频率低
C.浅色岩Q区的深色囊鼠的基因型为DD、Dd
D.与浅色岩Q区相比,浅色岩P区囊鼠的隐性纯合体频率高
4.金虎尾科植物起源于南美洲,之后逐渐迁移至北美洲再扩散到非洲和亚洲。如表列出了金虎尾科植物
在不同大洲的主要花部系统和传粉者,下列叙述错误的是( )
花对称性 花萼腺体 传粉者
南美洲 两侧对称 10个油脂腺体 美洲特有的集油蜂
北美洲 辐射对称 无 花内自交
收集花粉的蜜蜂科昆
非洲 辐射对称 无
虫
亚洲 两侧对称 无 收集花粉的大蜜蜂
A.南美洲金虎尾科植物具有油脂腺体是与集油蜂长期共同进化的结果B.北美洲缺乏集油蜂导致金虎尾科植物发生适应性进化
C.非洲和亚洲的金虎尾科植物具有相同的进化过程
D.随着金虎尾科植物的迁移和进化物种多样性增加
5.下列不属于共同进化的是( )
A.在某些水体中,鲈鱼的成鱼经常以本种幼鱼为食
B.蓝藻的出现使原始大气中氧含量增加,从而使有氧呼吸的生物得以产生
C.寄生虫侵入寄主后,一般能导致寄主得病,但通常不会导致寄主死亡
D.鹰通过利爪捕食兔子,同时兔子会通过假死来躲避鹰的追捕
6.遗传现象与基因的传递密切相关,请回答下列问题。
(1)基因频率是指 。进化的实质是 。
(2)现有基因型为Aa的小麦,A和a不影响个体生活力,且不考虑基因突变,若进行连续多代自交,A
的基因频率 (填“上升”“下降”或“不变”)。若进行随机交配,并逐代淘汰隐性个体,F 中Aa
3
所占比例为 。
(3)果蝇细眼(C)对粗眼(c)为显性,控制该性状的基因位于常染色体上。假设个体繁殖力相同,一个由
纯合果蝇组成的大种群,自由交配得到F 个体5 000只,其中粗眼果蝇约450只。则亲本果蝇细眼基因C
1
的频率为 。
(4)某病是常染色体上的单基因隐性遗传病,正常人群中每40人有1人是该病携带者。现有一正常男
性(其父母都正常,但妹妹是该病患者)与一名正常女性婚配,生下正常孩子的概率是 (用分数表示)。