1、第20讲 生物的进化,知识 生物进化,知识梳理,知识 生物进化 一、生物的多样性、统一性和进化,教材研读,1.生物体既相似又相异 (1)生殖隔离:不同种的个体之间 不能互相交配 ,或者在交配后 不能产生有生育能力的后代 。 (2)生物界虽然在 类型上 具有巨大的多样性,但在模式上具有高 度的统一性,表现在 生物体 、 细胞 或 生物大分子 等 层次上。,2.进化论对生物的统一性和多样性的解释 (1)随着时间的推移由于 自然选择等因素 的作用,生活在不同环 境中的同一物种的不同种群,可以发展出多个 物种 。 (2)整个生物界有一个共同由来,生物界在不同层次上存在着 高度 的统一性 。,二、进化性
2、变化是怎样发生的 1.进化性变化得以发生的前提条件: 个体间存在可遗传的变异 。,2.选择是进化的动力 (1)选择的类型 a.人工选择,b.自然选择(2)选择的作用: 自然选择 是进化的一个重要动力和机制。,3.种群的变异性 在种群中普遍存在 可遗传变异 是自然选择的前提,也是生物进化 的前提。,4.种群基因频率的平衡和变化 (1)相关概念 a.基因库:一个生物种群的 全部等位基因 的总和。 b.基因频率:在一个种群中,某一个等位基因的数目占这个基因可能出现 的所有等位基因总数的比例。 c.基因型频率:某种基因型个体数占种群总个体数的比例。 (2)遗传平衡定律(哈迪-温伯格定律) 内容:在一个
3、大的随机交配的种群里,基因频率和基因型频率在没有,迁移、突变、选择 的情况下,世代相传不发生变化。 影响遗传平衡的因素:主要有突变、基因迁移、 遗传漂变 、非随 机交配、自然选择。,5.自然选择导致适应 (1)适应:生命的结构及功能、行为、生活方式有助于该生物在一定环 境条件下生存和延续,它是生物特有的一种现象。 (2) 自然选择 导致生物进化性变化。,6.异地的和同地的物种形成 (1)异地的物种形成 种群 两个种群 遗传组成 出现差异 新物 种 。 (2)同地的物种形成 如:二倍体植物 二倍体配子 四倍体(新物种)。,1.生物界在模式上具有统一性。下列叙述错误的是 ( B ) A.人、大猩猩
4、和长臂猿的骨骼基本相似 B.动植物、真菌和细菌都由真核细胞构成 C.鸟的翅膀、海豚的鳍肢有相似的结构模式 D.原核细胞和真核细胞的遗传物质都是DNA,解析 动植物和真菌都是由真核细胞构成的,它们的细胞结构非常 相似,可以在细胞水平说明真核生物之间存在统一性;而细菌由原核细 胞构成,细胞结构与真核细胞有比较明显的差别。,2.下列关于生物进化的叙述,正确的是 ( C ) A.生物进化的方向是由基因突变决定的 B.害虫抗药性的出现是不断施用农药的结果 C.生物进化的实质是种群基因频率发生变化 D.只有基因突变、自然选择及隔离才能形成新物种,解析 生物进化的方向是由自然选择决定的,A错误;生物抗药性的
5、 出现是变异的结果,使用农药起到了选择作用,B错误;生物进化的实质 就是基因频率的改变,C正确;可遗传变异为生物进化提供原材料,自然 选择决定生物进化的方向,生殖隔离是新物种形成的标志,D错误。,3.(2017浙江4月选考,17,2分)经调查发现,某地区菜青虫种群的抗药性不 断增强,其原因是连续多年对菜青虫使用农药,下列叙述正确的是 ( C ) A.使用农药导致菜青虫发生抗药性变异 B.菜青虫抗药性的增强是人工选择的结果 C.通过选择导致菜青虫抗药性变异不断积累 D.环境是造成菜青虫抗药性不断增强的动力,解析 菜青虫的抗药性变异在使用农药前就存在,A错误;人工选择 是指人们将所需要的变异保存下
6、来从而培育新品种,菜青虫的抗药性增 强不是人工选择的结果,B错误;通过选择导致菜青虫抗药性变异不断积 累,C正确;选择可导致菜青虫抗药性不断增强,D错误。,4.有关隔离的叙述,错误的是 ( B ) A.隔离阻止了种群间的基因交流 B.物种的形成都必须经过长期的地理隔离 C.遗传组成的差异是产生生殖隔离的根本原因 D.产生生殖隔离是新物种形成的标志,解析 隔离阻止了种群间的基因交流,A正确;物种的形成不一定经 过长期的地理隔离,如多倍体的形成,B错误;遗传组成的差异导致基因 库差异,这是产生生殖隔离的根本原因,C正确;产生生殖隔离是新物种 形成的标志,D正确。,5.已知某环境条件下某种动物的AA
7、和Aa个体全部存活,aa个体在出生 前会全部死亡。现有该动物的一个大群体,只有AA、Aa两种基因型,其 比例为12。假设每对亲本只交配一次且成功受孕,均为单胎。在上述 环境条件下,理论上该群体随机交配产生的第一代中AA和Aa的比例是 ( A ) A.11 B.12 C.21 D.31,解析 在该群体中AA=1/3,Aa=2/3,则配子A=2/3,a=1/3,故该群体随 机交配产生的子一代中AA=4/9,Aa=4/9,aa=1/9(死亡),则子代中AA和Aa 的比例是11。,6.下列有关生物多样性和生物进化的叙述中,不正确的是 ( A ) A.细菌在接触青霉素后会产生抗药性的突变个体,青霉素的选
8、择作用使 其生存 B.蜂鸟细长的喙与倒挂金钟的筒状花萼是它们长期共同进化形成的相 互适应特征 C.生物多样性的形成过程,不能说是新物种不断形成的过程 D.自然选择、基因突变等均可改变种群的基因频率,其中自然选择决定 了生物进化的方向,解析 生物的变异是不定向的,在接触青霉素前,细菌的种群中就已 经存在抗药性的突变个体,青霉素的选择作用使其生存,A错误;蜂鸟细 长的喙与倒挂金钟的筒状花萼是它们长期共同进化形成的相互适应特 征,B正确;生物多样性主要包括三个层次的内容:基因多样性、物种多 样性和生态系统多样性,因此生物多样性的形成过程,不能说是新物种 不断形成的过程,C正确;自然选择、基因突变等均
9、可改变种群的基因频 率,其中自然选择使种群的基因频率发生定向改变,决定了生物进化的 方向,D正确。,一、生物进化理论有关概念的辨析 1.物种与种群的比较,考点突破,2.地理隔离与生殖隔离的比较,3.异地的和同地的物种形成的比较,b.自然选择在异地的物种形成过程中的作用: 不定向变异 不利变异被淘汰,有利变异逐渐积累 种群 的基因频率定向改变 生物定向进化,名师点拨 物种形成的流程图 (1)异地的物种形成过程(渐变式) a.过程,(2)同地的物种形成过程(点断平衡式) 以染色体数目变化的方式形成新物种,一旦出现很快形成生殖隔离(以 植物为例)杂种植物 异源多倍体,4.物种形成与生物进化的关系,二
10、、用生物进化理论分析生物的进化、适应性和新物种的形成,名师点拨 自然选择的对象、动力及结果 (1)自然选择的对象 直接对象生物的变异性状(表现型)。 间接对象相关的基因型。 根本对象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。 (3)自然选择的动力:生存斗争。 (4)自然选择的结果:适者生存,不适者被淘汰。 (5)两个方向变异不定向,自然选择定向(如下图)。,基因频率的计算方法,1.基因频率:是指一个种群基因库中某个基因占全部等位基因数的比 例。 基因频率= 10
11、0% (1)不同的基因在基因库中所占的比例是不同的,影响基因频率的因素 有基因突变、染色体畸变和自然选择等。 (2)种群基因频率的定向改变导致生物朝一定方向不断进化。 例如,从某种群中随机抽取100个个体,测知基因型为AA、Aa、aa的个,体分别为30、60、10个。那么A、a基因的频率求解如下:A基因的频率为 100%=60% a基因的频率为 100%=40%,2.基因型频率:是指某种特定基因型的个体数占群体内全部个体数的比 例。 基因型频率= 100%,3.通过基因型频率计算基因频率 (1)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。 (2)一个等位基因的频率=该等位基因
12、纯合子的频率+1/2杂合子的频 率。 (3)已知基因型AA或aa的频率,求A或a的频率经常用到开平方的方法。 即 A(a)基因频率= (对于XY型性别决定的生物,雄性,的伴性遗传除外) 例如,在某一个人群中,经调查得知,隐性性状者为16%,该性状不同类型 的基因频率求解如下:,由于题中告知隐性性状者为16%,即基因型为aa的个体为16%,也就 是a、a同时出现的概率为16%,因此a的基因频率为40%,故知A的基因频 率为1-40%=60%。,4.运用哈迪-温伯格(遗传平衡)定律,由基因频率计算基因型频率 (1)内容:在一个有性生殖的自然种群中,当等位基因只有一对(A、a)时, 设p代表A基因的
13、频率,q代表a基因的频率,则: (p+q)2=p2+2pq+q2=1 其中p2是AA(纯合子)基因型的频率,2pq是Aa(杂合子)基因型的频率,q2 是aa(纯合子)基因型的频率。 (2)适用条件:在一个有性生殖的自然种群中,在符合以下5个条件的情况 下,各等位基因的频率和基因型频率在一代代的遗传中是稳定不变的,或者说是保持着基因平衡的。这5个条件是:种群大;种群中个体间的交 配是随机的;没有突变的发生;没有新基因的加入;没有自然选择。 (3)常见题型有三种情况: 基因位于常染色体上。 基因位于X染色体上:知各基因型个体的数量,此类题型可用定义公式 计算。,知能拓展 一定注意:在伴X染色体遗传
14、中,男性中患者的表现型概率= 相关基因型频率=相关基因频率。 仅知道自然种群中某一纯合子的基因型频率,求基因频率;或仅知道 某一基因的频率,求基因型频率。需用遗传平衡定律进行计算。,典例1 研究人员在调查白化病时,随机在某地区抽查了100个三口之 家。其中两家各有一位患白化病的成人(其余成人无携带者),但两家的 孩子均正常;还有一家夫妇正常,但生有一个白化病的孩子;其他家庭家 族史均无白化病人。则该地区白化基因的频率是 。解题关键 白化基因频率=白化基因个数/该基因及其等位基因之和,答案 1/60,解析 两家父母分别都是AA、aa,孩子均为Aa;一家是父母为Aa、Aa, 孩子是aa,其他家庭的
15、父母及孩子都是AA。白化基因频率=白化基因个 数/该基因及其等位基因之和=(22+12+1+1+2)/(10032)=1/60。,1-1 (2018浙江11月选考,17,2分)研究小组对某公园的金鱼草种群进行 调查及基因鉴定,得知红花(CC)金鱼草35株、粉红花(Cc)40株、白花 (cc)25株。下列叙述正确的是 ( D ) A.金鱼草种群中全部C和c的总和构成其基因库 B.不同花色数量的差异是由适应环境的变异造成的 C.基因重组产生的粉红花为自然选择提供选择材料 D.种群中C的基因频率为55%,Cc的基因型频率为40%,解析 一个生物种群中的全部等位基因的总和(如:A、a、B、b)称 为基
16、因库,A错误;不同花色数量的差异是由于环境选择的结果,B错误; 花色由一对等位基因控制,不存在基因重组(基因重组的发生至少要有2 对等位基因),C错误;种群中C的基因频率为(352+40)/200=55%,Cc的基 因型频率为40/(35+40+25)=40%,D正确。,1-2 (2018浙江11月选考,9,2分)人体中的每一块骨骼,在大猩猩、黑猩 猩和长臂猿体中都有,只是大小比例有所不同。造成生物结构统一性的 主要原因是 ( A ) A.共同祖先遗传 B.环境变化 C.长期人工选择 D.生物变异,解析 进化论认为,彼此不同而又相似的物种,由一个祖先物种发展而 来,遗传的力量使他们保持某种结构和功能的统一模式,A正 确。B、C、D错误。,
