1、第24讲 现代生物进化理论,1.尝试通过化石记录、比较解剖学和胚胎学等事实,说明当今生物具有共同的祖先。 2.尝试通过细胞生物学和分子生物学等知识,说明当今生物在新陈代谢、DNA的结构与功能等方面具有许多共同特征。 3.举例说明种群内的某些可遗传变异将赋予个体在特定环境中的生存和繁殖优势。 4.阐明具有优势性状的个体在种群中所占比例将会增加。 5.说明自然选择导致生物更好地适应特定的生存环境。 6.概述现代生物进化理论以自然选择学说为核心,为地球上的生命进化史提供了科学的解释。 7.阐述变异、选择和隔离可导致新物种的形成。 8.活动:搜集生物进化理论发展的资料,探讨生物进化观点对人们思想观念的
2、影响。 9.活动:用数学方法讨论自然选择使种群基因频率发生变化。 10.活动:探讨耐药菌的出现与抗生素滥用的关系。,-3-,必备知识梳理,关键能力突破,现存生物具有共同的祖先 1.化石证据 (1)化石的概念:化石是指经过自然界的作用,保存在地层中的古生物 、 或它们留下的痕迹。化石是研究生物进化的 证据。 (2)常见化石:最常见的化石有 和 。 (3)进化证据:马进化的化石在不同地层中的出现有一定的顺序。现存犰狳与雕齿兽化石非常相似,而且只有在现存的犰狳生活的地区才能找到雕齿兽化石。始祖鸟化石为鸟类起源于爬行类提供了证据。 (4)化石的分布规律:生物的化石在地层里的出现是有一定顺序的。在越早形
3、成的地层中,化石生物种类少,结构简单而低等,在越晚形成的地层中,化石生物种类多,结构复杂而高等。,遗体 遗物,直接,骸骨 贝壳,-4-,必备知识梳理,关键能力突破,(5)结论:总的进化趋势是:由简单到 ,由低等到 ,由水生到 。 2.比较解剖学证据 (1)概念:比较不同生物的器官、系统的 特点,并与生物进化相联系的科学。比较解剖学为生物进化理论提供了更丰富的证据。 (2)证据:人的上肢、猫的前肢、鲸的胸鳍和蝙蝠的翼手有相同的基本结构和相似的着生位置。 (3)结论:说明具有结构的相似性的生物是由 演化而来的。,复杂,高等,陆生,形态结构,共同的祖先,-5-,必备知识梳理,关键能力突破,3.胚胎学
4、证据 (1)概念:在研究生物的进化时,通过比较不同动物类群 的相同或相似之处,来推断不同动物类群之间的亲缘关系。 (2)证据:人和鱼、龟、鸡之间在胚胎发育的初期都有 和 ;到了发育的晚期,除鱼之外,人和其他动物 都消失了,人的 也消失了。 (3)结论:胚胎发育过程的相似性说明人和其他脊椎动物之间存在着 关系,它们都起源于一个共同的 ;人和其他脊椎动物的共同原始祖先生活在 中。,胚胎发育,鳃裂,尾,鳃裂,尾,亲缘,原始祖先,水,-6-,必备知识梳理,关键能力突破,4.细胞生物学证据 (1)证据:无论原核生物还是真核生物,它们的细胞都有相似的 ;细胞进行生命活动所需要的能量几乎全部来自 ;有氧呼吸
5、和无氧呼吸的第一阶段基本相同,都是在 中进行的,都能产生 ;原核细胞中的蓝藻和真核细胞中的叶肉细胞都有与光合作用有关的 和 等,它们都能进行光合作用,把光能转化为化学能,将无机物转化为储藏能量的有机物。 (2)结论:现存生物不但在 上具有统一性,而且在 等方面具有许多共同的特征,说明现存生物都是由共同的 进化来的,它们有着或远或近的亲缘关系,亲缘关系越近的生物之间,就具有 的共同特征。,基本结构,细胞呼吸,细胞质基质,ATP,色素 酶,结构,新陈代谢,祖先,越多,-7-,必备知识梳理,关键能力突破,5.分子生物学证据 (1)证据:大多数现存生物的遗传物质都是DNA,而且它们的DNA在 、 和
6、上具有许多相似性,DNA在行使功能时也有许多相似之处;人类与猩猩、恒河猴和兔的血红蛋白基因中部分 有一定的相似性;不同生物细胞色素c的 序列也存在很高的相似度。 (2)结论:不同生物之间的特定DNA序列都有一定的相似性,亲缘关系越近的生物,其DNA序列的相似性 ;不同生物之间特定的蛋白质中的氨基酸序列相似度与生物之间的 关系密切相关。,组成 结构 功能,碱基序列,氨基酸,越高,亲缘,-8-,必备知识梳理,关键能力突破,凝练核心素养 1.生命观念通过对生物进化证据的分析,建立起生物是进化的观念。 2.科学思维运用归纳与概括、批判性思维的方法,理解化石记录、比较解剖学和胚胎学方面为生物进化提供的证
7、据;运用细胞生物学和分子生物学知识,理解当今生物在新陈代谢、DNA的结构与功能等方面具有共同的特征。 3.社会责任搜集生物进化的证据,宣传生物是进化的观点。,-9-,必备知识梳理,关键能力突破,(生命观念、科学思维)下表是7种生物细胞色素C与人细胞色素C的组成差异,请分析表中数据后回答下列问题。(已知细胞色素C是由104个氨基酸组成),(1)从表中数据可发现生物的细胞色素C的氨基酸组成和生物的亲缘关系是:亲缘关系越近,细胞色素C的氨基酸组成差异 。 (2)从上表看,人和 的亲缘关系最远。因为两者的 。 (3)上述对生物细胞色素C的氨基酸组成的比较,是从 方面为生物的 提供了证据。,-10-,必
8、备知识梳理,关键能力突破,答案 (1)越小 (2)酵母菌 细胞色素C的氨基酸组成差异最大 (3)分子生物学 进化理论 解析 (1)大多数生物都具有由104个氨基酸组成的细胞色素C,这说明这些生物之间都具有一定的亲缘关系,细胞色素C的氨基酸组成差异越小,表明它们的亲缘关系越近。(2)通过上表数据的比较可知:人类与黑猩猩细胞色素C的氨基酸差异数最小是0,因此二者的亲缘关系最近;人类与酵母菌的细胞色素C的氨基酸差异数最大是44,因此人类与酵母菌的亲缘关系最远。(3)比较法是通过观察、分析,找出研究对象的相同点和不同点,它是认识事物的一种基本方法,是研究动物行为的主要方法,亲缘关系越近,生物之间的相似
9、性越大,细胞色素C的氨基酸组成差异越小,这是从分子生物学方面研究生物的进化。,-11-,必备知识梳理,关键能力突破,考向1 分析生物进化在不同类型方面的证据 1.人体内残留了哺乳动物内相当发达的阑尾,这可作为生物进化中哪一方面的证据?( ) A.化石证据 B.比较解剖学证据 C.胚胎学证据 D.生物遗传方面的证据,答案,解析,-12-,必备知识梳理,关键能力突破,2.生物进化最可靠的证据是( ) A.各类生物化石在地层里按一定的顺序出现 B.哺乳动物在胚胎发育初期非常相似 C.脊椎动物具有结构相似的器官 D.生物都能适应一定的环境,答案,解析,-13-,必备知识梳理,关键能力突破,考向2 分析
10、现存物种是由共同祖先长期进化形成的 3.有关生物进化规律的叙述,错误的是( ) A.由简单到复杂 B.由低等到高等 C.个体由小到大 D.由水生到陆生,答案,解析,-14-,必备知识梳理,关键能力突破,4.下图进化树演示了浣熊、小熊猫、大熊猫和熊之间的亲缘关系。请回答下列问题。(1)在小熊猫和熊之间,哪个与大熊猫的亲缘关系最近? 。 (2)四种动物来自共同的起点A,则A表示 。,答案,解析,-15-,必备知识梳理,关键能力突破,生物进化的规律 生物进化的规律是由简单到复杂,由低等到高等,由水生到陆生的进化顺序。,-16-,1,2,3,4,5,1.化石记录显示,在越古老的底层里成为化石的生物是
11、( ) A.越简单、越低等,水生的越多 B.越复杂、越高等,水生的越多 C.越简单、越低等,陆生的越多 D.越复杂、越高等,陆生的越多,答案,解析,-17-,1,2,3,4,5,2.下列关于生物进化的叙述,不正确的是( ) A.化石是研究生物进化的重要依据 B.生物细胞色素C的差异,是研究生物亲缘关系的依据 C.生物通过遗传、变异和自然选择不断进化 D.雕齿兽化石证明了现代的犰狳是由古代的雕齿兽进化来的,答案,解析,-18-,1,2,3,4,5,3.人的上肢、蝙蝠的翼手、鲸的胸鳍和鸟的翼,从外形和功能看很不相同,但比较它们的内部结构却基本一致,这说明( ) A.它们起源于不同的原始祖先 B.它
12、们由共同的原始祖先进化而来 C.它们具有相同的遗传基因型 D.它们的器官来源相同,功能也相同,答案,解析,-19-,1,2,3,4,5,4.图中的甲、乙、丙、丁四个地层是按照地质年代由古老到晚近的顺序划分的。古生物学家发现:甲地层只有水生生物化石;乙地层的水生生物化石占多数;丙和丁地层的陆生生物化石越来越多。由此看出生物在生活环境方面的进化趋势是( )A.从水生到陆生 B.从简单到复杂 C.从低等到高等 D.从陆生到水生,答案,解析,-20-,1,2,3,4,5,5.下图是植物进化历程的图解,据图回答下列问题。(1)原始生命形成以后,由于营养方式的不同,一部分进化为不能自养的原始单细胞动物;另
13、一部分进化为具有 的A 。 (2)最早登陆的植物类群是B 和C 。但是B和C的生殖离不开水。后来,一部分C进化成为原始的 ,它包括D 和E ,D和E脱离了水的限制,更加适应了陆地生活。 (3)从植物进化的历程来看,植物进化的趋势是: 由 到 ,由 到 ,由 到 。,-21-,1,2,3,4,5,答案 (1)叶绿体 原始藻类植物 (2)原始苔藓植物 原始的蕨类植物 种子植物 原始的裸子植物 原始的被子植物 (3)水生 陆生 简单 复杂 低等 高等 解析 植物进化的历程为:生活在海洋中的原始藻类,经过极其漫长的年代,逐渐进化成为适应陆地生活的原始的苔藓植物和蕨类植物,使原来的不毛之地开始披上了绿装
14、,但是,它们的生殖还都需要有水的环境,后来,一部分原始的蕨类植物进化成为原始的种子植物,包括原始的裸子植物和被子植物,由于花粉管的出现它们的生殖完全脱离了水的限制,更加适应陆地生活,生物通过对不同类群生物的形态结构、生殖方式以及生活环境进行比较、分析,可以发现生物进化遵循由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的规律。,-22-,必备知识梳理,关键能力突破,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。 (1)种群的概念:生活在一定区域的 生物的 个体。 (2)基因库:一个种群中全部个体所含有的 。 (3)基因频率:在一个种群基因库中,某个基因占全部_的比率。 2. 产生进化的原材
15、料。,(2)生物突变的有利和有害不是绝对的,往往取决于 。 (3)生物的变异是 的,只是提供了生物进化的原材料,不能决定生物进化的方向。,同种,全部,全部基因,等位基因数,突变和基因重组,基因突变,染色体变异,生物的生存环境,不定向,-23-,必备知识梳理,关键能力突破,3. 决定生物进化的方向。 (1)原因:种群中具有有利变异基因的个体,在环境中的生存与繁殖更具优势,在种群中的数量增加,具有不利变异基因的个体因不适应生存环境,数量变少,最终使具有有利变异基因的个体在种群中所占比例增加,种群整体适应生存环境的能力增强。 (2)实质:不断淘汰不利变异的基因,积累有利变异的基因。 (3)结果:种群
16、的基因频率发生 改变。,自然选择,定向,-24-,必备知识梳理,关键能力突破,4.物种的形成。 (1)物种的概念:能够在 状态下相互交配并且产生 后代的一群生物。 (2)隔离,自然,可育,相互交配,不能自由交流,-25-,必备知识梳理,关键能力突破,(3)物种形成的过程(4)生物多样性 新物种的形成意味着生物类型的增加,进而导致生物多样性的增加。生物多样性是长期进化的结果。,-26-,必备知识梳理,关键能力突破,凝练核心素养 1.生命观念通过对现代生物进化理论的分析,建立起进化与适应观。 2.科学思维运用归纳与概括、批判性思维的方法,从性状水平深入到分子水平,从个体水平上升到群体水平,理解现代
17、生物进化理论的主要内容。 3.社会责任探讨生物进化观点对人们思想观念的影响。,-27-,必备知识梳理,关键能力突破,(生命观念、科学思维)寨卡病毒是一种严重危害人类健康的蚊媒病毒,为了有效控蚊,某研究机构进行了灭蚊剂灭蚊研究,如图是研究期间蚊子幼虫基因型频率变化曲线,图中箭头1时开始使用灭蚊剂,箭头2时停止使用灭蚊剂,A为野生基因,a为突变基因。下列有关叙述正确的是 ( )A.a控制的性状是适应性性状 B.a表示该灭蚊剂的抗性基因 C.灭蚊剂的使用使蚊子种群中产生了抗性突变 D.若从此不再使用该杀虫剂,a基因一定会消失,答案,解析,-28-,必备知识梳理,关键能力突破,考向1 种群基因频率和基
18、因型频率的计算 1.(2019安徽阜阳三中月考)如图表示环境条件从Q点发生变化后,某种群中A和a基因频率的变化情况,下列说法错误的是( )A.Q点后基因A控制的性状更加适应环境 B.P点时两曲线相交,此时A和a的基因频率均为50% C.环境条件发生变化使得该种群产生了适应性变异 D.在自然选择的作用下,种群的基因频率发生了定向改变,答案,解析,-29-,必备知识梳理,关键能力突破,1.“定义法”求解基因频率,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+1/2Aa基因型频率 a基因频率=aa基因型频率+1/2Aa基因型频率,-30-,必备知识梳理
19、,关键能力突破,3.运用遗传平衡定律求解基因频率 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)的基因型频率,2pq是Aa(杂合子)的基因型频率,q2是aa(纯合子)的基因型频率。,-31-,必备知识梳理,关键能力突破,考向2 物种的形成 2.(2019辽宁海洲高级中学月考)如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
20、叙述正确的是( )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,答案,解析,-32-,必备知识梳理,关键能力突破,物种形成与生物进化的比较,-33-,必备知识梳理,关键能力突破,考向3 现代生物进化理论的分析 3.下列关于生物进化的叙述,错误的是( ) A.某物种仅存一个种群,该种群中每个个体均含有这个物种的全部基因 B.虽然亚洲与澳洲之间存在地理隔离,但两洲人之间并没有生殖隔离 C.无论是自然选择还是人工选择
21、作用,都能使种群基因频率发生定向改变 D.古老地层中都是简单生物的化石,而新近地层中含有复杂生物的化石,答案,解析,-34-,必备知识梳理,关键能力突破,自然选择学说与现代生物进化理论的比较,-35-,必备知识梳理,关键能力突破,考向4 耐药菌的出现与抗生素滥用的关系分析 4.抗青霉素葡萄球菌是一种突变型菌种。将未接触过青霉素的葡萄球菌接种到含青霉素的培养基上,结果有极少数存活下来。存活下来的葡萄球菌在相同培养基中经多代培养后,对青霉素的抗性明显增强。原因是( ) A.青霉素使用量的增加提高了葡萄球菌对青霉素的抗性 B.青霉素的选择作用提高了葡萄球菌抗青霉素基因的频率 C.葡萄球菌对青霉素抗性
22、的增强是定向突变的结果 D.葡萄球菌的抗青霉素基因是在使用青霉素后产生的,答案,解析,-36-,1,2,3,4,5,1.根据现代生物进化理论判断,下列说法正确的是( ) A.在自然选择过程中,种群基因频率的定向改变表现为生物进化 B.超级细菌感染病例的出现,是因为抗生素的滥用促使细菌发生基因突变 C.产生新基因的变异才能为生物进化提供原材料 D.隔离与新物种形成是达尔文自然选择学说的主要内容,答案,解析,-37-,1,2,3,4,5,2.一对等位基因(F、f)位于常染色体上,经调查,兔群中雌兔基因型频率FF(30%)、Ff(60%)、ff(10%);雄兔基因型频率FF(20%)、Ff(40%)
23、、ff(40%)。假设随机交配,且后代生活力一致,则子代中( ) A.基因型频率改变,该群体发生了进化 B.Ff基因型频率为52% C.F基因频率雌兔为60%,雄兔为40% D.雌兔、雄兔的基因型频率不同,进化方向相同,答案,解析,-38-,1,2,3,4,5,3.为研究番茄的抗冷性,将美国不同纬度和不同种的番茄幼苗培养在相同温室中,然后将所有幼苗经历7天的冷处理(0 ),再转移至温室,培养7天。统计其存活率,结果如图所示,相关叙述不合理的是( )A.生长在高低纬度的番茄之间存在地理隔离 B.高纬度地区的番茄更容易产生抗冷性突变 C.高低纬度番茄之间抗冷性的差异是长期自然选择的结果 D.高低纬
24、度番茄种群之间基因频率有差异,答案,解析,-39-,1,2,3,4,5,4.(2018山东胶州月考)滥用抗生素会使细菌出现耐药性,长此以往,应对细菌感染,人类将无药可用。下列有关说法正确的是( ) A.抗生素的使用可增强人体的免疫力,但会引起细菌的定向变异 B.群落是生物进化的基本单位,突变可为进化提供原材料 C.“耐药性”基因频率的改变导致病菌发生了进化 D.抗生素的滥用导致“耐药性”细菌被优选出来,是细菌对抗生素进行选择的结果,答案,解析,-40-,1,2,3,4,5,5.某昆虫的翅可按长度分为残翅、中翅和长翅,且残翅昆虫不能飞行,翅越长运动能力越强,图1表示某地区该种昆虫的翅长与个体数量
25、的关系,分析并回答下列问题。,-41-,1,2,3,4,5,(1)该种昆虫翅长差异的根本来源是 。 (2)如果有两个较小的此种昆虫的种群迁入了甲、乙两个岛屿,其中甲岛食物匮乏,运动能力强的生物更容易获得食物,乙岛经常有大风浪,飞行的昆虫容易被吹入大海淹死,我们能从这一事实得到的结论是 。 (3)请在图2中画出昆虫在甲岛屿繁殖数代以后翅长与个体数量的柱状图。 (4)若干年后,甲岛屿形成的昆虫种群A与乙岛屿形成的昆虫种群B再次相遇,但它们已不能进行相互交配,说明两种群的 存在很大差异,导致它们之间形成了 ,而产生这种差异的原因有: (答出两点即可)。,-42-,1,2,3,4,5,(5)现有1 0
26、00只该种昆虫迁入丙岛屿,其中基因型为AA的个体550只,Aa的个体300只,aa的个体150只,如果不考虑自然选择和基因突变,昆虫个体进行自由交配,且每只昆虫的繁殖能力相同,则繁殖3代以后,该种群中A的基因频率为 ,Aa的基因型频率为 。,-43-,1,2,3,4,5,答案 (1)基因突变 (2)基因突变的有害和有利不是绝对的,取决于生物的生存环境 (3)见图(4)基因库 生殖隔离 A、B两种群发生的可遗传变异不同;A、B两种群存在地理隔离,种群间不能进行基因交流 甲、乙两岛自然选择的作用不同,导致基因频率改变的方向不同(答出任意两点即可) (5)70% 42%,-44-,1,2,3,4,5
27、,解析 导致同种生物不同个体间性状差异的根本原因是基因突变。突变具有不定向性,突变的利与害要看是否适应生存的环境。存在地理隔离的两个种群,在不同的生存环境中,各自发生的可遗传变异不同,自然选择的方向也不同,且两种群不能进行基因交流,若干年后,两种群的基因库存在很大差异,逐渐形成生殖隔离。生殖隔离出现,则两种群不再是一个物种。最初迁入丙岛时,该昆虫种群中A的基因频率为(5502+300)/2 000100%=70%,a的基因频率为30%,由于该昆虫个体进行自由交配,且繁殖力相同,且不考虑自然选择和基因突变,第3代以后A的基因频率不发生改变,仍为70%,Aa的基因型频率为270%30%=42%。,
