必修2第七章现代生物进化理论.docx
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必修2第七章现代生物进化理论
年级
高二
学科
生物
版本
人教新课标版
课程标题
必修二第七章现代生物进化理论
编稿老师
马学春
一校
林卉
二校
李秀卿
审核
张其亮
一、学习目标:
1.说出自然选择学说的意义及局限性。
2.阐明现代生物进化理论的主要内容。
3.分析物种形成的三个基本环节。
4.举例分析物种形成的典型模式。
5.举例说明共同进化和生物多样性形成的原因。
二、重点、难点
重点:
现代生物进化理论的主要内容,基因频率的概念以及影响基因频率的主要因素。
难点:
(1)基因频率的概念和计算方法;
(2)影响基因频率的条件。
(3)实验的分析能力和设计能力,图表的解读和分析,与生活的联系。
三、考点分析:
知识内容
要求
(1)现代生物进化论的主要内容
(2)生物进化与生物多样性的形成
Ⅱ
Ⅱ
本专题的两个考点,在课标考试中所占比例越来越大,主要的考查点集中在:
达尔文进化论与现代进化论的要点;与进化有关的基本概念,如基因频率、种群、基因库、物种、隔离;能够举例说明某种生物的进化过程(新物种形成的过程)。
题目多以选择题形式出现。
一、现代进化论的由来:
1.拉马克的进化学说
(1)内容:
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,生物是由低等到高等逐渐进化的;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,并且这些因用进废退而获得的性状是可以遗传给后代的。
(2)意义:
拉马克的进化学说打破了神创论和物种不变论。
2.达尔文的自然选择学说
(1)过度繁殖产生大量的个体,不仅提供了更多的变异,为自然选择提供了更多的选择材料,而且也加剧了生存斗争。
(2)变异一般是不定向的,而自然选择则是定向的。
具有有利变异的个体得以生存和发展,有害变异的个体则大量被淘汰。
(3)自然选择是通过生存斗争来实现的,因此生存斗争对自然选择起推动作用,是生物进化的动力。
而自然选择决定生物进化的方向。
※对达尔文自然选择学说的评价
局限性:
①对于遗传和变异的本质,未作出科学的解释;②对生物进化的解释也局限于个体水平;③强调物种形成是渐变的结果,不能解释物种大爆发现象。
二、现代进化论的内容:
以达尔文进化论为基础
(一)进化的单位——种群
1.种群:
生活在一定区域的同种生物的全部个体。
2.基因库:
一个种群中全部个体所含有的全部基因。
3.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率。
※数学方法计算基因频率:
A定义法:
基因频率=
B利用遗传平衡定律计算基因频率:
(1)(p+q)2=p2+2pq+q2=1
AA=p2Aa=2pqaa=q2
(显性基因A的频率为p;隐性基因a的频率为q)
(2)适用条件
①种群是极大的;②种群个体间的交配是随机的,也就是说,种群中每一个个体与种群中其他个体的交配机会是相等的;③没有突变产生;④种群之间不存在个体的迁移或基因交流;⑤没有自然选择。
※不同的基因在基因库中所占的比例是不同的,影响基因频率变化(改变)的因素有突变(基因突变和染色体变异)、基因重组、迁移和自然选择等。
(二)进化的过程——进化是变异、选择、隔离的结果
进化的原材料:
突变和基因重组
进化的方向:
自然选择决定生物进化的方向
物种形成的必要条件:
隔离
※物种:
能够在自然状态下相互交配,并且产生可育后代的一群生物
※地理隔离
生殖隔离(标志)
(三)共同进化与生物多样性:
1.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。
2.生物多样性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,是地球上生物与环境共同进化的产物。
3.生物多样性的内容:
基因多样性,物种多样性,生态系统多样性
4.生物多样性的形成历程
生物的进化历程可概括为:
从原核生物到真核生物,从无性生殖到有性生殖,由简单到复杂,由水生到陆生,由低等到高等。
5.研究生物进化历程的主要依据是化石。
(四)生物进化理论在发展
中性学说:
大量的基因突变是中性的,自然选择对这些基因突变不起作用,这些基因经过长期积累,会导致种群间遗传物质出现较大的差别。
故本学说主张,决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累,而不是自然选择。
间断平衡说:
物种形成并不都是渐变的过程,而是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。
知识点一:
基因频率与基因型频率的计算
例1:
据调查,某校高中学生中基因型的比例为XBXB(42.32%)、XBXb(7.36%)、XbXb(0.32%)、XBY(46%)、XbY(4%),则该地区XB和Xb的基因频率分别是()
A.60%、8%B.80%、92%C.78%、92%D.92%、8%
思路分析:
根据基因频率的概念:
某个基因的频率=某个基因数/全部等位基因数,即:
XB的基因频率=XB/(XB+Xb)。
由于B、b只位于X上,Y上没有,男性体内只有1个X,因此只有1个此类基因(B或b);而女性体内有两个X,因此有两个此类基因(包括B或b)。
所以假设被调查的种群有100个个体,XB的基因频率=(42.32×2+7.36×1+46)/150=92%,Xb的基因频率=1-92%=8%。
答案:
D
解题后思考:
性染色体上基因频率的求解,需要注意,一般Y染色体上不带有基因。
因此男性提供1个基因,女性提供2个基因。
例2:
已知某种群中,AA的基因型频率为30%,aa的基因型频率为26%,如果该种群的个体自交,则F1基因型AA的频率为()
A.20%B.41%C.50%D.74%
思路分析:
自交过程中,Aa基因型的个体后代会发生性状分离,分离比为:
AA:
Aa:
aa=1:
2:
1,所以F1基因型AA的频率为30%+(1-30%-26%)×1/4=41%。
答案:
B
解题后思考:
基因型频率的求解多与遗传定律相联系。
题目中提及自交,则按遗传定律得到比例;如果是自由交配,则依据遗传平衡原则求解。
例3:
豚鼠的黑毛对白毛是显性,如果基因库中90%是显性基因B,10%是隐性基因b,则种群中基因型BB、Bb、bb的频率分别是()
A.81%、18%、1%B.45%、40%、15%
C.18%、81%、1%D.45%、45%、10%
思路分析:
B的频率为90%,b的频率为10%,种群中基因型BB的频率为:
90%×90%=81%,Bb的频率为:
2×90%×10%=18%,bb的频率为:
(10%)2=1%。
答案:
A
解题后思考:
基因型的频率=相应基因频率的乘积(可从乘法法则来考虑)
小结:
基因频率的求解方法一般分为:
①根据定义,A基因频率=A/(A+a);②根据遗传定律,在自交、杂交等的后代中求频率,首先依据遗传定律求出相应基因型比例,再根据定义要求得到基因频率;③根据平衡公式,(p+q)2=p2+2pq+q2=1。
知识点二:
进化的理论
例4:
对于突变与进化的关系,以下说法正确的是( )
A.有利的突变太少,不足以作为生物进化的原材料
B.突变可以增加等位基因的数量,但突变了的基因都是隐性基因
C.基因突变、基因重组和染色体变异统称为突变
D.突变的有利与否不是绝对的,往往因所处环境的不同而异
思路分析:
基因突变的频率很低,但是由于基因库的基因数量非常大,所以基因突变的数量很多。
突变的有利与否不是绝对的,往往因所处环境的不同而异,例如果蝇在陆地上,长翅可以增大取食范围,而在海岛上长翅因为容易被风吹到海里,所以残翅有利于生存。
答案:
D
解题后思考:
生物体内的变异是自然选择的材料,自然选择的结果形成生物多样性。
例5:
下列关于生物进化问题的叙述中,正确的是
①自然选择导致了生物的定向变异和进化
②生殖隔离大多是地理隔离的结果
③种群基因库间出现差异是产生生殖隔离的根本原因
④不同物种间必然存在着生殖隔离
⑤隔离、可遗传的变异和自然选择导致了物种的多样性
⑥达尔文的自然选择学说认为种群是生物进化的基本单位
A.③④⑤B.①②④⑥
C.②③④D.①④⑤⑥
思路分析:
变异是不定向的,自然选择决定了生物进化的方向;生殖隔离大多是地理隔离的结果;种群基因库间出现差异是产生生殖隔离的根本原因;不同物种间必然存在着生殖隔离;隔离、可遗传的变异、自然选择是物种形成的三个环节;现代生物进化理论认为种群是生物进化的基本单位。
答案:
C
解题后思考:
达尔文和现代进化理论,二者既有共同点也有区别。
例6:
下列关于加拉帕戈斯群岛上分布着多种地雀的原因分析,不正确的是( )
A.地理隔离是形成多种地雀的重要原因
B.各岛上的不同地雀出现了不同的突变和基因重组
C.地雀形态结构的改变是新物种形成的标志
D.不同地雀种群的基因库组成有差异
思路分析:
新物种形成的标志是生殖隔离。
由于存在地理隔离和不同的生存环境,各个岛上的地雀自然选择的方向就不同,基因库会逐渐产生差异,当基因库差异很大的时候就会产生生殖隔离。
可遗传的变异包括突变和基因重组,变异都是不定向的,自然选择决定生物进化的方向。
答案:
C
解题后思考:
多种地雀的成因,是生物进化过程的典型实例:
各种群因为地理隔离,在不同环境中向不同方向进化,直到产生生殖隔离;另一个实例是害虫抗药性的增强过程:
害虫群体有抗药性变异,农药(自然环境)对之进行选择,保留下抗药性强的个体,抗药基因频率增加。
小结:
现代进化论的进步之处是:
以种群为研究对象,进化的原材料是可遗传变异,经历隔离才能形成新物种。
1.物种形成与生物进化不是一回事,任何基因频率的改变,都属进化;而物种的形成,则必须形成生殖隔离,因此隔离是物种形成的必要条件,而不是生物进化的必要条件。
2.种群和物种也可通过下图理解:
3.进化论对生物统一性和多样性的解释
(1)自然环境的多样性,使变异在不同方向上保留,适应各自的环境,形成多样性。
(2)所有生物都有一个共同的原始祖先,彼此不同而又相似的物种,由同一个祖先物种发展而来。
生物界既存在多样性,又在不同层次上存在着统一性。
一、预习新知:
人体的内环境和稳态
二、预习点拨
探究任务
(1)人体的细胞生活的环境是怎样的?
(2)体内细胞如何获得营养物质,并且排除代谢废物?
(答题时间:
40分钟)
一、单项选择题
()1.使用某种农药来防治害虫,开始效果很显著,但长期使用以后,效果越来越差。
原因是
A.害虫对农药进行了定向选择B.害虫对农药产生了定向的变异
C.害虫对农药产生了隔离D.农药对害虫的抗药性变异进行了定向选择
()2.下列关于隔离的叙述,不正确的是
A.阻止了种群间的基因交流
B.对所有物种来说,地理隔离必然导致生殖隔离
C.种群基因库间的差异是产生生殖隔离的根本原因
D.不同的物种间必然存在着生殖隔离
()3.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和a1和a2,经过漫长的进化,分别形成物种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( )
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中的外迁群体与当地留居群体的基因频率相同,则b和d是同一物种
D.a1中的外迁群体与当地a2种群的基因频率不同,则c和d是不同物种
()4.生物进化的内因是
A.过度繁殖B.生存斗争C.遗传和变异D.适者生存
()5.一般地说,干旱条件下育成的作物品种,适于在干旱地区种植;潮湿条件下育成的作物品种,适于在潮湿地区种植。
在这里,干旱和潮湿条件所起的作用是
A.诱发基因突变B.引起染色体变异C.选择基因型D.导致基因重组
()※6.下列符合自然选择学说理论的是
A.长颈鹿最初都是短颈
B.长颈鹿在缺乏青草时,只能吃树上的叶片,由于颈的经常使用而逐渐变长
C.长颈鹿的长颈必须通过长期遗传和变异,逐代选择才能形成
D.长颈鹿的长颈是由环境引起的,所以说是自然选择的产物
()7.害虫抗药性的出现,按达尔文进化论的观点,最好的解释是
A.农药浓度的增加使害虫抗药性也增加
B.群体中有抗药性的害虫生存下来并不断繁殖
C.这一农药使害虫产生了抗药性
D.农药引起的害虫的抗药能力可在后代中不断积累而增加
()8.下列关于基因频率与生物进化关系的叙述,正确的有
A.种群基因频率的改变不一定引起生物的进化
B.只有在新物种形成时,才发生基因频率的改变
C.生物进化的实质是种群基因频率的改变
D.生物性状的改变一定引起生物的进化
()9.下列关于种群的说法中,错误的是
A.种群的个体间会相互影响
B.一个种群是不同生物个体的总和
C.种群内的个体会死亡,但基因库却可在代代相传的过程中保持和发展
D.对一个种群有利的环境,可能对另一个种群不利
()10.下列关于物种的叙述,错误的是
A.物种是形态上类似,彼此能交配的,要求类似环境条件的生物个体的总和
B.物种是一个具有共同的基因库、与其他类群有生殖隔离的类群
C.区分物种有多种依据,但主要是看有无生殖隔离
D.不同物种的生物若生活在同一地区,也会有基因交流
()11.若一个群体中,某一性状出现的频率增加,这很可能是
A.这个性状对环境具有很强的适应性B.该群体中具有此性状的纯合体多
C.这个性状的出现是由环境条件引起的D.控制这个性状的基因为隐性
()12.在生物进化的过程中,需氧型生物出现的重大意义表现在
A.可提供人类呼吸所需之氧气B.明显提高生物新陈代谢的效率
C.降低厌氧型生物对氧气的依赖D.增加大气中氧气的含量
()13.在某一人群中,调查得知,隐性性状为16%,问该性状不同类型的基因型频率是多少?
(按AA、Aa、aa排列)
A.0.360.480.16B.0.480.360.16
C.0.160.480.36D.0.160.360.48
()14.已知人的褐眼(用A表示)对蓝眼(用a表示)是显性。
在一个有30000人的人群中,蓝眼人有3600人,褐眼人有26400人,其中纯合体有12000人。
那么,在这一个人群中A和a的基因频率分别是
A.0.64和0.36B.0.36和0.64C.0.50和0.50D.0.82和0.18
()15.下列哪一生命现象,为有性生殖过程的产生奠定了基础
A.无丝分裂B.双受精作用C.减数分裂D.个体生长
()16.对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现:
780名女生中有患者23人、携带者52人,820名男生中有患者65人,那么该群体中色盲基因的频率是
A.4.4%B.5.1%C.6.8%D.10.2%
()※17.在一个多变的生态系统中,下列生存机会最大的种群是
A.个体差异最少的种群B.个体差异最多的种群
C.个体最大的种群D.个体最小的种群
()18.生物进化中的自然选择的作用,主要在下列哪种情况的生物进化
A.幼小生物B.生物个体C.生物细胞D.生物物种
()19.1937年,某人把原产于丹麦和德国的白三叶草移到瑞典栽培,这里气候较寒冷。
最初白三叶草的产量很低,但经过若干年后产量显著提高。
下列对这一事实作出的解释中,不正确的是
A.不耐寒的个体被自然淘汰 B.耐寒的个体得以生存并繁衍
C.三叶草在生长过程中逐渐适应了新环境 D.这是一个自然选择的过程
()20.某岛屿上存在着尺蛾的两个变种,该地区原为森林,后建设为工业区。
下列为该地区不同时期两个变种尺蛾的数量比变化,这种变化的原因是
森林时期
建成工业区后50年
灰尺蛾
黑尺蛾
灰尺蛾
黑尺蛾
99%
1%
1%
99%
A.工业煤烟使灰尺蛾变为黑尺蛾
B.灰尺蛾远离,黑尺蛾迁入
C.自然选择作用
D.定向变异作用
()21.长期使用青霉素治病,会出现一些抗药性强的细菌,使青霉素的药效降低。
其原因是
A.细菌适应了青霉素
B.青霉素使细菌产生了突变
C.细菌为了适应青霉素而产生了定向变异
D.青霉素对细菌的不定向变异进行了定向选择
()※22.华南虎和东北虎两个亚种的形成是因为
A.地理隔离的结果B.生殖隔离的结果
C.地理隔离和生殖隔离的结果D.基因突变和基因重组的结果
()※23.生殖隔离的形成包括
①动物因为求偶方式和繁殖期不同造成不能交配
②植物因开花季节和形态不同而不能交配
③动物胚胎发育早期死亡
④产生的杂种后代没有生育能力
A.①②B.①②③C.①②④D.①②③④
()24.20世纪初,美国从印度引进大陆棉,由于检疫存在问题,使印度棉铃虫流入美国,下列关于这一问题的预测,不正确的是
A.短时间内,印度棉铃虫和美国棉铃虫是两个种群
B.长时间后,美国棉铃虫可形成一个新物种
C.现在的美国棉铃虫和印度棉铃虫可自由交配
D.现在的美国棉铃虫和印度棉铃虫可能交配成功,但不一定能繁殖
()25.下列不属于生殖隔离的是
A.鸟类和青蛙B.马和驴的杂交后代不育
C.东北虎和华南虎D.山羊和绵羊杂交后的杂种不活
()26.果蝇有104对基因,每个基因的突变率是10-5,对于一个等数量的种群(108)来说,出现的突变数是2×104×10-5×108=2×107个。
这一数据说明了
A.突变都是有害的B.突变为生物进化产生了原材料
C.种群中每个基因的突变频率都很高D.突变的有害有利不是绝对的
()※27.下图横坐标为纬度变化、纵坐标为温度变化,下图中4个不规则的图形Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为4种不同的生物的生存范围。
若环境变化剧烈,则物种有被淘汰的危险。
A.ⅠB.ⅡC.ⅢD.Ⅳ
二、非选择题
28.桦尺蠖的体色受一对等位基因S和s控制,黑色(S)对浅色(s)是显性。
科学家研究发现在19世纪时,曼彻斯特地区SS基因型个体占4%,ss基因型个体占94%,后来随着工业的发展,煤烟污染了环境,s的基因频率降低,S的基因频率升高。
请回答
(1)19世纪时,桦尺蠖种群中S和s的基因频率分别是。
(2)工业革命后桦尺蠖种群中s的基因频率降低的原因是。
(3)上述调查研究说明种群中产生的变异是的,但基因频率的改变是的,由此说明生物进化的方向是由自然选择决定的。
29.下图是对某甲虫成灾的马铃薯地块先后使用两种杀虫剂的实验结果曲线,请分析回答:
(1)甲虫抗药性的增强是的结果。
在这里杀虫剂是因素,而内因是。
(2)使用杀虫剂后均有少数甲虫生存,其内在因素是。
(3)曲线回升是通过与之间的来实现的。
(4)根据图示,写出提高杀虫效果的有效方法是。
30.根据分类学记载,现在地球上生活着的生物约有200万种,但是每年都有新物种被发现。
近年来在深海中,海底3000米的深海热泉孔周围,都发现了以前没有记载的生物。
这就说明,生物界的物种还有待人们去继续发现。
请根据以上材料分析:
(1)从分子水平看,生物性状具有多样性的直接原因是,根本原因是。
(2)从遗传水平看,生物新性状的出现主要是由于的结果,而进行有性生殖的生物,后代的不同表现型主要是由于的结果。
(3)从进化的角度看,生物物种多样性主要是由于。
1-5DBB(b和d不一定存在生殖隔离;由于a1和a2的地理隔离,d和c有可能存在生殖隔离;a1中的外迁群体与当地留居群体的基因频率不一定相同;a1中的外迁群体与当地a2种群的基因频率不一定相同,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。
)CC
6-9C(生物群体内存在不定向变异,自然环境只是选择出有利变异)BCB
10-14DABAA
15-19CCB(个体变异多,提供选择的材料多,在不同环境下,选择出有利变异的机会大)DC
20-24CDA(生物种群中存在不同方向上的变异,环境的定向选择导致不同种群基因库发生差异,在地理隔离的情况下,二者不能进行基因交流,形成亚种。
当差异过大产生生殖隔离,才能形成新物种。
)D(生殖隔离是生物不能杂交,或杂交后代不活,或活而不育)C
25-27CBA(生物的可生存范围越小,在环境剧烈变化的时候,越难以适应新环境)
28.
(1)5%95%
(2)环境选择黑色个体,是黑色个体容易存活,淘汰浅色个体(3)不定向定向
29.
(1)自然选择;外界环境;遗传和变异
(2)甲虫的变异是不定向的
(3)甲虫;杀虫剂;生存斗争(4)杀虫剂Ⅰ和杀虫剂Ⅱ轮流使用
30.
(1)蛋白质多样性;DNA多样性
(2)基因突变;基因重组
(3)环境的多样性及变异、选择、遗传、隔离综合作用的结果
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