2019-2020版高中生物4.1.1现代生物进化理论课件中图版必修2.pdf

第四单元 第一章 生物进化理论 目标 导航 1.结合实例，掌握种群、基因库和物种的概念。 2.通过探究活动，理解自然选择在生物进化中的作用。 3.结合教材，简述隔离的类型及隔离与物种形成的关系。 栏目 索引 预习导学 挑战自我 点点落实 课堂讲义 重点难点 个个击破 对点练习 即时训练 体验成功 一、现代综合进化论的形成与地位 答案 预习导学 挑战自我 点点落实 1.形成时间：20世纪上半叶，生物学家将 与 相结 合，形成了现代综合进化论。 2.地位：它阐明了生物进化的遗传学原理，是现代生物进化理论中被广泛 接受的理论。 达尔文理论孟德尔遗传学 二、基本内容 1.进化的基本单位是_ (1)种群：生活在同一地域的 的所有成员。 (2)基因库：一个种群含有的 。 通过交互繁殖，使种群的基因库保持 。 2.进化的实质是种群 的改变 在一个种群中，基因频率会由于 、 和 而发生变化。 3. 决定生物进化的方向 (1)自然选择是 ， 的过程。 答案 种群 同种生物 全部基因 相对稳定 基因频率 突变迁移自然选择 自然选择 适者生存不适者被淘汰 (2)自然选择保存 变异，消除 变异，使种群的基因频率发生_ 。 4.隔离导致新物种的形成 (1)物种的概念：物种是一个具有 、与其他类群生物有_ 的生物类群。 特征：不同物种的生物，不能进行 或不能产生 。 (2)隔离的类型 地理隔离：地理隔离是指同一物种的不同种群，由于 的限制， 阻碍了种群间生物个体的 和 。 答案 有利有害定向 改变 共同基因库生殖隔离 交配生殖可育的后代 地理条件 相互交配基因交流 生殖隔离：由于突变是 的，一个种群的突变不会扩散到另一个种 群，同时环境条件也不同，因此，对不同种群的选择方向不同，使不同种 群的 改变的方向不同，最终形成 ，产生新的物种。 5. 、 、 是生物进化的三个基本环节。 不定向 基因库 答案 生殖隔离 突变选择隔离 预习诊断 判断正误： (1)自然选择决定了生物变异和进化的方向。( ) (2)达尔文认为自然选择作用于种群，使种群发生进化。( ) (3)某种抗生素被长期使用药效下降，是由于病原体接触药物后，产生对药物 有抗性变异。( ) (4)突变和基因重组使生物发生定向改变。( ) (5)在环境条件保持稳定的前提条件下，种群的基因频率不会发生变化。( ) (6)物种的形成可以不经过隔离。( ) × × × × × × 返回答案 课堂讲义 重点难点 个个击破 一、进化的基本单位是种群 1.种群的概念 种群是指生活在同一地域的同种生物的所有成员。其中的“种”是生物 分类的基本单位，理解种群概念应把握如下内容： (1)两个要素：“同种”和“所有”。 (2)两个条件：“时间”和“空间”，即种群具有一定的时空限制，离开 一定的空间和时间的种群是不存在的。 (4)种群中的个体不是机械地集合在一起的，而是通过种内关系组成的一 个有机整体，个体间能彼此交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。 (5)同一种群中的生物属于同一物种，个体具有的形态特征基本相同，生 态要求基本一致。 2.物种与种群的比较 种群物种 范围 一定范围内的同种生物的全部个 体 由分布在不同区域内的同 种生物的许多种群组成 判断 标准 种群具备“三同”：同一时间、 同一地点、同一物种；同一物种 的不同种群间不存在生殖隔离， 交配能产生可育后代 主要是形态特征和能否自 由交配产生可育后代；不 同物种间存在生殖隔离 联系 一个物种可以包括许多种群，如同一种鲫鱼可以生活在不同的池 塘、湖泊等，形成一个个彼此被陆地隔离的种群；同一物种的许 多种群之间存在地理隔离，长期发展下去可能形成不同的亚种， 进而形成多个新物种。 3.种群的基因库 (1)每个种群都有自己的基因库。 (2)种群中每个个体所含的基因，只是种群基因库的一个组成部分。 (3)个体携带的基因随着个体的死亡而从基因库中消失，随着繁殖把自身 的一部分基因传给后代，通过突变使新基因进入基因库，所以基因库在 代代相传的过程中保持和发展。 4.基因频率 (1)对于某对等位基因而言，每个种群都有自己的基因频率，且基因频率 是会随环境的变迁而改变的。 (2)种群中基因频率的改变反映出生物进化的方向，即在进化过程中某基 因的频率如果逐渐增大，说明该基因控制的性状对环境的适应能力较强。 思维激活 1.种群的基因库是一直不变的吗？试分析原因。 答案 不是。基因突变、染色体变异、自然选择、种群个体的迁入迁 出等都会使种群的基因库发生改变。 答案 2.为什么说生物进化的基本单位是种群而不是个体？ 答案 由于分离和基因重组，有性繁殖的个体不能使其基因型恒定的 延续下去，只有通过交互繁殖，才能使种群保持一个相对稳定的基因 库。因此，进化发生在种群而不是个体。 应用示例 1.下列有关种群和物种的叙述正确的是( ) A.同一种群的个体间可自由交配并产生后代，同一物种的个体间也都可 自由交配并产生后代 B.种群是生物进化的基本单位，物种是繁殖的单位 C.种群的基因频率总是在不断发展变化，物种的基因频率往往保持不变 D.种群基因库的基因没有物种基因库的基因丰富 问题导析答案 D 问题导析 (1)同一种群内的个体位于同一个区域，可以 ，同一物种可由 不同种群组成，由于存在 隔离，基因交流存在障碍。 (2)种群是 的基本单位，也是 的基本单位。 (3)一个物种可由多个种群组成，种群的基因频率在 ，物种的 基因频率也在 。 (4)物种可由多个种群组成，物种的基因库要比种群基因库 。 返回上页答案 自由交配 地理 进化 繁殖 不断变化 不断变化 丰富 一题多变 判断正误： (1)不同种群的生物不是同一物种。 ( ) (2)种群是生物进化和繁殖的基本单位。( ) (3)判断是不是一个物种的标准是：两个种群间能否随机交配并产生可育 的后代。( ) (4)某外迁群体a1与当时留居群体a2的基因频率不相同，则a1和a2是同一物 种。( ) 答案 × × 二、突变、选择、隔离是生物进化的三个基本环节 1.理解“突变”的含义 (1)基因突变和染色体变异统称为突变。基因突变、基因重组和染色体变 异都能产生新的基因型，但只有基因突变能产生新的基因(等位基因)。 (2)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，所以在种群中每一代都会 产生大量的突变。 (3)基因突变产生的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组，可以形 成多种多样的基因型，从而使种群出现大量的可遗传变异。 (4)生物的变异是否有利取决于它们的生存环境，同样的变异在不同的生 存环境中可能有利，也可能有害。 2.突变和基因重组为生物进化提供了原材料 每一个基因发生基因突变的频率虽然很低，但由于每个生物个体所含的 基因数是一个非常巨大的数目，因此基因突变对个体来说不是稀有的， 况且生物进化的单位是种群，生物进化是一个漫长的积累过程。因此， 突变可以为生物进化提供丰富的变异材料。同时，突变 等位基因 基因重组 大量的变异。可见，突变和基因重组为生物进化、物种形 成提供了丰富的原材料。 3.理解“自然选择”的含义 (1)选择的对象 直接对象是生物的变异性状(表现型)； 间接对象是相关的基因型； 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所 对应的基因的选择，因而可以改变种群的基因频率。 (2)选择的结果 从生物性状上看，生物朝着一定的方向进化，形成生物的适应性； 从实质上看，种群基因频率发生改变。 4.自然选择决定生物进化的方向 生物种群内产生的变异是不定向的，经过长期的自然选择，其中的不利 变异被不断淘汰，有利变异则逐渐积累，从而使种群的基因频率发生定 向改变，导致生物沿着一定的方向缓慢地进化。由此可见生物进化的方 向是由自然选择决定的。 5.隔离导致物种形成的理解 现代综合进化论认为种群是生物进化的基本单位；突变和基因重组提供 了进化的原材料；自然选择使基因频率定向变化，从而决定了进化方向； 隔离是新物种形成的必要条件，阻碍了种群间基因的交流；突变、选择、 隔离是生物进化的三个基本环节。 现代综合进化论的观点对物种形成的解释是：经过长期的地理隔离，再 达到生殖隔离而形成的。判断新物种形成的标志是是否出现了生殖隔离。 答案 思维激活 1.所有的变异都能导致种群基因频率的改变吗？为什么？ 答案 不是。只有可遗传的变异才能影响种群基因的组成，才能改变基 因频率。 2.基因突变和基因重组对种群遗传组成的影响一样吗？试分析原因。 答案 二者都对种群遗传组成产生影响，但影响角度不一样。只有基因 突变才能出现新基因，才能丰富基因库，改变基因频率，从而影响种群 的遗传组成；基因重组不能产生新基因，只能增加基因型的种类，以此 来影响种群的遗传组成。 答案 3.有人认为“发生在体细胞中的基因突变不能传递给后代，因此不能为生 物进化提供原材料”，这种说法正确吗？分析原因。 答案 不正确。发生在体细胞中的基因突变，可以通过无性繁殖的方法 传递给后代，如发生基因突变的花芽或叶芽，通过植物组织培养技术或 者嫁接的方法可以传递给下一代，因此能为生物进化提供原材料。 4.新物种的形成都要经过地理隔离达到生殖隔离吗？ 答案 新物种的形成不一定要经过地理隔离，如多倍体的形成，但一定 需要达到生殖隔离。生殖隔离是新物种形成的标志。 答案 5.分析生物进化与物种形成是不是一回事？为什么？ 答案 二者不是一回事，任何基因频率的改变，不论变化大小如何，都 属于进化的范畴；而作为物种的形成，则必须当基因频率的改变在突破 种的界限形成生殖隔离时方可成立，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。 应用示例 2.根据现代生物进化理论，下列说法正确的是( ) A.自然选择决定了生物变异和进化的方向 B.生物进化的实质是种群基因型频率的改变 C.种群内基因频率的改变在世代间具有连续性 D.种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小 问题导析答案 C 问题导析 (1)自然选择使种群的基因频率发生 ，从而使生物 ，所 以自然选择决定了生物进化的方向，生物进化的实质是种群 的 改变。 (2)种群中基因频率的改变在世代间具有 性，导致生物不断进化。 (3)种群中基因频率改变的偶然性随种群数量下降而 。 答案返回上页 定向改变定向进化 基因频率 连续 增大 一题多变 “基因突变对绝大多数个体是不利的，但却是生物进化的重要因素之 一”。你认为这一说法 ( ) A.正确，基因突变虽对多数个体是不利的，但它为定向的自然选择提供 了材料，为物种的进化奠定了基础 B.正确，基因突变对多数个体不利，但突变的方向与生物进化的方向是 一致的 C.不正确，因为基因突变不利于个体繁殖，会导致物种灭绝 D.不正确，因为基因突变会导致个体死亡，不利于生物进化 答案 A (1) 是生物进化的基本单位 (2) 重组提供进化的原材料 (3)自然选择使 定向变化 (4) 是新物种形成的必要条件 课堂小结 返回答案 种群 突变和基因 隔离 基因频率 现代综合 进化论 对点练习 1.下列生物属于一个种群的是( ) A.一块农田中的全部害虫 B.一座山上的所有的鸟 C.微山湖中的所有鱼 D.一片树林中的全部毛白杨 D 答案 2.下列关于物种的叙述，不正确的是( ) A.物种是形态上类似的、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基因库的、与其他类群有生殖隔离的类群 C.区分物种有多种依据，但最主要的是看有无生殖隔离 D.不同物种的种群若生活在同一地区，也会有基因交流 解析答案 解析 不同物种之间存在生殖隔离，即使生活在一起也不会有基因交流。 D 解析答案 3.华南虎和东北虎两个亚种的形成是由于( ) A.地理隔离的结果 B.地理隔离和生殖隔离共同作用的结果 C.生殖隔离的结果 D.基因突变和基因重组的结果 解析 东北虎和华南虎分别生活在我国的东北地区和华南地区，这两个 地区之间的辽阔地带起到了地理隔离的作用。经过长期的地理隔离，这 两个种群之间产生了明显的差异，成为两个不同的虎亚种。 A 4.在一次大风暴后，有人搜集了100只受伤的麻雀，把它们饲养起来，结 果活下来64只。在死去的个体中，大部分是个体比较大、变异类型特殊 的，下列有关叙述正确的是( ) A.突变和基因重组决定生物进化的方向 B.自然选择会改变种群的基因频率 C.特殊的变异类型都是不利的 D.不产生变异的生物才能生存 解析答案 解析 突变和基因重组为生物的进化提供原材料，这种变异是不定向的， 可能是有利的，也可能是有害的。产生有利变异的个体存活下来，产生 不利变异的个体会在自然选择中被淘汰，自然选择的过程就是种群基因 频率发生变化的过程。 答案 B 5.下图为加拉帕戈斯群岛上物种演化的模型，A、B、C、D为四个物种及 其演化关系，请据图回答下面的问题。 (1)A物种进化为B、C两个物种的外部因素是_。 (2)甲岛上的B物种迁到乙岛后，不与C物种进化为同一物种的原因是 _。 (3)迁到乙岛的B物种进化为D物种的原因是_。 解析答案返回 解析 A物种原是同一自然区域的生物类群，后来，同一物种的生物有的 在甲岛生活，有的在乙岛生活，由于甲、乙两岛环境条件不同，使得同一 物种的两个种群的基因频率发生不同的定向改变。再加上甲、乙两岛上的 种群由于地理隔离而不能相互自由交配，使不同种群的基因库不同。所以， 最后的进化结果是形成两个物种。甲岛上的B物种迁到乙岛后，由于各自 种群的基因库已发生改变，加之二者存在生殖隔离，因此B物种不会与C物 种共同进化为一个相同的新物种，而是各自独立进化。因甲、乙两岛的环 境条件不同，再加上由于地理隔离导致生殖隔离，C物种不能与B物种自由 交配，故D物种是在B物种基础上进化而成的。 解析答案 返回 答案 (1)自然选择、地理隔离 (2)B物种与C物种间已形成生殖隔离 (3)甲、乙两岛的环境条件不同，自然选择作用不同，再加上地理隔离使 它们基因频率的差别得到累积而形成了生殖隔离