必修二生物的进化课件.pptx

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1、第五单元 现代生物进化理论,1整合：本单元内容虽不多，但与其他章节的联系却非常密切，这种关系成为命题的热点。在复习中应注意本单元与其他章节中相关知识的综合归纳和总结，以形成良好的知识结构，如：,(1)生物的遗传和变异(基因突变、基因重组、染色体畸 变)与生物进化。(2)环境对生物的影响(选择)。(3)种群的特征。(4)免疫与病原微生物的进化。(5)DNA分子杂交与生物亲缘关系的鉴定等。,2比较：比较思维对于认识生命的本质和规律具有重要意义，通过比较才能理解进化理论的发展，才能认识不同理论的真谛。3数学方法的运用：基因频率的变化需要借助于数学方法。但在运用中需注意不同条件下所用方法并不相同，需注

2、意总结规律。,达尔文的自然选择学说是现代生物进化理论的核心与 基础，而后者是前者的发展与完善。遗传和变异是进化的内因(原料)，生存斗争是进化的 动力(外因)，自然选择决定了进化的方向。自然选择和人工选择：无人为参与的为自然选择，有 人为参与的为人工选择。人工选择的性状有利于人 类，否则应视为自然选择，如抗菌素和杀虫剂的选择 作用应为自然选择。,1(2010南京调研)如图表示环 境条件发生变化后某个种群 中A和a基因频率的变化情况， 下列说法错误的是 () AQ点表示环境发生了变化，A控制的性状更加适应环境 BP点时两曲线相交，此时A和a的基因频率均为50% C该种群中杂合体的比例会越来越高，逐

3、渐取代纯合体 D在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变,解析：某个基因出现的频率越高，说明该基因控制的性状对环境有较强的适应性。A和a的基因频率之和为1，P点时两曲线相交，表示两者的频率相等，所以此时A和a的基因频率均为50%。在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。虽然A的基因频率逐渐增大，但AA、Aa中并非Aa的生存能力更强，因此不一定会出现“该种群中杂合体的比例会越来越高，逐渐取代纯合体”的现象。,答案：C,1.物种形成(1)物种形成的三种典型模式 渐变式如加拉帕戈斯群岛上13种地雀的形成。,骤变式主要是通过异源多倍体的染色体畸变的方式

4、形成新物种，一出现可以很快形成生殖隔离(基因频率改 变)。此种方式多见于植物。,人工创造新物种通过植物体细胞杂交(如番茄马铃薯)、多倍体远缘杂交(如甘蓝萝卜)、多倍体育种(如八倍体小黑麦)等方式也可以创造新物种。,(2)新物种形成的标志生殖隔离,生殖隔离,受精前隔离,受精后隔离,生态隔离季节隔离行为隔离机械(形态)隔离配子隔离,杂种不活杂种不育杂种败育,2共同进化(1)共同进化 不同物种之间相互影响：生物生活于复杂的环境中， 任何一个物种都不是单独进化的，其必然要和其他生物 发生营养关系。在捕食与被捕食，相互帮助等关系下， 它们共同发展，协同进化，增加了物种的多样性。 生物与无机环境相互影响：

5、生物能够适应一定的环 境，也能够影响环境。生物与无机环境之间是相互影响 和共同演变的。例如：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 前提条件。,(2)进化规律,生物进化的总趋势a从结构上看：由简单复杂(由原核细胞真核细胞，由单细胞多细胞，由无胚层分化两胚层三胚层等)。b从功能上看：由低等高等(如：无性生殖有性生殖)。c从生存环境上看：由水生陆生。代谢的进化a异养自养(又包括光合作用化能合成作用)。b厌氧需氧。c总趋势：厌氧异养光能自养需氧异养。,3生物多样性(1)内涵(三层次),遗传多样性：指遗传信息的总和，包括地球上所有动 物、植物、微生物个体的基因物

6、种多样性：指地球上生命有机体的多样性，目前被 描述的物种约175万种生态系统多样性：指生物圈中生态环境、生物群落和 生态过程的多样性,(2)相互关系,(3)成因：生物与环境共同进化的结果。,生物进化与物种形成的关系(1)区别 生物进化：实质上是种群基因频率改变的过程，所 以生物发生进化的标志为基因频率改变，不论变化大小， 都属于进化的范围；,物种形成：种群基因频率改变至突破种的界限， 形成生殖隔离，标志着新的物种形成，隔离是物种 形成的必要条件。(2)联系：生物发生进化，并不一定形成新物种，但新 物种的形成一定要经过生物进化过程。,2(2010广州模拟)关于生物进化与生物多样性的形成，错误的说

7、法是（双选）项 () A生物多样性的形成经历了漫长的进化历程 B消费者的出现不影响生产者的进化 C生物多样性的形成是变异的结果 D生物的进化与无机环境的变化是相互影响的,解析：消费者的出现，一方面使生态系统具有更复杂的结构，另一方面对植物的进化产生重要的影响。如消费者对具有某些性状的某种生产者的捕食可改变该种群的基因频率，进而使该种群朝着一定的方向进化。生物多样性的形成是共同进化的结果。,答案：BC,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率。 基因频率 100%2基因型频率 是指某种特定基因型的个体占群体内全部个体的比率。 基因型频率 100%,3通过基因型频率计算基因

8、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纯合子的频率 1/2杂合子的频率。,4哈代温伯格平衡定律(遗传平衡定律)(1)内容：在一个有性生殖的自然种群中，并符合以下5个 条件的情况下，各等位基因的频率和等位基因的基因型 频率在一代一代的遗传中是稳定不变的，或者说是保持 着基因平衡。这5个条件是：种群大；种群中个体 间的交配是随机的；没有突变发生；没有新基因加 入；没有自然选择。,(2)示例：一个自然种群中，一对等位基因A和a的频率的比 例是 ，在满足上述5个条件的前提下，即使繁 殖很多代，A和a等位基因的频率也永远是 。这 就是

9、哈代温伯格平衡定律。可用数学方程式表示： (pq)2p22pqq21,其中p代表一个等位基因(如上例中的A)的频率，q代表另一个等位基因(如上述中的a)的频率。(pq)永远为1，即A的频率加a的频率为 1；p2代表一个等位基因(即A)的纯合子AA的频率，即 ；q2代表另一个纯合子aa的频率，也是 ；2pq代表杂合子Aa的频率，即2 。,5伴X染色体遗传基因频率的计算pAqa,基因突变和基因重组、自然选择、遗传漂变、迁移等均 可引起基因频率的改变。在伴X染色体遗传病中，男性中患者的表现型概率 相关基因型频率相关基因频率。,3某植物种群，AA基因型个体占30%，aa基因型个体占20%， 则：(1)

10、该植物种群中的A、a基因频率分别是_、_。,(2)若该植物自交，后代中AA、aa基因型个体分别占_、_。这时，A、a的基因频率分别是_、_。(3)依据现代生物进化理论，这种植物在两年中是否发生了进化？_。原因是_。(4)由此可知，进化的基本单位是_，进化的原材料由_提供，是否发生进化决定于_，进化的实质是_。,解析：(1)植物的种群中，三种基因型(AA、Aa、aa)频率之和等于1，所以Aa的频率130%20%50%，根据基因型频率计算基因频率公式得，A的频率30%1/250%55%，a的频率20%1/250%45%。(2)植物自交，AA和aa基因型个体的后代基因型分别是AA、aa，Aa的自交后

11、代中1/4AA、1/2Aa、1/4aa，因此自交后代中AA基因型频率30%1/450%42.5%，aa基因频率20%1/450%32.5%，Aa基因型频率1/250%25%，自交后代中A基因频率42.5%1/225%55%，a基因频率32.5%1/225%45%。,(3)现代生物进化理论认为生物进化的实质是种群基因频率的改变，上述植物在两年内基因频率没有发生改变，证明植物没有进化。(4)现代生物进化理论认为：种群是生物进化的基本单位，突变和基因重组提供进化的原材料，是否发生进化取决于自然选择，进化的实质是基因频率的改变。因此在某一时间内，某个种群基因库中不同基因频率的变化幅度大小，是衡量种群进

12、化程度的重要参数。,答案：(1)55%、45%(2)42.5%、32.5%55%、45%(3)没有该生物种群中A、a基因频率未发生改变(4)种群突变和基因重组自然选择基因频率的改变,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。下列有关叙述正确的是 (),Ab和d存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离 Bc和d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离 Ca1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 Da1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不

13、同，则c和d是不同物种,解析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。基因频率不同只能说明生物发生了进化，不一定产生生殖隔离，形成新物种。新物种的形成一般先经过地理隔离而后产生生殖隔离，但经过地理隔离不一定就产生生殖隔离。没有地理隔离时，由于c和d基因库的差别也可产生生殖隔离。,答案B,某植物种群中，AA个体占16%，aa个体占36%，该种群随机交配产生的后代中AA个体百分比、A基因频率和自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为 () A增大，不变；不变，不变 B不变，增大；增大，不变 C不变，不变；增大，不变 D不变，不变；不变，增大,解析由题意可知，

14、种群中A的基因频率为40%，a的基因频率为60%，随机交配产生的后代中AA个体的百分比为40%40%16%，aa个体的百分比为60%60%36%，Aa个体的百分比为48%，A的基因频率为16%48%1/240%；自交产生的后代中AA个体百分比为16%48%1/428%，aa个体的百分比为36%48%1/448%，Aa个体的百分比为1/248%24%，A基因频率为28%1/224%40%。,答案C,自交与自由交配(随机交配)(1)自交是指基因型相同的个体交配，雌雄同株植物是指自 花传粉。结果是杂合基因型频率降低，纯合基因型频率 增大，在无选择条件下，基因频率不变。,(2)自由交配是指种群内不同基

15、因型的个体间相互交配。 在无选择的条件下，基因频率、基因型频率均保持不 变，相关计算可按哈代温伯格定律进行。(3)只要种群的基因频率不变，既使基因型频率改变，种 群也未发生进化。,桦尺蛾是一种栖息在密林中、白天停歇在树干上的昆虫，一般为浅色，它借助与环境相似的体色躲避鸟类天敌。在工业污染区，黑色桦尺蛾的数量有增多的趋势。为证实两种体色的桦尺蛾因环境不同而数量比例不同，进行了如下探究。请完成下列探究方案。,(1)假设：_。 (2)实验步骤：选择工业污染区A和_地区B； 收集桦尺蛾，并在翅下用有色颜料分别标记黑色蛾与浅色蛾若干； _； 一段时间后用诱蛾灯诱捕，记录、统计结果。,(3)实验结果：如下

16、表。根据表内数据在下面空白处绘制A、B两地区不同体色蛾回收率的柱形图。桦尺蛾释放数和回收数表,(4)结论：_。 (5)分析与讨论： 人们观察到工业污染导致树皮变黑，从这个角度解释上述实验结果。_。 已知桦尺蛾的体色由常染色体上一对等位基因控制。为了进一步探究桦尺蛾的黑色与浅色的显隐性关系，有人将一对黑色蛾与浅色蛾杂交，F1中黑色蛾与浅色蛾的数量比为11。请利用F1的蛾，在此基础上设计遗传实验完成探究。,a实验步骤：_。 b结果与分析：_。,解析根据实验题目可知，单一变量为工业污染区与非污染区；要做到随机分组和平均分配；树皮的颜色与蛾颜色一致时，就是一种保护性适应；探究显隐性时，要注意实验结果的

17、全面性，黑色雌雄个体相交，后代可能全部为黑色，也可能全部为浅色，也可能黑色、浅色都有。,答案(1)在工业污染区，黑色蛾数量占优势(合理即给分)(2)非工业污染将标记的不同体色的蛾分别释放到上述两地区(3)见下图,(4)在工业污染区，黑色蛾数量占优势；在非工业污染区，浅色蛾数量占优势 (5)不同污染程度区域的树皮颜色不同，使停歇在树干上不同体色的蛾被鸟类捕食的概率不同，导致它们的存活率不同 a.选择F1的雌雄黑色蛾杂交；观察、记录后代的体色 b若后代出现浅色蛾，则黑色为显性性状；若后代全部是黑色蛾，则黑色为隐性性状(合理即给分),实验的设计可遵循以下步骤进行：(1)了解题目要求：认真读题，从题中

18、找出答案。(2)写出实验名称：指出是什么实验，判断出是“验证性 实验”还是“探究性实验”。(3)写出实验目的：弄清该题要验证或探究的是什么样的 生物学事实。即明确实验要解决什么问题。,(4)写出实验原理：就是完成该实验的理论依据是什么？需要分析实验中所涉及的生物学及相关学科中的知识、方法，以及所依据的科学原理。另外，提供的实验仪器的使用方法和原理也应考虑在内。(5)设计实验操作过程：大多数题目要求写出实验步骤。下面一种书写模式，能够使书写条理，思路清晰。,分组标号：根据实验要求选择适宜的材料和器材，选材应保持条件相同(如：日龄相同、体重相近的雄性成年大白鼠)。将实验分为实验组和对照组，可以分两

19、组，也可以分若干组，每组进行明确的标记，便于实验的观察、统计、比较和叙述。实验处理：根据实验的要求分别对实验组和对照组进行处理，除实验变量外，对实验组和对照组的培养、饲养等条件应要相同，即控制无关变量。要注意能体现“单一变量”的词语的准确使用，例如使用“等量”、“相同”、“适宜”等词语。,培养(或饲养)、观察、记录：对于植物实验和某些动物实验，分别进行实验处理后，要进行一段时间的培养，才能出现结果。而有些实验进行实验处理之后，在相对较短时间(12小时)就可以观察实现的现象。要仔细观察实验组与对照组出现的差异，记录实验现象和实验数据。,. . . .,实验结果分析或者预测实验现象：如果是“验证型

20、的”实验，则要根据所学知识和原理，分析得出应有的实验结果和推出相应的结论(此时一般只有一个结果和相应的结论，且结论与实验目的相对应)。若是“探究型的”实验，则要根据原理、目的预测出可能的结果和推出相应的结论(此时一般有几个不同结果及相应的结论)。实验结论：通过现象、结果的分析，概括出规律性的结论，结论一般就是实验的目的。,(2010黄山质检)生物进化的实质是种群基因频率的改变，其中影响种群基因频率的因素有很多，如自然选择、基因重组、遗传漂变、生物个体的迁入迁出等。某中学生物研究小组为证明人工选择对种群基因频率的影响，选用了纯种长翅果蝇和残翅果蝇进行实验。已知果蝇的长翅(B)对残翅果蝇(b)为显

21、性，基因位于常染色体上。他们的实验过程如下：,a选择一只纯种雄性长翅果蝇与一只残翅雌性果蝇进行杂交，获得子一代雌雄果蝇； b让子一代果蝇连续自由交配5代，同时在每一代中都要除去残翅果蝇； c当子六代所有长翅果蝇自由交配后，统计子七代长翅果蝇和残翅果蝇在种群中的百分比； d根据残翅果蝇的百分比计算出B、b基因在种群中的基因频率，得出结论。,请分析回答：(1)如果按照上述步骤进行，在子三代长翅果蝇中纯合子占 _。(2)如果在每代中不除去残翅果蝇，在子三代长翅果蝇中纯 合子占_。 (3)请判断该实验过程的设计是否科学？_。你的理 由是：_。,(4)若让你对此实验过程进行改进，请设计出改进后的步骤。

22、选择一只纯种长翅雄果蝇与一只残翅雌果蝇进行交杂， 获得子一代雌雄果蝇； _； _； _。(5)请预期这种人工选择对种群基因频率的影响 _。,解析(1)F2中BBBb12，产生的两种类型的配子Bb21，故F3中bb为1/31/31/9，即F3中长翅果蝇占8/9，其中的纯合子为BB2/32/34/9，占长翅总数的1/2。(2)若不去除残翅果蝇，则F2中BBBbbb121，F2产生的配子Bb11，F3中BBBbbb3/82/83/8，故长翅中的纯合子比例为：BB/(BBBb)3/5。(3)要研究人工选择作用是否对种群基因频率产生影响，需要以人工选择作用作为单一的变量，通过由人工选择作用的种群和自然繁

23、殖的种群繁殖若干代后进行对照得出实验结论。,答案(1)1/2(2)3/5(3)不科学没有设置对照(没有对照实验)(4)将子一代果蝇分成性状完全相同的甲、乙两组，让甲、乙两组果蝇分别连续自由交配5次，同时将乙组在每一代中都要除去残翅果蝇当子六代所有长翅果蝇自由交配后，分别统计甲、乙两组子七代中长翅果蝇和残翅果蝇在种群中的百分比根据甲、乙两组中残翅果蝇的百分比，分别计算出甲、乙两组中的B、b基因在种群中的基因频率，比较得出结论(5)这种人工选择将导致B基因的频率增大，b基因的频率减小,随堂高考、1(2009广东高考)物种起源出版已有150年，但依然深深影响着现代科学研究，达尔文(多选) ()A提出

24、了适者生存，不适者被淘汰的观点B提出了用进废退的理论C认为种群是生物进化的基本单位D认识到变异广泛存在并能遗传给后代,解析：选项B的理论是拉马克的观点；选项C说的是现代生物进化理论的观点。,答案：AD,2(2009广东理基)由于蟹类的捕食，某种海洋蜗牛种群中具有较厚外壳的个体的比例逐渐增加。对这个现象的解释，正确的是 ()A适者生存B人工选择C用进废退 D定向变异,解析：题干中“蟹类的捕食”是海洋蜗牛种群中具有较厚外壳的个体的比例逐渐增加的原因，即蜗牛性状定向改变是由于生存斗争的存在，是由于自然选择的结果。,答案：A,3(2009上海高考)某小岛上原有果蝇20 000只，其中基因型VV、Vv和

25、vv的果蝇分别占15%、55%和30%。若此时从岛外入侵了2 000只基因型为VV的果蝇，且所有果蝇均随机交配，则F1代中V的基因频率约是 ()A43% B48%C52% D57%,解析：由题意可知小岛上原有VV果蝇3 000只，Vv果蝇11 000只，vv果蝇6 000只，从小岛外入侵2 000只VV果蝇后，VV共有5 000只，果蝇总数为22000只，所以入侵后VV占5/22，Vv占11/22，vv占6/22，此时V基因频率为5/2211/221/221/4448%。又由于随机交配不会改变种群的基因频率，所以F1代中V的基因频率仍为48%。,答案：B,4(2008山东高考)下列与生物进化相

26、关的叙述，正确的是 ()A进化总是由突变引起的B进化时基因频率总是变化的C变异个体总是适应环境的D进化改变的是个体而不是群体,解析：进化的原材料由突变和基因重组提供，然后通过自然选择的作用，使得基因频率发生定向的改变；有利变异能适应环境，而不利变异则被环境所淘汰；进化的基本单位不是个体而是种群。,答案：B,5(2008广东高考)普通栽培稻是由普通野生稻进化而来的，下列叙述正确的是(多选) ()A普通野生稻在进化过程中丧失了部分遗传多样性B普通野生稻的遗传变异决定了普通栽培稻的进化方向C落粒性突变对普通野生稻有利，对普通栽培稻不利D普通野生稻含有抗病虫基因，是水稻育种的有用资源,解析：普通栽培稻

27、往往没有普通野生稻的抗逆性强，说明普通野生稻在进化过程中丧失了部分遗传(基因)多样性。生物进化的方向是由定向的自然选择决定的。普通栽培稻中落粒性突变的类型虽然对人类不利，但对于普通栽培稻本身的生存繁衍来说还是有利的。普通野生稻能生存下来的往往具有抗逆基因，可为水稻育种提供目的基因。,答案：AD,6(2009上海高考)回答下列有关生物进化的问题。,(1)图1表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程。X、Y、Z表示生物进化中的基本环节。X、Y分别是_、_。,(2)该小岛上的蜥蜴原种由许多个体组成，这些个体的总和称为_，这是生物进化的_。(3)小岛上能进行生殖的所有蜥蜴个体含有的全部基因，称为蜥蜴的_。(4)

28、小岛上蜥蜴原种的脚趾逐渐出现两种性状，W代表蜥蜴脚趾的分趾基因；w代表联趾(趾间有蹼)基因。图2表示这两种性状比例变化的过程。,由于蜥蜴过度繁殖，导致_加剧。小岛上食物短缺，联趾蜥蜴个体比例反而逐渐上升，其原因可能是_。图2所示的过程说明，自然环境的变化引起不同性状蜥蜴的比例发生变化，其本质是因为蜥蜴群体内的_发生了改变。(5)从生物多样性角度分析，图2所示群体中不同个体的存在反映了_多样性；若从分子水平检测这种多样性，可采用的简便技术是_。,解析：(1)生物进化的过程包括三个环节：突变和基因重组(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、隔离导致新物种的产生。(2)生活在一定区

29、域的同种生物为一个种群，种群是生物进化的单位。(3)种群中所有个体所含有的全部基因为种群的基因库。(4)由于过度繁殖，种群密度增大，种内斗争加剧。性状的有利与有害是相对,的，当环境缺少食物时，联趾个体适合游泳，可以从水中获取食物，更适应环境。环境对生物性状的选择从分子水平看是对有利基因的选择，从而引起基因频率的改变。(5)同一物种个体间的差异为遗传多样性，可用PCR技术扩增后进行检测其DNA碱基序列的差异。,答案：(1)突变(变异)自然选择(2)种群基本单位(3)基因库(4)生存斗争(种内斗争)联趾型个体趾间有蹼，适合于游泳，可以从水中获取食物。因此，在岛上食物短缺时，联趾个体的生存和繁殖机会较多(合理即给分)基因频率(5)遗传PCR(聚合酶链反应),