1、第11讲 遗传变异与进化 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容() 生物进化与生物多样性的生物进化与生物多样性的 形成形成() 知识点一 现代生物进化理论 形成时间：20世纪上半叶，生物学家把 相结合，形成了现代综合, 进化论 进化的基本单位种群 种群：是生活在同一地域的同种生物 的 ,基因库：一个种群含有的 , 生物通过交互繁殖，保持基因库的相对稳定 达尔文理论与孟德尔达尔文理论与孟德尔 遗传遗传 所有成员所有成员 全部基因全部基因 1.图片对齐 在我们插入PPT图片或是输入文字的时候，为了整齐都需要将插入的文本框对齐 ，但是又不想一个一个的进行操作，这时按住Ctrl键将需要
2、进行对齐的文本选中 ，点击开始排列对齐垂直居中即可； 2.巧用格式刷 在制作PPT的时候为了保证PPT风格的统一，很多任通常会使用复制粘贴来确保 每一页PPT格式相同，这样对于少页数来说可以进行操作，但是碎玉多页面的话 就有点麻烦了，其实我们可以巧用格式刷：首先，在开始菜单栏下方有一个格式 刷，点击格式刷，很快就能看到效果； 3.去除所有动画效果 很多人在制作PPT的时候都是直接在模板库里下载模板进行使用的，但是下载的 模板大多数都是有幻灯片的，这样在演讲的时候很不方便，怎样将其进行去除呢 ？单击幻灯片放映选择设置幻灯片放映，放映类型选择演讲者放映；换片方式 选择手动即可； 4.PPT快键 P
3、PT逼格提升技巧逼格提升技巧 进化的实质是 的改变 进化的原材料： (包括基因突变和染色体变 异)和 . 自然选择使基因频率 ，决定生物进化的 方向 是新物种形成的必要条件，阻碍了种 群间的基因交流 生物进化的三个基本环节：突变、选择、隔离 基因频率基因频率 突变突变 基因重组基因重组 定向变化定向变化 隔离隔离 想一想：(1)什么叫自然选择？(2)生存斗争 的内容包括哪些，其结果有何意义？ 答案：(1)达尔文把生物在生存斗争中，适 者生存、不适者被淘汰的过程叫做自然选 择。它是通过生存斗争来实现的。 (2)生存斗争包括：生物与非生物环境的 斗争、种内斗争和种间斗争三个方面。 生存斗争的结果对
4、某些个体的生存不利， 但对整个物种的生存是有利的，并推动生 物的进化。 知识点二 自然选择对基因频率的影响 基因频率：指种群中某基因在 中所占的比例 基因型频率：指某种 的个体在种 群中所占的比例, 遗传平衡规律 适用条件：种群极大，且没有发生迁移、 突变和选择时 内容：种群的基因频率和基因型频率不发 生改变 关系式：p22pqq21 全部等位基因数全部等位基因数 基因型基因型 自然选择使基因频率发生变化 自然选择通过淘汰不利变异个体引起种 群 ,发生变化的同时，导致了 种群基因频率的变化 基因型频率基因型频率 议一议：(1)为什么个体不是生物进化的基 本单位而是种群？ (2)基因重组是否影响
5、基因频率的变化？ 答案：(1)种群在繁衍过程中，个体有新老 交替，基因却代代相传，因此研究生物进 化，仅研究个体是否与环境相适应是不够 的，还必须研究种群基因组成的变化。 (2)基因重组没有产生新基因，不会引起基 因频率的变化，但可引起基因型频率的变 化。 知识点三 进化与生物多样性 概念：地球上的 等 生物，它们所拥有 的 以及各种各样 的, ，共同构成了生物多样性 内容 遗传多样性(又称基因多样性 分子水平：DNA、蛋白质的多样性 细胞水平：染色体多样性 个体水平：表现型的多样性 物种多样性：是生物多样性最直观，最基本 的表现 生态系统多样性：是生物多样性的宏观表现 植物、动物、微生物植物
6、、动物、微生物 全部基因全部基因 生态系统生态系统 形成 原因：生物与生物 ，生物与环 境 . 方式：渐变式：物种1 长期地理隔离和演 化 物种2 爆发式：物种1 染色体变异及远缘杂交 物种2 相互选择相互选择 相互影响相互影响 看一看：物种的形成一定要经过地理隔离 吗？ 答案：不一定。通常情况下，物种的形成 需经地理隔离，最后产生生殖隔离。但在 特殊情况下，不需地理隔离也能产生生殖 隔离，导致新物种的形成，如人工诱导多 倍体的形成，可不经过地理隔离而达到生 殖隔离。 判一判 1过度繁殖是选择的基础；生存斗争是选择 的手段；适者生存是选择的结果 ( )。 2种群基因库是不断变化的 ( )。 3
7、只有基因突变和基因重组才能产生生物进 化的原材料 ( )。 4生物进化的实质是种群基因型频率的定向 改变 ( )。 5新物种形成的标志是生殖隔离，进化的标 志是基因频率的改变 ( )。 6自然选择的直接选择对象是个体的基因型， 本质是基因频率的定向改变 ( )。 7生物与生物之间相互选择而共同进化，但 生物与环境之间只能单向选择，不能共同进 化 ( )。 判一判：1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 提示 5.是生殖隔离。 6.是表现型。 观察比较 拟态：进化的杰作 仔细观察图A、图B，在大自然中你能分的 清晰吗？ 图图A 图图B 拟态：拟态和伪装是生物的保护性适应。 小黄蜂(A)和无毒食
8、蚜蝇(B)的颜色和体型很 相似，捕食者会同时避开这两种昆虫。 自然选择学说与现代生物进化理论自然选择学说与现代生物进化理论 高考地位：高考地位：5年年16考考 ( (2012海南卷、北京卷、江苏卷，海南卷、北京卷、江苏卷，2010 海南卷海南卷) ) 一、进化论的观点比较 1自然选择学说 2现代生物进化理论 3现代生物进化理论与达尔文自然选择学 说的比较 达尔文自然选择学 说 现代生物进化理论 基 本 观 点 遗传变异是自然 选择的内因； 种群是生物进化 的基本单位，生物 进化的实质在于种 群基因频率的改变； 过度繁殖为自然 选择提供更多的选 择材料，加剧了生 存斗争； 突变和基因重组、 自然
9、选择及隔离是 物种形成过程的三 个基本环节； 续 表 基 本 观 点 变异一般是不定向 的，定向的自然选择 决定着生物进化的方 向； 生存斗争是自然选 择的过程，是生物进 化的动力； 适者生存是自然选 择的结果； 自然选择过程是一 个长期、缓慢、连续 的过程 突变和基因重组 提供了生物进化的 原材料； 自然选择使种群 的基因频率定向改 变并决定生物进化 的方向； 隔离是新物种形 成的必要条件 不 同 点 没有阐明遗传变 异的本质以及自 然选择的作用机 理 ，着重研究 生物个体进化 从分子水平上阐明了自 然选择对遗传变异的作 用机理，强调群体进化， 认为种群是生物进化的 基本单位 共 同 点 都
10、能解释生物进化的原因和生物的多样性、 适应性 (1)现代生物进化理论认为生物进化的实质现代生物进化理论认为生物进化的实质基基 因频率的改变，从分子水平上阐述，而自然选择学说从性状水因频率的改变，从分子水平上阐述，而自然选择学说从性状水 平解释进化。平解释进化。(2)现代生物进化理论强调隔离在物种形成中的现代生物进化理论强调隔离在物种形成中的 作用。作用。(3)自然选择决定生物进化的方向：变异是不定向的自然选择决定生物进化的方向：变异是不定向的 经自然选择经自然选择 不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累 种群的基种群的基 因频率发生定向改变因频率发生定向改变 导致导致
11、生物朝一定方向缓慢进化。变异不定 生物朝一定方向缓慢进化。变异不定 向与自然选择定向性的关系向与自然选择定向性的关系(如下图如下图)。 二、基因频率和基因型频率比较及计算 1比较基因频率和基因型频率 基因频率 基因型频率 公 式 某基因频率该基因 的数目/该基因与其 等位基因的总数 100% 某基因型频率该基 因型的个体数/总个 体数100% 外 延 生物进化的实质是种 群基因频率的改变 基因型频率改变，基 因频率不一定改变 2.计算规律计算规律 (1)已知基因型频率计算基因频率：已知基因型频率计算基因频率： 设有设有N个个体的种群，个个体的种群，AA、Aa、aa的个体数分别为的个体数分别为n
12、1、 n2、n3，A、a的基因频率分别用的基因频率分别用PA、Pa表示，表示，AA、Aa、aa 的基因型频率分别用的基因型频率分别用PAA、PAa、Paa表示，则：表示，则： PA2n 1 n2 2N n1 N 1 2 n2 N PAA1 2PAa Pa2n 3 n2 2N n3 N 1 2 n2 N Paa1 2PAa 由以上公式可以得出下列结论：由以上公式可以得出下列结论： 在种群中一对等位基因的频率之和等于在种群中一对等位基因的频率之和等于1，而各种基因型频，而各种基因型频 率之和也等于率之和也等于1。 某等位基因的频率该等位基因纯合子的频率某等位基因的频率该等位基因纯合子的频率 1 2
13、 杂合子的杂合子的 频率。频率。 (2)已知基因频率计算基因型频率：设某种群中已知基因频率计算基因型频率：设某种群中A的基因频率为的基因频率为 p，a的基因频率为的基因频率为q，则，则AA的基因型频率为的基因型频率为p2，aa的基因型频的基因型频 率为率为q2，Aa的基因型频率为的基因型频率为2pq。 注意注意 上述计算方法只适用于理想条件下。上述计算方法只适用于理想条件下。 课标高考试题对本专题的考查，经常以 基因频率的变化与生物进化和物种形成的 关系等为载体进行命题，或者是结合实际 生产生活进行考查。 【典例1】 (2012海南单科，23)关于现代生物进论理 论的叙述，错误的是 ( )。
14、A基因的自发突变率虽然很低，但对进 化非常重要 B不同基因型的个体对环境的适应性可 相同，也可不同 C环境发生变化时，种群的基因频率可 能改变，也可能不变 D同一群落中的种群相互影响，因此进 化的基本单位是群落 解析 本题考查现代生物进化理论的知识。 基因的自发突变率虽然很低，但在整个生物 界是非常普遍的，它是生物变异的根本来源， 为生物进化提供了原材料，对生物进化极其 重要，A正确；不同基因型的个体对环境的 适应性可以相同，也可以不同，因而形成了 生物物种的多样性，B正确；当外界环境发 生变化时，由于选择作用，与该环境有关的 性状的基因频率可能改变，而与该环境无关 的性状的基因频率可能不改变
15、，C正确；种 群是生物进化的基本单位，D错误。 答案 D 【典例2】 (2012石家庄市部分学校联考)据调查， 某 小 学 学 生 中 基 因 型 及 比 例 为 XBXB(42.32%)、XBXb(7.36%)、 XbXb(0.32%)、XBY(46%)、XbY(4%)，则 在该群体中B和b的基因频率分别为 ( ) A6%、8% B8%、92% C78%、92% D92%、8% 解析解析 假设被调查的总人数为假设被调查的总人数为100个，由于个，由于B和和b这对等位基因这对等位基因 只存在于只存在于X染色体上，染色体上，Y染色体上无相应的等位基因，故基因染色体上无相应的等位基因，故基因 总数
16、为总数为150个，而个，而B和和b基因的个数分别为基因的个数分别为42.3227.3646 138,7.360.322412，故，故B的基因频率为的基因频率为138 150 100% 92%，b的基因频率为的基因频率为 12 150 100%8%。 答案答案 D 物种形成、共同进化与生物多样性物种形成、共同进化与生物多样性 高考地位：高考地位：5年年11考考 ( (2012北京卷、江苏卷、海南卷，北京卷、江苏卷、海南卷，2011 重庆卷、海南卷重庆卷、海南卷) ) 一、物种形成 1物种形成的三种典型模式 (1)渐变式如加拉帕戈斯群岛上13种地 雀的形成。 (2)骤变式主要是通过异源多倍体的染色
17、 体变异的方式形成新物种，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。 (3)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 受精前隔离受精前隔离 生态隔离生态隔离 季节隔离季节隔离 行为隔离行为隔离 机械机械( (形态形态) )隔离隔离 配子隔离配子隔离 受精后隔离受精后隔离 杂种不活杂种不活 杂种不育杂种不育 杂种败育杂种败育 生殖隔离生殖隔离 新物种形成不一定经过地理隔离，但不管 哪种方式都需要达到生殖隔离。 判断两种生物是否为同一物种 的方法：
18、 若可以自然交配，并且后代为可育后代， 则属同一物种。不能进行自然交配，或者 交配繁殖出的后代为不可育后代(如马与驴 交配所生的“骡”不可育)就为不同物种。 二、共同进化与生物多样性 1共同进化类型 共同 进 化类 型 包含类型 举例 不同 物 种之 间 互利共生 豆科植物与根瘤菌 捕食 猎豹和斑马 寄生 黏液病毒和兔子 竞争 作物与杂草 生物 与 无机 环 境之 间 生物影响环 境、环境影 响生物 地球最早是无氧环境厌 氧生物光合生物出现 空气中有了氧气出现好 氧生物 2.生物多样性各层次间的关系 本考点往往与进化理论观点、生物多样性 综合起来命题，采分点是物种形成与生物 的共同进化，选择题
19、居多。 【典例3】 (2011上海单科，(八)回答下列有关生物 进化和生物多样性的问题。 (1)现代综合进化理论认为生物进化的基本 单位是_。 材料一 某种蛾易被蝙蝠捕食，千百万年 之后，此种蛾中的一部分当感受到蝙蝠的超 声波时，便会运用复杂的飞行模式，逃脱危 险，其身体也发生了一些其他改变。当人工 使变化后的蛾与祖先蛾交配后，产出的受精 卵不具有生命力。 材料二 蛙是幼体生活于水中，成体可生活于水 中或陆地的动物。由于剧烈的地质变化，使某种 蛙生活的水体分开，蛙被隔离为两个种群。千百 万年之后，这两个种群不能自然交配。 依据以上材料，回答下列问题。 (2)这两则材料中发生的相似事件是_。 A
20、适应辐射 B地理隔离 C生存竞争 D生殖隔离 (3)在材料一中，蛾复杂飞行模式的形成是 _的结果。 (4)在材料二中，若发生剧烈地质变化后，其中 一个蛙种群生活的水体逐渐干涸，种群中个体数 减少，导致该种群的_变小。 下表为V基因在种群A和B中的基因型个体数。 (5)计算 在A种群中的频率_。 (6)就V基因而言，比较A种群和B种群的遗 传多样性，并利用表中数据陈述判断依据。 _。 基因型 A种群/个 B种群/个 200 0 50 120 100 200 VcVc 150 50 100 80 解析解析 (1)生物进化的基本单位是种群；生物进化的基本单位是种群； (2)材料一说明变化后的材料一说
21、明变化后的 蛾与祖先蛾交配不能产生后代，所以二者产生了生殖隔离，材蛾与祖先蛾交配不能产生后代，所以二者产生了生殖隔离，材 料二中两个种群不能自然交配也产生了生殖隔离；料二中两个种群不能自然交配也产生了生殖隔离；(3)蛾复杂飞蛾复杂飞 行模式的形成是自然选择或适者生存的结果；行模式的形成是自然选择或适者生存的结果；(4)种群的基因库种群的基因库 由种群中全部个体的基因构成，所以种群中个体数的减少，会由种群中全部个体的基因构成，所以种群中个体数的减少，会 使种群的基因库变小；使种群的基因库变小；(5)A 种群中种群中 Va的基因频率为：的基因频率为： 200502100 6002 100%33%；
22、 (6)因为因为 A 种群中的基因型为种群中的基因型为 5 种，种，B 种群的基因型为种群的基因型为 4 种，种，A 种群的基因型多于种群的基因型多于 B 种群，种群， 所以所以 A 种群的遗传多样性高于种群的遗传多样性高于 B 种群。种群。 答案 (1)种群 (2)D (3)自然选择/适者生 存 (4)基因库 (5)33% (6)A种群的遗传 多样性高于B种群。因为A种群的基因型为5 种，B种群为4种(或A种群基因型多于B种群) 【训练】 (2012江苏三校联考)如图A、B、C表示3个 自然条件有差异的地区，地区间的黑线表示存 在一定的地理隔离，A地区的某些个体由于某 些机会开始分布到B、C
23、地区，并逐渐形成两个 新物种，中的甲、乙、丙分别表示3个种群。 下列有关说法正确的是 ( )。 A上述过程说明地理隔离是新物种形 成的标志 B甲、乙两个种群的基因库存在较大 差异，不能进行基因交流 C乙、丙两个种群存在地理隔离，但 两种群的基因频率相同 D甲、丙种群存在生殖隔离，两个种 群基因库组成完全不同 解析 生殖隔离是新物种形成的标志；甲、 乙两个种群的个体为不同物种，不同物种 间存在生殖隔离，因此两个种群的基因库 存在较大差异，且不能进行基因交流；乙、 丙两个种群存在地理隔离，且两种群的基 因频率不一定相同；甲、丙种群存在生殖 隔离，但两个种群的部分基因库组成可能 相同。 答案 B 易
24、错点1 误以为环境的改变会使生物产生 适应性的变异 点 拨 达尔文认为变异是不定向的， 但环境对变异的选择是定向的，虽然随着 环境的改变，适应环境的变异也会改变， 但这个变异是原来就有的，而不是环境改 变后产生的。 规避规避3个易错点个易错点 易错点2 将“生物进化”与“物种形成” 混淆，分辨不清 点 拨 生物进化和物种形成的区别 内 容 物种形成 生物进化 标 志 生殖隔离出现 基因频率改变 变化后的生物 与 原生物的关系 新物种形成， 生殖隔离，质 变 生物进化，基 因频率定向改 变，量变 二者联系 只有不同种群的基因库产生 了明显差异，出现生殖隔离才 形成新物种；进化不一定产 生新物种，
25、新物种产生一定存 在进化 易错点3 种群和物种的内涵与外延界定不 清 点 拨 物种是自然状态下能够自由 交配并产生可育后代的一群生物，一个物 种可能在不同地点和时间形成不同的种群。 种群是同一种生物、同一地点、同一时 间形成的一个群体。种群“小”，不同种 群间有地理隔离；物种“大”，不同物种 间有生殖隔离。判断生物是不是同一物 种，如果来历不明，形态结构相似，可靠 依据是：看是否存在生殖隔离。若存在生 殖隔离，则不是同一物种。 纠错演练 下列关于物种和种群的叙述中，错误的是 ( )。 A一个物种可以形成多个种群，一个种群 中只能含有一个物种 B若物种乙是由物种甲进化来的，则物种 乙和物种甲之间
26、一定发生了生殖隔离 C突变、基因重组和自然选择均能定向改 变种群的基因频率 D若种群1与种群2的基因频率都发生了改 变，则这两个种群都在进化 解析 突变和基因重组为生物的进化提供 原材料，能决定进化方向(定向改变种群基 因频率)的只有自然选择，C项错误。 答案 C 1.(2012江苏单体，5)下列关于生物进化的 叙述，错误的是 ( )。 A生物的种间竞争是一种选择过程 B化石是研究生物进化的重要依据 C外来物种入侵能改变生物进化的速度和 方向 D突变的可遗传性阻碍生物进化 生物进化理论的综合应用生物进化理论的综合应用 解析 本题主要考查了生物进化的相关知 识。具有竞争关系的生物之间进行着相互
27、选择，A正确；研究生物进化历程的主要证 据是古生物学证据，是以化石为依据的，B 正确；外来物种入侵会改变当地生物的生 存机会，进而改变生物进化的速度和方向， C正确；突变可以为生物进化提供原材料， D不正确。 答案 D 2(2012北京理综，3)金合欢蚁生活在金 合欢树上，以金合欢树的花蜜等为食，同 时也保护金合欢树免受其他植食动物的伤 害。如果去除金合欢蚁，则金合欢树的生 长减缓且存活率降低。由此不能得出的推 论是 ( )。 A金合欢蚁从金合欢树获得能量 B金合欢蚁为自己驱逐竞争者 C金合欢蚁为金合欢树驱逐竞争者 D金合欢蚁和金合欢树共同(协同)进化 解析 本题主要考查生物群落中种间关系 的
28、相关知识。由题意知，金合欢蚁以金合 欢树的花蜜等为食，说明金合欢蚁从金合 欢树获得能量，A正确；金合欢蚁可通过驱 逐其他植食动物为自己驱逐竞争者，B正确； 植食动物与金合欢树不属于竞争关系，C错 误；金合欢蚁与金合欢树之间存在的相互 依存关系是两者共同进化的结果，D正确。 答案 C 3(2010山东理综，2)下列符合现代生物 进化理论的叙述是 ( )。 A物种的形成可以不经过隔离 B生物进化过程的实质在于有利变异 的保存 C基因突变产生的有利变异决定生物 进化的方向 D自然选择通过作用于个体而影响种 群的基因频率 解析 新物种的形成必须要经过隔离，隔 离是物种形成的必要条件，因此A错误；生 物
29、进化的实质在于种群基因频率的定向改 变，因此B错误；生物进化的方向是由自然 选择决定而不是基因突变产生的有利变异 所决定，因此C错误；自然选择通过作用于 个体而影响种群的基因频率，因此D正确。 答案 D 4.(2010全国，4)已知某环境条件下某种动物 的AA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 ( )。 A11 B12 C21 D31 基因频率及其计算基因频率及其计算 解析解析 在该群体中在该群
30、体中AA1 3， ，Aa2 3，则配子 ，则配子A2 3， ，a1 3，则子 ，则子 代中代中AA 4 9 ，Aa 4 9 ，aa 1 9 (死亡死亡)。则子代中。则子代中AA和和Aa的比例的比例 是是11。 答案答案 A 考向借鉴他山之石 5(2012上海单科，(二)回答下列有关生 物进化和生物多样性的问题。 从上世纪50年代至今，全球抗药性杂草 的发生呈上升趋势。 (1)目前全球已有188种杂草中的324个生 物类型对19类化学除草剂产生了抗药性。 所谓”生物类型“是指_。 A品种多样性 B物种多样性 C遗传多样性 D生态系统多样性 (2)抗药性杂草生物类型数量的增加，最可能 的原因是_。
31、 A气候变化 B化肥使用 C耕作措施变化 D除草剂使用 (3)研究证实，杂草解毒能力增强是杂草对除 草剂产生抗性的主要机制之一。从种群水平 分析，这是因为_。 A种群内的基因突变加快 B种群内的基因频率发生了变化 C种群内形成了生殖隔离 D种群内的基因突变朝着抗药性发展 (4)相对于抗药性杂草生物类型来说，对除草 剂敏感的为敏感性生物类型，那么在原来没有 除草剂使用的农田生态系统中，抗药性生物类 型个体数量与敏感性生物类型个体数量的关系 是_。 A无敏感性个体 B抗药性个体多于敏感性个体 C无抗药性个体 D敏感性个体多于抗药性个体 (5)抗药性杂草已成为农业生产的严重威胁。 下述几种策略中，可有效延缓抗药性杂草 发生的是_(多选)。 A机械除草 B除草剂交替使 用 C人工除草 D提高除草剂使 用频率 解析 本题考查生物进化和生物多样性的 相关知识。(1)由题中信息可知，这里的 “生物类型”是指具有不同遗传多样性的 生物。(2)(5)由于除草剂的选择作用，使 抗除草剂基因频率增加，从而使抗药性杂 草类型数量增加；在没有使用过除草剂的 农田生态系统中，具有抗药性的个体数量 较少；欲清除抗药性杂草，可通过机械除 草、人工除草和交替使用不同类型的除草 剂等方法实现。 答案 (1)C (2)D (3)B (4)D (5)A、B、 C
