高三生物一輪復(fù)習(xí)課件 【備課精研】生物的進(jìn)化

第22講生物的進(jìn)化學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.認(rèn)同生物是不斷進(jìn)化的，理解生命是在不斷變化和發(fā)展的，樹立正確的自然觀；2.能用相關(guān)生物進(jìn)化學(xué)說解釋生物的適應(yīng)性，并指出相關(guān)學(xué)說的不足及意義；3.能結(jié)合實例闡釋現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的內(nèi)容；4.能正確理解生物與環(huán)境在進(jìn)化中的相互作用及形成的結(jié)果；5.能熟練運用各種模型解釋相關(guān)現(xiàn)象及計算基因頻率。聚焦高考從原始生命在地球上誕生開始，生物就踏上了漫長的進(jìn)化之路，從簡單到復(fù)雜，從低等到高等，從水生到陸生，眾多的物種在進(jìn)化中誕生，又在進(jìn)化中滅亡……生命不息，進(jìn)化不止！進(jìn)化：是指一切生命形態(tài)發(fā)生、發(fā)展的演變過程一.生物進(jìn)化的證據(jù)、自然選擇與適應(yīng)的形成1.生物有共同祖先的證據(jù)1.化石證據(jù)▲利用化石可以確定地球上曾經(jīng)生活過的生物的種類及其形態(tài)、結(jié)構(gòu)、行為等特征。(教材P100)

從動物的牙齒化石推測它們的飲食情況從動物的骨骼化石推測其體型大小和運動方式從植物化石推測其形態(tài)、結(jié)構(gòu)和分類地位化石是研究生物進(jìn)化最直接、最重要的證據(jù)化石：是指通過自然作用保存在地層中的古代生物的遺體、遺物或生活痕跡等2.比較解剖學(xué)證據(jù)3.胚胎學(xué)證據(jù)彼此相似的胚胎階段4.細(xì)胞學(xué)及分子生物學(xué)的證據(jù)細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的研究，可以看出截然不同的當(dāng)今生物之間也有很多相似之處。一.生物進(jìn)化的證據(jù)、自然選擇與適應(yīng)的形成2.適應(yīng)的普遍性和相對性所有的生物都具有適應(yīng)環(huán)境的特征------普遍性什么是適應(yīng)？①生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)適合于完成一定的功能。②生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)及其功能適合于該生物在一定的環(huán)境中生存和繁殖。適應(yīng)性特征來自遺傳，即來源于可遺傳的有利變異的逐代積累，是對之前的環(huán)境適應(yīng)的結(jié)果。由于環(huán)境總是處于不斷的變化中，遺傳的穩(wěn)定性與環(huán)境不斷變化之間的矛盾讓適應(yīng)具有相對性。一.生物進(jìn)化的證據(jù)、自然選擇與適應(yīng)的形成3.適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果各種生物都是自古以來就如此的神創(chuàng)論①器官的“用進(jìn)廢退”②獲得性遺傳拉馬克的進(jìn)化學(xué)說各種生物的適應(yīng)性特征并不是自古以來都是如此的，而是在進(jìn)化過程中逐漸形成的(教材P107)②獲得性遺傳器官使用越多越發(fā)達(dá)，不使用就退化由于環(huán)境引起或由于用進(jìn)廢退引起的變化，都是可以遺傳的①用進(jìn)廢退意義∶A.是達(dá)爾文學(xué)說之前影響最大、最為系統(tǒng)的進(jìn)化理論。B.是歷史上第一個比較完整的進(jìn)化學(xué)說。C.反對神創(chuàng)論和物種不變論，強調(diào)生物的進(jìn)化。局限性：缺乏科學(xué)證據(jù)支持。A.拉馬克理論大多數(shù)是主觀推測。B.過于強調(diào)環(huán)境的變異導(dǎo)致物種的改變。推翻了神創(chuàng)論的達(dá)爾文達(dá)爾文在《物種起源》一書中明確提出：地球上的當(dāng)今生物都是由共同祖先進(jìn)化來的，人和猿有共同的祖先。自然選擇學(xué)說揭示了生物進(jìn)化的機制，解釋了適應(yīng)的形成和物種形成的原因。構(gòu)建自然選擇學(xué)說的概念模型:解讀1：兩個方向變異------不定向，自然選擇------定向。進(jìn)化過程中環(huán)境只起到選擇作用，變異是生物自身的事情；變異在環(huán)境變化之前就已經(jīng)產(chǎn)生，選擇作用不是影響變異的因素。解讀2：生存斗爭范疇原因結(jié)果①種內(nèi)斗爭②種間斗爭③生物與非生物之間的斗爭過度繁殖+有限生活資源生物大量死亡，少量存活。對生物個體往往有害，但對生物物種是有利的。并能推動生物的進(jìn)化▲意義▲達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的局限性和發(fā)展(1)不能科學(xué)地解釋遺傳變異的本質(zhì)(2)局限于個體水平,認(rèn)為進(jìn)化是以個體為單位(1)使生物學(xué)第一次擺脫了神學(xué)的束縛;(2)揭示了生物界統(tǒng)一性的原因：所有生物都有共同的祖先,而生物的多樣性和適應(yīng)性是進(jìn)化的結(jié)果現(xiàn)代生物進(jìn)化理論現(xiàn)代生物進(jìn)化理論深入到基因水平以種群為單位杜布贊斯基在《遺傳學(xué)和物種起源》中完成對現(xiàn)代進(jìn)化理論的綜合，即對達(dá)爾文選擇論和新達(dá)爾文主義基因論的綜合?，F(xiàn)代生物進(jìn)化理論主要包括：①自然選擇決定進(jìn)化的方向，使生物向著適應(yīng)環(huán)境的方向發(fā)展。②種群是生物進(jìn)化的基本單位，進(jìn)化機制的研究，屬于群體遺傳學(xué)的范疇☆進(jìn)化的實質(zhì)就在于種群的基因頻率的改變，并由此引起生物類型的逐漸演變。③突變、選擇、隔離是物種形成和生物進(jìn)化的機制杜布贊斯基二.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論二.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論1.種群的基因頻率和基因型頻率老鼠種群該種群某性狀基因型P(A)＝14/20＝7/10P(a)＝6/20＝3/10P(AA)＝6/10＝3/5P(Aa)＝2/10＝1/5P(aa)＝2/10＝1/5基因庫：一個種群中全部個體所含有的全部基因種群通過繁殖傳遞其基因庫基因頻率：在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比率基因型頻率：某基因型個體數(shù)占群體內(nèi)全部個體數(shù)的比率1.種群的基因頻率和基因型頻率親代基因型比值A(chǔ)A(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比值A(chǔ)(

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)子代基因型頻率AA(

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)子代基因頻率A(

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)30%30%30%10%36%48%16%60%40%在一個有性生殖的自然種群中，當(dāng)?shù)任换蛑挥幸粚Γˋa）時，設(shè)p代表A基因的頻率，q代表a基因的頻率，則：(p+q)2=p2+2pq+q2=1適用條件：種群足夠大；種群中個體間的交配是隨機的；沒有突變的發(fā)生；種群之間不存在個體的遷移或基因交流；沒有自然選擇。遺傳平衡定律（哈迪-溫伯格定律）上述5個假設(shè)成立的條件下，種群基因頻率在世代繁衍過程中不會發(fā)生變化，我們稱為遺傳平衡。例5.（山東高考）玉米的高桿（H）對矮桿（h）為顯性?，F(xiàn)有若干H基因頻率不同的玉米群體，在群體足夠大且沒有其他因素干擾時，每個群體內(nèi)隨機交配一代后獲得F1，各F1中基因型頻率與H基因頻率（p）的關(guān)系如圖。下列分析錯誤的是（）A.0<p<1時，親代群體都可能只含有純合體B.只有p=b時，親代群體才可能只含有雜合體C.p=a時，顯性純合體在F1中所占的比例為1/9D.p=c時，F(xiàn)1自交一代，子代中純合體比例為5/9D問題：X染色體上的基因如何計算基因頻率？XB基因頻率=Xb基因頻率=☆自交、自由交配與基因頻率、基因型頻率的關(guān)系①自交：純合子增多，雜合子減少，不改變基因頻率②自由交配：在無基因突變的理想狀態(tài)下，處于遺傳平衡的種群自由交配，基因頻率和基因型頻率都不會改變！二.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論2.種群的基因頻率的改變進(jìn)化的實質(zhì)就在于種群的基因頻率的改變，并由此引起生物類型的逐漸演變?！钭⒁猓鹤儺惻c突變突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料，都可能使種群基因頻率發(fā)生不定向地改變可遺傳的變異不可遺傳的變異基因突變?nèi)旧w變異基因重組突變變異二.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論3.變異與自然選擇▲自然選擇的例子—工業(yè)黑化①自然選擇直接選擇表型而不是基因型②定向選擇與不定向變異基因的突變是不定向的，只有選擇作用是定向的。自然選擇的基本基本類型突變和基因重組為生物的進(jìn)化提供了原材料。自然選擇決定生物進(jìn)化的方向。生物進(jìn)化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變。結(jié)論：資料分析1.為了研究微生物的抗藥性突變是自發(fā)產(chǎn)生的還是在環(huán)境因素的作用下產(chǎn)生的，1952年Lederberg夫婦利用大腸桿菌設(shè)計了一個影印培養(yǎng)法實驗。影印培養(yǎng)法的實驗原理是：把長有數(shù)百個菌落的細(xì)菌母種培養(yǎng)皿倒置于包有一層滅菌絲絨布的木質(zhì)圓柱體（直徑略小于培養(yǎng)皿平板）上，使其均勻地沾滿來自母種培養(yǎng)皿平板上的菌落，然后通過這一“印章”把母板上的菌落“忠實地”一一接種到不同的其他培養(yǎng)基上。2.下圖就是科學(xué)家利用影印培養(yǎng)技術(shù)證明大腸桿菌產(chǎn)生抗鏈霉素突變基因的實驗。①首先將對鏈霉素敏感的大腸桿菌稀釋涂布在不含鏈霉素的平板1上，待其長出密集的小菌落后，用影印法接種到不含鏈霉素的培養(yǎng)基平板2上，隨即再影印到含有鏈霉素的培養(yǎng)基平板3上。經(jīng)培養(yǎng)后，在平板3上出現(xiàn)了個別抗鏈霉素的菌落。②對培養(yǎng)皿2和3進(jìn)行比較，在平板2上找到與平板3上位置相同的那幾個菌落③將平板2上與平板3上位置相同的菌落挑至不含鏈霉素的培養(yǎng)液4中，經(jīng)培養(yǎng)后，再稀釋涂布在平板5上。④并重復(fù)以上各步驟，最后在試管12中獲得了較純的抗鏈霉素菌落。結(jié)合本實驗分析如下問題：(1)3號、7號、11號培養(yǎng)基中加入鏈霉素的作用是什么？(2)3號培養(yǎng)皿中的菌落比1號、2號中的菌落少很多，這說明了什么？(3)你認(rèn)為該實驗最關(guān)鍵的設(shè)計思路什么？(4)該實驗得到的結(jié)論是什么？作為選擇作用。發(fā)生抗藥性突變的大腸桿菌數(shù)量少。進(jìn)了對照實驗設(shè)計，且最終得到的抗藥性細(xì)菌一直沒有接觸鏈霉菌。大腸桿菌的抗藥性突變是隨機自發(fā)的，而不是在鏈霉素的作用下產(chǎn)生的。二.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論4.隔離是物種形成的必要條件物種：能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物隔離：不同種群間的個體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象隔離導(dǎo)致遺傳物質(zhì)交流中斷，防止因基因交流而將彼此間的差異淹沒，保證群體向各個方向發(fā)展，使歧化不斷加深，直至新種形成。

①地理隔離：同種生物由于地理障礙而分成不同的種群，使得種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象。②生殖隔離：不同物種之間一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育后代的現(xiàn)象。自然選擇2自然選擇1地理隔離原種變異1變異2基因頻率的定向改變變異類型1變異類型2新物種新物種生殖隔離地理隔離是物種形成的量變階段，生殖隔離是物種形成的質(zhì)變時期。①新物種的形成

三個環(huán)節(jié)

形成標(biāo)志：

形成過程：歸納突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料自然選擇決定生物進(jìn)化的方向（生殖）隔離是物種形成的必要條件產(chǎn)生生殖隔離突變和基因重組種群基因頻率改變種群基因庫的差別生殖隔離自然選擇導(dǎo)致新物種標(biāo)志長期地理隔離思考：是否還存在其它新物種形成的方式？物種形成與生物進(jìn)化的比較比較內(nèi)容物種形成生物進(jìn)化標(biāo)志變化后生物與原生物關(guān)系二者關(guān)系歸納出現(xiàn)生殖隔離基因頻率改變屬于不同物種可能屬于同一物種①生物進(jìn)化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變，這種改變可大可小，不一定會突破物種的界限，即生物進(jìn)化不一定導(dǎo)致新物種的形成，進(jìn)化是量變，物種形成是質(zhì)變；②新物種的形成是長期進(jìn)化的結(jié)果二.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論5.協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性協(xié)同進(jìn)化是指不同物種之間、生物與無機環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展；通過漫長的協(xié)同進(jìn)化過程，地球上不僅出現(xiàn)了千姿百態(tài)的物種，豐富多彩的基因庫，而且形成了多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)。生物多樣性：①遺傳多樣性(基因多樣性):生物體內(nèi)決定性狀的遺傳因子及其組合的多樣性②物種多樣性：動物，植物和微生物等生物種類的豐富性③生態(tài)系統(tǒng)多樣性：生物圈內(nèi)生物環(huán)境、生物群落和生態(tài)過程的多樣性①適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果；②種群是生物進(jìn)化的基本單位；③突變和基因重組提供進(jìn)化的原材料，自然選擇導(dǎo)致種群基因頻率的定向改變，進(jìn)而通過隔離形成新的物種；④生物進(jìn)化的過程實際上是生物與生物、生物與無機環(huán)境協(xié)同進(jìn)化的過程；⑤生物多樣性是協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果。