高中生物 第五章 生物的进化课件 浙科版必修2.ppt

第五章生物的进化 一 生物的多样性 统一性和进化1 生殖隔离不同种的个体之间不能 或者在交配后不能产生有 能力的后代 2 生物的多样性生物在 功能 行为 生活方式等方面都有各自的特点 3 生物界在模式上的统一性在 细胞或生物大分子等层次上 不同生物之间总有一个或几个层次的 存在着统一的模式 相互交配 结构 生物体 生育 结构与功能 4 进化论对生物的统一性和多样性的解释 1 对生物多样性的解释 由于 等因素的作用 生活在不同环境中的同一物种的不同种群 可以发展出 2 对生物统一性的解释 整个生物界有 说明生物界在不同层次上存在着高度的统一性 自然选择 多个物种 一个共同由来 二 进化性变化是怎样发生的1 选择是进化的动力同种生物普遍存在着变异个体 保留比较合乎要求的变异保留有利于在特定环境中个体 淘汰其他变异个体存活和繁殖的变异个体 淘汰其他变异个体 世世代代选择培育出新的品种新的类型 新的 由此产生 2 是进化的一个重要动力和机制 人工选择 自然选择 连续数代选择 物种 自然选择 2 种群的变异性 是自然选择的前提 也是生物进化的前提 3 种群基因频率的平衡和变化 1 含义 基因库 一个生物种群的全部 的总和 基因频率 某一个等位基因的数目 该基因的 的总数 基因型频率 某种 的个体数 该种群总个体数 可遗传变异 等位基因 所有等位基因 基因型 2 遗传平衡定律 在一个大的随机交配的种群里 基因频率和基因型频率在没有迁移 突变 选择的情况下 世代相传不发生变化 并且基因型频率是由 所决定的 3 基因频率发生变化的因素 主要有突变 遗传漂变 非随机交配和自然选择等 基因频率 基因迁移 4 自然选择导致适应适应是生物特有的一种现象 是生命的结构及功能 行为 生活方式等特征使该生物适合在一定环境下生存和延续 是 的结果 自然选择 5 异地的和同地的物种形成 遗传组成 新物种 二倍体配子 1 判断两个种群是否属于同一物种的关键是看两个种群的个体是否能够交配 分析 生殖隔离是物种形成的必要条件 若两个个体能进行交配 但不能产生可育的后代 仍然属于两个物种 2 只有基因突变和基因重组才能产生生物进化的原材料 分析 基因突变 基因重组和染色体畸变是生物进化的原材料 3 生物多样性的根本原因是环境的多样性 分析 生物多样性的根本原因是遗传物质的多样性 4 遗传平衡定律适用于任何种群 分析 遗传平衡定律有六个限制条件 即种群足够大 无基因突变 无迁入迁出 无遗传漂变 随机交配 无自然选择和人工选择 因此并不适用于任何种群 5 自然选择不仅能保留有利变异 淘汰不利变异 而且能使有利变异积累起来 分析 自然选择使具有适应某种特定环境的变异性状个体被保留下来 导致生物的适应性进化 6 2009上海t3b 新物种形成的标志是出现新的形态结构 分析 新物种形成的标志是出现生殖隔离 7 2010山东t2c 基因突变产生的有利变异决定生物进化的方向 分析 基因突变是不定向的 不能决定生物进化的方向 考点一自然选择与进化性变化的发生1 种群与物种的区别与联系 注 两者的关系 如图 2 自然选择是进化的动力 3 异地的和同地的物种形成 高考警示 环境变化不能决定变异的方向变异在环境变化之前已经产生 环境只是起选择作用 不是影响变异的因素 通过环境的变化将生物个体中产生的有利变异选择出来 而淘汰不利变异 例如 喷洒杀虫剂只是将抗药性强的个体选择出来 而不是使害虫产生抗药性 典例1 图1显示了某种甲虫的两个种群基因库的动态变化过程 种群中每只甲虫都有相应的基因型 a和a这对等位基因没有显隐性关系 共同决定甲虫的体色 甲虫体色的基因型和表现型如图2所示 请据图回答下列问题 1 不同体色的甲虫体现了生物多样性中的多样性 2 在种群中出现了基因型为a a的甲虫 a 基因最可能的来源是 该来源为生物进化 a a个体的出现将会使种群基因库中的发生改变 3 图中箭头表示通过迁移 两个种群的基因库之间有机会进行 由此可知 种群1和种群2之间不存在 4 根据图1两个种群中不同体色的甲虫分布比例 可以初步推测出处于工业污染较为严重的环境中的是哪个种群 该环境对甲虫的生存起到了作用 解析 1 生物多样性包括遗传多样性 物种多样性和生态系统多样性 不同体色的甲虫体现了生物的遗传多样性 2 出现的新基因一般是基因突变的结果 a 基因最可能的来源是基因突变 该来源为生物进化提供了原材料 a a个体的出现将会使基因库中的基因频率发生改变 3 图中箭头表示两个种群的基因库之间有机会进行基因交流 从而说明种群1和种群2之间不存在生殖隔离 4 两个种群中 种群1中基因型为aa的黑色个体明显比种群2中多 说明该种群所处的环境工业污染较为严重 这样的环境对甲虫起到了选择作用 答案 1 遗传 2 基因突变提供了原材料基因频率 3 基因交流生殖隔离 4 种群1选择 互动探究 1 若图1中种群1和种群2不能通过地理屏障 它们是否是两个物种 提示 不一定 如果两个种群之间存在生殖隔离 则它们是不同物种 否则是同一物种 2 a a和a之间是否遵循基因的自由组合定律 提示 不遵循 a a和a互为等位基因 它们遵循基因的分离定律 非同源染色体上的非等位基因才遵循基因的自由组合定律 变式训练 能影响基因频率改变的因素有 基因突变 基因迁移 自然选择 遗传漂变 基因重组 非随机交配a b c d 解析 选d 引起种群基因频率改变的因素有 基因突变 自然选择 基因迁移 非随机交配和遗传漂变等 基因重组虽然能改变基因型 但不能改变基因频率 考点二基因频率和基因型频率比较及计算1 比较 2 计算 1 常染色体遗传方式 设有n个个体的种群 aa aa aa的个体数分别是n1 n2 n3 a a的基因频率分别用pa pa表示 aa aa aa的基因型频率分别用paa paa paa表示 则 由以上公式可得出下列结论 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 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 2 伴x染色体遗传方式 在一个工厂中 男女职工各100名 女性中 色盲基因 xb 携带者为5人 色盲患者为1人 男性中色盲患者为8人 则xb的基因频率为 已知人群中 伴x染色体隐性遗传病男性中患者的比例为p 则可认为这个人群中相应致病基因频率为p 由此可计算女性中患病的频率为p2 若色盲在男性中发病率为7 则在女性中发病率为 7 2 0 5 3 哈迪 温伯格定律 成立前提 a 种群非常大 b 所有雌雄个体之间自由交配 c 没有迁入和迁出 d 没有自然选择 e 没有基因突变 计算公式 a 当等位基因只有两个时 a a 设p表示a的基因频率 q表示a的基因频率 则基因型aa的频率为p2 aa的频率为2pq aa的频率为q2 b 当基因型aa的频率为x 时 则a的基因频率为a的基因频率为aa基因型频率为aa基因型频率为 高考警示 可遗传变异与进化的关系 1 基因突变可以产生新基因 改变基因频率 会使生物发生进化 2 基因重组只是改变了生物的基因型 并不改变基因频率 不会使生物发生进化 3 染色体变异会使基因数目增加或减少 也会使生物发生进化 染色体组成倍增加会导致生物新物种的形成 典例2 2011 广东高考 登革热病毒感染蚊子后 可在蚊子唾液腺中大量繁殖 蚊子在叮咬人时会将病毒传染给人 可引起病人发热 出血甚至休克 科学家拟用以下方法控制病毒的传播 1 将s基因转入蚊子体内 使蚊子的唾液腺细胞大量表达s蛋白 该蛋白可以抑制登革热病毒的复制 为了获得转基因蚊子 需要将携带s基因的载体导入蚊子的 细胞 如果转基因成功 在转基因蚊子体内可检测出 和 2 科学家获得一种显性突变蚊子 aabb a b基因位于非同源染色体上 只有a基因或b基因的胚胎致死 若纯合的雄蚊 aabb 与野生型雌蚊 aabb 交配 f1群体中a基因频率是 f2群体中a基因频率是 3 将s基因分别插入到a b基因的紧邻位置 如图 将该纯合的转基因雄蚊释放到野生型群体中 群体中蚊子体内病毒的平均数目会逐代 原因是 解析 本题主要考查基因工程 孟德尔的基因自由组合定律及基因频率的知识 1 为了获得转基因蚊子 应选择蚊子的受精卵为受体细胞 如转基因成功 那么s基因就能够表达 所以在转基因蚊子体内可检测出s基因 由s基因转录的mrna s蛋白 2 aabb与aabb交配所得f1的基因型全为aabb 所以群体中a基因频率是50 由于只有a或b基因的胚胎致死 所以f2存活个体的基因型为a b 和aabb 其中aabb1 16 aabb1 8 aabb1 8 aabb1 4 aabb1 16 由此可以推测出f2群体中a基因频率是60 3 s基因表达的s蛋白会抑制登革热病毒的复制 所以蚊子体内病毒的平均数目会逐代减少 答案 1 受精卵s基因由s基因转录的mrnas蛋白 2 50 60 3 减少s基因表达的s蛋白会抑制登革热病毒的复制 互动探究 1 上题 2 中蚊子种群是否发生了进化 提示 发生了进化 基因突变改变基因频率 只有a或b基因的胚胎致死 这一选择作用也会使基因频率发生变化 2 上题 3 中两个s基因交换位置属于何种变异 提示 染色体结构变异中的易位 两个s基因位于非同源染色体上 交换位置属于染色体结构变异中的易位 变式训练 调查某校学生中基因型为xbxb 42 32 xbxb 7 36 xbxb 0 32 xby 46 xby 4 则该校学生中xb和xb的基因频率分别是 a 6 8 b 92 8 c 78 92 d 8 92 解析 选b 对于伴x染色体遗传的基因频率的计算 男性应该只统计一个基因 而女性则统计两个基因 故本题中若共有男女学生各50人 所有学生的x基因总数为150个 则xb基因数为42 32 2 7 36 46 138个 xb的基因频率为138 150 100 92 xb基因数为7 36 0 32 2 4 12个 基因频率为12 150 100 8 1 2013 温州模拟 新物种形成的标志是 a 具有新的生理功能b 出现新的形态结构c 出现地理障碍d 形成生殖隔离 解析 选d 新物种形成的标志是形成生殖隔离 生殖隔离一旦形成 便不能进行基因交流 也就形成了新物种 2 在一个种群中 开始时a基因频率为50 a基因频率为50 三种基因型的比例分别是 aa为25 aa为50 aa为25 但基因型为aa的个体其生存能力和竞争能力明显低于另两种基因型的个体 那么经过了若干代的自然选择后 你认为下列哪种变化是符合实际情况的 a a基因和a基因的频率基本不发生太大的变化b 从上述结果可以得出生物进化的方向是由可遗传的变异决定的c 基因型aa频率在逐渐下降 而基因型aa频率却在上升d a基因的频率越来越低 a基因的频率越来越高 解析 选d 在生存斗争中 由于基因型为aa的个体生存能力和竞争能力低于基因型为aa aa的个体 故其容易被淘汰 则a的基因频率越来越低 a的基因频率越来越高 基因型为aa aa的个体在生存斗争中容易生存下来 因而基因型为aa的比例逐渐增加 基因型为aa的比例逐渐降低 3 果蝇的体色由常染色体上一对等位基因控制 基因型bb bb为灰身 bb为黑身 若人为地组成一个群体 其中80 的个体为bb 20 的个体为bb 群体随机交配 其子代中bb的比例是 a 25 b 32 c 50 d 64 解析 选b 本题考查基因频率计算的有关知识 由种群基因型的组成可知b的基因频率是80 b的基因频率是20 且群体随机交配 符合基因的遗传平衡定律 由此可得子代中bb的比例是2 0 8 0 2 0 32 4 下列叙述与现代生物进化理论相符合的是 a 进化地位越高等的生物适应环境的能力越强b 生物体所发生的变异都可为进化提供原材料c 喷洒农药可使害虫种群的抗药基因频率提高 从而使害虫的抗药性逐代增强d 生殖隔离是新物种形成的标志 物种是生物进化和繁殖的基本单位 解析 选c 自然选择下的各种生物 各有对不同环境的适应能力 生物体所发生的可遗传的变异才可为进化提供原材料 生殖隔离是新物种形成的标志 但种群才是生物进化和繁殖的基本单位 5 2013 台州模拟 马达加斯加群岛与非洲大陆只隔狭窄的海峡 但两地的生物种类有许多不同 造成这种现象的原因最可能是 a 它们的祖先不同b 自然选择的方向不同c 变异的方向不同d 岛上的生物未进化 解析 选b 马达加斯加群岛与非洲大陆上的生物 它们的祖先是相同的 个体间存在着一定的变异 对环境的适应能力不同 由于这两地的环境不同 适应环境的个体被保留下来 并把适应环境的基因传递给后代 逐代积累 这两地的生物就有了显著差异 最终导致生殖隔离 形成了不同的物种 6 蝴蝶泉头蝴蝶树 蝴蝶飞来千万数 首尾连接数公尺 自树下垂疑花序 每年的4 5月间 大理蝴蝶泉一带有数量庞大的大丽王蝴蝶种群 它们的翅色有黄翅黑斑和橙黄黑斑两种 研究得知 黄翅黑斑 a 对橙黄黑斑 a 是显性 且亲代基因型及比例是aa 30 aa 60 aa 10 若它们随机交配 请据孟德尔的分离定律计算 并回答问题 1 子代的基因型频率是 2 若要使蝴蝶后代的基因频率维持在这一理想状态下 除题干给出的特点外还应具备哪些条件 3 近年发现该种群出现了突变的白翅蝶 专家分析该种群的基因频率将会发生改变 请分析白翅基因的频率可能会怎样变化 4 近几年发现 该种群数量明显减小 使观赏价值降低 专家提出要加以保护 这是在层次上保护生物的多样性 解析 本题涉及种群基因频率的改变 基因频率是某基因占该种群全部等位基因数的比例 理想状态一般是种群非常大 所有的雌雄个体都能自由交配并产生后代 没有迁入和迁出 自然选择对翅色这一性状没有作用 基因不发生突变 在这一状态下 基因频率不发生改变 因此基因频率是a 60 a 40 子代的基因型频率是aa36 aa48 aa16 基因突变后 基因频率的变化要看该基因对应的性状与环境的适应情况 如果该性状适应环境 则基因频率会增大 如果该性状不适应环境 则基因频率会减小 生物多样性包括遗传多样性 物种多样性 生态系统多样性 本题是指从物种层次上保护生物的多样性 答案 1 aa36 aa48 aa16 2 没有迁入和迁出 没有基因突变 自然选择对翅色这一性状没有作用 3 如果该性状适应环境 则基因频率会增大 如果该性状不适应环境 则基因频率会减小 4 物种 7 2012 上海高考 蜗牛的有条纹 a 对无条纹 a 为显性 在一个地区的蜗牛种群内 有条纹 aa 个体占55 无条纹个体占15 若蜗牛间进行自由交配得到f1 则a的基因频率和f1中aa的基因型频率分别为 a 30 21 b 30 42 c 70 21 d 70 42 解析 选d 亲本中aa占55 aa占15 所以aa占30 自由交配 用哈迪 温伯格定律计算 得到a的基因频率为70 a的基因频率为30 f1中aa的基因型频率为42 8 2012 江苏高考 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 解析 选d a正确 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 b正确 化石为研究生物进化提供了最直接的证据 c正确 外来物种入侵会导致本地生物多样性的锐减 因此会影响生物进化的速度和方向 d错误 生物进化的实质是种群基因频率的定向改变 突变会导致基因频率的改变 因而有利于生物进化 9 2012 海南高考 关于现代生物进化理论的叙述 错误的是 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 选d 基因的自发突变率虽然很低 却是生物变异的根本来源 是生物进化的原材料 a项正确 生物的表现型是基因型与环境共同作用的结果 基因型不同 表现型相同 对环境的适应性相同 也可能表现型不同 对环境的适应性也不同 b项正确 环境发生的变化如果影响到某些基因型 由于环境的选择作用 就会使种群的基因频率改变 如果环境发生的变化不影响种群中各基因型的适应性 也可能不起选择作用 使基因频率不变 c项正确 种群内个体之间才有基因交流 所以生物进化的基本单位是种群而非群落 d项错误 10 2012 上海高考 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