高中生物2020届高考生物一轮复习7.4现代生物进化理论课件201908241282

第4课

现代生物进化理论考点一现代生物进化理论【核心知识·突破】一、现代生物进化理论的由来1.拉马克的进化学说：(1)生物不是神造的，是由_________________而来的。更古老的生物进化(2)生物是由_____到_____逐渐进化的。(3)生物各种适应性特征的形成都是由于_________和___________。低等高等用进废退获得性遗传2.达尔文的自然选择学说：(1)主要观点：(2)贡献：①对_________的原因提出了合理的解释；②科学地解释了_____________和适应性。生物进化生物的多样性(3)不足：①对___________的本质不能做出科学的解释；②对生物进化的解释局限于_____水平；③强调物种形成都是_____的结果，不能很好地解释物种大爆发等现象。遗传和变异个体渐变二、现代生物进化理论1.种群是生物进化的基本单位：(1)种群：生活在一定区域的_________的全部个体。(2)基因库：一个种群中_________所含有的全部基因。同种生物全部个体(3)基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占________________的比率。(4)生物进化的实质：_____________________。2.突变和基因重组产生进化的原材料：全部等位基因数种群基因频率发生改变(2)生物突变的有利和有害不是绝对的，往往取决于生物的_________。(3)生物的变异是_______的，只是产生了生物进化的_______，不能决定生物进化的方向。生存环境不定向原材料3.自然选择决定生物进化的方向：(1)原因：不断淘汰_________的基因，积累_________的基因。(2)结果：种群的基因频率发生_____改变。不利变异有利变异定向4.隔离导致物种形成：

(2)物种形成：5.共同进化与生物多样性的形成：(1)共同进化的类型和实例：共同进化的类型举例不同物种之间有细长吸管似口器的蛾与长花距的兰花捕食猎豹捕食斑马；羊吃草寄生黏液瘤病毒和兔子竞争农作物和杂草共同进化的类型举例生物与无机环境之间地球最早为无氧环境→_________→光合生物出现→空气中有了氧气→出现好氧生物厌氧生物(2)生物多样性的形成：①内容：_____多样性、_____多样性、生态系统多样性。②形成原因：生物的_________。③研究生物进化历程的主要依据：_____。基因物种共同进化化石三、生物进化理论在不断发展1.中性学说：大量的基因突变是中性的，决定生物进化方向的是_________的逐渐积累，而不是自然选择。2.物种形成并不都是渐变的过程，而是种群长期稳定与迅速形成新种_________的过程。中性突变交替出现3.【教材易漏知识】必修2P116“知识链接”：染色体变异对种群基因频率的影响(1)染色体的片段缺失、重复和数目变异因能造成基因数目的变化，所以会引起种群基因频率的变化。(2)染色体片段的易位和倒位改变了基因在染色体上的排序，因有可能造成个体适应环境能力的改变而遭受自然选择的压力，甚至致死，所以有可能会引起种群基因频率的变化。【微点警示】正确认识生物进化与新物种形成(1)自然选择的对象是个体产生的变异，结果是不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累，种群的基因频率发生定向改变，即生物朝一定方向不断进化。(2)自然选择的手段是生存斗争，起选择作用的是个体所处的自然环境。

(3)生物进化的实质是种群基因频率的改变，物种形成的标志是生殖隔离的形成。(4)生物进化并不一定形成新物种，但是新物种的形成一定要经过生物进化。【秒判正误】1.油菜物种甲(2n=20)与乙(2n=16)通过人工授粉杂交，获得的幼胚经离体培养形成幼苗丙，用秋水仙素处理丙的顶芽形成幼苗丁，待丁开花后自交获得后代戊若干，形成戊的过程未经过地理隔离，因而戊不是新物种。 ()×分析：物种的形成不一定要经过地理隔离，戊是四倍体，与甲、乙二倍体存在生殖隔离，因此是新物种。2.生殖隔离是物种朝不同方向发展的决定性因素。

()分析：自然选择决定生物进化的方向。×3.两个鱼塘中的鲫鱼属于同一物种，也是一个种群。

()分析：种群是繁殖的基本单位，个体之间能够进行基因交流，两个鱼塘中的鲫鱼存在地理隔离，不是一个种群。×4.种群基因库间的差异是产生生殖隔离的根本原因。

()5.长舌蝠为长筒花的唯一传粉者，两者相互适应，共同(协同)进化。 ()6.一般来说，频率高的基因所控制的性状更适应环境。 ()√√√【命题案例·研析】【典例】(2017·江苏高考)下列关于生物进化的叙述，错误的是 (

)A.某物种仅存一个种群，该种群中每个个体均含有这个物种的全部基因B.虽然亚洲与澳洲之间存在地理隔离，但两洲人之间并没有生殖隔离C.无论是自然选择还是人工选择作用，都能使种群基因频率发生定向改变D.古老地层中都是简单生物的化石，而新近地层中含有复杂生物的化石

【审答技巧】(1)理解基因库的含义：一个种群中全部个体所含有的全部基因。(2)理解自然选择的作用：自然选择使种群基因频率发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。(3)地理隔离和生殖隔离的区别：①地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成的质变阶段，只有地理隔离而不形成生殖隔离，能产生亚种，但绝不可能产生新物种，如东北虎和华南虎。②生殖隔离是物种形成的关键，是物种形成的最后阶段，是物种间的真正界限。生殖隔离有三种情况：不能杂交、杂交不活、活而不育。【解析】选A。物种的基因是种内所有个体的基因之和，并非每个个体都含有这个物种的全部基因，A项错误；亚洲与澳洲之间虽存在地理隔离，但两洲人属于同一个物种，可以产生可育后代，没有生殖隔离，B项正确；自然选择使基因频率定向改变，决定了生物进化的方向，但是基因频率的定向改变未必都是自然选择决定的，还有人工选择等因素，C项正确；在越古老的地层中，挖掘出的化石所代表的生物，结构越简单，分类地位越低等，在距今越近的地层中，挖掘出的化石所代表的生物，结构越复杂，分类地位越高等，D项正确。【高考长句应答特训】(1)生物在形成生殖隔离前_______(填“一定”或“不一定”)要经过地理隔离，原因是________________________________________________________________________________________________________________。不一定地理隔离是形成生殖隔离的一种途径，有的可以不经过地理隔离，比如通过染色体变异的方式形成多倍体，从而产生新物种(2)在自然选择过程中，直接受选择的是_______(填“基因型”或“表现型”)，原因是________________________________________________________。表现型生物个体与环境直接发生相互作用的是其表现型而不是基因型【考点题组·诊断】角度一自然选择学说1.(2018·浙江4月选考真题)下列关于自然选择的叙述，错误的是 (

)A.自然选择是生物进化的重要动力B.自然选择加速了种群生殖隔离的进程C.自然选择获得的性状都可以通过遗传进行积累D.自然选择作用于对个体存活和繁殖有影响的变异性状【解析】选C。自然选择是指在生存斗争中，适者生存、不适者被淘汰的过程，使种群基因频率发生定向改变，导致同一物种不同种群的基因库出现差异，当这种差异变得显著时可导致种群间产生生殖隔离，进而形成新物种，可见，自然选择是生物进化的重要动力，加速了种群生殖隔离的进程，A、B正确；自然选择获得的性状只有可遗传变异才能够通过遗传进行积累，不可遗传变异不能积累，C错误；自然选择直接作用的是生物个体，而且是生物个体的表现型，使具有有利变异的个体存活的机会增加，进而通过繁殖，使有利变异在后代中积累，因此自然选择作用于对个体存活和繁殖有影响的变异性状，D正确。2.(金榜原创预测)目前世界范围引起呼吸道感染的主要病原菌肺炎链球菌均出现对青霉素等抗生素耐药的现象，1980年在美国肺炎链球菌对青霉素的耐药率为5%，1997年达到44%，1/3存在高水平耐药。下列有关叙述正确的是 世纪金榜导学号(

)A.肺炎链球菌质粒原来不存在抗性基因，经抗生素诱发其产生了抗性基因B.连续使用青霉素效果会越来越差，可交替使用两种不同的抗生素改善这个问题C.肺炎链球菌对青霉素抗性的增强是定向突变的结果D.青霉素直接选择的对象是肺炎链球菌的抗性基因或不抗药性基因【解析】选B。肺炎链球菌在使用青霉素之前已经发生基因突变产生了有抗性基因的个体，青霉素只起到选择的作用，A错误；若连续使用青霉素，不含抗性基因的个体被淘汰，而含抗性基因的个体所占比例越来越大，效果会越来越差，交替使用不同的抗生素效果较好，B正确；肺炎链球菌的突变是不定向的，C错误；使用青霉素后，具有抗性的个体生存下来，不具有抗药性的个体被淘汰，故青霉素直接选择的对象是表现型，D错误。【易错提醒】(1)自然选择的直接对象是生物的表现型，间接对象是相关的基因型。(2)杀虫剂或者抗生素起选择作用，不是诱导基因突变的诱因，突变的基因原本就存在。(3)突变是不定向的，自然选择决定生物进化的方向。

角度二生物进化与物种的形成3.(2018·江苏高考)下列关于生物进化的叙述，正确的是 世纪金榜导学号(

)A.群体中近亲繁殖可提高纯合体(子)的比例B.有害突变不能成为生物进化的原材料C.某种生物产生新基因并稳定遗传后，则形成了新物种D.若没有其他因素影响，一个随机交配小群体的基因频率在各代保持不变【解析】选A。杂合子连续自交，子代中纯合子所占的比例会逐渐升高，群体中近亲繁殖，纯合子的比例会升高，A项正确；可遗传变异为生物的进化提供了原材料，有害突变增加了生物的多样性，也是自然选择的原材料，B项错误；某种生物产生新基因并稳定遗传后，可改变基因的频率，但不一定形成新物种，C项错误；一个随机交配的小群体，即使没有其他因素的影响，也可能发生可遗传变异，基因频率也会改变，D项错误。【知识总结】物种形成的三种经典模式(1)渐变式——如加拉帕戈斯群岛上13种地雀的形成。

(2)骤变式——主要是通过染色体变异的方式形成新物种，一旦出现可以很快形成生殖隔离。此种方式多见于植物。物种A和物种B杂种植物异源多倍体(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(如甘蔗—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。4.(教材素材新命题·必修2P118拓展题T2变式)将一个濒临灭绝的生物的种群释放到一个新环境中，那里有充足的食物，没有天敌，请分析下列说法正确的是

(

)A.该种群的个体数一定会迅速增加B.人类对濒危动植物进行保护，有可能会干扰自然界正常的自然选择C.该濒危物种的不同个体之间、与天敌之间、与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展就是共同进化D.该种群某个体的迁出不会导致该种群进化【解析】选B。将一个濒临灭绝的生物的种群释放到一个新环境中，虽然那里有充足的食物，没有天敌，但是，如果气候不适宜，该种群的个体数不但不会增加，反而有可能会减少，A错误；正常的自然选择，起选择作用的是特定的环境条件，人类对濒危动植物进行保护，有可能会改变濒危动植物生存的环境，所以可能会干扰自然界正常的自然选择，B正确；共同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，C错误；生物进化的实质是种群基因频率的改变，该种群某个体的迁出可能会导致其基因频率发生改变，可能会导致该种群进化，D错误。角度三共同进化和生物多样性的形成5.2018年环境日主题确定为“美丽中国，我是行动者”，就是希望人们尊重自然，保护自然，像爱护眼睛一样爱护生态环境，像对待生命一样对待生态环境，使我们国家天更蓝，山更绿，水更清、环境更优美。下列有关生态环境保护的叙述，错误的是 (

)A.每种野生生物都有独特的基因库，必须维持野生生物的多样性B.生物多样性的形成过程就是新物种形成的过程C.合理开发和利用野生资源是对生物多样性保护的有效措施D.把受灾地区的珍稀动物迁入其他自然保护区属于易地保护【解析】选B。每种野生生物都和其他生物有所不同，因此都具有独特的基因库，保护生态环境必须维持野生生物的多样性，A正确；生物多样性的内容有三个层次：基因多样性、物种多样性、生态系统多样性，所以不能说生物多样性形成就是新物种形成的过程，B错误；合理开发和利用野生资源有利于保护生物多样性，是保护生物多样性的有效措施，C正确；易地保护就是把物种在空间上挪动位置的保护措施，把受灾地区的珍稀动物迁入其他自然保护区属于易地保护，D正确。6.(2018·全国卷Ⅰ改编)回答下列问题：(1)大自然中，猎物可通过快速奔跑来逃脱捕食者，而捕食者则通过更快的奔跑来获得捕食猎物的机会，猎物和捕食者的每一点进步都会促进对方发生改变，这种现象在生态学上称为_____________，生物进化的实质是_____________。

(2)根据生态学家斯坦利的“收割理论”，食性广的捕食者的存在有利于增加物种多样性，在这个过程中，捕食者使物种多样性增加的方式是_______________。生物多样性除物种多样性外还包含_____________和_____________两个层次的内容。

【解析】(1)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，猎物和捕食者的每一点进步都会促进对方发生改变，这种现象在生态学上是共同进化。生物进化的实质是种群基因频率的改变。(2)“精明的捕食者”战略是指捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存，“收割理论”是指捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间，有利于增加物种的多样性。生物多样性包括三个层次：基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。答案：(1)共同进化种群基因频率的改变(2)捕食者往往捕食数量多的物种，为其他物种的形成腾出空间基因多样性生态系统多样性【加固训练】1.(2016·海南高考)人工繁殖的濒危野生动物在放归野外前通常要进行野化训练。如果将人工繁殖的濒危大型食肉森林野生动物放在草原环境中进行野化训练，通常很难达到野化训练目的。对于这一结果，下列解释最合理的是 (

)

A.野化训练的时间太短，不足以适应森林环境B.草本植物矮小，被野化训练的动物无法隐藏身体C.没有选择正确的野化训练环境，训练条件不合适D.草原上食肉动物与被野化训练动物激烈争夺食物【解析】选C。本题主要考查种间关系及动物与外界环境的关系。森林野生动物只有生活在森林中，才能更好地锻炼自己的适应能力，不容易被淘汰掉，所以人工繁殖的濒危大型食肉森林野生动物在放归野外前，必须放在森林中进行野化训练，如果放在草原环境中进行野化训练，通常很难达到野化训练目的，只有C项解释合理。2.(2018·六安模拟)下图表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程，X、Y、Z表示生物进化的基本环节。下列相关叙述正确的是 (

)A.图中X、Y、Z分别表示基因突变、自然选择、隔离B.自然选择的直接对象是个体的表现型而非基因型C.蜥蜴进化说明形成了生殖隔离D.自然选择是导致蜥蜴变异的根本原因【解析】选B。根据现代生物进化理论可知，物种形成的三个基本环节是可遗传的变异、自然选择和隔离，A错误；适应环境的性状会被保留下来，不适应环境的性状会被淘汰，所以自然选择的直接对象是生物的表现型，B正确；生物进化的实质是种群基因频率的改变，生殖隔离是物种形成的标志，蜥蜴进化不一定形成了生殖隔离，C错误；变异是不定向的，是内因和外因共同作用的结果，自然环境只是起选择作用，D错误。考点二基因频率及基因型频率的计算【核心知识·突破】1.基因频率与基因型频率：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指______________的改变基因型频率改变，基因频率_______改变种群基因频率不一定2.基因频率的计算：(1)“定义法”求解基因频率。某基因频率=×100%若在常染色体上，某基因频率=×100%若在X染色体上，b基因频率=×100%(2)“公式法”求解基因频率(以常染色体上一对等位基因A和a为例)。A基因频率=AA基因型频率+1/2×Aa基因型频率a基因频率=aa基因型频率+1/2×Aa基因型频率(3)利用遗传平衡定律计算基因型频率。①前提条件：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。②计算公式：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=__基因型Aa的频率=____基因型aa的频率=__p22pqq2【微点警示】自交和自由交配对基因(型)频率的影响在种群足够大、没有突变发生、种群之间不存在个体的迁移或基因交流、没有自然选择的情况下：(1)自由交配的种群，基因频率和基因型频率均不变。(2)自交多代，后代基因频率不变，基因型频率改变。

【秒判正误】1.生物进化的实质是种群基因型频率的改变。 ()分析：生物进化的实质是种群基因频率的改变。2.种群基因型频率改变，基因频率一定改变。 ()分析：种群基因型频率改变，基因频率不一定改变。××3.某基因频率等于该基因的数目占全部基因的数目的比例。 ()分析：某基因频率等于该基因的数目占该基因与其等位基因的总数的比例。4.种群的基因频率改变，说明生物一定发生了进化。

()分析：生物进化的实质是种群的基因频率发生改变。×√5.在一个遗传平衡的群体中，种群个体连续自交两代后，该种群基因频率没有改变，没有进化。 ()√【命题案例·研析】【典例】(2016·全国卷Ⅰ)理论上，下列关于人类单基因遗传病的叙述，正确的是 (

)A.常染色体隐性遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率B.常染色体显性遗传病在女性中的发病率等于该病致病基因的基因频率C.X染色体显性遗传病在女性中的发病率等于该病致病基因的基因频率D.X染色体隐性遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率

【审答技巧】解答本题的关键是应用遗传平衡定律：(1)常染色体隐性遗传病：在男女中的发病率相等，且均为该病致病基因的基因频率的平方。(2)伴X染色体隐性遗传病：因Y染色体上没有相应的等位基因，所以在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率。

【解析】选D。本题主要考查人类单基因遗传病的发病率与基因频率的关系。满足一定条件的种群中，等位基因只有一对(A、a)时，设基因A的频率为p，基因a的频率为q，则基因频率p+q=1，AA、Aa、aa的基因型频率分别为p2、2pq、q2。若为常染色体隐性遗传病，发病率与性别无关，男女发病率均为aa的基因型频率，即q2，故A选项错误；若为常染色体显性遗传病，发病率与性别无关，男女发病率均为AA和Aa的基因型频率之和，即p2+2pq，故B选项错误；若为X染色体显性遗传病，女性中的发病率计算方法与常染色体显性遗传病的情况相同，即p2+2pq，故C选项错误；若为X染色体隐性遗传病，由于男性只有一条X染色体，所以男性中的发病率为致病基因的基因频率，故D选项正确。【核心素养新命题】科学思维——归纳与演绎：常染色体发病率和基因型频率有什么关系？提示：常染色体显性遗传病发病率=(AA个体数+Aa个体数)÷(全体个体数)×100%=AA和Aa基因型频率之和常染色体隐性遗传病发病率=aa个体数÷(全体个体数)×100%=aa基因型频率【考点题组·诊断】角度一基因频率和基因型频率的计算1.(2017·全国卷Ⅱ节选)已知一个群体中，血友病的基因频率和基因型频率保持不变，且男性群体和女性群体的该致病基因频率相等。假设男性群体中血友病患者的比例为1%，则在女性群体中携带者的比例为

(

)A.99%

B.1.98%

C.1%

D.97%【解析】选B。男性群体中血友病患者的比例为1%，则该男性群体中血友病致病基因频率为1%；在女性群体中携带者的比例为2×1%×99%=1.98%。2.(2018·深圳模拟)某自由交配的种群在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时间段都经历多次繁殖过程，定期随机抽取100个个体，测得基因型为AA、aa的个体数量变化曲线如图所示。下列相关叙述正确的是 (

)A.在Ⅰ、Ⅲ段内Aa的基因型频率不同B.Ⅱ段发生剧变的原因是A突变为aC.在Ⅱ段，AA个体比aa个体的适应能力强D.Ⅰ→Ⅲ段过程中，该种群发生进化【解析】选D。因为有100个个体，在Ⅰ段内AA占40%，aa占20%，所以Aa占40%；在Ⅲ段内aa占40%，AA占20%，所以Aa占40%，A错误。Ⅱ段发生剧变的原因是环境对生物的选择作用，B错误。在Ⅱ段因为AA个体数量是在逐渐下降的，而aa个体数量是在逐渐上升的，所以aa个体的适应能力比AA强，C错误。在Ⅰ段A基因频率为40%+20%=60%，在Ⅲ段A基因频率为20%+20%=40%，所以该种群发生了进化，D正确。角度二基因频率的综合应用3.(2015·山东高考)玉米的高秆(H)对矮秆(h)为显性。现有若干H基因频率不同的玉米群体，在群体足够大且没有其他因素干扰时，每个群体内随机交配一代后获得F1。各F1中基因型频率与H基因频率(p)的关系如图。下列分析错误的是 世纪金榜导学号(

)A.0<p<1时，亲代群体都可能只含有纯合体(子)B.只有p=b时，亲代群体才可能只含有杂合体(子)C.p=a时，显性纯合体(子)在F1中所占的比例为1/9D.p=c时，F1自交一代，子代中纯合体(子)比例为5/9【解题指南】(1)关键知识：基因频率、遗传平衡定律和基因分离定律。(2)图示信息：横坐标——H基因频率p，纵坐标——基因型频率。

【解析】选D。根据题意可知，各种群处于遗传平衡状态，即各种群基因频率不再发生改变，可根据遗传平衡定律进行计算。H基因频率为p，设h基因频率为q，则各种群中基因型频率分别为HH=p2，Hh=2pq，hh=q2，且p+q=1(①)。当p=q=1/2时，2pq存在最大值1/2。当0<p<1时，有可能亲本中只有HH和hh两种纯合体(子)，随机交配后F1中也能产生三种基因型，故A项正确。当亲代只含有杂合体(子)时，p=q=1/2，F1中Hh的基因型频率为1/2，故B项正确。当p=a时，2pq=q2(②)，由①②式可知，p=1/3，q=2/3，则F1中HH基因型频率p2=1/9，故C项正确。当p=c时，2pq=p2(③)，由①③式可知，p=2/3，q=1/3，则F1中HH、Hh和hh的基因型频率分别为4/9、4/9、1/9，自交后代中纯合子比例为(4/9+4/9×1/2+1/9)=7/9，故D项错误。4.(2019·安徽联考)某随机受粉植物，其高茎(H)与矮茎(h)、绿茎(G)与紫茎(g)分别受一对等位基因控制，现对一个处于遗传平衡中的该植物种群进行调查，获得的结果如表：表现型高绿茎高紫茎矮绿茎矮紫茎比例63%21%12%4%下列有关分析错误的是 (

)A.该种群内基因h和基因g的频率分别为0.4、0.5B.在该种群内基因组成为Gg的个体所占比例为50%C.H-h和G-g这两对等位基因位于一对同源染色体上D.继续随机受粉，该种群内矮紫茎个体所占比例不变【解析】选C。根据题意“一个处于遗传平衡中的该植物种群”中高茎∶矮茎=21∶4，绿茎∶紫茎=3∶1，它们分别符合遗传平衡定律，所以根据该种群中矮茎(hh)的频率为4/25，推出h基因频率=