第6章-生物的进化(人教版2019必修2)

笔记12：生物的进化1.生物有共同祖先的证据（1）地层中陈列的证据——化石①化石:化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等。化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。②化石的作用:利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物的种类及其形态、结构、行为等特征。③化石证据证实的问题A.大量化石证据证实了生物是由原始的共同祖先经过漫长的地质年代逐渐进化而来的。B.大量化石证据还揭示出生物由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化顺序。（2）当今生物体上进化的印记①比较解剖学证据:研究比较脊椎动物的器官、系统的形态和结构，可以为这些生物是否有共同祖先寻找证据。②胚胎学证据:研究动植物胚胎的形成和发育过程的学科。脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段，这个证据支持了人和其他脊椎动物有共同祖先的观点。③细胞和分子水平的证据A.当今生物有许多共同的特征，比如都有能进行代谢、生长和增殖的细胞，细胞有共同的物质基础和结构基础等，这是对生物有共同祖先这一论点的有力支持。B.不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的共同点，提示人们当今生物有着共同的原始祖先，其差异的大小则揭示了当今生物种类亲缘关系的远近，以及它们在进化史上出现的顺序。2.拉马克的进化学说和达尔文的自然选择学说（1）拉马克的进化学说①内容：_用进废退_和_获得性遗传_是生物不断进化的主要原因。②意义：否定了_神创论和物种不变论_，奠定了科学生物进化论的基础。（2）达尔文的自然选择学说(A)①内容：过度繁殖、生存斗争、遗传变异和适者生存。②意义：科学地解释了生物进化的原因和生物多样性形成的原因。a.对遗传变异的本质不能做出科学的解释。③局限性：b.对生物进化的解释局限于个体水平。c.强调物种形成都是渐变的结果，不能很好地解释物种大爆发3.现代生物进化理论（1）发展①对于生物进化过程中遗传和变异的研究，已经从个体水平深入到分子水平；②关于自然选择的作用等问题的研究，已经从以个体为单位发展到以种群为基本单位。（2）现代生物进化理论的内容：①种群是繁殖的基本单位，也是进化的基本单位。A.种群：生活在_一定区域的同种生物_的全部个体。B.基因库：一个种群中全部个体所含有的_全部基因_。C.基因频率和基因型频率学生批注：【解读】：①自然选择的对象自然选择的实质是环境对变异所对应的基因的选择，因而可以改变种群的基因频率。②自然选择的因素：对生物的变异起选择作用的是个体所处的环境。③自然选择的动力：生存斗争。a.类型：包括种内斗争、种间斗争（竞争）、生物与无机环境之间的斗争。b.意义：生存斗争对生物的某些个体的生存不利，但对物种的生存是有利的，并能推动生物的进化。c.原因：过度繁殖+有限生活资源。④自然选择的结果：适者生存，不适者被淘汰。⑤两个方向——图示变异不定向，自然选择定向。概念定义外延基因频率一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因的比率进化的实质是基因频率的改变基因型频率指群体中具有某一基因型的个体所占的比例，其计算公式为：（该基因型个体数/该种群个体总数）×100%基因型频率改变，基因频率不一定改变D.影响种群基因频率发生变化的因素：突变、基因重组、自然选择、迁移和遗传漂变等。E.基因频率的计算：a.定义法：A基因的总数Ⅰ.常染色体、XY染色体的同源区段的遗传方式:A基因的总数Í100%Í100%A基因的频率=A基因的总数+a基因的总数A基因的总数+a基因的总数a基因的总数a基因的总数Í100%Í100%a基因的频率=A基因的总数+a基因的总数A基因的总数+a基因的总数A基因的总数+a基因的总数A基因的总数+a基因的总数Ⅱ.X染色体遗传方式:b基因的总数Í100%b基因的总数Í100%b基因的频率=B基因的总数+b基因的总数2Í女性个体数+男性个体数B基因的总数+b基因的总数2Í女性个体数+男性个体数F.生物进化的实质是基因频率定向改变。②突变和基因重组产生生物进化的原材料可遗传变异的三个来源：基因突变、基因重组和染色体变异（基因突变和染色体变异属于突变）。由于突变和重组都是随机的、不定向的，因此它们只是提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。【注意】A.可遗传变异包括基因突变、染色体变异和基因重组，而基因突变和染色体变异合称突变。B.突变性状是有利还是有害是相对的，取决于环境条件。如昆虫的残翅性状在正常环境中不利，但在多风的岛上则是有利的（残翅和强翅）。C.变异是不定向的，因不定向性决定了变异只能为进化提供原材料，而不能决定进化方向。自然选择是定向的，导致基因频率定向改变，生物向适应环境的方向进化。D.不可遗传变异不能提供进化的原材料。经自然选择③自然选择决定生物进化的方向经自然选择变异是不定向的不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累导致导致种群的基因频率发生定向改变生物朝一定方向缓慢进化【注意】A.自然选择的实质：种群的基因频率发生定向改变。B.变异与环境的关系：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，不要夸大其作用，通过环境的选择将生物个体中产生的不定向的有利变异选择出来，其余变异遭到淘汰。（进化是先变异，后选择）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。C.自然选择直接选择的是表现型，间接选择的是基因型，作用的是个体，最终使种群的基因频率定向地改变。A.①XY型性别决定生物，基因在X染色体上，Y染色体上无等位基因，计算时只计X染色体上的基因数不考虑Y染色体。ZW型性别决定也是这样。②已知人群中，伴X隐性男性患者的比例为p，则可认为这个人群中此基因频率为p，由此可计算女性中患病的频率为p2。例色盲男性中发病率7%，女性中发病率为(7%)2≈0.5%。B.在自然条件下，植物种群自交和随机自由交配产生后代，种群基因频率和基因型频率是否发生改变:自交：基因型频率不断变化.后代的基因频率不变；随机交配：后代的基因频率不变，基因型频率亦不变。综上可见：基因重组对基因频率无影响。结论：自交过程（非随机交配）中，可以根据基因型频率求基因频率，但不能根据基因频率求基因型频率。例：（2010江苏）某种植物种群中AA个体占16％，aa个体占36％，该种群随机自由交配产生的后代中AA个体的百分比，A的基因频率和自交产生的后代中AA个体的百分比，A的基因频率变化依次是（）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。答案：CC.自然选择和人工选择区别与联系自然选择人工选择谁来选择自然环境条件人选择目的有利于生物生存有利于人类实例害虫和病菌抗药性肉食鸡、蛋鸡等联系都能改变基因频率，使生物进化④隔离导致物种的形成。A.物种：能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种，简称种。B.隔离：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象叫做隔离，包括两种类型：地理隔离和生殖隔离。类型定义特点举例关系地理隔离同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象同种生物地理隔离消失后仍然可以进行基因交流山东的玉米和河北的玉米①一般先经过长期的地理隔离，然后形成生殖隔离；②有时不经过地理隔离直接形成生殖隔离，例如多倍体的产生生殖隔离不同物种之间一般是不能进行基因交流的，即使交配成功，也不能产生可育的后代永久性不能进行基因交流驴和马C.作用：隔离是物种形成的必要条件，生殖隔离的形成标志着新物种的形成。a.类型：常见的有渐变式和骤变式。●渐变式——如加拉帕戈斯群岛上13种地雀的形成。突变和基因重组，自然选择，隔离是物种形成的三个环节。突变和基因重组：为生物进化提供丰富的原材料。自然选择：决定生物进化的方向。隔离：导致物种的形成。●骤变式——如自然界多倍体植物的形成骤变式物种的形成主要是通过异源多倍体的染色体畸变的方式形成新物种，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。●人工创造新物种—通过植物体细胞杂交（如番茄—马铃薯）、多倍体远源杂交（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。b.实质：基因不能进行自由交流。c.新物种形成标志：达到生殖隔离。e.生物进化和物种形成的区别与联系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生物与原生物关系新物种形成，生殖隔离，质变生物进化，基因频率改变，量变二者联系①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；②进化不一定产生新物种，新物种产生一定存在进化D.种群和物种的区别与联系①物种是自然状态下能够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。②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。③判断生物是不是同一物种，如果来历不明，形态结构相似，可靠依据是是否存在生殖隔离。若出现生殖隔离，则不是同一物种。④二者关系可借助下图理解。【注意】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隔离。进化不一定导致物种的形成，但物种的形成必须经过进化。⑤协同进化与生物多样性的形成A.协同进化a.概念：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.原因：生物与生物之间的相互选择和生物与无机环境之间的相互影响。B.生物多样性a.内容：基因多样性、物种多样性、生态系统多样性。b.形成原因：共同进化是物种多样性和生态系统多样性形成的原因。c.研究生物进化历程的主要依据：化石。生物进化的历程和规律①简单→复杂，水生→陆生，低等→高等。②代谢：异养厌氧→光能自养→异养需氧。③结构：原核细胞→真核单细胞→真核多细胞。④生殖：无性生殖→有性生殖，体外受精→体内受精。⑥生物进化理论在发展模型建构：完结2023.02.22E.易错分析：对生物进化的观点辨析不清a.物种包括各个不同地域的同一物种多个不同种群，范围较大，而种群是一定地域内同种生物个体的总和，范围较小。b.种群基因库指种群内全部个体的所有基因，若有n个个体，每个个体平均有m个基因，则基因库中应有nm个基因，指个数不是指种类。c.因地理隔离造成两个亚种，如东北虎和华南虎，应为同一个物种，仍能进行交配繁殖产生后代。但地理隔离不一定是高山、河流的阻隔，两个池塘中的鲤鱼也存在地理隔离。d.突变性状是有利还是有害是相对的，取决于环境条件。如昆虫的残翅性状在正常环境中不利，但在多风的岛上则是有利的。e.基因频率