高中生物的进化学案 旧人教 必修2

1、高中生物的进化学案 旧人教 必修2本章综述现代生物进化理论的主要观点：进化是在群体中实现的，进化的原材料主要来自突变。通过突变、自然选择和隔离的综合作用，导致了生物新类型的产生。（1）种群是生物进化的单位。生物进化的实质是种群基因频率发生变化的过程。基因频率可以通过抽样调查的方法测得。（2）突变和基因重组产生进化的原始材料。种群中每代基因的自发突变频率较高，能产生大量新的变异。有性生殖过程中发生的基因重组进一步使后代基因型及表现型的种类大大增加。变异是没有方向性的，有害和有利也不是绝对的。（3）自然选择决定生物进化的方向。在长期的自然选择下，不利于生存的变异被淘汰，有利的变异被定向积累（4）隔

2、离导致新物种形成。隔离是将一个种群分割成许多小种群，使彼此之间不能交配。它是新物种产生的一个重要条件。常见的隔离有地理隔离和生殖隔离。经过长期的地理隔离而最终达到生殖隔离是形成新物种较常见的一种形式。一、课前预习预习导航1）达尔文自然选择学说未能解释的是（ ） A、生物进化的原因 B、生物适应性的原因C、生物多样性的原因 D、生物不定向变异的原因2）某种性状在种群中出现的概率增加，这很可能（ ） A、该性状为显性性状 B、该性状为隐性性状C、该性状对适应环境很有意义 D、该性状由环境决定3）达尔文在加拉柏戈斯群岛上发现几种地雀分别分布于不同的小岛上，用现代进化理论解释正确的是（ ）A、南美同一

3、种雀种地理隔离自然选择生殖隔离不同种地雀B、南美不同雀种地理隔离自然选择不同种地雀C、南美同一种雀种自然选择地理隔离生殖隔离不同物种地雀D、南美同一雀种地理隔离生殖隔离不同种地雀4）新种形成最显著的标志是（ ）A、产生了和原来种群不一样的形态结构B、与原种有不一样的基因突变频率C、产生了生殖隔离 D、改变了原来生活习性5）长期使用抗生素后，效果明显减弱的原因是（ ） A、病菌抗药基因的频率提高 B、病人对抗生素产生了排斥C、病人对抗生素的吸收能力减弱 D、抗生素引起了病菌的基因突变6）以下图解中的小圆圈表示物种，箭头表示物种的变异，箭头线上的双线代表被淘汰的变异个体。请根据此图解回答下列关于达

4、尔文自然选择学说的问题： （1）此图说明了一个什么观点？ 。 （2）图解中为什么有的箭头被淘汰？ 。 （3）图解中画出未被淘汰的箭头综合说明了什么？ 。资料卡片生物进化的其他证据简介一、生理学上的证据 生理学是研究生物的生理机能的，在进化论的影响下，后来出现了比较生理学。比较生理学是从各类生物的种族发展中去比较研究其生理机能的，因而能更清楚地说明各类生物之间或远或近的亲缘关系。生理学(比较生理学)上证明生物进化的内容是十分丰富的。主要有：1血清鉴别 血清鉴别是一个经典的试验。其根据是不同动物之间的“抗原抗体反应”，即在注射了异种动物的血清后根据其沉淀的情况，来测定各种生物之间的亲缘关系。通常的

5、做法是：将人的血清注射到兔的血液里，兔的血清便产生一种抗体，将具有这种抗体的兔血清与人血清(抗原)相混合，就能产生：“抗原抗体反应”而出现沉淀。如果把这种含抗体的兔血清与其它动物的血清混合，观察沉淀的多少，就可推断被试验的动物与人之间的亲缘关系。沉淀愈多，与人的亲缘就愈近；反之，则愈远(见下表)。由表中可见，同样是哺乳动物，黑猩猩、大猩猩、猩猩(三种类人猿)与人的亲缘较近，而猪与人的亲缘较远。家兔抗人血清抗体与不同动物血清间的反应 人 100% 黑猩猩 97% 大猩猩 92% 猩猩 79%狒狒 79% 蜘蛛猴 75% 狐猴 37% 刺猬 17% 猪 8%血清鉴别亦可应用于植物方面，一般取不同植

6、物的蛋白质进行比较。其方法是用一种植物的蛋白质浸液注入兔(或其它动物)的体内，过一定时间使兔的身体对此种蛋白质有反应后，即取出其血液制成血清。对另一种植物亦同样处理。再将两种血清混合，根据其沉淀反应，确定其亲缘关系。2脊椎动物体温度变化的比较脊椎动物体温度变化的情况，也为生物进化提供了一定的依据。温度调节机制的进步是进化的一个重要标志。因为体温的恒定，有利于新陈代谢的正常进行，亦有利于生存。冷血动物如鱼类、两栖类、爬行类等，体温不恒定，常随环境温度的变化而起伏；温血动物如鸟类和哺乳类，体温较稳定，因此，温血动物比冷血动物高等。3杂交情况的比较对某些动物之间或某些植物之间杂交的难易，以及杂交后能

7、否产生后代和产生的后代生理是否正常等情况进行比较，也能推断其亲缘关系的远近。亲缘关系愈远，愈不易杂交。二、生物地理学上的证据 生物地理学是研究生物的分布及其分布规律的科学。地球在变，生物也在变。生物的地理分布，特别是古代生物的地理分布，也能说明生物的进化过程。首先以进化观点阐述生物地理分布的，是英国学者达尔文。生物地理学上的证据内容较多，以下仅以澳州地区动物的地理分布，简述生物的地理分布与进化的关系。澳州(新西兰亦是)极少真兽类，多为后兽亚纲的有袋类(袋狼、袋熊、大袋鼠等)和原兽亚纲的单孔类(针鼹、鸭嘴兽等)。唯一合理的解释是，澳洲在中生代就脱离了大陆，在此之前，地球上只有原始哺乳类(有袋类和

8、单孔类)。以后大陆出现的高等哺乳类(真兽类)由于海洋阻隔无法进入澳洲，原始哺乳类在澳洲不但保存了下来，而且还得到了独立的发展。因此，在澳洲哺乳动物就维持在有袋类和单孔类等原始哺乳动物这一水平上。少数高等哺乳类是人为带入或与树干一起由海水漂到澳洲的。三、分子生物学上的证据运用分子生物学的方法，可对不同种属生物体中有关蛋白质和核酸的化学结构和含量进行测定与比较，通过比较看出差异，从差异确定不同生物体之间的亲缘关系。结构越相似，亲缘关系越近；结构差异越大，亲缘关系越远。因此，生物大分子结构与含量的测定可以证明生物的进化。1测定蛋白质分子结构证明生物进化研究得最多的是细胞色素C，一种在生物呼吸作用中负

9、责电子传递的蛋白质。现已将大约100个生物种属(包括动物、植物、真菌、细菌等)的细胞色素C的化学结构进行了测定，对它们的细胞色素C所共同包含的104个氨基酸加以比较，其结果表明，黑猩猩与人的细胞色素C中这104个氨基酸完全一样；猕猴与人只有一个不同；马与人、小麦与人分别有12个和35个不同，等等。这些说明，黑猩猩与人的亲缘关系最近；猕猴与人的亲缘关系较近；马与人的亲缘远些；小麦与人的亲缘关系则更远。2测定DNA的含量证明生物进化分子生物学的研究表明，不同类型的生物，其DNA含量(重量和基因种类)不同。简单、低级的生物DNA含量少；复杂、高级的生物DNA含量多。而遗传学认为，生物愈复杂、愈高级，

10、就需要有愈多的基因去传递复杂的遗传信息。所以，生物的进化一般伴随着DNA含量逐渐增加的趋势。分子生物学上的进化证据可以弥补其它学科的不足，它有其特殊的优点，如根据生物大分子结构的差异程度，所推出的进化信息(亲缘关系的远近等)是定量的，因而较精密和正确；对形态结构非常简单的微生物的进化，只有应用这种方法，才能得出有效的结果；可对亲缘关系相去甚远的生物进行比较。象酵母、松树和鱼类这样一些不同的生物类型，用比较解剖学等方法难以处理，但由于它们都由蛋白质和核酸所组成，从这个层次上研究，就容易进行比较。二、课堂释疑要点预览（一） 现代生物进化理论 与达尔文的自然选择学说相比，现代生物进化论的理论研究从个

11、体性状发展到微观水平(即分子水平，如DNA、蛋白质等)和宏观水平(即群体遗传和进化)，因而更具有科学性。学习现代生物进化理论时，理清基本观点之间的内在联系十分必要：种群是进化的单位，突变和重组导致的变异是进化的基础，自然选择决定进化的方向，隔离是物种形成的必要条件。其中，突变和重组是生物进化的内因，自然选择和隔离是生物进化的外因。在内外因共同作用下，生物不论在遗传物质还是遗传性状上都逐渐发生了向不同方向的进化发展。主要概念如下： （1）自然选择：达尔文把在生存斗争中，适者生存、不适者被淘汰的过程，叫做自然选择。 （2）种群：是指生活在同一地点同种生物的一群个体总称。种群是生物繁殖的单位，也是生

12、物进化的单位。 （3）基因库：一个种群所含有的全部基因，叫做这个种群的基因库。 （4）基因频率：指某种基因在某个种群中出现的比例。 （5）物种：是指分布在一定的自然区域内，具有一定的形态结构和生理功能、在自然状态下能够相互交配和繁殖，并能产生出可育后代的一群生物个体。（6）隔离：就是将一个种群分割成许多小种群，使彼此之间不能交配。它是新物种产生的一个重要条件。常见的有地理隔离和生殖隔离。（二）本节中容易引起混淆的几个知识点（1）生物进化与物种演变的区别 生物进化是指同种生物的发展变化，时间可长可短，性状变化程度不一。物种演变则是指一个物种发展为另一个物种的过程。这其中不仅包括漫长的时间、较明显

13、的基因型和表现型的变化，还应包括生殖隔离的存在。虽然这两者都是在自然选择过程中发生的，但不能混为一谈。 （2）不定向的突变是否对生物都有害 在生物原本适应的环境中，一旦发生不定向的变异(如基因突变)，引起的性状变化确实会对生物的生存产生不利的影响，但如果同时环境条件也发生了一系列的变化(如温度、光照等)，原先对生物生存不利的这些变异就有可能为生物在新的环境中生存繁衍提供新的机遇。因此我们说突变不一定对生物是有害的。 （3）突变和重组能否决定生物进化的方向 基因突变包括自发突变和由物理、化学等因素引起的诱发突变两种，这些突变都是随机的，没有方向性。 基因重组指染色体间基因的交换和组合；在减数分裂

14、过程中，同一个核内染色体复制后发生重组和互换(遵循自由组合规律、连锁与互换规律)，结果产生了大量与亲本不同的基因组合配子类型。有性生殖中配子的随机结合进一步增加了子代性状变异的随机性，即无方向性。 所以我们说，突变和重组不可能决定生物进化的方向。生物进化的方向是由自然选择决定的。 （4）隔离是否是新物种形成的必要条件 物种的独立性的实质表现为自然状态下与其他物种之间不能自由交配，或能交配但不能产生后代，即不同物种之间无法实现基因交流。地理隔离是阻止生物基因交流的第一步，进一步发生的季节隔离、行为隔离和生理隔离等使得不同种群间最终实现自然条件下不能相互自由交配。于是新的物种出现了。因此，隔离是生

15、物新物种形成的必要条件。典型题解【例1】下列关于种群的说法中错误的是( )。 A一个种群中的个体间是相互影响的 B一个种群中存在着各种不同年龄、不同性别的各种生物个体 C对一个种群有利的环境，可能对另一个种群是不利的 D种群中的个体在不断死亡，但基因库却能保持和发展【解答】B【点评】考查种群的概念。种群是指生活在同一地点的同种生物的群体，此群体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传递给后代。一个种群对环境的适应是具有相对性的，它是对特定环境的适应，其他种群在这种环境中可能就不能适应。【例2】（2003年广东省高考题）下列说法符合达尔文自然选择学说的是（ ）A、生存斗

16、争仅指种内斗争 B、不遗传的变异在进化上是有意义的C、生存斗争是生物进化的动力 D、自然选择决定生物进化的方向【解答】CD【点评】本题考查达尔文生物进化理论的知识。在达尔文生物进化理论中生存斗争推动着生物的进化，它是生物进化的动力。生存斗争既包括种内斗争，也包括种间斗争，还包括生物与生存环境之间的斗争。生物的变异一般是不定向的，而自然选择是定向的。达尔文把生存斗争中，适者生存，不适者被淘汰的过程叫自然选择。【例3】下列说法正确的是（ ）A、当某个生物个体体细胞产生基因突变，必然会影响后代基因频率B、自然种群中，种群的基因频率可以保持永久稳定C、害虫的抗药性产生主要原因是使用农药后发生基因的定向

17、突变D、种群基因库间的差异是产生生殖隔离的根本原因【解答】D【点评】本题考查了生物种群、基因频率、基因突变、隔离、现代生物进化理论等一些知识，组题较新型，有较大的难度，需要学生有比较高逻辑思维能力。现代生物进化理论是：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。突变和基因重组是产生生物进化的原材料，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。选项A强调某一生物个体的体细胞产生基因突变，这一个突变不一定会这个生物个体的有性生殖中得以体现，不一定会产生可遗传的变异，不一定会影响后代的基因变化，我们强调基因突变是产生进化的原材料，是指由基因突

18、变产生的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组，产生多种多样的基因型，使种群出现大量可遗传的变异。因此A是错误的。在自然种群中，由于环境在不断的变迁，自然选择下可以使种群的基因频率发生定向的改变，所以B选项也是错误的。突变是不定向的，害虫抗药性的产生是由于农药的使用对害虫起了选择的作用，这个作用是定向的，它使得害虫的抗药性得到了积累和加强。所以选项C也是错误的。只有D项是正确的。【例4】某厂有男女职工各200名，对他们进行调查时发现：女性色盲基因携带者为15人，患者为5人；男性患者为11人，那么此群体中色盲基因的频率有多在？【解答】6%【点评】本题考查一个很重要的知识点是计算基因频率，这有一定

19、的难度。计算基因频率时应注意纯合体的基因的总数是个数体数2。由于色盲基因及其等位基因只存在于X染色体上，而Y染色体上没有，因此色盲基因及其等位基因的总数为：XB+Xb=2002+2001=600（女性每人含两个基因，男性每人含一个基因），色盲基因Xb=151+52+111=36（女性携带者和男性患者都有一个Xb，而女性患者含两个Xb）。因此色盲基因的基因频率为【例5】杂交实验表明，桦尺蛾体色受到一对等位基因S和控制，黑色（S）对浅色s为显性。在曼彻斯特地区，19世纪中期以后，种群中S基因频率很低，在5%以下，到了20世纪则上升到95%以上。据题回答：（1）从遗传学角度分析：最初的S基因是通过

20、出现的。S基因频率增高的遗传学基础是 。（2）试用现代生物进化理论分析这一变化的原因：19世纪，桦尺蛾的栖息地（树干）上长满了地衣，在此环境下，种群s基因频率高的原因是 。随着英国工业的发展，工业炼铜使地衣不能生长，树皮暴露，并被煤烟熏成黑褐色，在此环境条件下，种群S基因频率升高的原因是 。上述事例说明，种群中产生的变异是 ，经过长期的 ，其中不利变异被不断 ；有利变异则逐渐 。从而使种群的 发生定向的改变，导致生物朝着一定方向缓慢地进化。因此生物进化的方向是由 决定的。【解答】（1）基因突变Ss基因型的个体，通过若干代的等位基因的分离、组合，使S基因频率增高成为可能（2）浅色桦尺蛾与环境色彩一致，不易被鸟类所食，后代繁殖个体多栖息地变成黑褐