1、高考生物,新高考专用,专题十五生物的进化,考点一达尔文的生物进化论,一、达尔文生物进化论的两大组成学说1.共同由来学说1)观点:地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化而来的。,2)证据,3)化石揭示的规律: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;生物经历了由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化顺序。,2.自然选择学说1)内容2)意义:揭示了生物进化的机制,解释了适应的形成和物种形成的原因。,二、适应的形成,1.适应的概念与特点,2.适应形成的原因1)拉马克的观点内容:适应的形成是由于用进废退和获得性遗传。意义:否定物种不变论,提出的进化学说在当时有进步意义。局限:过于
2、强调环境变化直接导致物种的改变,对适应形成的解释肤浅,未被普遍接受。,2)达尔文的观点内容:适应的来源是可遗传变异,适应是自然选择的结果。意义:使生物学第一次摆脱了神学的束缚,走上了科学的轨道;揭示了生物界的统一性是由于所有的生物都有共同祖先,而生物的多样性和适应性是进化的结果。局限:对于遗传和变异的认识还局限于性状水平,不能科学地解释遗传和变异的本质;对适应及物种的形成等问题的解释仅限于个体水平。,考点训练(请判断下列说法是否正确),1.古人类的上肢骨骼与黑猩猩相似,下肢骨骼与现代人类接近,有力地支持了自然选择学说。()2.通常,所有生物共用一套遗传密码,可支持生物有共同祖先的说法。()3.
3、自然选择获得的性状都可以通过遗传进行积累。()4.适应环境的性状源于可遗传变异,适应是自然选择的结果。()5.自然选择直接作用的是个体的表型。(),答案1.题述证据支持了共同由来学说,无法支持自然选择学说(未体现“基础、内因、手段、结果”等)。2.3.只有遗传物质发生改变所获得的性状才可遗传。4.5.,考点二现代生物进化理论,一、现代生物进化理论的内容,1.适应是自然选择的结果,2.种群是生物进化的基本单位1)基因库:一个种群中全部个体所含有的全部基因。2)基因频率:在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比值。3)基因型频率:在一个种群中,某基因型个体数占该种群个体总数的比值。4)生物
4、进化的实质:种群基因频率的定向改变。,疑难突破思考某种群有100个个体,基因型为AA、Aa、aa的个体分别有30、60、10个,则A的基因频率和Aa的基因型频率分别为多少?提示A的基因频率=(302+60)(1002)100%=60%;Aa的基因型频率=60100100%=60%。,3.突变和基因重组提供进化的原材料1)可遗传变异的来源:突变(包括基因突变、染色体变异)和基因重组。2)突变的有利和有害不是绝对的,往往取决于生物的生存环境。3)生物的变异是随机的、不定向的,只是提供了生物进化的原材料,不能决定生物进化的方向。4.自然选择导致种群基因频率的定向改变,易混易错分析生物进化时,要注意“
5、变异在前,选择在后”。环境因素的作用会提高突变频率,但任何情况下变异都是不定向的,即环境不能起到定向诱导变异的作用,但可以对不定向的变异进行定向选择。,5.隔离是物种形成的必要条件1)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。2)隔离概念:不同群体间的个体,在自然状态下基因不能自由交流的现象。类型:地理隔离和生殖隔离。,3)物种形成三个环节:突变和基因重组、自然选择及隔离。三个环节间的相互关系物种形成的标志:出现生殖隔离。注意:生殖隔离的三种情况:不能交配;能交配但不能产生后代;产生后代但后代不可育。,物种形成的两种方式a.渐变式b.骤变式:如多倍体的形成。,6.协同进化1)概
6、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。2)实例,7.生物多样性是协同进化的结果,二、生物进化理论在发展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中性突变的逐渐积累,而不是自然选择。2.间断平衡学说:物种的形成并不都是渐变的过程,而是物种长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。,知识归纳(1)自然选择直接选择的是表型,间接选择的是基因型,实质是种群基因频率的定向改变。(2)新物种的形成不一定需要经过地理隔离,但必须有生殖隔离。(3)生物进化不一定导致新物种的形成,而新物种一旦形成,则说明生物进化了。(4)引起种群基因频率改变的因素主要有自然选择和人工选择、
7、突变、迁入和迁出、隔离、遗传漂变(小种群中偶然发生的事件导致种群基因频率发生较大改变的现象)等。,考点训练(请判断下列说法是否正确),1.能交配并产生后代的两种生物属于同一物种。()2.物种形成不一定都需要经过地理隔离。()3.某种抗生素被长期使用后药效下降,是由于病原体接触药物后,产生了对药物有抗性的变异。(),答案1.能交配并产生可育的后代的个体才属于同一物种。2.3.病原体抗性的变异与抗生素无关,抗生素只起选择作用。,提升基因频率和基因型频率的计算,1.“定义法”求解基因频率1)某基因频率=某基因总数/某基因及其等位基因的总数100%。2)常染色体上某基因频率=某基因总数/(种群个体数2
8、)100%。3)X染色体上某基因频率=某基因总数/(2雌性个体数+雄性个体数)100%。,2.“公式法”求解基因频率(以常染色体上的一对等位基因A、a为例)1)A基因频率=AA基因型频率+1/2Aa基因型频率。2)a基因频率=aa基因型频率+1/2Aa基因型频率。,例1果蝇的棒眼基因(B)和正常眼基因(b)只位于X染色体上。科学家通过基因工程培育出一特殊棒眼雌性果蝇品系(XBXb),其中一条X染色体上携带隐性致死基因s,已知当s基因纯合(XsXs、XsY)时能使胚胎致死。让该果蝇品系与正常眼雄果蝇交配,若致死基因s位于XB染色体上,产生的子代群体中B基因频率是。若致死基因s位于Xb染色体上,产
9、生的子代群体中B基因频率是。,解题导引若致死基因s位于XB染色体上,该果蝇品系基因型为XBsXb,与正常眼雄果蝇(XbY)交配,杂交后代XBsY胚胎致死,子代果蝇基因型及比例为XBsXbXbXbXbY=111,B基因频率为1(12+12+1)=1/5。若致死基因s位于Xb染色体上,该果蝇品系基因型为XBXbs,与正常眼雄果蝇(XbY)交配,杂交后代XbsY胚胎致死,子代果蝇基因型及比例为XbXbsXBXbXBY=111,因此B基因频率为(1+1)(12+12+1)=2/5。,答案1/52/5,易混易错求解X染色体上某基因频率时,注意基因总数为雄性个体数量+雌性个体数量的2倍。,3.利用遗传平衡
10、定律计算基因型频率1)前提条件:种群非常大;所有雌雄个体之间自由交配并产生可育后代;没有迁入和迁出;没有自然选择;没有突变。2)计算公式当等位基因只有两个(A、a)时,设p表示A的基因频率,q表示a的基因频率,则:AA的基因型频率=p2;Aa的基因型频率=2pq;aa的基因型频率=q2。,例2黑腹裂籽雀的宽喙和窄喙分别由B和b控制。现有一个较大的黑腹裂籽雀种群,雌雄数量相等,雌雄之间自由交配产生可育后代,且没有迁入、迁出、自然选择和突变,种群中B基因频率为60%,b基因频率为40%,若这对等位基因位于常染色体上,则显性个体中出现杂合雌黑腹裂籽雀的概率约为(保留一位小数)。,解题导引由题意知,该
11、种群符合遗传平衡定律,种群B基因频率为60%,b基因频率为40%,则BB的基因型频率为36%,Bb的基因型频率为48%,故显性个体中出现杂合雌黑腹裂籽雀的概率为48%(36%+48%)228.6%。,答案28.6%,创新细菌抗药性形成的原因及预防,例某微生物社团为宣传滥用抗生素的危害提供科研证据,开展了“抗生素对细菌选择作用”的实验。取少量大肠杆菌的培养液,均匀涂在培养皿内的培养基上,再放上4片含有链霉素(抗生素)的圆形滤纸片,然后在无菌的适宜条件下培养1216 h,滤纸片周围出现抑制大肠杆菌生长的环圈(简称抑菌圈,见图)。测量并记录抑菌圈的直径并取平均值,记为n1。再从抑菌圈边缘的菌落上挑取
12、细菌,重复上述步骤,培养至第五代。测量并记录每一代抑菌圈直径的平均值(n2n5)。由实验数据可以推测出:大肠杆菌对链霉素的抗药性逐代增强。,基础设问(1)是否能依据抑菌圈直径大小来判定药物的抑菌效果?(2)随着培养代数的增加,抑菌圈直径如何变化?请分析原因。创新设问(3)人类不断研发新的抗生素时,致病细菌对新药的耐药性也在不断提高,甚至出现了无药可治的“超级病菌”。请用现代生物进化理论观点简析“超级病菌”出现的主要原因。(4)为探究防止“超级病菌”出现的方法,从上述实验中的第五代抑菌圈边缘挑取大肠杆菌进行接种,调换含有庆大霉素(另一种抗生素)的滤纸片,重复培养五代;又在抑菌圈边缘重新挑取大肠杆
13、菌培养,恢复使用链霉素滤纸片,测得抑菌圈直径平均值为n11(n11n5)。据此实验数据推测防止“超级病菌”出现的思路。,解题思路(1)可以根据抑菌圈直径的大小来判定药物的抑菌效果。抑菌圈越小,抑菌作用越弱。(2)随着培养代数的增加,抑菌圈直径逐渐变小;链霉素对大肠杆菌抗药性变异进行了定向选择,筛选出了抗链霉素能力强的大肠杆菌,故链霉素抑菌效果逐渐减弱。(3)抗生素的滥用,使耐药菌生存和繁殖的机会增加,耐药性基因在细菌种群中的基因频率逐年上升,最终形成“超级病菌”。(4)当致病细菌对某抗生素药物的耐药率超过一定值时,需及时更换抗生素类药物,将致病细菌的耐药率控制在低水平。,知识拓展抗生素在临床上用来治疗由细菌引起的疾病时,为了避免出现细菌的耐药性,使用时一定要注意:第一次使用的药物剂量要足;避免在一个时期或长期使用同种抗生素;不同的抗生素(或与其他药物)混合使用;对现有抗生素进行改造;筛选新的更有效的抗生素,这样既可以提高治疗效果,又不会使细菌产生抗药性。,
