高考生物总复习知识讲解：专题15 生物的进化

易混易错 分析生物进化时,要注意“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 ①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。 ②类型:地理隔离和生殖隔离。
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(n11>n5)。据此实验数据推测防止 “超级病菌”出现的思路。
细胞和分子水平的证据 生物有共同祖先
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❺ 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
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。
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.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。( )
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、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。
综合篇
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)×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)×10 0%。
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+1/2×Aa基因型频率。 2)a基因频率=aa基因型频率+1/2×Aa基因型频率。
类型 地理 隔离
生殖 隔离
概念
举例
同种生物由于地理障碍而分成 两个池塘中的鲤鱼属于两个种 不同的种群,使得种群间不能发 群,存在地理隔离 生基因交流的现象
不同物种之间一般不能相互交 如马和驴为不同物种,交配产生 配,即使交配成功,也不能产生可 的骡子不育 育后代的现象
3)物种形成 ①三个环节:突变和基因重组、自然选择及隔离。 ②三个环节间的相互关系
高考生物总复习知识讲解
专题十五 生物的进化
基础篇
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❶ 原始的共同祖先 进化而来的。
2)证据
项目 ❷ 化石
印迹
内容或结论
概念
地位 比较解剖学证据 胚胎学证据
通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或 生活遗迹等 研究生物进化最直接、最重要的证据 现有的脊椎动物都由原始的共同祖先进化而来 人和其他脊椎动物有共同祖先
个体数量的2倍。
3.利用遗传平衡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
内容
捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体,客观 上起到了促进种群发展的作用
“收割理论” 好氧生物的出现
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少数 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
地球早期无氧环境→厌氧生物→光合生物出现→空气中有氧气→ 出现好氧生物
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:①第一次使用的药物剂量要足;②避免在一 个时期或长期使用同种抗生素;③不同的抗生素(或与其他药物)混合使 用;④对现有抗生素进行改造;⑤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。
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BY=1∶1∶1,因此B基因频率为(1+1)÷(1×2+1×2+1)=2/5。
答案 1/5 2/5
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
③物种形成的标志:出现❻ 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。
④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)概念:不同物种之间、❼ 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
实例 “精明的捕食者”策略
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。
2.适应形成的原因 1)拉马克的观点 ①内容:适应的形成是由于用进废退和❾ 获得性遗传 。 ②意义:否定物种不变论,提出的进化学说在当时有进步意义。 ③局限:过于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 ①内容:适应的来源是 可遗传变异 ,适应是自然选择的结果。 ②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。 ③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。
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%)÷2≈28.6%。
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❶ 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)生物进化的实质:❷ 种群基因频率的定向改变 。
答案 28.6%
创新篇
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12~16 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(n2~n5)。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。
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、6 0、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=(30×2+60)÷(100×2)×100%=60%;Aa的基因型频率= 60÷100×100%=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❸ 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❹ 生存环境 。 3)生物的变异是随机的、❺ 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
。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
。
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XBsXb∶XbXb∶XbY=1∶1∶1,B基因频率为1÷(1×2+1×2+1)=1/5。若致