201X-201x年高中生物 第五章 生物的进化 小专题 大智慧 生物的进化教学案 浙科版必修2

生物的进化一、生物的多样性与统一性及解释1．生物的多样性不同的环境生活着不同的生物，这些生物在结构、功能、行为、生活方式等方面都有各自的特点，构成了生物的多样性。

生物多样性是在特定环境中自然选择的定向性和不同生物生存环境的多样性共同形成的。

多样的环境必然对生物进行多方向的选择，选择的结果必然是不同环境中的生物多种多样。

2．生物的统一性生物界虽然在类型上具有巨大的多样性，但在模式上却具有高度的统一性。

每一个或大或小的生物分类群，乃至整个生物界，在生物体、细胞或生物大分子等层次上，总会在一个或几个层次的结构与功能上存在着统一的模式。

(1)统一的生物体模式：①举例：爬行动物、哺乳动物、鸟类都是脊椎动物。

人的手臂、海豚的鳍肢、鸟和蝙蝠的翼手，它们的外形和功能不同，但结构相似。

②同源器官：指起源相同，结构和部位相似，而形态和功能不同的器官。

在脊椎动物方面，如鱼类的胸鳍，鸟类的翼和马的前肢，都是前肢的各种状态，属同源器官；在高等植物方面，如皂荚枝上的刺，葡萄的卷须，洋葱的鳞茎和马铃薯的块茎，虽然形态上区别极大，但都是茎的变态，也属同源器官。

同源器官的存在，是支持生物进化观点的一种间接证据。

同源器官最有力地说明了这些动物起源相同，有共同的祖先。

只是它们在进化的过程中，由于所处的环境不同，而在结构上出现形态和功能的不同。

这是生物对生活环境的适应性。

(2)统一的细胞模式：如动物、植物、真菌、原生生物都是由细胞组成的。

(3)统一的生物大分子组成模式：如真核生物和原核生物都是由相同类型的分子组成；所有生物共用一套遗传密码，共用一套转运RNA，说明多样性的生物具有高度的统一性，说明各种生物是由共同的祖先发展进化来的。

3．进化论对生物的统一性和多样性的解释(1)随着时间的推移，由于自然选择等因素的作用，进化使一个物种演变为另一个物种。

同一物种的不同种群生活环境不同，种群之间发生性状的分歧，一个物种可以发展出多个物种，一种类型可以发展出多种类型。

(2)彼此不同而不相似的物种，由一个祖先物种发展而来，遗传的力量使它们保持某种结构和功能的统一模式。

由于所有的动物有一个共同由来，所有的植物有一个共同由来，乃至整个生物界有一个共同由来。

生物界既存在着巨大的多样性，又在不同层次上存在着高度的统一性。

二、自然选择是进化的一个重要动力和机制1．自然选择学说内容的整合2．自然选择的对象(1)直接对象是生物的变异性状(表现型)。

(2)间接对象是相关的基因型。

(3)根本对象是与变异性状相对应的基因。

即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。

3．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自然环境。

环境对变异的选择是定向的。

4．自然选择的手段：生存斗争(1)类型：包括种内斗争、种间斗争(竞争)、生物与非生物环境之间的斗争。

(2)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。

5．自然选择的结果：适者生存，不适者淘汰。

通过多次的自然选择，使生物的微小有利变异通过繁殖遗传给后代的部分个体，使之得以积累和加强，使生物更好地适应环境，并朝着特定方向进化发展。

自然选择只选择与环境相适应的变异类型。

所以，生物产生的变异一般是多方向的，但是自然选择是定向的，决定着生物进化的方向。

三、突变和重组产生进化的原材料四、基因频率与基因型频率1．基因频率与基因型频率的计算(1)公式：基因频率＝某基因的总数/种群中全部等位基因的总数。

基因型频率＝某基因型个体数/种群个体总数。

(2)两者之间的关系：种群中任何一对等位基因的频率之和等于1，各种基因型频率之和也等于1。

一个等位基因的频率＝该等位基因纯合子的频率＋1/2杂合子的频率。

如：已知AA%＝30%，Aa%＝60%，aa%＝10%，则a%＝aa%＋1/2Aa%＝10%＋1/2×60%＝40%，A%＝AA%＋1/2Aa%＝30%＋1/2×60%＝60%。

2．遗传平衡定律(1)公式：如果用p代表基因Y的频率，q代表基因y的频率。

那么，遗传平衡定律可以写成：(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1。

其中，p2代表一个等位基因(如Y)纯合子的频率，q2代表另一个等位基因(如y)纯合子的频率，2pq代表杂合子(如Yy)的频率。

如果一个种群达到了遗传平衡，其基因型频率应当符合p2＋2pq＋q2＝1。

(2)适用条件：①种群是极大的。

②种群个体间的交配是随机的，也就是说，种群中每一个个体与种群中其他个体的交配机会是相等的。

③没有突变产生。

④种群之间不存在个体的迁移或基因交流。

⑤没有自然选择。

3．基因频率与进化的关系生物进化的实质是种群基因频率发生定向改变，因此，可认为生物基因频率发生了改变就意味着生物发生了进化。

五、地理隔离与生殖隔离的比较项目地理隔离生殖隔离区别概念同一物种由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能不同的物种间不能相互交配，即使交配成功，也不能产生可育后代特点自然条件下基因不能交流，一定条件下可以进行基因交流种群间不能发生基因交流结果形成不同的亚种形成不同的物种联系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时期；长期的地理隔离最终形成生殖隔离，生殖隔离是物种形成的关键，是物种形成的最后阶段六、物种形成的方式1．异地的物种形成现代生物进化理论的观点对物种形成的解释是：经过长期的地理隔离，再达到生殖隔离。

判断新物种形成的标志是是否出现了生殖隔离。

2．同地的物种形成不同物种间都存在生殖隔离，物种的形成必须经过生殖隔离时期，但不一定要经过地理隔离，如在同一自然区A物种进化为B物种。

这就是所谓的同地的物种形成，图示如下：同一种群――→外界因素不同个体出现生殖隔离―→新物种如：多倍体的形成。

二倍体植物―――→减数分裂异常二倍体配子――――→两个二倍体配子融合四倍体新物种一、生物的多样性、统一性及解释[典例1] 下列观点符合生物的统一性的是( )A．植物、动物、真菌等生物在结构、功能、生活方式等方面各有特点B．人类和大猿的脑容量相差较大，人能直立行走，能制造并使用工具C．人的手臂、海豚的鳍肢和蝙蝠的翼手在外形和功能上各不相同D．爬行动物、鸟类、哺乳动物都是脊椎动物[解析] 不同生物总有一个或几个层次的结构与功能存在着统一的模式。

[答案] D(1)整个生物界既具统一性的一面又具有多样性的一面。

(2)不同物种的由来是由于遗传、变异和环境的选择。

二、自然选择学说[典例2] (江苏高考)某医院对新生儿感染的细菌进行了耐药性实验，结果显示70%的致病菌具有耐药性。

下列有关叙述正确的是( )A．孕妇食用了残留抗生素的食品，导致其体内大多数细菌突变B．即使孕妇和新生儿未接触过抗生素，感染的细菌也有可能是耐药菌C．新生儿体内缺少免疫球蛋白，增加了致病菌的耐药性D．新生儿出生时没有及时接种疫苗，导致耐药菌形成[解析] 抗生素并非导致突变的因素，即变异在前选择在后，抗生素对细菌只起选择作用，即A选项错误；细菌的变异与是否接触过抗生素无关，所以即使新生儿未接触过抗生素，进入新生儿体内的细菌也存在抗药性的类型，故B选项正确。

免疫球蛋白与致病菌的耐药性无关，故C选项错误。

新生儿出生时没有及时接种疫苗时，将导致致病菌在体内的繁殖，而耐药菌的形成是基因突变所致，与疫苗无关，故D选项是错误。

[答案] B人工选择与自然选择的区别(1)人工选择：生物中普遍存在变异，人们根据自己的需要，把某些比较合乎要求的变异个体挑选出来，让它们保留后代，把其他变异个体淘汰掉，不让它们传留后代。

经过连续数代的选择，人类所需要的变异被保存下来，微小的变异因此积累成为显著变异，从而培育出新品种。

(2)自然选择：环境条件以某种方式选择适应环境的个体繁殖后代。

那些性状特征与环境相适应的个体较之没有这种特征的个体能繁殖出更多的后代，这样这种性状特征经过数代选择后被保留下来，并得以积累，微小变异也可以成为显著变异，从而形成新的生物类型。

这个过程就是自然选择。

达尔文认为，自然选择是进化的一个重要动力和机制，是导致地球上出现生物多样性的重要原因。

三、基因频率的计算[典例3] (山东高考) 用基因型为Aa的小麦分别进行连续自交、随机交配、连续自交并逐代淘汰隐性个体、随机交配并逐代淘汰隐性个体，根据各代Aa基因型频率绘制曲线如下图。

下列分析错误的是( )A. 曲线Ⅱ的F3中Aa基因型频率为0.4B. 曲线Ⅲ的F2中Aa基因型频率为0.4C. 曲线Ⅳ的F n中纯合体的比例比上一代增加(1/2)n＋1D. 曲线Ⅰ和Ⅳ的各子代间A和a的基因频率始终相等[解析] 对题目中提到四种交配方式逐一分析：(1)杂合子连续自交F n中Aa的概率为(1/2)n，图中曲线Ⅳ符合；自交得到的F n中纯合体比例为1－1/2n，F n－1中纯合体的比例为1－(1/2)(n－1)，二者之间差值是1/2n，C错误。

由于在杂合子的连续自交过程中没有选择，各代的A和a的基因频率始终相等，D中关于曲线Ⅳ的描述正确；(2)杂合子的随机交配：亲本中Aa比例为1，随机交配子一代中Aa概率为1/2，继续随机交配不受干扰，A和a的基因频率不改变，Aa的比例也保持定值，曲线Ⅰ符合此种小麦的交配方式，同时D中关于曲线Ⅰ的描述正确，D项正确；(3)连续自交并逐代淘汰隐性个体：亲本中Aa概率为1，自交一次并淘汰隐性个体后F1中Aa概率为2/3，再自交一次并淘汰隐性个体后F2中Aa的概率为2/5，即0.4，再自交一次并淘汰隐性个体后F3中Aa的比例为2/9，所以曲线Ⅲ为连续自交并逐代淘汰隐性个体，B项正确。

(4)随机交配并逐代淘汰隐性个体：亲本中Aa，随机交配一次(可视为自交)产生子一代淘汰掉隐性个体后Aa概率是2/3，再随机交配产生子二代并淘汰掉隐性个体后Aa概率是1/2，A基因频率为3/4，a的基因频率为1/4，产生子三代中Aa的比例为2/5，曲线Ⅱ符合。

在Ⅱ的F3中，Aa的基因型频率为0.4，A正确。

[答案] C四、隔离[典例4] (上海高考)研究者对分布在喜马拉雅山东侧不同海拔高度的358种鸣禽进行了研究，绘制了该地区鸣禽物种的演化图表(部分)及其在不同海拔分布情况的示意图(图中数字编号和字母代表不同鸣禽物种的种群)。

(1)在②③④⑤四个物种中，亲缘关系最近的两种_____________________________。

(2)该研究发现，种群分布区域的扩大是喜马拉雅鸟类新物种形成的关键步骤之一，就⑥、⑦形成过程而言，种群X分布区域扩大的意义是__________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。