1、第一节现代生物进化理论目标导航1.结合实例，掌握种群、基因库和物种的概念。2.通过探究活动，理解自然选择在生物进化中的作用。3.结合教材，简述隔离的类型及隔离与物种形成的关系。 一、现代综合进化论的形成与地位1.形成时间：20世纪上半叶，生物学家将达尔文理论与孟德尔遗传学相结合，形成了现代综合进化论。2.地位：它阐明了生物进化的遗传学原理，是现代生物进化理论中被广泛接受的理论。二、基本内容1.进化的基本单位是种群(1)种群：生活在同一地域的同种生物的所有成员。(2)基因库：一个种群含有的全部基因。通过交互繁殖，使种群的基因库保持相对稳定。2.进化的实质是种群基因频率的改变在一个种群中，基因频率
2、会由于突变、迁移和自然选择而发生变化。3.自然选择决定生物进化的方向(1)自然选择是适者生存，不适者被淘汰的过程。(2)自然选择保存有利变异，消除有害变异，使种群的基因频率发生定向改变。4.隔离导致新物种的形成(1)物种的概念：物种是一个具有共同基因库、与其他类群生物有生殖隔离的生物类群。特征：不同物种的生物，不能进行交配生殖或不能产生可育的后代。(2)隔离的类型地理隔离：地理隔离是指同一物种的不同种群，由于地理条件的限制，阻碍了种群间生物个体的相互交配和基因交流。生殖隔离：由于突变是不定向的，一个种群的突变不会扩散到另一个种群，同时环境条件也不同，因此，对不同种群的选择方向不同，使不同种群的
3、基因库改变的方向不同，最终形成生殖隔离，产生新的物种。5.突变、选择、隔离是生物进化的三个基本环节。判断正误：(1)自然选择决定了生物变异和进化的方向。()(2)达尔文认为自然选择作用于种群，使种群发生进化。()(3)某种抗生素被长期使用药效下降，是由于病原体接触药物后，产生对药物有抗性变异。()(4)突变和基因重组使生物发生定向改变。()(5)在环境条件保持稳定的前提条件下，种群的基因频率不会发生变化。() (6)物种的形成可以不经过隔离。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)一、进化的基本单位是种群1.种群的概念种群是指生活在同一地域的同种生物的所有成员。其中的“种”是生物分类的基本
4、单位，理解种群概念应把握如下内容：(1)两个要素：“同种”和“所有”。(2)两个条件：“时间”和“空间”，即种群具有一定的时空限制，离开一定的空间和时间的种群是不存在的。(3)两个单位(4)种群中的个体不是机械地集合在一起的，而是通过种内关系组成的一个有机整体，个体间能彼此交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。(5)同一种群中的生物属于同一物种，个体具有的形态特征基本相同，生态要求基本一致。2.物种与种群的比较种群物种范围一定范围内的同种生物的全部个体由分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成判断标准种群具备“三同”：同一时间、同一地点、同一物种；同一物种的不同种群间不存在生殖隔离，交配能产生
5、可育后代主要是形态特征和能否自由交配产生可育后代；不同物种间存在生殖隔离联系一个物种可以包括许多种群，如同一种鲫鱼可以生活在不同的池塘、湖泊等，形成一个个彼此被陆地隔离的种群；同一物种的许多种群之间存在地理隔离，长期发展下去可能形成不同的亚种，进而形成多个新物种。3.种群的基因库(1)每个种群都有自己的基因库。(2)种群中每个个体所含的基因，只是种群基因库的一个组成部分。(3)个体携带的基因随着个体的死亡而从基因库中消失，随着繁殖把自身的一部分基因传给后代，通过突变使新基因进入基因库，所以基因库在代代相传的过程中保持和发展。4.基因频率(1)对于某对等位基因而言，每个种群都有自己的基因频率，且
6、基因频率是会随环境的变迁而改变的。(2)种群中基因频率的改变反映出生物进化的方向，即在进化过程中某基因的频率如果逐渐增大，说明该基因控制的性状对环境的适应能力较强。1.种群的基因库是一直不变的吗？试分析原因。答案不是。基因突变、染色体变异、自然选择、种群个体的迁入迁出等都会使种群的基因库发生改变。2.为什么说生物进化的基本单位是种群而不是个体？答案由于分离和基因重组，有性繁殖的个体不能使其基因型恒定的延续下去，只有通过交互繁殖，才能使种群保持一个相对稳定的基因库。因此，进化发生在种群而不是个体。1.下列有关种群和物种的叙述正确的是()A.同一种群的个体间可自由交配并产生后代，同一物种的个体间也
7、都可自由交配并产生后代B.种群是生物进化的基本单位，物种是繁殖的单位C.种群的基因频率总是在不断发展变化，物种的基因频率往往保持不变D.种群基因库的基因没有物种基因库的基因丰富问题导析(1)同一种群内的个体位于同一个区域，可以自由交配，同一物种可由不同种群组成，由于存在地理隔离，基因交流存在障碍。(2)种群是进化的基本单位，也是繁殖的基本单位。(3)一个物种可由多个种群组成，种群的基因频率在不断变化，物种的基因频率也在不断变化。(4)物种可由多个种群组成，物种的基因库要比种群基因库丰富。答案D一题多变判断正误：(1)不同种群的生物不是同一物种。 ()(2)种群是生物进化和繁殖的基本单位。()(
8、3)判断是不是一个物种的标准是：两个种群间能否随机交配并产生可育的后代。()(4)某外迁群体a1与当时留居群体a2的基因频率不相同，则a1和a2是同一物种。()答案(1)(2)(3)(4)二、突变、选择、隔离是生物进化的三个基本环节1.理解“突变”的含义(1)基因突变和染色体变异统称为突变。基因突变、基因重组和染色体变异都能产生新的基因型，但只有基因突变能产生新的基因(等位基因)。(2)突变的频率虽然很低，但一个种群往往由许多个体组成，而且每一个个体中的每一个细胞都含有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量的突变。(3)基因突变产生的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种
9、多样的基因型，从而使种群出现大量的可遗传变异。(4)生物的变异是否有利取决于它们的生存环境，同样的变异在不同的生存环境中可能有利，也可能有害。2.突变和基因重组为生物进化提供了原材料每一个基因发生基因突变的频率虽然很低，但由于每个生物个体所含的基因数是一个非常巨大的数目，因此基因突变对个体来说不是稀有的，况且生物进化的单位是种群，生物进化是一个漫长的积累过程。因此，突变可以为生物进化提供丰富的变异材料。同时，突变等位基因基因重组大量的变异。可见，突变和基因重组为生物进化、物种形成提供了丰富的原材料。3.理解“自然选择”的含义(1)选择的对象直接对象是生物的变异性状(表现型)；间接对象是相关的基
10、因型；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所对应的基因的选择，因而可以改变种群的基因频率。(2)选择的结果从生物性状上看，生物朝着一定的方向进化，形成生物的适应性；从实质上看，种群基因频率发生改变。4.自然选择决定生物进化的方向生物种群内产生的变异是不定向的，经过长期的自然选择，其中的不利变异被不断淘汰，有利变异则逐渐积累，从而使种群的基因频率发生定向改变，导致生物沿着一定的方向缓慢地进化。由此可见生物进化的方向是由自然选择决定的。5.隔离导致物种形成的理解现代综合进化论认为种群是生物进化的基本单位；突变和基因重组提供了进化的原材料；自然选择使基因频率定向变化，从而决定了
11、进化方向；隔离是新物种形成的必要条件，阻碍了种群间基因的交流；突变、选择、隔离是生物进化的三个基本环节。现代综合进化论的观点对物种形成的解释是：经过长期的地理隔离，再达到生殖隔离而形成的。判断新物种形成的标志是是否出现了生殖隔离。1.所有的变异都能导致种群基因频率的改变吗？为什么？答案不是。只有可遗传的变异才能影响种群基因的组成，才能改变基因频率。2.基因突变和基因重组对种群遗传组成的影响一样吗？试分析原因。答案二者都对种群遗传组成产生影响，但影响角度不一样。只有基因突变才能出现新基因，才能丰富基因库，改变基因频率，从而影响种群的遗传组成；基因重组不能产生新基因，只能增加基因型的种类，以此来影
12、响种群的遗传组成。 3.有人认为“发生在体细胞中的基因突变不能传递给后代，因此不能为生物进化提供原材料”，这种说法正确吗？分析原因。答案不正确。发生在体细胞中的基因突变，可以通过无性繁殖的方法传递给后代，如发生基因突变的花芽或叶芽，通过植物组织培养技术或者嫁接的方法可以传递给下一代，因此能为生物进化提供原材料。 4.新物种的形成都要经过地理隔离达到生殖隔离吗？答案新物种的形成不一定要经过地理隔离，如多倍体的形成，但一定需要达到生殖隔离。生殖隔离是新物种形成的标志。5.分析生物进化与物种形成是不是一回事？为什么？答案二者不是一回事，任何基因频率的改变，不论变化大小如何，都属于进化的范畴；而作为物
13、种的形成，则必须当基因频率的改变在突破种的界限形成生殖隔离时方可成立，因此隔离是物种形成的必要条件，而不是生物进化的必要条件。2.根据现代生物进化理论，下列说法正确的是()A.自然选择决定了生物变异和进化的方向B.生物进化的实质是种群基因型频率的改变C.种群内基因频率的改变在世代间具有连续性D.种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小问题导析(1)自然选择使种群的基因频率发生定向改变，从而使生物定向进化，所以自然选择决定了生物进化的方向，生物进化的实质是种群基因频率的改变。(2)种群中基因频率的改变在世代间具有连续性，导致生物不断进化。(3)种群中基因频率改变的偶然性随种群数量下降而增大
14、。答案C一题多变“基因突变对绝大多数个体是不利的，但却是生物进化的重要因素之一”。你认为这一说法 ()A.正确，基因突变虽对多数个体是不利的，但它为定向的自然选择提供了材料，为物种的进化奠定了基础B.正确，基因突变对多数个体不利，但突变的方向与生物进化的方向是一致的C.不正确，因为基因突变不利于个体繁殖，会导致物种灭绝D.不正确，因为基因突变会导致个体死亡，不利于生物进化答案A1.下列生物属于一个种群的是()A.一块农田中的全部害虫B.一座山上的所有的鸟C.微山湖中的所有鱼D.一片树林中的全部毛白杨答案D2.下列关于物种的叙述，不正确的是()A.物种是形态上类似的、彼此能交配的、要求类似环境条
15、件的生物个体的总和B.物种是一个具有共同基因库的、与其他类群有生殖隔离的类群C.区分物种有多种依据，但最主要的是看有无生殖隔离D.不同物种的种群若生活在同一地区，也会有基因交流答案D解析不同物种之间存在生殖隔离，即使生活在一起也不会有基因交流。3.华南虎和东北虎两个亚种的形成是由于()A.地理隔离的结果B.地理隔离和生殖隔离共同作用的结果C.生殖隔离的结果D.基因突变和基因重组的结果答案A解析东北虎和华南虎分别生活在我国的东北地区和华南地区，这两个地区之间的辽阔地带起到了地理隔离的作用。经过长期的地理隔离，这两个种群之间产生了明显的差异，成为两个不同的虎亚种。4.在一次大风暴后，有人搜集了10
16、0只受伤的麻雀，把它们饲养起来，结果活下来64只。在死去的个体中，大部分是个体比较大、变异类型特殊的，下列有关叙述正确的是()A.突变和基因重组决定生物进化的方向B.自然选择会改变种群的基因频率C.特殊的变异类型都是不利的D.不产生变异的生物才能生存答案B解析突变和基因重组为生物的进化提供原材料，这种变异是不定向的，可能是有利的，也可能是有害的。产生有利变异的个体存活下来，产生不利变异的个体会在自然选择中被淘汰，自然选择的过程就是种群基因频率发生变化的过程。5.下图为加拉帕戈斯群岛上物种演化的模型，A、B、C、D为四个物种及其演化关系，请据图回答下面的问题。(1)A物种进化为B、C两个物种的外
17、部因素是_。(2)甲岛上的B物种迁到乙岛后，不与C物种进化为同一物种的原因是_。(3)迁到乙岛的B物种进化为D物种的原因是_。答案(1)自然选择、地理隔离(2)B物种与C物种间已形成生殖隔离(3)甲、乙两岛的环境条件不同，自然选择作用不同，再加上地理隔离使它们基因频率的差别得到累积而形成了生殖隔离解析A物种原是同一自然区域的生物类群，后来，同一物种的生物有的在甲岛生活，有的在乙岛生活，由于甲、乙两岛环境条件不同，使得同一物种的两个种群的基因频率发生不同的定向改变。再加上甲、乙两岛上的种群由于地理隔离而不能相互自由交配，使不同种群的基因库不同。所以，最后的进化结果是形成两个物种。甲岛上的B物种迁
18、到乙岛后，由于各自种群的基因库已发生改变，加之二者存在生殖隔离，因此B物种不会与C物种共同进化为一个相同的新物种，而是各自独立进化。因甲、乙两岛的环境条件不同，再加上由于地理隔离导致生殖隔离，C物种不能与B物种自由交配，故D物种是在B物种基础上进化而成的。基础巩固1.下列关于基因库的叙述，错误的是()A.一个种群所含的全部基因叫做这个种群的基因库B.生物个体总是要死亡的，但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传C.种群中每个个体都含有种群基因库的全部基因D.基因突变可改变基因库的组成答案C解析一个种群的全部个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库。每一个种群都有它自己的基因库，种群中的个体一代一代
19、地死亡，但基因库却在代代相传的过程中保持和发展。种群中的每一个个体只含有种群基因库中的部分基因，都是种群基因库的组成部分。种群基因库时刻发生改变，因为自然界中存在着突变、基因重组、迁移和自然选择等因素。2.某一种群中某种可遗传的变异性状出现的频率增加，这很可能推断出()A.那个性状对环境有很大的适应性B.该种群的全体成员都是那个性状的纯合体C.那个变异性状是由环境条件引起的D.控制那个性状的基因是隐性的答案A解析该种群这种可遗传的变异性状出现的频率增加，并不意味着该种群的全体成员都是那个性状的纯合体，也不能说明控制该性状的基因是隐性的，故B、D两项与题意不符。由于环境条件变化所引起的变异是不遗
20、传的，也就得不到积累加强，故C项是错误的。根据达尔文的自然选择学说，种群内某一可遗传的变异性状出现频率增加，说明此变异性状能适应环境，被自然选择所保留，并逐代积累加强，故A项正确。3.下列关于生物变异在理论和实践上的意义，错误的是()A.不定向的变异为定向的自然选择提供了原材料B.基因重组有利于物种在多变的环境中生存C.人工诱变育种可大大提高突变率D.用二倍体植物的花药离体培养，能得到叶片和果实较小的单倍体植物答案D解析D项中获得的单倍体植株只含1个染色体组，不能产生可育的配子，因此自然情况下不能结出果实，故“果实较小”错误。4.新物种形成最显著的标志是()A.具有一定的形态结构 B.具有一定
21、的生理功能C.产生了生殖隔离 D.改变了基因频率答案C 解析具有一定的形态结构和生理功能是作为物种存在的一种必要的特征，但标志新物种形成的应是生殖隔离。基因频率的改变情况只能说明生物进化情况。5.下列与生物进化相关的叙述，正确的是()A.进化总是由突变引起的B.进化时基因频率总是变化的C.变异个体总是适应环境的D.进化改变的是个体而不是群体答案B解析种群是生物进化的基本单位，进化的实质就是种群基因频率的改变，所以如果发生进化，那一定是有基因频率的改变。6.有关现代生物进化理论的叙述，错误的是()A.种群是生物进化的基本单位B.自然选择学说是现代生物进化理论的核心C.生物进化过程的实质是种群基因
22、频率的改变D.生物进化过程的实质在于有利变异的保存答案D解析种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质是种群基因频率的改变，在这个过程中有利变异保存而不利变异被淘汰，从而改变了基因频率。巩固提升 7.如图表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程。下列有关叙述中，不正确的是()A.图中X、Y、Z分别表示的是突变和基因重组、自然选择及隔离B.小岛上蜥蜴原种全部个体的总和称为种群，是生物进化的基本单位C.地理隔离一旦形成，原来同属一个物种的蜥蜴很快就进化为不同的物种D.小岛上蜥蜴新种全部个体所有基因的总和称为蜥蜴新种的基因库答案C解析蜥蜴产生不同性状，原因可能是突变或基因重组，不同的性状中有利的保存而不利的被淘
23、汰，属于自然选择的结果，新物种产生的必要条件是隔离，故A正确；生物进化的基本单位是种群，种群即生活在一定区域的同种生物的全部个体，故B正确；由于地理隔离，不同环境内的生物进化方向可能有差异，但不一定出现生殖隔离，也就不一定形成新物种，故C错误；一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫做这个种群的基因库，该小岛上全部的蜥蜴新种即为一个种群，故D正确。8.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，
24、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，导致耐药菌形成答案B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，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。9.大豆植株的体细胞含40条染色体。用放射性60Co处理大豆种子后，筛选出一株抗花叶病的植株X，取其花粉经离体培养得到若干单倍体植株，其中抗病植株占50%。下
25、列叙述正确的是()A.用花粉离体培养获得的抗病植株，其细胞仍具有全能性B.单倍体植株的细胞在有丝分裂后期，共含有20条染色体C.植株X连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低D.放射性60Co诱发的基因突变，可以决定大豆的进化方向答案A解析单倍体植株体细胞仍具全能性，故A正确；单倍体植株的细胞中有20条染色体，在有丝分裂后期染色体加倍，应含40条染色体；杂合体连续自交，其纯合度提高；基因突变可为生物进化提供原材料，不能决定生物进化的方向；生物进化方向取决于“自然选择”，故B、C、D选项所述不正确。10.某海岛上生活着一种昆虫，经调查，翅的长度和个体数量的关系如图所示。后来该小岛上经常刮大风，
26、若干年后再进行调查，你认为最能代表此时情况的曲线图是() 答案D解析随着环境变化，海岛上经常刮大风，翅长和翅短的变异个体以抗风和避风的方式可以避免大风将它们刮入大海而死亡。经长期选择，岛上的该种昆虫分别向翅长和翅短的方向发展。11.某研究小组研究了某地的两个湖泊。这一地区有时会发洪水。每个湖中生活着两种相似的鱼：红褐色和金黄色的。他们不清楚这两种鱼之间的关系，于是作了两种假设，如图所示：(1)在假说甲和假说乙中，湖泊和湖泊中的两种鱼的祖先各是哪种鱼？_。(2)DNA分析表明，湖泊中红褐色鱼与湖泊中红褐色鱼亲缘关系最近，这一证据支持哪个假说？_。(3)假说甲是否符合当地实际情况？为什么？_。(4
27、)什么证据可以帮助你确定湖泊中的红褐色和金黄色鱼不是一个物种？_。答案(1)假说甲：红褐色鱼和金黄色鱼起源于同一种灰色鱼；假说乙：湖中原来只有红褐色鱼，湖中原来只有金黄色鱼(2)这一证据支持假说乙(3)不符合。因为假说甲没考虑当地“有时会发洪水”这一实际情况(4)如果红褐色鱼和金黄色鱼不能杂交，或杂交后不能产生可育后代，说明它们不是一个物种(或若两种鱼杂交，存在生殖隔离，说明它们不是同一物种)解析作为信息给予题，在解答时要注意题干的信息提取。本题的题干中给出了“有时会发洪水”的信息，即在洪水泛滥时，两种鱼可能流入对方水体中，再结合DNA分析即可做出较为准确的分析与判断。要检验两种鱼是否为同一物
28、种，只需看它们是否存在生殖隔离即可。12.现有G、H、Q、W、X五个有亲缘关系的物种，它们的进化历程及亲缘关系如图所示。(1)图中五个物种中，基因库相似程度最高的两个物种最可能是_。(2)由共同祖先进化形成上述五个不同物种的外部因素是_和_。(3)H、W两种物种都生活在海洋中，体形都为纺锤形的事实能够说明_。(4)如果将W物种始终处在一个没有地理隔离的环境中，W物种将会在进化过程中分化成两个或两个以上的物种吗？_，为什么？_；W物种在它所生存的环境中将会进化吗？_，为什么？_。答案(1)X、Q(2)自然选择隔离(3)自然选择是定向的(环境对生物的选择是定向的)(4)不会地理隔离是导致新物种形成
29、的一个重要环节会生物在繁衍过程中会产生各种可遗传的变异，W所处的环境条件也会发生不断的变化解析(1)基因库相似程度越高的生物应是亲缘关系越近的物种。(2)物种的形成需要经过隔离，一个物种在特定的环境中生存时，必然受到环境的自然选择。(3)这是一种趋同进化现象，是相同环境定向选择的结果。(4)没有隔离就不会分化出不同的物种，但生物是随着环境的变化在不断进化的。走进高考13.(2014四川卷，5)油菜物种甲(2n20)与乙(2n16)通过人工授粉杂交，获得的幼胚经离体培养形成幼苗丙，用秋水仙素处理丙的顶芽形成幼苗丁，待丁开花后自交获得后代戊若干。下列叙述正确的是()A.秋水仙素通过促进着丝粒分裂，
30、使染色体数目加倍B.幼苗丁细胞分裂后期，可观察到36或72条染色体C.丙到丁发生的染色体变化，决定了生物进化的方向D.形成戊的过程未经过地理隔离，因而戊不是新物种答案B解析A项，在有丝分裂过程中，秋水仙素的作用是在分裂前期抑制纺锤体的形成，从而达到使染色体数目加倍的目的。B项，油菜物种甲、乙杂交，子代丙是异源二倍体，其染色体数为10818，用秋水仙素处理其顶芽后，发育成的幼苗丁中部分细胞染色体加倍为36条，该类细胞在有丝分裂后期可观察到72条染色体，其他时期可观察到36条染色体。C项，决定生物进化方向的是自然选择，不是丙到丁发生的染色体变化(染色体变异)。D项，虽然形成戊的过程没有经过地理隔离
31、，但是其体细胞中染色体组成为物种甲(2n20)物种乙(2n16)，为异源四倍体，与二倍体物种甲、二倍体物种乙都存在生殖隔离，因而戊是新物种。14.(2013江苏卷，12)如图为四个物种的进化关系树(图中百分数表示各物种与人类的DNA相似度)。DNA碱基进化速率按1%/百万年计算，下列相关论述合理的是()A.四个物种都由共同祖先通过基因突变而形成B.生殖隔离是物种朝不同方向发展的决定性因素C.人类与黑猩猩的DNA差异经历了约99万年的累积D.大猩猩和人类的亲缘关系，与大猩猩和非洲猴的亲缘关系的远近相同答案C解析物种的形成是突变、选择和隔离三个环节共同作用的结果，A错误；自然选择决定生物进化的方向，B错误；人与黑猩猩的DNA差异百分比是0.99%，而碱基进化速率为1%/百万年，通过计算可知人与黑猩猩的DNA差异经历99万年左右的积累，C正确；通过DNA的差异百分比可知，人与大猩猩的亲缘关系较大猩猩与非洲猴的亲缘关系近得多，D错误。
