1、课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测第2节 现代生物进化理论的主要内容课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测课标解读1解释种群、种群基因库、基因频率等概念。2.说明现代生物进化理论的主要内容。3.举例说明共同进化和生物多样性形成的原因。4.运用数学方法讨论种群基因频率的变化。课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测1种群是生物进化的基本单位(1)种群的概念生活在一定区域的生物的构成一个种群。(2)基因库与基因频率基因库：一个种群中个体所含有的基因，构成这个种群的基因库。基 因 频 率：一 个 种 群 基 因 库 中，某 个 基 因 占的比率叫做基因频率。种群基因频率的改变与生物进化同种全部个体全体全
2、部全部等位 基因课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测(2)可遗传变异的形成、特点和作用形成：a产生等位基因；b通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的。特点：随机的、。作用：只是提供生物进化的，不能决定生物进化的。2突变和基因重组产生进化的原材料(1)可遗传变异的来源 突变 基因重组基因突变染色体变异基因突变基因型不定向的原材料方向课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测3自然选择决定生物进化的方向 变异不定向自然选择定向有利变异积累不利变异淘汰基因频率 定向改变 生物朝一定方向进化发展由上述分析得出，生物进化的实质是，进化的方向是的方向。种群基因频率的改变自然选择课堂互动探究金榜通关必备
3、随堂达标检测思维激活1(1)判断下列是否是一个种群，并说明理由。一个池塘中的所有鱼类。甲地池塘中的鲤鱼和乙地池塘中的鲤鱼。一个池塘中的所有成年鲤鱼。提示 都不是。不是同种生物；不是同一区域；不是所有个体。(2)生物进化的实质是什么？如何判断一个种群是否发生了进化？提示 生物进化的实质是种群基因频率的改变。判断的依据是种群基因频率是否发生改变。课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测1种群概念诠释种群是指生活在同一地点的同种生物的一群个体。其中的“种”是生物分类的基本单位，理解种群概念应把握如下内容：(1)两个要素：“同种”和“全部”。(2)两个条件：“时间”和“空间”，即种群具有一定的时空限制，离
4、开一定的空间和时间的种群是不存在的。(3)两个方面宏观方面：种群是生物繁殖的基本单位微观方面：种群是生物进化的基本单位课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测2突变和基因重组产生进化的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。课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测3基因频率、基因型频率的相关计算(1)常染色体遗传方式设
5、有N个个体的种群，AA、Aa、aa的个体数分别是n1、n2、n3，A、a的基因频率分别用PA、Pa表示，AA、Aa、aa的基因型频率分别用PAA、PAa、Paa表示，则：PA2n1n22N n1N12n2N PAA12PAaPa2n3n22N n3N12n2N Paa12PAa课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测由以上公式可得出下列结论：在种群中一对等位基因的频率之和等于1，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 12 杂合子的频率。(2)伴X染色体遗传方式在一个工厂中，男女职工各100名，女性中，色盲基因(Xb)携带者为5人，色盲患者为1人；男性中色盲患者为8人，则
6、Xb的基因频率为：51281002100100%5%。课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测已知人群中，伴X隐性男性患者的比例为p，则可认为这个人群中此基因频率为p，由此可计算女性中患病的频率为p2。例如色盲：男性中发病率7%，女性中发病率为(7%)20.5%。(3)哈代温伯格定律成立前提a种群非常大；b.所有雌雄个体之间自由交配；c.没有迁入和迁出；d.没有自然选择；e.没有基因突变。课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测计算公式a当等位基因只有两个时(A、a)，设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，则基因型AA的频率为p2，Aa的频率为2pq，aa的频率为q2。b当告诉基因型aa的频率为x
7、%时，则a的基因频率为x%，A的基因频率为1 x%。AA基因型频率为(1 x%)2；Aa基因型频率为2 x%(1 x%)。课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测名师点睛 自交与自由交配后代的基因频率和基因型频率(1)自交：指基因型相同的个体之间的交配。杂合子连续自交时，尽管基因频率不变，但后代的基因型频率会发生改变，表现为纯合子的频率不断增大，杂合子的频率不断减小。(2)自由交配：指各种基因型的个体随机交配。在无基因突变、各种基因型的个体生活力相同时，自由交配遵循遗传平衡定律，上下代之间种群的基因频率及基因型频率不变。课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测【强化训练1】某植物种群(亲代)中，AA基
8、因型个体占30%，aa基因型个体占20%，则：(1)该植物的A、a基因频率分别是_、_。(2)若该植物种群自交，后代中AA、aa基因型个体分别占_、_。这时，A、a的基因频率分别是_、_。(3)依据现代生物进化理论。这种生物在两年中是否发生了进化？_，原因是_。(4)若该亲代植物种群中aa基因型个体被淘汰(没有繁殖能力)。让该植物种群自交一次，其后代中A、a的基因频率分别是_、_。这时生物是否进化了？_。课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测解析(1)基因频率发生了改变，也就标志着生物发生了进化。由AA30%，Aa50%可求得A30%1250%55%，a45%。(2)求解如下：30%AA自交30
9、%AA20%aa自交20%aa50%Aa自交12.5%AA25%Aa12.5%aaAA42.5%Aa25%aa32.5%A55%a45%课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测(3)由(1)(2)知，上下代的A、a基因频率并没有改变，所以该种生物也就没有发生进化。(4)aa基因型个体被淘汰后，只剩基因型为AA和Aa的个体，则AAAAAAAa 30%30%50%37.5%，Aa62.5%，依上述方法，得到A68.75%，a31.25%。基因频率的改变，标志着生物进化。答案(1)55%45%(2)42.5%32.5%55%45%(3)没有发生进化 A、a基因频率都没有发生变化(4)68.75%31.2
10、5%发生了进化(基因频率的改变，标志着生物进化)课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测1物种的概念能够在下相互交配并且产生后代的一群生物。2隔离(1)概念：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能的现象。(2)类型隔离与物种形成自然状态可育自由交流课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测项目类型 发生范围结 果生殖隔离间不能相互交配即使交配成功，也不能产生可育后代地理隔离生物使种群间不能发生基因交流不同物种同一种课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测3.新物种的形成过程地理隔离不同种群出现不同的和不同种群间不发生 自然选择 和互不相同自然选择对不同种群 的改变所起的作用不同 生殖隔离形成明显的差异，并逐
11、步出现生殖隔离，从而形成不同的物种突变基因重组基因交流食物栖息条件基因频率基因库课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测4物种形成的必要条件是物种形成的必要条件。思维激活2 物种的形成是否必须要经过隔离？是否必须要经过地理隔离？提示 须经隔离，但未必经地理隔离。隔离课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测1地理隔离与生殖隔离的比较类型定义特点举例共性地理隔离同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象同种生物，地理隔离消失后仍然可以进行基因交流两个池塘中的鲤鱼均阻止了基因天然交流生殖隔离不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代永久性不能进行基
12、因交流驴和马课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测2.物种形成的两种模式和三个环节(1)物种形成的两种方式渐变式(如下图)课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测爆发式物种的形成主要是由异源多倍体的染色体变异的方式形成新物种，一出现可以很快形成生殖隔离(如下图)。此外还可利用远缘杂交和染色体加倍的原理人工创造新物种，如八倍体小黑麦。课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测(2)三个环节突变和基因重组产生进化的原材料。自然选择决定生物进化的方向。隔离导致物种形成。三者关系如下图：课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测名师点睛(1)达尔文自然选择学说与现代生物进化理论的比较课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测
13、(2)生殖隔离三种情况体现种群间的个体不能自由交配。有些虽能交配，但胚胎期死亡。有些虽能交配，并能成功繁殖出子代但成活的杂种后代没有生育能力。总之，只有能繁育出“可育子代”才堪称“无生殖隔离”，只有不存在生殖隔离时，才可称作“同一物种”。课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测【强化训练2】如图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群a1和a2，经过漫长的进化，分别形成新物种b和c。在此进程中的某一时刻，a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布，向d方向进化。下列有关叙述正确的是(双选)()。Ab和d存在地理隔离，但不一定存在生殖隔离Bc和d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离Ca
14、1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，则b和d是同一物种Da1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，则c和d是不同物种课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测解析 A项中，b和d不一定达到生殖隔离；B项中，由于a1和a2的地理隔离，d和c有可能存在生殖隔离；C项中，a1中外迁群体与当时留居群体的基因频率不一定相同；D项中，a1中外迁群体与当地a2种群的基因频率不一定相同，但如果只发生地理隔离，而没有发生生殖隔离，则c和d可能是一个物种。答案 AB课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测1共同进化共同进化与生物多样性的形成课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测2生物多样性的形成(1)(2)形成原
15、因：生物的共同进化课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测思维激活3 在捕食者与被捕食者的共同进化中，从生物个体和种群两个方面分析，是有利的还是有害的？提示 从个体考虑，对被捕食者来说是有害的；从种群考虑，有利于种群的发展。课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测1共同进化的实例共同进化类型包含类型实例不同物种之间种间互助一种蛾与兰花种间斗争捕食猎豹和斑马寄生黏液瘤病毒和兔子竞争作物与杂草生物与无机环境之间生物影响环境，环境影响生物地球早期无氧环境厌氧生物光合生物出现空气中有氧气需氧生物课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测2.生物多样性的内涵(1)形成原因：共同进化。(2)生物多样性三个层次之间的联系
16、课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测特别提醒 生物多样性的三个层次是密切联系的，基因多样性是形成物种和生态系统多样性的基础，反过来物种和生态系统多样性又影响基因多样性。课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测3生物进化的规律课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测(1)生物进化的总趋势从结构上看：简单复杂(如：原核细胞真核细胞，单细胞多细胞等)。从功能上看：低等高等(如：无性生殖有性生殖)。从生存环境上看：水生陆生。(2)代谢的进化异养自养；厌氧需氧(3)生殖方式无性生殖有性生殖(4)生态系统结构两极生态系统(无消费者)三极生态系统(生产者、消费者、分解者)课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测【强化训
17、练3】(2013高考江苏卷，12)下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课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测解析 物种的形成是遗传变异、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
18、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。答案 C课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测【例1】下图所示为种群与物种的关系图解，下列叙述不正确的是(双选)()。区分种群与物种课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测A由图中可以看出，一个物种可以有很多种群，这些种群间只是因为地理隔离阻碍了基因交流B若物种2是物种1形成的，则物种1一定发生了基因频率的改变C物种形成的必要条件是地理隔离D若种群1与种群2的基因频率都发生了改变，则这两个种群形成了新物种课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测深度剖析 隔离是新物种形成的必
19、要条件，新物种的形成通常要经过长期的地理隔离而达到生殖隔离，但不是所有的新物种形成都需要经过地理隔离；种群基因频率发生了改变，说明种群进化了，但不能说明形成了新的物种。答案 CD课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测规律总结(1)物种和种群的区别与联系项目种群物种范围较小范围内的同种生物的所有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必须具备“三同”，即同一时间、同一地点、同一物种主要是具有一定的形态结构、生理功能和能否在自然条件下相互交配并产生可育后代联系一个物种可以包括许多种群，同一个物种的多个种群之间存在着地理隔离，长期发展下去可成为不同亚种，进而可能形成多个新物种课堂互动
20、探究金榜通关必备随堂达标检测(2)物种和种群的关系可通过下图表示：一个物种可以包括许多种群(如同种鲫鱼可以生活在不同的池塘、湖泊中，形成一个个彼此被地理障碍隔离的种群)，同一个物种的多个种群之间存在着地理隔离，长期发展下去可成为不同亚种进而形成多个新物种。课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测【例2】如图表示生物新物种形成的基本环节，对图示分析正确的是()。A图中A表示基因突变和基因重组，为进化提供原材料B种群基因频率的定向改变是形成新物种的前提C图中B表示地理隔离，是新物种形成的必要条件D图中C表示生殖隔离，指两种生物不能杂交产生后代界定物种形成与生物进化课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测深
21、度剖析 图中A表示的是突变(包括基因突变和染色体变异)和基因重组，为生物进化提供原材料；种群基因频率的定向改变是生物进化的实质，只有生物进化了才有可能形成新物种；图中B表示地理隔离，但地理隔离不一定形成新物种；图中C表示生殖隔离，生殖隔离也包括产生不可育的后代。答案 B课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测归纳提升 物种形成与生物进化的区别和联系内容物种形成生物进化标志生殖隔离出现基因频率改变变化后生物与原生物关系属于不同物种仍属于同一物种二者联系生物进化的实质是基因频率改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种的界限，即生物进化不一定导致新物种形成新物种形成则说明生物进化了课堂互动探究金榜通关必
22、备随堂达标检测课堂小结课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测1下列关于现代生物进化理论的叙述错误的是(双选)()。A突变和基因重组为生物的进化提供原材料B新物种的形成都要经过长期的地理隔离C生物进化的实质是种群的基因频率发生定向改变D生物多样性包括遗传多样性、种群多样性和生态系统多样性三个层次解析 新物种的形成不一定要经过长期的地理隔离，生物多样性包括遗传(或基因)多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次，B、D错误。答案 BD课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测2下图为现代生物进化理论的概念图，以下说法正确的是()。A是生物的突变和重组B是自然选择C是自然选择学说D是物种多样性课堂互动探究金
23、榜通关必备随堂达标检测解析 生物进化的实质是基因频率的改变；突变导致了基因频率的改变；现代进化理论的核心是自然选择学说；生物的多样性包含三个层次，基因的多样性、物种的多样性和生态系统的多样性。因此、代表的含义叙述错误。答案 C课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测31万年前，科罗拉多大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成两个种群两个种群现在已经发生明显的分化。研究人员指出，经过长期演化可能形成两个物种，如图所示。请分析回答下列问题。课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测(1)结合现代生物进化理论分析可知，a、c分别表示_、_，b的实质变化是_。(2)的存在说明了_。(3)原松鼠种群中黑毛基因A的基因频率为
24、50%。环境变化后，峡谷北侧山高林密，生活于其中的松鼠种群中基因型为AA、Aa的个体数量在一年后各增加20%，基因型为aa的个体数量减少20%。则一年后a的基因频率为_，基因型为aa的个体的比例为_。课堂互动探究金榜通关必备随堂达标检测解析 松鼠种群由于地理隔离而形成两个种群，在不同的环境选择下进化，产生各种特异性变异，导致种群基因频率发生差异性变化，直至产生生殖隔离成为不同物种。由题意可知，A的基因频率为50%，则原来种群中AA、Aa、aa的基因型频率分别为25%、50%、25%，可设其分别为25只、50只、25只，则一年后种群中基因型为AA、Aa、aa的个体数量分别为30只、60只、20只，其基因型频率分别为27.27%、54.55%、18.18%，所以此时a的基因频率为45.45%。答案(1)地理隔离 生殖隔离 种群基因频率的改变(2)变异是不定向的(3)45.45%18.18%
