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-1-现代生物进化理论一、必备知识梳理（一）、拉马克的进化学说和达尔文的自然选择学说1.拉马克的进化学说用进废退和获得性遗传是生物不断进化的主要原因。2.达尔文的自然选择学说（1）内容：过度繁殖、生存斗争、遗传变异和适者生存。（2）意义：科学地解释了生物进化的原因和物种多样性形成的原因。（3）局限性：①对遗传和变异的本质不能做出科学的解释。②对生物进化的解释局限于个体水平。③强调物种形成都是自然选择的结果，不能很好地解释物种大爆发等现象。2：练一练（2009·广东理基，47）由于蟹类的捕食，某种海洋蜗牛种群中具有较厚外壳的个体的比例逐渐增加。对这个现象的解释，正确的（）A.人工选择B.适者生存C.用进废退D.定向变异解析该现象不可能是人工选择的结果，也不可能是用进废退，根据现代生物进化理论的观点，变异是不定向的，自然选择是定向的，适者生存，故B正确。答案：B（二）、现代生物进化理论1.发展（1）对于生物进化过程中遗传和变异的研究，已经从性状水平深入到分子水平；（2）关于自然选择的作用等问题的研究，已经从以生物个体为单位发展到以种群为基本单位。2.现代生物进化理论的内容（1）种群是生物进化的基本单位，也是生物繁殖的基本单位。①影响种群基因频率发生变化的因素：基因突变、染色体变异、自然选择、迁移和遗传漂变等。②生物进化的实质是种群基因频率发生变化。（2）突变和基因重组产生生物进化的原材料。①可遗传的变异来源：基因突变、基因重组和染色体变异。②生物变异是不定向的，只产生生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。③生物变异的利与害并不是绝对的，取决于生物的生存环境。（3）自然选择决定生物进化的方向。①原因：不断淘汰不利变异的基因，积累有利变异的基因。②结果：种群的基因频率发生定向改变。（4）隔离导致物种的形成。①类型：常见的有地理隔离和生殖隔离。②实质：基因不能进行自由交流。③新物种形成标志：达到生殖隔离。挖掘教材：P122技能训练如何鉴定长期地理隔离后两个同一物种的种群是否形成两个物种？提示：通过能或杂交和杂交后能否产生可育后代。（三）、共同进化与生物多样性的形成1.共同进化-2-（1）概念：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）原因：生物与生物之间的相互选择和生物与无机环境之间的相互影响。2.生物多样性（1）内容：基因多样性、物种多样性、生态系统多样性。（2）形成原因：生物的进化。（3）研究生物进化历程的主要依据：化石。（四）、构建知识网络二、高频考点突破考点一自然选择学说和现代生物进化理论的理解及比较（一）深化拓展1.自然选择学说的主要内容及内在联系（1）图示原始物种的过度繁殖+有限的生活资源（2）解读①自然选择的对象a.直接对象是生物的变异性状（表现型）。b.间接对象是相关的基因型。c.根本对象是与变异性状相对应的基因。-3-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。②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。③自然选择的动力：生存斗争。a.类型：包括种内斗争、种间斗争（竞争）、生物与无机环境之间的斗争。b.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。c.原因：过度繁殖+有限的生活资源。④自然选择的结果：适者生存，不适者被淘汰。⑤两个方向——图示变异不定向，自然选择定向。2.现代生物进化理论内容解读（1）种群是生物进化的基本单位概念定义外延种群生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群；种群是繁殖和进化的基本单位无生殖隔离；同一区域基因库一个种群中全部个体所含有的全部基因种群内所有个体，所有细胞，所有基因提醒：①种群既是进化的基本单位，也是繁殖的基本单位。②生物进化的实质（标志）：基因频率改变。某段时间内若基因频率未改变，则未进化，反之则进化。例：一年前A=0.6、a=0.4，若一年后仍然是A=0.6、a=0.4，则一年中未进化。（2）突变和基因重组产生生物进化的原材料可遗传变异的三个来源：基因突变、基因重组和染色体变异（基因突变和染色体变异属于突变）。由于突变和重组都是随机的、不定向的，因此它们只是提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。提醒：①可遗传变异包括基因突变、染色体变异和基因重组，而基因突变和染色体变异合称突变。②突变性状是有利还是有害是相对的，取决于环境条件。如昆虫的残翅性状在正常环境中不利，但在多风的岛上则是有利的。③变异是不定向的，因不定向性决定了变异只能为进化提供原材料，而不能决定进化方向。④不可遗传变异不能提供进化的原材料。（3）自然选择决定生物进化的方向变异是不定向的不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累种群的基因频率发生定向改变生物朝一定方向缓慢进化提醒：①自然选择的实质：定向改变基因频率。②变异与环境的关系：变异在环境变化之前已经产生，环境只是起选择作用，不是影响变异的因素，不要夸大其作用，通过环境的选择将生物个体中产生的不定向的有利变异选择出来，其余变异遭到淘汰。例如喷洒杀虫剂只是将抗药性强的个体选择出来，而不是使害虫产生抗药性。3.现代生物进化理论与达尔文进化论的比较（1）共同点：都能解释生物进化的原因和生物的多样性、适应性。（2）不同点：①达尔文进化论没有阐明遗传和变异的本质以及自然选择的作用机理，而现代生物进化理论克服了这个缺点。②达尔文的进化论研究生物个体的进化，而现代生物进化论则强调群体的进化，认为种群是生物进化的基本单位。经自然选择导致-4-③现代生物进化理论认为生物进化的实质——基因频率的改变，从分子水平上阐述，而自然选择学说从性状水平解释进化。④现代生物进化理论强调隔离在物种形成中的作用。4.隔离导致物种的形成物种形成的三种典型模式：（1）渐变式——如加拉帕戈斯群岛上13种地雀的形成。（2）骤变式——如自然界多倍体植物的形成骤变式物种的形成主要是通过异源多倍体的染色体畸变的方式形成新物种，一出现可以很快形成生殖隔离（基因频率改变）。此种方式多见于植物。（3）人工创造新物种—通过植物体细胞杂交（如番茄—马铃薯）、多倍体远源杂交（如甘蔗—萝卜）、多倍体育种（如八倍体小黑麦）等方式也可以创造新物种。提醒：新物种形成不一定经过地理隔离，但不管哪种方式都需要达到生殖隔离。（二）对位训练1.（2009·广东生物，26）《物种起源》出版已有150年，但依然深深影响着现代科学研究，达尔文（多选）()A.提出了适者生存，不适者被淘汰的观点B.提出了用进废退的理论C.认为种群是生物进化的基本单位D.认识到变异广泛存在并能遗传给后代解析达尔文的自然选择学说，其主要内容有四点：过度繁殖、生存斗争（也叫生存竞争）、遗传和变异、适者生存；用进废退理论是拉马克提出的；种群是生物进化的基本单位是现代生物进化理论的观点。答案：AD2.（2008·山东理综，5）下列与生物进化相关的描述，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。答案：B考点二相关概念的比较辨析(一)、深化拓展1.生物进化和物种形成的区别与联系内容物种形成生物进化-5-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新物种形成，生殖隔离，质变生物进化，基因频率改变，量变二者联系①只有不同种群的基因库产生了明显差异，出现生殖隔离才形成新物种；②进化不一定产生新物种，新物种产生一定存在进化2.种群和物种的区别与联系（1）物种是自然状态下能够交配并产生可育后代的一群生物，一个物种可能在不同地点和时间形成不同的种群。（2）种群是同一种生物、同一地点、同一时间形成的一个群体。种群“小”，不同种群间有地理隔离；物种“大”，不同物种间有生殖隔离。（3）判断生物是不是同一物种，如果来历不明，形态结构相似，可靠依据是是否存在生殖隔离。若出现生殖隔离，则不是同一物种。（4）二者关系可借助下图理解。3.地理隔离和生殖隔离区别与联系类型定义特点举例关系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山东的玉米和河北的玉米①一般先经过长期的地理隔离，然后形成生殖隔离；②有时不经过地理隔离直接形成生殖隔离，例如多倍体的产生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因交流驴和马4.自然选择和人工选择区别与联系自然选择人工选择谁来选择自然环境条件人选择目的有利于生物生存有利于人类实例害虫和病菌抗药性肉食鸡、蛋鸡等联系都能改变基因频率，使生物进化（二）、对位训练3.有关基因频率和生物进化的关系，正确的说法是（）A.生物只要发生进化，基因频率就会改变B.只有在新物种形成时，才会发生基因频率的改变C.基因频率的改变不一定引起生物的进化D.生物在进化过程中不一定引起基因频率的改变解析基因频率改变，生物一定进化，但不一定形成新物种。生物进化，基因频率一定改变。答案：A4.下列关于隔离的叙述，不正确的是（）A.阻止了种群间的基因交流B.物种的形成都必定先经过长期的地理隔离-6-C.遗传组成上的差异是产生生殖隔离的根本原因D.多倍体植物的产生不需要经过地理隔离答案：B考点三基因频率和基因型频率比较及计算(一)、深化拓展1.比较概念定义外延基因频率一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因的比率进化的实质是基因频率的改变基因型频率指群体中具有某一基因型的个体所占的比例，其计算公式为：（该基因型个体数/该种群个体总数）×100%基因型频率改变，基因频率不一定改变2.计算（1）常染色体遗传方式设有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：由以上公式可得出下列结论：①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。②一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率。（2）伴X染色体遗传方式①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Xb的基因频率为：提醒：XY型性别决定生物，基因在X染色体上，Y染色体上无等位基因，计算时只计X染色体上的基因数不考虑Y染色体。ZW型性别决定也是这样。②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。例色盲男性中发病率7%，女性中发病率为(7%)2≈0.5%。（3）哈代—温伯格定律①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。②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%时，则a的基因频率为，A的基因频率为AA基因型频率为()2；Aa基因型频率为（二）、对位训练5.某植物种群中，AA基因型个体占30%，aa基因型个体占20%。若该种群植物自交，后代中Aaaa2323aAaAA2121AP21P)Nn21Nn(N2nn2PP21P)Nn21Nn(N2nn2P%5%10010021008215%xＸ％1Ｘ％1）Ｘ％１·（%X·2－-7-AA、aa基因型个体出现的频率以及A、a基因频率分别为（）A.55%、45%、45%、55%B.42．5%、32.5%、45%、55%C.55%、45%、55%、45%D.42.5%、32.5%、55%、45%解析:由AA:30%和aa:20%可得：Aa占50%得AA:30%+0.25×50%=42.5%Aa:0.5×50%=25%aa:20%+0.25×50%=32.5%