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2008年高考生物第一轮复习12：生物的进化网络体系总览知识梳理1、达尔文的自然选择学说2、现代生物进化理论简介（1）生物进化的单位——种群（2）生物进化的方向（3）物种的形成疑难突破1、对重点、难点知识加深理解，有助于分析解答较难问题（1）自然选择学说的主要内容之间的关系①过度繁殖为自然选择提供更多的选择材料，加剧了生存斗争。②变异是不定向的，具有有利变异的个体通过遗传在后代中得到积累和加强，产生适应环境的新类型，这是生物多样性和适应性形成的原因。因此遗传和变异是生物进化的内在因素。③自然选择是定向的，决定着生物进化的方向。④自然选择是通过生存斗争来实现的，生存斗争是生物进化的动力。⑤适应是自然选择的结果。（2）有利变异与不利变异生物通过生殖发育产生的后代，具有各种各样的差异，即变异具有不定向性，生物的变异可分两类：有利变异：有利于生物在环境中生存。不利变异：不利于生物在环境中生存。具有有利变异的个体，在生存斗争中，取得有限生活条件的能力强，因而在生存斗争中生存下来（适者生存）；大部分的个体具有不利变异，它们取得有限生活条件的能力差，因而在生存斗争中，被环境淘汰（不适者被淘汰）。所以，生物具有的变异类型决定着它们在生存斗争中的命运。不同环境中的不同生物，有利变异的表现形式不同。如在辽阔的草原，快速奔跑或挖洞穴居是与环境相适应的有利变异；而在森林中，树栖攀缘、伏击捕食则是与环境相适应的有利变异。同一种生物，其有利变异的表现形式不是绝对不变的，随环境变化而改变。如雷鸟的白色羽毛，在雪地环境中，是雷鸟的有利变异（保护色）；但当降雪延迟时，雷鸟受其物种遗传性的控制，到了相应时节，仍要换上白色羽毛，这时，白色的羽毛是雷鸟的不利变异，因为，雷鸟具有这一特征，易被敌害发现。（3）自然选择的几个问题①选择的对象：表面上看，自然选择是对一个个不同生物个体的选择，实质上是对个体所包含的变异进行选择。从分子水平上，现代生物进化理论认为，自然选择实质上是对变异所对应的基因的选择，从而改变着种群中不同基因的基因频率。②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。环境的因素很多，有一种或几种因素起主导的选择作用。如用农药喷洒害虫，害虫大量死亡（不抗药性），少数害虫生存且繁殖后代（抗药性）。农药把这一变化中抗药个体区分开来。如果不喷洒农药，害虫无论抗药与否，都能生存，危害作物。农药只起选择作用，把抗药性状选择保留下来，并通过繁殖传给下一代，使抗药性在下一代某些个体中得以积累加强。再如狼和鹿互为对方环境的一部分，两者通过奔跑追杀、捕食与被捕食，相互选择着对方的各种变异，促使它们都朝着更加快速奔跑方向进化，从而提高捕食能力或逃避追杀的能力。由此可见，环境对变异的选择是定向的。③选择的手段：生物繁殖产生的大量后代与有限生活条件之间的矛盾，必然引起并加剧生存斗争。通过生存斗争，使少数具有有利变异的生物个体生存下来，从而完成一次自然对生物的选择。生存斗争的结果，缓解或解除了大量生物个体与有限生活条件之间的矛盾，使生存下来的少量生物个体充分利用丰富的生活条件，迅速生长、发育，并繁殖产生大量的后代，结果又引起新一轮生存斗争，生物面临再一次的选择。因此，自然选择是通过生存斗争实现的。④选择的结果：适者生存，不适者被淘汰是自然选择的结果。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，使之得以积累加强，使生物更好地适应环境，并朝特定方向进化发展，久而久之，产生与环境相适应的生物新类型。生物产生变异后，由自然选择决定其生存或淘汰，自然选择只选择与环境相适应的变异类型。所以，虽然生物产生的变异一般是不定向的，但自然选择却是定向的。自然选择决定着生物进化的方向。因而生物进化也是定向的。（4）生物的多样性：不同环境生活着不同的生物，这些生物的形态结构、功能习性等各不相同，构成生物的多样性。生物多样性是特定环境自然选择的定向性和不同生物生存环境多样性共同形成的。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。（5）遗传在个体生殖发育和种族进化中的作用：在生物个体的生殖发育中，遗传可使子代与亲代相似，从而保持物种的相对稳定性。遗传在种族进化过程中的作用，是在一次次自然选择的基础上，不断积累生物的微小有利变异成显著有利变异，进而产生生物新类型或新的物种。思考讨论过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存是达尔文进化理论的概括，四者之间有什么关系？提示：过度繁殖为自然选择提供更多的选择材料，加剧了生存斗争，是自然选择的基础；生存斗争是自然选择的动力，使选择具有定向性；遗传变异是生物进化的内在因素，是生物多样性和适应性形成的原因；适者生存是自然选择的结果。2、基因频率的有关问题基因频率的概念是某基因在某个种群中出现的比例。种群基因频率发生变化的过程是生物进化的实质。影响基因频率变化的因素有基因突变、基因重组、染色体变异、自然选择、遗传漂变、迁移等。基因频率的计算方法：①通过基因型计算基因频率（如课本例题）。②通过基因型频率计算基因频率，即一个等位基因的频率等于它的纯合子频率与1/2杂合子频率之和。用教材例子讲解如下：AA基因型频率为30/100＝0.30；Aa基因型频率为60/100＝0.60；aa基因型频率为10/100＝0.10A基因的频率为：0.30+1/2×0.60＝0.60a基因的频率为：0.10+1/2×0.60＝0.40所以，种群中一对等位基因的频率之和等于1；种群中基因型频率之和也等于1。思考讨论物种是怎样产生的？提示：原始种群经过长时间地理隔离并发生遗传物质的变异（如突变、重组等），形成变异类型；经过自然选择使基因频率产生定向改变；经过生殖隔离，变异积累逐渐加大，形成新物种。典例剖析【例1】根据现代生物进化理论，以下说法正确的是A.生物只要发生进化，基因频率就发生改变B.只有在新物种形成时，才会发生基因频率的改变C.无性生殖的生物不发生基因重组，基因频率不会发生改变，因而进化缓慢D.突变、基因重组和隔离是物种形成过程的三个基本环节剖析：突变、基因重组和染色体变异为生物进化提供原材料，生物进化的实质是基因频率的改变，生物进化的方向是由自然选择决定的；物种形成的三个基本环节是突变和基因重组、自然选择、隔离。答案：A【例2】（2007年江苏，25）镰刀型细胞贫血症是一种遗传病，隐性纯合子（aa）的患者不到成年就会死亡，可见这种突变基因在自然选择的压力下容易被淘汰，但是在非洲流行恶性疟疾（一种死亡率很高的疾病）的地区，带有这一突变基因的人（Aa）很多，频率也很稳定。对此现象的合理解释是A.杂合子不易感染疟疾，显性纯合子易感染疟疾B.杂合子易感染疟疾，显性纯合子不易感染疟疾C.杂合子不易感染疟疾，显性纯合子也不易感染疟疾D.杂合子易感染疟疾，显性纯合子也易感染疟疾剖析：考查了自然选择中基因频率的变化，能力要求D。由题设可知aa的个体不能存活到成年，即不能产生后代，说明a基因是不利基因，不能够很好地适应环境，被自然淘汰，故AA、Aa的个体产生后代中，a基因的频率越来越低。但在非洲，Aa的个体很多，频率也很稳定，说明了a基因在该地区能适应环境，且Aa个体不易被恶性疟疾所感染，相对来说AA的个体的患病率要高于Aa的个体，Aa的基因频率才会保持稳定。答案：A【例3】下列说法符合达尔文自然选择学说的是A.生存斗争仅指种内斗争B.不遗传的变异在进化上是有意义的C.生存斗争是生物进化的动力D.生物的变异决定生物进化的方向剖析：达尔文生物进化理论中生存斗争推动着生物的进化，它是生物进化的动力。生物的变异一般是不定向的，而自然选择是定向的。达尔文把生存斗争中，适者生存，不适者被淘汰的过程叫自然选择。答案：C【例4】（2007年南通市调研题）曲线正确表示杂合子（Aa）连续自交若干代，子代中显性纯合子所占比例的是剖析：杂合子Aa连续自交若干代，后代纯合子比例接近于1，但显性纯合子只接近1/2。答案：B【例5】某植物种群，AA基因型个体占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，这种植物在两年中是否发生了进化？__________________________________。原因是______________________________________________。（4）由此可知，进化的基本单位是________，进化的原材料由_____________________提供，是否发生进化决定于_____________________，进化的实质是_____________________。剖析：本题考查学生对生物进化理论的理解以及基因频率的算法。由题知Aa基因型的个体占50%，假设该群体有100个个体，则A基因的总数＝30×2＋50＝110，100个个体含有A、a的基因总数＝100×2＝200，所以A的基因频率＝110/200＝55%，则a的基因频率＝45%。若该植物自交，自交后代产生基因型比例为：AA＝30%＋1/4×50%=42.5%；aa＝20%＋1/4×50%＝32.5%；Aa＝1/2×50%＝25%。同法可求出：A、a的基因型频率仍然为A＝（42.5×2+25）/200＝55%，a＝45%。通过计算可以发现前后代的基因型频率没有发生改变，说明生物没有发生进化。答案：（1）55%、45%（2）42.5%、32.5%55%、45%（3）没有发生进化基因频率没有发生改变（4）种群突变和基因重组自然选择基因频率的改变【例6】某种群的3种基因型AA、Aa、aa初始个体数分别为400、500、100，现假定群体始终处于遗传平衡状态，请问F3群体中的3种基因型及基因A和a的频率分别为多少？剖析：A的基因频率＝（400×2+500）/（800+500×2+100×2）＝65%a的基因频率＝1－65%＝35%；由于现在该群体开始处于遗传平衡状态，故其基因频率不变，F3的基因A和a频率仍为65%和35%；因此，基因型AA的频率为0.652＝42.25%；基因型Aa的频率为2×0.65×0.35＝45.5%；基因型aa的频率为0.352＝12.25%。答案：A：65%；a：35%；AA：42.25%；Aa：45.5%；aa：12.25%。【例7】下面是关于果蝇对DDT抗药性的进化实验：实验一：将一个果蝇群体（第一代）饲养到一定规模后，用涂有a浓度的DDT的玻璃片处理，将成活下来的果蝇后代（第二代）继续饲养到一定规模后，用2a浓度的DDT的玻璃片处理，将成活下来的果蝇后代（第三代）继续饲养到一定规模后，用3a浓度的DDT……处理，用同样的方法逐代将DDT浓度增加1a处理果蝇。到第15代时，DDT浓度增加至15a，仍有能抗15aDDT浓度的果蝇存活，因此，实验者认为，果蝇的变异是“定向”的，即在环境条件（DDT）“诱导”下产生的，并且认为，该实验证实了拉马克“用进废退”学说的正确性。另有学者发现了“实验一”设计的缺陷，怀疑实验一得出的结论的科学性，因而设计了实验二。实验二：将若干雌雄果蝇分别饲养成若干个家系，此为第一代，然后将每个家系分成两半，用a浓度的DDT分别处理每个家系中的一半。然后在有果蝇存活的家系中的另一半中，再培养若干个家系（第二代），将每个家系分为两半，用2a浓度的DDT处理每个家系中的一半。在有果蝇存活的家系的另一半中，再培养若干个家系（第三代），用3a浓度的DDT处理每个家系中的另一半……用同样的方法逐代将DDT浓度增加1a处理果蝇。到第15代时，DDT浓度增加至15a，也产生了能抗15a浓度DDT的果蝇群体。然而这些具有抗性的果蝇的父母及其祖先并没有接触过DDT。通过实验二的分析，你认为：（1）DDT对果蝇变异所起的作用不是“诱导”而是__