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第2节现代生物进化理论的主要内容[学习目标][核心素养]1.学会解释种群、基因库、基因频率的概念；掌握种群基因频率的变化和相关计算，理解生物进化的实质。2.理解物种的概念以及新物种形成的环节。3.理解生殖隔离与地理隔离、物种形成与生物进化的关系，了解共同进化和生物多样性的关系。1.生命观念——说出种群基因频率变化与生物进化的关系。以及共同进化与生物多样性形成的关系。2.科学思维——比较种群与物种、地理隔离与生殖隔离以及运用数学方法讨论种群基因频率的变化。读教材、抓双基自主预习一、种群基因频率的改变与生物进化1．进化的单位——种群(1)种群的概念：生活在一定区域的1_________生物的全部个体。(2)基因库概念：一个种群中全部个体所含有的2_________。同种全部基因(3)基因频率a．概念：在一个种群基因库中，某个基因占全部3_________数的比率。b．计算：4_________调查法。2．进化的原材料(1)突变：包括基因突变和5________变异，产生可遗传的变异，为进化提供原材料，但变异一般是6_________的。(2)7_________重组。等位基因抽样染色体不定向基因3．进化的方向：8_________决定生物进化的方向。4．进化的实质：种群基因频率的改变。二、隔离与物种的形成1．物种的概念：能够在自然状态下相互交配并且产生9_________后代的一群生物称为一个物种，简称“10_________”。自然选择可育种2．隔离(1)概念：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能11_________的现象。(2)类型生殖隔离：不同物种间一般不能相互交配，即使能交配也不能产生12_________后代的现象。地理隔离：同一种生物由于13_______上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生14_________的现象。自由交流可育地理基因交流三、共同进化与生物多样性的形成1．共同进化(1)概念：不同15_______之间、生物与16_________之间在相互影响中不断进化和发展。(2)原因：生物之间的影响和17_________对无机环境的影响及18_________对生物的影响。2．生物多样性基因多样性、19_______多样性、20_________多样性。物种无机环境生物无机环境物种生态系统四、生物进化理论在发展1．有人主张决定生物进化的是21_________突变的逐渐积累，而不是自然选择。2．有人提出物种形成并不都是22_________的过程，而是种群长期稳定与迅速形成新物种交替出现的过程。中性渐变1．判断正误(1)生物进化的实质是种群基因频率的改变。()(2)种群基因频率的改变一定会导致新物种的形成。()(3)基因突变产生新基因，可能会导致种群基因频率的改变。()√×√(4)共同进化包括不同物种之间、生物与无机环境之间的不断进化和发展。()(5)同一环境自然选择的方向相同，两个种群进化为同一物种。()(6)生物与生物通过种间互助实现共同进化。()√××2．下列关于“现代生物进化理论”观点的阐述，错误的是()A．种群是生物进化的基本单位B．基因库在代代相传的过程中保持绝对稳定C．生物进化的实质是种群基因频率发生变化的过程D．自然选择决定生物进化的方向解析：选B种群中每个个体所含有的基因，只是种群基因库中的一个组成部分；个体所携带的基因随着个体的死亡而从基因库中消失，但生物个体会通过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得以保持和发展。3．下列关于基因库的叙述，不正确的是()A．一个种群中全部个体所含有的全部基因叫作这个种群的基因库B．生物个体会死亡，但基因库却因个体的繁殖而代代相传C．种群中每个个体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解析：选C种群中的每个个体含有种群基因库中的部分基因。解疑难、提能力课堂探究探究点一|种群基因频率的改变与生物进化|核心探究|1．种群是生物进化的基本单位(1)种群①概念：生活在一定区域的(即同一地点的)同种生物的全部个体。②理解a．两个要素，一是“同种”，二是“全部”。如：树、鱼、鸟、蛇等都不是物种名，松树、竹子等也都不是具体的物种，而各是一类生物。一类生物可有很多种，如松树有马尾松、红松、白皮松等种。金环蛇、黑眉锦蛇、眼镜蛇是种，而蛇不是种。b．种群具有时空限制，离开一定的空间和时间，种群是不存在的。如：徐州云龙湖冬季有野鸭种群，不能说什么季节都有野鸭种群。c．种群不是个体的简单相加、机械地结合在一起，一个种群内的个体相互间不是孤立存在的，而是通过种内关系组成了一个有机的整体。个体之间彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传递给后代，因此，从宏观方面看，种群是生物繁殖的基本单位，从微观方面看，生物进化的实质是种群基因频率的改变。所以它又是进化的基本单位。(2)种群的基因库①概念：一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫做种群的基因库。②每一个种群都有自己的基因库，种群中的个体有生有灭，而基因库却在前后代遗传的过程中保存和发展。(3)种群基因频率①概念：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。②计算：先分别求出某种基因的个数和全部的控制同种性状的等位基因的总数(可通过随机取样而获得)，然后按下列公式计算，其比即为某基因在该种群的基因频率。基因频率＝某种基因的数目控制同种性状的等位基因的总数×100%。2．突变和基因重组产生进化的原材料(1)原材料突变包括基因突变和染色体变异基因重组可遗传变异(2)原理：基因突变→产生等位基因――→有性生殖基因重组―→多种基因型―→种群出现大量可遗传变异。(3)可遗传变异不能决定进化的方向由于突变和基因重组都是随机的、不定向的，使种群的基因频率发生不定向的改变。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。3．自然选择决定生物进化的方向(1)自然选择决定生物进化的方向在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会逐渐提高。具体过程是：种群中产生变异不定向――――→自然选择不利变异被淘汰有利变异积累(定向)―→基因频率定向改变―→生物朝一定方向进化。(2)生物进化的实质：种群基因频率发生变化的过程。基因频率的大小，能反映生物进化的方向，即在进化过程中某基因的频率如果逐渐增大，反映该基因控制的性状对环境的适应能力较强。[易错易混](1)一个种群的某个个体所含有的全部基因不能叫做种群的基因库。(2)生物进化中，自然选择是定向的，它使基因频率的改变也是定向的，而变异是不定向的。变异不定向与自然选择定向性的关系(如图)：(3)判断种群是否进化的标准是看其基因频率是否发生了变化，若种群基因频率没有变化，则种群一定没有进化。|探究演练|1．(2019·忻州检测)下列不符合现代生物进化理论的叙述是()A．突变和基因重组为生物进化提供原始的选择材料B．通过自然选择使种群基因频率发生定向改变C．具有有利变异的个体在生存斗争中取胜，具有不利变异的个体在生存斗争中失败而被淘汰，所以生物进化是以个体作为基本单位的D．生物进化的过程是由定向的自然选择决定种群的基因频率的变化过程解析：选C现代生物进化理论认为生物进化是以种群为基本单位，不是以个体为基本单位。2．(2019·宜宾检测)下列有关种群及生物进化的叙述，正确的是()A．自然选择直接作用于个体的基因型，并决定生物的进化方向B．只有突变和基因重组才能导致种群的基因频率发生改变C．被捕食者大多是年老、病弱或年幼的个体，有利于种群的发展D．研究种群间差异的关键是研究它们能否出现进化的原材料解析：选C自然选择直接作用于个体的表现型，并决定生物进化的方向；导致种群的基因频率发生改变的因素很多，如突变、基因重组、迁入和迁出以及选择等；被捕食者大多是年老、病弱或年幼的个体，有利于促进种群的发展；研究种群间差异的关键是研究它们的种群特征。3．种群是生活在一定区域的同种生物的全部个体。种群中的个体通过繁殖将各自的基因传递给后代。下列叙述中正确的一组是()①种群基因频率的改变导致生物进化②自然选择使种群基因频率发生定向改变③种群基因频率的变化只与环境的选择作用有关④种群通过个体的进化而进化A．②③B．①②C．①③D．①④解析：选B种群的基因频率发生变化，则生物一定发生了进化。在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，而种群基因频率的变化不只与自然选择有关，还与基因突变等因素有关。种群是生物进化的基本单位。探究点二|隔离与物种的形成|核心探究|1．物种的概念能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种，简称“种”。2．隔离在物种形成中的作用(1)隔离的概念：指不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。(2)隔离的类型：常见的有地理隔离和生殖隔离。地理隔离生殖隔离概念同一物种由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能进行基因交流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区别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进行基因交流结果形成不同的亚种形成不同的物种区别实例东北虎和华南虎是同一物种的两个不同亚种山羊和绵羊的杂种不活、马和驴的后代骡子不育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阶段，长期的地理隔离最终可能出现生殖隔离，生殖隔离是物种形成的关键(3)物种的形成①经过长期的地理隔离而达到生殖隔离，形成新物种——渐变式(物种形成的主要方式)。②如加拉帕戈斯群岛上13种地雀的形成，大致分为三个步骤(图解)：a．地理隔离：通常是由地理屏障引起的，将同一种生物彼此隔开，阻碍了种群间个体交配，从而使基因交流受阻。b．自然选择：地理上隔离的种群各自独立地进化，适应各自独特的环境。不同种群的基因频率出现差异。c．生殖隔离：假定地理屏障消失，两个种群的个体可以再次相遇和接触，但由于遗传组成上的差异，建立了生殖隔离的机制，基因交流已成为不可能，因而成为两个种。(4)隔离是物种形成的必要条件①物种形成的三个基本环节：突变和基因重组、自然选择、隔离，三者关系如图所示：②新物种形成的标志：生殖隔离的形成。【特别提醒】物种形成的另外两种模式(1)骤变式——主要是通过异源多倍体的染色体变异的方式形成新物种，一旦出现就形成生殖隔离(基因频率改变)。此种方式多见于植物，又叫爆发式。(2)人工创造新物种——通过植物体细胞杂交(如番茄—马铃薯)、多倍体远缘杂交(如甘蓝—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。3．种群和物种种群物种概念生活在一定区域的同种生物的全部个体。种群是生物进化和繁殖的单位。同一种群内的个体之间可以进行基因交流具有一定的形态、结构和生理功能，能够在自然状态下相互交配，并且产生可育后代的一群生物范围较小范围内的同种生物的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①种群具备“三同”：同一时间，同一地点，同一物种；②同一物种的不同种群不存在生殖隔离，交配能产生可育后代①主要是形态特征和能否自由交配产生可育后代；②不同物种间存在生殖隔离[易错易混]1把物种误认为种群：一个物种可以形成多个种群，一个种群必须是同一物种。同一物种的多个种群间存在地理隔离。2生殖隔离是物种形成的关键，是物种形成的最后阶段，是物种间的真正界限。生殖隔离有三种情况：不能杂交；杂交不活；活而不育。3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。4生殖隔离产生的根本原因是种群基因库的差异。4.物种形成和生物进化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物种和原来物种的关系新物种形成，产生生殖隔离，质变，属于不同的物种生物进化，基因频率改变，量变，可能仍属于一个物种联系①生物进化的实质是种群基因频率的改变，这种变化可大可小，不一定会突破物种的界限，即生物进化不一定导致新物种的形成。②新物种一旦形成，说明生物肯定进化了【特别提醒】