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2019-2020年高三生物二輪復習 生物的進化教案 人教版 【課前復習】 在學習新課程前必須重新回顧有關(guān)遺傳、變異尤其是變異中有關(guān)基因突變、基因重組、染色體數(shù)目的變異等內(nèi)容。 溫故——會做了，學習新課才能有保障 1． 進行有性生殖的生物，下代和上代間總是存在著一定差異的主要原因是 A．基因重組 B．基因突變 C．可遺傳的變異 D．染色體變異 解析：進行有性生殖的生物，上下代之間發(fā)生差異可以是由于基因重組，基因突變和染色體變異引起，但后兩者只要外部環(huán)境條件和內(nèi)部生理過程不發(fā)生劇變，一般均不會發(fā)生，表現(xiàn)出低頻性。而基因重組卻是進行有性生殖的必然過程，生物的染色體數(shù)越多，其上攜帶的等位基因越多，后代中產(chǎn)生基因重組的變異種類也越多。 答案： A 圖7—1—1 2．在圖7—1—1中，基因A與a1、a2、a3之間的關(guān)系不能表現(xiàn)的是 A．基因突變是不定向的 B．等位基因的出現(xiàn)是基因突變的結(jié)果 C．正?；蚺c致病基因可以通過突變而轉(zhuǎn)化 D．圖中基因的遺傳將遵循自由組合規(guī)律 解析：從圖中看出，基因A與a1、a2、a3之間的關(guān)系是等位基因的關(guān)系，它們是由于突變而產(chǎn)生的復等位基因。由于突變具有不定向性、可逆性等特點，而自由組合規(guī)律研究的是位于兩對同源染色體上的兩對等位基因的傳遞規(guī)律。因此幾對復等位基因既不可能存在于同一個體的同一細胞中，更不可能同時遵循自由組合規(guī)律。 答案：D 3． 根據(jù)學過的雜交育種知識從理論上分析，下列錯誤的一項是 A．二倍體四倍體→三倍體 B．二倍體二倍體→二倍體 C．二倍體六倍體→四倍體 D．三倍體三倍體→三倍體 解析：進行有性生殖的生物一定要經(jīng)過減數(shù)分裂形成有性生殖細胞，而在減數(shù)分裂過程中，同源染色體經(jīng)聯(lián)會才能形成正常的配子，二倍體、四倍體、六倍體生物在減數(shù)分裂經(jīng)分裂過程中同源染色體均可正常聯(lián)會形成配子，而三倍體生物則由于聯(lián)會紊亂而無法形成配子，更不能通過有性生殖產(chǎn)生后代。 答案：D 4． 下列關(guān)于基因突變的敘述中，正確的是 A．生物隨環(huán)境改變而產(chǎn)生適應性的突變 B．由于細菌的數(shù)量多、繁殖周期短，因此其基因突變率很高 C．基因突變在自然界的物種中廣泛存在 D．自然狀態(tài)下的突變是不定向的，而人工誘發(fā)的突變是定向的 解析：生物的突變具有隨機性和不定向性，因此產(chǎn)生的適應性突變不是隨環(huán)境改變而產(chǎn)生的，而是由于環(huán)境的選擇而保留下來的。A為錯誤答案。細菌的數(shù)量多，只能說明突變的機會多，而不能說明突變頻率大。因此B錯。人工誘發(fā)的突變，需要再經(jīng)人工的選擇，才能得到人們所需的優(yōu)良品種，而在此過程中，大批不利變異都被淘汰了，所以突變的過程還是不定向的。因此D錯。 答案：C 知新——先看書，再來做一做 1．達爾文的“自然選擇學說”的主要內(nèi)容是： ①生物的___________能力很強，能產(chǎn)生___________； ②通過___________而淘汰一部分個體； ③生物即能保持親本的___________，又會出現(xiàn)___________； ④通過___________，積累____________，而產(chǎn)生適應特定環(huán)境的生物新類型。 2．“自然選擇學說”能夠科學地解釋____________________，____________________，但對于___________的本質(zhì)，達爾文還不能做出科學的解釋。 3．現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容： （1）種群是生物進化的___________。 ①種群的概念：種群是指_____________________。 ②種群的特點：a．種群個體彼此可以交配，實現(xiàn)_____________________，也是___________的基本單位。b．都有自己的___________，可以保持和發(fā)展。 ③種群的基因庫：是指一個種群的__________________。 ④基因頻率：是指__________________。 ⑤進化的實質(zhì)：生物進化過程的實質(zhì)在于種群的___________變。 （2）___________________________產(chǎn)生進化的原材料。 ① ___________、___________、___________是可遺傳的變異；在現(xiàn)代進化論中___________、___________統(tǒng)稱為突變。 ②生物自發(fā)突變頻率低、害多利少，為什么能夠作為進化的原材料？ a．________________________________ b．________________________________ c．________________________________ （3）___________決定進化的方向。 說明：自然選擇使_________發(fā)生著 ___________的改變，從而決定著生物進化的方向。 （4）___________導致物種的形成。 ①物種的概念：________________________________。 ②隔離主要有___________、___________等類型。 ③物種的形成： 現(xiàn)代生物進化論的理論基礎（核心）：是_______________（而不是否定達爾文的學說），其基本觀點是：___________是生物進化的基本單位，生物進化的實質(zhì)在于___________、___________及___________是物種形成的三個基本環(huán)節(jié)，通過它們的綜合作用，種群產(chǎn)生分化，最終導致新物種的形成。 【學習目標】 1．知道達爾文自然選擇學說的主要內(nèi)容。 2．記住種群、種群基因庫、基因頻率的概念，以及基因頻率的計算方法。 3．記住突變和基因重組為生物進化提供原材料的原因。 4．識記自然選擇在生物進化中的作用。 5．識記隔離的概念和類型，以及隔離與物種形成的關(guān)系。 【基礎知識精講】 課文全解： 本節(jié)著重講述了現(xiàn)代生物進化理論的內(nèi)容。現(xiàn)代生物進化理論的內(nèi)容是本節(jié)的重點。 在這部分內(nèi)容中，教材著重講述了以下四個基本論點：種群是生物進化的單位；突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料；自然選擇決定生物進化的方向；隔離導致物種形成。 首先簡要介紹了達爾文的自然選擇學說，接下來，著重講述了現(xiàn)代生物進化理論的內(nèi)容。關(guān)于自然選擇學說，教材是在初中生物課的基礎上，以“過度繁殖、生存斗爭、遺傳變異和適者生存”為主線介紹了自然選擇學說，之后，教材又進一步闡述了這個學說的重要意義和局限性，并且指出近些年來，生物學家將遺傳學、生態(tài)學等研究成果引入到進化論的研究中，形成了以自然選擇學說為基礎的現(xiàn)代生物進化理論。 關(guān)于種群是生物進化的單位，著重理解兩方面：一方面是“宏觀”的，即種群的概念，說明生物是以種群為單位生活在一起，并且以種群為單位繁殖后代的；另一方面是“微觀”的，即種群基因庫、基因頻率等概念，說明在自然界中，由于受多種因素的影響，種群基因頻率會不斷發(fā)生變化，而生物進化的過程實質(zhì)上就是種群基因頻率發(fā)生變化的過程。所以，從宏觀和微觀兩方面來理解，種群都是生物進化的基本單位。基因頻率這個概念比較抽象，而理解了這個概念，有助于對現(xiàn)代生物進化理論的理解，因此教材專門舉例說明了基因頻率的計算方法。關(guān)于突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料，由于在高中生物課本第六章第四節(jié)中，己經(jīng)講述了可遺傳變異的三個來源，因此，這里著重講述了突變在種群中出現(xiàn)的數(shù)量，以及突變對生物體生存的影響等。需要說明的是，基因突變和染色體變異屬于遺傳物質(zhì)的改變，這里就將它們統(tǒng)稱為突變。 關(guān)于自然選擇決定生物進化的方向，根據(jù)從感性到理性的認知規(guī)律，教材首先講述了樺尺蠖在工業(yè)區(qū)體色變黑的例子。接下來，對這個例子進行了分析，說明樺尺蠖體色變黑是在自然選擇作用下，種群基因頻率定向改變的結(jié)果。進而歸納出生物進化的方向是由自然選擇決定的。對于其他因素(如遺傳漂變、遷移等)對種群基因頻率的影響，只是作為小字內(nèi)容進行了解性的介紹。 關(guān)于隔離導致物種形成，應重點理解物種的概念、隔離及物種的形成三方面的內(nèi)容。首先，要抓住物種的概念，對此有一個完整、清晰的認識，有助于理解本節(jié)內(nèi)容。然后，才能理解隔離的概念和類型，后者包括地理隔離和生殖隔離。關(guān)于地理隔離，教材先講述了地理隔離的概念，然后以東北虎和華南虎為例，闡述了地理隔離是如何導致一個物種的兩個種群產(chǎn)生分化的。關(guān)于生殖隔離，教材講述了生殖隔離的概念、幾種常見的類型，并且指出生殖隔離與物種形成的關(guān)系。 在明白了地理隔離和生殖隔離以后，以加拉帕戈斯群島上不同種類地雀的形成為例，來理解經(jīng)過長期的地理隔離而達到生殖隔離的物種形成方式。為了使我們對物種形成的方式有一個比較全面的認識，并且與第六章的內(nèi)容相銜接，教材還以小資料的形式簡要介紹了多倍體植物的形成。 在學習了上述四個基本論點以后，教材對這部分內(nèi)容進行了歸納和總結(jié)，目的在于闡述這四個論點之間的內(nèi)在聯(lián)系，加深對現(xiàn)代生物進化理論的了解。 綜上所述，本節(jié)的知識結(jié)構(gòu)概括如下： 問題全解： 86．為什么說種群是進化的單位？ （見課文全解第三段） 87．種群和物種概念有何不同？ ①概念不同：種群是指生活在同一地點的同種生物的一群個體。物種是指分布在一定的自然區(qū)域，具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能，而且在自然狀態(tài)下能夠相互交配和繁殖，并能夠產(chǎn)生出可育后代的一群生物個體。 ②范圍不同：一般來講，種群是指較小范圍內(nèi)的同種生物個體，而物種是由許多分布在不同區(qū)域的同種生物的不同種群組成的。 ③判斷標準不同：種群是同一地點的同種生物，它通過個體間的交配而保持一個共同的基因庫。 物種的標準主要是形態(tài)特征和能否自由交配并產(chǎn)生可育后代。不同的物種間有明顯的形態(tài)差異，凡屬于同一個物種的個體，一般能自由交配并產(chǎn)生可育后代，不同物種的個體，一般不能雜交，即使雜交也往往不育。 88．怎樣理解基因頻率和基因型頻率？ 基因頻率是某種基因在某個種群中出現(xiàn)的比例。基因頻率＝該基因的總數(shù)/該等位基因的總數(shù)100%?；蛐皖l率是指群體中某一個體的任何一個基因型所占的百分率。假定等位基因為A、a，則A與a的頻率為基因頻率，AA的頻率為基因型頻率，在AaAa的后代中，A的頻率為0.5，AA的基因型頻率為0.25。 89．為什么說突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料？ ①突變頻率針對每一個基因雖然很低，但在一個種群中突變總量仍很大； ②突變的有害、有利是相對的，取決于突變后個體的生存環(huán)境； ③基因突變、基因重組使種群出現(xiàn)大量可遺傳變異，且不定向，只能作為原材料供選擇。 90．自然選擇的作用機理是什么？ 自然選擇是環(huán)境條件或其他生物對某種生物的選擇，改變了的環(huán)境，包括無機自然環(huán)境和生物環(huán)境是一個選擇因素，而不是生物變異的誘變因素，在環(huán)境改變以前，生物就存在變異，有些變異對生物的生存有利，有些變異對生物的生存不利，即變異是不定向的。自然選擇的作用是使對生物生存有利的變異基因得到保存并遺傳給后代，一些對生存不利的變異基因被逐漸淘汰，從而導致種群的基因頻率發(fā)生定向改變，使生物朝著對生存有利的方向進化發(fā)展，可見自然選擇決定了基因頻率的方向，從而決定著生物進化的方向。 91．地理隔離和生殖隔離的區(qū)別 地理隔離是由于地理上的障礙，使彼此間無法相遇而不能交配。 生殖隔離是指種群間的個體不能自由交配或者交配后不能產(chǎn)生可育后代的現(xiàn)象。這種隔離主要是由于遺傳組成上的差異而造成的。生殖隔離不一定在地理上隔開，要彼此不能雜交或者不能產(chǎn)生可育后代便是生殖隔離。 一般來講，先有地理隔離，再形成生殖隔離，這種形成新物種的方式稱為異地物種形成。但是，有時沒有地理隔離，也能產(chǎn)生新物種，如植物中多倍體的形成。 92．物種形成與生物進化有怎樣的關(guān)系？ 二者不是一回事，任何基因頻率的改變，不論其變化大小如何，都屬進化的范圍；而作為物種的形成，則必須當基因頻率的改變在突破物種的界限形成生殖隔離時，方可成立。因此隔離是物種形成的必要條件，而不是生物進化的必要條件。 93．現(xiàn)代進化論與達爾文進化論有哪些異同？ （1）共同點：都能解釋生物進化和生物的多樣性、適應性。 （2）不同點 ①達爾文進化論沒有闡明遺傳和變異的本質(zhì)以及自然選擇的作用機理，而現(xiàn)代進化論克服了這個缺點。 ②達爾文的進化論著重研究生物個體的進化，而現(xiàn)代進化論強調(diào)群體的進化，認為種群是生物進化的基本單位。 ③在達爾文學說中，自然選擇來自過度繁殖和生存斗爭，而現(xiàn)代進化論中，則將自然選擇歸結(jié)于不同基因型差異的延續(xù)，沒有生存斗爭，自然選擇也進行。 【學習方法指導】 本節(jié)要學習的中心內(nèi)容是：以新物種的形成為例理解現(xiàn)代生物進化理論，而要理解該理論，關(guān)鍵是要抓住這個理論的四個基本點。根據(jù)這一學習思路，我們可以用“分析歸納”的思維方法來掌握這個理論，即先就該理論的各個基本點做到深入理解，然后再歸納或綜合。在此過程中，應緊密結(jié)合一些實際的事例如新物種的形成，從而真正理解并能夠應用所學的理論來解釋生物進化的問題。見圖解： 【知識拓展】 遺傳平衡定律種群的基因頻率能否保持穩(wěn)定呢?英國數(shù)學家哈代和德國醫(yī)生溫伯格分別于1908年和1909年獨立證明，如果一個種群符合下列條件：1．種群是極大的；2．種群個體間的交配是隨機的，也就是說種群中每一個個體與種群中其他個體的交配機會是相等的；3．沒有突變產(chǎn)生；4．種群之間不存在個體的遷移或基因交流；5．沒有自然選擇，那么，這個種群的基因頻率(包括基因型頻率)就可以一代代穩(wěn)定不變，保持平衡。這就是遺傳平衡定律，也稱哈代—溫伯格平衡定律。 例如：在一個兔種群中，有一半的兔體內(nèi)有白色脂肪，基因型為YY，另一半的兔體內(nèi)有黃色脂肪，基因型為yy。那么，這個種群中的基因Y和基因y的頻率都是0.5。 在有性生殖過程中，在滿足上述五個條件的情況下，這個種群產(chǎn)生的具有Y和y基因的精子的比例是0.5∶0.5，產(chǎn)生的具有Y和y基因的卵細胞的比例也是0.5∶0.5。有性生殖的結(jié)果，根據(jù)孟德爾遺傳規(guī)律，產(chǎn)生的子一代具有三種基因型，并且它們之間的比例見表。 由此可見，子一代基因型YY、Yy、yy的頻率分別是0.25、0.50和0.25。那么，子一代中各基因的頻率分別是： Y＝0.25＋1/2(0.50)＝0.50　y＝1/2(0.50)＋0.25＝0.50 因此，子一代中基因Y和基因y的頻率不變，仍然是0.50∶0.50。如果繼續(xù)滿足上述五個條件，這個種群中基因Y和基因y的頻率將永遠保持0.50∶0.50，而基因型YY、Yy、yy的頻率也會一直保持0.25、0.50和0.25。 如果用p代表基因Y的頻率，q代表基因y的頻率。那么，遺傳平衡定律可以寫成： (p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1 p2代表一個等位基因(如Y)純合子的頻率，q2代表另一個等位基因(如y)純合子的頻率，2Pq代表雜合子 (如Yy)的頻率。如果一種群達到了遺傳平衡，其基因型頻率應當符合p2＋2pq＋q2＝1。 遺傳平衡所指的種群是理想的種群，在自然條件下，這樣的種群是不存在的。這也從反面說明了在自然界中，種群的基因頻率遲早要發(fā)生變化，也就是說種群的進化是必然的。 【同步達綱訓練】 1．用現(xiàn)代生物進化論的觀點解釋病菌抗藥性不斷增強的原因是 A．使用抗菌素的劑量不斷加大，病菌向抗藥能力增強方向變異 B．抗菌素對病菌進行人工選擇，生存下來的病菌都是抗藥能力強的 C．抗菌素對病菌進行自然選擇，生存下來的病菌都是抗藥能力強的 D．病菌中原來就有抗藥性強的個體，在使用抗菌素的過程中淘汰了抗藥性弱的個體 2．某工廠有男女職工各200名，對他們進行調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因的攜帶者為15人，患者5人，男性患者11人。那么這個群體中色盲基因的頻率為___________。 3．據(jù)研究，現(xiàn)代的長頸鹿是由古代的一種頸和前肢較短的古鹿進化來的，對長頸鹿的進化過程解釋正確的是 A．長頸鹿的長頸和長的前肢是由于長期伸長和使用的結(jié)果 B．由于食物缺乏，導致古鹿發(fā)生變異的結(jié)果 C．變異、選擇、遺傳、隔離的結(jié)果 D．變異、選擇、遺傳綜合作用的結(jié)果 4．某一人群中每10000人中有一白化病(aa)，問該人群中帶有a基因的雜合體概率是多少? 圖7—1—2 5．圖7—1—2是加拉帕戈斯群島上物種演化的模型，A、B、C、D為四個物種及其演化關(guān)系，據(jù)圖回答： （1）A物種進化為B、C兩個物種的兩個外部因素是___________和___________。 （2）甲島上的B物種遷到乙島后，不與C物種進化為同一物種的原因是___________。 （3）遷到乙島的B物種進化為D物種的原因是___________________________。 6．20世紀初，荷蘭遺傳學家研究一種月見草的遺傳，發(fā)現(xiàn)一株月見草的染色體增加了一倍，由原來的24條（2n）變?yōu)?8條（4n）成了四倍體植株。 （1）將4n的月見草與2n的月見草雜交，產(chǎn)生的3n后代可不可育?為什么? （2）該4n的植株與原來的2n植株是否同一品種?它們之間有沒有地理隔離? 7．下列不屬于生殖隔離的是 A．鳥類和青蛙 B．馬和驢雜交后代不育 C．東北虎和華南虎 D．山羊和綿羊雜交后雜種不活 參考答案 1．解析：現(xiàn)代生物進化理論認為：突變和基因重組是產(chǎn)生進化的原材料，自然選擇決定生物進化的方向。由于突變和基因重組，使病菌中原來就存在著抗藥性強的個體，在抗菌素的自然選擇作用下生存下來并產(chǎn)生后代，抗藥性弱的個體被淘汰，久而久之，病菌的抗藥性不斷增強。 答案：CD 2．解析：考查基因頻率的計算，屬應用層次。由于色盲基因及其等位基因只存在于X染色體上，而Y染色體上沒有，因此該等位基因的總數(shù)XB＋Xb＝2002＋2001=600(女性每人含兩個基因，男性每人含一個基因)，色盲基因的總數(shù)為Xb＝l51＋52＋111=36(女性攜帶者和男性患者都有一個Xb，而女性患者含兩個Xb)，因此色盲基因的基因頻率＝36/600l00%＝6%。 答案：6% 3．解析：考查對現(xiàn)代生物進化理論的應用能力。根據(jù)現(xiàn)代進化理論，長頸鹿的進化過程應是：古鹿發(fā)生變異：有的頸和前肢長，環(huán)境變化青草缺乏，頸和前肢長的生存；有的頸和前肢短，環(huán)境變化青草缺乏，頸和前肢短的淘汰→若干代自然選擇，鹿群中的基因頻率發(fā)生很大變化，達到一定程度→生殖隔離→現(xiàn)代的長頸鹿。 答案：C 4．解析：10000多人的群體較大，符合哈迪—溫伯格的條件，用(p+q)2=1公式計算即可。10000人中只有一個白化病，即aa的頻率為0.0001，代入哈迪—溫伯格公式 q2=0.0001 p2+2p+0.0001=1 AA　　　Aa　　 aa 因q為=0.01 　　a的基因頻率 p=1-q=0.99 A的基因頻率 2pq=20.990.01=0.0198 Aa的基因頻率 答案：0.0198 5．解析：現(xiàn)代生物進化論認為：A物種原是同一自然區(qū)域的生物類群，后來，同一物種的生物有的在甲島生活，有的在乙島生活，由于甲、乙兩島的環(huán)境條件不同，使得同物種的兩個種群的基因頻率發(fā)生不同的定向改變。再加上甲、乙兩島由于地理隔離，甲島上生活的種群不能跟乙島生活的種群自由交配，使不同種群的基因庫各不相同。所以，最后的進化結(jié)果是形成兩個物種。甲島上的B物種遷回乙島后，由于各自種群的基因庫已發(fā)生改變，加之二者的生殖隔離，因此，B物種不會與C物種共同進化為一個相同的新物種，而是各自獨立的進化。如遷回乙島的B物種進化為D物種。D物種在B物種的基礎上進化為D物種的原因是，因甲、乙兩島的環(huán)境條件不同，再加上由于地理隔離導致生殖隔離，不能與B物種自由交配。 答案：（1）自然選擇　地理隔離?。?）B與C之間已形成生殖隔離?。?）甲乙兩島的環(huán)境條件不同，自然選擇作用不同，再加上地理隔離使它們基因頻率的差別得到累積形成了生殖隔離 6．（1）3n的后代在減數(shù)分裂時，因染色體不能正常聯(lián)會配對，不能產(chǎn)生正常配子，所以不可育。 （2）因4n植株與2n植株雜交后代不育，說明它們之間己有生殖隔離，是不同的物種，但它們生活在一起，沒有地理隔離。 7．解析：本題考查生殖隔離的概念。所謂生殖隔離是指種群間的個體不能自由交配，或者交配后不能生出可育后代的現(xiàn)象。鳥類和青蛙分屬于兩個物種，不能進行基因交流即交配。B可以產(chǎn)生雜交后代騾，但騾不育。D不能產(chǎn)生雜交后代。華南虎和東北虎是由于地理隔離形成的兩個虎的亞種，仍是同一物種，還未形成生殖隔離。 答案：C