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2019-2020年高三生物總復(fù)習(xí) 第28講 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論教案 【考綱要求】 生物的進(jìn)化 要求 (1)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容 (2)生物進(jìn)化與生物多樣性的形成 Ⅱ Ⅱ 【考點分析】 知識點 試卷類型 分值 題型 (1)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容 (2)生物進(jìn)化與生物多樣性的形成 xx 廣東 2 選擇題 xx 山東 4 選擇題 xx 廣東 3 選擇題 xx 江蘇 2 選擇題 xx 廣東 2 選擇題 xx 廣東 2 選擇題 xx 江蘇 2 選擇題 xx 上海 2 選擇題 xx 上海 2 選擇題 xx 上海 10 非選擇題 xx 上海 11 非選擇題 【考點預(yù)測】 本節(jié)在高考中出現(xiàn)的頻率比較低，在各地高考試題也是出現(xiàn)的現(xiàn)相對較少，主要考察的就是現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容，主要是以選擇題的形式出現(xiàn)。 【知識梳理】 一、達(dá)爾文的進(jìn)化理論： 二、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論： （1）種群是生物進(jìn)化的單位； (2)突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料； (3)自然選擇決定生物進(jìn)化的方向； (4)隔離導(dǎo)致物種的形成 三、遺傳平衡定律 1、基因頻率 2、基因庫 3、平衡定律的內(nèi)容 4、平衡定律的計算 四、生物多樣性 1、遺傳多樣性 2、物種多樣性 3、生態(tài)系統(tǒng)多樣性 五、生物多樣性的形成 1、生物多樣性的形成 （1）生物多樣性的內(nèi)容 （2）生物多樣性形成的進(jìn)化歷程 2、生物進(jìn)化理論在發(fā)展 （1）核心：自然選擇學(xué)說中性突變理論 （2）發(fā)展：中性突變理論和間斷平衡學(xué)說 【重點解析】 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容包括： （一）種群是生物進(jìn)化的單位； (二)突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料； (三)自然選擇決定生物進(jìn)化的方向； (四)隔離導(dǎo)致物種的形成 （一）種群是生物進(jìn)化的單位： 1.種群的定義 師：舉例： (1)一個池塘中的全部鯉魚； (2)一個池塘中的全部魚； (3)一片草地上的全部植物； (4)一片草地上的全部蒲公英。 2.種群的特點 （1）種群的個體之間具有年齡和性別的差別，并不是機(jī)械地結(jié)合在一起。 （2）種群也是生物繁殖的基本單位。個體之間彼此可以交配，并通過繁殖將各自的基因傳遞給后代。 (二)突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料： 我們把基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變。也就是說，突變和基因重組引起了可遺傳的變異，對生物的進(jìn)化起到了非常重要的作用。實質(zhì)上，突變、基因重組、自然選擇等因素均能影響種群的基因頻率的改變，而基因頻率的改變造成了生物的進(jìn)化。 (三)自然選擇決定生物進(jìn)化的方向： 1．從宏觀(性狀)上看進(jìn)化過程為：19世紀(jì)中期樺尺蠖的淺色性狀與環(huán)境色彩相似，屬于保護(hù)色，較能適應(yīng)環(huán)境而大量生存；黑色性狀與環(huán)境色彩差異很大，不能適應(yīng)環(huán)境，易被捕食者捕食。因此，突變產(chǎn)生后，后代的個體數(shù)受到限制。19世紀(jì)中期到20世紀(jì)中期，由于地衣死亡，樺尺蠖棲息的樹干裸露并被煙熏黑，使得黑色性狀與環(huán)境色彩相似而大量生存；淺色性狀與環(huán)境色彩差異很大，易被捕食者捕食而大量被淘汰。表現(xiàn)為適者生存，不適者被淘汰。 2．從微觀(基因)來看進(jìn)化過程為：19世紀(jì)中期以前，由于黑色基因(S)為不利變異基因，控制的性狀不能適應(yīng)環(huán)境而受到限制，因此，當(dāng)時種群中淺色基因(s)的頻率為95％，黑色基因(S)的頻率為5％。到20世紀(jì)中期由于黑色基因(S)控制的性狀能適應(yīng)環(huán)境而大量生存并繁殖后代，淺色基因(s)控制的性狀不能適應(yīng)環(huán)境而大量被淘汰，使后代數(shù)量大量減少。結(jié)果淺色基因(s)的頻率下降為5％，黑色基因(S)的頻率上升為95％。結(jié)果是淘汰了不利變異的基因，而保留了有利變異基因，通過遺傳逐漸積累。 結(jié)論：由此可見，種群中產(chǎn)生的變異是不定向的，經(jīng)過長期的自然選擇，其中的不利變異被不斷淘汰，有利變異則逐漸積累，從而使種群的基因頻率發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向緩慢地進(jìn)化。因此，生物進(jìn)化的方向是由自然選擇決定的。 (四)隔離導(dǎo)致物種的形成： 從曼徹斯特地區(qū)的樺尺蠖進(jìn)化過程我們可以看出，樺尺蠖還是一個種群，個體之間彼此可以存在隔離，隔離是物種形成的必要條件。 例1 達(dá)爾文自然選擇學(xué)說未能解釋的是 A．生物進(jìn)化的原因 B．現(xiàn)存生物適應(yīng)性的原因 C．生物多樣性的原因 D．生物不定向變異的原因 解析： 該題考查達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的主要內(nèi)容。要求學(xué)生在掌握達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的主要內(nèi)容的四個方面的基礎(chǔ)之上，能夠正確評價該學(xué)說的意義和不足。達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說主要包括過度繁殖、生存斗爭、遺傳變異、適者生存。該學(xué)說能夠科學(xué)地解釋生物進(jìn)化的原因，以及生物的多樣性和適應(yīng)性，對于人們正確地認(rèn)識生物界具有重要意義。但是，由于受到當(dāng)時科學(xué)發(fā)展水平的限制，對于遺傳和變異的本質(zhì)，達(dá)爾文還不能做出科學(xué)的解釋。他沒有闡明自然選擇的機(jī)理，沒有闡明自然選擇如何對可遺傳的變異起作用。因此正確答案是D。 答案：D 例2 種群是指生活在同一地點的同種生物的一群個體。種群中的個體通過繁殖將各自的基因傳遞給后代。下列敘述正確的有 A．自然選擇使種群基因頻率發(fā)生定向改變 B．種群基因頻率的改變導(dǎo)致生物進(jìn)化 C．種群通過個體的進(jìn)化而進(jìn)化 D．種群通過地理隔離可能達(dá)到生殖隔離 解析： 該題考核種群的基本概念，要求學(xué)生從生物進(jìn)化的角度分析種群的本質(zhì)及核心內(nèi)容。種群是指生活在較小范圍內(nèi)的同一地點的同種生物的一群個體，通過個體間的交配保持一個共同的基因庫。種群是生物進(jìn)化的基本單位，也是生物繁殖的基本單位。生物進(jìn)化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變，朝著適應(yīng)環(huán)境的方向發(fā)生定向的改變，自然選擇保留適應(yīng)環(huán)境的變異。因此本題正確答案是ABD。 答案：ABD 例3 下列關(guān)于隔離的敘述，不正確的是 A．阻止了種群間的基因交流 B．對所有的物種來說，地理隔離必然導(dǎo)致生殖隔離 C，種群基因庫間的差異是產(chǎn)生生殖隔離的根本原因 D．不同的物種之間必然存在著生殖隔離 解析 本題是考查隔離導(dǎo)致物種形成知識點中學(xué)生對地理隔離和生殖隔離的理解。要求把握在物種形成過程中兩種隔離的不同作用。 地理隔離是指分布在不同自然區(qū)域的種群，由于高山河流、沙漠等地理上的障礙，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，或交配后不能產(chǎn)生可育后代，地理隔離因時間長短、環(huán)境異同，可能形成生殖隔離，但不能必然導(dǎo)致生殖隔離。有的雖然產(chǎn)生了地理隔離，但雙方環(huán)境基本相似也不可能導(dǎo)致生殖隔離。題中不正確的是B。 答案：B 【實戰(zhàn)訓(xùn)練】 （09廣東理基）1．由于蟹類的捕食，某種海洋蝸牛種群中具有較厚外殼的個體的比例逐漸增加。對這個現(xiàn)象的解釋，正確的是 A．人工選擇 B．適者生存 C．用進(jìn)廢退 D．定向變異 答案：A 解析：該現(xiàn)象不可能是人工選擇的結(jié)果，也不可能是用進(jìn)廢退，根據(jù)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的觀點，變異是不定向，自然選擇是定向的，適者生存，故B正確。 （09廣東卷）2.《物種起源》出版已有150年，但依然深深影響著現(xiàn)代科學(xué)研究，達(dá)爾文 A. 提出了適者生存，不適者被淘汰的觀點 B. 提出了用進(jìn)廢退的理論 C. 認(rèn)為種群是生物進(jìn)化的基本單位 D. 認(rèn)識到變異廣泛存在并能遺傳給后代 答案：AD 解析：用進(jìn)廢退的理論是拉馬克提出來的，種群是生物進(jìn)化的基本單位是現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的基本內(nèi)容，達(dá)爾文沒能提出來。 （09江蘇卷）3．右圖是物種形成的一種模式。物種a因為地理障礙分隔為兩個種群和，經(jīng)過漫長的進(jìn)化，分別形成新物種b和C。在此進(jìn)程中的某一時刻，種群的部分群體越過障礙外遷與同域分布，向d方向進(jìn)化。下列有關(guān)敘述正確的是 A．b和d存在地理隔離，所以一定存在生殖隔離 B．C和d不存在地理隔離，卻可能存在生殖隔離 C．中的外遷群體與當(dāng)時留居群體的基因頻率相同，則b和d是同一物種 D．中的外遷群體與當(dāng)時種群的基因頻率不同，則c和d是不同物種 答案：B 解析：本題考查物種形成的知識。A通過地里隔離形成兩個種群和，有分別演化出b、c、d三個種群，雖然有地理隔離，但是不一定會產(chǎn)生生殖隔離。所以A錯；由于d是由a1演變而來，所以c與d之間可能存在生殖隔離，B對?；蝾l率的改變不一定會導(dǎo)致生殖隔離產(chǎn)生新的物種，但是產(chǎn)生生殖隔離了的種群，基因頻率一定會變化。中的外遷群體與當(dāng)時留居群體的基因頻率相同，但是b和d由于地理隔離存在，所以可能不是同一物種。所以C不對。即使中的外遷群體與當(dāng)時種群的基因頻率不同，只要c和d不存在生殖隔離他們?nèi)允峭晃锓N。 （09上海卷）4.新物種形成的標(biāo)志是 A.具有新的生理功能 B. 出現(xiàn)新的形態(tài)結(jié)構(gòu) C. 出現(xiàn)地理隔離 D. 形成生殖隔離 答案：D 解析：新物種形成的標(biāo)志是形成生殖隔離。 （09上海卷） 5.蓍草是菊科植物的一個種。采集同一山坡不同海拔高度的蓍草種子，種在海拔高度為零的某一花園中，植株高度如右圖。下列敘述中，正確的是 A. 原海拔高度不同的蓍草株高的差異表現(xiàn)出物種多樣性 B. 不同海拔高度蓍草之間不能雜交或雜交不育 C. 研究遺傳差異是否影響著草株高，需原海拔處的數(shù)據(jù) D. 圖示結(jié)果說明蓍草株高的變化受到花園生環(huán)境的影響 答案：C 解析：圖示曲線體現(xiàn)的是不同海拔高度的植株在同一海拔的株高，沒有原海拔的株高； 不同海拔的植株仍為同一物種，可以進(jìn)行基因交流；研究遺傳差異影響植株，要有原海拔的株高與現(xiàn)海拔處株高對比說明；如受花園生境的影響株高應(yīng)該相同。 （09上海卷）6.某小島上原有果蠅xx0只，其中基因型VV、Vv和vv的果蠅分別占15%、55%和30%。若此時從島外入侵了xx只基因型為VV的果蠅，且所有果蠅均隨機(jī)交配，則代中V的基因頻率約是 A. 43% B. 48% C. 52% D. 57% 答案：B 解析：未入侵之前VV個體有3000，Vv個體11000，vv個體6000，入侵后VV變?yōu)?000+xx=5000，其它類型個體不變，但總數(shù)變?yōu)?xx，則V基因頻率為（50002+11000）/（2xx2） （09上海卷）7．（10分）回答下列有關(guān)生物進(jìn)化的問題。 （1）圖1表示某小島上蜥蜴進(jìn)化的基本過程，X、Y、Z表示生物進(jìn)化的基本環(huán)節(jié)，X\Y分別是_______、__________。 （2）該小島上的蜥蜴原種由許多個體組成，這些個體的總和稱為_________，這是生物進(jìn)化的________。 （3）小島上能進(jìn)行生殖的所有蜥蜴?zhèn)€體含有的全部基因，稱為蜥蜴的________。 （4）小島上蜥蜴原種的腳趾逐漸出現(xiàn)兩種性狀，W代表蜥蜴腳趾的分趾基因；W代表聯(lián)趾（趾間有蹼）基因。圖2表示這兩種性狀比例變化的過程。 1）由于蜥蜴過度繁殖，導(dǎo)致________加劇。 2）小島上食物短缺，聯(lián)趾蜥蜴?zhèn)€體比例反而逐漸上升，其原因可能是________。 3）圖2所示過程說明，自然環(huán)境的變化引起不同性狀蜥蜴的比例發(fā)生變化，其本質(zhì)是因為蜥蜴群體內(nèi)的________發(fā)生了改變。 （5）從生物多樣性角度分析，圖2所示群體中不同個體的存在反映了________多樣性；若從分子水平檢測這種多樣性，可采用的簡便技術(shù)是________。 答案： （1）突變（變異）、自然選擇 （2）種群 基本單位 （3）基因庫 （4）1）生存斗爭（種內(nèi)斗爭） 2）聯(lián)趾型個體趾間有蹼，適合于游泳，可以從水中獲取食物。因此，在島上食物短缺時，聯(lián)趾個體的生存和繁殖機(jī)會較多。（合理即給分） 3）基因頻率 （5）遺傳 PCR（聚合酶鏈反應(yīng)） 解析：本題主要考查生物進(jìn)化的相關(guān)知識，核心是現(xiàn)代生物進(jìn)化理論。 （1）生物進(jìn)化的基本環(huán)節(jié)是突變、自然選擇和隔離； （2）小島上原有蜥蜴?zhèn)€體構(gòu)成種群，是進(jìn)化的基本單位； （3）小島上進(jìn)行生殖蜥蜴?zhèn)€體含有的全部基因稱為基因庫； （4）蜥蜴過度繁殖導(dǎo)致生存斗爭（種內(nèi)斗爭）加劇，使小島上食物短缺而聯(lián)趾型蜥蜴能游泳可以獲取更多食物，適應(yīng)環(huán)境，個體數(shù)逐漸增加，這種變化的本質(zhì)是種群基因頻率的變化； （5）這種現(xiàn)象體現(xiàn)了遺傳多樣性，從分子水平檢測就要獲取更多的DNA分子，簡便方法是PCR。 （09上海卷）8.（11分）樺尺蛾是一種棲息在密林中、白天停歇在樹干上的昆蟲，一般為淺色，它借助與環(huán)境相似的體色躲避鳥類天敵。在工業(yè)污染區(qū)，黑色樺尺蛾的數(shù)量有增多的趨勢。為證實兩種體色的樺尺蛾因環(huán)境不同，進(jìn)行如下探究。請完成下列探究方案。 （1）假設(shè)： 。 （2）實驗步驟： 1）選擇工業(yè)污染區(qū)A和 地區(qū)B； 2）收集樺尺蛾，并在翅下用有色顏料分別標(biāo)記黑色蛾若干； 3） ； 4）一段時間后用誘蛾燈誘捕，記錄、統(tǒng)計結(jié)果。 （3）實驗結(jié)果：如表1。根據(jù)表內(nèi)數(shù)據(jù)在右下空白處繪制A、B兩地區(qū)不同體色蛾回收率的柱形圖。 表1 樺尺蛾釋放數(shù)和回收數(shù) 地區(qū) 項 目 淺色蛾 黑色蛾 工業(yè)污 染區(qū)A 釋放數(shù) 400 500 回收數(shù) 52 150 B 釋放數(shù) 500 600 回收數(shù) 60 30 （4）結(jié)論： 。 （5）分析與評論： 1）人們觀察到工業(yè)污染導(dǎo)致樹皮變黑，從這個角度解釋上述實驗結(jié)果 。 2）已知樺尺蛾的體色有常染色體上一對等位基因控制。為了進(jìn)一步探究樺尺蛾的黑色與淺色的顯隱性關(guān)系，有人將一對黑色蛾與淺色蛾雜交，F(xiàn)1 中黑色蛾與淺色蛾的數(shù)量比為1∶1。請利用F1 的餓，在此基礎(chǔ)上設(shè)計遺傳試驗完成探究。 ①試驗步驟： 。 ②結(jié)果與分析： 。 答案： （1）在工業(yè)污染區(qū)，黑色蛾數(shù)量占優(yōu)勢（合理即給分） （2）1）非工業(yè)污染區(qū) 3）將標(biāo)記的不同體色的蛾分別釋放到上述兩地區(qū) （3）見右圖 （4）在工業(yè)污染區(qū)，黑色蛾數(shù)量占優(yōu)勢；在非工業(yè)污染區(qū)，淺色蛾數(shù)量占優(yōu)勢 （5）1）不同污染程度區(qū)域的樹皮顏色不同，使停歇在樹上不同體色的蛾被鳥類捕食的概率不同，導(dǎo)致它們的存活率不同。 2）①選擇的雌雄黑色蛾雜交；觀察、記錄后代的體色 ②若后代出現(xiàn)淺色蛾，則黑色為顯性性狀；若后代全部是黑色蛾，則黑色為隱性性狀。（合理即給分） 解析：本題主要考查實驗設(shè)計。 （1）實驗假設(shè)是根據(jù)實驗?zāi)康亩ǎ? （2）實驗應(yīng)選工業(yè)污染區(qū)與非工業(yè)污染區(qū)進(jìn)行對比，收集黑色蛾和淺色蛾標(biāo)記并釋放到相應(yīng)的所選區(qū)域； （3）根據(jù)表格所給數(shù)據(jù)，會繪制柱形圖即可，注意要有圖示說明； （4）根據(jù)實驗結(jié)果可知，在工業(yè)污染區(qū)黑色蛾數(shù)量較多，在非工業(yè)污染區(qū)淺色蛾數(shù)量較多； （5）①工業(yè)污染區(qū)樹皮變黑，黑色蛾與周圍環(huán)境一致不易被捕食，數(shù)量較多；②選多對黑色蛾雌雄個體相互交配，觀察后代是否發(fā)生性狀分離，如發(fā)生性狀分離，黑色為顯性性狀；如不發(fā)生性狀分離，黑色為隱性性狀；也可選多對淺色蛾雌雄個體交配。 【名師點撥】 隔離的類型： 隔離的種類很多，首先可以分為地理隔離和生殖隔離。生殖隔離又可以分為以下兩大類：如果發(fā)生在受精以前，就叫做受精前的生殖隔離；如果發(fā)生在受精以后，就叫做受精后的生殖隔離。 1．受精前的生殖隔離 包括生態(tài)隔離、季節(jié)隔離、行為隔離、機(jī)械隔離、配子隔離等。 (1)生態(tài)隔離是指同一物種的不同種群生活在同一區(qū)域內(nèi)的不同環(huán)境內(nèi)，而造成的不能交配。例如，體虱和頭虱由于寄生場所不同，已經(jīng)形成了不同的適應(yīng)性特征，雖然在某種條件下，它們也能夠相互雜交．但后代中會出現(xiàn)不正常的個體。這表明經(jīng)過生態(tài)隔離，二者已經(jīng)產(chǎn)生了一定程度的分化。 (2)季節(jié)隔離是指因交配或開花時期發(fā)生在不同的季節(jié)而引起的隔離。例如，大西洋鯡魚形成了分布區(qū)域很廣的幾個種群，有些在春季產(chǎn)卵．有些則在秋季產(chǎn)卵，因此，這些種群之間不能雜交。 (3)行為隔離指不同物種之間由于兩性間求偶或交配等行為不同，而阻止了它們之間的相互交配。例如，鳥類、蛙、昆蟲等在求偶季節(jié)發(fā)出一定的嗚叫聲，同種的雌性動物會應(yīng)聲前來，而異種的雌性動物則無反應(yīng)。關(guān)于行為隔離，有人曾做過這樣一個實驗：將10只雄果蠅和10只雌果蠅放在一起培養(yǎng)若干天，如果雌、雄果蠅是同一物種，大部分雌蠅就會受精；如果是不同物種，則只有極少數(shù)受精。在求偶過程中．導(dǎo)致同一物種雌、雄果蠅相互識別的刺激，既有化學(xué)的、視覺的，也有聽覺和觸(觸須)覺的。這在哺乳動物等也是一樣的。 (4)機(jī)械隔離也稱形態(tài)隔離，是指不同種群的生物因生殖器官的大小和形狀不同，而使交配無法進(jìn)行。例如，一些植物因花的形態(tài)不同，而造成它們之間不能受粉。 (5)配子隔離是指個體之間可以交配或受粉，但是不能發(fā)生受精作用。例如，有些動物雖然交配成功，但精子在異種雌性動物的生殖道內(nèi)會失去功能。在植物中，一種植物的花粉在另一種植物的柱頭上不能萌發(fā)，或萌發(fā)后花粉管生長緩慢等，結(jié)果也不能受精。 2．受精后的生殖隔離 受精后的生殖隔離包括雜種不活、雜種不育、雜種敗育等。 (1)雜種不活是指不同種生物間交配、受精后，形成的雜種胚胎不能正常發(fā)育，或雜種后代出生后，能夠生活一段時間，但在生育年齡以前就會死去。例如，山羊和綿羊的雜種，胚胎早期生長正常，但多數(shù)在出生前就會死去。 (2)雜種不育是指交配后能夠產(chǎn)生正常、成熟的雜種后代，但雜種后代卻不能生育。造成雜種不育的原因很多，有的是性腺發(fā)育不全，有的則是因為生殖細(xì)胞不能進(jìn)行減數(shù)分裂等。例如，馬和驢雜交，產(chǎn)生的騾能夠正常發(fā)育，但騾不能生育。這是因為馬的染色體數(shù)目是64，驢的是62，那么。騾的染色體數(shù)目就是63。這樣，騾的原始生殖細(xì)胞在進(jìn)行減數(shù)分裂時，由于染色體不能正常配對，就不能形成成熟的配子。 (3)雜種敗育是指形成的雜種后代不育或生活力下降。例如，樹棉和草棉之間能夠雜交，并且形成健壯、可育的F1，但F2則十分少見。這是因為F2的種子通常不能萌發(fā)，或萌發(fā)后長出的幼苗很瘦弱，不久就會死亡。這就是說，F(xiàn)2在自然選擇過程中被淘汰了。 以上這些生殖隔離機(jī)制在兩個物種之間不一定同時發(fā)生，但是，物種間經(jīng)常會同時出現(xiàn)兩種或兩種以上的生殖隔離，如既有生態(tài)隔離，又有行為隔離。