主题一 自然选择学说及发展
【主题训练】 现代生物进化理论对达尔文自然选择学说进行了修改,下列哪项不是修改的内容( )
A.进化的基本单位是种群,而不是生物个体
B.自然选择是因为生物存在过度繁殖而导致生存斗争来实现的
C.生物进化的实质在于种群基因频率的改变
D.现代生物进化理论将自然选择学说与遗传变异有关理论结合起来
解析:达尔文自然选择学说认为进化以个体为单位,而现代生物进化理论认为进化以种群为基本单位,故A正确。现代生物进化理论也是认为生物存在过度繁殖而导致生存斗争来进行选择的,故B错误。达尔文对遗传和变异的本质没有弄清楚,而现代生物进化理论说明了生物进化的实质和遗传变异的原因,故C、D正确。
答案:B
【主题升华】 达尔文自然选择学说与现代生物进化理论的比较
主题二 物种形成与生物进化的关系
【主题训练】 关于物种形成与生物进化,下列说法中不正确的是( )
A.可遗传变异是生物进化的原材料,隔离导致新物种的形成
B.任何基因频率的改变,不论其变化大小如何,该物种都在进化
C.共同进化是指不同物种之间通过生存斗争来实现生物的进化和发展
D.“精明的捕食者”策略是我们人类合理利用生物资源应该借鉴的
解析:可遗传变异产生进化的原材料,隔离是物种形成的必要条件,A正确;生物进化的实质是种群基因频率的改变,故B正确;共同进化包括不同物种之间及生物与无机环境之间相互影响,故C错误;“精明的捕食者”策略有利于资源的合理分配,人类应该借鉴,D正确。
答案:C
【主题升华】 物种形成与生物进化的区别和联系
主题三 生殖隔离与物种的形成
【主题训练】 下图是物种形成的一种模式,物种a因为地理隔离分隔为两个种群a1和a2,经过漫长的进化,分别形成新物种b和c。在此进程中的某一时刻,a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布,向d方向进化。下列有关叙述正确的是( )
A.b和d存在地理隔离,所以一定存在生殖隔离
B.c和d不存在地理隔离,却可能存在生殖隔离
C.a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同,则b和d是同一物种
D.a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同,则c和d是不同物种
解析:b和d之间因存在地理隔离而可能导致生殖隔离,A错误;c来自于a2,d来自于a1,在d迁入前可能已经与c产生生殖隔离,B正确;生殖隔离是新物种产生的必要条件,所以是否属于同一物种不是看基因频率是否相同,而是看是否存在生殖隔离,所以C、D错误。
答案:B
【主题升华】 生殖隔离的三种情况
(1)种群间的个体不能自由交配。
(2)有些虽能交配,但胚胎期死亡。
(3)有些虽能交配,并能成功繁殖出子代,但成活的杂种后代没有生育能力。
总之,只有能繁育出“可育子代”才称为“无生殖隔离”,只有不存在生殖隔离时,才可称作“同一物种”。
主题四 共同进化
【主题训练】 下列事实不属于共同进化的是( )
A.工业的发展导致大量温室气体排放,全球气温升高
B.昆虫和体内共生菌的关系
C.生活在草原上的斑马和猎豹都能迅速奔跑,这是它们长期相互选择的结果
D.4亿年前形成了原始的陆生植物,随后出现了适应陆地生活的动物
解析:共同进化是不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,如B、C、D;工业的发展导致CO2等温室气体大量排放,全球气温升高属于生态环境问题。
答案:A
【主题升华】 共同进化的实例
1.下列符合达尔文以后进化理论的发展内容的是(C)
A.物种是神创的
B.物种是不变的
C.种群是研究生物进化的基本单位
D.用进废退是生物进化的原因
2.下列对达尔文的进化理论具有挑战性的事实是(C)
A.常刮大风的海岛上生活着大批无翅昆虫
B.长期使用杀虫剂,不但没有消灭害虫,害虫的抗药性反而越来越强
C.化石研究表明,云南澄江地区寒武纪地层中大量新物种的产生大约只用了200万年,这在几十亿年生物进化史上只能说是“一瞬间”
D.研究发现,人与其他哺乳动物之间相同的基因非常多,不同的基因只是少数
3.在下列几种简式中,能较确切地说明达尔文进化论的是(A)
A.遗传变异→生存斗争→适者生存
B.环境变化→定向变异→去劣留优
C.生存斗争→用进废退→适者生存
D.环境变化→用进废退→获得性遗传→适者生存
4.关于达尔文学说和拉马克学说的区别正确的说法是(D)
A.达尔文学说认为环境的作用可以引起不定向的变异
B.拉马克学说认为不定向的变异是由动物的意愿决定的
C.达尔文学说认为变异后就能适应环境
D.拉马克学说认为生物通过变异适应环境
5.肺鱼在夏季如遇池塘干涸,常藏身于泥中进行夏眠,直到雨季来临时才“苏醒”。下列各项均是对这一现象的解释,其中不正确的是(C)
A.这是对环境的一种适应
B.长期自然选择的结果
C.环境迫使肺鱼产生这种变异
D.肺鱼与环境长期斗争的结果
6.细菌对各种抗生素的药敏程度实验方法如图:将含有一定浓度不同抗生素的滤纸片放置在已接种被检菌的固体培养基表面,抗生素向周围扩散,如果抑制生长,则在滤纸片周围出现抑菌圈(图中里面的图),结果如下图所示。
(1)衡量本实验结果的指标是 。
(2)上图中最有效的是 培养皿中的抗生素。
(3)用上述最有效的抗生素对细菌进行处理,并测定细菌数量变化,如下图所示:
①向培养基中加抗生素的时刻为 点。
②细菌种群的进化是定向的,而变异是 ,细菌的抗药性产生于环境变化之 (填“前”“中”或“后”),抗生素对细菌变异的作用不是“诱导”而是 。
③尽管有抗药性基因存在,但使用抗生素仍然能治疗由细菌引起的感染,原因在于细菌种群中___________________ 。
解析:(1)衡量实验的指标即对实验结果的表述。本实验是利用抗生素抑制细菌的生长来表述实验结果。(2)通过抑菌圈的大小来确定杀菌能力,即抑菌圈越大杀菌力越强。(3)①抗生素会使细菌中不具抗性的个体大量死亡而数量下降,所以b点是使用抗生素的起点。②变异是不定向的,而在自然选择下进化是定向的,细菌的抗药性在环境变化之前就已经产生了,自然选择是性状的选择者,而不是诱导者。③在细菌种群中,含有抗药性基因的个体毕竟只占少数。
答案:(1)抑菌圈的大小 (2)B (3)①b ②不定向的 前 选择 ③有抗药性基因的个体占极少数
一、选择题
1.在生物进化过程中,可以定向积累微小有利变异的是(D)
A.定向的变异和自然选择
B.生存斗争和自然选择
C.自然选择和适者生存
D.自然选择和遗传
解析:变异是不定向的,而自然选择是定向的,通过自然选择保留的性状就是有利的,通过繁殖(也就是遗传)传给下一代并逐渐积累。
2.下列叙述中不属于达尔文自然选择学说的主要内容的是(D)
A.自然选择是通过生存斗争来实现的
B.可遗传的变异是生物进化的原材料
C.自然选择是适者生存不适者淘汰的过程
D.种群基因频率的改变是生物进化的实质
3.1937年,某人把原产丹麦和德国的白三叶草移到瑞典栽培,这里的气候比较寒冷。最初白三叶草茎、叶的单位面积产量很低,但经过若干年后,产量显著提高。人们对这一事实做出以下几点解释,其中不符合达尔文学说的是(C)
A.不耐寒的个体被自然淘汰
B.耐寒的个体得以生存并繁衍
C.白三叶草在生长过程中逐渐适应了新的环境
D.这是一个自然选择的过程
解析:白三叶草本身存在抗寒个体的变异,环境(气候比较寒冷)使抗寒个体得以生存并繁衍,从而使耐寒性状在后代中积累和加强。不耐寒的个体在与无机环境的斗争中被自然淘汰。故A、B、D是正确的。而C的解释完全是拉马克“用进废退”“获得性遗传”理论的再现,与达尔文学说不符。
4.某医院对新生儿感染的细菌进行了耐药性实验,结果显示70%的致病菌具有耐药性。下列有关叙述正确的是(B)
A.孕妇食用了残留抗生素的食品,导致其体内大多数细菌突变
B.即使孕妇和新生儿未接触过抗生素,感染的细菌也有可能是耐药菌
C.新生儿体内缺少免疫球蛋白,增加了致病菌的耐药性
D.新生儿出生时没有及时接种疫苗,导致耐药菌形成
解析:本题考查生物的进化和免疫。抗生素并非导致突变的因素,即突变在前选择在后,抗生素对细菌只起选择作用,故A选项错误;细菌的变异与是否接触过抗生素无关,所以即使新生儿未接触过抗生素,进入新生儿体内的细菌中也存在抗药性的类型,故B选项正确。免疫球蛋白与致病菌的耐药性无关,故C选项错误。新生儿出生时没有及时接种疫苗,将导致致病菌在体内的繁殖;而耐药菌的形成是基因突变的结果,与疫苗无关,故D选项错误。
5.科学家对某一种蟹的体色深浅进行了研究,结果如图所示。不同体色的蟹的数量不同,为什么会形成这样的差别呢?下列解释中最合理的是(A)
A.中间体色与环境颜色相适应,不易被天敌捕食
B.深体色和浅体色的个体繁殖能力弱
C.深体色和浅体色的个体食物来源太少
D.中间体色是新形成的一种适应性更强的性状
解析:蟹的体色有多种表现型是生物变异的结果,优势性状的出现不是新形成的适应性更强的性状。中间体色的个体数目明显占优势是因为与环境相适应(容易获得食物,不易被天敌捕食等),某种性状的生物个体数目少不是某一固定因素造成的。
6.在超市中无公害蔬菜很多,也很受市民的欢迎。这些无公害蔬菜在生产中,不使用农药、杀虫剂和化肥等。假如在蔬菜的生产中长期使用某种杀虫剂,其结果是(B)
A.杀虫剂诱发了害虫抗药性基因的产生,使害虫的抗药性增强
B.杀虫剂对害虫具有选择作用,使抗药性害虫的数量增加
C.杀虫剂能诱导害虫分解药物的基因大量表达
D.害虫全部消失,最终导致某些害虫的物种灭绝
解析:由于基因突变,害虫群体中存在着能抵抗杀虫剂的变异种,当使用某种杀虫剂后,绝大多数害虫被杀死,少数具有抗药性的个体生存下来并繁殖;害虫大量繁殖后,再用该种杀虫剂,会有比以前更多的个体生存。因此,杀虫剂对害虫起到定向选择作用。
7.达尔文自然选择学说的缺陷主要是(D)
①能科学地解释生物进化的原因及生物适应性、多样性的形成 ②认为生物个体是生物进化的基本单位 ③对遗传、变异的本质未做出科学的解释 ④不能解释物种大爆发等现象
A.①②③ B.①③④
C.①②④ D.②③④
解析:达尔文自然选择学说认为生物进化的基本单位是个体;认为物种的形成都是渐变的过程,不能解释物种大爆发现象,也不能解释遗传和变异的本质。
二、非选择题
8.用达尔文的自然选择学说解释狼的凶狠、善跑、狡猾、贪婪的进化过程。
(1)狼的种群中存在着不同的个体,如跑得慢一些、跑得快一些、狡猾机灵些、行动呆板迟钝些,说明这些变异是 的。
(2)随着环境的变化,食物变得稀少,凶狠、善跑、贪婪的个体容易得到食物,能够生存和繁殖,这样,环境和食物对狼起了 作用,而这种作用是 的。
(3)狼的凶狠、善跑、狡猾、贪婪的进化,是通过狼与种内、种间以及环境条件的 来实现的,因而它能适应环境,这就是 。
解析:本题主要考查对自然选择学说的理解和应用。狼凶狠、善跑、狡猾、贪婪,但也存在一些跑得慢的、行动呆板迟钝的,这些个体会被淘汰,说明了生物的变异是不定向的,但通过定向的自然选择,即生物与环境的生存斗争,适应环境的个体保留下来并大量繁殖。
答案:(1)不定向 (2)选择 定向 (3)生存斗争 适者生存
9.下图表示达尔文对现代长颈鹿进化形成过程的解释,请据图回答下列问题:
(1)长颈鹿的颈和前肢的长短各异,这表明生物变异是 。
(2)在缺乏青草的时期,有的个体能吃到高处食物而活下来,有的个体因得不到食物而死亡,这个过程叫做 ,它是通过生存斗争实现的。生存斗争是指____________________之间的斗争。
(3)适应性表现在生物体的 与环境相适应,适应是 的结果。
解析:(1)生物的变异是不定向的。(2)适者生存、不适者被淘汰是自然选择的必然结果。自然选择总是选择有利于生存的变异,淘汰不利于生存的变异,所以自然选择决定着生物进化的方向。(3)适应主要是指生物的性状与环境相适应,适应是在生物进化的过程中逐渐形成的,这是长期自然选择的结果。
答案:(1)不定向的
(2)自然选择 生物与生物之间以及生物与无机环境
(3)性状 自然选择
课件19张PPT。生物必修2(人教版)第7章 现代生物进化理论 第1节 现代生物进化理论的由来要点探究探究一 拉马克的进化学说归 纳提 炼跟 踪训 练跟 踪训 练跟 踪训 练跟 踪训 练探究二 达尔文的自然选择学说小贴士归 纳提 炼3.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,正确的是(B)
A.过度繁殖 B.适者生存
C.用进废退 D.定向变异
解析: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,说明具有较厚外壳的蜗牛能适应其生活环境。跟 踪训 练4.如图,理论值与实际生存个体数差别很大,可用来解释的是达尔文进化理论中的(B)
A.过度繁殖 B.生存斗争
C.遗传变异 D.适者生存
解析:由于个体间有差异,通过生存斗争,能适应环境的个体得到保留,不能适应环境的个体被淘汰。跟 踪训 练
1.生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群。
2.一个种群中全部个体所含有的全部基因,叫做这个种群的基因库。
3.在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比率,叫做基因频率。
4.基因突变产生新的等位基因,这就可能使种群的基因频率发生变化。
5.可遗传的变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异。其中,基因突变和染色体变异统称为突变。
6.在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变,导致生物朝着一定的方向不断进化。
一、种群是生物进化的基本单位
1.种群的概念。
种群是指生活在同一地域的同种生物的一群个体。
2.种群的特点。
(1)种群个体彼此可以交配,并通过繁殖将各自的基因传递给后代,因此,也是生物繁殖的基本单位。
(2)都有自己的基因库,可以保持和发展。
3.基因库与基因频率。
(1)种群的基因库:是指一个种群的全部个体所含有的全部基因。
(2)基因频率:是指某种基因在某个种群中出现的比例。
4.进化的实质:生物进化过程的实质在于种群的基因频率的改变。
二、突变和基因重组产生进化的原材料
1.可遗传变异的来源:基因突变、基因重组和染色体变异是可遗传的变异;在现代进化论中基因突变和染色体变异统称为突变。
2.可遗传变异是进化原材料的原因。
(1)可遗传变异的形成
(2)可遗传变异的特点
(3)可遗传变异的结果:只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:在自然选择的作用下,种群的基因频率发生着定向的改变,从而决定着生物进化的方向。
1.判断正误:
(1)一个池塘中的全部鱼是一个种群。(×)
解析:种群是生活在一定区域的同种生物的全部个体,鱼不是一个物种,不能构成一个种群。
(2)因个体的死亡,所含有的基因也会随之消失。(×)
解析:个体可以通过繁殖将基因传给后代,所含基因不一定消失。
(3)变异不仅为生物进化提供了原材料,而且决定了生物进化的方向。(×)
解析:变异只能为生物进化提供原材料,而自然选择决定生物进化的方向。
(4)种群的基因频率不变时,则生物没有发生进化。(√)
2.问题导学:
(1)当没有自然选择存在时,种群的基因频率就不会发生改变,这种说法对吗?为什么?
提示:不对。除自然选择外,还有基因突变、迁入和迁出等因素都会使种群基因频率发生变化。
(2)在自然选择过程中,直接受选择的是基因型还是表现型?简要说明原因。
提示:直接受选择的是表现型,例如天敌看到的是性状,而不是控制性状的基因。
1.某一种瓢虫种群中有黑色和红色两种体色的个体,这一性状由一对等位基因控制,黑色(B)对红色(b)为显性。如果基因型为BB的个体占18%,基因型为Bb的个体占78%,基因型为bb的个体占4%。基因B和b的频率分别是(C)
A.18%、82% B.36%、64%
C.57%、43% D.92%、8%
2.某植物种群中,r基因纯合的个体不能存活。已知该种群的基因型分别为YYRR、YyRR、yyRR、YYRr、YyRr、yyRr,它们的基因型频率依次为30%、20%、20%、10%、10%、10%。计算Y和y的基因频率依次为(A)
A.55%和45% B.45%和55%
C.27.5%和22.5% D.22.5%和27.5%
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(B)
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.②③ B.①② C.①③ D.①④
4.下列符合现代生物进化理论观点的是(D)
A.生物进化的基本单位是生物的个体
B.生物的进化对于环境的改变是没有影响的
C.基因突变产生的有利变异决定生物进化的方向
D.生物进化的实质是种群基因频率的定向改变
5.如图所示,最早生活在这个区域的同种生物的群体由于屏障(水)的阻碍,已经分离为两个独立的群体。如果群体A经历了长期生活环境的剧烈变化,而群体B的环境没有发生较大的变化,则群体A的进化速度将可能是(A)
A.比群体B快 B.比群体B慢
C.与群体B相同 D.停止进化
6.已知蜗牛壳上有条纹与无条纹的性状是由一对等位基因A和a控制的。研究人员调查了某地区的1000只蜗牛,对存活的个体数和被鸟捕食后剩下的蜗牛空壳数进行了统计,结果如下表所示。请分析回答:
有条纹(显性)
无条纹(隐性)
合计
存活个体数
178
211
389
空壳数
332
279
611
合计
510
490
1 000
(1)在这1 000只蜗牛中,aa的基因型频率为 ;如果Aa的基因型频率为42%,则a基因的基因频率为 。
(2)根据表中数据推断,壳上 (选填“有条纹”或“无条纹”)的蜗牛更易被鸟捕食。经多个世代后,该种群中a基因的基因频率将会 (选填“增大”或“减小”),这种基因频率的改变是通过 实现的。
解析:(1)无条纹的个体的基因型为aa,其基因型频率为490÷1 000×100%=49%;如果Aa的基因型频率为42%,则a的基因频率为=纯合子+1/2杂合子=49%+42%×1/2=70%。
(2)根据空壳数所占的比例发现有条纹的更容易被鸟类捕食,所以该种群中a的基因频率会增大,基因频率的变化是自然选择的结果。
答案:(1)49% 70% (2)有条纹 增大 自然选择
一、选择题
1.现代生物进化理论认为自然选择是定向的,所谓定向是指(A)
A.适应环境 B.定向变异
C.定向生存斗争 D.能传种接代
2.下列不能体现生物正在进化的是(C)
A.在黑褐色环境中,黑色桦尺蠖被保留,浅色桦尺蠖被淘汰
B.杂交育种通过不断地自交、筛选和淘汰使纯合矮秆抗病小麦比例越来越高
C.杂合高茎豌豆通过连续自交,导致后代纯合子频率越来越高
D.青霉菌通过辐射诱变产生了青霉素产量很高的菌株
3.某种有翅昆虫有时会出现残翅的突变类型,残翅昆虫在大陆上难以生存,但在常刮大风的海岛上,残翅昆虫在种群中的比例却上升。下列对该现象的有关叙述中,与现代生物进化理论观点不符的是(A)
A.昆虫适应海岛环境而产生了残翅变异
B.海岛上残翅昆虫具有更多的生存繁殖机会
C.环境对昆虫的变异进行了定向选择
D.昆虫种群的基因频率发生了定向改变
4.现有两个非常大的某昆虫种群,个体间随机交配,没有迁入和迁出,无突变,自然选择对A和a基因控制的性状没有作用。种群1的A基因频率为80%,a基因频率为20%;种群2的A基因频率为60%,a基因频率为40%.假设这两个种群大小相等,地理隔离不再存在,两个种群完全合并为一个可随机交配的种群,则下一代中Aa的基因型频率是(C)
A.75% B.50% C.42% D.21%
下表中B和b表示某地区某种生物的一对等位基因。表中数据说明(A)
A.1970年杂合子的比例为18%
B.1930年显性个体和隐性个体数目接近
C.1970年后的较短时间内B的频率为0
D.显性纯合子更能适应该地区变化的环境
解析:通过表中数据可以看出B基因的频率不断减小,而b基因的频率不断增加,1970年杂合子的比例为2×0.1×0.9=18%;1930年隐性个体比例为(0.51)2≈26%,所以显性个体多于隐性个体;1970年后较短的时间内B的基因频率不可能变为零;隐性个体更能适合本地的环境。
6.由于真菌感染,某森林所有树的颜色都变成了灰白色。多年以后,不同颜色的蛾类增长率最可能的结果是(D)
解析:环境对生物进行自然选择,由于该森林所有树的颜色都变成了灰白色,在生存斗争中,体色与环境色彩相近的蛾类易于生存下来,并产生子代个体,结果就会使体色与环境色彩相近的个体数越来越多。但由于变异是不定向的,所以在群体中还会存在棕色等其他颜色的个体。
7.已知苯丙酮尿症是常染色体隐性遗传病。据调查,该病的发病率大约为1/10 000,在人群中该病的隐性致病基因(a)的基因频率以及此隐性基因的携带者(Aa)的基因型频率分别是(B)
A.1%和0.99% B.1%和1.98%
C.1%和3.96% D.1%和0.198%
解析:由题干中“苯丙酮尿症是常染色体隐性遗传病”和“该病的发病率大约为1/10 000”,可知aa的基因型频率为1/10 000,计算得a的基因频率为1/100,A的基因频率为1-1/100=99/100,Aa的基因型频率为2×(99/100)×(1/100)=1.98%。
二、非选择题
8.寄生在某种鸟的羽毛中的羽虱大量繁殖会造成鸟的羽毛失去光泽和尾羽残缺不全,影响雄鸟的求偶繁殖。
(1)若该种群中对羽虱具有抵抗力的个体AA和Aa分别占20%和40%,则a基因的基因频率为_________________________。
(2)甲图是该种群一段时间以后相关基因频率的变化趋势,由图可知 (填数字)代表A基因频率的变化, (填数字)代表a基因频率的变化。
(3)研究者认为雄鸟能否吸引雌鸟到它的领土筑巢,与雄鸟尾羽长短有关,为了验证这个观点,做了如下实验,结果如乙图所示。
①将若干只尾羽长度相似且生长状况一致的雄鸟均分成A、B、C三组,B组雄鸟的尾羽不做任何处理,作为对照。将 组雄鸟的尾羽剪短,把剪下来的尾羽用黏合剂粘在另一组雄鸟的尾羽上。给三组雄鸟带上标志后放归野外进行观察。
②实验结论:__________________________________。
解析:(1)a的基因频率=aa的基因型频率+1/2Aa的基因型频率=(1-20%-40%)+1/2×40%=60%。(2)对羽虱有抵抗能力的A的基因频率会不断上升,所以用曲线1表示,a的基因频率下降则用曲线2表示。(3)由于三组鸟的尾羽起始长度是相同的,若将A组的尾羽剪下并用黏合剂粘在另一组雄鸟的尾羽上,给三组雄鸟带上标志后放归野外进行观察,则长尾羽的雄鸟更能吸引雌鸟到它的领土筑巢。
答案:(1)60% (2)1 2 (3)①A ②长尾羽的雄鸟更能吸引雌鸟到它的领土筑巢
9.原产某地的一年生植物a,分别引种到低纬度和高纬度地区种植,很多年以后移植到原产地,开花植株比例如图所示,回答下列问题。
(1)现代生物进化理论认为: 是生物进化的基本单位。 决定生物进化的方向。
(2)在对b植物的某一种群进行的调查中发现,基因型为DD和dd的植株所占的比例分别为10%和70%(各种基因型个体生存能力相同),第二年对同一种群进行的调查中,发现基因型为DD和dd的植株所占的比例分别为4%和64%,在这一年中,该植物种群是否发生了进化? ,理由是_____________ 。
(3)预测上述b植物中D基因频率可能会如何变化。
①若D控制的性状更能适应环境,则_____________________;
②若D控制的性状对环境适应性差,则_____________________;
③若环境对各性状无选择作用,则__________________。
(4)若要使b植物的后代基因频率维持在这一理想状态下,除了具有足够大的种群外,还应具有哪些条件?
_____________________________________________________。
解析:(1)种群是生物进化的基本单位,自然选择决定生物进化的方向。
(2)生物进化的实质是种群基因频率的变化,若种群基因频率不变则生物没有进化。(3)根据自然选择情况的不同,基因频率的变化可以分为三种情况,即上升、不变、下降。(4)基因频率维持不变的条件有:①种群足够大,②没有迁入和迁出,③没有突变,④自然选择不起作用,⑤种群中个体间随机交配。
答案:(1)种群 自然选择 (2)否 种群基因频率没有变化 (3)①D基因频率上升 ②D基因频率下降
③D基因频率不变 (4)没有迁入和迁出,自然选择不起作用,个体间随机交配,无突变
课件28张PPT。生物必修2(人教版)第7章 现代生物进化理论 第2节 现代生物进化理论的主要内容(一)要点探究探究一 基因型频率和基因频率的关系
1.种群的基因频率。
(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)计算公式:(3)如图,在某昆虫种群中,决定翅色为绿色的基因为A,决定翅色为褐色的基因为a,从这个种群中随机抽取100个个体,测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个,就这对等位基因来说,每个个体可以看作含有2个基因,那么,这100个个体共有200个基因。计算A、a的基因频率。A基因的数量是2×30+60=120(个);
a基因的数量是2×10+60=80(个);
A基因的频率为120÷200=60%;
a基因的频率为80÷200=40%。
2.用数学方法讨论基因频率的变化。
假设上述昆虫种群非常大,所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代,没有迁入和迁出,自然选择对翅色这一相对性状没有作用,基因A和a都不产生突变,根据孟德尔的分离定律计算:(1)该种群产生的A配子和a配子的比率分别是:60%,40%。
(2)子代基因型的频率分别是:AA占36%,Aa占48%,aa占16%。
(3)子代种群的基因频率分别是:A占60%,a占40%。
(4)子二代、子三代以及若干代以后,种群的基因频率。 由表可知,子三代、子四代以及若干代以后,种群的基因频率与子一代一样。1.判断种群的“三要素”。
(1)生活在一定的自然区域内;
(2)同一种生物;
(3)全部个体的总和。归 纳提 炼2.遗传平衡定律及其适用条件。
(1)定律内容。
若种群中,一对等位基因为A和a,设A的基因频率为p,a的基因频率为q,则p+q=A%+a%=1。如果这个种群达到了遗传平衡,那么遗传平衡定律可以表示为:(p+q)2=p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=1。归 纳提 炼①p2代表纯合子AA的基因型频率;
②2pq代表杂合子Aa的基因型频率;
③q2代表纯合子aa的基因型频率。
即:AA%=p2,Aa%=2pq,aa%=q2。归 纳提 炼(2)适用条件:保证种群基因频率稳定不变的5种因素。
①该种群非常大;
②所有的雌雄个体都能自由交配;
③没有迁入和迁出;
④自然选择对不同表现型的个体没有作用;
⑤这对基因不发生突变和携带这对基因的染色体不发生变异。归 纳提 炼1.关于基因库的相关描述,错误的是(C)
A.基因库是指一个种群所含有的全部基因
B.生物个体总是要死亡的,但基因库却因种群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跟 踪训 练解析:基因库是指种群中所含有的全部基因,由于个体之间存在着差异,所以每个个体中不可能含有种群基因库的全部基因。基因库中只要有一个发生变化,则基因库组成一定会发生变化。种群是繁殖的基本单位,基因库随繁殖的进行而不断延续。跟 踪训 练2.某动物种群中AA、Aa和aa的基因型频率分别为0.3、0.4和0.3,请回答:
(1)该种群中a基因的频率为 。
(2)假定该动物种群只在相同基因型之间进行交配,则理论上该种群的子一代中AA、Aa和aa的基因型频率分别为 、 和 ;如果子一代也同样只发生相同基因型之间的交配,其后代中AA、Aa和aa的基因型频率 (会、不会)发生改变。跟 踪训 练(3)如果该种群达到了遗传平衡,则理论上该种群的子一代中aa的基因型频率为 ;如果该种群的子一代再随机交配,其后代中aa的基因型频率 (会、不会)发生改变。跟 踪训 练解析:(1)AA=0.3,Aa=0.4,aa=0.3,所以a=0.4×1/2+0.3=0.5。
(2)AA=0.3,Aa=0.4,aa=0.3,题目中叙述的情况相当于植物的自交,结果如下:0.3(AA×AA)得到0.3AA,0.4Aa×Aa得到0.1AA、0.2Aa、0.1aa,0.3(aa×aa)得到0.3aa,所以相同基因型之间进行交配,后代中AA=0.3+0.1=0.4、Aa=0.2、aa=0.3+0.1=0.4,同理可以计算该代相同基因型个体之间的交配后代中AA=0.45、Aa=0.1、aa=0.45,所以基因型频率会发生改变。跟 踪训 练(3)由a=0.5,可以计算出后代中aa的基因型频率是(0.5)2=0.25,且该基因型的频率不会发生改变。
答案:(1)0.5 (2)0.4 0.2 0.4 会 (3)0.25 不会跟 踪训 练探究二 生物进化的实质及与可遗传变异和自然选择的 关系
1.生物进化的实质:由以上可以看出,生物进化实质上是种群基因频率发生改变,即在生物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。2.突变和基因重组产生进化的原材料。
(1)突变和基因重组使种群的基因频率发生不定向的改变。
(2)由于突变和基因重组都是随机的、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。3.自然选择决定生物进化方向的原理分析:进化中的“定向”与“不定向”
(1)变异是不定向的。
(2)自然选择是定向的。
(3)种群基因频率的变化是定向的。
(4)生物进化是定向的。小贴士3.有性生殖的出现直接推动了生物的进化,其原因是(D)
A.有性生殖是高等生物所存在的生殖方式
B.有性生殖经过了两性生殖细胞的结合
C.有性生殖细胞是由减数分裂形成的
D.通过有性生殖,实现了基因重组,增强了生物的变异性跟 踪训 练解析:有性生殖细胞的形成是通过减数分裂产生的,减数分裂产生配子时,由于等位基因的分离和非等位基因的自由组合,或同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换,发生了基因重组,产生了多种类型的生殖细胞,再通过受精作用可以产生多种类型的合子,合子发育成为多种多样的新个体。这就增强了生物变异的多样性,为进化提供了丰富的原材料,加快了生物进化的速度。跟 踪训 练4.如果基因型为Aa的个体自交产生的后代在某一环境中的生存能力或竞争能力是AA=Aa>aa,则在长期的自然选择过程中,下列能比较正确地表示A基因和a基因之间的比例变化的曲线是(A)跟 踪训 练解析:AA和Aa个体生存能力较强,而aa被淘汰的可能性最大,所以a的基因频率会降低,由于Aa的存在,a的基因频率不可能降至0。跟 踪训 练
1.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。
2.隔离是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。分为地理隔离和生殖隔离。
3.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,叫做地理隔离。
4.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,这种现象叫做生殖隔离。
5.隔离是物种形成的必要条件。生殖隔离是新的物种形成的标志。
6.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,这就是共同进化。
7.生物多样性的三个层次:基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。生物多样性的形成经历了漫长的进化历程。
8.最早出现的生物是厌氧的单细胞生物,它们生活在海洋中;多细胞生物大约是在寒武纪出现的,它们也生活在海洋中;最早登陆的生物是植物,否则动物登陆后就会饿死。
9.恐龙是在白垩纪末灭绝的。物种灭绝对生物多样性的影响是复杂的。恐龙的灭绝有利于哺乳动物的繁盛。
10.了解生物进化历程的主要依据是化石。
一、隔离与物种
1.物种的概念:是指分布在一定的自然区域,具有一定的形态结构和生理功能,而且在自然状态下能够相互交配和繁殖,能够产生出可育后代的一群生物个体。
2.隔离。
(1)概念:不同种群之间的个体,在自然条件下基因不能自然交流的现象。
(2)常见类型。
①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的现象。
②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。
二、隔离在物种形成中的作用
以加拉帕戈斯群岛上地雀的进化为例,同一种地雀,从南美洲大陆迁来后,分布到不同的岛屿上,从而产生地理隔离。
(1)内因:不同岛屿上的不同种群出现不同的突变和基因重组,而且不同种群之间不发生基因交流。
(2)外因:各个岛屿上的食物和栖息条件互不相同,自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用就有差别。
(3)结果:种群的基因库形成明显的差异,并逐步出现生殖隔离。生殖隔离一旦形成,原来属于一个物种的地雀,就形成了不同的物种。
结论:隔离是物种形成的必要条件。
三、共同进化
1.生物与生物之间的共同进化。
2.生物与无机环境间的共同进化。
3.共同进化的含义。
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。
四、生物多样性的形成
1.生物多样性内容:基因多样性、物种多样性、生态系统多样性。
2.生物多样性的进化历程。
3.生物进化理论在发展。
1.判断正误:
(1)地理隔离导致的结果是不能产生可育的后代。(×)
解析:地理隔离是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。若发生交配行为,产生的后代是可育的。
(2)地理隔离的出现导致基因频率的改变标志新物种的形成。(×)
解析:新物种形成的标志是生殖隔离。
(3)生殖隔离一定来自地理隔离。(×)
解析:生殖隔离不一定来自地理隔离,如爆发式物种形成的过程。
(4)捕食者对被捕食者是有害无益的。(×)
解析:捕食者所吃掉的大多数是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体,客观上起到促进种群发展的作用。
(5)不同的生物之间的相互影响形成了生物的多样性。(×)
解析:生物多样性的形成不仅包括生物之间的相互影响,还包括生物和无机环境之间的相互影响。
以自然选择学说为核心的现代生物进化理论比其他学说的影响要广泛。(√)
2.问题导学:
(1)三倍体无子西瓜是不是一个新的物种?为什么?
提示:不是,因为三倍体无子西瓜是高度不育的。
(2)为什么真核生物的出现加快了生物进化的步伐?
提示:真核生物的有性生殖增加了生物变异的多样性,加快了生物进化的步伐。
1.昆虫的保护色越来越逼真,它们的天敌的视觉也越来越发达,结果双方都没有取得明显的优势,这说明(D)
A.自然选择不起作用
B.生物为生存而进化
C.双方在斗争中不分胜负
D.双方相互选择,共同进化
2.关于共同进化的表述,正确的是(D)
A.物种可以单独进化
B.捕食者的存在对被捕食者无益
C.物种之间的共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的
D.一个物种的形成或灭绝,会影响到若干其他物种的进化
3.下列关于隔离的叙述,不正确的是(B)
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
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
4.下列有关生物进化的叙述中,正确的是(B)
A.生物的变异为进化提供原材料,并决定了生物进化的方向
B.长期地理隔离可能造成不同种群基因库组成上发生显著差异
C.自然选择导致种群基因频率发生定向改变,基因频率的改变标志着新物种的产生
D.共同进化是指生物与无机环境之间相互影响、不断进化
5.关于地理隔离和生殖隔离,说法不正确的是(B)
A.生殖隔离不一定是地理隔离的必然结果
B.地理隔离的两个种群,如果人为地放在一起,一定不能相互交配产生可育后代
C.生殖隔离产生的关键原因是种群基因库的差异
D.不同的物种之间一定具有生殖隔离
达尔文发现在南美洲加拉帕戈斯群岛的不同岛屿上生活着15种龟类(简称岛龟),它们形态各异,食性和栖息场所也各不相同,但它们都保留着南美大陆西海岸陆地龟类的痕迹(简称大陆龟),研究发现这15种岛龟就是由大陆龟进化而来的。甲图是描述岛龟演化的模型,请分析回答:
(1)大陆龟刚开始分布到甲、乙两岛时,岛屿之间辽阔的海洋相当于 隔离;每个岛上的环境都不同,所以 的方向也不同,导致进化方向产生差异。
(2)现代生物进化理论认为生物进化的基本单位是 。经过长期进化,分布在不同海岛上的岛龟的基因库发生很大的差异,最终建立 隔离,标志着两个新物种岛龟1和岛龟2的形成。
(3)岛龟脚趾的连趾(ww)和分趾(WW、Ww)是一对相对性状,若人为将岛龟1迁入乙岛,追踪调查50年间W和w的基因频率变化如乙图,则乙岛上的岛龟1是否发生了进化 (选填“是”或“否”),说明上述性状中 更适应乙岛的环境。
解析:(1)当同一物种分开形成两个种群时,两者之间存在的是地理隔离;由于每个岛上的环境不同所以自然选择的方向也不同,从而导致进化的方向也不同。(2)现代生物进化理论认为生物进化的基本单位为种群,经过长期的地理隔离最终达到了生殖隔离,标志着两个新物种的形成。(3)通过乙图中种群基因频率的变化分析,岛龟发生了进化;种群基因频率变大的等位基因控制的性状是适应环境的。
答案:(1)地理 自然选择 (2)种群 生殖 (3)是 连趾
一、选择题
1.地球上已知的生物约200万种,其中只进行无性生殖的原始种类不过1%~2%,而进行有性生殖的种类占绝对优势。关于这一事实的叙述中,不正确的是(C)
A.有性生殖提高了物种的变异性
B.有性生殖大大加快了生物进化的步伐
C.有性生殖出现在真核生物起源之前
D.有性生殖形成合子,丰富了子代的遗传信息
解析:有性生殖提高了变异频率,为生物进化提供了更多的原材料,加快了生物进化的步伐,而有性生殖是真核生物独有的生殖方式,应出现在真核生物起源之后。
2.如图所示为种群与物种的关系图解,关于它们的叙述不正确的是(C)
A.从图中可以看出,一个物种可以有很多种群,这些种群间只是因为地理隔离,阻碍了基因交流
B.若物种2是由物种1形成的,则物种1一定发生了基因频率的改变
C.物种1形成物种2的必要条件是地理隔离
D.若种群1与种群2的基因频率都发生了改变,则这两个种群都在进化
解析:种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于种群基因频率的改变。隔离是新物种形成的必要条件,新物种的形成通常经过长期的地理隔离而达到生殖隔离,但并不是所有的新物种形成都需要经过地理隔离,故选C。
3.下列关于生物进化问题的叙述中,正确的是(B)
①生殖隔离是地理隔离的必然结果 ②不同物种之间必然存在生殖隔离 ③种群基因库间出现差异是产生生殖隔离的根本原因 ④隔离、可遗传的变异和自然选择导致了物种的多样性 ⑤达尔文的自然选择学说认为种群是生物进化的单位 ⑥自然选择导致了生物的定向变异与进化
A.①②③④ B.②③④
C.④⑤⑥ D.①③④⑤
解析:生物进化的实质在于种群基因频率的改变,地理隔离使两个种群不能进行基因交流,在不同环境的选择下朝着不同的方向改变着各自种群的基因库和基因频率,当这种改变突破了物种的界限时,产生了生殖隔离,便形成了两个新的物种。达尔文的自然选择学说认为个体是生物进化的单位,现代生物进化理论认为种群是生物进化的基本单位。生物的变异是不定向的,可遗传的变异为生物进化提供了原材料;自然选择是定向的,它决定了生物进化的方向。
4.任何一个物种都不是单独进化的,而是共同进化的。下列现象不属于共同进化的是(A)
A.捕食者所吃掉的大多是被捕食者中的年老、病弱或年幼的个体,客观上起到促进种群发展的作用,但被捕食者对捕食者的进化没有任何促进作用
B.自然选择有利于斑马种群中肌肉发达、动作敏捷的个体生存下来,同样也有利于猎豹种群中跑得快的个体生存下来
C.有长着细长花矩的兰花,就肯定有长着同样细长吸管似的口器的昆虫
D.光合生物的出现使大气成分发生了变化,这为好氧生物的出现创造了条件
解析:共同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。B、C选项属于生物不同物种之间在相互影响中不断进化和发展的例子,D选项属于生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展的例子。A选项被捕食者与捕食者之间都有相互选择、共同进化的作用。
5.下列有关现代生物进化理论的叙述,正确的是(D)
A.突变和重组导致种群基因频率发生定向改变
B.只有种群基因库产生差别从而导致生殖隔离的出现,才标志生物在进化
C.种群基因频率的改变就能产生生殖隔离
D.新物种产生量小于现有物种灭绝量是导致生物多样性下降的原因之一
解析:种群基因频率发生定向改变是自然选择的结果;生物进化的实质是基因频率的定向改变;种群基因频率的改变不一定产生生殖隔离;如果物种灭绝的数量多,而新物种产生的数量少,就会使生物多样性下降。
6.下列关于生物变异和进化的叙述,正确的是(C)
A.必须经过种群之间的地理隔离阻碍基因交流,才能达到生殖隔离
B.可遗传变异和不遗传变异都为生物进化提供了原始的选择材料
C.基因突变产生了新基因,不定向地改变了种群基因频率,对生物进化有重要意义
D.在生物进化过程中,显性基因频率比隐性基因频率增加得快,有利于产生适应环境的新性状
解析:有些物种的形成不需要经过地理隔离就能达到生殖隔离,如用秋水仙素处理就能实现,故A错误。可遗传变异能为生物进化提供原材料,故B错误。基因突变能够产生新基因,基因突变具有不定向性,其中有利变异对生物进化有重要意义,故C正确。在生物进化过程中,适应环境的基因其基因频率增加得快,但不一定是显性基因,故D错误。
7.为控制野兔种群数量,澳洲引入一种主要由蚊子传播的兔病毒。引入初期强毒性病毒比例最高,兔被强毒性病毒感染后很快死亡,致兔种群数量大幅下降。兔被中毒性病毒感染后可存活一段时间。几年后中毒性病毒比例最高,兔种群数量维持在低水平。由此无法推断出(C)
A.[ZK(#]病毒感染对兔种群的抗性具有选择作用
B.毒性过强不利于维持病毒与兔的寄生关系
C.中毒性病毒比例升高是因为兔抗病毒能力下降所致[JP]
D.蚊子在兔和病毒之间的协同(共同)进化过程中发挥了作用
解析:本题主要考查对生物进化理论的理解。在生存斗争中,病毒与兔之间相互选择,感染病毒后,抗性较强的兔被保留下来,抗性较差的个体死亡,故A项正确;病毒必须寄生在寄主细胞内,兔感染强毒性病毒后会很快死亡,强毒性病毒失去寄主,寄生关系难以维持,故B项正确;兔被中毒性病毒感染后可存活一段时间,使中毒性病毒的存活时间长,繁殖代数多,导致中毒性病毒比例升高,故C项错误;蚊子能传播兔病毒,在兔和病毒之间的协同进化过程中发挥重要作用,故D项正确
二、非选择题
8.登革热病毒感染蚊子后,可在蚊子唾液腺中大量繁殖,蚊子在叮咬人时将病毒传染给人,可引起病人发热、出血甚至休克。科学家用以下方法控制病毒的传播。
(1)将S基因转入蚊子体内,使蚊子的唾液腺细胞大量表达S蛋白,该蛋白可以抑制登革热病毒的复制。为了获得转基因蚊子,需要将携带S基因的载体导入蚊子的 细胞。如果转基因成功,在转基因蚊子体内可检测出 、 和 。
(2)科学家获得一种显性突变蚊子(AABB)。A、B基因位于非同源染色体上,只有A或B基因的胚胎致死。若纯合的雄蚊(AABB)与野生型雌蚊(aabb)交配,F1群体中A基因频率是 ,F2群体中A基因频率是 。
(3)将S基因分别插入到A、B基因的紧邻位置(如图),将该纯合的转基因雄蚊释放到野生群体中,群体中蚊子体内病毒的平均数目会逐代 ,原因是__________________________。
答案:(1)受精卵 S基因 由S基因转录的mRNA S蛋白 (2)50% 60% (3)下降 群体中S基因频率逐代升高,而S基因表达的蛋白质可以抑制蚊子体内病毒的繁殖
9.某研究小组研究了某地的两个湖泊。这一地区有时会发洪水。每个湖中生活着两种相似的鱼:红褐色的和金黄色的。他们不清楚这两种鱼之间的关系,于是作出两种假说,如图所示。
(1)在假说甲中,湖泊Ⅰ中的红褐色鱼和金黄色鱼这两种鱼的祖先是 。
(2)假说甲中湖泊Ⅰ和湖泊Ⅱ会形成金黄色鱼和红褐色鱼的原因是灰色鱼通过 形成金黄色鱼和红褐色鱼,并通过 ,适应环境的金黄色鱼和红褐色鱼生存下来,而不适应环境的灰色鱼被淘汰。
(3)在假说乙中,湖泊Ⅰ中原来的鱼是金黄色鱼,湖泊Ⅱ中原来的鱼是红褐色鱼,由于___________________________的原因而形成现在湖泊Ⅰ、Ⅱ中的两种鱼。利用DNA分析能较快判断两种鱼之间的亲缘关系。如果湖泊Ⅰ中红褐色鱼与 亲缘关系最近,则这一证据能有效支持假说甲。
(4)根据现代生物进化理论,如果湖泊Ⅱ中的红褐色鱼和金黄色鱼之间繁殖季节不同,说明它们之间已产生了 。
(5)依据现代生物进化理论, 决定生物进化的方向。
解析:(1)由图可知假说甲中的祖先是灰色鱼。(2)假说甲中湖泊Ⅰ和湖泊Ⅱ会形成金黄色鱼和红褐色鱼的原因是灰色鱼发生基因突变,因为基因突变能突变成其等位基因,再经过自然选择让有利的变异保留下来。(3)由图可知在假说乙中最可能是发洪水时这两个湖泊中的鱼混杂在一起了。如果湖泊Ⅰ中的红褐色鱼与湖泊Ⅰ中的金黄色鱼亲缘关系最近,说明它们最可能来自同一祖先,故支持假说甲。(4)繁殖季节不同说明在自然状态下不能进行交配,应是生殖隔离的一种情况。(5)依据现代生物进化理论,自然选择决定生物进化的方向。
答案:(1)同一种灰色鱼 (2)基因突变 自然选择
(3)发洪水时,这两个湖泊中的鱼混杂在一起 湖泊Ⅰ中的金黄色鱼 (4)生殖隔离 (5)自然选择
课件23张PPT。生物必修2(人教版)第7章 现代生物进化理论 第3节 现代生物进化理论的主要内容(二)要点探究探究一 隔离与物种的形成
1.物种形成的三个环节:
(1)突变和基因重组产生进化的原材料。
(2)自然选择决定生物进化的方向。
(3)隔离导致物种形成。
三者关系如下图:(1)渐变式:经过长期的地理隔离而达到生殖隔离,形成新物种。
(2)爆发式:在很短时间内即可形成,如自然界中多倍体的形成。
3.地理隔离和生殖隔离与物种形成的关系。
(1)仅有地理隔离,一旦发生某种地质变化,两个分开的小种群重新相遇,可以再融合在一起。
(2)只有地理隔离而不形成生殖隔离,能产生生物新类型(或亚种),不可能产生新物种。(3)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,生殖隔离是物种形成的最后阶段,是物种间的真正界限。
(4)生殖隔离保持物种间的不可交配性,从而也保证了物种的相对稳定性。1.下列关于自然界中影响物种形成因素的叙述,不正确的是(D)
A.突变和基因重组是物种形成的内因
B.自然选择是物种形成的外因
C.隔离是物种形成的必不可少的重要因素
D.物种的形成有的不需要经过隔离
解析:隔离是物种形成的必要条件,生殖隔离是物种形成的标志。有的物种如多倍体的形成可以不经过地理隔离而直接达到生殖隔离。跟 踪训 练2.如图是某一条大河两岸物种演化的模型:图中上为河东,下为河西,甲、乙、丙、丁为4个物种,请据图回答:
(1)由甲物种进化为乙、丙两个物种的两个外部条件是 和 。跟 踪训 练(2)河东的乙物种迂回河西后,不与丙物种进化为同一物种的内部条件是 不同,外部条件是存在 。
(3)假如迂回河西的乙物种进化为丁物种,则判断丁物种是否是不同于乙物种的新物种的依据和方法是什么?
______________________________________________。跟 踪训 练解析:用现代生物进化理论分析物种形成的原因。同一自然区域的甲物种,由于大河的阻隔,有的生活在河西,有的生活在河东,因河东、河西的环境条件不同,使得同一物种的两个种群的基因频率发生不同的定向改变。由于地理隔离,河东生活的种群不能与河西生活的种群自由交配,使不同种群的基因库各不相同,并逐渐出现生殖隔离,经过长期的自然选择,原属于同一个物种的生物进化成了两个不同的物种。跟 踪训 练因此,当乙物种迂回到河西后,不会再和丙物种共同进化为一个相同的新物种,而是各自独立进化。迂回河西的乙物种是否进化成为丁物种,就要看乙物种和丁物种之间是否已经形成生殖隔离,即看丁物种能不能与乙物种自由交配,并产生可育的后代。
答案:(1)自然选择 地理隔离 (2)种群的基因库 生殖隔离 (3)依据:不同物种间存在生殖隔离;方法:观察两个物种的生物能否自由交配,并产生可育的后代跟 踪训 练探究二 生物多样性的形成及进化历程
1.生物多样性的理解。
(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。小贴士2.生物进化理论在发展。
(1)有些学者认为:大量的基因突变是中性的,决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累,而不是自然选择。
(2)有些人认为:物种形成并不都是渐变的过程,而是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。1.生物多样性的原因。
(1)根本原因:基因(DNA分子结构)的多样性。不同DNA分子中脱氧核苷酸的数目、种类、排列顺序不同决定了DNA分子结构的多样性。归 纳提 炼(2)直接原因:蛋白质的多样性。蛋白质是生命活动的承担者和体现者。组成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构四个因素决定了蛋白质的多样性。
(3)从生物进化的角度看,生物的多样性是多种多样的环境对生物的不定向变异进行定向选择的结果。归 纳提 炼2.生物进化的总趋势。
简单→复杂,低等→高等,水生→陆生,异养→自养,厌氧→需氧,原核生物→真核单细胞生物→多细胞生物,无性生殖→有性生殖。归 纳提 炼3.为控制野兔种群数量,澳洲引入一种主要由蚊子传播的兔病毒。引入初期强毒性病毒比例最高,兔被强毒性病毒感染后很快死亡,致兔种群数量大幅下降。兔被中毒性病毒感染后可存活一段时间。几年后中毒性病毒比例最高,兔种群数量维持在低水平。由此无法推断出(C)
A.病毒感染对兔种群的抗性具有选择作用
B.毒性过强不利于病毒与兔的寄生关系
C.中毒性病毒比例升高是因为兔抗病毒能力下降所致
D.蚊子在兔和病毒之间的协同(共同)进化过程中发挥了作用跟 踪训 练解析:A项病毒侵染兔种群,一般抗性较强的个体会保留下来,抗性较弱的个体会死亡,病毒感染确实对兔种群的抗性起了选择作用;B项毒性过强的病毒容易导致宿主的死亡,那么没有宿主病毒也不可能长期大量增殖存在;C项毒性过强或者毒性过弱都不利于彼此维持寄生关系而长期存在,中毒性病毒的比例升高并非是兔抗病毒能力下降而是一个相互选择长期协同进化的结果;D项蚊子充当了病毒和宿主之间的媒介,在二者的协同进化中发挥了作用。跟 踪训 练4.下列关于生物进化的叙述正确的是(B)
A.在进化地位上越高等的生物,适应能力越强
B.生态系统多样性形成的原因可以概括为共同进化
C.生物多样性包括基因多样性、物种多样性和变异多样性
D.最早登陆的生物是适应陆地生活的原始的两栖类跟 踪训 练解析:不同的生物适应不同的环境,进化地位越高等,说明适应环境的能力越强,但适应是有一定范围的;生物多样性中最高层次为生态系统多样性;最早登陆的生物为植物,主要是蕨类植物。跟 踪训 练