2011高考生物一轮复习知识搜索与探究归纳：7—9 现代生物进化理论

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2011高考生物一轮复习知识搜索与探究归纳
7—9　现代生物进化理论
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知识搜索
一、自然选择学说?
1.达尔文的自然选择学说的主要内容是：______、______、______和适者生存。?
答案：过度繁殖　生存斗争　遗传变异?
2.重要意义和局限性：它能够科学地解释______的原因，以及生物的______和______。但是，对于______的本质，没能作出科学的解释，对生物进化的研究也局限于______水平。??
答案：生物进化　多样性　适应性　遗传和变异　个体?
二、现代生物进化理论简介?
1.现代生物进化理论关于生物进化过程中遗传和变异的研究，已经从______水平深入到______水平；关于自然选择的作用等问题的研究，已经从以______为单位发展到以______为基本单位。?
答案：性状　分子　生物个体　种群?
2.种群是______的单位，也是______的基本单位。一个种群的______所含有的全部基因，叫做这个种群的______。某种基因在某个种群中出现的比例，叫做______。在自然界中，由于存在______、______和______等因素，种群的基因频率总是在不断变化的。生物进化的过程实质上就是______发生变化的过程。?
答案：生物进化　生物繁殖　全部个体 基因库　基因频率　基因突变　基因重组 自然选择　种群基因频率?
3.突变和______产生进化的原材料。现代遗传学的研究表明，可遗传的变异来源于______、______和______。其中，基因突变和染色体变异统称为______。生物的变异是______的，这些变异只是产生生物进化的______，不能决定生物进化的方向。?
答案：基因重组　基因突变　基因重组 染色体变异　突变　不定向　原材料　?
4.生物进化的方向是由______决定的。其原因是不断淘汰______变异的基因，积累______变异的基因，结果使种群的______发生定向改变。?
答案：自然选择　不利　有利　基因频率?
5.隔离导致______形成。物种是指分布在一定的______，具有一定的形态结构和______，而且在自然条件下能够相互交配和______，并能够产生出______后代的一群生物个体。隔离的类型中常见的有______和______。地理隔离是指分布在不同自然区域的______，由于高山、河流、沙漠等地理上的障碍，使彼此间无法相遇而不能______。生殖隔离是指种群间的个体不能______，或者交配后不能产生出______后代。不同种群之间一旦产生生殖隔离，就不会有______交流了。?
答案：物种　自然区域　生理功能　繁殖　可育　地理隔离　生殖隔离　种群　交配　自由交配　可育　基因?
6.物种的形成在自然界中有多种方式，经过长期的______而达到______是比较常见的一种方式。而自然界中多倍体植物的形成则不需要经过______。?
答案：地理隔离　生殖隔离　地理隔离?
7.以______为核心的现代生物进化理论，其基本观点是：______是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于______的改变。______、______及______是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的______作用，种群产生______，最终导致新物种的形成。在这个过程中，______和基因重组产生生物进化的原材料，______使种群的______定向改变并决定生物进化的方向，______是新物种形成的必要条件。
答案：自然选择学说　种群　种群基因频率　突变和基因重组　自然选择　隔离 综合　分化　突变　自然选择　基因频率 隔离
探究归纳
要点1　达尔文的“自然选择学说”
【例1】 （多选）下列有关生物进化的论述中,符合达尔文学说基本观点的有(　　)
A.遗传和变异是自然选择发生作用的基础
B.生物的变异是不定向的,自然选择是定向的
C.变异经过长期的自然选择和积累,就可能产生出生物的新类型
D.环境改变使生物产生定向变异,以适应变化的环境
解析：达尔文自然选择学说的主要内容是：过度繁殖、生存斗争（生存竞争）、遗传变异、适者生存。选项中A、B、C都符合达尔文自然选择学说的内容，变异是生物本身产生的，不是由环境改变引起的，也不是生物的意愿所决定的，所以D答案不正确。
答案：ABC
归纳与迁移
1.达尔文自然选择学说的主要内容包括过度繁殖、生存斗争、遗传变异和适者生存四个方面。这四点内容不是孤立的，应看到它们是相互联系的，可以从以下几个方面理解。?
（1）过度繁殖是前提。不仅为自然选择提供了较多的原材料，也提供了较多的变异个体。过度繁殖本身就是一种适应性，也是自然选择的结果。而一定条件下的过度繁殖会使生存斗争更加激烈。?
（2）生存斗争推动着生物的进化，是生物进化的动力。自然选择是通过生存斗争来进行的。
（3）生物普遍具有的遗传性和变异性是自然选择的基础。没有变异就没有个体间的差异，就没有选择的材料；没有遗传，好的变异就无法积累，生物也不可能进化。变异一般是不定向的，可为生物进化提供大量的原始选择材料。遗传使有利变异在后代中得到积累和加强，所以说遗传和变异是生物进化的内在因素。?
（4）适者生存是自然选择的结果。自然选择的结果必然是两个方面：一方面是保存，一方面是淘汰。在生存斗争中，具有有利变异的生物，能适应环境而容易生存；具有不利变异的生物，将因不能适应环境而被淘汰。即适者生存，不适者被淘汰。?
（5）自然选择学说科学地解释了生物进化的原因及生物的多样性和适应性。但由于受到当时科学发展水平的限制，自然选择学说对于遗传和变异的本质，自然选择如何对可遗传的变异起作用的问题不能作出科学的解释。
2.达尔文自然选择学说的主要内容之间的关系可归纳为?
(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)遗传和变异是自然选择的基础。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，也是生物进化的外在因素。?
(5)适应是自然选择的结果。定向的自然选择决定着生物进化的方向。?
其要点图示如下：?
图7-9-1
要点2　种群是生物进化的单位
【例2】2004江苏高考 （多选）种群是指生活在同一地点的同种生物的一群个体。种群中的个体通过繁殖将各自的基因传递给后代。下列叙述正确的有(　　)
A.自然选择使种群基因频率发生定向改变
B.种群基因频率的改变导致生物进化
C.种群通过个体的进化而进化
D.种群通过地理隔离可能达到生殖隔离
解析：现代生物进化理论认为种群是生物进化的基本单位，种群进化的实质是种群基因频率发生的改变。在生物进化的过程中，突变和基因重组产生进化的原材料，自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，隔离是物种形成的必要条件。
答案：ABD
归纳与迁移
　　种群是指生活在同一地点的同种生物个体的总和。其中的“种”是指动植物分类学中的门、纲、目、科、属、种的种。例如：一个湖泊中的全部鲤鱼才是一个种群，这里的鲤鱼可以是大鲤鱼、小鲤鱼，但必须是鲤鱼，不能是其他种的鱼。判断是否同一种群的最重要的标准，是看能否交配、繁殖并生育后代及后代能否延续。种群的特点可归纳为：?
（1）种群的个体之间具有年龄和性别的差别，并不是机械地结合在一起。?
（2）种群也是生物繁殖的基本单位。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。?
种群在时空条件、组成和数量、生殖和遗传上的共同的关键特征总结如下表：
项目实例 时空条件 组成和数量 生殖和遗传组成
实例一实例二 一个池塘一片草地 全部鲤鱼全部蒲公英 相互交配、交流基因
共性 一定自然区域 同种生物个体总和 群体全部基因
总结出概念 种群 基因库
要点3　自然选择和人工选择的区别
【例3】 （经典回放）（多选）用生物进化论的观点解释病菌抗药性不断增强的原因是（　　）
A.使用抗菌素的剂量不断加大，病菌向抗药能力增强方向变异
B.抗菌素对病菌进行人工选择，生存下来的病菌都是抗药能力强的
C.抗菌素对病菌进行自然选择，生存下来的病菌都是抗药能力强的
D.病菌中原来就有抗药性强的个体，在使用抗菌素的过程中淘汰了抗药性弱的个体
解析：根据达尔文自然选择、适者生存原理我们知道，生物的变异是不定向的，而自然选择是定向的。病菌中有少量个体由于基因突变等原因，本身就存在着能够抵抗某种抗菌素的可遗传的变异，当人们使用抗菌素后，抗菌素对病菌起到一个选择作用（注意：这种选择不能称为人工选择，人工选择是向着对人类有利的方向进行的），绝大多数没有抗药性的个体死亡，少数产生了抗药性的个体生存下来，并遗传给后代，使后代也具有了抗药性这一特性。这样经过多次用药后，病菌的抗药性越来越强，这就是一种抗菌素最初效果很好，用一段时间后疗效降低的原因所在。当病菌产生了抗药性后，人们为了杀死病菌，不得不采取加大抗菌素的用量、几种抗菌素混用的方法来提高治疗效果。
答案：CD
归纳与迁移
　　自然选择是一个长期的过程，无人为参与。自然选择的结果使生物适应生存的环境，对种的生存是有利的，但对人不一定有利。而人工选择是一个较短暂的过程，需人为参与，人工选择的性状有利于人类。两者区别如下表：
比较 自然选择 人工选择
时间 较长 较短
作用 因素 环境
人类 结果 适应环境
要点4　基因频率的计算方法
【例4】2005江苏模拟 在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中，基因型为AA的个体占18％，基因型为Aa的个体占78%，aa的个体占4%。基因A和a的频率分别是 ……
(　　)
A.18%、82%
B.36%、64%
C.57%、43%
D.92%、8%
解析：不妨设该种群为100个个体，则基因型为AA、Aa和aa的个体分别是18、78和4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，其中，A基因有2×18+78=114个，a基因有2×4+78=86个。于是，在这个种群中：?
A基因的基因频率为：114÷200=57%，?
a基因的基因频率为：86÷200=43%。
答案：C
归纳与迁移
1.基因频率和基因型频率?
基因频率是某个种群中某一基因出现的比例，基因频率计算的公式可表示为：基因频率=种群中该基因的总数/种群中该基因和它的等位基因总数。影响基因频率改变的因素有不随机交配、自然选择、遗传漂变和迁移等。基因频率改变，生物一定进化，但不一定形成新物种。
基因型频率是指群体中某基因型所占的百分比。即某基因型频率=该基因型的个体数/总个体数×100%。?
基因频率的计算往往可根据基因型的比例来计算，用公式可表示为：一个等位基因的频率=它的纯合子频率+1/2的杂合子频率。在例4中也可这样计算，基因A和a的频率：AA基因型频率为18%=0.18, Aa基因型频率为78%=0.78, aa基因型频率为4%=0.04。则A基因的基因频率为：0.18+1/2×0.78=0.57，a基因的基因频率为：0.04+1/2×0.78=0.43。?
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。
2.哈代—温伯格平衡?
英国科学家哈代和德国医生温伯格分别在1908年和1909年独立证明，如果一个种群符合下列条件：?
（1）种群是极大的；?
（2）种群内个体交配是随机的；?
（3）没有突变产生；?
（4）无新基因加入；?
（5）无自然选择。?
种群的基因频率和基因型频率就可以一代代稳定不变，保持平衡，这就是遗传平衡定律，也称“哈代—温伯格平衡”。?
遗传平衡定律可以写成（p+q）2=p2+2pq+q2 = 1。p代表显性基因的频率，q代表隐性基因的频率，p2代表显性纯合子的基因型频率，q2代表隐性纯合子的基因型频率，2pq代表含一对等位基因的杂合子的基因型频率。运用此定律，已知基因型频率可求基因频率；反之，已知基因频率可求基因型频率。?
注意：遗传平衡指的是理想的种群。在自然条件下，这样的种群是不存在的。因为在自然界中，种群的进化是必然的。?
运用遗传的基本规律，结合“哈代—温伯格”基因平衡定律解决有关基因频率的计算问题，可加深理解自然选择学说的实质。
要点5　自然选择决定生物进化的方向
【例5】 2005天津高考理综
（1）19世纪中叶以来，随着英国重工业的发展，尺蛾中黑化蛾的比例越来越高。为了研究环境改变对尺蛾种群变化的影响，1950年科学工作者在英国的两个地区利用标志重捕法进行了调查，获得如下结果：
项目地区 白色蛾 黑化蛾
释放数 回收数 回收率 释放数 回收数 回收率
污染区 64 16 25.0％ 154 82 53.2％
非污染区 393 54 13.7％ 406 19 4.7％
请回答下列问题：
①自然选择是______的过程。
②表中两组数据______大于______、 ______大于______共同支持“自然选择决定生物进化方向”这一论点。
（2）20世纪50年代后，英国开始实行控制计划，大气环境污染得到了治理。请根据下图说出三者的变化关系并解释原因。
图7-9-2
解析：达尔文的自然选择学说的中心内容就是自然选择，自然选择就是指适者生存、不适者被淘汰的过程。自然选择是环境条件或其他生物对某种生物的选择，改变了的环境（包括无机自然环境和生物环境）是一个选择因素，在环境未改变之前，生物就存在着变异，有些变异对生物的生存有利，有些变异对生物的生存不利，即变异是不定向的。自然选择的作用就是使对生物生存有利的变异基因得到保存并遗传给后代，使对生物生存不利的变异基因逐渐淘汰，从而导致生物朝着对生存有利的方向进化发展。因此，自然选择是定向的，它决定着生物进化的方向。
答案：（1）①适者生存，不适者被淘汰　
②53.2%　25.0%　13.7%　4.7%（两组数据先后顺序可调换）　
（2）①由于煤烟排放量减少，SO2浓度逐年降低。
②由于SO2浓度降低，树干上地衣数量增多。原因是地衣对SO2敏感，因此SO2浓度降低，有利于地衣的生长。
③由于地衣数量增多，黑化蛾频率逐年降低。原因是地衣颜色浅，黑化蛾易被鸟类捕食。
归纳与迁移
　　基因频率与生物进化的关系。只要基因频率改变，生物就进化，只要生物进化，基因频率一定变。若基因频率不变，则生物就不进化，基因频率是否改变是判断生物是否进化的有效依据。生物的进化如下表示：?
要点6　隔离导致物种形成
【例6】2005广东模拟 达尔文在加拉帕戈斯群岛上发现几种地雀，分别分布于不同的小岛上，下列用现代进化理论解释错误的是（　　）
A.经过长期的地理隔离而达到生殖隔离，导致原始地雀物种形成现在条件的地雀物种
B.自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用有差别，最终导致这些种群的基因库变得很不相同，并逐步出现生殖隔离
C.这些地雀原先属于同一雀种，从南美大陆迁来后，逐渐分布在不同的小岛上，出现不同的突变和基因重组
D.地理隔离一旦形成，原来属于同一物种的地雀很快进化形成不同的物种
解析：原先属于同一物种的地雀，从南美大陆迁来后，因在不同的群岛上生活（地理隔离），产生不同的突变和基因重组，这是生物进化的原材料。由于每个岛屿上的食物和栖息条件互不相同，自然选择对其基因频率的改变所起的作用就有差别，在一个种群中，某些基因被保留下来，而在另一个种群中，被保留下来的可能是另一些基因。久而久之，这些种群的基因库会变得很不相同，并逐步出现生殖隔离。生殖隔离一旦形成，原来属于同一个物种的地雀就成了不同的物种。不过，这种物种形成的过程进行得十分缓慢，往往需要成千上万代，甚至几百万代才能实现。
答案：D
归纳与迁移
　　物种形成与生物进化，两者不是一回事。任何基因频率的改变，不论其变化大小如何，都属于进化的范围。而作为物种的形成，则必须当基因频率的改变在突破种的界限形成生殖隔离，方可以成立。因此隔离是物种形成的必要条件，而不是生物进化的必要条件。物种的形成可用图7-9-3来概括：?
图7-9-3
要点7　现代生物进化论和达尔文进化论的比较
【例7】新课标渗透
2005广东高考 根据现代生物进化理论，判断下列说法正确的是（　　）
A.研究物种的迁徙规律，关键是研究一对雌雄个体的迁徙行为
B.研究物种间的差异，关键是研究它们能否交配产生后代
C.生物进化的过程，实质是基因频率变化的过程
D.生物进化的方向，决定于生物变异的方向
解析：现代生物进化理论表明，生物进化实质在于种群基因频率的改变，自然选择决定了生物进化的方向，物种的标准主要是形态特征和能否自由交配并产生可育后代。不同物种间有明显的形态差异，凡属于同一物种的个体一般能自由交配，并且产生的后代是可育的，不同物种个体，一般不能杂交，即使杂交后代也往往不育。研究物种的迁徙规律，不能以一对雌雄个体来判断和证明。
答案：C
归纳与迁移
1.现代生物进化论和达尔文进化论的比较?
(1)共同点：能解释生物进化的原因和生物的多样性、适应性。?
(2)不同点：
①达尔文的进化论没有阐明遗传和变异的本质以及自然选择的机理，而现代生物进化论克服了这一缺点。?
②达尔文的进化论着重研究生物个体的进化。而现代生物进化论强调群体的进化，认为种群是生物进化的基本单位。?
③达尔文的进化论中，自然选择来自过度繁殖和生存斗争；而现代进化论中，则将选择归结于不同基因型有差异的延续，没有生存斗争，自然选择也在进行。
2.以自然选择学说为核心的现代生物进化理论的基本观点
种群是生物进化的单位 （1）一个种群所含有的全部基因，称为种群的基因库。基因库代代相传，得到保持和发展（2）种群中每个个体所含有的基因，只是基因库中的一个组成部分 （3）不同的基因在基因库中的基因频率是不同的 （4）生物进化的实质是种群基因频率发生变化的过程
突变和基因重组是产生进化的原材料 （1）可遗传的变异是生物进化的原材料（2）可遗传的变异包括基因突变、染色体变异和基因重组 （3）突变的有害或有利取决于生物生存的环境 （4）有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型 （5）变异的不定向性，决定了突变和基因重组是产生进化的原材料
自然选择决定生物进化方向 （1）种群中产生的变异是不定向的 （2）自然选择淘汰不利变异，保留有利变异 （3）自然选择使种群基因频率发生定向改变，即导致生物朝一个方向缓慢进化
隔离导致物种形成 （1）物种：分布在一定自然区域，具有一定形态结构和生理功能，而且在自然状态下能相互交配、繁殖产生可育后代的一群生物个体 （2）隔离：将一个种群分成若干个小种群，使彼此间不能交配，从而形成新的物种 （3）物种形成：同一个物种间产生变异和基因重组，经过长期的自然选择，使种群基因频率发生定向改变，再经过隔离作用产生新的物种
汗老师讲方法
用自然选择学说的理论解释生物的进化，应注意以下四点：?
（1）变异是不定向的，既存在着有利变异，也存在着不利变异。?
（2）自然选择是定向的。?
当生物产生了变异以后，由自然选择来决定其生存或淘汰。自然选择积累变异是定向的，使有利变异（即适应环境的变异）不断积累，通过长期的选择和逐代积累，推动了生物新类型的产生和生物的进化。?
定向的自然选择决定着生物进化的方向。定向可以是环境变化的方向、生物进化的方向、自然选择的方向，但不是生物变异的方向。如：干旱环境，就会淘汰那些不耐旱的植物，而保留根系变得发达、叶片退化成刺状的植物，使植物朝着适应干旱环境方面进化。所以说，不定向的变异可以产生多样类型的个体，而定向的自然选择只能使适应环境的个体生存发展。
（3）运用自然选择学说去解释某一物种的形成和进化时，一般按下列顺序分析：?
①该物种的祖先由于不定向变异使个体间产生不同的差异；?
②变异后代经受不同环境因素选择（自然选择），保存某些类型，淘汰某些类型；?
③经长期的选择和遗传使有利变异在后代中逐代积累和加强，久而久之才形成某一物种或使物种进化。?
（4）不要误入“生物目的论”的怪圈，即某生物为了适应某种环境，某器官就变成了某种形态。这里不是为了适应，而是适应某环境的特征使其生存下来。
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