高一生物生物进化理论的发展课件

(共59张PPT)
第一节　生物进化理论的发展
第一节　生物进化理论的发展
基础自主梳理
核心要点突破
实验探究创新
课标领航
知能过关演练
通过本节的学习，我能够
1．说明现代生物进化理论的主要内容
2．探讨生物进化观点对人们思想观念的影响
课标领航
情景导引
世界上到底是先有鸡还是先有蛋？这个问题困扰了人类几千年！对于这个问题，首先是神学家们作出了“解释”：先有鸡，因为上帝创造了鸡，然后让鸡下蛋！随着科学的发展，现在我们都知道生物是进化而来的。那么生物是怎样进化的呢？
基础自主梳理
一、现代达尔文主义
1．对达尔文学说的评价
自然选择
生存斗争
2．现代达尔文主义
(1)代表者：杜布赞斯基等。
种群
自然选择
突变、选择和隔离
(3)种群进化的实质：种群内___________的改变。
①种群：生活在同一地点的同种生物的全部个体。种群是生殖的基本单位，也是___________的基本单位。
②基因库：一个生物种群中___________所有基因的总和。
③基因频率：群体中_______________在该位点上可能出现的比例。
基因频率
生物进化
全部个体
某一等位基因
④基因型频率：指_____________的个体在群体中所占的比例。
⑤影响基因频率的因素：_________、________、迁移、遗传漂变。
(4)生物进化的原材料：包括____________、___________和染色体变异。
(5)生物进化的方向：自然选择可以保留对个体生存和繁衍后代有利的________，使生物向着适应环境的方向发展。
某种基因型
基因突变
基因突变
基因重组
自然选择
变异
(6)物种形成的重要条件
①物种：分布在一定的自然地域，具有一定的_____________和____________特征，而且在自然状态能够相互交配并能生殖出可育后代的一群生物个体。
②物种形成和生物进化的机制：突变、选择和隔离。
形态结构
生理功能
思考感悟
1．在自然选择的过程中，直接受选择的是基因型还是表现型？为什么？
【提示】　是表现型。比如天敌看到的是桦尺蛾的体色而不是控制体色的基因。
二、分子进化的中性学说
1．提出者：日本学者木村资生。
2．内容
(1)生物进化的主导因素不是____________，而是___________的随机固定。
(2)每种生物的信息大分子都有一定的进化速率。
(3)DNA分子产生的突变大部分是__________，对生物的生存既无利也无害。
自然选择
中性突变
中性的
思考感悟
2．中性学说认为，什么情况下自然选择才会发生作用而导致表现型进化？
【提示】　当中性突变积累导致生物性状出现差异之后。
三、生物进化理论发展的意义
1．生物进化理论的创立和完善，对现代生物科学的发展具有重要意义。
2．生物进化理论所揭示的原理，有助于人类从事控制和改造生物的实践活动。
3．生物进化理论有助于确立辩证唯物主义的自然观和科学的世界观。
核心要点突破
现代达尔文主义与达尔文进化学说的比较
要点一
达尔文进化学说 现代达尔文主义
基本内容 ①遗传变异是自然选择的内因
②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
③变异是不定向的，而自然选择是定向的，自然选择决定着生物进化的方向
④生存斗争是自然选择的过程，是生物进化的动力
⑤适应是自然选择的结果
⑥自然选择过程是一个长期、缓慢、连续的过程 ①种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群内基因频率的改变
②突变、选择及隔离是物种形成过程和生物进化的机制
③基因突变、基因重组和染色体变异为生物进化提供了原材料④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⑤隔离是新物种形成的必要条件
达尔文进化学说 现代达尔文主义
不同点 没有阐明遗传和变异的本质以及自然选择的作用机理，着重研究生物个体进化 从分子水平上阐明了自然选择对遗传变异的作用机理，强调群体进化，认为种群是生物进化的基本单位
共同点 都能解释生物进化的原因和生物的多样性、适应性
自然选择学说与现代生物进化理论的关系图解如下：
【知识拓展】　①自然选择的直接对象是生物变异的性状，根本对象是与变异性状相对应的基因。
②达尔文认为生物进化过程中变异在前，选择在后，对生物的变异起选择作用的是个体所处的自然环境。
③生存斗争是自然选择的动力，它包括种内斗争、种间竞争和生物与环境之间的斗争。
(2010年高考山东卷)下列符合现代生物进化理论的叙述是(　　)
A．物种的形成可以不经过隔离
B．生物进化过程的实质在于有利变异的保存
C．基因突变产生的有利变异决定生物进化的方向
D．自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率
【尝试解答】　____D____
例1
【解析】新物种的形成一定要经过生殖隔离；现代生物进化理论从分子水平上解释了生物进化的实质是种群基因频率的改变；生物进化的方向是由自然选择决定的，而不是由基因突变产生的有利变异所决定的；通过自然选择，具有不利变异的个体被淘汰，具有有利变异的个体被保存下来，使基因频率发生定向改变。
跟踪训练　现代生物进化理论是在达尔文自然选择学说的基础上发展起来的。现代生物进化理论观点，对自然选择学说的完善和发展表现在(　　)
①突变和基因重组是产生进化的原材料　②种群是进化的单位　③自然选择是通过生存斗争实现的　④生物进化的实质是基因频率的改变　⑤隔离导致物种的形成　⑥自然选择决定生物进化方向　⑦适者生存，不适者被淘汰
A．①②④⑤ B．②③④⑤⑥
C．①②③④⑤⑦ D．①②③⑤⑦
解析：选A。现代生物进化理论观点，对自然选择学说的完善和发展表现在：突变和基因重组是产生进化的原材料、种群是进化的单位、生物进化的实质是基因频率的改变、隔离导致物种的形成。
基因频率和基因型频率的计算方法
要点二
3．根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率
(1)基因频率与基因型频率的特点
　　雄配子
雌配子　 A(p) a(q)
A(p) AA(p2) Aa(Pq)
a(q) Aa(pq) aa(q2)
【特别提醒】　对于伴X染色体遗传，在Y染色体上没有该基因的等位基因，所以在计算基因总数时只考虑X染色体上的基因数。
某植物种群中，AA个体占16%，aa个体占36%，该种群随机交配产生的后代中AA个体百分比、A基因频率和自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为(　　)
A．增大，不变；不变，不变
B．不变，增大；增大，不变
C．不变，不变；增大，不变
D．不变，不变；不变，增大
【尝试解答】　____C____
例2
【解析】　本题主要考查基因频率及基因型频率的计算。解答本题，分析如下：
【误区警示】　随机交配前后种群基因频率及基因型频率均不变，而自交后代基因频率不变，基因型频率会发生变化。
跟踪训练　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：选C。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，每个个体可以看做含有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%。
1．可遗传的变异为生物进化提供了原材料
物种形成与生物进化的机制
要点三
2．自然选择决定生物进化的方向
3．隔离导致物种形成
(1)种类
②生殖隔离：地理隔离有助于亚种形成，进一步地理隔离，使它们各自的基因库和基因频率继续朝不同方向发展，形成更大的差异，直至形成生殖隔离就形成了几个新物种。
(2)两种隔离间的关系：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，只有地理隔离而不形成生殖隔离，只能产生亚种，而不能产生新物种。
(3)物种形成的一般过程
【名师点睛】　①亚种是指同一生物种群由于不同的进化方向，使得地理分布、生活习惯不同，但可交配产生可育后代。
②两个亚种 两个物种。
③突变、选择、隔离是物种形成的三个基本环节。
回答下列有关生物进化的问题。
例3
(1)上图表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程，X、Y、Z表示生物进化中的基本环节。X、Y分别是__________、__________。
(2)该小岛上的蜥蜴原种由许多个体组成，这些个体的总和称为________，这是生物进化的________。
(3)小岛上能进行生殖的所有蜥蜴个体含有的全部基因，称为蜥蜴的________。
(4)小岛上蜥蜴原种的脚趾逐渐出现两种性状，W代表蜥蜴脚趾的分趾基因；w代表连趾(趾间有蹼)基因。下图表示这两种性状比例变化的过程。
①由于蜥蜴过度繁殖，导致____________加剧。
②小岛上食物短缺，连趾蜥蜴个体比例反而逐渐上升，其原因可能是_________________________
_________________________。
③上图所示的过程说明，自然环境的变化引起不同性状蜥蜴的比例发生变化，其本质是因为蜥蜴群体内的________________发生了改变。
【思路点拨】　本题综合考查进化的相关知识，解答本题可从以下几个方面入手：
①掌握变异是自然选择的基础。
②明确生物进化的基本单位是种群。
③理解生物进化的实质是基因频率的改变。
【尝试解答】　(1)突变(变异)　自然选择
(2)种群　基本单位　(3)基因库
(4)①生存斗争(种内斗争)
②连趾型个体趾间有蹼，适合于游泳，可以从水中获取食物。因此，岛上食物短缺时，连趾个体的生存和繁殖机会较多　③基因频率
【解析】　(1)生物进化的过程包括三个环节：突变和基因重组(变异)为生物进化提供原材料、自然选择决定生物进化的方向、生殖隔离导致新物种的产生。(2)生活在一定区域的同种生物为一个种群，种群是生物进化的基本单位。(3)一个生物种群的全部等位基因的总和称为基因库。(4)由于过度繁殖，种群密度增大，种内斗争加剧。性状的有利与有害是相对的，当环境缺少食物时，连趾个体适合游泳，可以从水中获取食物，更适应环境。环境对生物性状的选择从分子水平看是对有利基因的选择，从而引起基因频率的改变。
【互动探究】　若小岛上食物充足，则连趾蜥蜴个体比例是否还一定会上升？说明了什么问题？
【提示】　不一定。说明选择是进化的动力。
跟踪训练　达尔文在加拉帕戈斯群岛上发现几种地雀，用生物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的地雀物种
B．生殖隔离一旦形成，原来属于同一物种的地雀很快进化形成不同的物种
C．这些地雀原先属于同一雀种，从南美大陆迁来后，逐渐分布在不同的群岛，出现不同的突变和基因重组
D．自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用有所差别，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
解析：选B。生物进化理论对群岛上各种地雀的进化过程的正确解释是：进化是经过长期的地理隔离，再经过生殖隔离后逐渐形成的。那些原属于同一物种的地雀，从南美大陆迁来后，在不同群岛上(地理隔离)，出现不同的突变和基因重组。由于每个岛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，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，原来属于同一物种的地雀就成了不同的物种。
实验探究创新
验证人工选择对种群基因频率的影响
【例题展示】　生物进化的实质是种群基因频率的改变，其中影响种群基因频率的因素有很多，如自然选择、基因重组、遗传漂变、生物个体的迁入、迁出等。某中学生物研究小组为证明人工选择对种群基因频率的影响，选用了纯种长翅果蝇和残翅果蝇进行实验。已知果蝇的长翅(B)对残翅(b)为显性，基因位于常染色体上。他们的实验过程如下：
a．选择一只纯种雄性长翅果蝇与一只残翅雌性果蝇进行杂交，获得子一代雌雄果蝇；
b．让子一代果蝇连续自由交配5代，同时在每一代中要除去残翅果蝇；
c．当子六代所有长翅果蝇自由交配后，统计子七代长翅果蝇和残翅果蝇在种群中的百分比；
d．根据残翅果蝇的百分比计算出B、b基因在种群中的基因频率，得出结论。
请分析回答：
(1)如果按照上述步骤进行，在子三代长翅果蝇中纯合子占________。
(2)如果在每代中不除去残翅果蝇，在子三代长翅果蝇中纯合子占________。
(3)请判断该实验过程的设计是否科学？________。你的理由是：____________________________
_________________________________________。
(4)若让你对此实验过程进行改进，请设计出改进后的步骤。
①选择一只纯种长翅雄果蝇与一只残翅雌果蝇进行杂交，获得子一代雌雄果蝇；
②______________________________________；
③______________________________________；
④______________________________________。
(5)请预期这种人工选择对种群基因频率的影响：
________________________________________________________________________。
【解析】　F2中BB∶Bb＝1∶2，产生的两种类型的配子B∶b＝2∶1，故F3中bb为1/3×1/3＝1/9，即F3中长翅果蝇占8/9，其中的纯合子为BB＝2/3×2/3＝4/9，占长翅数的1/2。若不去除残翅果蝇，则F2中的BB∶Bb∶bb＝1∶2∶1，F2产生的配子B∶b＝1∶1，F3中BB∶Bb∶bb＝3/8∶2/8∶3/8，故长翅中的纯合子比例为：BB/(BB＋Bb)＝3/5。要研究人工选择作用是否对种群基因频率产生影响，需要以人工选择作用作为单一的变量，通过由人工选择作用的种群和自然繁殖的种群繁殖若干代后进行对照得出实验结论。
【答案】　(1)1/2　 (2)3/5　 (3)不科学　没有设置对照(没有对照实验) 　(4)②将子一代果蝇分成性状完全相同的甲、乙两组，让甲、乙两组果蝇分别连续自由交配5次，同时将乙组在每一代中都要除去残翅果蝇 　③当子六代所有长翅果蝇自由交配后，分别统计甲、乙两组子七代中长翅果蝇和残翅果蝇在种群中的百分比　④根据甲、乙两组中残翅果蝇的百分比，分别计算出甲、乙两组中的B、b基因在种群中的基因频率，比较得出结论　(5)这种人工选择将导致B基因的频率增大，b基因的频率减小
【实验链接】　该实验设计的不科学之处在于没有设计对照实验。常见的实验对照类型有：①空白对照：对照组为不作任何处理的对象组。②自身对照：实验与对照在同一对象上进行，不另设对照组。③条件对照：给实验组某种条件的处理，给对照组另一种条件的处理。④相互对照：指不另设对照组，而是利用几个实验组来进行相互对照。本题应设一空白对照组。
知能过关演练
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