第21講生物的進化第七單元生物的變異與進化課標要求1.嘗試通過化石記錄、比較解剖學和胚胎學等事實，說明當今生物具有共同的祖先2.嘗試通過細胞生物學和分子生物學等知識，說明當今生物在新陳代謝、DNA的結構與功能等方面具有許多共同特征3.舉例說明種群內的可遺傳變異將賦予某些個體在特定環境中的生存和繁殖優勢4.闡明具有優勢性狀的個體在種群中所占比例將會增加課標要求5.說明自然選擇促進生物更好地適應特定的生存環境6.概述現代生物進化理論以自然選擇學說為核心，為地球上的生命進化史提供了科學的解釋7.闡述變異、選擇和隔離可導致物種形成

新舊內容比較內容要求1.說明現代生物進化理論以自然選擇學說為核心。2.概述生物多樣性和適應性是進化的結果。3.活動:用數學方法討論自然選擇使種群的基因頻率發生變化。4.活動:探討耐藥菌的出現與抗生素濫用的關系。與舊教材對比增:①生物有共同祖先的證據；②抗生素對細菌的選擇作用的探究實踐活動；③適應的普遍性和相對性。改:共同進化改為協同進化。考點一

生物有共同祖先的證據1.達爾文的生物進化論的主要組成(1)共同由來學說:指出地球上所有的生物都是由原始的__________進化來的。(2)自然選擇學說:

揭示了生物進化的機制，解釋了______的形成和_______形成的原因。共同祖先適應物種1.地層中陳列的證據——化石遺體生活痕跡直接重要簡單高等原始的共同祖先進化復雜低等陸生2.當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據形態和結構同源器官生活環境共同祖先2.當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據形成和發育共同祖先2.當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據共同祖先原始祖先遠近順序【檢測】判斷正誤(1)生物的遺體、遺物或生活痕跡就叫作化石。(

)(2)通過化石可以了解已經絕滅的生物的形態結構特點，推測其行為特點。(

)(3)古老地層中沒有復雜生物的化石，而新近地層中可能有簡單生物的化石。(

)(4)比較解剖學發現，不同種類的哺乳動物的前肢在形態上差別很大，這說明這些哺乳動物不是由共同祖先進化來的。(

)(5)所有生物的生命活動都是靠能量驅動的，該現象可作為支持生物有共同祖先的證據。(

)×√√××指通過自然作用保存在地層中的古代生物的遺體、遺物或生活痕跡前肢在形態上差別很大，但有的結構和功能相似，這說明這些哺乳動物是由共同的原始祖先進化來的并不是所有生物的生命活動都是由能量驅動的，比如:水分子,CO2以被動運輸的方式進入細胞等生命活動不需要能量驅動。考點二

自然選擇與適應的形成1.適應的普遍性和相對性形態結構功能形態結構及其功能生存和繁殖普遍存在環境條件2.適應是自然選擇的結果(1)拉馬克的進化學說進化用進廢退獲得遺傳遺傳給后代食蟻獸的舌頭之所以細長，是由于長期舔食螞蟻的結果。鼴鼠長期生活在地下，眼睛就萎縮、退化。過度繁殖生存斗爭有利變異逐代積累(2)達爾文自然選擇學說變異在前且是不定向的，環境變化在后且是定向的。環境只起選擇作用。①模型:達爾文認為長頸鹿的進化原因是:因

，長頸鹿產生的后代超過環境承受能力；它們都要吃樹葉而樹葉不夠，導致

加劇；它們有頸長和頸短的差異（

）；頸長的能吃到樹葉生存下來，頸短的卻因吃不到樹葉而最終餓死了（

）。過度繁殖生存斗爭遺傳變異適者生存(2)達爾文自然選擇學說【解讀】生存斗爭范疇:生物為爭奪有限的生活條件產生生存斗爭的原因:過度繁殖+有限生活資源生物大量死亡，少量存活。對生物個體往往有害，但對生物物種是有利的。并能推動生物的進化生存斗爭產生的結果(意義)①種內斗爭②種間斗爭③生物與非生物之間的斗爭(食物、水、空間、配偶、陽光等)

在一定環境的選擇作用下，可遺傳的有利變異會賦予某些個體生存和繁殖的優勢,經過代代繁殖，群體中這樣的個體就會越來越多，有利變異通過逐代積累而成為顯著的適應性特征，進而出現新的生物類型。②適應形成的原因(進化的原因)由此可見，群體中出現可遺傳的有利變異和環境的定向選擇是適應形成的必要條件。③意義a.揭示了生物界的統一性是由于所有的生物都有共同祖先。（共同由來學說）b.科學的解釋了生物的多樣性和適應性是進化的結果。（自然選擇學說）a.對于遺傳和變異的認識還局限于________水平。b.不能科學地解釋遺傳和變異的本質④局限性:性狀(3)達爾文以后進化理論的發展①關于遺傳和變異的研究，已經從性狀水平深入到________水平，人們逐漸認識到____________的本質。②關于適應以及物種的形成等問題的研究，已經從以生物個體為單位，發展到以________為基本單位。③形成了以______________為核心的現代生物進化理論。基因遺傳和變異種群自然選擇學說【檢測】判斷正誤(1)拉馬克認為生物的適應性特征的形成是用進廢退和獲得性遺傳的結果。(

)(2)達爾文的自然選擇學說正確地解釋了生物的多樣性、適應性以及遺傳和變異的本質。(

)(3)抗生素的濫用會使細菌產生抗藥性的原因是抗生素誘發細菌產生基因突變，細菌中出現了抗藥性強的個體。(

)(4)生存斗爭僅僅是指同種生物不同個體之間對食物和空間的爭奪。(

)(5)生物進化的內因是生存斗爭。(

)√××××抗生素對抗藥性的個體進行選擇①種內斗爭

②種間斗爭③生物與非生物之間的斗爭遺傳和變異A.鯨沒有牙齒，是因為它們吞食浮游生物B.長頸鹿的頸很長是采食高處樹葉反復伸頸的結果C.羚羊聽覺靈敏、奔跑快是長期自然選擇的結果D.蛇身體細長無足，是經常出入鼠穴捕食的結果【檢測】(2022.煙臺模擬)

下列不屬于拉馬克進化學說的是(

)C項是達爾文自然選擇學說的觀點。A、B、D項都是拉馬克進化學說的觀點；C考點三

種群基因組成的變化與物種形成同種全部個體繁殖基因全部個體基因全部等位基因1.種群和種群基因庫2.種群基因頻率的變化及自然選擇對種群基因頻率變化的影響(1)可遺傳的變異的來源(2)可遺傳變異的特點:(3)變異的有利和有害是相對的，是由生物的生存環境決定的。基因重組隨機的、不定向的。(4)自然選擇對種群基因頻率變化的影響①原因:

在自然選擇的作用下，具有有利變異的個體有更多的機會產生后代，種群中相應基因的頻率會____________；相反，具有不利變異的個體留下后代的機會少，種群中相應基因的頻率會________。②自然選擇使種群的基因頻率發生定向改變不斷提高下降定向改變(5)物種形成與生物進化的比較考點四

探究抗生素對細菌的選擇作用(1)實驗原理:一般情況下，一定濃度的抗生素會殺死細菌，但變異的細菌可能產生

。在實驗室連續培養細菌時，如果向培養基中添加抗生素，

有可能存活下來。(2)方法步驟耐藥性耐藥菌相互垂直涂布器①②③④不含抗生素抗生素紙片12～16h抑菌圈的直徑抑菌圈邊緣(2)方法步驟實驗結束后，應將耐藥菌、培養基、紙片等進行高溫滅菌處理，防止對環境造成污染。(4)注意事項:(3)實驗結論①細菌耐藥性的出現是發生了___________________________；②抗生素的選擇作用導致了耐藥菌比例的逐漸____________。可遺傳的變異升高為了研究微生物的抗藥性突變是自發產生的，還是在環境因素的作用下產生的，1952年Lederberg夫婦利用大腸桿菌設計了一個影印培養法實驗。影印培養法的實驗原理是:把長有數百個菌落的細菌母種培養皿倒置于包有一層滅菌絲絨布的木質圓柱體（直徑略小于培養皿平板）上，使其均勻地沾滿來自母種培養皿平板上的菌落，然后通過這一“印章”把母板上的菌落“忠實地”一一接種到不同的其他培養基上。【拓展】細菌耐藥性形成的原因下圖就是利用影印培養技術證明大腸桿菌產生抗鏈霉素突變基因的實驗。①首先將對鏈霉素敏感的大腸桿菌稀釋涂布在不含鏈霉素的平板1上，待其長出密集的小菌落后，用影印法接種到不含鏈霉素的培養基平板2上，隨即再影印到含有鏈霉素的培養基平板3上。經培養后，在平板3上出現了個別抗鏈霉素的菌落。②對培養皿2和3進行比較，在平板2上找到與平板3上位置相同的那幾個菌落

③將平板2上與平板3上位置相同的菌落挑至不含鏈霉素的培養液4中，經培養后，再稀釋涂布在平板5上。下圖就是利用影印培養技術證明大腸桿菌產生抗鏈霉素突變基因的實驗。④并重復以上各步驟，最后在試管12中獲得了較純的抗鏈霉素菌落。下圖就是利用影印培養技術證明大腸桿菌產生抗鏈霉素突變基因的實驗。(1)3號、7號、11號培養基中加入鏈霉素的作用是_______________，3號培養皿中的菌落比1號、2號中的菌落少很多，這說明了：___________________________________具有選擇作用發生抗藥性突變的大腸桿菌數量少(2)你認為該實驗最關鍵的設計思路什么？進行了對照實驗設計,最終得到的抗藥性細菌一直沒有接觸鏈霉素。(3)該實驗得到的結論是什么？大腸桿菌的抗藥性突變是自發的,而不是在鏈霉素的作用下產生的。4.隔離在物種形成中的作用(1)隔離類型:常見的有___________和___________。(2)隔離實質:______不能自由交流。(3)物種形成三個基本環節:________________、_________及_____。地理隔離生殖隔離基因突變和基因重組自然選擇隔離①突變和基因重組為生物的進化提供原材料；②自然選擇決定生物進化的方向；③隔離是物種形成的必要條件。(4)自然選擇的實質及自然選擇作用的對象自然選擇作用的根本對象是與生物個體變異性狀相對應的基因。自然選擇的實質是對控制某特定性狀的基因的選擇。自然選擇作用的直接對象是生物個體的變異性狀(表型)；(5)新物種形成的標志:_______________。(6)物種的概念:能夠在自然狀態下__________并且產生___________的一群生物。產生生殖隔離相互交配可育后代若不能進行自然交配，或者交配繁殖出的后代為不可育后代，就為不同物種。5.判斷兩種生物是否為同一物種(1)“新物種”必須具備兩個條件:①與原物種之間已形成生殖隔離②“新物種”必須是可育的如三倍體無子西瓜、騾子均不可稱為“物種”,因為它們均是“不育”的；而四倍體西瓜相對于二倍體西瓜則是“新物種”，因為它與二倍體西瓜雜交產生的子代(三倍體西瓜)不育，且四倍體西瓜本身可育，故已成為新物種。(2)判斷方法若可以自然交配，并且后代為可育后代，那么就是同一物種；【素養新命題——突破長句問答】自然選擇與人工選擇有何異同？選擇的結果對基因頻率有什么影響？而人工選擇的選擇因素是人類，選擇結果是滿足人類需要，速度快。從基因角度看，導致控制某特定性狀的基因的頻率上升或下降。自然選擇的選擇因素是自然環境條件，選擇結果對生物自身生存有利，對人類不一定有利，速度慢；6.新物種形成的三種典型模式①漸變式——如加拉帕戈斯群島上13種地雀的形成。地理隔離是物種形成的量變階段，

是物種形成的質變階段，

是物種形成的關鍵，是物種形成的最后階段，是物種間的真正界限。生殖隔離生殖隔離②驟變式——主要是通過染色體變異的方式形成新物種,一旦出現可以很快形成生殖隔離。此種方式多見于植物。③人工創造新物種——通過植物體細胞雜交(如番茄—馬鈴薯)、多倍體遠緣雜交(如甘藍—蘿卜)、多倍體育種(如八倍體小黑麥)等方式也可以創造新物種。(1)一個種群中某基因占所有基因數的比值叫作基因頻率。(

)(2)在環境條件保持穩定的前提條件下,種群的基因頻率不會發生變化。(

)(3)有害突變不能成為生物進化的原材料。(

)(4)所有變異都不能決定生物進化的方向，但都能提供進化的原材料。(

)(5)自然選擇決定生物變異和進化的方向。(

)×××××(6)生物進化的實質是種群基因型頻率的改變。(

)(7)細菌在抗生素的誘導作用下產生了抗藥性基因。(

)(8)不同種群間的個體不能進行基因交流,說明種群間必然存在生殖隔離。(

)×××一個種群基因庫中,某基因占全部等位基因數的比值【檢測】判斷正誤環境條件保持穩定，說明自然選擇對種群基因頻率沒有影響，但是可能存在突變、遷入和遷出等因素影響種群的基因頻率。有害突變也可能成為生物進化的原材料不可遺傳的變異不能為生物進化提供原材料自然選擇決定生物進化的方向種群基因頻率抗生素選擇了抗藥性變異的細菌不能進行基因交流,說明種群間存在隔離，隔離包括地理隔離和生殖隔離。考點五

協同進化與生物多樣性的形成1.協同進化不同物種厭氧需氧選擇影響①捕食者與被捕食者的“軍備競賽”沒有我，你跑不了這么快！沒有我，你也跑不了這么快！捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的個體，客觀上起到了促進被捕食者種群發展的作用。年老、病弱捕食者因為奔跑速度慢，得不到食物而被淘汰，對捕食者種群發展起到了促進作用。②收割理論美國生態學家斯坦利提出捕食者往往捕食個體數量多的物種，這樣就會避免出現一種或少數幾種生物在生態系統中占絕對優勢的局面，為其他物種的形成騰出空間。闡明了捕食者在進化中的作用:捕食者的存在有利于增加物種多樣性。提出者:內容:意義:2.生物多樣性的形成遺傳物種生態系統基因重組3.生物進化理論在發展(1)現代生物進化理論:適應是____________的結果；________是生物進化的基本單位；________________提供進化的原材料，____________導致種群基因頻率的定向改變，進而通過______形成新的物種；生物進化的過程實際上是____________、_________________協同進化的過程；____________是協同進化的結果。自然選擇種群突變和基因重組自然選擇隔離生物與生物生物與無機環境生物多樣性(2)中性突變學說:

大量的基因突變是__________，自然選擇對這些基因突變不起作用；決定生物進化方向的是____________的逐漸積累，而不是____________。(3)間斷平衡學說:物種形成并不都是漸變的過程，而是物種____________與__________________交替出現的過程。中性的中性突變自然選擇長期穩定迅速形成新種考點六

基因頻率及基因型頻率的計算1.“定義法”求解基因頻率

【檢測】某生物興趣小組抽樣調查的200人中，各種基因型和人數情況如下表所示，則這200人中，Xb的基因頻率為()基因型XBXBXBXbXbXbXBYXbY人數781487030A.85% B.30% C.20% D.15%C

【檢測】高稈小麥（DD）與矮稈小麥（dd）雜交后，再經過多次自交，其后代種群中基因型為DD的個體占72%，基因型為Dd的個體占8%，基因型為dd的個體占20%，那么基因D的頻率是()A.72%B.80%C.76%D.60%C3.利用遺傳平衡定律計算基因型頻率若一個種群滿足以下5個條件:①種群非常大;②所有的雌、雄個體之間都能自由交配,并產生后代;③沒有遷入和遷出;④沒有自然選擇(不同個體生存和繁殖的機會是均等的);⑤沒有(不產生)突變。AA%=(A%)2Aa%=2×A%×a%aa%=(a%)2

則種群基因頻率和基因型頻率世代保持不變，該種群處于遺傳平衡，且基因型頻率和基因頻率之間的關系如下:必2P111【檢測】某人群中某常染色體顯性遺傳病的發病率為19%，一對夫婦中妻子患病，丈夫正常，他們所生的子女患該病的概率是()A.9/19B.10/19C.

1/19D.

1/2患病概率A_aaI12【檢測】某人群中某常染色體顯性遺傳病的發病率為19%，一對夫婦中妻子患病，丈夫正常，他們所生的子女患該病的概率是()A.9/19B.10/19C.1/19D.1/2Baa%=1-19%=81%

患病概率A_aaI12

Ⅰ1是Aa的概率:18/19∴他們所生子女患病的概率為:1-?×18/19=10/194.當基因位于X染色體上時其基因頻率和基因型頻率相關的規律總結(以色盲為例,相關基因用B、b表示)(1)男性中相關基因頻率和基因型頻率的關系當基因位于X染色體上時,在雄性群體中,某一基因的頻率等于該基因型的頻率,求出了相關的基因型頻率,就等于求出了基因頻率。(2)人群中色盲基因的頻率＝男性中色盲基因的頻率＝女性中色盲基因的頻率(若均為a)

應用:色盲在男性和女性中發病率的關系當基因位于X染色體上時,人群中某基因的頻率＝男性中某基因的頻率＝女性中某基因的頻率。【檢測】果蠅的紅眼、白眼基因位于X染色體上，某果蠅種群足夠大、個體間自由交配、自然選擇對果蠅眼色沒有影響、不發生基因突變、沒有遷入和遷出;

其中白眼雄果蠅(XaY)占5%，下列有關分析錯誤的是()A.該種群Xa的基因頻率是10%B.若以上條件不變，該種群將不會發生進化C.可估算該種群中白眼雌果蠅約0.25%D.F1代紅眼雌果蠅中雜合子所占的比例為2/11CA項:則在雄性中,白眼雄果蠅(XaY)占為

.