1、第2课时 现代生物进化理论的主要内容,第五章 第一节 生物进化理论,学习导航 1.结合教材P110111，阐明可遗传的变异为生物进化提供了原材料，以及自然选择对生物进化方向的决定作用。 2.结合教材P112113，阐明物种形成的机制。 3.阅读教材P114115，概述分子进化的中性学说以及生物进化理论发展的意义。 重难点击 1.自然选择的作用。 2.物种形成的机制。,课堂导入 19世纪，英国杰出的生物学家发现了生物发展的规律，证明所有的物种都有共同的祖先。达尔文的这一重大发现，对生物学具有划时代的意义。 人们在达尔文自然选择理论的基础之上，逐步完善和发展进化论，最终建立了现代生物进化理论。这节
2、课就让我们一起来学习现代生物进化理论。,一、突变和基因重组、自然选择,当堂检测,二、隔离与物种形成,内容索引,三、中性学说、生物进化理论发展的意义,一、突变和基因重组、自然选择,(2)影响基因频率变化的因素 包括 、基因重组、染色体变异和 等因素。 遗传漂变：是由于在繁殖时雌雄配子的 而发生的基因频率变化，遗传漂变的效应与种群的大小成反比。,基础梳理,1.突变和基因重组产生进化的原材料 (1)可遗传变异的来源,可遗传变异来源,染色体变异,统称为,基因重组,基因突变,突变,基因突变,自然选择,随机结合,(3)基因突变产生的 ，通过有性生殖过程中的 ，可以形成多种多样的 ，从而使种群出现大量的可遗
3、传变异。 (4)生物的变异是否有利取决于它们的 ，同样的变异在不同的生存环境中可能有利，也可能有害。,等位基因,基因重组,基因型,生存环境,2.自然选择决定生物进化的方向 在自然选择的作用下，具有有利变异的个体更易产生后代，相应的基因频率会 ，具有不利变异的个体很难产生后代，相应的基因频率会 。因此，自然选择使种群的 ，导致生物朝着一定的方向不断进化。,不断提高,不断下降,基因频率发生定向改变,突变和基因重组能产生进化的原材料，据此分析回答下列问题： 1.突变具有低频性，为什么还能为生物进化提供原材料？,答案 生物进化的单位是种群，虽然突变的频率很低，但一个种群往往由许多个体组成，而每一个个体
4、的每一个细胞内都有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量的突变。,问题探究,答案,2.突变大多数对生物体是不利的，为什么还能为进化提供原材料？,答案 生物变异是否有利，取决于它们的生存环境，微小有利的变异不断积累也能导致生物进化。,答案 不能。突变和基因重组都是随机的、不定向的，不能决定生物进化的方向。,3.突变和基因重组能决定生物进化的方向吗？,答案,4.在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型AA的个体占24%，基因型Aa的个体占72%。一年后，种群中基因型AA的个体占48%，基因型Aa的个体占24%，这一年间种群是否进化了？,答案 种群的基因频率没有变化，生物没有进化。,答
5、案,分析 该种群中基因A和基因a的频率：A%AA%1/2Aa%60%；a%aa%1/2Aa%40%。一年后，A%AA%1/2Aa%60%；a%aa%1/2Aa%40%。,分析,知识整合,生物进化的单位是种群，由许多个个体组成，而每一个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量的突变，其中那些微小有利的变异不断积累导致生物进化，但突变本身不能决定生物进化的方向，起决定作用的是自然选择。生物进化的实质是种群基因频率的变化。,拓展应用,1.根据现代生物进化理论，下列说法正确的是 A.自然选择决定了生物变异和进化的方向 B.生物进化的实质是种群基因型频率的改变 C.种群内基因
6、频率的改变在世代间具有连续性 D.种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小,答案,解析,解析 自然选择使种群的基因频率发生定向改变，从而使生物定向进化，所以自然选择决定了生物进化的方向；生物进化的实质是种群基因频率的改变；种群中基因频率的改变在世代间具有连续性，导致生物不断进化；种群中基因频率改变的偶然性随种群数量下降而增大。,2.下列有关基因频率与生物进化的描述，正确的是 A.生物在进化的过程中不一定有基因频率的改变 B.生物只要发生进化，基因频率就会改变 C.变异使基因频率定向改变 D.只有基因突变，才导致基因频率发生改变,答案,解析 生物进化的实质是种群基因频率的改变，只要生物进化
7、了，基因频率一定发生了改变；变异是不定向的，自然选择可使基因频率发生定向改变；基因频率的改变与基因突变、迁入和迁出、自然选择等多种因素有关。,解析,二、隔离与物种形成,1.物种 分布在一定的 ，具有一定的 和 特征，而且在自然状态下能够 并能繁殖出 的一群生物个体。 2.物种形成和生物进化的机制： 、 和 。 3.隔离 (1)地理隔离：是指地理上的障碍，是一种主要的隔离方式。地理隔离可以导致 的形成，如东北虎和华南虎。 (2)生殖隔离：指不同种群的个体不能 或交配后产生 的后代，如马与驴杂交产生的骡不可育。,基础梳理,自然地域,形态结构,生理功能,相互交配,可育后代,突变,选择,隔离,亚种,自
8、由交配,不可育,4.物种的形成过程,地理隔离,不同种群出现不同的 和_ 不同种群间不发生_,自然选择, 和 互不相同 自然选择对不同种群 的改变所起的作用不同,生殖隔离,形成明显的差异，并逐步出现生殖隔离，从而形成不同的物种,突变,基因重组,基因交流,栖息条件,基因频率,基因库,食物,如图是我国黄河两岸某种生物a的演化过程模型，请据图分析回答下列问题：,答案 不能。存在地理隔离。,问题探究,答案,1.自然状态下，b、c之间能进行基因交流吗？为什么？,答案 不同。两地的环境条件不同，自然选择的方向不同。,2.b、c进化的方向相同吗？为什么？,答案 不一定。是否是同一物种要看是否存在生殖隔离。,3
9、.研究表明，某基因在b、d之间的频率有很大差别，是否说明二者不是同一物种了？,答案 长期的地理隔离产生生殖隔离。,4.若长期进化后，b、c形成了两个物种，这反映出物种形成的一般途径是怎样的？,答案,答案 在二者间已形成生殖隔离。,5.黄河北岸的b迁移到黄河南岸后，不与c进化为同一物种，其原因可能是什么？,答案 二倍体的c与四倍体的e杂交，其后代是三倍体，三倍体是不育的，所以二者存在生殖隔离。这说明不经过地理隔离也能产生生殖隔离。,6.若在黄河南岸由于某种原因，二倍体的c加倍成了四倍体的e，那么c、e之间存在生殖隔离吗？这说明什么？,答案,知识整合,突变和基因重组、自然选择、隔离是物种形成的三个
10、环节，长期的地理隔离产生生殖隔离是物种形成的一般方式，但是有时候长期地理隔离没有产生生殖隔离，也就没有形成新物种，而有时候不经过地理隔离也能产生生殖隔离。,拓展应用,3.下列关于隔离的叙述，不正确的是 A.种群基因库的差异是产生生殖隔离的根本原因 B.隔离阻止了种群间的基因交流 C.不同的物种之间必然存在着生殖隔离 D.对所有物种来说，地理隔离必然导致生殖隔离,答案,解析,解析 物种间必然存在隔离，不管是地理隔离还是生殖隔离，导致的结果是阻止了基因的交流，从而使种群基因库的差异变大，地理隔离是一个量变过程，只有足够长的时间后才能达到生殖隔离。,4.下列能形成新物种的是 A.二倍体的西瓜经秋水仙
11、素处理成为四倍体西瓜 B.桦尺蛾体色的基因频率由S(灰色)95%变为s(黑色)95% C.马与驴交配产生了骡 D.克隆多莉羊,答案,解析,解析 判断是否形成新物种的标准是新形成的物种与原来物种间是否存在生殖隔离，若存在生殖隔离，说明已形成了新物种，否则还没有形成新物种。 A项中，四倍体西瓜自交能产生可育后代，说明四倍体西瓜属于一个物种，四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交产生的三倍体西瓜高度不育，说明二者存在生殖隔离，则四倍体西瓜是一个新物种； B项中，基因频率发生了改变，说明生物进化了，但未突破种的界限，仍属于同一物种； C项中骡子不育，不是一个物种； D项中多莉羊是无性繁殖产生的，其遗传组成基本不变
12、，仍属原来的物种。,5.如图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群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,答案,解析,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 区分物种的关键是看是否存在生殖隔离，存在地理隔离的不同种群，可能属于不同物种，也可能属于同一物种。b和d存在地理隔
13、离，不一定达到生殖隔离；由于a1和a2的地理隔离，d和c有可能存在生殖隔离。种群基因频率改变是生物进化的实质，而不是形成新物种的标志。a1中外迁群体与当时留居群体的基因频率不一定相同；a1中外迁群体与当地a2种群的基因频率不一定相同，但如果只发生地理隔离，而没有发生生殖隔离，则c和d可能是同一物种。,关于物种和物种形成的几个易错点 (1)形态、结构一致同一物种。 形态、结构一致的生物，有可能具有生殖隔离，两个种群的生物形态、结构相同，但繁殖期不同，这两个种群的生物具有生殖隔离，是两个物种。 (2)能产生后代同一物种。 两个个体能够交配产生后代，有可能子代高度不育，如马和驴，虽然能够产生子代，但
14、子代不育，因此马和驴是两个物种。,(3)物种的形成不一定都需要经过地理隔离，如多倍体的产生。 (4)生物进化不一定导致物种的形成。 生物进化的实质是种群基因频率的改变，即生物进化不一定导致新物种的形成。 新物种一旦形成，则说明生物肯定进化了。,三、中性学说、生物进化理论发展的意义,基础梳理,1.中性学说进化的过程,中性,中性,物种,自然选择,表现型,2.生物进化理论发展的意义,现代生物科学,控制和改造,生物,环境,人与自然,1.中性学说与现代综合进化论的主要差异是什么？,答案 中性学说认为：(1)生物进化的主导因素不是自然选择，而是中性突变的随机固定；(2)DNA分子产生的突变大部分是中性的。
15、,问题探究,答案,2.根据上题分析，你是否认为中性学说完全否决了现代综合进化论？,答案 不是。中性学说侧重于微观水平，而现代综合进化论侧重于宏观水平，二者相互补充，更好地阐述了生物进化的本质。,拓展应用,6.下列叙述符合中性学说的是 A.中性突变一般不引起生物性状的改变，因此中性突变不是突变 B.当自然选择作用于中性突变时，有利的变异被积累 C.当环境恶劣时，中性突变的进化速率加快了 D.中性学说并没有否认选择的作用，承认形态、行为和生态性状，即生物的表现型是在自然选择下进化的,答案,解析,解析 中性学说认为多数或绝大多数突变都是中性的，即无所谓有利或有害，因此对于这些中性突变不会发生自然选择
16、与适者生存的情况。突变大多在种群中随机地被固定或消失，而不是通过选择才被保留或淘汰的。,解析 现代综合进化论的基本观点为：种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于基因频率的改变，突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择决定生物进化的方向，隔离是物种形成的必要条件。中性学说认为突变大部分是中性的，生物进化的主导因素是中性突变的随机固定。,7.下列观点符合“中性学说”的是 A.生物进化的实质是基因频率的改变 B.自然选择决定生物进化的方向 C.DNA分子产生的突变大多数是中性的 D.隔离是物种形成的必要条件,答案,解析,现代综合进化论与中性学说的比较,课堂小结,种群,可遗传的变异,自然选择
17、,隔离,中性突变,当堂检测,1.在一次大风暴后，有人搜集了100只受伤的麻雀，把它们饲养起来，结果活下来64只。在死去的个体中，大部分是个体比较大、变异类型特殊的。下列有关叙述正确的是 A.突变和基因重组决定生物进化的方向 B.自然选择会改变种群的基因频率 C.特殊的变异类型都是不利的 D.不产生变异的生物才能生存,2,3,4,5,1,答案,解析,解析 突变和基因重组为生物的进化提供原材料，这种变异是不定向的，可能是有利的，也可能是有害的。产生有利变异的个体存活下来，产生不利变异的个体会在自然选择中被淘汰，自然选择的过程就是种群基因频率发生变化的过程。,2,3,4,5,1,2.下列关于物种的叙
18、述，正确的是 A.不同种群的生物肯定不属于同一物种 B.物种是能相互交配的一群生物个体 C.隔离是形成新物种的必要条件 D.在新物种形成过程中必须有地理隔离和生殖隔离,答案,2,3,4,1,5,解析 同一物种的个体不但能相互交配，而且必须产生可育的后代，两个条件必须同时满足；不同种群的生物若能交配并能产生可育后代，说明它们属于同一物种；爆发式形成新物种时可以不经过地理隔离。,解析,2,3,4,1,5,3.隔离在物种形成中的作用是 A.导致种群基因频率不断改变 B.阻止了种群间的基因交流 C.决定了生物进化的方向 D.导致不同种群出现不同的突变和基因重组,答案,解析,解析 隔离阻止了种群间的基因
19、交流，是物种形成的必要条件。,2,3,4,1,5,4.下列关于中性学说的说法中，错误的是 A.中性学说的研究水平侧重于分子水平 B.DNA分子产生的突变大部分是中性的 C.遗传漂变是分子进化的动力 D.中性学说与现代综合进化论是对立的,答案,5.下图中的小圆圈表示物种，箭头表示物种的变异，箭头线上有两条短线代表被淘汰的变异个体。,2,3,4,1,5,答案,请根据此图解完成下列关于达尔文自然选择学说的问题： (1)此图说明了一个什么观点？ _。,解析,变异是不定向的，自然选择是定向的,解析 依图所示，每个小圆圈表示的物种，都有多个变异的方向，但每次都只有一个方向(且同一方向)保留下来，其他变异均
20、被淘汰。说明生物的变异可向多个方向发展，一般是不定向的；生物被保存下来的变异是与环境相适宜的，即自然选择是定向的，当生物产生了变异后，由环境决定其生存还是被淘汰。,2,3,4,1,5,(2)图解中为什么有的箭头被淘汰？ _。,2,3,4,1,5,解析 图中大多数的箭头(即变异)被淘汰，就是因为不适应环境的缘故。,答案,解析,在生存斗争中，不利生存的变异个体在斗争中被淘汰,解析 图中未被淘汰的箭头始终朝向一个方向，除了说明外界环境未变，选择方向没变外，更重要的是物种在进化过程中，通过遗传使有利变异在后代中得到不断的积累和加强，并最终达到进化的目的。,(3)图解中画出的未被淘汰的箭头综合说明了什么？ _。,2,3,4,1,5,答案,解析,说明在生存斗争中适于生存的变异个体被保留，并逐代通过遗传而不断积累加强(说明了自然选择是定向的),