
進(jìn)化是指一切生命形態(tài)發(fā)生、發(fā)展的演變過程?!斑M(jìn)化”一般用以指事物的逐漸變化、發(fā)展,由一種狀態(tài)過渡到另一種狀態(tài)。
(1)共同由來學(xué)說指出地球上所有的生物都是由原始的 進(jìn)化來的。(2)自然選擇學(xué)說揭示了生物進(jìn)化的機(jī)制,解釋了 的形成和 形成的原因。
1.達(dá)爾文的生物進(jìn)化論的主要組成
(1)地層中陳列的證據(jù)——化石
2.生物有共同祖先的證據(jù)
(2)當(dāng)今生物體上進(jìn)化的印跡——其他方面的證據(jù)①
(2)當(dāng)今生物體上進(jìn)化的印跡——其他方面的證據(jù)②
(2)當(dāng)今生物體上進(jìn)化的印跡——其他方面的證據(jù)③
(1)適應(yīng)的概念 ①生物的 適合于完成一定的 。 ②生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)及其功能適合于該生物在一定的 中生存和繁殖。(2)適應(yīng)的特性 ①普遍性:適應(yīng)是普遍存在的,所有的生物都具有適應(yīng)環(huán)境的特征。 ②相對(duì)性:適應(yīng)是針對(duì)一定的 而言的,是一種暫時(shí)的現(xiàn)象。
3.適應(yīng)的普遍性和相對(duì)性
4.適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果
食蟻獸的舌頭之所以細(xì)長,是由于長期舔食螞蟻的結(jié)果。
鼴鼠長期生活在地下,眼睛就萎縮、退化。
A.是達(dá)爾文學(xué)說之前影響最大、最為系統(tǒng)的進(jìn)化理論。
B.是歷史上第一個(gè)比較完整的進(jìn)化學(xué)說。
C.反對(duì)神創(chuàng)論和物種不變論,強(qiáng)調(diào)生物的進(jìn)化。
A.拉馬克理論大多數(shù)是主觀推測,缺乏科學(xué)證據(jù)支持。
B.過于強(qiáng)調(diào)環(huán)境的變異導(dǎo)致物種的改變。
(2)達(dá)爾文自然選擇學(xué)說
變異在前且是不定向的,環(huán)境變化在后且是定向的。環(huán)境只起選擇作用。
達(dá)爾文認(rèn)為長頸鹿的進(jìn)化原因是:因 , 長頸鹿產(chǎn)生的后代超過環(huán)境承受能力;它們都要吃樹葉而樹葉不夠,導(dǎo)致 加??;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( )。
構(gòu)建自然選擇學(xué)說的概念模型:
解讀1:自然選擇的對(duì)象:選擇的直接對(duì)象是具有某特定表現(xiàn)型的生物體。
選擇的間接對(duì)象是具有某基因型的生物體。自然選擇的實(shí)質(zhì)是環(huán)境對(duì)變異所對(duì)應(yīng)的基因的選擇,因而可以改變種群的基因頻率。
解讀2:兩個(gè)方向——圖示變異 不定向 ,自然選擇 定向
解讀3:生存斗爭范疇:
生物為爭奪有限的生活條件
產(chǎn)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(duì)生物個(gè)體往往有害,但對(duì)生物物種是有利的。并能推動(dòng)生物的進(jìn)化
生存斗爭產(chǎn)生的結(jié)果(意義)
①種內(nèi)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)
生物產(chǎn)生的變異(不定向變化)
生物生存的各種環(huán)境條件(定向變化)
定向變化的環(huán)境選擇不定向的生物變異,環(huán)境條件推動(dòng)著生存斗爭,表現(xiàn)為自然選擇,決定著生物進(jìn)化的方向。
變異和環(huán)境的關(guān)系:進(jìn)化過程中環(huán)境只起到選擇作用,變異是生物自身的事情。變異在環(huán)境變化之前就已經(jīng)產(chǎn)生,選擇作用不是影響變異的因素。
由于時(shí)代的局限,達(dá)爾文未能對(duì)進(jìn)化的本質(zhì)做出科學(xué)的解釋。
適應(yīng)性:環(huán)境對(duì)變異的定向選擇,使生物形成了對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。
多樣性:同一物種的不同種群,由于生活在不同的環(huán)境中,產(chǎn)生的變異不同,選擇條件也不同,生物進(jìn)化的方向不同,形成了不同的生物新類型。
(3)達(dá)爾文以后進(jìn)化理論的發(fā)展 ①發(fā)展原因:關(guān)于遺傳和變異的研究,已經(jīng)從性狀水平深入到基因水平,人們逐漸認(rèn)識(shí)到了 的本質(zhì);關(guān)于適應(yīng)以及物種的形成等問題的研究,已經(jīng)從以生物個(gè)體為單位,發(fā)展到以 為基本單位。 ②發(fā)展的結(jié)果:形成了以 為核心的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論。
教材隱性知識(shí):源于必修2 P108“思考·討論”:拉馬克觀點(diǎn)解釋長頸鹿脖子長的原因是什么?達(dá)爾文觀點(diǎn)解釋長頸鹿脖子長的原因是什么?
提示 拉馬克觀點(diǎn):長頸鹿在旱季缺乏青草的時(shí)期就會(huì)用它的長脖子去吃高處的樹葉,這樣長期“使用”它的脖子,久而久之就更長了(用進(jìn)廢退),然后遺傳給了下一代(獲得性遺傳)。達(dá)爾文觀點(diǎn):在缺乏青草的干旱時(shí)期,那些頸部和四肢都較長的個(gè)體會(huì)有較多的機(jī)會(huì)吃到高處的樹葉,能夠生存下來,并繁殖后代,而那些頸部和四肢較短的個(gè)體則無法得到足夠的食物,不容易生存下來,也無法繁殖后代,所以頸部和四肢較短的長頸鹿逐漸被淘汰。
例1.化石、比較解剖學(xué)、胚胎學(xué)、分子生物學(xué)等在研究生物進(jìn)化過程中起了重要作用。下列有關(guān)生物進(jìn)化的敘述,錯(cuò)誤的是( )A.化石證據(jù)可作為生物進(jìn)化的直接證據(jù)B.鯨的鰭和蝙蝠的翼在外部形態(tài)、功能上不同,說明它們是由不同的祖 先演化而來C.人和魚的胚胎發(fā)育經(jīng)歷了有鰓裂及有尾的階段,可以用人和魚有共同 祖先來解釋D.親緣關(guān)系越近的生物,在細(xì)胞代謝、DNA的結(jié)構(gòu)與功能等方面共同特 征越多
1.種群是生物進(jìn)化的基本單位
基因庫:一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因叫做這個(gè)種群的基因庫。
種群基因庫指種群內(nèi)全部個(gè)體的所有基因,若有n個(gè)個(gè)體,每個(gè)個(gè)體平均有m個(gè)基因,則基因庫中應(yīng)有nm個(gè)基因,指個(gè)數(shù)不是指種類。
2.種群基因頻率的變化
(2)可遺傳變異提供了生物進(jìn)化的原材料的原因
②可遺傳變異的結(jié)果:只提供了生物進(jìn)化的 ,不能決定生物_____。
③變異是不定向的,因不定向性決定了變異只能為進(jìn)化提供原材料,而不能決定進(jìn)化方向。自然選擇是定向的,導(dǎo)致基因頻率定向改變,生物向適應(yīng)環(huán)境的方向進(jìn)化。
④突變性狀是有利還是有害是 相對(duì) 的,取決于 環(huán)境條件 。如昆蟲的殘翅性狀在正常環(huán)境中不利,但在多風(fēng)的島上則是有利的(殘翅和強(qiáng)翅)。自然選擇是定向的,但也不是說只有一個(gè)方向。如常刮大風(fēng)的海島上昆蟲就向無翅和翅異常發(fā)達(dá)兩個(gè)方向進(jìn)化。
⑤不可遺傳變異不能提供進(jìn)化的原材料。
自然界中生物的自然突變頻率很低,而且一般對(duì)生物體是有害的。為什么還能夠改變種群中的基因頻率呢?
例如:果蠅約有104對(duì)基因,假定每個(gè)基因的突變率都是10-5,若有一個(gè)中等數(shù)量的果蠅種群(約有108個(gè)個(gè)體),那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢?
2× 104 × 10-5
種群中突變的特點(diǎn): 突變數(shù)很大、不定向
3.自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響
突變和基因重組為生物的進(jìn)化提供了原材料。
自然選擇決定生物進(jìn)化的方向。
生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變。
②自然選擇和人工選擇區(qū)別與聯(lián)系
(1)物種的概念:能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生 后代的一群生物。
4.隔離在物種形成中的作用
種群≠物種物種是自然狀態(tài)下能夠自由交配并產(chǎn)生可育后代的一群生物,一個(gè)物種可能在不同地點(diǎn)和時(shí)間形成不同的種群;種群是同一種生物、同一地點(diǎn)、同一時(shí)間形成的一個(gè)群體。種群“小”,不同種群間有地理隔離;物種“大”,不同物種間有生殖隔離;判斷生物是不是同一物種,如果來歷不明,形態(tài)結(jié)構(gòu)相似,可靠依據(jù)是:看是否存在生殖隔離。若存在生殖隔離,則不是同一物種。
隔離≠生殖隔離隔離包括地理隔離和生殖隔離。隔離導(dǎo)致物種的形成:①只有地理隔離而沒有形成生殖隔離,可能產(chǎn)生亞種,但沒有產(chǎn)生新物種。②生殖隔離是物種形成的關(guān)鍵,是物種形成的最后階段,是物種間的真正界限。③生殖隔離有三種情況:不能雜交;雜交后代不活;雜交后代活而不育。
(3)新物種的形成過程
判斷生物是不是同一物種,如果來歷不明,形態(tài)結(jié)構(gòu)相似,可靠依據(jù)是是否存在生殖隔離。若出現(xiàn)生殖隔離,則不是同一物種。 二者關(guān)系可借助下圖理解。
突變和基因重組,自然選擇,隔離是物種形成的三個(gè)環(huán)節(jié)。突變和基因重組:為生物進(jìn)化提供豐富的原材料。自然選擇:決定生物進(jìn)化的方向。
隔離:導(dǎo)致物種的形成。
例1.如圖表示生物新物種形成的基本環(huán)節(jié),對(duì)圖示分析正確的是( )
A.圖中a表示基因突變和基因重組,為生物進(jìn)化提供原材料B.種群基因頻率的定向改變是形成新物種的前提C.圖中b表示地理隔離,是新物種形成的必要條件D.圖中c表示生殖隔離,指兩種生物不能雜交產(chǎn)生后代
物種形成與生物進(jìn)化的比較
(1)內(nèi)容: 多樣性(基因多樣性)、物種多樣性、 多樣性。(2)形成原因:生物的 。(3)研究生物進(jìn)化歷程的主要依據(jù): 。(4)生物多樣性三個(gè)層次間的關(guān)系
7.生物進(jìn)化理論在發(fā)展
思考·討論:各種各樣的抗生素對(duì)治療細(xì)菌感染造成的疾病發(fā)揮著重要作用。一種抗生素使用一段時(shí)間后,殺菌效果就會(huì)下降,原因是細(xì)菌產(chǎn)生了抗藥性。試用達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說解釋細(xì)菌產(chǎn)生抗藥性的原因,并分析這一解釋有什么不夠完善之處。
參考答案:細(xì)菌在繁殖過程中會(huì)產(chǎn)生各種可遺傳的變異,其中就有抗藥性強(qiáng)的變異。在未使用抗生素時(shí),抗藥性強(qiáng)的變異不是有利變異,這樣的個(gè)體在生存斗爭中不占優(yōu)勢;使用抗生素以后,抗藥性弱的個(gè)體大量死亡,抗藥性強(qiáng)的個(gè)體有機(jī)會(huì)產(chǎn)生更多的后代,一段時(shí)間以后,抗生素的殺菌效果就會(huì)下降。這一解釋未能深入到基因水平,沒有說明基因突變?cè)谶M(jìn)化中的作用。
三.細(xì)菌耐藥性形成的原因
為了研究微生物的抗藥性突變是自發(fā)產(chǎn)生的還是在環(huán)境因素的作用下產(chǎn)生的,1952年Lederberg夫婦利用大腸桿菌設(shè)計(jì)了一個(gè)影印培養(yǎng)法實(shí)驗(yàn)。影印培養(yǎng)法的實(shí)驗(yàn)原理是:把長有數(shù)百個(gè)菌落的細(xì)菌母種培養(yǎng)皿倒置于包有一層滅菌絲絨布的木質(zhì)圓柱體(直徑略小于培養(yǎng)皿平板)上,使其均勻地沾滿來自母種培養(yǎng)皿平板上的菌落,然后通過這一“印章”把母板上的菌落“忠實(shí)地”一一接種到不同的其他培養(yǎng)基上。
下圖就是利用影印培養(yǎng)技術(shù)證明大腸桿菌產(chǎn)生抗鏈霉素突變基因的實(shí)驗(yàn)。
①首先將對(duì)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(yǎng)基平板2上,隨即再影印到含有鏈霉素的培養(yǎng)基平板3上。經(jīng)培養(yǎng)后,在平板3上出現(xiàn)了個(gè)別抗鏈霉素的菌落。
②對(duì)培養(yǎng)皿2和3進(jìn)行比較,在平板2上找到與平板3上位置相同的那幾個(gè)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(yǎng)液4中,經(jīng)培養(yǎng)后,再稀釋涂布在平板5上。
④并重復(fù)以上各步驟,最后在試管12中獲得了較純的抗鏈霉素菌落。
(1)3號(hào)、7號(hào)、11號(hào)培養(yǎng)基中加入鏈霉素的作用是___________,3號(hào)培養(yǎng)皿中的菌落比1號(hào)、2號(hào)中的菌落少很多,這說明了:__________________________
發(fā)生抗藥性突變的大腸桿菌數(shù)量少。
(2)你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路什么?
進(jìn)了對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),最終得到的抗藥性細(xì)菌一直沒有接觸鏈霉菌。
(3)該實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論是什么?
腸桿菌的抗藥性突變是隨機(jī)自發(fā)的,而不是在鏈霉素的作用下產(chǎn)生的。
(1)實(shí)驗(yàn)原理:一般情況下,一定濃度的抗生素會(huì)殺死細(xì)菌,但變異的細(xì)菌可能產(chǎn)生 。在實(shí)驗(yàn)室連續(xù)培養(yǎng)細(xì)菌時(shí),如果向培養(yǎng)基中添加抗生素, 有可能存活下來。(2)方法步驟
探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用
(3)注意事項(xiàng):實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,應(yīng)將耐藥菌、培養(yǎng)基、紙片等進(jìn)行高溫滅菌處理,防止對(duì)環(huán)境造成污染。
例3.褐家鼠種群中的一種突變體對(duì)華法林(一種鼠藥)不敏感而具有抗藥性,但其維生素K合成能力下降。某地區(qū)施用華法林后抗藥性個(gè)體比例顯著上升,停施后比例下降。相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )A.基因突變是褐家鼠抗藥性產(chǎn)生的根本原因,能為進(jìn)化提供原材料B.施用華法林后褐家鼠種群基因頻率發(fā)生了定向改變C.施用華法林后褐家鼠種群數(shù)量及抗性基因頻率均會(huì)顯著增加D.停施華法林后抗藥性個(gè)體比例下降,說明突變是否有利是相對(duì)的
例4.黃刺尾守宮是主要分布在非洲西北部的一種蜥蜴,其黃刺顏色鮮艷,當(dāng)遇到敵害時(shí)尾部還能夠噴射出難聞的黏液,嚇退敵害,這些特征都利于它們很好地適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境。下列敘述正確的是( )A.若黃刺尾守宮能與普通蜥蜴交配且產(chǎn)生后代,說明它和普通蜥蜴屬于 同一物種B.黃刺尾守宮獨(dú)特的形態(tài)特征是長期不定向自然選擇的結(jié)果C.黃刺尾守宮種群基因型頻率發(fā)生改變就意味著該種群發(fā)生了進(jìn)化D.不同蜥蜴種群間基因庫的差異越來越大最終會(huì)導(dǎo)致生殖隔離
例5.基因流是指生物個(gè)體從其發(fā)生地分散出去而導(dǎo)致不同種群之間基因交流的過程,可發(fā)生在同種或不同種的生物種群之間。下列相關(guān)敘述不正確的是( )A.鄰近的種群間基因頻率有較大差異,也可能存在基因交流B.不同物種間的基因流可以極大地豐富自然界生物多樣化的程度C.基因流發(fā)生的時(shí)間和發(fā)生的強(qiáng)度不會(huì)影響物種形成的概率D.種群之間的基因流被地理隔離阻斷后產(chǎn)生生殖隔離是形成新物種的一 種途徑
例6.(2021·河北,6)雄性縫蠅的求偶方式有:①向雌蠅提供食物;②用絲縷簡單纏繞食物后送給雌蠅;③把食物裹成絲球送給雌蠅;④僅送一個(gè)空絲球給雌蠅。以上四種方式都能求偶成功。下列敘述錯(cuò)誤的是( )A.求偶時(shí)提供食物給雌蠅有利于其繁殖,是一種適應(yīng)性行為B.④是一種儀式化行為,對(duì)縫蠅繁殖失去進(jìn)化意義C.③是雌蠅對(duì)雄蠅長期選擇的結(jié)果D.④可能由③進(jìn)化而來
例7.(2021·湖南,8)金魚系野生鯽魚經(jīng)長期人工選育而成,是中國古代勞動(dòng)人民智慧的結(jié)晶?,F(xiàn)有形態(tài)多樣、品種繁多的金魚品系。自然狀態(tài)下,金魚能與野生鯽魚雜交產(chǎn)生可育后代。下列敘述錯(cuò)誤的是( )A.金魚與野生鯽魚屬于同一物種B.人工選擇使鯽魚發(fā)生變異,產(chǎn)生多種形態(tài)C.鯽魚進(jìn)化成金魚的過程中,有基因頻率的改變D.人類的喜好影響了金魚的進(jìn)化方向
例8.(2021·廣東,10)孔雀魚雄魚的魚身具有艷麗的斑點(diǎn),斑點(diǎn)數(shù)量多的雄魚有更多機(jī)會(huì)繁殖后代,但也容易受到天敵的捕食。關(guān)于種群中雄魚的平均斑點(diǎn)數(shù)量,下列推測錯(cuò)誤的是( )A.缺少天敵,斑點(diǎn)數(shù)量可能會(huì)增多B.引入天敵,斑點(diǎn)數(shù)量可能會(huì)減少C.天敵存在與否決定斑點(diǎn)數(shù)量相關(guān)基因的變異方向D.自然環(huán)境中,斑點(diǎn)數(shù)量增減對(duì)雄魚既有利也有弊
填空默寫:1. 是生物 和 的基本單位。2.(必修2 P112) 產(chǎn)生進(jìn)化的原材料,可遺傳的變異包括 。突變包括 。突變的有害或有利不是絕對(duì)的,取決于 。突變和重組是 的,只為進(jìn)化提供了 ,不能決定生物進(jìn)化的方向。3. 決定生物進(jìn)化的方向。4.生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是 。5.(必修2 P116)物種的概念:能夠在 并且___________ 的一群生物稱為一個(gè)物種。
基因突變、基因重組、染色體變異
6.新物種的形成途徑(1)漸變:長期的 →阻斷基因交流→不同的突變、基因重組和選擇→基因頻率向不同方向改變→種群基因庫出現(xiàn)差異→差異加大→_____ →新物種形成。(2)有時(shí)不需要地理隔離:如 的形成。7.物種形成的三個(gè)環(huán)節(jié): 。8.新物種形成的標(biāo)志: 。9.(必修2 P121~122)地球上最早出現(xiàn)的生物是 (填新陳代謝類型)的 生物。真核生物通過 生殖,實(shí)現(xiàn)了 ,這就增強(qiáng)了生物變異的多樣性,生物進(jìn)化的速度明顯加快。
突變和基因重組、自然選擇、隔離
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