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(共59张PPT)
2.3 基因工程的应用
第七单元 生物的变异和进化
第3课时 生物的进化
课标要求
1.说明现代生物进化理论以自然选择学说为核心。
2.概述生物多样性和适应性是进化的结果。
考点1
生物有共同祖先的证据、自然选择与适应的形成
进化是指一切生命形态发生、发展的演变过程。
1.共同由来学说
——地球上所有的生物都是由原始的 进化而来。
共同祖先
2.自然选择学说
——揭示的生物进化的机制，解释了 的形成和 形成的原因。
适应
物种
一、达尔文的生物进化论的主要组成
化石
概念
通过自然作用保存在地层中的古代生物遗体、遗物或生活痕迹等。
(一)、生物有共同祖先的证据
比较解剖学
胚胎学
分子水平
细胞水平
作用
分布
共同的物质、结构基础
可确定地球上曾经生活过的生物种类及其形态、结构、行为等特征。
最直接、最重要的证据
大部分化石发现于沉积岩的地层中。
结论
蛋白质和DNA差异大小揭示生物亲缘关系的远近
从动物的牙齿化石
推测它们的饮食情况
从动物的骨骼化石推测其体型大小和运动方式
从植物化石推测其形态、结构和分类地位
证实了生物是由原始的共同祖先经过漫长的地质年代逐渐进化而来的；还揭示出生物由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化顺序。
器官、系统的结构相似,但适应不同的环境造成外形及功能有差别
胚胎早期发育相似性
1.关于生物的进化,只能靠证据和逻辑来推测。下列有关生物进化证据和结论的说法,错误的是(　　)
A.通过化石可以了解已经灭绝的生物的形态结构特点,推测其行为特点
B.人和鱼的胚胎发育经历了有腮裂及有尾的阶段,可以用人与鱼有共同祖先来解释
C.比较解剖学发现,不同种类的哺乳动物的前肢在形态上差别很大,说明这些哺乳动物不是由共同祖先进化来的
D.化石证据可作为生物进化的直接证据
C
2．部分基因的碱基序列测定结果表明，黑猩猩的DNA序列与人类DNA序列的差异不足2%，而与旧大陆猴的差异超过7%(如图所示)。这属于生物进化的(　　)
A．化石证据B．胚胎学证据C．分子生物学证据D．比较解剖学证据
C
3.下图为三种脊椎动物前肢和人的上肢骨骼比较的示意图,下列分析
不正确的是( )
A.这四种上（前）肢没有一致性
B.这四种上（前）肢的骨骼相似说明了这些生物来源于共同的祖先
C.这四种上（前）肢的骨骼结构类似,但功能差异很大
D.这四种上（前）肢的骨骼在解剖学上证明了生物的进化
A
(二)、自然选择与适应的形成　课Ｐ106
1.适应的普遍性和相对性
(1)适应的概念
(2)适应的特性
如：雷鸟在冬季来临前将羽毛换成白色有利于在雪地环境中保护自己，但当降雪延迟，一身雪白的雷鸟更容易被天敌发现。
仙人掌刺
叶子退化，减少水分蒸发
①是指生物的形态结构适合于完成一定的功能。
②是指生物的形态结构及其功能适合于该生物在一定的环境中生存
和繁殖。
①普遍性：适应是普遍存在的，所有的生物都具有适应环境的特征。
②相对性：适应是针对一定的环境条件而言的。
环境总是处于不断变化
1.内容
①生物不是神创的，是由 的生物进化而来；
②生物是由 等到 等逐步进化的；
③生物各种适应性特征的形成都是由于 和
。
2.意义：否定了 论和 论，奠定了
科学生物进化论的基础。
（一）、拉马克进化学说
更古老
低
高
用进废退
获得性遗传
神创
物种不变
二 适应形成的原因
（二）、达尔文——适应是自然选择的结果
适者生存
自然选择的基础
进化的动力（外因）
进化的材料（内因）
进化的结果
遗传变异
变异
不定向
自然选择
定向
总结：达尔文的进化论观点：适应是自然选择的结果
生物进化
统一性
适应性
多样性
(3)达尔文以后进化理论的发展
①发展原因：关于遗传和变异的研究，已经从性状水平深入到基因水平，人们逐渐认识到了　　　　　的本质；关于适应以及物种的形成等问题的研究，已经从以生物个体为单位，发展到以　　为基本单位。
②发展的结果：形成了以　　　　为核心的现代生物进化理论。
遗传和变异
种群
自然选择
2.适应是自然选择的结果
二.自然选择与适应的形成【考点讲解】
达尔文认为长颈鹿的进化原因是：因 ， 长颈鹿产生的后代超过环境承受能力；它们都要吃树叶而树叶不够，导致 加剧；它们有颈长和颈短的差异（ ）；颈长的能吃到树叶生存下来，颈短的却因吃不到树叶而最终饿死了（ ）。
过度繁殖
生存斗争
遗传变异
适者生存
达尔文自然选择学说
2.适应是自然选择的结果
二.自然选择与适应的形成【考点讲解】
思考·讨论：各种各样的抗生素对治疗细菌感染造成的疾病发挥着重要作用。一种抗生素使用一段时间后，杀菌效果就会下降，原因是细菌产生了抗药性。试用达尔文的自然选择学说解释细菌产生抗药性的原因，并分析这一解释有什么不够完善之处。
细菌在繁殖过程中会产生各种可遗传的变异，其中就有抗药性强的变异。在未使用抗生素时，抗药性强的变异不是有利变异，这样的个体在生存斗争中不占优势；使用抗生素以后，抗药性弱的个体大量死亡，抗药性强的个体有机会产生更多的后代，一段时间以后，抗生素的杀菌效果就会下降。这一解释未能深入到基因水平，没有说明基因突变在进化中的作用。
拉马克与达尔文进化学说的比较
项目 拉马克的进化学说 达尔文的自然选择学说
区别 进化原因
变异方向
适应性　
进化方向
联系
外界环境的影响是生物进化的主要原因
遗传和变异是生物进化的内因，环境条件改变是生物进化的外因
变异是定向的，环境和器官的使用情况决定变异的方向
变异是生物本来就有的，是不定向的
变异都是适应环境的
有些变异适应环境，适者生存；有些变异不适应环境，不适者被淘汰
由生物自身决定
由自然选择决定
都认为生物是由简单到复杂、由低等到高等逐渐进化的
1.我国新疆和内蒙古存在4种野生扁桃：新疆野扁桃、蒙古扁桃、长柄扁桃和西康扁桃，它们同为桃属植物。研究发现，四种扁桃存在不同程度的亲缘关系。下列分析错误的是
A.可通过测定DNA碱基序列判断四种扁桃的亲缘关系
B.四种扁桃可能由同一祖先进化而来
C.降水和气温会影响四种扁桃的进化方向
D.生活环境越相似的扁桃亲缘关系越近
突破 强化关键能力
D
2.某科研人员把原产丹麦和德国的基因型为AaBbCc的三叶草移到瑞典南部栽培，这里的气候比较寒冷。最初该三叶草茎叶的单位面积产量很低，但经过若干年后，出现了大量基因型为AaBbcc的三叶草且产量显著提高。下列对这一事实的解释，错误的是
A.三叶草个体间存在差异，不耐寒的个体逐渐被淘汰，耐寒的个体得以
生存和繁衍
B.若干年后该三叶草种群发生了进化
C.这是定向的自然选择的结果
D.这是定向变异通过获得性遗传而得到发展的结果
D
考点二
现代生物进化理论
1.种群是生物进化（繁殖）的基本单位
同种
全部
基因
等位基因数
基因频率
判断：
（1）基因型频率改变基因频率不一定改变；
（2）基因频率改变基因型频率一般会改变；
对
对
基因型频率：一个种群中，某基因型个体占全部 的比率。
种群个体总数
基因重组
染色体变异
(2)可遗传变异提供了生物进化的原材料的原因
可遗传变异是随机的不定向的，不能决定进化的方向
2.可遗传变异为生物进化提供原材料
不可遗传变异不能提供进化的原材料
不利变异
有利变异
表型
基因
基因频率
定向
一定的方向
3.自然选择决定生物进化的方向
种群是生物进化的基本单位
不利变异不断淘汰
有利变异积累加强
自然选择
种群基因频率定向改变
生物
定向
进化
变异不定向的
①结论：
突变和基因重组为生物的进化提供了原材料。
自然选择决定生物进化的方向。
生物进化的实质是种群基因频率的改变。
3.自然选择对种群基因频率变化的影响
三.种群基因组成的变化与物种的形成【考点讲解】
(1)物种的概念：能够在自然状态下相互交配并且产生　　　后代的一群生物。
可育
4.隔离在物种形成中的作用
种群≠物种
(2)隔离
相互交配
可育后代
一般同种
基因交流
隔离≠生殖隔离
①只有地理隔离而没有形成生殖隔离，可能产生亚种，但没有产生新物种。
②生殖隔离是物种形成的真正界限；
③关系：地理隔离不一定导致生殖隔离；形成生殖隔离过程中也不一定有地理隔离。
突变和基因重组：为生物进化提供丰富的原材料；
自然选择：决定生物进化的方向；
隔离：导致物种的形成。
小结：新物种的形成过程
4.隔离在物种形成中的作用
基因频率的改变与地理隔离都不一定导致新物种的形成；进化是量变，物种形成是质变。
突变和基因重组，自然选择，隔离是物种形成的三个环节。
例1.如图表示生物新物种形成的基本环节，对图示分析正确的是(　　)
A．图中a表示突变和基因重组，为生物进化提供原材料
B．种群基因频率的定向改变是形成新物种的前提
C．图中b表示地理隔离，是新物种形成的必要条件
D．图中c表示生殖隔离，指两种生物不能杂交产生后代
B
例2.(2021·福建卷，5)物种甲和物种乙为二倍体植物。甲生活在阳光充足的悬崖顶，乙生活在悬崖底的林荫里。在某些山地坡度和缓的地方，甲和乙分别沿着斜坡向下和向上扩展，在斜坡上相遇并杂交产生丙。若丙不能产生子代，则下列叙述错误的是(　　)
A.甲和乙仍然存在生殖隔离
B.甲种群基因频率的改变说明甲发生了进化
C.甲、乙向斜坡的扩展可能与环境变化有关
D.甲、乙、丙含有的基因共同构成一个种群的基因库
D
大自然中，猎物可通过快速奔跑来逃脱被捕食，而捕食者则通过更快速的奔跑来获得捕食猎物的机会，猎物和捕食者的每一点进步都会促进对方发生改变.
1.这种现象在生态学上称为 。
（1）什么是协同进化？
（2）协同进化的原因是什么？
协同进化
5.协同进化
为研究捕食者在协同进化中的作用，生态学家通过实验获得了以下数据：
引入捕食者之前 适当引入捕食者10年之后
生物有机物的量/ [kJ/(hm2·n)] 15 108 14 829
物种的种类数 425 451
表中数据表明，适当引入捕食者之后，生物有机物的量变化不大（略微降低），但物种的种类数却增加，
捕食者的存在有利于增加物种多样性
必修2P119
5.协同进化
根据生态学家斯坦利的“收割理论”，食性广捕食者的存在有利于增加物种多样性，在这个过程中，捕食者使物种多样性增加的方式是____________。
捕食者往往捕食个体数量多的物种，避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间。
必修2P119
不同物种
生物与无机环境
物种多样性
5.协同进化
(1)内容：　　多样性(基因多样性)、物种多样性、　　　　多样性。
(2)形成原因：生物的　　。
(3)研究生物进化历程的主要依据：　　。
(4)生物多样性三个层次间的关系
遗传
生态系统
进化
化石
基因
生态系统
6.生物多样性的形成
4.(2023·江苏南京六校联合调研)下列有关生物多样性和进化的叙述中，正确的是
A.细菌在接触青霉素后才会产生具有抗药性的突变个体
B.蜂鸟细长的喙与倒挂金钟的筒状花萼是它们长期协同进化的结果
C.现代生物进化理论认为进化的实质是自然选择使微小的有利变异不断
积累的过程
D.进化的原材料来源于基因突变和基因重组，自然选择能够定向改变种
群的基因频率
B
非益即害
中性
渐变
物种长期稳定
迅速形成新种
7.生物进化理论在发展
必修2P124
(1)现代生物进化理论：适应是_________的结果；_____是生物进化的基本单位；_______________提供进化的原材料，_________导致种群基因频率的定向改变，进而通过_____形成新的物种；生物进化的过程实际上是___________、_______________协同进化的过程；___________是协同进化的结果。
自然选择
种群
突变和基因重组
自然选择
隔离
生物与生物
生物与无机环境
生物多样性
3.生物进化理论在发展
必修2P123
例3.基因交流是指生物个体从其发生地分散出去而导致不同种群之间基因交流的过程，可发生在同种或不同种的生物种群之间。下列相关叙述不正确的是（ ）
A.邻近的种群间基因频率有较大差异，也可能存在基因交流
B.不同物种间的基因交流可以极大地丰富自然界生物多样化的程度
C.基因交流发生的时间和发生的强度不会影响物种形成的概率
D.种群之间的基因交流被地理隔离阻断后产生生殖隔离是形成新物种的一种途径
C
例4．(2023·惠州高三期中)大量使用抗生素是细菌抗药性增强的重要原因。下图是细菌抗药性形成的示意图，下列叙述错误的是(　　)

A．抗生素使用前，细菌中就含有抗药个体，说明变异是不定向的
B．抗生素起选择作用，使抗药性个体保留，不抗药个体被淘汰
C．抗生素使种群的抗药基因频率增加，并通过基因表达完成世代传递
D．短期内交替使用两种不同的抗生素，可以提高抗生素的杀菌效果
C
例5（2021·湖南高考真题）金鱼系野生鲫鱼经长期人工选育而成，是中国古代劳动人民智慧的结晶。现有形态多样、品种繁多的金鱼品系。自然状态下，金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代。下列叙述错误的是（ ）
A．金鱼与野生鲫鱼属于同一物种
B．人工选择使鲫鱼发生变异，产生多种形态
C．鲫鱼进化成金鱼的过程中，有基因频率的改变
D．人类的喜好影响了金鱼的进化方向
B
例6（2020·海南高考真题）金鲳鱼是一种重要海产经济鱼类。为获得更大收益，养殖户不断筛选生长更快的品种，但因苗种来源范围小、近亲繁殖普遍，种质退化现象较严重，人工养殖种群的遗传多样性低于野生种群。下列有关叙述错误的是（ ）
A．生长更快的金鲳鱼养殖品种，是人工选择的结果
B．野生种群和人工种群的基因库不同
C．近亲繁殖会使隐性致病基因的纯合个体增加
D．如果人工种群个体持续大量地逃逸到野外，会增加野生种群的遗传多样性
D
例7.下图表示生物新物种形成的基本环节，下列叙述正确的是
A．自然选择过程中，直接受选择的是基因
B．同一物种不同种群基因频率的改变能导致种群基因库的差别越来越大，但生物没有进化
C．地理隔离能使种群基因库产生差别，必然导致生殖隔离
D．种群基因频率的改变是产生生殖隔离的前提条件
D
考点三
基因频率及基因型频率的计算
题型一 根据定义计算基因频率和基因型频率
8.基因频率及基因型频率的计算
例:在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因是A，决定翅色为褐色的基因为a，从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。那么A和a的基因频率是多少
解:
A基因的基因频率为:
a基因的基因频率为：
= 40%
×100%
2×AA＋Aa
2(AA＋Aa＋aa)
= 60%
2×aa＋Aa
2(AA＋Aa＋aa)
×100%
已知基因型频率算配子中的基因频率
5.(2021·广东，8)兔的脂肪白色(F)对淡黄色(f)为显性，由常染色体上一对等位基因控制。某兔群由500只纯合白色脂肪兔和1 500只淡黄色脂肪兔组成，F、f的基因频率分别是
A.15%、85% B.25%、75%
C.35%、65% D.45%、55%
B
由题意可知，该兔种群由500只纯合白色脂肪兔(FF)和1 500只淡黄色脂肪兔(ff)组成，故F的基因频率＝F/(F＋f)×100%＝(500×2)/(2 000
×2)×100%＝25%，f的基因频率＝1－25%＝75%，B正确。
重温高考 真题演练
3.(2023·天津滨海新区高三模拟)下图1为某种老鼠原种群被一条河流分割成甲、乙两个种群后的进化过程示意图。图2为种群乙在被河流分割后某时间段内A的基因频率的变化情况，其中P年时种群乙AA、Aa、aa的基因型频率分别为30%、40%、30%，由于生存环境的变化，使得aa个体每年减少10%，AA和Aa个体每年分别增加10%。
突破 强化关键能力
下列相关叙述错误的是
A.图2中P点后的下一年中，种群乙中A的基因频率为55%
B.图1中a表示地理隔离，b表示可遗传变异和自然选择，c表示生殖隔离
C.b过程会定向改变两种群的基因频率，最终使两种群的基因库有较大差异
D.图2中RT段A的基因频率保持稳定，在T之后种群乙仍可能会发生进化
A
题型一 根据定义计算基因频率和基因型频率
8.基因频率及基因型频率的计算
典例突破1
某生物兴趣小组抽样调查的200人中，各种基因型和人数情况如下表所示，则这200人中，Xb的基因频率为
基因型 XBXB XBXb XbXb XBY XbY
人数 78 14 8 70 30
A.85% B.30% C.20% D.15%
C
XB与Xb的总数量为78×2＋14×2＋8×2＋70＋30＝300，Xb的数量是14＋8×2＋30＝60，故Xb的基因频率为 ×100%＝20%。
推算种群自由交配后代的基因频率和基因型频率。（课本P111）
亲代基因型频率 AA 30% Aa 60% aa 10%
亲代配子的基因频率 A( ) A( ) a( ) a( )
A( ) a( )
F1的基因型频率 AA( ) Aa( ) aa( )
F1配子的基因频率 A( ) a( )
F2的基因型频率 AA( ) Aa( ) aa( )
F2配子的基因频率 A( ) a( )
30%
30%
30%
10%
60%
40%
36%
48%
16%
60%
40%
36%
48%
16%
60%
40%
…
A 60%
a 40%
卵子
A 60%
a 40%
精子
36%
24%
16%
AA
Aa
Aa
24%
aa
1.前提条件
基本模型
题型二　利用遗传平衡公式计算基因频率和基因型频率
①群体数量足够大，
②全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，
③没有迁入与迁出，
④没有自然选择
⑤也没有基因突变和染色体变异
2.计算公式
(1)当等位基因只有两个(A、a)时，设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，则AA的基因型频率＝p2，Aa的基因型频率＝2pq，aa的基因型频率＝q2。
由此可见，如果满足上述五个条件，则亲代和子代每一种基因的频率都不会改变，到下一代也是如此，也就是说基因频率可以代代保持稳定不变。这就是哈代－温伯格平衡，也叫遗传平衡定律。
(2)逆推计算：已知隐性纯合子的概率，求种群的基因频率和基因型频率。
遗传平衡时X染色体上基因频率与基因型频率的关系(以红绿色盲为例)
(1)红绿色盲基因(Xb)的基因频率在男性和女性中相同，但发病率不同。
(2)人群中男性的红绿色盲发病率即为该群体Xb的基因频率。
基本模型
说明：若男性和女性数量相等，则女性携带者XBXb在女性中的比例和人群中的比例分别为18%和9%。
(3)若红绿色盲基因Xb的基因频率为10%，则
基因型 XBXB XBXb XbXb XBY XbY
典例突破6
(2023·山西太原高三检测)在一个较大的果蝇种群中，雌雄果蝇数量相等，且雌雄个体之间可以自由交配。若种群中B的基因频率为80%，b的基因频率为20%，则下列叙述错误的是( )
A.若B、b位于常染色体上，则雄果蝇中出现基因型为bb的概率为4%
B.若B、b位于常染色体上，则显性个体中出现杂合雄果蝇的概率约为17%
C.若B、b只位于X染色体上，则XbXb、XbY的基因型频率分别为4%、20%
D.若B、b的基因频率发生定向改变，则说明该果蝇种群一定发生了进化
C
典例突破4
某与外界隔离的岛屿上，经调查该地区居民中白化病的致病基因频率为a，红绿色盲的致病基因频率为b，抗维生素D佝偻病的致病基因频率为c。下列有关叙述不正确的是
D
1.自交
合子自交，基因型频率发生变化，纯合子比例逐渐增大，杂合子比例逐渐下降，但基因频率不变。
2.自由交配
在无突变、各种基因型的个体生活力相同时，处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗传平衡定律，上下代之间种群的基因频率及基因型频率都保持不变。
基本模型
题型三　自交与自由交配中基因频率的计算
典例突破5
某随机受粉植物，其高茎(H)与矮茎(h)、绿茎(G)与紫茎(g)分别受一对等位基因控制，现对一个处于遗传平衡中的该植物种群进行调查，获得的结果如下表：
表型 高绿茎 高紫茎 矮绿茎 矮紫茎
比例 63% 21% 12% 4%
下列有关分析错误的是( )
A.该种群内基因h和基因g的频率分别为0.4、0.5
B.在该种群内基因组成为Gg的个体所占比例为50%
C.H、h和G、g这两对等位基因位于一对同源染色体上
D.继续随机受粉，该种群内矮紫茎个体所占比例不变
C
构思维导图
2.(2022·浙江6月选考，17)由欧洲传入北美的耧斗菜已进化出数十个物种。分布于低海拔潮湿地区的甲物种和高海拔干燥地区的乙物种的花结构和开花期均有显著差异。下列叙述错误的是
A.甲、乙两种耧斗菜的全部基因构成了一个基因库
B.生长环境的不同有利于耧斗菜进化出不同的物种
C.甲、乙两种耧斗菜花结构的显著差异是自然选择的结果
D.若将甲、乙两种耧斗菜种植在一起，也不易发生基因交流
A
重温高考 真题演练
3.(2022·广东，14)白车轴草中有毒物质氢氰酸(HCN)的产生由H、h和D、d两对等位基因决定，H和D同时存在时，个体产HCN，能抵御草食动物的采食。如图表示某地不同区域白车轴草种群中有毒个体比例，下列分析错误的是
A.草食动物是白车轴草种群进化的选择压力
B.城市化进程会影响白车轴草种群的进化
C.与乡村相比，市中心种群中h的基因频率更高
D.基因重组会影响种群中H、D的基因频率
D
4.(2021·河北，6)雄性缝蝇的求偶方式有：①向雌蝇提供食物；②用丝缕简单缠绕食物后送给雌蝇；③把食物裹成丝球送给雌蝇；④仅送一个空丝球给雌蝇。以上四种方式都能求偶成功。下列叙述错误的是
A.求偶时提供食物给雌蝇有利于其繁殖，是一种适应性行为
B.④是一种仪式化行为，对缝蝇繁殖失去进化意义
C.③是雌蝇对雄蝇长期选择的结果
D.④可能由③进化而来
B

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