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文檔簡(jiǎn)介
如圖是野生祖先種和栽培品種香蕉的染色體核型圖,下列關(guān)于這兩種香蕉的敘述正確的是()A.都比較難形成種子 B.都能產(chǎn)生可遺傳變異C.染色體組數(shù)目相同 D.共同構(gòu)成一個(gè)基因庫(kù)B
第6章生物的進(jìn)化
進(jìn)化是指一切生命形態(tài)發(fā)生、發(fā)展的演變過(guò)程。
查爾斯·達(dá)爾文(C.R.Darwin,1809.2.12—1882.4.19),英國(guó)生物學(xué)家,生物進(jìn)化論的奠基人。他以博物學(xué)家的身份,參加了英國(guó)派遣的環(huán)球航行,做了五年的科學(xué)考察。在動(dòng)植物和地質(zhì)方面進(jìn)行了大量的觀察和采集,經(jīng)過(guò)綜合探討,形成了生物進(jìn)化的概念。1859年出版了震動(dòng)當(dāng)時(shí)學(xué)術(shù)界的《物種起源說(shuō)》。書(shū)中用大量資料證明了所有的生物都不是上帝創(chuàng)造的,而是在遺傳、變異、生存斗爭(zhēng)中和自然選擇中,由簡(jiǎn)單到復(fù)雜,由低等到高等,不斷發(fā)展變化的,提出了生物進(jìn)化論學(xué)說(shuō),從而摧毀了唯心的“神造論”和"物種不變論"。恩格斯將“進(jìn)化論”列為19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)之一(其他兩個(gè)是細(xì)胞學(xué)說(shuō)、能量守恒轉(zhuǎn)化定律)。他所提出的天擇與性擇,在目前的生命科學(xué)中是一致通用的理論。除了生物學(xué)之外,他的理論對(duì)人類(lèi)學(xué)、心理學(xué)以及哲學(xué)來(lái)說(shuō)也相當(dāng)重要。查爾斯·達(dá)爾文生物有共同祖先的證據(jù)推翻了神創(chuàng)論的達(dá)爾文
達(dá)爾文在《物種起源》一書(shū)中明確提出:地球上的當(dāng)今生物都是由共同祖先進(jìn)化來(lái)的,人和猿有共同的祖先。
自然選擇學(xué)說(shuō)揭示了生物進(jìn)化的機(jī)制,解釋了適應(yīng)的形成和物種形成的原因??键c(diǎn)1:生物有共同祖先的證據(jù)一、達(dá)爾文的進(jìn)化論主要學(xué)說(shuō)2.利用化石可以確定地球上曾經(jīng)生活過(guò)的生物的種類(lèi)及其形態(tài)、結(jié)構(gòu)、行為等特征。從動(dòng)物的牙齒化石推測(cè)它們的飲食情況從動(dòng)物的骨骼化石推測(cè)其體型大小和運(yùn)動(dòng)方式從植物化石推測(cè)其形態(tài)、結(jié)構(gòu)和分類(lèi)地位3.化石是研究生物進(jìn)化最直接、最重要的證據(jù)二、
地層中陳列的證據(jù)——化石(直接證據(jù))1.化石是指通過(guò)自然作用保存在地層中的古代生物的遺體、遺物或生活痕跡等。
證實(shí)了生物是由原始的共同祖先經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代逐漸進(jìn)化而來(lái)的;還揭示出生物由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由低等到高等、由水生到陸生的進(jìn)化順序。4.基于化石研究生物進(jìn)化的結(jié)論:遼寧古果化石標(biāo)本大部分化石發(fā)現(xiàn)于沉積巖的地層中三、當(dāng)今生物體上進(jìn)化的印跡——其他方面的證據(jù)比較及現(xiàn)象:
蝙蝠的翼、鯨的鰭、貓的前肢和人的上肢具有相似的結(jié)構(gòu)。
(一)比較解剖學(xué)證據(jù)
概念:研究比較脊椎動(dòng)物的器官、系統(tǒng)的形態(tài)和結(jié)構(gòu),可以為這些生物是否有共同的祖先尋找證據(jù)。
同源器官結(jié)論:現(xiàn)有脊椎動(dòng)物有共同祖先。
具有共同祖先的生物生活在不同的環(huán)境中,向著不同的方向進(jìn)化發(fā)展,其結(jié)構(gòu)適用于不同的生活環(huán)境,因而產(chǎn)生形態(tài)上的差異。
蝙蝠的翼、鯨的鰭、貓的前肢和人的上肢都是同源器官。具有同源器官的生物是由共同祖先演化而來(lái)的。1.下圖表示三種脊椎動(dòng)物的前肢和人的上肢骨骼示意圖,據(jù)圖回答有關(guān)問(wèn)題:(1)蝙蝠的翼、鯨的鰭、貓的前肢與人的上肢相比,在結(jié)構(gòu)上有相似之處,而且排列順序也基本一致,這說(shuō)明了生物之間存在一定的親緣關(guān)系,它們可能都是由共同的原始祖先進(jìn)化而來(lái)的。(2)這四種前(上)肢內(nèi)部結(jié)構(gòu)模式非常一致,但功能迥異,外形差別也很大,這說(shuō)明了結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng),也體現(xiàn)了生物適應(yīng)環(huán)境的特點(diǎn)。.(必修2P102圖6-3)(二)胚胎學(xué)證據(jù)
概念:胚胎學(xué)是研究動(dòng)植物胚胎的形成和發(fā)育過(guò)程的學(xué)科。比較不同動(dòng)物以及人的胚胎發(fā)育過(guò)程,現(xiàn)象:①人和魚(yú)的胚胎在發(fā)育早期出現(xiàn)鰓裂和尾,隨著發(fā)育的進(jìn)行,人的鰓裂和尾消失了,而成年的魚(yú)仍然保留了鰓和尾;②人和其他脊椎動(dòng)物在胚胎發(fā)育早期都有彼此相似的階段。
結(jié)論:支持了人和其他脊椎動(dòng)物有共同祖先的觀點(diǎn)。(三)細(xì)胞和分子水平的證據(jù)1.細(xì)胞水平的證據(jù)
當(dāng)今生物有許多共同的特征,如都有能進(jìn)行代謝、生長(zhǎng)和增殖的細(xì)胞,細(xì)胞有共同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)等,這是對(duì)生物有共同祖先這一論點(diǎn)的有力支持。2.分子水平的證據(jù)
細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的研究,可以看出截然不同的當(dāng)今生物之間也有很多相似之處。
如無(wú)論是原核生物還是真核生物,它們的細(xì)胞都有相似的基本結(jié)構(gòu);原核細(xì)胞中的藍(lán)細(xì)菌和真核細(xì)胞中的葉肉細(xì)胞都有與光合作用有關(guān)的色素和酶等,它們都能進(jìn)行光合作用,把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,將無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化為貯藏能量的有機(jī)物。①DNA分子水平:大多數(shù)現(xiàn)存生物的遺傳物質(zhì)都是DNA,而且它們的DNA在組成、結(jié)構(gòu)和功能上有許多共同之處,不同生物的DNA在行使功能時(shí)也有許多相似之處。②基因水平:人類(lèi)與猩猩、恒河猴、兔的血紅蛋白基因中部分堿基序列有一定的相似性。③蛋白質(zhì)分子水平:不同生物細(xì)胞色素c的氨基酸序列也存在很高的相似度。不同生物的DNA和蛋白質(zhì)等生物大分子,既有共同點(diǎn),又存在差異。
結(jié)論①不同生物之間的特征DNA序列都有一定的相似性,親緣關(guān)系越近的生物,其DNA序列的相似性越高。②不同生物之間特定的蛋白質(zhì)中的氨基酸序列相似度與生物之間的親緣關(guān)系密切相關(guān)。親緣關(guān)系越近的生物之間,就具有越多的共同特征。細(xì)胞和分子水平證據(jù)細(xì)胞水平物質(zhì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)細(xì)胞代謝細(xì)胞生命活動(dòng)分子水平遺傳物質(zhì)遺傳信息流動(dòng)細(xì)胞學(xué)說(shuō)化學(xué)元素種類(lèi)大致相同,無(wú)機(jī)物和有機(jī)物。細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核糖體、DNA和RNA。都能細(xì)胞呼吸,ATP是直接能源物質(zhì)。增殖、分化、衰老、凋亡。細(xì)胞生物都以DNA作為遺傳物質(zhì)。DNA的結(jié)構(gòu)均為雙螺旋結(jié)構(gòu),親緣關(guān)系越近的生物,DNA序列相似性越高都遵循“中心法則”,共用一套遺傳密碼。體現(xiàn)生物界的統(tǒng)一性。1.細(xì)胞色素c是細(xì)胞中普遍含有的一種蛋白質(zhì),約有104個(gè)氨基酸,據(jù)測(cè)算,它的氨基酸序列每2000萬(wàn)年才發(fā)生1%的改變。不同生物與人的細(xì)胞色素c氨基酸序列的差異如下表所示:生物名稱(chēng)黑猩猩獼猴狗雞響尾蛇金槍魚(yú)果蠅天蠶蛾鏈孢霉酵母菌氨基酸差異/個(gè)011113142127314344(1)根據(jù)上表分析可得出:與人親緣關(guān)系最近的是
,最遠(yuǎn)的是
。(2)本實(shí)驗(yàn)說(shuō)明氨基酸的差異越小,物種間的
,氨基酸的差異越大,物種間的
。(3)這些生物的細(xì)胞色素c在化學(xué)結(jié)構(gòu)上的相似性說(shuō)明
。
黑猩猩酵母菌親緣關(guān)系越近親緣關(guān)系越遠(yuǎn)這些生物有著共同的原始祖先(4)人類(lèi)、黑猩猩和獼猴能產(chǎn)生有著相同或相似的氨基酸序列的細(xì)胞色素c的根本原因是
。DNA的堿基序列相似度較高,具有相同或相似的基因2.(2023·浙江)不同物種體內(nèi)會(huì)存在相同功能的蛋白質(zhì),編碼該類(lèi)蛋白質(zhì)的DNA序列以大致恒定的速率發(fā)生變異。猩猩、大猩猩、黑猩猩和人體內(nèi)編碼某種蛋白質(zhì)的同源DNA序列比對(duì)結(jié)果如下表,表中數(shù)據(jù)表示DNA序列比對(duì)堿基相同的百分率。
大猩猩黑猩猩人猩猩96.61%96.58%96.70%大猩猩
98.18%98.31%黑猩猩
98.44%下列敘述錯(cuò)誤的是(
)A.表中數(shù)據(jù)為生物進(jìn)化提供了分子水平的證據(jù)B.猩猩出現(xiàn)的時(shí)間早于大猩猩、黑猩猩C.人類(lèi)、黑猩猩、大猩猩和猩猩具有共同的祖先D.黑猩猩和大猩猩的親緣關(guān)系比黑猩猩與猩猩的親緣關(guān)系遠(yuǎn)D3.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(guò)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(shuō)明它們是由不同的祖先演化而來(lái)C.人和魚(yú)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(yú)有共同祖先來(lái)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B考點(diǎn)2:自然選擇與適應(yīng)的形成適應(yīng)是普遍存在的,即所有的生物都具有適應(yīng)環(huán)境的特征;枯葉蝶防御敵害、隱藏自己仙人掌葉子退化,減少水分蒸發(fā)老虎牙齒鋒利,利于捕食但由于環(huán)境總是處于不斷的變化中,遺傳的穩(wěn)定性與環(huán)境不斷變化之間的矛盾讓適應(yīng)具有相對(duì)性。一、適應(yīng)的概念
適應(yīng)是指生物都具有適應(yīng)環(huán)境的特征,即生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)適合于完成一定的功能,或生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)或功能適合于該生物在一定的環(huán)境中生存和繁殖。二、適應(yīng)的普遍性和相對(duì)性
適應(yīng)性特征來(lái)自遺傳,即來(lái)源于可遺傳的有利變異的逐代積累,是對(duì)之前的環(huán)境適應(yīng)的結(jié)果。由于環(huán)境總是處于不斷變化中的,遺傳的穩(wěn)定性與環(huán)境不斷變化之間的矛盾是適應(yīng)相對(duì)性的根本原因。(保護(hù)色、警戒色、擬態(tài))♂各種生物的適應(yīng)性特征是如何形成的?耶穌(公元前4——公元30)耶穌(公元前4——公元30)
所有的物種都是上帝創(chuàng)造的,各種生物都是自古以來(lái)就如此的,既沒(méi)有物種的絕滅,也沒(méi)有新的物種產(chǎn)生。不同物種之間沒(méi)有親緣關(guān)系。拉馬克1744-1829三、適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果(一)神創(chuàng)論----物種不變論(二)拉馬克的進(jìn)化學(xué)說(shuō)
拉馬克是歷史上第一個(gè)提出比較完整的進(jìn)化學(xué)說(shuō);提出進(jìn)化如何發(fā)生,并將多樣性與適應(yīng)環(huán)境聯(lián)系起來(lái)的生物學(xué)家。徹底否定了物種不變論,奠定了科學(xué)生物進(jìn)化論的基礎(chǔ)。
拉馬克(拉馬克1774-1829),法國(guó)博物學(xué)家。生物學(xué)偉大的奠基人之一,生物學(xué)一詞是他發(fā)明的,最先提出生物進(jìn)化的學(xué)說(shuō),是進(jìn)化論的倡導(dǎo)者和先驅(qū)。圣母瑪利亞意大利佛朗哥?費(fèi)魯奇拉馬克的進(jìn)化學(xué)說(shuō)的主要內(nèi)容①否定物種不變論,認(rèn)為所有生物是由更古老的生物進(jìn)化來(lái)的。
②各種生物的適應(yīng)性特征并不是自古以來(lái)都是如此的,而是在進(jìn)化過(guò)程中逐漸形成的③生物各種適應(yīng)性的形成都是由于用進(jìn)廢退和獲得性遺傳。
用進(jìn)廢退:即經(jīng)常使用的器官就發(fā)達(dá),不使用的就退化。食蟻獸食蟻獸舌頭之所以細(xì)長(zhǎng),是長(zhǎng)期舔食螞蟻的結(jié)果因用進(jìn)廢退而獲得的性狀是可以遺傳給后代的。
拉馬克提出的用進(jìn)廢退和獲得性遺傳的觀點(diǎn)缺少科學(xué)證據(jù)的支持,大多來(lái)自主觀臆測(cè)。拉馬克過(guò)于強(qiáng)調(diào)環(huán)境的變化直接導(dǎo)致物種的改變。拉馬克的進(jìn)化學(xué)說(shuō)的不足:
下列說(shuō)法符合拉馬克進(jìn)化觀點(diǎn)的是()①食蟻獸的舌頭之所以細(xì)長(zhǎng),是由于長(zhǎng)期舔食螞蟻的結(jié)果②比目魚(yú)的雙眼并列于向光的一面,是由于長(zhǎng)期臥伏于海底生活的緣故③長(zhǎng)頸鹿經(jīng)常努力伸長(zhǎng)頸和前肢去吃樹(shù)上的葉子,因此頸和前肢都變得很長(zhǎng)④鼴鼠由于長(zhǎng)期生活于地下,眼睛就萎縮退化⑤病菌抗藥性的不斷加強(qiáng)是由于抗生素對(duì)病菌的抗藥性變異定向選擇并逐代積累的結(jié)果A.①②③B.④C.①②③④D.①②③④⑤C(三)達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)達(dá)爾文的生物進(jìn)化論兩大學(xué)說(shuō):①共同由來(lái)學(xué)說(shuō)地球上所有的生物都是由原始的共同祖先進(jìn)化來(lái)的。
②自然選擇學(xué)說(shuō)
揭示了生物進(jìn)化的機(jī)制,解釋了適應(yīng)的形成和物種形成的原因。
達(dá)爾文提出的自然選擇學(xué)說(shuō)對(duì)生物的進(jìn)化和適應(yīng)的形成作出了合理的解釋?zhuān)J(rèn)為適應(yīng)的來(lái)源是可遺傳的變異,適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果。1.達(dá)爾文——適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果適者生存自然選擇的基礎(chǔ)進(jìn)化的動(dòng)力(外因)進(jìn)化的材料(內(nèi)因)進(jìn)化的結(jié)果遺傳變異變異不定向自然選擇定向
適應(yīng)的來(lái)源是可遺傳的變異,適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果生存斗爭(zhēng)的類(lèi)別:同種生物之間、異種生物之間以及生物和環(huán)境之間的斗爭(zhēng)。生存斗爭(zhēng)的原因:
(過(guò)度繁殖,數(shù)目加劇,環(huán)境資源是有限)
在生存斗爭(zhēng)中,適者生存,不適者被淘汰的過(guò)程,就是自然選擇。
有利變異可以遺傳給下一代,變異為生物進(jìn)化提供了原材料。遺傳不斷的積累有利變異,最終發(fā)生質(zhì)變實(shí)現(xiàn)進(jìn)化。解釋模型構(gòu)建:基于事實(shí)——進(jìn)行推理——得出結(jié)論過(guò)度繁殖自然選擇的基礎(chǔ)生存斗爭(zhēng)自然選擇的手段,生物進(jìn)化的動(dòng)力遺傳變異生物進(jìn)化的內(nèi)因適者生存自然選擇的結(jié)果
過(guò)度繁殖、資源有限導(dǎo)致生存斗爭(zhēng)(種內(nèi)斗爭(zhēng)、種間斗爭(zhēng)和生物與環(huán)境的斗爭(zhēng));具有有利的可遺傳變異的個(gè)體(適應(yīng)環(huán)境的個(gè)體)在生存斗爭(zhēng)中生存下來(lái),不適者被淘汰(生存斗爭(zhēng)推動(dòng)生物進(jìn)化);有利變異通過(guò)遺傳世代積累,最終形成新物種。運(yùn)用自然選擇學(xué)說(shuō)解釋適應(yīng)的形成
(1)長(zhǎng)頸鹿主要以樹(shù)葉為食,而在漫長(zhǎng)的干旱季節(jié),食物的缺乏是經(jīng)常發(fā)生的。設(shè)想在某個(gè)歷史時(shí)期,長(zhǎng)頸鹿的祖先群體中出現(xiàn)了頸長(zhǎng)的個(gè)體,這一變異是可以遺傳的。這樣的個(gè)體在生存和繁殖上具有什么優(yōu)勢(shì)?
長(zhǎng)頸鹿的祖先群體產(chǎn)生的后代超過(guò)環(huán)境承受能力(過(guò)度繁殖);所需的樹(shù)葉不夠吃(生存斗爭(zhēng));它們有頸長(zhǎng)和頸短的差異(遺傳變異);頸長(zhǎng)的能吃到樹(shù)葉生存下來(lái),產(chǎn)生后代的概率大。頸短的卻因吃不到樹(shù)葉而最終餓死了(適者生存)。
經(jīng)過(guò)若干代的繁殖,頸長(zhǎng)的個(gè)體所占的比例增大,長(zhǎng)此以往,終于形成了現(xiàn)在的長(zhǎng)頸鹿。
(2)經(jīng)過(guò)若干代的繁殖,長(zhǎng)頸鹿祖先群體中頸長(zhǎng)的個(gè)體所占的比例將會(huì)怎樣的變化?
(先不定向變異)枯葉蝶的祖先種群中出現(xiàn)翅似枯葉的變異個(gè)體后,由于這種變異是可遺傳的有利變異,(后環(huán)境定向選擇)這種變異的個(gè)體生存和留下后代的機(jī)會(huì)多,久而久之,使這類(lèi)蝴蝶具有翅似枯葉的適應(yīng)性特征。
(3)枯葉蝶在停息時(shí)形似枯葉這一適應(yīng)性特征的形成,如何用自然選擇學(xué)說(shuō)來(lái)解釋?(4)基于以上分析,請(qǐng)你用自己的話概括適應(yīng)性特征是如何形成的。①群體中出現(xiàn)可遺傳的有利變異(內(nèi)因)
自然選擇通常是比較漫長(zhǎng)的。在一定環(huán)境的選擇作用下,可遺傳的有利變異會(huì)賦予某些個(gè)體生存和繁殖的優(yōu)勢(shì),經(jīng)過(guò)代代繁殖,群體中這樣的個(gè)體就會(huì)越來(lái)越多,有利變異通過(guò)逐代積累而成為顯著的適應(yīng)性特征,進(jìn)而出現(xiàn)新的生物類(lèi)型。②環(huán)境的定向選擇(外因)適應(yīng)形成的必要條件:關(guān)鍵詞:過(guò)度繁殖+資源有限→生存斗爭(zhēng)+存在遺傳變異→自然選擇→適者生存→有利變異逐代積累結(jié)合自然選擇學(xué)說(shuō)的解釋模型,解釋細(xì)菌產(chǎn)生抗藥性的原因。
細(xì)菌在繁殖過(guò)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;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(zhēng)中不占優(yōu)勢(shì);在使用抗生素以后,抗藥性弱的個(gè)體大量死亡,抗藥性強(qiáng)的個(gè)體就有機(jī)會(huì)產(chǎn)生更多的后代;一段時(shí)間以后,抗生素的效果就會(huì)下降。這一解釋未能深入到基因水平,沒(méi)有說(shuō)明基因突變?cè)谶M(jìn)化中的作用。拉馬克解釋生物進(jìn)化的原因:達(dá)爾文解釋生物進(jìn)化的原因:
拉馬克觀點(diǎn)的核心(用進(jìn)廢退和獲得性遺傳)2.達(dá)爾文與拉馬克的觀點(diǎn)比較
長(zhǎng)頸鹿以樹(shù)葉為食,草地退化(環(huán)境改變)后,要吃樹(shù)葉,于是使勁將頸伸長(zhǎng)(主觀意愿),這樣頸越伸越長(zhǎng)(用進(jìn)),并且這一性狀能遺傳給后代(獲得性遺傳)。長(zhǎng)此以往,終于形成了現(xiàn)在的長(zhǎng)頸鹿。
(不定向)變異在前,(定向)自然選擇在后。變異=適應(yīng)(變異即是為了適應(yīng))變異+適應(yīng)=選擇(通過(guò)生存斗爭(zhēng)對(duì)變異進(jìn)行選擇)3.達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)的意義4.達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)的局限性和發(fā)展
(1)對(duì)于遺傳和變異的認(rèn)識(shí)還局限于性狀水平,不能科學(xué)地解釋遺傳變異的本質(zhì)。(2)對(duì)生物進(jìn)化的解釋局限于個(gè)體水平,認(rèn)為生物進(jìn)化是以個(gè)體為單位。(1)合理地解釋了生物進(jìn)化的原因,使生物學(xué)第一次擺脫了神學(xué)的束縛;(2)揭示了生物界統(tǒng)一性的原因:所有生物都有共同的祖先;(3)正確解釋了生物的適應(yīng)性和多樣性是進(jìn)化的結(jié)果?,F(xiàn)代生物進(jìn)化理論現(xiàn)代生物進(jìn)化理論深入到基因水平以種群為單位
(3)強(qiáng)調(diào)物種形成都是漸變過(guò)程,不能解釋物種大爆發(fā)現(xiàn)象。用達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說(shuō)的觀點(diǎn)來(lái)判斷,下列敘述正確的是()A.在長(zhǎng)期有毒農(nóng)藥的誘導(dǎo)下,農(nóng)田害蟲(chóng)產(chǎn)生了抗藥性B.長(zhǎng)頸鹿經(jīng)常努力伸長(zhǎng)頸和前肢去吃樹(shù)上的葉子,因此頸和前肢都變得很長(zhǎng)C.北極熊生活在冰天雪地的環(huán)境里,它們定向產(chǎn)生了適應(yīng)白色環(huán)境的變異D.野兔保護(hù)性的體色和鷹銳利的目光,是它們長(zhǎng)期互相選擇的結(jié)果
解析:D農(nóng)田害蟲(chóng)本身存在著或強(qiáng)或弱抗藥性的變異,在有毒農(nóng)藥長(zhǎng)期的自然選擇作用下,農(nóng)田害蟲(chóng)抗藥性得到積累加強(qiáng);長(zhǎng)頸鹿經(jīng)常努力伸長(zhǎng)頸和前肢去吃樹(shù)上的葉子,因此頸和前肢都變得很長(zhǎng),這是拉馬克用進(jìn)廢退、獲得性遺傳的觀點(diǎn)的體現(xiàn);變異是不定向的,環(huán)境對(duì)變異起選擇作用,北極熊的體色是與環(huán)境一致的白色,是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果;野兔的保護(hù)色和鷹銳利的目光,是它們長(zhǎng)期互相選擇的結(jié)果。D現(xiàn)代生物進(jìn)化理論杜布贊斯基在《遺傳學(xué)和物種起源》中完成對(duì)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的綜合,主要包括:①自然選擇決定進(jìn)化的方向,使生物向著適應(yīng)環(huán)境的方向發(fā)展。②種群是生物進(jìn)化的基本單位,進(jìn)化機(jī)制的研究,屬于群體遺傳學(xué)的范疇;☆進(jìn)化的實(shí)質(zhì)就在于種群的基因頻率的改變,并由此引起生物類(lèi)型的逐漸演變。③突變、選擇、隔離是物種形成和生物進(jìn)化的機(jī)制杜布贊斯基考點(diǎn)3:種群基因組成的變化與物種的形成一、種群基因組成的變化與生物進(jìn)化
自然選擇人工選擇誰(shuí)來(lái)選擇自然環(huán)境條件人選擇目的有利于生物生存有利于人類(lèi)實(shí)例害蟲(chóng)和病菌抗藥性肉食雞、蛋雞等聯(lián)系都能改變基因頻率,使生物進(jìn)化(一)種群和種群基因庫(kù)1.種群:生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體的集和叫作種群。2.基因庫(kù):一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因,叫作這個(gè)種群的基因庫(kù)。一定的自然區(qū)域中只有一個(gè)基因庫(kù)嗎?
。錯(cuò)種群是生物繁殖的基本單位,種群是生物進(jìn)化的基本單位。
種群中的個(gè)體并不是機(jī)械地集合在一起,而是彼此可以交配,并通過(guò)繁殖將各自的基因傳給后代?;蝾l率:在一個(gè)種群基因庫(kù)中,某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比率?;蛐皖l率:在一個(gè)種群中,某基因型個(gè)體占種群內(nèi)全部個(gè)體的比率?;蛐皖l率=某基因型個(gè)體總數(shù)種群全部個(gè)體數(shù)×100%某昆蟲(chóng)決定翅色的基因頻率種群基因頻率的計(jì)算
應(yīng)用:色盲在男性和女性中發(fā)病率的關(guān)系。D1.(2022·重慶·統(tǒng)考高考真題)人的扣手行為屬于常染色體遺傳,右型扣手(A)對(duì)左型扣手(a)為顯性。某地區(qū)人群中AA、Aa、aa基因型頻率分別為0.16、0.20、0.64。下列敘述正確的是(
)A.該群體中兩個(gè)左型扣手的人婚配,后代左型扣手的概率為3/50B.該群體中兩個(gè)右型扣手的人婚配,后代左型扣手的概率為25/324C.該群體下一代AA基因型頻率為0.16,aa基因型頻率為0.64D.該群體下一代A基因頻率為0.4,a基因頻率為0.6B2.(2023·山東德州模擬)某小鼠群體中,A+、A和a互為等位基因,該種群基因型及個(gè)體數(shù)如下表:基因型A+A+A+AA+aAAAaaa個(gè)體數(shù)100200300100200100下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(
)A.A+的基因頻率是35%B.A+、A、a是基因突變的結(jié)果C.A+和A的根本區(qū)別是堿基序列不同D.該小鼠群體所有的A+、A、a基因,構(gòu)成小鼠的基因庫(kù)D3.在一個(gè)較大的果蠅種群中,XB的基因頻率為90%,Xb的基因頻率為l0%,雌雄果蠅數(shù)相等,理論上XbXb、XbY的基因型頻率分別是()A.10%、10%B.1%、2%C.5%、0.5%D.0.5%、5%D【解析】由已知可得XB:Xb=9:1,且雄性個(gè)體的X:Y=1:1XbXb0.5%XbY5%根據(jù)遺傳平衡定律計(jì)算基因頻率和基因型頻率2.計(jì)算公式:當(dāng)?shù)任换蛑挥袃蓚€(gè)(設(shè)為A、a)時(shí),設(shè)p表示A的基因頻率,q表示a的基因頻率,則:基因型AA的頻率=
;基因型Aa的頻率=
;基因型aa的頻率=
;(p+q)2=
=1。
1.若已知某種純合子的基因型頻率,即可直接開(kāi)方求出相應(yīng)基因的頻率。如在進(jìn)行有性生殖的理想種群中,某種群隱性性狀(aa)的頻率為0.01,則a的基因頻率為=
。p22pqq2p2+2pq+q20.11.前提:在理想種群中。
(1)種群足夠大。(2)所有雌、雄個(gè)體之間自由交配并產(chǎn)生后代。(3)沒(méi)有遷入和遷出。(4)沒(méi)有自然選擇。(5)沒(méi)有基因突變。
2.(2023·廣東六校聯(lián)考)經(jīng)調(diào)查在某一種群內(nèi)AA的基因型頻率為40%,Aa的基因型頻率為60%,aa(致死基因型)的基因型頻率為0,那么隨機(jī)交配繁殖一代,下列說(shuō)法正確的是(
)A.AA的基因型頻率占49/91B.Aa的基因型頻率占42/100C.自然選擇過(guò)程直接作用于個(gè)體的基因型D.該種群未發(fā)生進(jìn)化A人的ABO血型系統(tǒng)決定于3個(gè)等位基因IA、IB、i,設(shè)基因IA的頻率為p,基因IB的頻率為q,基因i的頻率為r,人群中p+q+r=1。
在遺傳平衡的人群中,IAIA的基因型頻率為p2,IAi的基因型頻率為2pr;IBIB的基因型頻率為q2,IBi的基因型頻率為2qr;ii的基因型頻率為r2;IAIB的基因型頻率為2pq。(p+q+r)2=p2+q2+r2+2pq+2pr+2qr=1復(fù)等位基因頻率計(jì)算IAIAIBIBiiIAIBIAiIBi
通過(guò)抽樣調(diào)查發(fā)現(xiàn)血型頻率(基因型頻率):A型血(IAIA,IAi)的頻率=0.45;B型血(IBIB,IBi)的頻率=0.13;AB型血(IAIB)的頻率=0.06;O型血(ii)=0.36。試計(jì)算IA、IB、i的基因頻率。(p+q+r)2=p2+q2+r2+2pq+2pr+2qr=1IAIAIBIBiiIAIBIAiIBiO型血的基因型頻率=r2=0.36;A型血的基因型頻率=p2+2pr=0.45;
B型血的基因頻率=q2+2qr=0.13;AB型血的基因型頻率=2pq=0.06。
解方程即可得出IA的基因頻率為0.3;IB的基因頻率為0.1;i的基因頻率為0.6。
1.檢驗(yàn)429人的ABO血型,IA頻率為0.24。IB頻率為0.06。那么O型血的人數(shù)應(yīng)是()A.200人B.210人C.220人D.230人解析:雄配子:IA、IB、i,雌配子:IA、IB、i,O型血的概率是:0.70*0.70=0.49所以O(shè)型血的人為0.49*429=210,選BB2.ABO血型系統(tǒng)由3個(gè)等位基因IA、IB、i決定,通過(guò)調(diào)查一由400個(gè)個(gè)體組成的群體,發(fā)現(xiàn)180人為A型血,144人為O型血,從理論上推測(cè),該人群中血型為B型的人應(yīng)有()A.24人B.36人C.52人D.76人C
解析:在ABO血型系統(tǒng)得基因中有3種:IA、IB、i,設(shè)IA為P,IB為q,i為r,三種基因頻率之和應(yīng)等于1,所有基因型頻率的和等于1,即:(p+q+r)2=p2+q2+r2+2pq+2pr+2qr=1。A型血的基因頻率=p2+2pr,B型血的基因頻率=q2+2qr,AB型血的基因頻率=2pq,O型的基因頻率=r2。根據(jù)題意可以知道O型的有144人,總?cè)藬?shù)有400人,則r2=144/400,r=6/10。180人為A型血,則有p2+2pr=180/400,把r=6/10代入其中,可以知道p=3/10。由于p+q+r=1,可以知道q=1-p-r=1/10,而B(niǎo)型血的基因頻率=q2+2qr=13%,則B型血的人數(shù)應(yīng)為13%×400=52人,故正確答案為C,52人。
3.金魚(yú)的一對(duì)相對(duì)性狀由一對(duì)等位基因(A、a)控制,其中a基因在純合時(shí)使胚胎致死(aa、XaXa、XaY等均為純合子).現(xiàn)取一對(duì)金魚(yú)雜交,F(xiàn)1代金魚(yú)共67只,其中雄金魚(yú)21只,則F1代金魚(yú)自由交配所得F2代成活個(gè)體中,a基因頻率為()A.1/8B.1/6C.1/11D.1/14C解析:一對(duì)金魚(yú)雜交,F(xiàn)1代金魚(yú)共67只,其中雄金魚(yú)21只,雌性個(gè)體:雄性個(gè)體≈2:1,說(shuō)明金魚(yú)的這一對(duì)等位基因位于X染色體上,親本的基因型為XAXa、XAY,F(xiàn)1中,雌性個(gè)體的基因型為XAXa、XAXA,產(chǎn)生卵細(xì)胞的基因型及比例是:XA:Xa=3:1,雄性個(gè)體的基因型為XAY,產(chǎn)生的精子的基因型及比例是XA:Y=1:1,因此F1代金魚(yú)自由交配所得F2代的基因型及比例是:XAXA:XAXa:XAY:XaY=3:1:3:1.,其中XaY死亡,所以成活個(gè)體中XAXA:XAXa:XAY=3:1:3;Xa的基因頻率=1÷(3×2+1×2+3)=1\11.故選:C.4.囊性纖維變性是一種常染色體遺傳病,在歐洲人群中每2500個(gè)人中就有一人患此病。如果一對(duì)健康的夫婦有一個(gè)患病的兒子,此后,該女又與另一健康男子再婚,則再婚后他們生一個(gè)患此病的男孩的概率是多少?()A.0.49%B.0.04%C.3.9%D.2%
解析:該婦女與歐洲人群中基因型為Aa的男人結(jié)婚生育囊性纖維變性患者的概率為1/4,生育囊性纖維變性男孩的概率為1/8(白化病患者1/4,生男生女各1/2)。則該婦女與健康男子結(jié)婚生育一患囊性纖維變性男孩的概率為:1/4×1/2×0.0392≈0.49%。0.0392=98/2499A5.在某個(gè)海島上,每一萬(wàn)個(gè)人中有500名男子患紅綠色盲,則該島上的人群中,女性攜帶者的數(shù)量為每萬(wàn)人中有?(假設(shè)男女比為1:1)()A.1000人B.900人C.800人D.700人
解析:假設(shè)男女比為1:1每一萬(wàn)個(gè)人中有500名男子患紅綠色盲,可知男性色盲患者的發(fā)病率為500/(10000/2)=10%可知Xb=10%那么XB=90%,女性攜帶者概率為2*10%*90%=18%,女性攜帶者的數(shù)量為每萬(wàn)人中有(假設(shè)男女比為1:1)18%*10000/2=900。B自交與自由交配中基因頻率的計(jì)算1.自交2.自由交配
在無(wú)突變、各種基因型的個(gè)體生活力相同時(shí),處于遺傳平衡的種群自由交配遵循遺傳平衡定律,上下代之間種群的基因頻率及基因型頻率都保持不變。
雜合子自交,基因型頻率發(fā)生變化,純合子比例逐漸增大,雜合子比例逐漸下降,但基因頻率不變。1.(2024·海南選擇考)匍匐雞是一種矮型雞,匍匐性狀基因(A)對(duì)野生性狀基因(a)為顯性,這對(duì)基因位于常染色體上,且A基因純合時(shí)會(huì)導(dǎo)致胚胎死亡。某雞群中野生型個(gè)體占20%,匍匐型個(gè)體占80%,隨機(jī)交配得到F1,F(xiàn)1雌、雄個(gè)體隨機(jī)交配得到F2。下列有關(guān)敘述正確的是(
)A.F1中匍匐型個(gè)體的比例為12/25B.與F1相比,F(xiàn)2中A基因頻率較高C.F2中野生型個(gè)體的比例為25/49D.F2中a基因頻率為7/9√2.(2024·湖南、江西十四校聯(lián)考)紅綠色盲是一種常見(jiàn)的伴X染色體隱性遺傳病。假設(shè)在一個(gè)數(shù)量較大的群體中,男女比例相等,XB的基因頻率為80%,Xb的基因頻率為20%,下列說(shuō)法正確的是(
)A.該群體男性中的Xb的基因頻率高于20%B.一對(duì)表現(xiàn)正常的夫婦,不可能生出患紅綠色盲的孩子C.在這一人群中,XbXb、XbY的基因型頻率依次為2%、10%D.如果不采取遺傳咨詢(xún)、基因檢測(cè)等措施,該群體中紅綠色盲的發(fā)病率會(huì)越來(lái)越高√3.與外界隔離的某島嶼上,經(jīng)調(diào)查該地區(qū)居民中白化病的致病基因頻率為a,紅綠色盲的致病基因頻率為b,抗維生素D佝僂病的致病基因頻率為c,下列有關(guān)敘述不正確的是√4.真題演練(2023·湖北)某二倍體動(dòng)物種群有100個(gè)個(gè)體,其常染色體上某基因有A1、A2、A3三個(gè)等位基因。對(duì)這些個(gè)體的基因A1、A2、A3進(jìn)行PCR擴(kuò)增,凝膠電泳及統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖所示。該種群中A3的基因頻率是A.52% B.27% C.26% D.2%B遺傳平衡群體無(wú)法進(jìn)化怎樣進(jìn)化?先打破平衡種群較小不自由交配有突變有自然選擇有遷入、遷出基因頻率發(fā)生改變
對(duì)自然界的種群來(lái)說(shuō),不能滿(mǎn)足遺傳平衡規(guī)律的種群基因頻率會(huì)發(fā)生變化嗎?影響基因頻率改變的因素有哪些?遺傳漂變——基因頻率的隨機(jī)波動(dòng)3.基因頻率:在一個(gè)種群基因庫(kù)中,某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比值,叫作基因頻率。
(1)影響種群基因頻率發(fā)生變化的因素:基因突變、染色體變異、自然選擇、遷移和遺傳漂變等
(2)生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是:種群基因頻率發(fā)生(定向)改變(二)突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料1.可遺傳的變異來(lái)源:突變(基因突變、染色體變異)和基因重組2.生物的變異是不定向的,只是產(chǎn)生了生物進(jìn)化的原材料,不能決定生物進(jìn)化的方向。3.突變有害和有利不是絕對(duì)的,往往取決于環(huán)境。(三)自然選擇決定生物進(jìn)化的方向:
突變和基因重組都是隨機(jī)的、不定向的,因此它們只是提供了生物進(jìn)化的原材料,不能決定種群基因頻率的變化方向,即不能決定生物進(jìn)化的方向。不定向的定向改變(1)原因:在自然選擇的作用下,具有有利變異的個(gè)體有更多的機(jī)會(huì)產(chǎn)生后代,種群中相應(yīng)基因的頻率會(huì)________;相反,具有不利變異的個(gè)體留下后代的機(jī)會(huì)少,種群中相應(yīng)基因的頻率會(huì)______。(2)結(jié)果:在自然選擇的作用下,__會(huì)發(fā)生定向改變,導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。不斷提高下降種群的基因頻率探究·實(shí)踐第一年第二年第三年第四年…….基因型頻率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因頻率S20%23%s80%77%12.9%25.8%61.3%26%74%14.3%29.7%56.0%29%71%升高升高降低升高降低分析結(jié)果,得出結(jié)論環(huán)境的選擇作用使s基因頻率越來(lái)越低,S基因的頻率越來(lái)越高。自然選擇使種群基因頻率發(fā)生定向改變。樺尺蛾種群中s基因(決定淺色性狀)的頻率為什么越來(lái)越低呢?1870年,樺尺蛾種群基因型頻率為SS10%,Ss20%,ss70%。S基因的頻率為20%。在樹(shù)干變黑這一環(huán)境條件下,假如樹(shù)干變黑不利于淺色樺尺蛾的生存,使得淺色個(gè)體每年減少10%,黑色個(gè)體每年增加10%。探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響基因突變基因重組新的等位基因多種多樣的基因型種群中出現(xiàn)大量可遺傳的變異形成了進(jìn)化的原材料
自然選擇有利變異積累不利變異淘汰種群基因頻率
定向改變生物進(jìn)化
在定向的自然選擇的作用下,種群的基因頻率會(huì)發(fā)生定向改變,導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。1.自然選擇的實(shí)質(zhì)什么?自然選擇作用的直接對(duì)象、間接對(duì)象、根本對(duì)象分別是什么?自然選擇的實(shí)質(zhì)——種群基因頻率的定向改變自然選擇的直接對(duì)象——生物個(gè)體的變異性狀(表現(xiàn)型)自然選擇的間接對(duì)象——相關(guān)的基因型自然選擇的根本對(duì)象——與生物個(gè)體變異性狀相對(duì)應(yīng)的基因
變異是不定向的,自然選擇是定向的,自然選擇決定生物的進(jìn)化方向。2.生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì):種群基因頻率在自然選擇作用下的定向改變4.生物進(jìn)化的方向是指
。適應(yīng)環(huán)境的方向3.“自然選擇”中的自然是指
。環(huán)境
變異在
(前/后),自然選擇在
(前/后);即變異在環(huán)境變化之前已經(jīng)產(chǎn)生,環(huán)境只起選擇作用,并不影響變異的方向。通過(guò)環(huán)境選擇將生物個(gè)體產(chǎn)生的適應(yīng)環(huán)境的變異保留下來(lái)。1.物種的概念
在遺傳學(xué)和進(jìn)化論中,把能夠在自然狀態(tài)下相互交配,并能夠產(chǎn)生出可育后代的一群生物稱(chēng)為一個(gè)物種,簡(jiǎn)稱(chēng)“種”。種群物種概念生活地域相互關(guān)系生活在同一區(qū)域的同種生物總和。彼此可以交配實(shí)現(xiàn)基因交流。在自然狀態(tài)下能夠相互交配和繁殖,并產(chǎn)生可育后代的一群生物個(gè)體。同一地點(diǎn)一定自然區(qū)域一個(gè)物種可以包括多個(gè)種群,一個(gè)種群內(nèi)只有一個(gè)物種二、隔離在物種形成中的作用-----隔離導(dǎo)致物種的形成地理隔離(生殖隔離的先決條件)生殖隔離(區(qū)分物種的主要依據(jù))
①地理隔離:同種生物由于地理障礙而分成不同的種群,使得種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象。
②生殖隔離:不同物種之間一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能產(chǎn)生可育后代的現(xiàn)象。隔離:不同種群間的個(gè)體,在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象(界門(mén)綱目科屬種)東北虎華南虎亞洲象非洲象
在遺傳學(xué)和進(jìn)化論的研究中,把能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物稱(chēng)為一個(gè)物種,簡(jiǎn)稱(chēng)“種”。界門(mén)目科屬種綱動(dòng)物界脊椎動(dòng)物門(mén)奇蹄目馬科馬屬馬哺乳綱驢屬驢動(dòng)物界脊椎動(dòng)物門(mén)食肉目貓科豹屬虎哺乳綱獅南美洲原始地雀教材P1172.隔離及其在物種形成中的作用南美洲地雀變異類(lèi)型一新物種一變異類(lèi)型二多種基因型
突變基因重組地理隔離阻止基因交流
不同自然選擇基因頻率定向改變
長(zhǎng)時(shí)間積累基因庫(kù)差別顯著生殖隔離新物種二突變和基因重組種群基因頻率自然選擇原材料方向改變基因庫(kù)差別積累時(shí)間地理隔離等產(chǎn)生生殖隔離導(dǎo)致物種形成標(biāo)志
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。(1)進(jìn)化取決于種群基因頻率是否發(fā)生改變。只要種群的基因頻率發(fā)生改變,生物就一定發(fā)生了進(jìn)化。(2)物種形成取決于是否形成生殖隔離。①進(jìn)化是量變,進(jìn)化不一定形成新物種。②物種形成是質(zhì)變,新物種形成一定發(fā)生了進(jìn)化(3)新物種形成不一定經(jīng)過(guò)地理隔離,但不管哪種方式都需要達(dá)到生殖隔離才能完成新物種的形成。地理隔離是物種形成的量變階段,生殖隔離是物種形成的質(zhì)變時(shí)期。隔離是物種形成的必要條件。物種形成的三大模式[易錯(cuò)提醒]種群≠物種,物種的形成也不一定要經(jīng)過(guò)地理隔離。AABBCC(普通小麥)DD(黑麥)ABC配子D配子ABCD(不育)AABBCCDD(八倍體小黑麥)(可育)秋水仙素處理例:八倍體小黑麥的培育
進(jìn)化是量變,物種形成是質(zhì)變;生殖隔離是物種形成的標(biāo)志,是物種形成的最后階段,是物種間的真正界限。一、協(xié)同進(jìn)化不同物種之間、生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展,這就是共同進(jìn)化。1.概念:2.原因:
生物與生物之間的相互選擇和生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間的相互影響。一種植物專(zhuān)門(mén)由一種動(dòng)物傳粉考點(diǎn)4:協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性的形成小丑魚(yú)和??鼍投箍浦参铩N間互助不同物種之間的共同進(jìn)化3.不同生物間的共同進(jìn)化生物與生物之間的協(xié)同進(jìn)化,僅發(fā)生在不同物種之間,同種生物間不存在協(xié)同進(jìn)化。
自然選擇有利于羚羊種群中肌肉發(fā)達(dá)、動(dòng)作敏捷的個(gè)體,也有利于獵豹種群中跑得快的個(gè)體。這兩個(gè)物種的進(jìn)化過(guò)程宛如一場(chǎng)漫長(zhǎng)的“軍備競(jìng)賽”。獵豹追捕羚羊——種間斗爭(zhēng)不同物種之間的共同進(jìn)化捕食者的存在是否對(duì)被捕食者有害無(wú)益?
①收割理論:捕食者往往捕食個(gè)體數(shù)量多的物種,這樣就會(huì)避免出現(xiàn)一種或少數(shù)幾種生物占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的局面,為其他物種的形成騰出空間,捕食者的存在有利于增加物種多樣性,并使多個(gè)生物種群的數(shù)量維持在一定范圍內(nèi);②捕食者吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的個(gè)體,客觀上起到了促進(jìn)種群發(fā)展的作用;
③“精明的捕食者”策略:
捕食者一般不能將所有的獵物吃掉,否則自己也無(wú)法生存。捕食關(guān)系有利于捕食者和被捕食者協(xié)同進(jìn)化。捕食、寄生、競(jìng)爭(zhēng)4.生物和無(wú)機(jī)環(huán)境間的共同進(jìn)化原始大氣最初無(wú)氧氣
→氧氣需氧型厭氧型→類(lèi)型代謝原始生物出現(xiàn)光
合生物
通過(guò)漫長(zhǎng)的共同進(jìn)化過(guò)程,地球上不僅出現(xiàn)了千姿百態(tài)的物種,豐富多彩的基因庫(kù),而且形成了多種多樣的生態(tài)系統(tǒng),也就是形成了生物的多樣性。二、生物多樣性的形成物種多樣性
遺傳多樣性(基因多樣性)生態(tài)系統(tǒng)多樣性1.生物多樣性的內(nèi)容:3.研究生物進(jìn)化的主要依據(jù):化石2.形成生物多樣性的原因:長(zhǎng)期自然選擇、共同進(jìn)化的結(jié)果指遺傳信息的總和,包括地球上所有動(dòng)植物、微生物個(gè)體的基因。地球上生物物種的多樣性。生物圈中生態(tài)環(huán)境、生物群落和生態(tài)過(guò)程的多樣性。46億年前地球形成30多億年前生命的起源5.4億年前前寒武紀(jì)
寒武紀(jì)2.45億年前6600萬(wàn)年前古生代中生代新生代
通過(guò)漫長(zhǎng)的共同進(jìn)化過(guò)程,地球上不僅出現(xiàn)了千姿百態(tài)的物種,豐富多彩的基因庫(kù),而且形成了多種多樣的生態(tài)系統(tǒng),也就是形成了生物的多樣性。生物多樣性的形成
生物多樣性的形成是多種多樣的環(huán)境對(duì)生物不定向變異進(jìn)行選擇的結(jié)果。基因多樣性是形成物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性的基礎(chǔ),反過(guò)來(lái)物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性又影響基因多樣性。生物多樣性的形成過(guò)程(1)生命的起源(30多億年前):最早的生物化石--古細(xì)菌(距今35億年)
就目前所掌握的證據(jù)來(lái)看,最早的生物化石是35億年前的古細(xì)菌化石(圖6-14)。在此之后大約20億年的漫長(zhǎng)歲月中,地球上的生物主要是海洋中種數(shù)不多的細(xì)菌(包括藍(lán)細(xì)菌),它們都是原核生物。這一時(shí)期的生態(tài)系統(tǒng)是只有生產(chǎn)者和分解者的兩極生態(tài)系統(tǒng)。最早出現(xiàn)的生物是厭氧的單細(xì)胞生物,它們生活在原始海洋中。(2)此后大約20億年,地球上的生物主要是海洋中種類(lèi)不多的藍(lán)藻和細(xì)菌,都是原核生物。這一時(shí)期的生態(tài)系統(tǒng)是只有生產(chǎn)者和分解者的兩極生態(tài)系統(tǒng)。(3)真核生物出現(xiàn),出現(xiàn)有性生殖方式,實(shí)現(xiàn)了基因重組,增強(qiáng)了生物變異的多樣性,進(jìn)化速度明顯加快,多細(xì)胞植物和動(dòng)物的種類(lèi)不斷增加。古細(xì)菌化石(單細(xì)胞生物,約35億年前)海綿(原始多細(xì)胞生物,約6億年前)異養(yǎng)厭氧自養(yǎng)需氧光和細(xì)菌出現(xiàn)(4)5.4~5億年前的寒武紀(jì),海洋中有大量的無(wú)脊椎動(dòng)物爆發(fā)式地迅速形成,這就是著名的寒武紀(jì)大爆發(fā)。大量的動(dòng)物構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的第三極——消費(fèi)者,使生態(tài)系統(tǒng)具有更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。寒武紀(jì)的海洋生物類(lèi)群想象圖兩極生態(tài)系統(tǒng)(生產(chǎn)者、分解者)三極生態(tài)系統(tǒng)(生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者)(5)大約4億年前,造山運(yùn)動(dòng)使海洋縮小,陸地?cái)U(kuò)大,一些海洋植物開(kāi)始適應(yīng)陸地生活,形成了原始的陸生植物,主要是蕨類(lèi)植物。隨后才出現(xiàn)了適應(yīng)陸地生活的動(dòng)物——原始兩棲類(lèi)。生物的登陸改變著陸地的環(huán)境,陸地上復(fù)雜的環(huán)境又為生物的進(jìn)化提供了廣闊的舞臺(tái),裸子植物和被子植物先后扮演了生產(chǎn)者中的主角,鳥(niǎo)類(lèi)、哺乳類(lèi)等稱(chēng)為地球上占優(yōu)勢(shì)的動(dòng)物類(lèi)群,復(fù)雜多樣的陸地生態(tài)系統(tǒng)逐漸形成。(6)在中生代統(tǒng)治地球達(dá)1億年之久的各種恐龍,在白堊紀(jì)末全部滅絕,恐龍的滅絕為哺乳類(lèi)的興盛騰出了空間,使生物進(jìn)化翻開(kāi)了嶄新的一頁(yè)。(7)人類(lèi)也是生物進(jìn)化的產(chǎn)物。4億年前陸地景觀想象圖
有性生殖實(shí)現(xiàn)了基因重組,增加了生物變異的多樣性,加快了生物進(jìn)化速度。生物進(jìn)化順序:水生、簡(jiǎn)單、低等→陸生、復(fù)雜、高等(一)以自然選擇學(xué)說(shuō)為核心的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的基本觀點(diǎn)是三、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論主要內(nèi)容1.種群是生物進(jìn)化的基本單位;2.生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于種群基因頻率的改變;3.突變和基因重組、自然選擇及隔離是物種形成過(guò)程的三個(gè)基本環(huán)節(jié):突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料。自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進(jìn)化的方向。隔離是新物種形成的必要條件。(1)有些學(xué)者的研究表明,大量的基因突變是_____的,因此有人主張,決定生物進(jìn)化方向的是_________的逐漸積累,而不是_________。(2)有人提出物種形成并不都是漸變的過(guò)程,而是物種_________與_____________交替出現(xiàn)的過(guò)程。(二)生物進(jìn)化理論在發(fā)展中性中性突變自然選擇長(zhǎng)期穩(wěn)定迅速形成新種中性突變學(xué)說(shuō):間斷平衡學(xué)說(shuō):生物進(jìn)化論不會(huì)停滯不前,而是在不斷發(fā)展。探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用探究.實(shí)踐
1.目的要求
通過(guò)觀察細(xì)菌在含有抗生素的培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)狀況,探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用。2.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)生耐藥性。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,耐藥菌有可能存活下來(lái)。3.材料用具
經(jīng)高溫滅菌的牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基及固體培養(yǎng)基平板,細(xì)菌菌株(如大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等),含有抗生素(如青霉素、卡那霉素等)的圓形濾紙片(以下簡(jiǎn)稱(chēng)”抗生素紙片”),不含抗生素的紙片,鑷子,涂布器,無(wú)菌棉簽,酒精燈,記號(hào)筆,直尺等。4.方法步驟①培養(yǎng)皿分區(qū)、標(biāo)號(hào)。③將不含抗生素的紙片和抗生素紙片分別放在平板的不同位置。②涂布平板。④將培養(yǎng)皿倒置于37℃的恒溫箱中培養(yǎng)12~~~16h。⑥從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細(xì)菌,接種到已滅菌的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)。然后重復(fù)步驟2~~~5。如此重復(fù)幾代,記錄每一代培養(yǎng)物抑菌圈直徑。⑤觀察培養(yǎng)基上細(xì)菌的生長(zhǎng)狀況。紙片附近是否出現(xiàn)了抑菌圈?如果有,測(cè)量和記錄每個(gè)實(shí)驗(yàn)組中抑菌圈的直徑,并取平均值。
用記號(hào)筆在培養(yǎng)皿的底部畫(huà)2條相互垂直的直線,將培養(yǎng)皿分為4個(gè)區(qū)域,分別標(biāo)記為①~~~④。
取少量細(xì)菌的培養(yǎng)液,用無(wú)菌的涂布器(或無(wú)菌棉簽)均勻地涂抹在培養(yǎng)基平板上。
用無(wú)菌的鑷子先夾取1張不含抗生素的紙片放在①號(hào)區(qū)域中央,再分別夾取1張抗生素紙片放在②~~~④號(hào)區(qū)域中央,蓋上蓋玻片。抑菌圈直徑/cm第一代第二代第三代12.261.891.6222.411.911.6732.421.871.69平均值2.361.891.665.結(jié)果和結(jié)論結(jié)論:抗生素對(duì)細(xì)菌有選擇作用,抗生素對(duì)細(xì)菌抑制作用越來(lái)越弱。1.在培養(yǎng)基上是否有細(xì)菌生長(zhǎng)?在放有抗生素紙片的區(qū)域呢?有在放有抗生素紙片的周?chē)鷧^(qū)域沒(méi)有細(xì)菌生長(zhǎng),形成了抑菌圈。2.在連續(xù)培養(yǎng)幾代后,抑菌圈的直徑發(fā)生了什么變化?這說(shuō)明抗生素對(duì)細(xì)菌產(chǎn)生了什么作用?抑菌圈的直徑隨著培養(yǎng)代數(shù)的增加而逐漸縮小;說(shuō)明在抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用下,細(xì)菌的抗藥性逐漸增強(qiáng)。討論1.為什么要從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細(xì)菌?
抗生素能夠殺死細(xì)菌,在抑菌圈邊緣抗生素濃度較低,可能存在具有耐藥性的細(xì)菌,因此要從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細(xì)菌。2.你的數(shù)據(jù)是否支持“耐藥菌是普遍”存在的”這一說(shuō)法?說(shuō)說(shuō)你的理由。支持。因?yàn)橐志吘壣L(zhǎng)的細(xì)菌可能是耐藥菌。3.在本實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)條件下,耐藥菌所產(chǎn)生的變異是有利還是有害的?你怎么理解變異是有利還是有害的?
在本實(shí)驗(yàn)條件下,耐藥菌產(chǎn)生的變異一般來(lái)說(shuō)是有利的,有利于生物在特定環(huán)境中生存和繁殖的變異,在此環(huán)境中就是有利變異。4.濫用抗生素的現(xiàn)象十分普遍。例如,有人生病時(shí)覺(jué)得去醫(yī)院很麻煩,就直接吃抗生素;有的禽畜養(yǎng)殖者將抗生素添加到動(dòng)物飼料中。你認(rèn)為這些做法會(huì)有什么后果?
濫用抗生素會(huì)使病菌的抗藥基因不斷積累,抗藥性不斷增強(qiáng),導(dǎo)致抗生素藥物失效,促進(jìn)耐藥菌的產(chǎn)生。注意:抗生素不是誘變因子,因此細(xì)菌耐藥性變異的產(chǎn)生與抗生素?zé)o關(guān)。細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性過(guò)程屬于基因突變,而基因突變具有不定向性。濾紙片上的抗生素殺死了周?chē)募?xì)菌,使其不能形成菌落,而形成抑菌圈。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B2.(2019·天津,6)囊鼠的體毛深色(D)對(duì)淺色(d)為顯性,若毛色與環(huán)境差異大則易被天敵捕食。調(diào)查不同區(qū)域囊鼠深色表型頻率,檢測(cè)并計(jì)算基因頻率,結(jié)果如圖。下列敘述錯(cuò)誤的是A.深色囊鼠與淺色囊鼠在不同區(qū)域的分
布現(xiàn)狀受自然選擇影響B(tài).與淺色巖P區(qū)相比,深色熔巖床區(qū)囊
鼠的雜合子頻率低C.淺色巖Q區(qū)的深色囊鼠的基因型為DD、DdD.與淺色巖Q區(qū)相比,淺色巖P區(qū)囊鼠的隱性純合子頻率高√3.1973年,有位進(jìn)化生物學(xué)家針對(duì)物種進(jìn)化提出了紅皇后假說(shuō):一個(gè)物種的任何進(jìn)化可能構(gòu)成對(duì)其他相關(guān)物種的競(jìng)爭(zhēng)壓力,物種之間的關(guān)系
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