2025届高三一轮复习生物：生物的进化课件

第21讲 生物的进化 生物有共同祖先的证据、 自然选择与适应的形成 种群基因组成的变化与物种的形成、探究抗生素对细菌的选择作用 协同进化与生物多样性的形成 考点一 考点二 考点三 生物有共同祖先的证据 一 达尔文生物进化论及地层中陈列的证据——化石 1.达尔文生物进化论主要组成 2. 地层中陈列的证据——化石 遗体 生活痕迹 直接 重要 简单 高等 原始的共同祖先 进化 复杂 低等 陆生 原始的共同祖先 适应的形成 物种形成 二 当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据 器官、系统 翼 鳍 前肢 胚胎的形成 鳃裂和尾 共同祖先 细胞膜 细胞质 生物有共同祖先的证据 形态结构 功能 形态结构及其功能 生存和繁殖 普遍存在 环境条件 尺蠖 避役 （变色龙） 1.适应的普遍性和相对性 自然选择与适应的形成 枯叶蝶 2.适应是自然选择的结果 (1)拉马克进化学说 自然选择与适应的形成 用进废退 获得性遗传 物种不变论 （2）达尔文的自然选择学说 适应的来源是 ，适应是 的结果。 可遗传的变异 自然选择 事实1：生物都有过度繁殖的倾向 事实2：物种内的个体数能保持稳定 事实3：资源是有限的 推论1：个体间存在着生存斗争 事实4：个体间普遍存在差异(变异) 事实5：许多变异是可能遗传的 推论2：具有有利变异的个体，生存并留下后代的机会多 推论3：有利变异逐代积累，生物不断进化出新类型 过度繁殖 生存斗争 遗传变异 适者生存 种内斗争 种间竞争 生物与环境之间的斗争 不定向的 自然选择是定向的 结论：适应的来源是可遗传的变异，适应是自然选择的结果 达尔文的自然选择学说的主要内容 动力、手段 内因 结果 基础 (2)达尔文自然选择学说 过度繁殖 遗传变异 可遗传的变异 自然选择 可遗传的有利变异 环境的定向选择 生物进化 统一性 适应性 多样性 遗传和变异 性状水平 遗传和变异 自然选择与适应的形成 外因（动力） （有利变异积累，进化出新类型） 遗传和变异 种群 自然选择 (3)达尔文以后进化理论的发展 自然选择与适应的形成 拓展应用（P109） 1. 有人认为，工蜂不能繁殖后代，因此，它们适于采集花粉的性状在进化上没有意义。你同意这种观点吗？为什么？ 工蜂虽然不能繁殖后代，但它们适于采集花粉的性状在进化上仍是有意义的。因为决定这些性状（有利变异）的基因存在于蜂王和雄蜂的基因组中，可以遗传给后代。也正是由于工蜂有这些性状，才能使蜂王获得充足的食物来繁殖后代。 2. 人类对濒危动植物进行保护，会不会干扰自然界正常的自然选择？为什么？ 在自然界，物种绝灭的速率本来是很缓慢的，人类活动大大加快了物种绝灭的速率。现在许多濒危物种之所以濒危，在很大程度上是人为因素造成的。因此，一般来说，人类对濒危物种的保护，是在弥补自己对自然界的过失，不能说是干扰了自然界正常的自然选择。从另一个角度看，自然选择所淘汰的物种并不是毫无价值，因此，不能完全从自然选择的角度来判断现有物种的存留意义。 3. “人们现在都生活在各种人工环境中，因此，人类的进化不再受到自然选择的影响。”你同意这一观点吗？写一段文字阐明你支持或反对的理由。 人工环境与自然环境不可能完全隔绝，人也不可能离开自然界而生存，因此，人类的进化不可能完全摆脱自然界的影响。但是，人类毕竟早已远离风餐露宿、“与狼共舞”的时代，工农业的发展和医疗水平的提高，使人们的生活条件不断改善，健康水平不断提高，婴幼儿死亡率显著下降，平均寿命显著延长，来自自然界的选择压力在变小，来自人类社会内部的选择因素在增加。 繁殖和进化的 一、种群和种群基因库 一定区域 同种 全部 基本单位 各自的基因传给后代 全部个体 全部基因 基因库 （3）基因型频率: 种群基因组成的变化与物种的形成 种群中的个体并不是机械地集合在一起，雌雄个体可通过繁殖将各自的基因遗传给后代。 　基因频率与基因型频率的比较   基因频率 基因型频率 定义 一个种群的基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率 指群体中具有某一基因型的个体所占的比例 外延 生物进化的实质是种群基因频率的改变 基因型频率改变，基因频率不一定改变 计算 公式 某基因频率＝ (该基因的数目/该基因与其等位基因的总数)×100% 某基因型频率＝ (该基因型的个体数/该种群个体总数)×100% （3）种群基因频率计算的相关题型 种群基因组成的变化与物种的形成 使用条件：(P111) ①种群非常大；②所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代；③没有迁入和迁出；④不同表型的个体生存和繁殖的机会是均等的；⑤基因A及其等位基因a都不产生突变。 实质与性质：同时满足上述5个条件的种群，处于遗传平衡状态，其种群基因频率和基因型频率将世代保持不变。 数学表达式：若A的基因频率为p，a的基因频率为q，且p＋q＝1； 则AA的基因型频率＝p2， aa的基因型频率＝q2， Aa的基因型频率＝2pq， 且p2＋2pq＋q2＝1。 亲代（P）基因型的频率 AA(30%) Aa(60%) aa(10%) 亲代（P）配子的比值 A( ) A( ) a( ) a( ) A( ) a( ) 子一代（F1）基因型频率 AA( ) Aa( ) aa( ) 子一代（F1）配子的比值 A ( ) a( ) 30% 30% 30% 10% 36% 48% 16% 60% 40% 60% 40% 亲代基因频率 F1基因频率 　遗传平衡定律(哈迪—温伯格定律) AA = A2 Aa = 2Aa aa = a2 方法一：概念法： 方法二：通过基因型频率计算 方法三：遗传平衡定律（哈迪-温伯格定律） 【例】 一种蛾中控制浅颜色的等位基因是隐性的，控制深颜色的等位基因是显性的。假设一个种群中有640只浅色的蛾和360只深色的蛾，群体呈遗传平衡，那么有多少只杂合子的蛾？ aa= 640/（640+360） =0.64 a= 因为 所以： 0.8 A=1-0.8=0.2 则: Aa=2pq=2×0.8×0.2=0.32 Aa的个体数=0.32×(640只+360只)=320只 种群基因组成的变化与物种的形成 （3）种群基因频率计算的相关题型 AA = A2 Aa = 2Aa aa = a2 伴X染色体遗传，在Y染色体上往往没有该基因的等位基因，计算基因总数时，应只考虑X染色体上的基因总数。若求X 的基因频率，可按下式求解： = xB的总数 XB基因频率 雌性个数×2＋雄性个数 ×100% = xb的总数 Xb基因频率 雌性个数×2＋雄性个数 ×100% X染色体上的基因频率计算 PA = × 100% A ♀×2+♂×1 【例】若A和a基因位于X染色体上，在某个时间点统计甲种群中XAXA个体占42%、XAXa个体占6%、XaXa个体占2%，XAY个体占45%、XaY个体占5%，则该种群的A基因频率为( )。 【解析】设一共有100个个体，其中雌雄个体50个，雄性个体50个，则： 42×2 + 6×1 + 45×1 50×2 + 50 PA = ×100% = 90% 90% ①公式法： （3）种群基因频率计算的相关题型 种群基因组成的变化与物种的形成 ②棋盘法：由于伴性遗传的个体，雌雄配子存在 ，先 雌雄配子的基因频率，再通过 ，模拟雌雄配子的 结合，进而推导出子代的基因型频率。 棋盘法 分别计算 差异 随机 种群基因组成的变化与物种的形成 【例】在一个较大的果蝇种群中，XB的基因频率为90％，Xb的基因频率为l0％，雌雄果蝇数相等，理论上XbXb、XbY的基因型频率分别是( ) 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，且雄性个体的X:Y = 1:1 XbXb 0.5% XbY 5% 伴X染色体上的基因频率计算 （3）种群基因频率计算的相关题型 变异的有利和有害是相对的，是由___________决定的 只是提供生物进化的________，不能决定生物进化的方向 可遗传变异 来源 突变 基因重组 基因突变 染色体变异 特点 可遗传的变异是______、不定向的 作用 相对性 随机的 原材料 生存环境 二 种群基因频率的变化 新基因 基因频率 产生 改变 种群基因组成的变化与物种的形成 最终 生物进化的实质是_____________________ 影响 原因 有利变异个体↑ 不利变异个体↓ 结果 在自然选择的作用下，种群的__ __________会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化 进化实质 基因频率 有利基因频率↑ 促进 不利基因频率↓ 导致 自然选择 种群基因频率的改变 种群基因组成的变化与物种的形成 直接 表型 基因型 二 种群基因频率的变化 探究自然选择对种群基因频率变化的影响 1870年桦尺蛾的基因型频率为SS10%，Ss20%，ss70%，在树干变黑这一环境条件下，假如树干变黑不利于浅色桦尺蛾的生存，使得种群中浅色（ss）个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%，以后的几年内，桦尺蛾种群每年的基因型频率与基因频率是多少？ 创设情境示例 (P112) 第1年 第2年 第3年 第4年 …… 基因型频率 SS 10% 11.5% Ss 20% 22.9% ss 70% 65.6% 基因频率 S 20% 23% s 80% 77% 假设该种群共有100个个体，则在第一年中 SS：10个 Ss：20个 ss: 70个 第二年时，由于浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10% SS：10x（1+10%）=11个 Ss：20x（1+10%）=22个 ss: 70x（1-10%）=63个 SS+Ss+ss=96个 SS：11/ 96=11.5% Ss：22/ 96 =22.9% ss: 63/96=65.6% 70.7% 26% 29.3% 14.6% 56.1% 60.9% 26.1% 73.9% 29.3% 13.1% 升高 降低 得出结论：环境的选择作用使s基因频率越来越低 分析结果，得出结论 在 的作用下，种群的基因频率 ，导致生物 。 自然选择 发生定向改变 朝着一定的方向不断进化 1．原因：不断淘汰发生 的个体，选择积累发生 的个体。 2．实质：种群的基因频率发生 。 3．选择的对象 (1)个体水平：生物的 。 (2)实质：控制性状的 。 4．选择的结果 (1)生物性状上：朝着 变异的方向不断进化。 (2)基因上：种群 会发生 改变。 三、自然选择对种群基因频率变化的影响 不利变异 有利变异 定向改变 变异性状 基因 有利 基因频率 定向 种群基因组成的变化与物种的形成 一 实验原理 一般情况下，一定浓度的抗生素会__________，但变异的细菌可能产生_________ 在实验室______________时，如果向培养基中添加________，_______有可能存活下来。 杀死细菌 耐药性 连续培养细菌 抗生素 耐药菌 探究抗生素对细菌的选择作用(P115) 二 实验目的 通过观察细菌在_____________的培养基上的生长状况，探究抗生素对细菌的______作用 含有抗生素 选择 三 材料用具 牛肉膏蛋白胨液体培养基、 固体培养基平板 涂布器 四 方法步骤 (1)用记号笔在培养皿的底部画 的直线，将培养皿分为4个区域，分别标记为①-④。 2条相互垂直 (3)用无菌的镊子先夹取1张 的纸片放在①号区域的中央，再分别夹取1张 纸片放在②-④号区域的中央，盖上皿盖。 (2)取少量细菌培养液，用____ (或无菌棉签)均匀地涂抹在培养基平板上。 无菌的涂布器 不含抗生素 抗生素 (4)将培养皿倒置于 中培养 h。 (5)观察培养基上细菌的生长状况。纸片附近是否出现了 ？如果有，测量和记录每个实验组中 ，并取平均值。 (6)从 ___的菌落上挑取细菌，接种到__ 中培养，重复步骤(2)-(5)。如此重复几代，记录每一代培养物抑菌圈的直径。 37℃的恒温箱 12～16 抑菌圈 抑菌圈的直径 抑菌圈边缘 已灭菌的液体培养基 在培养基上 (填“有”或“无”)细菌生长，在放有抗生素纸片的区域 (填“有”或“无”)细菌生长。连续培养几代后，抑菌圈的直径会 。 抗生素对细菌具有 作用。 五 结果: 第1代 第2代 第3代 六 结论: 有 没有 形成了抑菌圈 随着培养代数的增加而逐渐缩小 定向选择 探究抗生素对细菌的选择作用(P115) 实验结束后，应将耐药菌、培养基、纸片等进行高温灭菌处理，防止对环境造成污染。 培养细菌时，培养基应倒置: 37℃培养细菌时，培养基的水分要蒸发，形成水珠，正放时，水珠集聚在培养基平面上会影响菌落的生长。 为保证实验结果的准确性，要做重复实验，求抑菌圈直径的平均值。 在培养基上 (填“有”或“无”)细菌生长，在放有抗生素纸片的区域 (填“有”或“无”)细菌生长。连续培养几代后，抑菌圈的直径会 。 抗生素对细菌具有 作用。 五 结果: 第1代 第2代 第3代 六 结论: 有 没有 形成了抑菌圈 随着培养代数的增加而逐渐缩小 定向选择 探究抗生素对细菌的选择作用(P115) 实验结束后，应将耐药菌、培养基、纸片等进行高温灭菌处理，防止对环境造成污染。 培养细菌时，培养基应倒置:37 ℃培养细菌时，培养基的水分要蒸发，形成水珠，正放时，水珠集聚在培养基平面上会影响菌落的生长。 为保证实验结果的准确性，要做重复实验，求抑菌圈直径的平均值。 1.为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌？ 因为抑菌圈边缘的菌落接触一定量的抗生素，并能够在这样的环境下生存，说明这些菌落中的细菌具有一定的抗药性。 2.在连续培养几代后，抑菌圈的直径发生了什么变化？这说明抗生素对细菌产生了什么作用？ 抑菌圈的直径随着培养代数的增加而逐渐缩小; 说明在细菌在抗生素的选择作用下，细菌的抗药性逐渐增强。 3.在本实验的培养条件下，耐药菌所产生的变异是有利还是有害的？ 利于生物在特定环境中生存和繁殖的变异,在此环境中就是有利变异。 4.滥用抗生素的现象十分普遍。人生病去医院就直接打抗生素，有的禽畜养殖也将抗生素添加到饲料中。你认为这些做法会有什么后果？ 这些做法都会促进耐药菌的产生。滥用抗生素会使病菌的抗药基因不断积累，抗药性不断增强，导致抗生素对细菌抑制作用越来越弱。 探究抗生素对细菌的选择作用(P115) 种群基因组成的变化与物种的形成 三 隔离在物种形成中的作用 1.物种的概念 物种 概念 判断 不同物种间存在___________ 种群关系 一个物种可包含多个种群，一个种群内只有一个物种 生殖隔离 能够在自然状态下相互交配并_______________的一群生物 产生可育后代 ①三个环节：突变和基因重组、 及隔离。 ②形成标志：隔离是物种形成的必要条件， 标志新物种形成。 ③形成过程 自然选择 出现生殖隔离 2.新物种形成的一般过程 种群基因组成的变化与物种的形成 2.新物种形成的一般过程 不能杂交；杂交后代不活；杂交后代活而不育。 变异在先，环境选择在后。 变异在前且是不定向的，环境变化在后且是定向的。环境只起选择作用。 物种的形成不一定经过地理隔离。 ③形成过程 结论：隔离是物种形成的必要条件。 3.物种形成的三大模式的模型构建 种群基因组成的变化与物种的形成 协同进化与生物多样性的形成 1．协同进化 (1)概念 不同 之间、 之间在相互影响中不断进化和发展。 (2)原因 生物与生物之间的相互选择和生物与____________之间的相互影响。 物种 生物与无机环境 无机环境 (3) 实例 协同进化类型 包含类型 实例 __________ 之间 种间互助 某种兰花和专门给它传粉的蛾 种间 斗争 捕食 猎豹和斑马 寄生 黏液瘤病毒和兔子 种间竞争 作物与杂草 生物与无机 环境之间 生物影响环境，环境影响生物 地球早期无氧环境→________生物→光合生物出现→空气中有_______→出现好氧生物 不同物种 厌氧 氧气 2.生物多样性 (1)生物多样性各层次间的关系 生物多样性主要包括___________多样 性、_______多样性和___________多样性 三个层次。 三个层次之间的关系： 遗传(基因) 物种 生态系统 协同进化与生物多样性的形成 (2)生物多样性形成的原因 ①分子水平： ②进化角度：物种多样性与生态系统多样性主要是生物的_______变异与______选择在进化过程中共同作用的结果。 不定向 定向 协同进化 研究生物进化历程的主要依据：　 　。 化石 非益 即害 中性 中性突变 渐变 物种长期稳定 迅速形成新种 1.以自然选择学说为核心的现代生物进化理论，其主要内容是： 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 改变，进而通过 形成新的物种；生物进化的过程上实际上是生物与生物、生物与无机环境 的过程；生物多样性是 的结果。 生物进化理论在发展 协同进化 自然选择 种群 突变和基因重组 自然选择 定向 隔离 协同进化 2.其他学说 中性突变学说 间断平衡学说 例3：调查某校学生中关于某种性状的各种基因型及比例为：XBXB—40%、XBXb—8%、XbXb—2%、XBY—44%、XbY—6%，则该校学生中XB和Xb的基因频率分别是 (　) A．6%、8%　 B．92%、8% C．78%、92%　　 D．88%、12% D 例4：某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1%，色盲在男性中的发病率为7%。现有一对表现正常的夫妇，妻子为该常染色体遗传病致病基因和色盲致病基因携带者。那么，他们所生小孩同时患上述两种遗传病的概率是( 　　) A．1/88 B．1/22 C．7/2 200 D．3/800 A 种群基因频率的计算 1．利用遗传平衡定律 计算人类遗传病的 患病概率的解题模板 2．当基因位于X染色体上时其基因频率和基因型频率相关的规律总结 以色盲为例，相关基因用B、b表示： (1)男性中相关基因频率和基因型频率的关系： 当基因位于X染色体上时，在雄性个体中，某一 基因的频率等于该基因型的频率，求出了相关的基因型频率，就等于求出了基因频率。 种群基因频率的计算 (2)人群中色盲基因的频率＝男性中色盲基因的频率＝女性中色盲基因的频率(都约为7%) (3)色盲在男女性中发病率的关系 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。 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%。 自交 杂合子自交，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。 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。 种群基因频率的计算 第21讲 生物的进化 【例】(2019·高考天津卷)囊鼠的体毛深色(D)对浅色(d)为显性，若毛色 与环境差异大则易被天敌捕食。调查不同区域囊鼠深色表现型频率，检测 并计算基因频率，结果如图。下列叙述错误的是（ B ） A．深色囊鼠与浅色囊鼠在不同区域的分布现状受自然选择影响 B．与浅色岩P区相比，深色熔岩床区囊鼠的杂合体频率低 C．浅色岩Q区的深色囊鼠的基因型为DD、Dd D．与浅色岩Q区相比，浅色岩P区囊鼠的隐性纯合体频率高 【解析】在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物 朝着一定的方向不断进化，深色囊鼠与浅色囊鼠在不同区域的分布现状受 自然选择的影响，A项正确；在浅色岩P区，D基因的频率为0.1，则d基因的 频率为0.9，深色表现型频率为0.18，则浅色表现型频率为0.82，设杂合体 频率为x，那么1/2x＋0.82＝0.9，可算出x＝0.16，同理，在深色熔岩床区， D基因的频率为0.7，则d基因的频率为0.3，深色表现型频率为0.95，则浅色 表现型频率为0.05，可算出杂合体频率为0.50，B项错误；已知浅色岩Q区D 基因的频率为0.3，若该区深色囊鼠的基因型均为Dd，则D基因的频率为0.25， 不足0.3，故浅色岩Q区的深色囊鼠的基因型为DD、Dd，C项正确；浅色岩P区 囊鼠的隐性纯合体频率为0.82，浅色岩Q区囊鼠的隐性纯合体频率为1－0.50 ＝0.50，即与浅色岩Q区相比，浅色岩P区囊鼠的隐性纯合体频率高，D项正确。 1．种群的概念及特点 (1)概念：生活在 的 生物 个体的集合。 (2)特点：生物进化的 ，彼此可以交配，并通过繁殖将 。 2．基因库与基因频率 (1)基因库eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(范围：一个种群中 ,对象：所含有的 )) (2)基因频率eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(范围：一个种群 ,计算公式：\f(某基因,全部等位基因)×100%)) (3)若红绿色盲基因Xb的基因频率为10%，则男性中 女性中 $$