内容正文:
第3讲 生物的进化
第六单元 生物变异与进化
复习目标
1、理解记忆生物有共同祖先的证据;
2理解并运用自然选择学说解释生物的生物适应和多样性的形成;
考点解读
主要围绕现代生物进化理论和共同进化进行考查,注重对基因频率、种群、基因库、物种形成、隔离等基本概念考查。如2024年广东卷11题;2023年广东卷T4、5;2022年广东卷T14;2021年广东卷T8、T10等
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(2024年广东卷)11. EDAR 基因的一个碱基替换与东亚人有更多汗腺等典型体征有关。用M、m分别表示突变前后的EDAR 基因,研究发现,m的频率从末次盛冰期后开始明显升高。下列推测合理的是( )
A. m的出现是自然选择的结果
B. m不存在于现代非洲和欧洲人群中
C. m的频率升高是末次盛冰期后环境选择的结果
D. MM、Mm和mm个体的汗腺密度依次下降
【知识梳理】一、达尔文的生物进化理论
1、达尔文的生物进化理论主要观点:
(1)共同由来学说
地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的。
(2)自然选择学说
揭示了生物进化的机制,解释了适应的形成和物种形成的原因。
26分钟
化石
概念
作用
化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等。
利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物的种类及其形态、结构行为等特征。化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。
(1)地层中陈列的证据——化石
2.生物有共同祖先的证据
分布
大部分化石发现于沉积岩的地层中。化石记录着地球和生物的进化历史,越古老的地层中,出现的生物越低等、越简单,越晚近的地层中,出现的生物越高等、越复杂。
(2)当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
比较解剖学证据
概念
事实证据
研究比较脊椎动物的器官、系统的形态和结构
①蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢、人的上肢都是同源器官
②具有同源器官的生物是由共同祖先演化而来的
③具有共同祖先的生物生活在不同环境中,向着不同的方向进化发展,其结构适应于不同的生活环境,因而产生形态上的差异
意义
为生物是否有共同祖先寻找证据
胚胎学证据
概念
事实证据
胚胎学是指研究动物胚胎的形成和发育过程的学科
①人和鱼的胚胎在发育早期都出现鳃裂和尾
②人和其他脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段
意义
支持了人和其他脊椎动物有共同祖先的观点
细胞水平证据
证据
①生物有许多共同特征,比如都有能进行代谢、生长和增殖的细胞
②细胞有共同的物质基础和结构基础等。
意义
支持了生物有共同祖先的论点
分子水平证据
意义
①提示人们当今生物有着共同的原始祖先
②提示人们当今生物亲缘关系的远近,以及它们在进化史上出现的顺序
证据
不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子,既有共同点,又存在差异性其差异的大小则揭示了当今生物种类亲缘关系的远近,以及它们在进化史上出现的顺序。
①DNA水平:细胞结构的生物都有DNA;人和类人猿碱基序列或基因组高度接近。
②蛋白质水平:人和其他生物都有细胞色素C;细胞色素C的氨基酸序列差异越小,亲缘关系越近。细胞色素C属于保守的蛋白质,不适合测定亲缘关系很近的物种之间的进化关系。(可以选择进化较快的蛋白质)。
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【考题讲练】
1.《物种起源》明确提出,当今地球上的生物都是由共同祖先进化来的,下列叙述错误的是( )
A.可用238U做“地质时钟”测定出某远古鱼类化石大概的形成时间
B.通过研究比较脊椎动物的器官、系统的形态和结构,可为生物有共同的祖先寻找证据
C.细胞色素c是细胞中普遍含有的一种蛋白质,它的氨基酸序列每2000万年才发生1%的改变,故不可根据细胞色素c的差异判断不同物种的亲缘关系
D.我国科学家以深圳拟兰为重点研究对象,进行基因组测序和功能分析,从基因水平上解开了兰花进化之谜
C
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适应
概念
①生物的形态结构适合于完成一定的功能
②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
特性
适应是普遍存在的,所有的生物都具有适应环境的特征
3.适应的普遍性和相对性
适应是针对一定的环境条件而言的,是一种暂时的现象
普遍性
相对性
实例:
①枯叶蝶的天敌有捕食性鸟类、布甲、土蜂、胡蜂、青蛙、蟾蜍等。但是枯叶蝶不能完全免于天敌的捕食。
②雷鸟在冬季来临前将羽毛换成白色的,这有利于在白雪皑皑的环境中保护自己。这种适应现象有局限性,例如,如果降雪延迟,已经换成一身白色羽毛的雷鸟反而容易被天敌发现。
适应相对性的根本原因:适应性特征来自遗传,即来源于可遗传的有利变异的逐代积累,是对之前的环境适应的结果。由于环境总是处于不断变化中的,遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾是适应相对性的根本原因。
【考题讲练】
2.下列有关适应的普遍性与相对性的实例,对应不正确的是( )
A.普遍性:生活在海藻丛中的一种鱼,当遇到迫害时,身体倒立不动,像一株植物
B.普遍性:未下雪的冬季,雷鸟换为白色羽毛
C.普遍性:具有保护色的动物不容易被天敌发现
D.相对性:浑身长满硬刺的刺猬,一般的敌人在它面前束手无策,狐却洒其尿液,把它熏得舒展开“刺球”,进行捕食
B
2分钟
B:若冬季未下雪,换为白色羽毛的雷鸟易被天敌发现,体现了适应的相对性
拉马克进化学说
主要观点
客观评价
历史上第一个比较完整的进化学说;彻底否定了物种不变论,奠定了科学生物进化论的基础。
4.适应是自然选择的结果
由于他对适应形成的解释是肤浅的,未被人们普遍接受。拉马克理论大多数是主观推测,缺乏科学证据支持。过于强调环境的变异导致物种的改变。
进步意义
不足之处
所有的生物都是由更古老的生物进化来的
各种生物的适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传
生物来源
进化原因
(1)拉马克进化学说
12分钟
(2)达尔文自然选择学说
自然选择学说
主要内容
历史贡献
适应的来源是可遗传的变异,适应是自然选择的结果
群体中出现可遗传的有利变异和环境的定向选择是适应的必要条件
解释适应
过度繁殖
基础
生存斗争
手段
遗传变异
内因
适者生存
结果
合理地解释了生物进化的原因,使生物学走上了科学的轨道
科学地解释了生物的多样性和适应性是进化的结果
揭示了生物界的统一性是由于所有的生物都有共同的祖先
历史局限
对遗传和变异的认识局限于性状水平,不能科学地解释遗传和变异的本质
进化理论的发展
发展原因
发展结果
形成了以自然选择为核心的现代生物进化理论
关于遗传和变异的研究,已经从性状水平深入到基因水平,人们逐渐认识到了遗传和变异的本质
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,发展到以种群为基本单位
(3)达尔文以后进化理论的发展
注意:自然选择直接作用的是生物的个体,而且是个体的表型。表型随个体死亡而消失,决定表型的基因随着生殖而世代延续,所以研究生物的进化,必须研究种群的基因组成。
【考题讲练】
(2024年广东卷11) EDAR 基因的一个碱基替换与东亚人有更多汗腺等典型体征有关。用M、m分别表示突变前后的EDAR 基因,研究发现,m的频率从末次盛冰期后开始明显升高。下列推测合理的是( )
A. m的出现是自然选择的结果
B. m不存在于现代非洲和欧洲人群中
C. m的频率升高是末次盛冰期后环境选择的结果
D. MM、Mm和mm个体的汗腺密度依次下降
C
m的出现是基因突变的结果
必修2 P108“思考·讨论”:拉马克观点解释长颈鹿脖子长的原因是什么?达尔文观点解释长颈鹿脖子长的原因是什么?
拉马克观点:长颈鹿在旱季缺乏青草的时期就会用它的长脖子去吃高处的树叶,这样长期“使用”它的脖子,久而久之就更长了(用进废退),然后遗传给了下一代(获得性遗传)。
达尔文观点:在缺乏青草的干旱时期,那些颈部和四肢都较长的个体会有较多的机会吃到高处的树叶,能够生存下来,并繁殖后代,而那些颈部和四肢较短的个体则无法得到足够的食物,不容易生存下来,也无法繁殖后代,所以颈部和四肢较短的长颈鹿逐渐被淘汰。
【课堂小结】
一、达尔文的生物进化理论
1、达尔文的生物进化理论主要观点:
(1)共同由来学说
(2)自然选择学说
(1)地层中陈列的证据——化石
2.生物有共同祖先的证据
(2)当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
3.适应的普遍性和相对性
4.适应是自然选择的结果
(1)拉马克进化学说
(2)达尔文自然选择学说
(3)达尔文以后进化理论的发展
【当堂训练】
1. 生物学家提出了“线粒体是起源于好氧细菌”的假说。该假说认为,在进化过程中原始真核细胞吞噬了某种好氧细菌形成共生关系,最终被吞噬的好氧细菌演化成线粒体。下列多个事实中无法支持该假说的是( )
A.哺乳动物细胞的核DNA由雌雄双亲提供,而线粒体DNA则主要来自雌性亲本
B.线粒体外膜的成分与真核细胞的细胞膜相似,而内膜则同现存细菌的细胞膜相似
C.真核细胞的核DNA与蛋白质结合形成染色体,而线粒体DNA裸露且主要呈环状
D.真核细胞中有功能不同的多种细胞器,而线粒体中仅存在与细菌中类似的核糖体
A
12分钟
与题干假说无关
【当堂训练】2.(2023·广东·T4)下列叙述中,能支持将线粒体用于生物进化研究的是( )
A.线粒体基因遗传时遵循孟德尔定律
B.线粒体DNA复制时可能发生突变
C.线粒体存在于各地质年代生物细胞中
D.线粒体通过有丝分裂的方式进行增殖
【当堂训练】3.(2023·广东·T5)科学理论随人类认知的深入会不断被修正和补充,下列叙述错误的是( )
A.新细胞产生方式的发现是对细胞学说的修正
B.自然选择学说的提出是对共同由来学说的修正
C.RNA逆转录现象的发现是对中心法则的补充
D.具催化功能RNA的发现是对酶化学本质认识的补充
B
B
共同由来学说指出地球上的所有生物都是由共同的原始祖先进化而来;自然选择学说揭示了生物进化的机制,揭示了适应的形成和物种形成的原因。共同由来学说为自然选择学说的基础
亲缘关系越近,线粒体DNA相似度越高
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