内容正文:
一轮复习
第24讲
生物的进化
考点
01
02
03
自然选择与适应的形成
生物有共同祖先的证据
隔离在物种形成中的作用
05
协同进化与生物多样性的形成
04
种群基因组成的变化
地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的。
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。
① 共同由来学说
② 自然选择学说
考点一:生物有共同祖先的证据
一轮复习,夯实基础!
证据
化石
比较解剖学
胚胎学
细胞和分子水平
1、达尔文的生物进化论的主要组成:
达尔文怎么解释生物的进化?为什么很多生物灭绝了?又有很多物种存留下来?现在的生物和以往的生物存在不同。有没有证据支持达尔文的生物进化论?
2、生物有共同祖先的证据
(1)地层中陈列的证据——化石
①概念: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。
②作用: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。
化石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,
而且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。
考点一:生物有共同祖先的证据
一轮复习,夯实基础!
①概念:研究比较脊椎动物的的器官、系统的形态结构。
②意义:发现它们的共同特点,为这些生物是否有共同的祖先寻找证据。
2、生物有共同祖先的证据
(2)比较解剖学证据
考点一:生物有共同祖先的证据
一轮复习,夯实基础!
这四种前(上)肢骨骼有相同的起源,说明它们可能是由共同的祖先进化而来的。在漫长的进化过程中,为了适应不同的环境,逐渐出现了形态和功能的不同。
①概念:胚胎学是指研究动植物胚胎的形成和发育过程的学科。
③意义:支持人和其他脊椎动物有共同祖先的观点。
②证据:人和鱼的胚胎在发育早期都出现鳃裂和尾;
人和其他脊椎动物在胚胎发育早期具有相似的阶段
2、生物有共同祖先的证据
(3)胚胎学证据
考点一:生物有共同祖先的证据
一轮复习,夯实基础!
2、生物有共同祖先的证据
(4)细胞和分子水平的证据
考点一:生物有共同祖先的证据
一轮复习,夯实基础!
【资料1】已知最古老的化石是大约35亿年前的古细菌化石。现在,在海洋、湖泊等环境中还能发现古细菌,这些古细菌都有细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体和DNA。
【资料2】人与猩猩和长臂猿的某段同源DNA的差异分别为2.4%、5.3%。
人与黑猩猩基因组的差异只有3%。
【资料2】细胞色素c是细胞中普遍含有的一种蛋白质,约有104个氨基酸,据测算,它的氨基酸序列每2000万年才发生1%的改变。不同生物与人的细胞色素c氨基酸序列的差异如下表所示。
证据所属水平 共同特征
物质基础
细胞结构
细胞代谢
DNA
蛋白质
密码子
信息传递
元素种类大致相同,都有无机物和蛋白质和DNA
都有细胞膜、细胞质、核糖体
都能进行细胞呼吸、需要酶催化、ATP水解供能
都以DNA为遗传物质,核酸的结构相似
都以21种氨基酸来组成蛋白质、氨基酸序列相似
翻译时共用一套遗传密码
都遵循中心法则
细胞
水平
分子水平
2、生物有共同祖先的证据
(4)细胞和分子水平的证据
考点一:生物有共同祖先的证据
一轮复习,夯实基础!
考点
01
02
03
自然选择与适应的形成
生物有共同祖先的证据
隔离在物种形成中的作用
05
协同进化与生物多样性的形成
04
种群基因组成的变化
含义一:指生物的形态结构适合于完成一定的功能。
毛细血管壁仅由一层上皮细胞构成:适于物质交换
鸭的蹼:适于水中运动
小肠长且有绒毛:适于消化和吸收
人的小肠
小肠内壁
考点二:自然选择与适应的形成
一轮复习,夯实基础!
(一)适应的含义
含义二: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。
尺蠖
枯叶蝶
巨叶虫
花豹
雷鸟
资料二中的特点有什么意义?,由此,适应的另一个含义就是:
考点二:自然选择与适应的形成
一轮复习,夯实基础!
(二)适应的特点
1、适应的普遍性:
所有生物都具有适应环境的特征
拟态
变色龙
伞形毒菌
保护色
警戒色
枯叶蝶
兰花螳螂
雷鸟
枯叶蝶
枯叶蝶的天敌有哪些?枯叶蝶能完全免于天敌的捕食吗?
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。这种适应现象有没有局限性?
天敌有捕食性鸟类、步甲、土蜂、胡蜂、猎蝽、青蛙、蟾蜍等。
枯叶蝶不能完全免于天敌的捕食。
如果冬季降雪延迟,已经换成一身白色羽毛的雷鸟反而容易被天敌发现。
可见,适应的实现是有条件的,当环境条件改变时,适应可能会失去作用。
2、适应的相对性:
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。
降雪延迟的雷鸟
资料二中的特点有什么意义?,由此,适应的另一个含义就是:
各种生物的适应性特征是如何形成的呢?
思考•讨论
神创论
物种不变论
各种生物都是自古以来就如此的
拉马克(1774~1829)
拉马克的进化学说
达尔文的
自然选择学说
历史上第一个提出比较完整的进化学说的是法国博物学家拉马克。
①所有生物都是由更古老的生物进化来的;
②各种生物的适应性特征并不是自古以来如此的,
而是在进化过程中逐渐形成的。
(1)拉马克进化学说的主要内容
拉马克
(1774~1829)
(2)适应的形成的原因
①用进废退:器官使用越多越发达,不使用就退化。
②获得性遗传:由于环境引起或由于用进废退引起的变化,都是可以遗传的。
食蚁兽的舌头又细又长,是长期舔食蚂蚁的结果。
鼹鼠长期生活在地下,视觉派不上用场,眼睛就萎缩、退化。
考点二:自然选择与适应的形成
一轮复习,夯实基础!
(三)适应的形成原因
1、拉马克进化学说对适应的解释
你能举例反驳用进废退和
获得性遗传观点吗?
用眼过度视力会更好吗?
运动员的后代一定有健硕的身体吗?
(4)意义
① 否定了神创论和物种不变论。
② 历史上第一个提出比较完整的进化学说。
① 提出的用进废退和获得性遗传的观点缺少科学证据的支持,
大多来自主观臆测。
② 过于强调环境的变化直接导致物种的改变,对适应形成的解释是肤浅的。
(3)局限性
(三)适应的形成原因
1、拉马克进化学说对适应的解释
考点二:自然选择与适应的形成
一轮复习,夯实基础!
拉马克
(1774~1829)
考点二:自然选择与适应的形成
一轮复习,夯实基础!
(三)适应的形成原因
2、达尔文进化学说对适应的解释
——适应是自然选择的结果
(1)自然选择学说的解释模型
过度繁殖
(基础)
适者生存
(结果)
遗传变异(内因)
生存斗争(动力)
达尔文
(1809-1882)
考点二:自然选择与适应的形成
一轮复习,夯实基础!
(三)适应的形成原因
2、达尔文进化学说对适应的解释
——适应是自然选择的结果
事实1 鹿种群都有
过度繁殖的倾向
事实3 物种的个体数
能保持稳定
事实2 树叶是有限的
事实4 鹿有颈长和颈短
的差异(变异)
事实5 许多变异是可以
遗传的
推论1 鹿间存在着
生存斗争
推论2 颈长的能吃到树叶生存下来,
颈短的因吃不到树叶而饿死
推论3 颈长的鹿越来越多
达尔文认为在一定环境的选择作用下,可遗传的有利变异会赋予某些个体生存和繁殖的优势,经过一代一代的繁殖,群体中这样的个体就会越来越多,有利变异通过逐代积累而成为显著的适应性特征,进而出现新的生物类型。
(2)适应形成的必要条件
(来源)
群体中出现可遗传的有利变异
环境的定向选择
适应是自然选择的结果。
(3)自然选择的实例:
Q1.通过这种现象说明变异是定向的还是不定向的?
Q2.这里刮的海风对岛上昆虫的翅起了什么作用?
Q3. 环境对性状的选择是定向的还是不定向的呢?
不定向的
选择作用
定向
原始
昆虫
有翅
力大
有翅
力小
残/无翅
有翅
力大
大风大浪
生存
√
生存
√
×
淘汰
残/无翅
过度繁殖
遗传变异
生存斗争
适者生存
→抗强风飞翔
→不飞翔
→能飞翔,不抗强风
有翅
力小
思考•讨论
自然选择决定进化的方向
考点二:自然选择与适应的形成
一轮复习,夯实基础!
(三)适应的形成原因
2、达尔文进化学说对适应的解释
(4)自然选择学说的意义
①自然界的生物是在自然选择的作用下不断发展变化的,使生物学第一次摆脱了神学的束缚,走上了科学的轨道。
②揭示了生物界的统一性是由于所有生物都有共同祖先。
③科学地解释了生物的多样性和适应性是进化的结果。
(5)自然选择学说的局限性
①对生物进化的解释局限于性状水平,
不能科学地解释遗传变异的本质。
②对生物进化的解释局限于个体水平,
认为生物进化是以个体为单位。
现代生物进化理论
深入到基因水平
现代生物进化理论
以种群为单位
考点二:自然选择与适应的形成
一轮复习,夯实基础!
(三)适应的形成原因
2、达尔文进化学说对适应的解释
——适应是自然选择的结果
1、遗传变异方面
①研究水平:从 水平深入到 水平。
②研究结果:认识到了 。
2、适应以及物种的形成方面
研究对象:以 为单位,发展到以 为基本单位。
3、发展结果
形成了以 为核心的现代生物进化理论。
性状
基因
遗传和变异的本质
生物个体
种群
自然选择学说
(四)达尔文以后进化理论的发展——现代生物进化理论
考点二:自然选择与适应的形成
一轮复习,夯实基础!
拉马克观点:
达尔文观点:
抗药性弱的害虫
基因突变
抗药性强的害虫
(先环境变化)
(后定向变异)
(获得性遗传)
大量抗药性强的害虫
使用杀虫剂
基因表达
遗传积累
害虫的祖先
抗药性强的害虫
存活
大量抗药性强的害虫
大量繁殖+变异
使用杀虫剂
遗传积累
抗药性弱的害虫
淘汰
(先不定向变异)
(后环境选择)
农业生产中长期使用某种杀虫剂后,害虫的抗药性增强,杀虫效果下降,原因是什么?请分别用拉马克和达尔文的观点解释。
思考•讨论
考点二:自然选择与适应的形成
一轮复习,夯实基础!
4.用达尔文进化学说的观点来判断,下列叙述正确的是( )
A.在长期有毒农药的诱导下,农田害虫产生了抗药性
B.长颈鹿经常努力伸长颈和前肢去吃树上的叶子,因此颈和前肢都变得很长
C.北极熊生活在冰天雪地的环境里,它们定向产生了适应白色环境的变异
D.野兔保护性的体色和鹰锐利的目光,是它们长期互相选择的结果
D
细菌耐药性形成的原因
思考1 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。
事实1 细菌有
过度繁殖的倾向
事实3 细菌的数目
能保持稳定
事实2 营养物质是
有限的
推论1 细菌间存在着
生存斗争
事实4 细菌有抗药性强
和抗药性弱的差异(变异)
事实5 许多变异是可以
遗传的
推论3 抗药性强的细菌
越来越多,抗生素的
杀菌效果差
推论2 抗药性强的细菌
生存下来,抗药性弱的
细菌大量死亡
使用抗生素后
思考2 抗药性突变是在抗生素的作用下才产生的吗?
结果:谁其选择作用,适应于谁?
细菌耐药性形成的原因
将菌液进行适当的稀释,可以在固体培养基表面培育出由单个细菌繁殖而成的菌落。
为了研究大肠杆菌产生抗链霉素的抗药性突变是自发产生的还是在环境因素的作用下产生的,科学家设计了大肠杆菌的影印培养实验。
微生物影印培养法: 用“印章”把母板培养基上的菌落复制接种到不同的其他培养基上。“印章”是使用一层灭菌丝绒布包裹着木质圆柱体制成。
不加抗生素
结果:谁其选择作用,适应于谁?
细菌耐药性形成的原因
思考:3号培养皿中的抗药菌是先前原始菌群中就存在的,还是在抗生素的诱导下才产生的?如何验证?
思考2 抗药性突变是在抗生素的作用下才产生的吗?
答:不是,抗药性突变是自发的,而不是在抗生素作用下产生的。
含药物培养皿的大肠杆菌是原来就有的,还是因为后来产生的呢?
考点
01
02
03
自然选择与适应的形成
生物有共同祖先的证据
隔离在物种形成中的作用
05
协同进化与生物多样性的形成
04
种群基因组成的变化
Q1:自然选择的直接作用对象是?
思考•讨论
生物的个体,而且是个体的表型。
Q2:研究生物的进化,仅研究个体和表型够吗?如果不够,还必须研究什么?为什么?
种群是生物进化的基本单位
不够。还应研究群体基因组成的变化。
在自然界,没有哪个个体是长生不死的,个体的表型也会随着个体的死亡而消失,决定表型的基因却可以随着生殖而世代延续,并且在群体中扩散。
种群:生活在一定区域的同种生物全部个体
的集合叫作种群。
(种群也是生物繁殖的基本单位)
2、基因型频率:在一个种群基因库中,某个基因型的个体占个体总数的比值。
考点三:种群基因组成的变化
一轮复习,夯实基础!
1、基因库:一个种群中全部个体所含有的全部基因,叫做这个种群的基因库。
包括基因的种类和数目
基因型频率=
某基因型个体数
种群全部个体数
× 100%
AA%=
AA
AA+Aa+aa
×100%
在种群中,各基因型频率之和等于1,即AA%+Aa%+aa%=1。
3、基因频率:
在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比值。
基因频率=
某基因的数目
该基因的等位基因的总数
× 100%
A%=
A
A+a
×100%
在种群中,一对等位基因的基因频率之和等于1,即A%+a%=1。
(1)基因位于常染色体(或X、Y染色体的同源区段上)
方法一:概念法
基因频率=
某基因的数目
该基因的等位基因的总数
× 100%
A基因频率=
(2NAA+NAa)
2(NAA+NAa+Naa)
× 100%
a基因频率=
(2Naa+NAa)
2(NAA+NAa+Naa)
× 100%
已知调查的各种基因型的个体数,计算基因频率(N表示个体数)
3、基因频率:在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比值。
4、基因频率的计算方法:
考点三:种群基因组成的变化
一轮复习,夯实基础!
1.(2024·江西卷)某水果的W基因(存在多种等位基因)影响果实甜度。研究人员收集到1 000棵该水果的植株,它们的基因型及对应棵数如表。据表分析,这1 000棵植株中,W1的基因频率是( )
基因型 W1W2 W1W3 W2W2 W2W3 W3W4 W4W4
棵数 211 114 224 116 260 75
A.16.25% B.32.50% C.50.00% D.67.50%
A
例题.在一个种群中随机抽取一定数量的个体,其中基因型为AA的个体占18%,基因型为Aa的个体占78%,基因型为aa的个体占4%,基因A和基因a的基因频率分别是( )
A.18%、82% B.36%、64%
C.57%、43% D.92%、8%
(1)基因位于常染色体(或X、Y染色体的同源区段上)
方法二:通过 基因型频率 计算 基因频率
常染色体上某基因的频率=该等位基因纯合子基因型频率+1/2×杂合子基因型频率
C
3、基因频率:在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比值。
4、基因频率的计算方法:
考点三:种群基因组成的变化
一轮复习,夯实基础!
PA=PAA+1/2PAa
Pa=Paa+1/2PAa
即:
(2)基因仅位于 X染色体上
XY型性别决定的生物,基因在X染色体上,Y染色体上无等位基因,计算时只计X染色体上的基因数,不考虑Y染色体。ZW型性别决定也是这样。(N表示个体数)。
基因频率=
某基因的数目
雌性个体数×2+雄性个体数×1
× 100%
Xb基因频率=
(2NXbXb+NXBXb+NXbY)
2NXX+NXY
× 100%
Xb
XB+Xb
=
例题.B/b是仅位于果蝇X染色体上的一对等位基因。现有一果蝇种群,雌雄各1000只。其中,基因型为XBXB的果蝇200只,基因型为XbXb的果蝇300只,基因型为XBY的果蝇600只。该果蝇种群中b的基因频率为( )
A.40% B.60% C.50% D.70%
C
3、基因频率:在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比值。
4、基因频率的计算方法:
考点三:种群基因组成的变化
一轮复习,夯实基础!
(3)数学表达式:
(3)遗传平衡定律(哈迪-温伯格定律)
(1)满足的条件:
①种群数量足够大 ②能自由交配
③没有迁入与迁出 ④没有自然选择 ⑤没有基因突变
(2)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。
若种群中一对等位基因为A和a,设A的基因频率=p,a的基因频率=q。
(p+q)=1,则(p+q) 2=p2+2pq+q2=1。
AA
基因型频率
Aa
基因型频率
aa
基因型频率
( p+q )2 = p2 + 2pq + q2
A(p) a(q)
A(p) AA(p2) Aa(pq)
a (q) Aa(pq) aa(q2)
若已知AA的基因型频率为m,则A的基因频率为?
√m
4、基因频率的计算方法:
考点三:种群基因组成的变化
一轮复习,夯实基础!
4.(2025·安徽淮南模拟)某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1%,红绿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红绿色盲致病基因携带者。那么,他们所生孩子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
若基因仅在X染色体上,设:XA = p,Xa = q
女性群体:
( p+q )2 = p2 + 2pq + q2
男性群体:
XAXA 基因型频率= p2
XAXa 基因型频率= 2pq
XaXa 基因型频率= q2
XAY 基因型频率=
XaY 基因型频率=
p
q
例题.某地区红绿色盲患者在男性中约占8%,在女性中约占0.64%,由此可知,红绿色盲基因Xb的基因频率为多少?
Xb= 8%
(3)遗传平衡定律(哈迪-温伯格定律)
4、基因频率的计算方法:
考点三:种群基因组成的变化
一轮复习,夯实基础!
A.0<p<1时,亲代群体都可能只含有纯合子
B.只有p=b时,亲代群体才可能只含有杂合子
C.p=a时,显性纯合子在F1中所占的比例为1/9
D.p=c时,F1自交一代,子代中纯合子比例为5/9
6.(2025·湖北黄冈模拟)玉米的高秆(H)对矮秆(h)为显性。现有若干H基因频率不同的玉米群体,在群体足够大且没有其他因素干扰时,每个群体内随机交配一代后获得F1。F1中基因型频率与H基因频率(p)的关系如图。下列分析错误的是( )
D
满足的条件:
①种群数量足够大 ②能 自由交配
③没有迁入与迁出 ④没有自然选择 ⑤没有基因突变
若是“自交”,种群基因频率和基因型频率是否仍然能保持不变?
例题.某植物种群中,AA个体占16%,aa个体占36%。该种群随机交配产生的后代中AA个体百分比、A基因频率和自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为( )
A.增大,不变;不变,不变 B.不变,增大;增大,不变
C.不变,不变;增大,不变 D.不变,不变;不变,增大
C
(3)遗传平衡定律(哈迪-温伯格定律)
4、基因频率的计算方法:
考点三:种群基因组成的变化
一轮复习,夯实基础!
交配方式 基因频率 基因型频率
自交
自由交配(处于遗传平衡)
改变(纯合子增大、杂合子减小)
不改变
不改变
不改变
思考•讨论
对于自然界的种群来说,遗传平衡的5个条件都成立吗?你能举出哪些实例?
对自然界的种群来说,这5个条件很难同时都成立。
例如,翅色与环境色彩较一致的,被天敌发现的机会就少些。
如果该种群出现新的突变型,也就是产生新的等位基因A2,种群的基因频率会变化吗?基因A2的频率可能会怎样变化?
突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。
基因A2的频率是上升还是下降,要看这一突变对生物体是有益的还是有害的。
考点三:种群基因组成的变化
一轮复习,夯实基础!
无法进化
打破平衡
种群较小
不自由交配
有迁入、迁出
有自然选择
有基因突变
遗传平衡
种群
基因
频率
发生
改变
进化
生物怎样能进化?
生物进化的实质:
种群基因频率的改变
考点三:种群基因组成的变化
一轮复习,夯实基础!
变异
可遗传的变异
不可遗传的变异
染色体变异
基因突变
基因重组
突变
基因突变是自然界中普遍存在的。基因突变产生新的等位基因,这就可以使种群的基因频率发生变化。
为生物进化提供原材料
生物自发突变的频率很低,它为何还能作为生物进化的原材料呢?
例如:果蝇1组染色体上约有1.3×104个基因,假定每个基因的突变频率都为10-5,
对一个中等大小的种群(约有108个个体)来说,每一代出现的基因突变数将是:
2×1.3×104×10-5×108=2.6×107(个)
种群是由许多个体组成的,每个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因,
这样每一代就会产生大量的突变。
考点三:种群基因组成的变化
一轮复习,夯实基础!
可遗传的变异
为生物进化提供原材料
自然界中生物的突变很多对生物体是有害的。
为什么它还能作为生物进化的原材料呢?
例如:有翅的昆虫,有时候会出现残翅和无翅的突变类型。
残翅和无翅的昆虫
正常环境
残翅、无翅难以生存
有害突变
刮风海岛环境
残翅、无翅可避免
被吹进海里淹死
有利突变
突变的有利和有害也不是绝对的,往往取决于生物的生存环境。
考点三:种群基因组成的变化
一轮复习,夯实基础!
基因突变
基因重组
新的等位基因
多种多样的基因型
种群中出现大量可遗传的变异
形成了进化的原材料
突变和基因重组都是随机的、不定向的
(不能决定生物进化的方向)
种群基因频率的改变(生物进化)
是否也是不定向的呢?
考点三:种群基因组成的变化
一轮复习,夯实基础!
自然选择
生物向着一定方向进化
可遗传变异
各种
变异类型
种群基因频率定向改变
不利变异被淘汰,有利变异逐渐积累
相应基因的频率发生改变
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。
进化的原材料
提供
决定
进化方向
进化的实质
考点三:种群基因组成的变化
Q1.种群基因频率的改变(生物进化)
是否也是不定向的呢?
Q2.自然选择在基因频率改变的过程中
有什么作用?
3.(2024·河北卷)为控制地中海蚊子的数量,每年在距海岸线0~20 km范围内(区域A)喷洒杀虫剂。某种蚊子的Est基因与毒素降解相关,其基因频率如图所示。下列分析正确的是( )
A.在区域A中,该种蚊子的Est基因频率发生不定向改变
B.随着远离海岸线,区域A中该种蚊子Est基因频率的下降主要由迁入和迁出导致
C.距海岸线0~60 km区域内,蚊子受到杀虫剂的选择压力相同
D.区域A中的蚊子可快速形成新物种
B
一般情况下,一定浓度的抗生素会杀死细菌,但变异的细菌可能产生耐药性。
在实验室连续培养细菌时,如果向培养基中添加抗生素,耐药菌有可能存活下来。
实验原理
目的要求
通过观察细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况,探究抗生素对细菌的选择作用。
探究•实践 探究抗生素对细菌的选择作用
自变量:
因变量:
有无抗生素
细菌是否被杀死(有无抑菌圈)
抑菌圈
①分区:用记号笔在培养皿的底部画2条相互垂直的直线,将培养皿分为4个区域,分别标记为①~④。
实验步骤
②接种:取少量细菌培养液,用无菌涂布器(或无菌棉签)均匀地涂抹在培养基平板上。
分区
接种
探究•实践 探究抗生素对细菌的选择作用
实验步骤
探究•实践 探究抗生素对细菌的选择作用
③设置变量:在培养用无菌的镊子先夹取1张不含抗生素的纸片放在①号区域的中央,再分别夹取1张抗生素纸片放在②~④号区域的中央,盖上皿盖。
设置变量
④培养:将培养皿倒置于37℃的恒温箱中培养12~16h。
培养
实验步骤
探究•实践 探究抗生素对细菌的选择作用
⑤观察:观察培养基上细菌的生长状况。纸片附近是否出现了抑菌圈?如果有,测量和记录每个实验组中抑菌圈的直径,并取平均值。
观察
⑥重复实验:从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌,接种到已灭菌的液体培养基中培养,然后重复步骤2~5。如此重复几代,记录每一代培养物抑菌圈的直径。
重复实验
观察有无抑菌圈:
测量抑菌圈直径:
→判断是否抑菌
→判断抑菌强弱
Q1:在培养基上是否有细菌生长?
在放有抗生素纸片的区域呢?
有
Q2:在连续培养几代后:
(1)抑菌圈的直径发生了什么变化?
(2)这说明抗生素对细菌产生了什么作用?
越来越小
抗生素对细菌抑制作用越来越弱,
抗生素对细菌有选择作用。
探究•实践 探究抗生素对细菌的选择作用
结果分析
一代 二代 三代
在放有抗生素纸片的周围区域没有细菌生长,形成了抑菌圈。
Q1:细菌产生耐药性变异的过程属于哪种变异类型?
Q3:抗生素是使细菌产生耐药性变异的诱变因子吗?
探究•实践 探究抗生素对细菌的选择作用
思考•讨论
基因突变
Q2:要从什么位置挑选细菌再进行培养?原因是什么?
从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌;
因为含有抗生素的纸片在培养基上会形成一个以纸片为中心的浓度梯度,所以耐药性较强的细菌会分布在抑菌圈的边缘,挑取抑菌圈边缘的细菌进行连续培养,相当于提高了耐药性的基因频率,继续用抗生素筛选会筛选出耐药性更强的细菌。因此,抑菌圈会由大变小。
抗生素不是诱变因子,抗生素只有选择的作用,不会影响变异的发生。
探究•实践 探究抗生素对细菌的选择作用
思考•讨论
Q5:滥用抗生素有什么后果?
Q4: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?
怎么理解变异是有利还是有害的?
本实验中细菌产生的耐药性变异有利于细菌的生存,属于有利变异。
在生物进化过程中,生物产生的有利变异是指有利于该生物生存、适应环境的变异。(而不是对人类有利的变异)
①增强细菌的耐药性:抗生素的滥用及不合理使用在一定程度上使抗生素接触细菌的机会增大,使细菌耐药性积累并加强,使抗生素的药效减弱,甚至完全不起作用。
②不良反应繁多:滥用抗生素导致大量不良反应产生,如应用氯霉素时可引发再生障碍性贫血。
③菌群失调:抗生素的长期大量滥用,使未被抑制的细菌类型繁殖迅速,造成菌群失调的情况,导致患者免疫力下降,病情加重或产生新的病变。
5.(2025·河北廊坊模拟)为探究阿莫西林(一种抗生素)对连续传代大肠杆菌的选择作用,某生物兴趣小组采用滤纸片法测定阿莫西林的抑菌效果,图甲、乙、丙分别是大肠杆菌第一、二、三代抑菌圈的实验结果,下列相关叙述错误的是( )
A.阿莫西林溶液不需要用高压蒸汽法进行灭菌处理
B.扩增培养下一代大肠杆菌时应在上一代培养基的中央挑取菌落
C.培养基1号区域的滤纸片应是用无菌水处理后的滤纸片
D.随着传代次数的增加,大肠杆菌对阿莫西林出现耐药性
B
考点
01
02
03
自然选择与适应的形成
生物有共同祖先的证据
隔离在物种形成中的作用
05
协同进化与生物多样性的形成
04
种群基因组成的变化
物种
一个物种可包含多个种群;一个种群内只有一个物种。
与种群关系
生殖隔离
新物种形成的标志
能够在自然状态下相互交配并产生可育后代的一群生物
概念
1、物种的概念
隔离
自然条件下基因不能自由交流
隔离实质
无法交配或交配后不能产生可育后代的现象
生殖隔离
由于地理阻隔而不能发生基因交流的现象
地理隔离
2、隔离的类型和实质
考点四:隔离在物种形成中的作用
一轮复习,夯实基础!
【提醒】种群≠物种物种是自然状态下能够相互交配并产生可育后代的一群生物,一个物种可能在不同地点和时间形成不同的种群;种群是同一种生物、同一地点、同一时间形成的一个群体。
【提醒】隔离≠生殖隔离 隔离包括地理隔离和生殖隔离。隔离导致物种的形成:
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关键,是物种形成的最后阶段,是物种间的真正界限。
3、物种的形成机制
考点四:隔离在物种形成中的作用
一轮复习,夯实基础!
变异、自然选择
变异、自然选择
地理隔离
原物种
种群1
种群2
基因频率的定向改变
基因库1
基因库2
新物种1
新物种2
产生生殖隔离
长期
长期
渐变式(大多数)
——
物种形成一般要经历的三个基本环节:(1) 提供原材料
(2) 使基因频率定向改变
(3) 是物种形成的必要条件
突变和基因重组
自然选择
隔离
【提醒】种群≠物种物种是自然状态下能够相互交配并产生可育后代的一群生物,一个物种可能在不同地点和时间形成不同的种群;种群是同一种生物、同一地点、同一时间形成的一个群体。
【提醒】隔离≠生殖隔离 隔离包括地理隔离和生殖隔离。隔离导致物种的形成:
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关键,是物种形成的最后阶段,是物种间的真正界限。
二倍体西瓜和四倍体西瓜是不是一个物种?
不是。因为二者的后代三倍体西瓜不可育,说明四倍体和二倍体之间存在生殖隔离。
四倍体西瓜是一个新物种。
新物种的形成必须经过隔离吗?
新物种的形成不一定要经过地理隔离,
但一定要形成生殖隔离(新物种形成的标志)。
考点四:隔离在物种形成中的作用
一轮复习,夯实基础!
3、物种的形成机制
骤变式
——
(三倍体不是物种)
物种A
物种B
杂交
杂种植物(不育)
染色体加倍
异源多倍体(可育)
考点四:隔离在物种形成中的作用
一轮复习,夯实基础!
3、物种的形成机制
骤变式(人工创造新物种)
——
内容 物种形成 生物进化
标志
变化后生物与
原生物的关系
二者关系
生殖隔离出现
种群基因频率改变
属于不同物种
可能属于同一物种
生物进化的实质是种群基因频率改变,这种改变可大可小,不一定会突破物种的界限,生物进化不一定导致新物种的形成;
但是新物种一旦形成,则生物发生了进化。
生物进化了一定能产生新物种吗?
新物种形成过程中一定发生了生物进化吗?
考点四:隔离在物种形成中的作用
一轮复习,夯实基础!
2.(2023·湖北卷)现有甲、乙两种牵牛花,花冠的颜色由基因A/a控制。含A基因的牵牛花开紫花,不含A基因的牵牛花开白花。甲开白花,释放的挥发物质多,主要靠蛾类传粉;乙开紫花,释放的挥发物质少,主要靠蜂类传粉。若将A基因转入甲,其花颜色由白变紫,其他性状不变,但对蛾类的吸引下降,对蜂类的吸引增强。根据上述材料,下列叙述正确的是( )
A.甲、乙两种牵牛花传粉昆虫的差异,对维持两物种生殖隔离具有重要作用
B.在蛾类多而蜂类少的环境下,甲有选择优势,A基因突变加快
C.将A基因转入甲植物种群后,甲植物种群的基因库未发生改变
D.甲释放的挥发物是吸引蛾类传粉的决定性因素
A
考点
01
02
03
自然选择与适应的形成
生物有共同祖先的证据
隔离在物种形成中的作用
05
协同进化与生物多样性的形成
04
种群基因组成的变化
协同进化类型 包含类型 举例
不同物种之间 原始合作 例如海葵与寄居蟹等
互利共生 例如豆科植物与根瘤菌等
捕食 例如猎豹与斑马等
寄生 例如黏液病毒与兔子等
种间竞争 例如水稻与稗草等
生物与
无机环境之间 生物影响环境、环境影响生物 地球上最早无氧环境 → 厌氧生物 → 光合生物出现 → 空气中有了氧气 → 出现好氧生物
结果:通过漫长的协同进化过程,地球上不仅出现了千姿百态的物种,
丰富多彩的基因库,而且形成了多种多样的生态系统。
考点五:协同进化与生物多样性的形成
一轮复习,夯实基础!
1、协同进化:是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。
【补充】
关于捕食者在进化中的作用:
“精明的捕食者”策略:
捕食者一般不会将所有的猎物都吃掉,否则自己也无法生存,这就是“精明的捕食者”策略。
其原因:捕食者和被捕食者的负反馈调节。
捕食者往往捕食个体数量多的物种,可以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。
捕食者的存在有利于增加物种多样性。
“收割理论”:
遗传多样性
(基因多样性)
物种多样性
生态系统多样性
三个
层次
生物多样性
蛋白质多样性
直接原因
无机环境的多样性
组成
决定
导致
变异的不定向性
根本 原因
组 成
考点五:协同进化与生物多样性的形成
一轮复习,夯实基础!
2、生物多样性
(1)内容:
(2)形成原因:长期自然选择、共同进化的结果
(3)研究生物进化历程的主要依据:
化石
古细菌化石
(单细胞生物,约35亿年前)
海绵
(原始多细胞生物,约6亿年前)
异养厌氧
自养需氧
光合细菌出现
结构上的进化
1
代谢上的进化
2
考点五:协同进化与生物多样性的形成
一轮复习,夯实基础!
3、生物进化历程中的关键事件
生物多样性的形成经历了漫长的进化历程
有丝分裂
融合
合子
减数分裂
有丝分裂
大肠杆菌的二分裂
(无性繁殖)
甲藻的生活史
(有性繁殖)
生物通过有性生殖实现了基因重组,增强了生物变异的多样性。
生殖方式的进化
3
考点五:协同进化与生物多样性的形成
一轮复习,夯实基础!
3、生物进化历程中的关键事件
两极生态系统
(分解者、生产者)
三极生态系统
(生产者、消费者、分解者)
寒武纪,海洋中大量无脊椎动物物种爆发式迅速形成,是生态系统具有更复杂的结构。
生态系统结构的进化
4
考点五:协同进化与生物多样性的形成
一轮复习,夯实基础!
3、生物进化历程中的关键事件
生活方式的进化
5
水生 → 水陆两栖 → 陆生
造山运动使海洋缩小,一些海洋植物开始适应陆地生活,形成原始陆生植物,主要是蕨类植物,随后出现了适应陆地生活的动物——原始的两栖类。
考点五:协同进化与生物多样性的形成
一轮复习,夯实基础!
3、生物进化历程中的关键事件
包括人类在内的所有生物都是在相互依存、相互制约中生存和发展的,人类的生存和发展始终受益于生物多样性,保护生物多样性就是保护人类自己。
考点五:协同进化与生物多样性的形成
一轮复习,夯实基础!
3、生物进化历程中的关键事件
①适应是___________的结果;
②________是生物进化的基本单位;
③__________________提供进化的原材料;
④____________导致种群基因频率的定向改变;
⑤________是物种形成的必要条件;
⑥生物进化的过程实际上是________与________、
_______与___________之间协同进化的过程;
⑦生物多样性的形成是___________的结果。
器官的用进废退
获得性遗传
拉马克的进化观点
现代生物进化理论
达尔文的自然选择学说
内容:过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存
优点:能解释生物的统一性、适应性、多样性
不足:遗传变异的本质不清楚、从个体水平解释进化
突变和基因重组
自然选择
协同进化
种群
自然选择
隔离
生物
生物
生物
无机环境
核心:自然选择学说
生物进化理论在发展
一轮复习,夯实基础!
1. 以自然选择学说为核心的现代生物进化理论对自然界的生命史作出了科学的解释:
有些学者的研究表明,大量的基因突变是中性的,因此有人主张,决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累,而不是自然选择。
中性突变学说
有人提出物种形成并不都是渐变的过程,而是物种长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。
间断平衡学说
生物进化论不会停滞不前,而是在不断发展!
其他观点:
生物进化理论在发展
一轮复习,夯实基础!
据调查,蝙蝠有超强的防御能力,能与数千种病毒长期共存,用协同进化观点分析、推测:现存蝙蝠身上病毒的毒性是中等的,其原因是_________________________________________________________ ________________________________________________________
毒性较弱的病毒会被蝙蝠免疫系统淘汰,毒性过强的病毒会随蝙蝠的死亡而失去繁殖的机会,只有毒性中等的、繁殖力强的病毒在与蝙蝠长期协同进化过程中保留了下来
深研 核心问题
3.(2025·广东梅州模拟)雄性蓝孔雀尾屏很大,使其逃避天敌的能力下降。但这一特性对雌孔雀具有吸引力,使大尾屏雄性个体的交配机会增加,并使该特性代代保留。下列相关叙述正确的是( )
A.雌孔雀与雄孔雀彼此相互影响,两者协同进化
B.异性孔雀间传递的行为信息有利于种群的繁衍
C.雌孔雀的选择使雄性蓝孔雀产生了相应的变异
D.生物进化过程的实质在于保存对环境更适应的性状
B
在下面的空白框和括号处填写适当的词语。
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