第7章现代生物进化理论.docx
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第7章现代生物进化理论
第7章现代生物进化理论
【学习目标导引】
1、说明现代生物进化理论的主要内容。
2、用数学方法讨论基因频率的变化。
3、概述生物进化与生物多样性的形成。
第1节现代生物进化理论的由来
【知识要点提炼】
1、拉马克的进化学说
主要观点：
地球上的生物都不是神创造的，而是由更古老的生物进化而来的；生物是由低等到高等逐渐进化的；生物各种适应性特征的形成都是用进废退和获得性遗传。
拉马克的进化学说，在人们信奉神创论的时代是有进步意义的。
2、达尔文的自然选择学说
学说要点：
生物都有过度繁殖的倾向，但是资源是有限的，因此，必然要有一部分个体被淘汰。
这是通过生存斗争来实现的。
在自然界中，生物个体能保持亲本的遗传性状，又会出现变异。
出现有利变异的个体就容易在生存斗争获胜，并将这些变异遗传下来。
达尔文把这种在生存斗争中，适者生存、不适者被淘汰的过程，叫做自然选择。
经过长期的自然选择，微小的变异不断积累，不断形成适应特定环境的新类型。
它揭示了生命现象的统一性是由于所有的生物都有共同的祖先，生物的多样性是进化的结果；生物界千差万别的种类之间有一定的内在联系，从而大大促进了生物学各个分支学科的发展。
3、达尔文以后进化理论的发展
由于受到当时科学发展水平的限制，对遗传和变异的本质，达尔文不能做出科学的解释。
他对生物进化的解释也局限于个体的水平。
随着生物科学的发展，关于遗传和变异的研究，已经从性状水平深入到基因水平。
关于自然选择的作用等问题的研究，已经从以生物个体为单位发展到以种群为基本单位。
这样就形成了以自然选择学说为基础的现代生物进化理论，从而极大地丰富和发展了达尔文的自然选择学说。
【典型例题解析】
例1 下列关于生物进化的论述中，不符合达尔文学说基本观点的有（ ）
（A）遗传和变异是自然选择发生作用的基础
（B）生物的变异是不定向的，自然选择是定向的
（C）变异经过长期的自然选择和积累，就可能产生出生物的新类型
（D）环境改变使生物产生定向变异，以适应变化的环境
解析 达尔文创立的以自然选择为中心的生物进化学说认为：
遗传和变异是生物进化的内因，变异是不定向的，它为生物进化提供原材料。
通过自然选择，不利的变异被淘汰，有利的变异被保留，并通过遗传积累起来，久而久之就产生出生物新类型。
故（A）、（B）、（C）选项符合达尔文学说的基本观点，而（D）选项是拉马克进化学说的观点。
答案：
（D）。
例2 达尔文自然选择学说未能解释的是（ ）
（A）生物进化的原因 （B）现存生物适应性的原因
（C）生物多样性的原因 （D）生物不定向变异的原因
解析 自然选择学说的先进性是：
论证了生物是不断进化的，并对生物进化的原因做出了合理的解释。
局限性有：
①对于遗传和变异的本质，未做出科学的解释；②对生物进化的解释也局限于个体水平；③强调物种形成是渐变的，不能解释物种大爆发现象。
答案：
（D）。
【随堂巩固练习】
1、下列表述中，哪一项不是拉马克的观点 （ ）
（A）生物的种类从古到今是一样的
（B）生物的种类是随着时间的推移而变化的
（C）生物某一器官发达与否取决于用与不用
（D）环境的变化使生物出现新的性状，并且将这些性状传给后代
2、达尔文得出生物“个体间存在生存斗争”的推论的依据不包括 （ ）
（A）生物都有过度繁殖的倾向 （B）可供生物生存的资源是有限的
（C）物种内的个体数量能保持稳定 （D）每种生物都要以另一种生物为食
3、用达尔文进化学说的观点来判断下列叙述，其中正确的是 （ ）
（A）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
（B）北极熊生活在冰天雪地的环境里，它们的身体就产生了定向的白色变异
（C）野兔的保护色和鹰锐利的目光，是它们长期相互选择的结果
（D）在长期有毒农药的作用下，农田害虫产生了抗药性
4、公鹿用鹿角作为争夺配偶的武器。
按照达尔文的观点，现代公鹿角发达的原因是（ ）
（A）每代经常使用的结果 （B）变异朝有利于生殖的方向发展的结果
（C）繁衍后代的需要 （D）自然选择的结果
5、下列关于生存斗争的叙述中正确的是 （ ）
（A）生存斗争只就食物而言
（B）生存斗争只限于生物个体之间
（C）生存斗争对同种生物来说是有害的
（D）生存斗争的结果是适者生存、不适者被淘汰
6、用达尔文的自然选择学说分析解释斑马的进化过程：
（1）斑马群中普遍存在着 ，这种特性一般是 的。
（2）随着环境的不断变化，体色为黑白相间，跑得快的马因与环境相适应，不易被敌害发现而在 中获胜得以生存、繁衍。
这样，环境对斑马起了 作用。
而这种作用是 的，它决定着生物进化的 。
（3）上述过程表明，自然选择的动力是 ；自然选择的结果是 。
7、下列关于达尔文自然选择学说的意义叙述中，不正确的是 （ ）
（A）最早提出了比较完整的生物进化学说
（B）对生物进化的原因做出了合理的解释
（C）能科学地解释生物的统一性和多样性
（D）为辩证唯物主义世界观提供了科学武器
8、达尔文自然选择学说与现代生物进化理论的关系是 （ ）
（A）现代生物进化理论就是达尔文的自然选择学说
（B）现代生物进化理论否认了达尔文的自然选择学说
（C）达尔文自然选择学说是现代生物进化理论的基础和核心
（D）自然选择学说和现代生物进化理论都认为，种群是生物进化的单位
第2节现代生物进化理论的主要内容
【知识要点提炼】
1、种群是生物进化的基本单位
生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群。
种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。
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。
在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率，叫做基因频率。
2、突变和基因重组产生进化的原材料
可遗传的变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异。
其中，基因突变和染色体变异统称为突变。
基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的基因频率发生变化。
基因突变产生的等位基因，通过有性生殖过程的基因重组，可以形成多种多样的基因型。
3、自然选择决定生物进化的方向
在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会不断提高；反之，种群中基因频率会下降。
这样种群的基因频率就会发生定向改变，最后导致生物朝着一定的方向不断进化。
4、隔离与物种的形成
能够在自然状态下相互交配并产生可育后代的一群生物称为一个物种，简称“种”。
不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象叫做隔离。
不同物种之间一般不能相互交配，即使交配成功，也不能产生可育的后代，这种现象叫做生殖隔离。
同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象，叫做地理隔离。
地理隔离和生殖隔离都是常见的隔离类型。
隔离是物种形成的必要条件。
5、共同进化与生物多样性的形成
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，这就是共同进化。
通过漫长的共同进化过程，形成了现在千姿百态的物种。
生物多样性主要包括三个层次的内容：
基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。
生物多样性的形成经历了漫长的进化历程，在进化过程中，许多物种由于不适应环境的变化而绝灭了。
了解这一进化历程的主要依据是化石。
6、现代生物进化理论的主要内容
以自然选择学说为核心的现代生物进化理论的主要内容是：
种群是生物进化的基本单位；突变和基因重组提供进化的原材料，自然选择导致种群基因频率的定向改变；通过隔离形成新的物种；生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境共同进化的过程，进化导致生物的多样性。
关于生物进化的原因，目前仍存在着不同的观点。
生物进化的理论仍在发展。
【典型例题解析】
例1 某工厂有男女职工各200名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因的携带者为15人，患者5人，男性患者11人，那么这个群体中色盲基因频率为 。
解析 由于色盲基因及其等位基因只存在于X染色体上，Y染色体上没有，因此色盲基因及其等位基因（XB、Xb）的总数为200×2＋200＝600，色盲基因Xb数量为15＋5×2＋11＝36，群体中色盲基因频率为：
×100%＝6%。
通过基因型计算基因频率时，需要明确基因的位置：
（1）若某基因在常染色体时，因成对常染色体上的基因都成对，则以该基因数为分子、以群体个体数的2倍为分母即可求知该基因的基因频率；
（2）若某基因在X染色体上时，因在Y染色体上无该基因及其等位基因，则求一个群体中该基因的频率时，可按下式求解：
该基因数／（2×女性个体数＋男性个体数）×100%。
答案：
6%。
例2 达尔文在加拉帕戈斯群岛上发现几种地雀，用现代进化理论解释，错误的是（ ）
（A）经过长期的地理隔离达到生殖隔离，导致原始地雀物种形成现条件下的地雀物种
（B）生殖隔离一旦形成，原来属于同一物种的地雀很快进化形成不同的物种
（C）这些地雀原先属于同一雀种，从南美大陆迁来后，逐渐分布在不同的群岛，发生不同的突变和基因重组
（D）自然选择对不同种群的基因频率的改变所起的作用有所差别，最终导致这些种群的基因库变得很不相同，并逐步出现生殖隔离
解析 原属同一物种的地雀，从南美大陆迁来后，因在不同群岛上生活（地理隔离），产生不同的突变和基因重组，这是生物进化的原材料。
由于每个岛上的食物和栖息条件互不相同，自然选择对其基因频率的改变所起的作用就有差别。
在一个种群中，某些基因被保留下来，而在另一个种群中，被保留下来的可能是另一个基因。
久而久之，由于自然选择的不同使各个种群的基因库变得很不相同，并逐步出现生殖隔离，生殖隔离一旦形成，原来同一种的地雀就成了不同的地雀。
不过物种的进化是十分缓慢的，往往要成千上万年才能实现，不是一朝一夕就可形成的。
答案：
（B）。
例3 真核生物的出现在生物进化的历史上具有重要的意义，这主要表现在（ ）
①结构和功能更加复杂完善 ②出现有丝分裂，为有性生殖的产生奠定了基础
③通过有性生殖实现了基因重组，推动了生物进化
（A）①② （B）①③ （C）②③ （D）①②③
解析 真核生物在进化历史上具有重要意义，这主要表现在以下两个方面：
一是与原核细胞相比，真核细胞的结构和功能更加复杂；二是真核细胞通过有丝分裂增殖，这是减数分裂（特殊有丝分裂）出现的前提，即为有性生殖奠定了基础。
有性生殖的出现，实现了基因重组，推动了生物的进化。
答案：
（D）。
一、种群基因频率的改变与生物进化
【随堂巩固练习】
1、下列关于种群的叙述，不正确的是（ ）
（A）一个湖泊中的所有鲫鱼是一个种群（B）同一个种群的个体可以彼此交配
（C）一块朽木上的全部真菌是一个种群（D）广口瓶中饲养的全部果蝇是一个种群
2、基因频率是指（ ）
（A）种群的基因库（B）某种基因在某个生物体中出现的比率
（C）某种基因在某个种群中出现的比率（D）某种基因型在某个种群中出现的比率
3、在一个种群中，随机抽出一定量的个体，其中AA个体为40%，Aa个体为50%，aa个体为10%，则A、a的基因频率分别是（ ）
（A）40%、10% （B）40%、60% （C）65%、35% （D）35%、65%
4、果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率是10－5。
对于一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），每一代出现的基因突变数将是2×104×10－5×108=2×107（个），这一数据所反映出的果蝇的突变现象是（ ）
（A）每一个基因的突变率低（B）每一个基因的突变率高
（C）每一代会产生大量变异（D）每一代只会产生极少的突变
5、某一小岛，经常遭到暴风雨的袭击，这里的昆虫大部分无翅，有小部分翅膀很发达，这两者都适应当地环境。
这一事实说明（ ）
（A）适应是相对的 （B）变异总是朝着适应环境的方向进行
（C）变异是不定向的 （D）两种变异，都是由于环境变化引起的
6、恐龙在中生代中期曾异常繁盛，但到中生代后期就灭绝了，利用现代生物进化理论解释恐龙灭绝的原因是（）
（A）环境变得太突然
（B）恐龙没有变异，没有进化的原材料
（C）恐龙缺乏适应新环境的变异，因而被环境淘汰
（D）恐龙种群内的基因频率没有发生改变，就没有进化，因此灭绝
7、由于某种原因使某森林中几乎所有的树皮颜色变成了灰白色。
多年以后，使该森林中不同颜色昆虫的数量发生了变化。
下图中能恰当表达这一变化的是（ ）
8、杂交实验表明，桦尺蠖的体色受到一对等位基因S和s控制，黑色S对浅色s为显性。
在曼彻斯特地区，19世纪中期以前，种群中S基因频率很低，在5％以下，到了20世纪则上升到95％以上。
请根据以上材料分析原因：
（1）从遗传学的角度分析：
①最初的S基因是通过产生的。
②基因型为Ss的个体，遵循规律，通过若干代的、分离和组合，使S基因频率增高。
（2）试用现代生物进化理论分析上述变化发生的原因：
①19世纪，桦尺蛾的栖息地（树干）上长满了地衣，在此环境下，种群s基因频率高的原因是
。
②随着英国工业的发展，工业炼铜使地衣不能生长，树皮裸露，并被煤烟熏成黑褐色，在此环境条件下，种群S基因频率升高的原因是：
。
③通过上面实例说明：
种群中产生的变异是，其中不利变异被不断地，经过长期的，有利变异则逐渐 ，从而使种群的发生定向的改变，导致生物朝着一定方向缓慢地进化，因此，生物进化的方向是由决定的。
二、隔离与物种的形成
【随堂巩固练习】
1、下列关于物种的说法，正确的是 （ ）
（A）山羊和绵羊都是羊，是同一物种
（B）分布在一个自然区域的蜻蜓就是一个物种
（C）马和驴可以繁殖后代，所以马和驴是同一物种
（D）在自然状态下，能相互交配并繁殖出可育后代的一群生物个体
2、新物种形成最显著的标志是 （ ）
（A）具有一定的形态结构（B）具有一定的生理功能
（C）产生了生殖隔离（D）改变了基因频率
3、据统计，美洲棉尾兔的分布情况是这样的：
在美国东部棉尾兔有8个种，而在西部多山地区则有23个种，这说明在物种形成中起了重要作用的是 （ ）
（A）变异 （B）遗传 （C）地理隔离 （D）生殖隔离
4、我国的东北虎和华南虎，由于长期生活在不同的地理环境，已成为两个不同的虎亚种。
如果达到彼此相遇已不能杂交，也就产生了 （ ）
（A）隔离 （B）地理隔离 （C）生殖隔离 （D）变异
5、有一个老鼠的种群，最初都生活在一个地域，一条新建的高速公路将该种群分为A和B两个种群。
如果A种群生活的地区发生了一系列的环境变化，而B种群的地区变化很小，则种群A进化的速率很可能 （ ）
（A）比B慢 （B）比B快 （C）与B相同 （D）开始比B慢，然后比B快
6、隔离在物种形成中的主要作用是 （ ）
（A）使种群间的个体互不相识
（B）使种群间雌雄个体失去交配机会
（C）使不同种群各自适应于不同的地理环境
（D）使种群之间停止基因交流，各自向着不同的方向演变
7、生殖隔离的形成包括 （ ）
①动物因求偶方式、繁殖期不同造成不能交配
②植物因开花季节、花的形态不同而不能传粉受精
③动物胚胎发育早期死亡
④产生的杂交后代没有生育能力
（A）①② （B）①②③ （C）①③④ （D）①②③④
8、下图是加拉帕戈斯群岛上物种演化的模型，A、B、C、D为四个物种及其演化关系，据图回答：
（1）A物种进化为B、C两个物种的两个外部因素是 和 。
（2）甲岛上的B物种迁到乙岛后，不与C物种进化为同一物种的原因是 。
（3）迁到乙岛的B物种进化为D物种的原因是
。
三、共同进化与生物多样性的形成
【随堂巩固练习】
1、昆虫的保护色越来越逼真，它们的天敌的视觉也越来越发达，结果双方都没有取得明显的优势。
这说明 （ ）
（A）自然选择不起作用 （B）生物为生存而进化
（C）双方在斗争中不分胜负 （D）双方相互选择，共同进化
2、共同进化是指不同物种之间、 与 之间在相互影响中不断进化和发展。
生物由于长期的营养关系，在捕食与 、相互帮助等关系下，共同发展，协同进化，增强了物种的多样性。
3、原始生命出现之后，下列符合生物进化的实际情况的是 （ ）
（A）光合作用→无氧呼吸→有氧呼吸
（B）无氧呼吸→有氧呼吸→光合作用
（C）有氧呼吸→光合作用→无氧呼吸
（D）无氧呼吸→光合作用→有氧呼吸
4、下列不属于生物多样性的是 （ ）
（A）基因多样性 （B）物种多样性
（C）生态系统多样性 （D）环境多样性
5、化石之所以能成为生物进化的证据，主要原因是 （ ）
（A）化石是保存在地层中的古代生物的遗体、遗迹或遗物
（B）生物的化石在地层里的出现是有一定顺序的
（C）化石是古生物研究的对象
（D）化石是经过了漫长的地质年代才形成的
6、化石表明，古代有许多动物只生存了很短时间就灭绝了，原因是这些动物 （ ）
（A）缺乏变异能力
（B）不能随环境的变化而产生适应自然的定向变异
（C）缺乏具有适应性的可遗传变异
（D）某些器官由于不经常使用而退化造成种群灭绝
7、距今15亿年前，地球上的生物主要是海洋中的种数不多的蓝藻和细菌。
它们都是原核生物，在生态系统中的成分是 （ ）
（A）生产者和分解者 （B）生产者和消费者
（C）消费者和分解者 （D）生产者、消费者和分解者
8、中性学说认为决定生物进化方向的是 （ ）
（A）自然选择 （B）生存关键
（C）变异 （D）中性突变的逐渐积累
单元练习
一、选择题
1、下列事例不属于拉马克生物进化理论所解释的是 （ ）
（A）鼬鼠由于长期生活在地下，所以视力很弱
（B）人类的盲肠没有家兔的发达，是长期吃熟食的结果
（C）由于草少而改吃树叶，鹿逐渐变为长颈鹿
（D）由于煤烟染黑了树木，曼彻斯特的浅色桦尺蛾逐渐被深色的取代
2、按照达尔文的自然选择学说，生物新类型的出现是因为 （ ）
（A）获得性遗传 （B）用进废退
（C）有利变异逐代积累 （D）环境引起生物发生突变
3、达尔文自然选择学说不足之处表现在它不能科学地解释 （ ）
①生物的适应性 ②遗传和变异的本质 ③生存斗争类型
④生物的多样性 ⑤自然选择的作用 ⑥物种形成的原因
（A）①② （B）③⑤ （C）②⑥ （D）③④
4、对生物进化的方向起决定作用的是 （ ）
（A）基因重组 （B）基因突变 （C）自然选择 （D）染色体变异
5、在一个种群中随机抽出一定数量（100个）的个体，其中基因型为AA个体占18%，基因型为Aa的个体占78%，aa的个体占4%，基因A和a的频率分别是（ ）
（A）18%、82% （B）36%、64%
（C）57%、43% （D）92%、8%
6、如果一个种群中，控制某一性状的基因频率增加，将会出现 （ ）
（A）该种群的繁殖速度加快 （B）控制该性状的基因不能传递给子代
（C）该种群的全部个体为纯合体 （D）该性状对环境条件有很大的适应性
7、生态学研究者对某城市附近的森林环境进行调查时发现，该森林的树干样品如下图所示。
研究者在该森林中释放了1000只白色和1000只黑色的飞蛾，三周后捕获的结果最有可能的是 （ ）
（A）970只白色，10只黑色 （B）778只白色，135只黑色
（C）120只白色，688只黑色 （D）30只白色，920只黑色
8、下列关于物种的叙述，哪一项不够确切 （ ）
（A）物种具有遗传稳定性
（B）不同物种的个体之间交配一定不能成功
（C）同一物种内的生物个体在自然状态下可以相互交配，产生可育后代
（D）同一物种内的个体具有共同的形态特征和生理功能
9、如果有两个小群体的动物，在形态结构上相近，它们必须具备下列哪一特征才能归为一个物种 （ ）
（A）它们的食量要相同 （B）它们必须分布在同一地理区域内
（C）它们的毛色一定相同 （D）能相互交配繁殖并产生能育后代
10、现代生物进化论认为进化是 （ ）
（A）物种是不变的，而且是一次创造出来的（B）环境变化引起生物变异的结果
（C）变异、选择、遗传、隔离综合作用的结果（D）用进废退的结果
11、如下图所示，最早生活在这个区域的群体由于屏障的阻碍已经分离为两个独立的群体。
如果种群A经历了生活环境剧烈的变化，而种群B的环境无变化，两者的进化速度相比较为 （ ）
（A）A>B（B）A=B
（C）A12、狼和鹿通过捕食与被捕食进行着 （ ）
（A）相互选择 （B）单向选择 （C）种内斗争 （D）能量流动
13、地球是最早出现的原始生命，可能是 （ ）
（A）自养厌氧型 （B）自养需氧型 （C）异养厌氧型 （D）异养需氧型
14、下列有关生物进化的总趋势的叙述中，错误的是 （ ）
（A）从简单到复杂 （B）从水生到陆生
（C）从原核生物到真核生物 （D）从自养到异养
15、下列不属于中性学说观点的是 （ ）
（A）DNA分子产生的突变大部分是中性的
（B）中性突变积累导致种群间遗传物质出现较大的差别
（C）生物进化的主导因素是自然选择
（D）基因突变对生物适应性的影响包括有益、有害和中性的
二、非选择题
16、用达尔文的自然选择学说解释狼的进化过程：
（1）狼群中存在不同类型的个体，如有的跑得快，有的跑得慢，这说明生物具有 的特性，而这一特性一般是 的。
和 是生物进化的内在因素。
（2）随着环境的变化，食物越来越少，跑得快、凶猛的狼才能有机会获得食物，生存下去，否
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