第一节　生物进化理论的发展

学习目标：1．以达尔文进化学说为比较对象，说明现代生物进化理论的主要观点。2．结合实际，探讨生物进化观点对人们思想观念的影响。3．学会简单的计算基因频率的方法。

重点：说明现代生物进化理论的主要观点。

难点：1．理解物种形成的过程。2．学会计算基因频率。

基础知识

一、现代达尔文主义

1．对达尔文进化学说的评价

（1）

适应的第一步是__________，第二步是通过________而选择。

（2）局限：不能科学地解释__________的本质以及________对可遗传的变异如何起作用等问题。

2．现代达尔文主义

（1）代表者：杜布赞斯基等。

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（3）种群进化的实质：种群内________的改变。

①种群：种群是______的基本单位，也是________的基本单位。

②基因库：一个生物种群中________所有__________。

③基因频率：群体中________基因在该位点上可能出现的比例。

④基因型频率：指__________的个体在群体中所占的比例。

⑤影响基因频率的因素：______、________、________、________。

（4）生物进化的原材料：包括________、________和__________。

（5）生物进化的方向：自然选择可以保留对个体生存和繁衍后代有利的______，使生物向着_________的方向发展。

（6）物种形成的重要条件

①物种：分布在一定的________，具有一定的_________和________特征，而且在自然状态能够________并能生殖出________的一群生物个体。

②物种形成和生物进化的机制：_______、_______和_______。

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二、分子进化的中性学说

1．提出者：日本学者________。

2．内容

（1）生物进化的主导因素不是________，而是________的随机固定。

（2）每种生物的__________都有一定的进化速率。

（3）DNA分子产生的突变大部分是______，对生物的生存____________。

三、生物进化理论发展的意义

1．生物进化理论的创立和完善，对____________的发展具有重要意义。

2．生物进化理论所揭示的原理，有助于人类从事_______________的实践活动。

3．生物进化理论有助于确立____________的自然观和科学的世界观。

学习过程

一、现代达尔文主义

1．达尔文进化学说存在哪些历史局限性？请举例说明。

2．阅读教材，总结基因频率和基因型频率的计算方法。

3．结合教材“积极思维”探究以下问题。

（1）试用达尔文进化学说解释为什么在污染地区桦尺蛾易出现黑化现象？

（2）环境对桦尺蛾选择时，直接的选择对象是表现型还是基因型？

（3）总结改变基因频率的因素。

4．以加拉帕戈斯群岛上地雀为例，总结新物种形成的过程。

5．物种的形成一定要经过地理隔离吗？请说明理由。

6．总结达尔文进化学说和现代达尔文主义观点的异同。

例题：下图表示生物新物种形成的基本环节，对图示分析正确的是（　　）。

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A．图中A表示基因突变和基因重组，为进化提供原材料

B．种群基因频率的定向改变是形成新物种的前提

C．图中B表示地理隔离，是新物种形成的必要条件

D．图中C表示生殖隔离，指两种生物不能杂交产生后代

小结：1．基因频率的计算

（1）已知基因型的个体数计算基因频率

设有N个个体的种群，AA、Aa、aa的个体数分别是n1、n2、n3，A、a的基因频率分别用PA、Pa表示，则：

PA＝1b5e393c723d7b71e1607ff0280dfe2d.png×100%＝（60613917300b59974916e5407835aa4b.png＋df4344a8d214cca83c5817f341d32b3d.png×fff0829bed2c27d09f61c28a8866bdd9.png）×100%

Pa＝1－PA

（2）已知基因型频率求基因频率

计算公式：一对等位基因中某基因的频率＝该基因纯合子的基因型频率＋df4344a8d214cca83c5817f341d32b3d.png杂合子的频率

例如：A的基因频率＝AA的基因型频率＋df4344a8d214cca83c5817f341d32b3d.pngAa的基因型频率。

（3）根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率

①基因频率与基因型频率的特点

AA、Aa、aa三种基因型频率和为：p2＋2pq＋q2＝1，即为（p＋q）2＝p2＋2pq＋q2＝1。

②实例：AA的基因型频率为m，则A的基因频率为76dea78fa15de6b276fa71466f558db8.png。

（4）X染色体上基因的基因频率的计算

Xb的基因频率＝07e2e4a9c365f4fce5b7589a0e82a9ee.png×100%。

注意：对于伴X染色体遗传，在Y染色体上没有该基因的等位基因，所以在计算基因总数时只考虑X染色体上的基因数。

2．物种形成的一般过程

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二、分子进化的中性学说和生物进化理论发展的意义

1．阅读教材“积极思维”，对材料后面的分析题作答。

2．中性学说和现代达尔文主义的主要差异是什么？

例题：现代达尔文主义与中性学说的区别在于（　　）。

A．现代达尔文主义没有从根本上揭示生物进化的实质

B．中性学说与现代达尔文主义有着根本上的区别，它否定了自然选择

C．中性学说通过随机固定由生物个体决定保留和淘汰

D．中性学说侧重于微观水平，现代达尔文主义侧重于宏观水平

小结：分子进化的中性学说

（1）中性学说认为，生物进化的主导因素不是自然选择，而是中性突变的随机固定。

①突变大多是“中性”的，它不影响核酸和蛋白质的功能，对生物个体的生存既无害处，也无益处。

②“中性突变”通过随机的“遗传漂变”在群体里固定下来，在分子水平进化上自然选择不起作用。

③进化的速率由中性突变的速率所决定，也就是由核苷酸和氨基酸的置换率所决定。它对于所有的生物，几乎都是恒定的。

a．分子进化速率：是指核酸或蛋白质等生物大分子在进化过程中碱基或氨基酸发生置换的频率。

b．计算公式：Raa＝kaa/2T。其中T表示比较两个蛋白质之间从共同祖先分歧开始的年数，kaa是比较的两个蛋白质之间每个氨基酸座位替换的平均数，kaa＝－2.3 lg（1－x），x表示蛋白质某链（如教材P99：7种动物和人的血红蛋白α链）氨基酸差异比例。

可见，如果知道了用来比较的两个物种的分歧年数和蛋白质氨基酸的差异，就可以计算出该蛋白质的进化速率。

（2）对中性学说的评价

中性学说是从分子水平研究上提出的一种新的进化学说，揭示了分子水平的进化规律。这一学说在学术界引起较大的反响。但是，中性学说的研究只有十几年的历史，可以说还刚刚开始。如有些数据并不充分，测定蛋白质的数目也不多；同时，它所涉及的范围也相当有限，只能说明分子进化的某些现象。凡是影响表现型的突变，并不一定是中性的，因而也不能用中性理论去解释。必须说明的一点是，中性学说尽管能说明分子进化的某些现象，这只是对达尔文自然选择学说的补充，更不能以此去否定自然选择学说。

参考答案

基础知识

一、1．（1）①可变　②生存斗争　③自然选择　变异的产生　生存斗争

（2）遗传和变异　自然选择

2．（2）①种群　②自然选择　③突变、选择和隔离

（3）基因频率　①生殖　生物进化　②全部个体　基因的总和　③某一等位　④某种基因型　⑤突变　自然选择　迁移　遗传漂变　

（4）基因突变　基因重组　染色体变异

（5）变异　适应环境

（6）①自然地域　形态结构　生理功能　相互交配　可育后代

②突变　选择　隔离

③地理隔离　生殖隔离　不能自由交配　不可育

二、1．木村资生

2．（1）自然选择　中性突变　（2）信息大分子　（3）中性的　既无利也无害

三、1．现代生物科学

2．控制和改造生物

3．辩证唯物主义

学习过程

一、现代达尔文主义

1．达尔文不能解释遗传和变异的本质，不能解释自然选择对可遗传变异如何起作用等问题。

2．（1）基因频率：

①若在常染色体上某基因成对存在，则可以表示为：

基因频率＝e7f032b992d653cd780eca2d05cb01f8.png×100%

②若某基因在X染色体上，因在Y染色体上无该基因及其等位基因则可表示为：

基因频率＝3a7e1d9f79dd08ba24f9b900997d8a1d.png×100%

（2）基因型频率：

基因型频率＝376b3d41517dd73a55eb383311aa82c9.png×100%

3．（1）在污染区，黑色桦尺蛾是有利变异，在生存斗争中获胜，适者生存并繁殖后代，灰色个体在自然选择中容易被淘汰。

（2）表现型。

（3）基因突变、自然选择、迁移、遗传漂变等。

4．同一种群6aefdcbeb686c196dd4e7069aec26bea.png不同种群 7d0a40770c68b8f512d65b938b2124fa.png基因频率改变0ab84965facfdffd7906563279850044.png新物种。

5．不一定，有的在很短的时间内就能完成，如自然界中植物多倍体的形成。

6．（1）共同点：都能解释生物进化和生物的多样性、适应性。

（2）不同点

①达尔文进化学说没有阐明遗传和变异的本质以及自然选择的作用机理，而现代达尔文主义克服了这个缺点。

②达尔文的进化学说着重研究生物个体的进化，而现代达尔文主义强调群体的进化，认为种群是生物进化的基本单位。

③在达尔文进化学说中，自然选择来自过度繁殖和生存斗争，而现代达尔文主义中，则将自然选择归结于不同基因型差异的延续，没有生存斗争，自然选择也进行。

例题：【答案】B　

【解析】图中A应表示突变和基因重组，突变包括基因突变和染色体变异。图中B表示地理隔离，但并不是新物种形成的必要条件，有些新物种（如植物多倍体）形成不需要经过地理隔离。产生生殖隔离的两种生物除了不能杂交产生后代，也可能进行交配却不能产生可育后代。

二、分子进化的中性学说和生物进化理论发展的意义

1．从图表中查出人和鲨鱼血红蛋白α链氨基酸差异为53.2%。

根据公式：Raa＝kaa/2T　kaa＝－2.3 lg（1－x）

计算：Raa＝－2.3 lg（1－0.532）/2×4.2×108＝0.9×10－9

2．中性学说认为：①生物进化的主导因素不是自然选择，而是中性突变的随机固定。②DNA分子产生的突变大部分是中性的。

例题：【答案】D　

【解析】中性学说与现代达尔文主义只是侧重点不一样，一个侧重于分子，一个侧重于个体。

高中生物 第五章 生物的进化 5.1 生物进化理论学案 苏教版必修2