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第四章 生物的進化 —— 第1節(jié) 生物進化理論
【學習目標】
1.概述達爾文生物進化理論的主要內(nèi)容并指出其局限性。
2.理解現(xiàn)代綜合進化理論的主要內(nèi)容。
3.概述分子進化的中性學說及生物進化理論發(fā)展的意義。
【素養(yǎng)要求】
1.生命觀點：運用現(xiàn)代生物進化理論，認同生物與環(huán)境適應；利用遺傳知識認同生物進化的實質(zhì)。
2.科學思維：樹立正確的進化觀點和辯證唯物主義觀點，通過對進化理論的學習，加深對科學本質(zhì)的理解和感悟。
【知識梳理】
一、達爾文生物進化理論
1. 歷史貢獻
①世界上第一位比較系統(tǒng)地闡明生物進化理論的是法國著名科學家 。
②“創(chuàng)世論”認為生物是由上帝創(chuàng)造的，物種是不變的。而拉馬克不相信“創(chuàng)世說”并提出了______________。
③在拉馬克生物進化理論基礎上，達爾文提出了比較完整的生物進化理論。
達爾文生物進化理論的內(nèi)容
達爾文提出了以__________________為核心的生物進化理論。主要觀點：
基本觀點一：“____________________”。物種是可變的，生物進化通過物種的演變而進行，地球上現(xiàn)今生存的物種，都是曾經(jīng)存在過的物種的后代，源于共同的原始祖先。
基本觀點二：“___________________”。生存斗爭包含了______________________之間的斗爭。生存斗爭是由生物的__________引起的。生存斗爭的結(jié)果是“________________________”，這一過程就是______________。
基本觀點三：“_____________________”。
模型分析生物進化的原因
果蠅耐藥性的形成
使用DDT前，果蠅群體中_________對DDT耐受程度不同的個體，只不過在沒有DDT的環(huán)境中，耐藥性性狀無法表現(xiàn)出來。使用DDT后，耐藥性差的個體被_____而無法繁殖后代；隨著DDT 劑量的不斷增加，耐藥性強的個體被保留，并通過______活動逐漸成為群體中的主體。依據(jù)達爾文生物進化理論，果蠅群體中耐藥個體的增多是DDT_____的結(jié)果。
達爾文生物進化理論的局限性
達爾文對于遺傳和變異的_____以及_________如何對可遺傳變異起作用等問題，還不能做出科學的解釋。
二、現(xiàn)代生物進化理論以自然選擇學說為核心
1. 生物學家杜布贊斯基提出了現(xiàn)代綜合進化論的內(nèi)容
__________________是生物進化的基本單位 _____________________________________提供進化的原材料
__________________決定生物進化的方向 __________________是物種形成的必要條件
種群是生物進化的基本單位
（1）種群：指生活在一定區(qū)域內(nèi)的_____生物的_____個體的集合。
（2）種群基因庫：一個種群中全部個體所含有的_______。種群基因庫的組成是不斷變化的，主要體現(xiàn)為_______和_______的改變。
①基因頻率：在一個種群基因庫中，_________占全部等位基因數(shù)的比率。
②基因型頻率：指___________的個體在種群中所占的比率。
（3）種群內(nèi)基因頻率和基因型頻率一般處于不斷的變化之中。只有在一個種群_____、個體間________、種群沒有_____和_____以及沒有________的情況下，種群的基因頻率和基因型頻率才可能不發(fā)生明顯的變化。
（4）種群也是繁殖的基本單位。一個種群中的個體雖然一代代地死亡，但是它們所攜帶的基因卻可以通過有性生殖代代相傳。
3. 突變和基因重組提供進化的原材料
（1）在自然界中，由突變和基因重組產(chǎn)生的____________，為生物進化提供原材料。
（2）基因突變產(chǎn)生新的__________，是影響基因頻率變化的主要原因。在生殖過程中，等位基因通過__________形成不同的基因型，產(chǎn)生可遺傳變異。
（3）特點：只是提供生物進化的原材料，_____決定生物進化的方向。
4. 自然選擇決定生物進化的方向
（1）原因：在特定環(huán)境中，種群內(nèi)可遺傳的變異將賦予某些個體生存和繁殖的優(yōu)勢，經(jīng)過自然選擇，具有有利變異的個體更好地適應這種特定的生存環(huán)境，有更多機會繁衍后代，相應的基因頻率會_________（填“不斷提高”或“不斷下降”）；相反，具有不利變異的個體較難生存下去，留下后代的機會更少，相應的基因頻率會_________（填“不斷提高”或“不斷下降”）。
（2）結(jié)果：自然選擇的作用可以使種群的基因頻率發(fā)生_____改變，最終導致生物朝著一定的方向不斷_____。
（3）實例：曼切斯特地區(qū)樺尺蛾的黑化
5. 隔離是物種形成的必要條件
（1）物種：具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能特征，在自然狀態(tài)下能夠__________并繁殖_____后代的一群生物個體，通常稱為物種，簡稱為“種”。
（2）隔離：指同種生物中不同種群的個體在自然條件下不能____________的現(xiàn)象。隔離主要包括_________和__________。
①地理隔離：指同一種生物由于__________而被分隔成不同的種群，各種群之間不發(fā)生__________的現(xiàn)象。 如東北虎和華南虎由于長期的地理隔離已經(jīng)變?yōu)閮蓚€不同的虎亞種。
②生殖隔離：長期的地理隔離，同一物種可能演化
為不同的物種，這些物種的個體之間不能_________或交配后不能產(chǎn)生_____后代的現(xiàn)象。如馬和驢雜交產(chǎn)生不可育的騾；生活在同一地域中的各種豌豆會由于閉花授粉而形成生殖隔離。
（3）意義：生殖隔離雖然阻斷了不同物種之間遺傳物質(zhì)的自由交流，但是保證了物種的遺傳穩(wěn)定性。
三、生物進化理論發(fā)展的意義
1. 分子進化的中性學說
（1）日本科學家________提出“中性突變”進化理論，簡稱“中性學說”。
（2）內(nèi)容：生物進化的主導因素不是_________，而是_________的隨機固定。在進化過程中，核酸、蛋白質(zhì)等分子的_____________會發(fā)生一定的置換，通常用它們的_______來計算相應分子的進化速率。
（3）現(xiàn)代綜合進化論和中性學說的區(qū)別與聯(lián)系
①不同點：現(xiàn)代綜合進化論揭示了_________的規(guī)律：通過________淘汰不利變異，保留有利變異，即適者生存，不適者被淘汰，使生物不斷進化；而中性學說揭示了_________的進化規(guī)律。
②聯(lián)系：兩者并不矛盾，更不對立，只是各自的側(cè)重點不同。現(xiàn)代綜合進化論側(cè)重于個體、群體，即________；中性學說側(cè)重于分子，即__________，兩者相互_____，更好地闡述了生物進化的本質(zhì)。
2. 生物進化理論對生物學的發(fā)展具有重要影響
生物進化理論對整個生物界的發(fā)生和發(fā)展做出了符合__________的解釋，把發(fā)展變化的思想引入生物學研究，使生物學發(fā)生了革命性的變化。
（1）生物進化理論的建立，使早年創(chuàng)立的動物學、植物學、生理學、解剖學、古生物學等分支學科統(tǒng)一為生物學。這些學科既有共同的_________，即生物界發(fā)展的規(guī)律性，也有共同的_________，即從不同側(cè)面研究生命運動及其規(guī)律性。
（2）生物進化理論包含了發(fā)展變化、相互聯(lián)系和整體化的內(nèi)在思想，這一思想促進不同學科之間的相互滲透和綜合，導致了一些交叉學科和邊緣學科（如生物化學、生物物理、生物數(shù)學、仿生學、控制論、系統(tǒng)論）的產(chǎn)生。這對生物學的迅猛發(fā)展具有重要意義。
（3）生物進化理論所揭示的原理，有助于指導人們進行良種選育、植物栽培、動物飼養(yǎng)等實踐活動，也對疾病防治、人工合成新物種等具有重要的指導意義。
3. 生物進化理論對人們的思想觀念具有重要影響
（1）顛覆了“創(chuàng)世說”的統(tǒng)治地位。突破了目的論和決定論的束縛，為我們提供了新的思維方式，對破除迷信、解放思想和形成科學的自然觀和世界觀很有幫助。
（2）促進了生態(tài)倫理的發(fā)展。對確立以人與自然和諧共處為核心的生態(tài)倫理具有重要意義。
【課后練習】
1.拉馬克認為生物不斷進化的主要原因是 （　?。?br/>A.不定向變異和定向的自然選擇 B.基因突變和染色體變異 C.用進廢退和獲得性遺傳 D.器官的反復使用
2.生物進化理論是生命科學的核心理論，下列觀點不符合拉馬克生物進化理論的是 （　?。?br/>A.環(huán)境多樣性是生物多樣性的原因 B.生物有的器官由于經(jīng)常使用而發(fā)達，有的器官由于不使用而退化
C.生物由于適應環(huán)境變化，能夠產(chǎn)生可以遺傳的性狀變異 D.生物是由上帝創(chuàng)造的，物種是不變的
3.下列不符合拉馬克生物進化理論的是 （　　）
A.鼴鼠長期生活在地下，眼睛就萎縮退化 B.鹿的長頸是鹿采食高處樹葉反復伸頸的結(jié)果
C.羚羊聽覺靈敏、奔跑快是長期自然選擇的結(jié)果 D.蛇身體細長無足，是蛇經(jīng)常出入鼠穴捕食的結(jié)果
4.下列關(guān)于拉馬克生物進化理論的敘述，不正確的是 （　　）
A.拉馬克最早提出了比較系統(tǒng)的生物進化理論 B.生物的適應性特征的形成是由于用進廢退和獲得性遺傳
C.器官廢而不用，就會造成形態(tài)上的退化 D.用進廢退獲得的性狀不可以遺傳給后代
5.下列哪項不符合達爾文的觀點（　?。?br/>A.現(xiàn)代生物與古代生物之間存在著一定的親緣關(guān)系 B.生物產(chǎn)生后代的數(shù)量往往超過生活條件所能承受的數(shù)量
C.不適應生存環(huán)境的生物會被淘汰 D.適應的形成是由于用進廢退
6.下列關(guān)于達爾文自然選擇學說的敘述，正確的是（　?。?br/>A.自然選擇所保留的變異，都是生物與生物進行斗爭的結(jié)果
B.自然選擇過程中保留下來的個體有的對人有利，有的對人不利，所以，自然選擇是不定向的
C.在自然選擇中，人類起著主導作用
D.“適者生存，不適者被淘汰”的過程中，起主導作用的是環(huán)境條件
7.圖中的小圓圈表示物種，箭頭表示物種的變異，箭頭線上有兩條短線的代表被淘汰的變異個體。下列敘述不正確的是 （　　）
A.此圖揭示的觀點是變異是不定向的，自然選擇是定向的
B.圖中許多個體被淘汰是由于不利于生存的變異個體在斗爭中失敗
C.圖解中畫出的未被淘汰的箭頭綜合說明了斗爭中適于生存的變異個體被保留
D.此圖充分反映出了拉馬克生物進化理論所論及的觀點
8.抗生素對細菌感染造成的疾病發(fā)揮著重要作用。一種抗生素使用一段時間后，殺菌效果就會下降，原因是細菌產(chǎn)生了抗藥性。按照達爾文的自然選擇學說，下列說法不正確的是 （　?。?br/>A.達爾文對于遺傳和變異的認識還局限于性狀水平，不能科學地解釋其本質(zhì)
B.細菌在繁殖過程中會產(chǎn)生各種可遺傳的變異，其中就有抗藥性強的變異
C.在未使用抗生素時，抗藥性強的變異不是有利變異，這樣的個體在生存斗爭中不占優(yōu)勢
D.抗生素導致細菌產(chǎn)生了抗藥性變異，抗藥性強的個體能產(chǎn)生更多的后代，殺菌效果下降
9.將蒼蠅養(yǎng)在甲、乙兩瓶中，甲瓶內(nèi)放捕蠅紙，乙瓶內(nèi)沒放捕蠅紙，其余條件相同。8天后，甲瓶僅無翅的蒼蠅存活，乙瓶有翅和無翅的蒼蠅皆存活。下列解釋最合理的是 （　?。?br/>A.甲瓶的環(huán)境不利于有翅的蒼蠅生存 B.乙瓶有翅的蒼蠅能存活是因為發(fā)生了突變
C.無翅蒼蠅比有翅蒼蠅更適合生存于乙瓶 D.可推斷若蒼蠅不常使用翅，則翅會退化
10.現(xiàn)代生物進化理論認為，生物進化的基本單位是　 （　?。?br/>A.生活在一定區(qū)域內(nèi)的種群 B.生活在不同區(qū)域內(nèi)的相同物種
C.生活在一定區(qū)域內(nèi)的個體 D.生活在不同區(qū)域內(nèi)的同種個體
11.下列有關(guān)種群基因庫的敘述中，不正確的是　 （　?。?br/>A.一個種群的基因庫包括這個種群所含有的全部基因 B.生物的個體總是要死亡的，但基因庫卻因種群個體的繁殖而代代相傳
C.種群中每個個體都含有種群基因庫的全部基因 D.基因突變可以改變種群基因庫的組成
12.在一次大風暴后，有人搜集了100只受傷的麻雀，并把它們飼養(yǎng)起來，結(jié)果活下來64只。在死去的個體中，大部分個體比較大、變異類型特殊，下列有關(guān)敘述正確的是 （　?。?br/>A.突變和基因重組決定生物進化的方向 B.自然選擇會改變種群的基因頻率
C.特殊的變異類型都是不利的 D.不產(chǎn)生變異的生物才能生存
13.下列哪一項不是自然選擇對生物進化的作用（　　）
A.自然選擇作用于生物的變異，使有利的變異得到保存，不利的變異被淘汰
B.自然選擇使生物種群的基因頻率發(fā)生定向改變
C.自然選擇使生物的變異發(fā)生定向改變 D.自然選擇是新生物類型形成的基本條件之一
14.有關(guān)物種的敘述，正確的是 （　　）
A.地理隔離是新物種形成的必要條件 B.能在自然狀態(tài)下相互交配的一群生物
C.在物種形成的過程中，地理隔離和生殖隔離不一定是同時出現(xiàn)的 D.一個物種就是一個種群
11.下列現(xiàn)象不屬于生殖隔離的是 （　　）
A.動物因求偶方式和繁殖期不同造成不能交配 B.植物因開花季節(jié)不同而不能傳粉
C.產(chǎn)生的雜種后代沒有生育能力 D.動物因生活的地區(qū)不同而無法交配
13.科羅拉多大峽谷中的松鼠被一條河流分隔成兩個種群，經(jīng)過長期演化已經(jīng)形成兩個物種，演化過程如圖，相關(guān)敘述錯誤的是（　?。?br/>A.b表示基因頻率的定向改變
B.物種1和物種2的基因庫不同
C.①~⑥的存在說明變異是不定向的
D.自然界中物種的形成只能通過a到達c
14.下列敘述中，符合中性學說的是　 （　?。?br/>A.中性突變一般不引起生物性狀的改變，因此中性突變不是突變
B.當自然選擇作用于中性突變時，有利的變異被積累
C.在小種群中，不同基因型個體生育的子代個數(shù)有變化，不會導致等位基因的消失
D.中性學說并沒有否認選擇的作用，承認形態(tài)、行為和生態(tài)性狀，即生物的表型是在自然選擇下進化的
15.現(xiàn)代生物進化理論與中性學說的區(qū)別在于 （　　）
A.現(xiàn)代生物進化理論沒有從根本上揭示生物進化的實質(zhì)
B.中性學說與現(xiàn)代生物進化理論有著根本上的區(qū)別，中性學說否定了自然選擇
C.通過中性突變的隨機固定決定生物個體保留或淘汰
D.中性學說側(cè)重于微觀水平，現(xiàn)代生物進化理論側(cè)重于宏觀水平
16.用達爾文的自然選擇學說分析斑馬的進化過程。
（1）斑馬群中存在著不同體色的個體，說明生物具有　　　　　的特性，這種特性一般是　　　　　的，　　　　　是生物進化的內(nèi)在因素。
（2）隨著環(huán)境的不斷改變，體色為黑白相間、跑得快的斑馬因與環(huán)境相適應而在　　　　　中得以生存、繁衍。這樣，環(huán)境對斑馬起了 　　作用，而這種作用是　　　　　的。
（3）上述過程表明，自然選擇的動力是　　　　　，自然選擇的結(jié)果是　　　　　。
17.英國的曼徹斯特地區(qū)有一種樺尺蛾。在自然條件下，樺尺蛾的體色受一對等位基因S和s控制，黑色（S）對淺色（s）是顯性。19世紀中葉，樺尺蛾種群中S基因的頻率很低。隨著英國工業(yè)的發(fā)展，樺尺蛾種群中S基因的頻率提高了很多，如表。
基因 基因頻率
19世紀中葉 20世紀
S 5% 95%
s 95% 5%
請根據(jù)上述材料回答下列問題：
（1）19世紀中葉，淺色樺尺蛾比例很高，黑色樺尺蛾比例很低，這表明稀有的黑色型是由淺色型通過　　　產(chǎn)生的。
（2）從19世紀中葉到20世紀間，黑色樺尺蛾逐漸取代淺色樺尺蛾，這表明黑色基因（S）和淺色基因（s）的頻率均發(fā)生　　　　　。
（3）被污染的環(huán)境使得淺色樺尺蛾容易被鳥類捕食而處于選擇劣勢，黑色樺尺蛾由于具有保護色而處于選擇優(yōu)勢。這一事實表明，長期的　　　　　，使種群的　　　　　發(fā)生定向的改變，導致生物朝著一定的方向緩慢地進化。
18.某地的蝸牛被突然隆起的山丘隔成了兩個種群。若干年后，這兩個蝸牛種群的個體在形態(tài)上發(fā)生了明顯變化，后來山丘消失。蝸牛種群演變過程如下圖所示。請據(jù)圖回答：
（1）山丘的隆起使得蝸牛種群B1、C1之間不能發(fā)生　　　　　，這種現(xiàn)象叫做地理隔離。
（2）蝸牛種群C1向C2演變的過程中，這個種群的　　　　　發(fā)生了改變。
（3）山丘消失后，蝸牛種群D1、D2重新生活在同一個地域內(nèi)。判斷兩者之間是否屬于同一物種的依據(jù)是　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
（4）若D1中蝸牛殼的螺旋方向為右旋，D2中蝸牛殼的螺旋方向為左旋，兩者之間無法交配，則蝸牛殼的左旋和右旋　　　　（是/不是）一對相對性狀，原因是　　　　　　　　　　　　。

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