生物进化(精选11篇)
在生物进化与人类进化之间
由于人类的进化已日益集中反映在文化的进化上,从而使得它与生物之间表现出不同的性质和方式.对于属人世界的生物进化来说,既存在自然选择式的客体中介,又存在社会选择式的`主体中介,在当今世界所普遍存在的“生态危机”和各种“人类危机”面前,我们更需要确立和谐型的社会选择.
作 者:孙爱军 彭新武 作者单位:孙爱军(三峡大学,政法学院,湖北,宜昌,443002)彭新武(中国人民大学,哲学系,北京,100872)
刊 名:三峡大学学报(人文社会科学版) 英文刊名:JOURNAL OF CHINA THREE GORGES UNIVERSITY (HUMANITIES & SOCIAL SCIENCES) 年,卷(期): 24(5) 分类号:B029 关键词:适应 文化进化 习得行为 信息 社会选择
二、考点要求和目标
注:“Ⅱ”表示2016年考纲中对知识内容要求掌握的程度即理解所列知识和其他相关知识之间的联系和区别, 并能在较复杂的情境中综合运用其进行分析、判断、推理和评价。
三、核心知识架构
(一) 知识脉络梳理
(二) 基因突变核心知识梳理
1. 基因突变的概念及机理
2. 基因突变对生物性状的影响
(1) 引起生物性状的改变
某些碱基对在增添、缺失和替换后引起遗传信息改变, 引起部分氨基酸改变, 改变蛋白质的结构和功能, 从而引起生物性状的改变, 如下表所示:
(2) 基因突变不一定导致生物性状的改变
①基因中不具有转录功能的片段发生“突变”不引起性状改变。
②由于多种密码子可决定同一种氨基酸, 因此某些基因突变也可能不引起性状的改变。
③某些基因突变虽改变了蛋白质中个别位置的氨基酸种类, 但并不影响蛋白质的功能。
④隐性突变在杂合子状态下也不会引起性状的改变。
3. 与基因突变有关的三个知识点
(1) 联系细胞分裂:在细胞分裂间期, DNA复制时, DNA分子双链打开, 脱氧核苷酸链极其不稳定, 容易发生碱基对的变化。
(2) 联系细胞癌变:癌细胞就是原癌基因和抑癌基因发生基因突变所致。
(3) 联系生物育种:诱变育种就是利用基因突变的原理进行的。
(三) 基因重组核心知识梳理
1. 基因重组的概念及类型
基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中, 控制不同性状的基因重新组合, 有三种类型, 如下表所示:
2. 关注基因突变和基因重组的意义
(四) 染色体结构变异核心知识梳理
1. 染色体结构变异的变化、实质和实例
2. 结果:使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变, 从而导致性状的变异。
【特别注意】基因突变, 字面上是基因发生变化, 实质上是基因内部的碱基对发生变化, 基因的数目和位置均未发生变化;染色体变异, 字面上是染色体发生变化, 实质上是染色体内部的基因发生变化, 基因的数目和位置均发生变化。
3. 染色体结构变异和基因突变的判断
(1) 主要区别
①染色体结构变异是“线”的变化, 变异程度大, 在光学显微镜下可见;基因突变是“点”的变化, 是DNA分子内部碱基对的变化, 在光学显微镜下不可见。
②染色体结构变异改变基因的数目和位置, 基因突变不改变基因的数目和位置。
(2) 区别图示
【特别注意】欲通过显微镜观察法界定基因突变与染色体结构变异, 需取“分生组织”制片, 因为在不分裂的细胞中不出现染色体。
(五) 染色体数目变异核心知识梳理
1. 染色体组的概念及特点
(1) 概念:细胞中的一组非同源染色体, 在形态和功能上各不相同, 携带着控制生物生长发育的全部遗传信息, 这样的一组染色体称为一个染色体组。
(2) 特点:①从染色体来源看, 一个染色体组中不含同源染色体;②从形态、大小和功能看, 一个染色体组中所含的染色体各不相同;③从所含的基因看, 一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因, 但不能重复。
2. 单倍体、二倍体和多倍体的比较
(六) 变异与育种
1. 几种育种方法的比较
【特别注意】 (1) 杂交育种选育的时间是从F2开始, 原因是从F2开始发生性状分离;选育后是否连续自交取决于所选优良性状是显性还是隐性。
(2) 诱变育种尽管能提高突变率, 但处理材料时仍然是未突变的个体远远多于突变的个体;突变的不定向性和一般有害性特点决定了在突变的个体中有害个体仍多于有利个体, 只是与自然突变相比, 有害和有利个体的数量都有所增加。
(3) 基因工程育种可按照人们的意愿定向培育新品种, 且可突破生殖隔离, 实现不同物种间的基因重组。
2. 不同目的的杂交育种程序
(1) 培育杂合子品种
在农业生产上, 可以将杂种一代作为种子直接使用, 如水稻、玉米等。其特点是可以利用杂种优势, 且获得的品种高产、抗性强, 但种子只能种一年。培育的基本步骤如下:
选取符合要求的纯种双亲杂交 (♀×♂) →F1 (即为所需品种) 。
(2) 培育隐性纯合子品种
(3) 培育显性纯合子品种
【特别注意】 (1) 单倍体育种一般应用于二倍体植物, 因为若为四倍体植物, 则通过单倍体育种形成的个体不一定是纯合子。
(2) 用秋水仙素处理植株使其染色体数目加倍。若操作对象是单倍体植株, 则属于单倍体育种;若操作对象为正常植株, 则属于多倍体育种。不能看到“染色体数目加倍”就认为是多倍体育种。
(3) 单倍体育种和多倍体育种都需要用秋水仙素处理使染色体数目加倍。单倍体育种在幼苗期处理, 多倍体育种在种子萌发期或幼苗期处理。
(4) 单倍体育种和植物细胞工程育种都运用了植物组织培养技术。
(七) 生物进化
1. 自然选择学说
2. 现代生物进化理论
3. 达尔文自然选择学说和现代生物进化理论的比较
【特别注意】选择对生物进化的影响
(1) 自然选择与人工选择
(2) 选择对基因频率的影响
①选择的直接对象是具有某特定性状表现的生物体。
②选择的实质是控制某特定性状表现的基因。
③选择的结果:从生物个体角度看导致生物个体生存或死亡;从基因角度看导致控制某特定性状基因的频率上升或下降。
4. 种群基因频率、基因型频率
(1) 基因频率与基因型频率的比较
(2) 基因频率的计算方法
(3) 运用遗传平衡定律, 计算基因频率
在一个有性生殖的自然种群中, 当等位基因只有一对 (Aa) 时, 设p代表A基因的频率, q代表a基因的频率, 则 (p+q) 2=p2+2pq+q2=1。
其中p2是AA (纯合子) 的基因型频率, 2pq是Aa (杂合子) 的基因型频率, q2是aa (纯合子) 的基因型频率。
5. 物种形成的方式
(1) 渐变式
①地理隔离是物种形成的量变阶段, 生殖隔离是物种形成的质变阶段, 只有地理隔离而不形成生殖隔离时能产生亚种, 但绝不可能产生新物种, 如东北虎和华南虎。
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。生殖隔离有三种情况:不能杂交、杂交不活、活而不育。
(2) 爆发式
物种的形成主要是由异源多倍体以染色体变异的方式形成新物种, 一出现可以很快形成生殖隔离 (基因频率改变) 。此种方式多见于植物。
(3) 人工创造新物种:通过植物体细胞杂交 (如番茄—马铃薯) 、多倍体育种 (如八倍体小黑麦) 等方式也可以创造新物种。
6. 物种形成的三个环节
突变和基因重组、自然选择、隔离三者的关系如下图所示:
(1) 自然选择直接作用的是生物个体, 而且是个体的表现型。
(2) 生物进化的原材料是可遗传的变异, 包括基因突变、基因重组以及染色体变异, 其中染色体变异和基因突变统称为突变。
7. 物种形成和生物进化的区别与联系
8. 共同进化与生物多样性
(1) 共同进化的类型与实例
(2) 生物多样性三个层次之间的联系
四、高考经典扫描
命题角度 (一) 以基础判断的形式, 考查基因突变的特点和原因等
例 (2015·海南卷) 关于等位基因B和b发生突变的叙述, 错误的是 ()
A.等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因
B.X射线的照射不会影响基因B和基因b的突变率
C.基因B中的碱基对G—C被碱基对A—T替换可导致基因突变
D.在基因b的ATGCC序列中插入碱基C可导致基因b的突变
【解析】基因突变具有不定向性, 等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因, A项正确;X射线的照射可能会引起基因突变, 从而导致基因B和基因b的突变率改变, B项错误;基因中碱基对的增添、替换、缺失可引起基因突变, C项描述属于碱基对的替换, D项描述属于碱基对的增添, 故C、D两项正确。
【答案】B
【易错点拨】 (1) 没有理解基因突变的特点或受思维定式的影响, 认为B基因只能突变为b或b只能突变为B; (2) 没有理解基因突变的概念, 死扣教材基因突变概念中的“碱基对”而认为D项中的“ATGCC序列中插入碱基C”是错误的。
【拓展】基因突变的原因、特点、时间和意义
命题角度 (二) 以相关实例为背景, 考查基因突变的应用
例某生物小组种植的纯种高茎豌豆, 在自然状态下却出现了矮茎后代。小组成员有的认为是基因突变的结果, 有的认为是环境引起的。为检验是何种原因导致矮茎豌豆的出现, 该小组成员设计了以下几种实验方案, 其中最简便的方案是 ()
A.分析种子中的基因序列
B.将矮茎种子在良好的环境条件下种植 (让它们自交) , 再观察后代的性状表现
C.将得到的矮茎豌豆与纯合高茎豌豆杂交, 观察后代的性状表现
D.以上方案都不合理
【解析】在有关植物鉴定的方法中, 最简单的方法是自交。如果在良好的环境条件下, 自交后代中有矮茎的出现, 说明是基因突变引起的;如果后代全是高茎, 说明是环境引起的不可遗传的变异, 故B项正确。
【答案】B
【易错点拨】 (1) 本题题干明确要求选择的是“最简便方案”, 而部分学生在审题过程中会忽略这一点。因为此类试题在设置选项时, 往往有两个或三个选项均可达到实验目的, 如本题的A、B、C三项均可达到鉴定是否发生基因突变的目的, 但只有B项的操作最简便; (2) 混淆可遗传变异和不可遗传变异的判断方法从而误选D。
【拓展】实验法判定变异类型
(1) 可遗传变异与不可遗传变异的判断方法
(2) 基因突变和基因重组的判断方法
(3) 显性突变和隐性突变的判定
②判定方法:
a.选取突变体与其他已知未突变体杂交, 根据子代性状表现判断。
b.让突变体自交, 观察子代有无性状分离从而进行判断。
命题角度 (三) 以图示形式考查染色体结构变异及其应用
例若图甲中①和②为一对同源染色体, ③和④为另一对同源染色体, 图中字母表示基因, “∘”表示着丝点, 则图乙~图戊中染色体结构变异的类型依次是 ()
A.缺失、重复、倒位、易位
B.缺失、重复、易位、倒位
C.重复、缺失、倒位、易位
D.重复、缺失、易位、倒位
【解析】分析题图可知, 图乙表示染色体缺失D片段;图丙表示同一条染色体上C片段发生重复;图丁表示染色体上B、C片段位置颠倒;图戊中一条染色体的片段移接到另一条非同源染色体上, 属于易位, A项正确。
【答案】A
【易错点拨】本题考查学生对教材中染色体结构变异图示的迁移应用, 旨在考查学生对染色体结构变异图示的分析判断能力。但部分学生会因只识记了染色体结构变异的四种类型或没有结合教材图示理解染色体结构变异的具体过程而不能确定图丁和图戊的变异类型。
【拓展】“二看法”判断染色体结构变异的类型
一看基因位置:若基因种类和基因数目未变, 但染色体上的基因位置改变, 则为染色体结构变异中的“易位”或“倒位”;
二看基因数目:若基因的种类和位置均未改变, 但基因的数目改变, 则为染色体结构变异中的“重复”或“缺失”。
命题角度 (四) 结合相关实例考查染色体数目变异的原理及其与育种的联系
例 (2016·四川卷) 油菜物种Ⅰ (2n=20) 与Ⅱ (2n=18) 杂交产生的幼苗经秋水仙素处理后, 得到一个油菜新品系 (注:Ⅰ的染色体和Ⅱ的染色体在减数分裂中不会相互配对) 。
【解析】 (1) 秋水仙素通过抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成, 使染色体加倍, 从而形成纯合体, 所以将获得的植株自交, 子代不会出现性状分离。 (2) 由于油菜新品系是油菜物种Ⅰ (2n=20) 与Ⅱ (2n=18) 杂交产生的幼苗经秋水仙素处理后获得, 所以细胞中含有 (10+9) ×2=38 (条) 染色体。观察油菜新品系根尖细胞有丝分裂, 应观察分裂旺盛的分生区细胞, 处于分裂后期的细胞中着丝点分裂, 染色体数目暂时加倍, 所以含有76条染色体。 (3) ①由实验一可判断出, 种子颜色性状中黄色对黑色为隐性。②实验二中子二代的表现型及比例为3∶13, 类似于9∶3∶3∶1的比例, 说明F1的基因型为Aa Rr, 表现为黄色, 说明R基因存在时会抑制A基因的表达, 故两实验中亲本甲、乙、丙的基因型分别为AArr、aarr、AARR, F2代产黄色种子植株中, 纯合子只有1/13AARR、1/13aa RR、1/13aarr, 故杂合子占10/13。③实验二中, 乙、丙的基因型分别为aarr、AARR, 原本F1的基因型为Aa Rr, 现发现子一代体细胞中有两条含R基因 (基因型为Aa RRr) 的染色体, 说明丙植株在减数第一次分裂后期含R基因的同源染色体未分离或丙植株在减数第二次分裂后期含R基因的姐妹染色单体未分离。由于该植株基因型为Aa RRr, 其自交可分解为两个分离定律分别考虑, 即Aa自交和RRr自交, Aa自交可产生3/4A_、1/4aa, RRr自交可产生4种类型的配子, 分别为1/3Rr、1/3R、1/6RR、1/6r, 故后代中产黑色种子 (A_rr) 的植株所占比例为1/6×1/6×3/4=1/48。
【答案】 (1) 纺锤体不会 (2) 分生76 (3) ①隐②R AARR 10/13③植株丙在减数第一次分裂后期含R基因的同源染色体未分离 (或植株丙在减数第二次分裂后期含R基因的姐妹染色单体未分开) 1/48
【易错点拨】本题第 (1) 小题考查秋水仙素的作用机理, 较简单。但是, 第 (3) 小题的两空易出错, 其原因是:①部分学生对减数分裂过程中导致染色体数目变异的过程不熟悉;②部分学生无法确定染色体数目变异后配子的种类及比例。
【拓展】怎样推断多倍体产生配子的类型及比例?
答:推断多倍体产生配子的类型及比例时, 最常见的是三倍体和四倍体配子, 如AAAA、AAAa、AAaa、AAa、Aaa等, 方法如下:
命题角度 (五) 综合考查生物变异与育种
例 (2015·浙江卷) 某自花且闭花授粉植物, 抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因R和r控制, 抗病为显性;茎的高度由两对独立遗传的基因 (D、d, E、e) 控制, 同时含有D和E表现为矮茎, 只含有D或E表现为中茎, 其他表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子, 欲培育纯合的抗病矮茎品种。请回答下列问题:
【解析】 (1) 该植物是自花且闭花传粉, 所以在自然状态下, 该植物一般都是纯合子。 (2) 由于基因突变具有低频性、多方向性和有害性等特点, 所以采用诱变育种获得优良品种时需要处理大量种子。 (3) 若采用杂交育种获得所需要的稳定遗传的优良品种, 需要将两个亲本杂交获得F1, F1自交获得所需要的性状后再连续自交, 直到不再出现性状分离, 最终获得所需要的稳定遗传的品种。由此可推测, 一般情况下, 控制性状的基因数越多, 育种年限越长。若只考虑茎的高度, 两亲本杂交获得F1的基因型为Dd Ee, F1自交后代F2的基因型 (表现型) 为9/16D_E_ (矮茎) 、3/16D_ee (中茎) 、3/16dd E_ (中茎) 、1/16ddee (高茎) , 故F2的表现型及其比例为高茎∶中茎∶矮茎=1∶6∶9。 (4) 单倍体育种分为三步:第一步是亲本杂交得到F1, 第二步是将F1的花药离体培养获得单倍体幼苗, 第三步是用秋水仙素处理单倍体幼苗。单倍体育种涉及的原理有基因重组和染色体变异。
【答案】 (1) 纯 (2) 多方向性、稀有性 (3) 选择纯合化年限越长高茎∶中茎∶矮茎=1∶6∶9 (4) 基因重组和染色体畸变遗传图解如下图所示:
【易错点拨】 (1) 对杂交育种的程序及具体操作和目的不熟悉, 易在第 (3) 小题出现错误。例如, 本小题第二空所填内容应为杂交育种中从子二代开始连续自交的目的, 而部分学生可能只记忆了操作方法, 即“连续自交”、“筛选”等, 而忽略了这一操作的目的。 (2) 对单倍体育种的程序不熟悉易在第 (4) 小题第一空出现错误。在单倍体育种过程中, 往往首先需通过杂交将不同优良性状集中到同一个体上, 另外, 在杂交及F1的配子形成过程中均涉及基因重组, 而部分学生忽略了这一点, 只填写了染色体变异的相关内容。
【拓展】关于育种方法的选择
(1) 若要培育隐性性状个体, 则可选择自交或杂交, 只要出现该性状即可。
(2) 有些植物如小麦、水稻等, 杂交实验较难操作, 则最简便的方法是自交。
(3) 若要快速获得纯合子, 则用单倍体育种法。
(4) 若实验植物为营养繁殖类如土豆、地瓜等, 则只要出现所需性状即可, 不需要培育出纯种植物。
(5) 若要培育出原先没有的性状, 则可选择诱变育种。
(6) 提高营养物质含量可选择多倍体育种。
(7) 将两个亲本的不同优良性状集中在一起, 可利用杂交育种。
(8) 若要定向地改造生物性状, 则可选择基因工程育种。
(9) 在实际育种过程中, 并非单一地运用某种育种方式, 而是根据需要综合运用多种育种方式。
命题角度 (六) 通过相关实例考查生物进化的相关知识
例 (2015·安徽卷) 现有两个非常大的某昆虫种群, 个体间随机交配, 没有迁入和迁出, 无突变, 自然选择对A和a基因控制的性状没有作用。种群1的A基因频率为80%, a基因频率为20%;种群2的A基因频率为60%, a基因频率为40%。假设这两个种群大小相等, 地理隔离不再存在, 两个种群完全合并为一个可随机交配的种群, 则下一代中Aa的基因型频率是 ()
A.75%B.50%C.42%D.21%
【解析】两种群均处于遗传平衡状态, 且种群大小相等, 故两种群完全合并后A、a的基因频率分别为两种群A、a基因频率的平均值, 即A基因频率= (80%+60%) ÷2=70%, a基因频率= (20%+40%) ÷2=30%。该种群随机交配后, 子一代中Aa的基因型频率为2×70%×30%=42%, 故C项正确。
【答案】C
【易错点拨】生物进化的实质是种群基因频率的改变, 有关种群基因频率变化的相关计算也是高考中的常考点。在本题中, 部分学生因不了解两种群合并后随机交配对种群基因频率及基因型频率的影响而出现错误。
【拓展】自交和自由交配对种群基因型频率和基因频率的影响
(1) 自交:基因型频率发生变化, 纯合子比例逐渐增大, 杂合子比例逐渐减小, 但基因频率不变。
(2) 自由交配:基因型频率和基因频率都不变。
五、强化训练
1. 下列关于基因突变和染色体变异的叙述, 正确的是 ()
A.DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失都会导致基因突变
B.有丝分裂和减数分裂过程中都可能发生基因突变和染色体变异
C.染色体易位不改变基因数量, 对个体性状不会产生影响
D.用秋水仙素处理单倍体幼苗, 得到的个体都是二倍体
2. 下图为细胞分裂过程示意图, 下列有关说法正确的是 ()
A.图甲中细胞只发生了减数分裂, 该过程一定发生基因突变
B.图乙中若其中一条染色体上有一个基因a, 则另一极对应的染色体上可以是A或a
C.上述三图所示过程中, 只会发生基因突变和基因重组
D.图丙中若发生了同源染色体的交叉互换, 则该变异属于倒位
3. 下列有关现代生物进化理论观点的叙述, 错误的是 ()
A.发生在生物体内的基因突变可改变种群的基因频率
B.两个种群间的生殖隔离一旦形成, 它们就是两个物种
C.生物多样性的形成过程就是新物种不断形成的过程
D.共同进化都是通过不同物种之间和生物与环境之间相互影响实现的
4. 科学家以正常人及某种病患者的相应m RNA为模板合成了c DNA。已查明该患者相应蛋白质中只有32号氨基酸与正常人不同, c DNA中只有一个位点的碱基发生改变。对比结果见下表。以下有关分析合理的是 ()
A.c DNA所含的碱基数为96
B.合成c DNA时需要DNA解旋酶
C.患者第94号位点碱基缺失
D.患者相应氨基酸的密码子为CAC
5. 下图表示利用二倍体西瓜 (2N) 培育三倍体无子西瓜 (3N) 过程中染色体数目变化的情况, 下列说法不正确的是 ()
A.①过程中染色体复制两次细胞分裂一次
B.②过程可能发生突变和基因重组
C.图中只包含两个不同的物种
D.三倍体无子西瓜只能产生极少数可育的配子
6. 下表所示为某物种迁入新环境后, 某对等位基因基因频率的变化情况, 由这些数据不能得出的结论是 ()
A.由于种群基因频率改变, 该生物发生了进化
B.a基因控制的性状可能更适应新环境
C.1970年, 该种群中Aa的基因型频率一定为18%
D.基因频率的改变是通过环境对生物个体的选择实现的
7. 下图表示由甲、乙两种植物逐步培育出戊植株的过程。请据图回答:
(1) 通过I过程培育出丙种植物的方法有以下两种:
(3) 若B基因控制着植株的高产, D基因决定着植株的抗病性。如何利用戊植株 (该植株为两性花) , 采用简便的方法培育出高产抗病的新品种 (不考虑同源染色体的交叉互换) ?请画图作答并作简要说明。
8. 图1表示果蝇体细胞的染色体组成, 图2表示果蝇性染色体X和Y的非同源区段和同源区段。已知控制果蝇刚毛 (B) 和截毛 (b) 的等位基因位于X、Y染色体的同源区段。
请分析回答:
生物的变异与进化
1.B 2.B 3.C 4.D 5.A 6.C
1. 下图表示环境条件发生变化后某个种群中A和a基因频率的变化情况,下列说法错误的是( )
A. 环境条件发生变化后,使生物产生适应性的变异
B. P点时两曲线相交,此时A和a的基因频率均为50%
C. Q点表示环境发生了变化,A控制的性状更加适应环境
D. 在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变
2. 如图表示长期使用一种农药后,害虫种群密度的变化情况,下列有关叙述中不正确的是( )
A. a点种群中存在很多种变异类型,变异是不定向的
B. a→b的变化是生存斗争的结果
C. b→c是抗药性逐代积累的结果
D. 抗药性基因频率在a、b、c中所对应的时间段,先下降后增加,b 3. 某种群中AA. Aa. aa的基因型频率如下图,图中阴影部分表示繁殖成功率低的个体。则该种群经选择之后,下一代中三种基因型频率的结果最可能是( ) 4. 下列关于隔离的叙述,不正确的是( ) A. 阻止了种群间的基因交流 B. 对所有物种来说,地理隔离必然导致生殖隔离 C. 种群基因库间的差异是产生生殖隔离的根本原因 D. 不同的物种间必然存在着生殖隔离 5. 共同进化不包括( ) ①不同物种生物之间在相互影响中不断进化和发展; ②同一物种不同种群之间在相互影响中不断进化和发展; ③同一种群不同个体之间在相互影响中不断进化和发展; ④生物和无机环境之间在相互影响中不断进化和发展; A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ③④ 6. 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( ) ①两个种群间的生殖隔离一旦形成,这两个种群就属于两个物种 ②图中A表示基因突变和基因重组,为进化提供原材料 ③图中B表示地理隔离,地理隔离可能导致生殖隔离 ④图中C表示种群间生殖隔离,就是指不同物种生物不能交配产生后代,即使交配成功,也不能产生可育的后代 A. ①②③④ B. ①②④ C. ①②③ D. ②③④ 5.2生物进化和生物多样性 设计人:张燕妮审核人:张燕妮序号:22 班级:组名:姓名:时间:2012-6-01 问题导读——评价单 学习目标 1、了解生物进化的基本历程。 2、说明生物多样性形成的原因。 3、说出五界系统的含义。 预习评价 自主学习课本P103-109的内容,回答以下问题: 一、生物进化的基本历程 1.古生代、中生代、新生代分别有哪些重大事件发生? 2.生物进化的规律是什么? 二、生物进化与生物多样性的形成 (一)生物多样性 1.生物多样性的概念是什么?包括哪几个方面? 2.遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性分别指什么? 我学、我说、我议、我练、我创造 (二)、五界系统 1.五界系统的分类依据是什么?分为哪五界? 3.五界系统显示了生命发展史的哪三大阶段?同时又显示了进化的哪三大方向? 问题解决——评价单 问题:自学课本107页生物五界系统各自的特征并举例。 问题拓展——评价单 1、自主完成课本P109评价指南 2、完成资料P88课堂达标。 教学内容 学生活动 生物进化是指一切生命形态发生、发展的演变过程。“进化”一词来源于拉丁文evolution,原义为“展开”,一般用以指事物的逐渐变化、发展,由一种状态过渡到另一种状态。1762年,瑞士学者邦尼特最先将此词应用于生物学中。后来,达尔文的`物种起源理论也是基于这一理论而诞生。 2、生物进化的过程 生物界的历史发展表明,生物进化是从水生到陆生、从简单到复杂、从低等到高等的过程,从中呈现出一种进步性发展的趋势。一般说来,进化过程的进步具有如下特征: ①在生物界的前进运动中,可以看到不同层次的形态结构的逐步复杂化和完善化;与此相应,生理功能也愈益专门化,效能亦逐步增高。 ②从总体上看,遗传信息量随着生物的进化而逐步增加。 一、现代生物进化理论与达尔文进化理论的比较 1. 共同点 都能解释生物进化的原因和生物的多样性和适应性。 2. 联系 现代生物进化理论以达尔文进化论 (自然选择学说) 为基础。 3. 不同点 (1) 达尔文进化论没有阐明遗传和变异的本质以及自然选择的作用机理, 而现代生物进化理论克服了这个缺点。 (2) 达尔文进化论是从个体水平研究生物的进化;现代生物进化理论则强调群体的进化, 认为种群是生物进化的基本单位, 并从分子水平上阐明生物进化的实质是基因频率的改变。 二、自然选择 指环境条件或其他生物对某种生物的选择。自然选择是定向的, 它决定着生物进化的方向。 1. 选择的对象 自然选择表面上是对一个个不同生物个体的选择, 实质上是对个体所包含的变异进行选择。从分子水平上看现代生物进化理论认为, 自然选择实质上是对变异所对应的基因进行选择, 从而改变着种群不同基因的基因频率。 2. 选择的因素 对生物的变异起选择作用的是个体所处的自然环境。环境因素很多, 其中一种或几种起主导选择作用, 如在干旱环境中水起主导作用。 3. 选择的手段 选择生存斗争。通过生存斗争使少数具有有利变异的个体生存下来, 从而完成一次对生物的选择。 4. 选择的结果 适者生存, 不适者淘汰。通过多次选择使生物的微小有利变异通过繁殖遗传给后代, 使之得以积累和加强, 从而使生物能更好的适应环境, 并朝着特定的方向进化发展, 久而久之, 便产生了适应环境的新类型。 三、几个重要概念的区分 1. 种群和物种 (1) 概念不同:略。 (2) 范围不同:种群是指较小范围内的同种生物的个体, 而物种是由许多分布在不同区域的同种生物和种群组成的。判断时应清楚种群是同一地点同种生物的总和, 他们通过基因交流保持一个共同的基因库。物种的判断标准是形态特征和能否自由交配并且产生可育的后代, 不同物种不仅具有明显的形态差异, 而且不能交配, 或交配后不能产生可育的后代。 2. 基因频率和基因型频率 (1) 基因频率是指某种基因在每个群体中出现的比例, 基因频率=种群中该基因的总数/种群中该等位基因的总数。影响基因频率改变的因素有突变、自然选择、遗传漂变和迁移等, 生物进化的实质是基因频率的改变。 (2) 基因型频率是指某种基因型的个体在群体中所占的比例 3. 地理隔离和生殖隔离 地理隔离是指由于地理上的障碍, 使不同种群间的雌雄个体彼此之间不能相遇、交配, 如东北虎和华南虎。 生殖隔离是指种群间的个体不能自由交配, 或者交配后不能产生可育的后代的现象, 如植物由于花期不同而不能杂交产生后代。 生殖隔离的类型如下: (1) 生态隔离:由于食性、生活习性和栖息地点的不同, 使几个亲缘关系接近的群体之间交配不易成功的隔离机制。 (2) 季节隔离:又称时间隔离。生物一般都有一定的生育季节和时间, 如动物的发情期、交配期, 植物的开花期和授粉期等。如果同种群体间的生育季节和时间不同, 就会造成季节隔离或时间隔离, 阻止了基因的交流, 从而导致生殖隔离。 (3) 生理隔离:植物传粉后或动物交配后由于生理上的不协调而不能完成受精作用的现象。 (4) 形态隔离:主要指由于植物花的结构与传粉者的形态结构不协调而造成的交配受精障碍。 (5) 行为隔离:由于交配行为不同而使两个或几个亲缘关系相近的群体之间交配不易成功的隔离机制。 (6) 杂种不育:一种杂交后的生殖隔离机制。不同种生物受精后虽能形成合子, 并发育成成熟的F1杂种, 但杂种不能产生后代。如马和驴杂交所生的骡子不能生育。因为马的染色体为64条, 驴的染色体为62条, 杂交后产生的骡的染色体为63条, 骡在形成生殖细胞时, 染色体不能正常配对 (即联会紊乱) 而不能完成减数分裂和形成正常的生殖细胞 (即精子和卵细胞) , 故不能生育。 上述各种类型的生殖隔离, 实质上都是隔离不同物种间的基因交流, 使各个隔离种群拥有较强的稳定性, 以保证在自然条件下各自朝着与环境相适应的方向发展。 4. 物种形成和生物进化 教学创新,不是对已有的传统教学方法的全盘否定,而是理性地批判、继承与发展。本节教学中的创新点要从两个方面设计:一是教学内容要"新",要求学生经过思考有所探索、发现;二是教学过程中要有所"创",在教师提供的场景下学生能够发现问题、探索思考、创造性解决问题。自然选择过程中有利变异的不断积累从而产生了适应特定环境的生物新类型,这就是生物进化的原因。它是人们认识到了自然界的万千生物并不是神灵创造的,揭示了生命现象的统一性是由于所有生物都有共同的祖先,生物的多样性是进化的结果。这一科学理论的影响远远超出了生物学的范围,它给予神创论和物种不变论以致命的打击,为辩证唯物主义世界观提供了有利的武器。更重要的是由进化理论本身的发展和进化,能够帮助学生加深对科学本质的理解和感悟,从而感受科学是一个开放的动态过程,认识科学是一个不断被矫正发展的体系。 二、教学背景分析 1、教学内容 《生物进化的原因》(河北版八年级下册)一节在教材中的内容似乎不多,但要上好这节课难度较大:一是达尔文的自然选择学说的主要内容对初中生的呈现孰轻孰重难以把握,二是概念和结论性语句特别繁多。因此,这样的课很容易上成“浅入浅出、照本宣科、空洞乏味”或“深入深出,从理论到理论,抽象难懂”。为了更好地帮助学生建构起比较完整的“生物进化”的知识框架,在教学设计中,教师应围绕大的主题而不是零碎的知识来组织教学,应引导学生探究或发现这类知识或问题的组成部分及联系。 生物进化理论的发展和其他科学理论的发展一样,不是简单的新理论对旧理论的否定和排斥,而是新理论对旧理论的修正、深入和扩展。从拉马克的进化学说到达尔文的自然选择学说,以及现代进化理论的由来,大体都走过了这样的轨迹。这些应该成为处理本节教学内容的基本脉络。 本节重点介绍了拉马克和达尔文的两个进化学说,指出了自然选择学说为更多的人接受,同时也指出了其局限性。籍此给学生一个开放的讨论空间,让学生认识到每一种学说和观点都有自己的理论基础,还有一定的局限性,科学需要不断的发展和完善,鼓励学生具有科学探究的精神,为科学的发展贡献自己的力量。 2、学情分析 (1)学生已经经过一年多的生物学习,对探究式学习方法已相当熟练,基本上具有一定的综合分析和推理的能力.本课继续沿袭新课标的风格,带学生进入一个自主学习的天地。 (2)不少学生在生活中对达尔文的进化论有一些零星、不全面的认识,但还欠缺科学的、理性的认识。 三、三维教学目标 1、知识与技能目标 (1)通过对人工选择和自然选择的内容的学习,能描述生物进化的原因以及知道生物多样性和适应性形成的原因,进行辩证唯物主义教育。 (2)具备初步处理信息的能力。 (3)概述自然选择学说,形成生物进化的基本观点。 (4)联系实际,探讨生物进化产生的社会问题 2、过程与方法目标 (1)通过分析英国曼彻斯特地区桦尺蠖的数量变化,提高学生分析问题的能力,形成生物进化的基本观点,逐步树立辩证唯物主义自然观。 (2)进化论被不断的修正、深入和扩展,可见新理论对旧理论的批判继承,形成科学发展的世界观。 3、情感态度与价值观目标 (1)形成生物进化的基本观点。 (2)由英国曼彻斯特地区由于工业革命对环境的污染导致桦尺蛾体色的进化这一事实,引起人们关注环境的变化对生物进化的影响。 (3)进化理论本身的发展和进化,能够帮助学生加深对科学本质的理解和感悟,从而感受科学是一个开放的动态过程,认识科学是一个不断被矫正发展的体系。 四、教学方法 1、教法:情景教学:针对初中生普遍存在的喜欢新奇有趣的事物这一特点设计,使学生身临其境,唤起热情与激情,激发兴趣,积极参与到课堂学习中来。 讨论法:具有多向信息交流、针对性强、便于调动学生学习主动性的特点,使学生之间思维相互碰撞,可加深对问题的理解; 引导发现法,利于启发学生思维、培养学生能力、形成科学思想和方法。 2、学法:自主学习:在创设的情境中,自己发现和体验,学会科学的思考,在构建新的认知中最终做出自己的判断。在此期间贯穿着比较法、资料分析法等。 五、教学重点、难点 教学重点: (1)达尔文自然选择学说的主要内容。 (2)分析达尔文自然选择学说的贡献和局限性。 (3)探讨生物进化观点对人们思想观念的影响。 教学难点: (1)分析达尔文自然选择学说的局限性。 (2)认识到科学是动态的,需要不断的发展和完善。 关键点: (1)處理好本节教材承上启下的关系。 (2)注意能力的培养和情感的教育。 (3)处理好基本观点及学术界中的争论的关系。 六、教学准备 教师制作课件。 七、教学反思 本节教学围绕大的主题而不是零碎的知识来组织教学,教学主线是几代进化论思想者对生物进化原因的解释贯穿,重点是达尔文的自然选择说。试图给学生一个开放的讨论空间,然学生认识到每一种学说和观点都有自己的理论基础,同时又有局限性,科学需要不断的发展和完善,鼓励学生具有科学探究精神,为科学的发展贡献自己的力量。 “探讨生物进化观点对人们思想观念的影响”属于情感目标,本节可从以下四点来凸现: (1)达尔文的进化论对辩证唯物主义世界观的影响。自然选择导致生物的性状向不同的方向发展,导致生物物种的逐渐增加,出现了生物的多样性。 (2)进化论对可持续发展观点的影响,引起人们关注环境的变化对生物进化的影响。比如英国曼彻斯特地区由于工业革命对环境的污染导致桦尺蛾体色的进化。 (3)进化理论本身的发展和进化,能够帮助学生加深对科学本质的理解和感悟,从而感受科学是一个开放的动态过程,认识科学是一个不断被矫正发展的体系。 (4)联系实际,探讨生物进化产生的社会问题,如耐药性。 概述“生物进化的原因”是人教社生物学第七单元第三章第三节。本节所需课时为2课时,本课时为第一课时;生物进化的原因是本节章的重点内容,主要是通过模拟保护色的形成过程,分析生物进化的原因。 学习者特征分析: 1、该班学生具有较强的收集、整理、分析资源信息的能力,能熟练操作与教学有关的电脑平台,能够根据教学思路和要求,准确找到所需资源的位置。 2、学生学完生物的生殖发育以及遗传和变异后,对生命的起源和生物进化的相关问题很感兴趣,如“究竟先有鸡蛋还是先有鸡呢?”等相关问题,学生对这类有关“生物进化的过程及原因”的问题,在日常生活中通过各种媒体已具有了一定的零散的、感性的认识,但还欠缺整体、科学、理性的认识。 教学策略选择与设计: 本节课是以“跨越式”教学理念作指导,“跨越式”生物教学旨在以信息技术与生物教学的整合为基础,以创新性--为途径,充分发挥学生学习的自主性,抓住学生学习生物学科的关健期,使学生的生物素养得到跨越式的发展。本节课教学过程以两种方式呈现:一是学生自主阅读英国曼彻地区的两种桦尺蠖的数量随环境的改变而改变的真实事例并分析其变化原因;二是学生通过模拟保护色的形成过程的探究活动,从感性上认识生物进化的过程和原因。另外,在分析完曼彻斯特殊地区的两种桦尺蠖的数量变化的事例后,让学生阅读和分析几个相关的问题,这些问题不仅能强化环境的变化可以导致生物进化的事实,而且可以对学生进行潜移默化的环保教育。整个教学过程以网络作为教学媒体,教师恰到好和处地把握住主导作用,激发学生的学习兴趣,使学生积极参与探究实验活动,科学地分析实验结果,主动获取知识。 一、 教学内容分析 本节教材是义务教育课程标准实验教科书(济南版版)《生物》八年级下册第五单元第二章第3节内容 根据课标要求,在知识目标上,概述生物进化的主要历程;在能力目标上通过观察化石、标本、图片等,尝试推测生物可能的生活环境,并且对生物的进化趋势进行推理;在情感目标上,引导学生破除对生命的神秘感,形成生物进化的观点,树立科学的态度和价值观,关注生命科学发展中的热点问题。 学情分析 学生通过对“生物圈中的绿色植物”“生物圈中的动物”“生物的遗传和变异”的学习,知道了不同生物的结构、功能、生理特点以及遗传和变异的相关知识,为学习本节内容奠定了基础。 教材分析 在内容安排上首先是生物进化的总体趋势,其次才是进化的主要历程。目的是组织学生对不同类群植物的形态结构、生殖方式以及生活环境进行比较和分析,从而发现各类生物的相同和不同点,找出不同类群生物的关系和进化发展的趋势。使学生在比较的过程中轻松解决重难点问题。 生物进化的历程是一个复杂又漫长的过程。用进化树的形式介绍这一内容可以通过直观又简洁的方式使学生接受这个知识。这里面涉及到的生物种类虽然基本上都是学生曾经学习过的内容,但是已经隔了一段时间。为了学生能更好地掌握这个知识,我先以图片的.形式帮助学生复习学习过的动物和植物的特点。在完成进化树的填图之后,纵观全局,引导学生总结出进化的总趋势,并且点出人类和其他生物来自共同祖先这一真理。让学生明确保护生物就是保护我们的家人。教育学生热爱生命,关爱生命。 二、教学目标 知识目标 1.举例说出生物进化的总体趋势。 2.概述生物进化的主要历程。 能力目标 提高分析比较信息的能力,学会使用比较的方法。 情感目标 明确保护生物就是保护我们的家人,教育学生热爱生命,关爱生命。 三、重点难点 1.说出研究生物进化的主要方法,提高具体分析问题的能力。 2.说出生物进化的总趋势。 四、教学媒体 多媒体课件、制作生物的进化树卡片、化石标本 五、教学方法 本节课重点引导学生学习比较法在研究生物进化中的重要作用和概述生物进化的主要历程 ,所以教学中主要采用以讨论为主,并渗透启发式和配以多媒体放映 六、学习方法 通过观察、讨论、分析去发现知识,逐渐培养学生的自主学习的习惯和能力,体会同学间合作的魅力,同时也提高了分析问题的能力、语言表达能力。 七、课时安排:1课时 八、教学设计过程 九、板书设计 一、生物进化的总体趋势 从简单到复杂、从低等到高等、从水生到陆生 二、生物进化的主要历程: 藻类植物→苔藓植物→蕨类植物→种子植物 单细胞动物→无脊椎动物→鱼类→两栖类爬行→鸟类→哺乳类 摘 要:两栖类动物作为有脊椎动物里面的鱼类和爬行类动物之间的过渡性动物还研究生物进化过程中的关键性动物。它既有鱼类的生理特征又有爬行类的形态特征。在我们日常生活中常见它的痕迹,也是我们喜爱的动物之一。按新课改教学的要求以学生为主,教师教导的原理下要积极带动学生深入观察实时生活并结合学习的内容和生活实践来培养学生的解决问题的能力。 关键词:两栖类动物;生物进化;新课改教学; 中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2014)16-223-01 生物进化历程是包括在初中教学中的必要内容,也是解开自然界中奥秘的扎点,我们解开这一点的中点和起点也关于两栖类动物。 生物课对初中学生来说既陌生又熟悉。陌生是指学生第一次接触这门课。熟悉是指学生每时每刻和生物共存,所以学生对这门课的兴趣极大,老师为带好学生要抓好杂点并要有节律性的解释相关内容。 研究生物进化是判断生物之间的亲缘关系中有着决定性的作用,通过解开生物之间的亲缘关系来更好地推动生物科学的跨越式发展。 生物进化的证据有化石证据,比较解剖学上的证据,胚胎学上的证据等,比较解剖学是对各类脊椎动物的器官和系统进行解剖和比较研究的科学,比较解剖学为生物进化论提供的最重要的证据是同源器官,胚胎学是研究动植物的胚胎形成和发育过程的科学,也为生物进化论提供了很重要的证据,如脊椎动物和人的胚胎早期都是有鳃裂和尾,说明了脊椎动物和人是某些古代的低等动物进化来的。 生物的进化历程和进化趋势:由简单到复杂,由低等到高等,由水生到陆生逐渐进化而来的两栖动物是指幼体生活在水中,用鳃呼吸,发育为变态发育,成体即能生活在水中又能生活在陆地上,用肺呼吸,皮肤辅助呼吸,如青蛙,是脊椎动物进化史上由水生向陆生的过渡类型,由此两栖动物在动物进化过程中占重要的地位,这是因为两栖动物能证明动物进化的一个关键环节。即水到陆生,两栖类动物的进化完成了从水生到陆生,从鳃呼吸的转变。 两栖类是由鱼类进化来的独特种类,我们可以通过某些生理特征来判定某种生物是不是两栖类。而大多数的特征都是从他们的祖先鱼类那里继承而后变异来的,大多数变异的发生都是有利的,因为这种进化特征可以使他们增强摄取和防御能力。 两栖动物的特征与鱼类十分相似,他们的心脏是由左右两心房组成的,然而,动静脉血在心室中的混合使得两栖动物的呼吸系统非常低效因此作为补偿,两栖动物可以通过体表皮肤和口腔表皮吸收更多的氧气,然而这种通过皮肤呼吸的方式类似于鱼类的腮式呼吸。 两栖动物还有其独特的繁殖习性,就是幼体在水中发育鳃呼吸成体肺呼吸,这使得他们能够在路上觅食,并寻找住所,当两栖类动物性成熟之后就又回到水中进行繁殖,它们在水中交配,雌性在水生植物枝上产卵,有些鱼类体内有鳔,这可使他们在水中保持直立但是鳔不能够吸到水中的氧气到血液,有科学证据表明通过基因突变,这个时候已经有许多的毛细血管和纤毛在鱼鳔上形成,就像一个原原的肺结构,这样的进化就使得这些鱼能够在陆地上停留较长的时间,因此在干旱的季节这些有肺结构的鱼就能迁移到附近的水生环境中,从而保持一个种较好的存活率,这就是一个自然选择的过程。 有些鱼已经具有肌肉,如肉鳍这种肉质鳍结合了鱼鳔到肺的突变,使得这些鱼能够在陆地上迁移的更远,利用他们的重鳍这些鱼类能够在陆地上推动他们的身体前进,而且这也使得这种鱼类能够存活繁衍并进一步进化出四肢,由于他们的死只能够更好的适应在陆地上的生活并且他们的非结构能够更有效的吸收空气中的氧气,因此他们就可以更长时间的生活在陆地上,并进一步演化成早期两栖类。 无论是植物还是动物都离不开生物进化的大致趋势,动物而言两栖类是水生动物演变陆生动物的过渡性动物,他的幼体向他的祖先一样用鳃呼吸在各个鳍的协调下游泳成体以后和他的后代一样用肺呼吸,但还在离不开水的缘故皮肤辅助呼吸,在他演化过程中隐藏不了的变化,和生理形态特征来完全可以证明两栖类动物是一个生物进化中的关键性动物研究进化历程的活化体。 在培养情感态度上教师该强调的一点是制定目标和不断地奋斗是取得成就的基础,我们要很成功的讲解鱼类在水中生活的长期过程中渴望陆地生活,而把这个为制定目标,结果达到目的,这样一个精神我们学生和每个人应该学习。 参考文献: [1] 李晓鸿.甘肃白水江国家级自然保护区无尾两栖动物食性研究[J].甘肃林业科技,2008(02). [2] 高正发.四川绵阳市两栖爬行动物区系及地理区划[J].四川动物,2006(02). [3] Dubois Alain,江建平.现生两栖动物的高级阶元命名[A].中国动物学会两栖爬行动物学分会2005年学术研讨会暨会员代表大会论文集[C],2005. [4] 李 成,江建平.无尾两栖类在不同生活史阶段的栖息环境[A].四川省动物学会第九次会员代表大会暨第十届学术研讨会论文集[C],2011. 【生物进化】推荐阅读: 《生物进化的历程》教学反思11-20 生物学教学中生物的进化例说09-10 在《生物的进化》教学中渗透生命教育09-22 进化09-15 进化心理学应用12-15 销售人员的“进化”与“转型”09-29 《球场进化论》阅读答案11-08 生物生物的特征教案10-09 初一生物上册生物复习01-14生物进化和生物多样性 篇4
生物进化的原因 篇5
生物进化是什么结果 篇6
《现代生物进化理论》重难点梳理 篇7
“生物进化的原因”教学设计 篇8
生物进化 篇9
生物进化的历程教案参考 篇10
生物进化 篇11