第2课时 现代生物进化理论的主要内容
[学习导航] 1.结合教材P 110～111，阐明可遗传的变异为生物进化提供了原材料，以及自然选择对生物进化方向的决定作用。2.结合教材P 112～113，阐明物种形成的机制。3.阅读教材P 114～115，概述分子进化的中性学说以及生物进化理论发展的意义。
[重难点击] 1.自然选择的作用。2.物种形成的机制。
19世纪，英国杰出的生物学家发现了生物发展的规律，证明所有的物种都有共同的祖先。达尔文的这一重大发现，对生物学具有划时代的意义。
人们在达尔文自然选择理论的基础之上，逐步完善和发展进化论，最终建立了现代生物进化理论。这节课就让我们一起来学习现代生物进化理论。
一、突变和基因重组、自然选择
1.突变和基因重组产生进化的原材料
(1)可遗传变异的来源
可遗传变异来源⎩⎨⎧ 基因重组
⎭⎪⎬⎪⎫基因突变染色体变异统称为突变
(2)影响基因频率变化的因素
①包括基因突变、基因重组、染色体变异和自然选择等因素。 ②遗传漂变：是由于在繁殖时雌雄配子的随机结合而发生的基因频率变化，遗传漂变的效应与种群的大小成反比。
(3)基因突变产生的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型，从而使种群出现大量的可遗传变异。
(4)生物的变异是否有利取决于它们的生存环境，同样的变异在不同的生存环境中可能有利，也可能有害。
2.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更易产生后代，相应的基因频率会不断提高，具有不利变异的个体很难产生后代，相应的基因频率会不断下降。因此，自然选择使种群的基因频率发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。
突变和基因重组能产生进化的原材料，据此分析回答下列问题：
1.突变具有低频性，为什么还能为生物进化提供原材料？
答案生物进化的单位是种群，虽然突变的频率很低，但一个种群往往由许多个体组成，而每一个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量的突变。
2.突变大多数对生物体是不利的，为什么还能为进化提供原材料？
答案生物变异是否有利，取决于它们的生存环境，微小有利的变异不断积累也能导致生物进化。
3.突变和基因重组能决定生物进化的方向吗？
答案不能。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。
4.在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型AA的个体占24%，基因型Aa的个体占72%。一年后，种群中基因型AA的个体占48%，基因型Aa的个体占24%，这一年间种群是否进化了？
分析该种群中基因A和基因a的频率：A%＝AA%＋1/2Aa%＝60%；a%＝aa%＋1/2Aa%＝40%。一年后，A%＝AA%＋1/2Aa%＝60%；a%＝aa%＋1/2Aa%＝40%。
答案种群的基因频率没有变化，生物没有进化。
知识整合生物进化的单位是种群，由许多个个体组成，而每一个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量的突变，其中那些微小有利的变异不断积累导致生物进化，但突变本身不能决定生物进化的方向，起决定作用的是自然选择。生物进化的实质是种群基因频率的变化。
1.根据现代生物进化理论，下列说法正确的是( )
A.自然选择决定了生物变异和进化的方向
B.生物进化的实质是种群基因型频率的改变
C.种群内基因频率的改变在世代间具有连续性
D.种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小
答案 C
解析自然选择使种群的基因频率发生定向改变，从而使生物定向进化，所以自然选择决定了生物进化的方向；生物进化的实质是种群基因频率的改变；种群中基因频率的改变在世代间具有连续性，导致生物不断进化；种群中基因频率改变的偶然性随种群数量下降而增大。
2.下列有关基因频率与生物进化的描述，正确的是 ( )
A.生物在进化的过程中不一定有基因频率的改变
B.生物只要发生进化，基因频率就会改变
C.变异使基因频率定向改变
D.只有基因突变，才导致基因频率发生改变
答案 B
解析 生物进化的实质是种群基因频率的改变，只要生物进化了，基因频率一定发生了改变；变异是不定向的，自然选择可使基因频率发生定向改变；基因频率的改变与基因突变、迁入和迁出、自然选择等多种因素有关。
二、隔离与物种形成
1.物种 分布在一定的自然地域，具有一定的形态结构和生理功能特征，而且在自然状态下能够相互交配并能繁殖出可育后代的一群生物个体。
2.物种形成和生物进化的机制：突变、选择和隔离。
3.隔离 (1)地理隔离：是指地理上的障碍，是一种主要的隔离方式。地理隔离可以导致亚种的形成，如东北虎和华南虎。
(2)生殖隔离：指不同种群的个体不能自由交配或交配后产生不可育的后代，如马与驴杂交产生的骡不可育。
4.物种的形成过程
地理隔离⎩⎪⎨⎪⎧ ①不同种群出现不同的突变和基因重组②不同种群间不发生基因交流
↓
自然选择⎩⎪⎨⎪⎧ ①食物和栖息条件互不相同②自然选择对不同种群基因频率
的改变所起的作用不同
↓
生殖隔离⎩⎪⎨⎪⎧ 基因库形成明显的差异，并逐步出现生殖隔离，从而形成不同的物种
如图是我国黄河两岸某种生物a 的演化过程模型，请据图分析回答下列问题：
1.自然状态下，b、c之间能进行基因交流吗？为什么？
答案不能。存在地理隔离。
2.b、c进化的方向相同吗？为什么？
答案不同。两地的环境条件不同，自然选择的方向不同。
3.研究表明，某基因在b、d之间的频率有很大差别，是否说明二者不是同一物种了？
答案不一定。是否是同一物种要看是否存在生殖隔离。
4.若长期进化后，b、c形成了两个物种，这反映出物种形成的一般途径是怎样的？
答案长期的地理隔离产生生殖隔离。
5.黄河北岸的b迁移到黄河南岸后，不与c进化为同一物种，其原因可能是什么？
答案在二者间已形成生殖隔离。
6.若在黄河南岸由于某种原因，二倍体的c加倍成了四倍体的e，那么c、e之间存在生殖隔离吗？这说明什么？
答案二倍体的c与四倍体的e杂交，其后代是三倍体，三倍体是不育的，所以二者存在生殖隔离。这说明不经过地理隔离也能产生生殖隔离。
知识整合突变和基因重组、自然选择、隔离是物种形成的三个环节，长期的地理隔离产生生殖隔离是物种形成的一般方式，但是有时候长期地理隔离没有产生生殖隔离，也就没有形成新物种，而有时候不经过地理隔离也能产生生殖隔离。
3.下列关于隔离的叙述，不正确的是( )
A.种群基因库的差异是产生生殖隔离的根本原因
B.隔离阻止了种群间的基因交流
C.不同的物种之间必然存在着生殖隔离
D.对所有物种来说，地理隔离必然导致生殖隔离
答案 D
解析物种间必然存在隔离，不管是地理隔离还是生殖隔离，导致的结果是阻止了基因的交流，从而使种群基因库的差异变大，地理隔离是一个量变过程，只有足够长的时间后才能达到生殖隔离。
4.下列能形成新物种的是( )
A.二倍体的西瓜经秋水仙素处理成为四倍体西瓜
B.桦尺蛾体色的基因频率由S(灰色)95%变为s(黑色)95%
