《現(xiàn)代生物進(jìn)化理論》的考點(diǎn)式復(fù)習(xí)設(shè)計(jì)

安徽

一、《考試大綱》的要求及分析

現(xiàn)代生物進(jìn)化理論在高考中的要求有兩點(diǎn)體現(xiàn)，即現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容（Ⅱ）和生物進(jìn)化與生物多樣性的原因（Ⅱ）。通過(guò)對(duì)近幾年高考考題的分析不難發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代生物進(jìn)化理論一般會(huì)聯(lián)系生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)、環(huán)境對(duì)生物的選擇、生物的變異、DNA 分子雜交在親緣關(guān)系的鑒定，以及免疫與病原微生物的進(jìn)化等方面。主要涉及的考點(diǎn)有拉馬克的進(jìn)化學(xué)說(shuō)、達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論、共同進(jìn)化與生物多樣性的形成、遺傳平衡定律等。

在高考復(fù)習(xí)中，要求考生能達(dá)到的水平是說(shuō)明現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容；對(duì)生物進(jìn)化理論與生物多樣性的形成，能形成生物進(jìn)化的觀點(diǎn)；對(duì)于一些生物現(xiàn)象，能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)方法討論種群基因頻率的變化，運(yùn)用現(xiàn)代生物進(jìn)化理論進(jìn)行解釋?；谝陨戏治觯梢試L試運(yùn)用考點(diǎn)式復(fù)習(xí)方式開(kāi)展現(xiàn)代生物進(jìn)化理論復(fù)習(xí)學(xué)習(xí)。

二、拉馬克的進(jìn)化學(xué)說(shuō)和達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)

《我們從哪里來(lái)?我們是誰(shuí)?我們往哪里去?》運(yùn)用保羅·高更的哲學(xué)三問(wèn)，引起學(xué)生對(duì)生物進(jìn)化概念的思考。利用視頻呈現(xiàn)生物進(jìn)化的一般過(guò)程，要求學(xué)生指出其中的科學(xué)問(wèn)題，并適時(shí)引出拉馬克的進(jìn)化學(xué)說(shuō)和達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)。

【例1】《物種起源》出版已有150年，但依然深深影響著現(xiàn)代的科學(xué)研究，對(duì)達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)，判斷下列各項(xiàng)對(duì)錯(cuò)：

A.提出了適者生存、不適者被淘汰的觀點(diǎn) （ ）

B.提出了定向的變異決定生物進(jìn)化的方向 （ ）

C.認(rèn)為種群是生物進(jìn)化的基本單位 （ ）

D.認(rèn)識(shí)到變異廣泛存在并能遺傳給后代 （ ）

E.沒(méi)有闡明遺傳變異的本質(zhì)，但解釋了進(jìn)化的實(shí)質(zhì)（ ）

【答案】√ × × √ ×

在生存斗爭(zhēng)中，具有對(duì)生存有利變異的個(gè)體因適應(yīng)環(huán)境而得到保留和發(fā)展，具有對(duì)生存不利變異的個(gè)體由于不適應(yīng)環(huán)境而大量死亡，這就是適者生存、不適者被淘汰。在生存斗爭(zhēng)中，適者生存、不適者被淘汰的過(guò)程叫作自然選擇，故A項(xiàng)正確。變異是不定向的，不能決定生物進(jìn)化的方向，生物進(jìn)化的方向是由自然選擇決定的，故B項(xiàng)錯(cuò)誤。種群是生物進(jìn)化的基本單位屬于現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的觀點(diǎn)，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。生物普遍具有遺傳性和變異性是自然選擇的基礎(chǔ)，遺傳保證了物種相對(duì)的穩(wěn)定性和連續(xù)性，變異是在遺傳的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，因此達(dá)爾文認(rèn)識(shí)到變異廣泛存在并能遺傳給后代，故D項(xiàng)正確。現(xiàn)代生物進(jìn)化理論闡明了遺傳變異的本質(zhì)和進(jìn)化的實(shí)質(zhì)，達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)沒(méi)有解釋生物進(jìn)化的本質(zhì)，故E項(xiàng)錯(cuò)誤。

鑒于對(duì)例1的分析后，可以對(duì)達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)進(jìn)行模型圖小結(jié)（如圖1）。

圖1

值得說(shuō)明的是，變異在環(huán)境變化之前已經(jīng)產(chǎn)生，環(huán)境只是起選擇作用而不是導(dǎo)致變異發(fā)生的原因。通過(guò)環(huán)境的選擇，將生物個(gè)體中產(chǎn)生的不定向變異中的有利變異保留下來(lái)。例如，噴灑殺蟲劑只是將抗藥性強(qiáng)的個(gè)體選擇出來(lái)，使整個(gè)種群抗藥性增強(qiáng)，而不是使害蟲產(chǎn)生抗藥性變異。變異性狀是有利的還是有害的取決于環(huán)境條件。又如昆蟲的殘翅性狀在正常環(huán)境中是不利的，但在多風(fēng)的島嶼上則是有利的。

三、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論

在復(fù)習(xí)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論之前，教師可以進(jìn)行連續(xù)設(shè)問(wèn)：什么是種群？為什么說(shuō)種群才是生物繁殖的基本單位？什么是基因庫(kù)？什么是基因頻率和基因型頻率？可遺傳的變異來(lái)源于什么？什么是突變？基因突變?nèi)绾胃淖兎N群的基因頻率？物種形成的主要方式有哪些？進(jìn)化論中新物種形成的標(biāo)志是什么？通過(guò)這些問(wèn)題，幫助學(xué)生回顧之前復(fù)習(xí)的內(nèi)容（如圖2）。

圖2

【例2】有關(guān)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的敘述，判斷下列各項(xiàng)對(duì)錯(cuò)：

A.突變和基因重組導(dǎo)致種群基因頻率發(fā)生定向改變（ ）

B.種群內(nèi)基因頻率的改變?cè)谑来g具有連續(xù)性（ ）

C.生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是有利變異在生物體內(nèi)的積累（ ）

D.可遺傳變異為生物進(jìn)化提供了原材料 （ ）

E.自然選擇決定生物進(jìn)化的方向 （ ）

F.由于種群基因頻率的改變，生物進(jìn)化后一定會(huì)形成新物種 （ ）

G.地理隔離是新物種形成的必要條件，生殖隔離是新物種形成的標(biāo)志 （ ）

【答案】× √ × √ √ × ×

突變和基因重組為生物進(jìn)化提供了原材料，自然選擇使種群基因頻率發(fā)生定向改變，故A項(xiàng)錯(cuò)誤。遺傳使種群基因頻率的改變?cè)谇昂蟠３忠欢ǖ倪B續(xù)性，故B項(xiàng)正確。生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變，故C項(xiàng)錯(cuò)誤?？蛇z傳的變異包括基因突變、基因重組和染色體變異，其中基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變，它們都可以為生物進(jìn)化提供原材料，故D項(xiàng)正確。在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會(huì)發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化，故E項(xiàng)正確。物種形成的標(biāo)志是出現(xiàn)生殖隔離，生物進(jìn)化不一定產(chǎn)生新物種，但是新物種的產(chǎn)生說(shuō)明生物一定發(fā)生了進(jìn)化，故F項(xiàng)錯(cuò)誤。新物種的形成可以不經(jīng)過(guò)地理隔離，因此地理隔離不是新物種形成的必要條件，故G項(xiàng)錯(cuò)誤。

在例2訓(xùn)練基礎(chǔ)上，可以嘗試對(duì)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論相關(guān)概念進(jìn)行辨析，如形態(tài)、結(jié)構(gòu)一致不等于同一物種。因?yàn)樾螒B(tài)、結(jié)構(gòu)一致的生物，有可能具有生殖隔離，如兩個(gè)種群的生物形態(tài)、結(jié)構(gòu)相同，但繁殖期不同，說(shuō)明這兩個(gè)種群的生物具有生殖隔離，因此是兩個(gè)物種。物種的形成不一定經(jīng)過(guò)地理隔離，有時(shí)不經(jīng)過(guò)地理隔離也能直接形成生殖隔離，如二倍體植株經(jīng)秋水仙素處理形成四倍體植株，兩者是不同的物種。此外，還可以滲透對(duì)生物進(jìn)化實(shí)質(zhì)的理解、進(jìn)化與物種形成關(guān)系等知識(shí)。

四、共同進(jìn)化和生物多樣性的形成

在復(fù)習(xí)共同進(jìn)化和生物多樣性的形成之前，教師可以進(jìn)行連續(xù)設(shè)問(wèn)：什么是共同進(jìn)化？“精明的捕食者策略”為什么可以促進(jìn)被捕食者的進(jìn)化？捕食者的存在為什么會(huì)有利于增加物種多樣性（“收割理論”）？通過(guò)對(duì)這些問(wèn)題的討論，嘗試讓學(xué)生構(gòu)建概念圖（如圖3）。

圖3

對(duì)于共同進(jìn)化的理解應(yīng)首先明確兩個(gè)方面，即不同物種之間的共同進(jìn)化和生物與環(huán)境之間的共同進(jìn)化。最好能通過(guò)具體案例，讓學(xué)生理解什么是共同進(jìn)化，共同進(jìn)化帶來(lái)什么影響。例如，狼在捕食兔子的過(guò)程中，狼的奔跑速度越來(lái)越快，嗅覺(jué)越來(lái)越靈敏，而兔子的奔跑速度也越來(lái)越快，嗅覺(jué)也越來(lái)越靈敏，這樣就實(shí)現(xiàn)了狼和兔子種群的共同進(jìn)化；在地球生物和環(huán)境的發(fā)展進(jìn)程中，從無(wú)氧環(huán)境發(fā)展→厭氧生物的出現(xiàn)、光合生物的出現(xiàn)→原始大氣中氧氣的出現(xiàn)→好氧生物的出現(xiàn)，這樣生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展，出現(xiàn)了千姿百態(tài)的物種，且形成多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)。

【例3】安第斯山區(qū)有數(shù)十種蝙蝠以花蜜為食。其中，長(zhǎng)舌蝠的舌長(zhǎng)為體長(zhǎng)的1.5倍。只有這種蝙蝠能從長(zhǎng)筒花狹長(zhǎng)的花冠筒底部取食花蜜，且為該植物的唯一傳粉者（如圖4）。由此無(wú)法推斷出 （ ）

圖4 長(zhǎng)舌蝠從長(zhǎng)筒花中取食花蜜

A.長(zhǎng)舌有助于長(zhǎng)舌蝠避開(kāi)與其他蝙蝠的競(jìng)爭(zhēng)

B.長(zhǎng)筒花可以在沒(méi)有長(zhǎng)舌蝠的地方繁衍后代

C.長(zhǎng)筒花狹長(zhǎng)的花冠筒是自然選擇的結(jié)果

D.長(zhǎng)舌蝠和長(zhǎng)筒花相互適應(yīng)，共同（協(xié)同）進(jìn)化

【答案】B

只有長(zhǎng)舌蝠能從長(zhǎng)筒花狹長(zhǎng)的花冠筒底部攝食花蜜，且為該植物的唯一傳粉者。這是長(zhǎng)舌蝠和長(zhǎng)筒花相互選擇、相互適應(yīng)、共同進(jìn)化的結(jié)果。同時(shí)通過(guò)這種生活方式也有助于長(zhǎng)舌蝠避開(kāi)與其他蝙蝠的競(jìng)爭(zhēng)。長(zhǎng)舌蝠是長(zhǎng)筒花的唯一傳粉者，因此長(zhǎng)筒花必須在有長(zhǎng)舌蝠生存的地方才能繁殖后代。

五、遺傳平衡定律

遺傳平衡定律就是哈迪-溫伯格定律，是指在理想狀態(tài)下，各等位基因的頻率和等位基因的基因型頻率在遺傳中是穩(wěn)定不變的，即保持著基因平衡。這里面的理想條件需要滿足5點(diǎn)：即種群足夠大、種群個(gè)體間隨機(jī)交配、沒(méi)有突變產(chǎn)生、種群個(gè)體沒(méi)有遷移（遷入或遷出）、沒(méi)有選擇等（如圖5）。

遺傳平衡定律揭示了群體基因頻率和基因型頻率的遺傳規(guī)律，據(jù)此可使群體的遺傳性能保持相對(duì)穩(wěn)定。在一個(gè)隨機(jī)交配群體中基因頻率與基因型頻率間的關(guān)系，從而為在不同情況下計(jì)算不同群體的基因頻率和基因型頻率提供了方法。

【例4】果蠅是常用的遺傳學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)材料，據(jù)資料顯示，果蠅約有104對(duì)基因，現(xiàn)有一果蠅種群，約有107只個(gè)體。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

圖5

（1）該種群的全部個(gè)體所含有的全部基因統(tǒng)稱為種群的 _____________________。

（2）隨機(jī)從該種群中抽出100只果蠅，測(cè)得基因型 AA（灰身）35 只，Aa（灰身）60 只，aa（黑身）5只，則A基因的頻率為_(kāi)___________，aa個(gè)體的基因型頻率為_(kāi)____________。

（3）已知果蠅紅眼與白眼為一對(duì)相對(duì)性狀，由一對(duì)位于X染色體上的等位基因控制，白眼受隱性基因（b）控制，隨機(jī)抽取雌雄果蠅各100只，其中測(cè)得雌果蠅中XBXB（紅眼）30只，XBXb（紅眼）60只，XbXb（白眼）10只，雄果蠅中XBY（紅眼）60只，XbY（白眼）40只，則B基因的頻率為_(kāi)___________，XbXb個(gè)體在雌性中的基因型頻率為_(kāi)_________。

【答案】（1）基因庫(kù) （2）65% 5%（3）60% 10%

該種群的全部個(gè)體所含有的全部基因統(tǒng)稱為種群的基因庫(kù)。根據(jù)定義可知，A基因的頻率＝A基因的數(shù)目/（A基因數(shù)目+a基因數(shù)目）×100%＝（2×AA個(gè)體數(shù)+Aa個(gè)體數(shù)）/（2×抽取個(gè)體總數(shù)）×100%＝（2×35+60）/（2×100）×100%＝65%，aa個(gè)體的基因型頻率＝aa個(gè)體數(shù)/抽取個(gè)體總數(shù)×100%＝（5/100）×100%＝5%。已知控制果蠅紅眼和白眼的基因位于X染色體上，根據(jù)定義可知，B基因的頻率＝B基因的數(shù)目/（B基因數(shù)目+b基因數(shù)目）×100%＝（2×該基因雌性純合子個(gè)體數(shù)+雌性雜合子個(gè)體數(shù)+雄性含該基因個(gè)體數(shù)）/（2×雌性個(gè)體數(shù)+雄性個(gè)體數(shù)）×100%＝（2×30+60+60）/（2×100+100）×100%＝60%，XbXb個(gè)體在雌性中的基因型頻率＝（10/100）×100%＝10%。

因此，根據(jù)定義計(jì)算基因頻率和基因型頻率，可分為下列2種情況。當(dāng)?shù)任换蛭挥诔Ｈ旧w上時(shí)（以A、a為例）：

六、思考與展望

在高三考點(diǎn)式復(fù)習(xí)中，強(qiáng)調(diào)的是對(duì)考點(diǎn)的逐一梳理，同時(shí)還會(huì)對(duì)考點(diǎn)相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行整合。在復(fù)習(xí)中，既要區(qū)別一輪復(fù)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)的細(xì)化，又要考慮一輪復(fù)習(xí)后知識(shí)的側(cè)重點(diǎn)，更不能忽視一些知識(shí)死角。為此，建議在考點(diǎn)式復(fù)習(xí)中，設(shè)計(jì)一些階梯式問(wèn)題串進(jìn)行適當(dāng)?shù)匕胃哂?xùn)練。

在復(fù)習(xí)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論時(shí)，學(xué)生容易覺(jué)得枯燥、難以理解。為此，首先，教師可以制作動(dòng)畫課件，將相關(guān)知識(shí)用圖示集中展示，穿插教材的大量圖片信息，既增強(qiáng)學(xué)生的直觀印象，又活躍了整個(gè)課堂的教學(xué)氣氛。其次，通過(guò)對(duì)近幾年各地市的高考題部分選項(xiàng)的改編，有針對(duì)性地復(fù)習(xí)，提高復(fù)習(xí)方向的準(zhǔn)確性和高效性。如本節(jié)課中的基因型頻率的計(jì)算等，既有理論知識(shí)的復(fù)習(xí)，也有基礎(chǔ)知識(shí)的考查訓(xùn)練，要讓學(xué)生從復(fù)習(xí)理論知識(shí)、解答典型題、總結(jié)解題方法中體會(huì)試題的規(guī)律。