(全國)2018版高考生物大一輪復習 第七單元 生物的變異、育種和進化 第28講 現(xiàn)代生物進化理論學案
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1、 第28講 現(xiàn)代生物進化理論 1.現(xiàn)代生物進化理論的主要內容(Ⅱ) 2.生物進化與生物多樣性的形成(Ⅱ) 現(xiàn)代生物進化理論 1.達爾文的自然選擇學說 項目 自然選擇 主要觀點 (1)過度繁殖 ? (2)生存斗爭 ? (3)遺傳變異 ? (4)適者生存 評價 貢獻 (1)論證了生物是不斷進化的,對生物進化的原因提出了合理的解釋; (2)科學地解釋了生物多樣性的形成 不足 (1)對于遺傳和變異的本質不能做出科學的解釋; (2)對生物進化的解釋局限于個體水平; (3)強調物種形成都是漸變的結果,不能很好地解釋物種大爆發(fā)等現(xiàn)象 2.現(xiàn)代生物進化
2、理論 (1)種群是生物進化的基本單位 ①種群:生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體。 ②基因庫:一個種群中全部個體所含有的全部基因。 ③基因頻率:在一個種群基因庫中,某個基因占全部等位基因數(shù)的比率。 ④生物進化的實質:種群基因頻率發(fā)生改變。 (2)突變和基因重組產生進化的原材料 ①可遺傳變異的來源 ②生物突變的有利和有害不是絕對的,往往取決于生物的生存環(huán)境。 ③生物的變異是不定向的,只是提供了生物進化的原材料,不能決定生物進化的方向。 (3)自然選擇決定生物進化的方向 ①原因:不斷淘汰不利變異的基因,積累有利變異的基因。 ②結果:種群的基因頻率發(fā)生定向改變。 (4)隔離
3、導致物種形成 ②物種形成 1.(必修2 P122技能訓練改編)判斷湖泊里的兩種魚是不是同一種物種,可行的操作是( ) A.分析二者DNA的堿基排列順序 B.分析二者蛋白質的氨基酸排列順序 C.顯微鏡觀察二者體細胞中染色體組成 D.觀察二者能否雜交并產生可育后代 答案:D 2.(深入追問)(1)物種與種群有怎樣的聯(lián)系? 提示:一個物種可以形成多個種群,一個種群必須是同一物種。同一物種的多個種群間存在地理隔離。 (2)如何判斷兩個種群是否屬于同一物種? 提示:判斷兩個種群是否屬于同一物種的標準,就是看它們之間是否存在生殖隔離,若存在生殖隔離,則一定是兩個物種。
4、 突破1 比較達爾文自然選擇學說與現(xiàn)代生物進化理論的異同點 突破2 理清物種形成的3個環(huán)節(jié) 突破3 把握物種形成的兩種模式 (1)漸變式——如加拉帕戈斯群島上13種地雀的形成。 (2)驟變式——主要是通過染色體變異的方式形成新物種,一旦出現(xiàn)可以很快形成生殖隔離。此種方式多見于植物。 突破4 物種形成和生物進化的區(qū)別與聯(lián)系 項目 物種形成 生物進化 標志 生殖隔離出現(xiàn) 基因頻率改變 變化后生物與 原生物的關系 新物種形成,質變 生物進化,量變 二者聯(lián)系 (1)只有不同種群的基因庫產生了明顯差異,出現(xiàn)生殖隔離才形成新物種; (2)進化不一
5、定產生新物種,新物種產生一定存在進化 (1)選擇對生物進化的影響 ①選擇的直接對象是具有某特定表現(xiàn)型的生物體。 ②選擇的實質是控制某特定表現(xiàn)型的基因。 ③選擇的結果:從生物個體角度看導致生物個體生存或死亡;從基因角度看導致控制某特定性狀基因的頻率上升或下降。 (2)種群基因頻率的改變方向是受環(huán)境因素影響的,基因所控制的性狀適應環(huán)境,該基因的頻率就增加,反之則降低。 (3)地理隔離是物種形成的量變階段,生殖隔離是物種形成的質變時期,只有地理隔離而不形成生殖隔離,能產生亞種,但不可能產生新物種(如東北虎和華南虎)。 (4)生殖隔離是物種形成的關鍵,是物種形成的最后階段,是物種間的
6、真正界限?!? 【感知考題】 (2016·高考江蘇卷,12)如圖是某昆蟲基因pen突變產生抗藥性示意圖。下列相關敘述正確的是( ) A.殺蟲劑與靶位點結合形成抗藥靶位點 B.基因pen的自然突變是定向的 C.基因pen的突變?yōu)槔ハx進化提供了原材料 D.野生型昆蟲和pen基因突變型昆蟲之間存在生殖隔離 [解析] 殺蟲劑與靶位點結合不會導致抗藥靶位點的形成,A項錯誤;基因突變是不定向的,B項錯誤;突變(基因突變和染色體變異)和基因重組能為生物進化提供原材料,C項正確;基因突變使種群的基因頻率發(fā)生改變,但沒有形成新物種,故野生型昆蟲與pen基因突變型昆蟲之間不存在生殖隔離,D
7、項錯誤。 [答案] C (1)如圖說明了生物進化中的觀點為:變異是不定向的,自然選擇決定生物進化的方向。 (2)二倍體西瓜幼苗用生長素處理產生的新植株不是(填“是”或“不是”)新物種;二倍體番茄用秋水仙素處理產生的新植物是(填“是”或“不是”)新物種,因為存在生殖隔離。 高分點撥——類題通法 1.變異與選擇 (1)“突變”不是基因突變的簡稱,而是包括“基因突變”和“染色體變異”。 (2)變異在環(huán)境變化之前已經產生,環(huán)境只是起選擇作用,不能定向誘發(fā)基因突變。如噴灑殺蟲劑只是將抗藥性強的個體選擇出來,使整個種群抗藥性增強,而不是使害蟲產生抗藥性變異。 (3)變異是不定向的
8、;自然選擇(定向)→種群基因頻率改變(定向)→生物進化(定向)。 2.進化和物種形成的判斷方法 (1)進化取決于種群基因頻率是否發(fā)生改變。只要種群基因頻率發(fā)生改變,生物就一定發(fā)生了進化。 (2)物種形成取決于是否形成生殖隔離。 ①進化是量變,進化不一定形成新物種。 ②物種形成是質變,新物種形成一定發(fā)生了進化。 【跟進題組】 命題1 自然選擇學說與現(xiàn)代生物進化理論的比較 1.(2017·山西大學附中模塊診斷)下列各項生物進化的觀點中,不是達爾文提出的是( ) A.突變和基因重組產生進化的原材料 B.有利變異可通過遺傳與自然選擇逐步積累與加強 C.生存斗爭是生物進化的動力
9、 D.自然選擇決定生物進化的方向 解析:選A。突變和基因重組產生進化的原材料是現(xiàn)代生物進化理論的觀點。 2.(2017·山西忻州四校第一次聯(lián)考)下列說法符合現(xiàn)代生物進化理論的是( ) A.殺蟲劑的使用決定了害蟲變異的方向 B.有性生殖的出現(xiàn)明顯加快了生物進化的速度 C.種群基因型頻率的改變一定會導致基因頻率發(fā)生改變,從而導致生物進化 D.無子西瓜是經過長期的地理隔離最終達到生殖隔離而產生的新物種 解析:選B。變異是不定向的,A錯誤;有性生殖的出現(xiàn),實現(xiàn)了基因重組,增加了生物變異的多樣性,生物進化的速度明顯加快,B正確;種群基因型頻率的改變不一定會導致基因頻率發(fā)生改變,C錯誤;
10、無子西瓜不是新物種,經多倍體育種形成,D錯誤。 命題2 種群進化與物種形成的關系 3.(2017·長沙調研)如圖所示為種群與物種的關系圖解,關于它們的敘述不正確的是( ) A.從圖中可以看出,一個物種可以有很多種群,這些種群間只是因為地理隔離,阻礙了基因交流 B.若物種2是由物種1形成的,則物種1一定發(fā)生了基因頻率的改變 C.由物種1形成物種2的必要條件是地理隔離 D.若種群1與種群2的基因頻率都發(fā)生了改變,則這兩個種群都在進化 解析:選C。物種形成的必要條件是產生生殖隔離。 4.(2017·黑龍江大慶鐵人中學一模)下圖表示生物新物種形成的基本環(huán)節(jié),則下列對圖示的分析
11、,正確的是 ( ) A.種群基因頻率的定向改變一定會形成新物種 B.圖中A表示基因突變和基因重組,為進化提供原材料 C.圖中B表示地理隔離,是新物種形成的必要條件 D.圖中C表示生殖隔離,指兩種生物不能雜交或雜交后不能產生可育的后代 解析:選D。根據(jù)現(xiàn)代生物進化理論可推斷A、B、C分別表示可遺傳的變異、地理隔離和生殖隔離。種群基因頻率的定向改變一定會導致生物進化,但不一定會形成新物種,新物種形成的標志是生殖隔離的形成,A錯誤;突變和基因重組為進化提供原材料,突變包括基因突變和染色體變異,B錯誤;地理隔離不是新物種形成的必要條件,C錯誤。 易錯點1 形態(tài)、結構一致≠同一物種
12、 [點撥] 形態(tài)、結構一致的生物,有可能具有生殖隔離,兩個種群的生物形態(tài)、結構相同,但繁殖期不同,這兩個種群的生物具有生殖隔離,是兩個物種。 易錯點2 能產生后代≠同一物種 [點撥] 兩個個體能夠交配產生后代,有可能子代高度不育,如馬和驢,雖然能夠產生子代,但子代不育,因此馬和驢是兩個物種。 以案例分析考查現(xiàn)代生物進化理論 5.下圖所示為玉米的含油量隨選擇世代的變化情況。據(jù)圖分析,選育過程對高含油量玉米品種的產生所起的作用是( ) A.改變了控制產油的一對等位基因的總頻率 B.改變了玉米的基因庫,導致新物種的產生 C.淘汰了一些表現(xiàn)型,從而導致控制含油量高的基因頻率增大
13、 D.在逐步產生并選擇多對等位基因的同時,淘汰了多對等位基因 解析:選C。依曲線圖可知,隨著選擇世代數(shù)的增加,玉米的含油量逐漸增多,這是因為選育過程對含油量高的表現(xiàn)型進行了選擇,從而導致控制含油量高的基因頻率增大。任何一對等位基因的基因頻率之和為1;人工選擇并沒有導致新物種的產生;從圖中無法得出D項的結論。 種群基因頻率計算的相關題型 1.位于常染色體上的基因頻率計算 (1)已知各基因型個體的數(shù)量,求基因頻率:此類題型可用定義公式計算,即某基因的頻率=[(該基因純合子個體數(shù)×2+雜合子個體數(shù))÷(總個體數(shù)×2)]×100%。 (2)已知基因型頻率,求基因頻率:此類題型可以將百
14、分號去掉,按定義公式計算或直接用“某基因的基因頻率=該基因純合子的百分比+雜合子百分比的1/2”來代替。如基因A的頻率=AA的頻率+1/2Aa的頻率,基因a的頻率=1-基因A的頻率。 2.運用哈代—溫伯格平衡,由基因頻率計算基因型頻率 (1)內容:在一個有性生殖的自然種群中,當?shù)任换蛑挥幸粚?Aa)時,設p代表A基因的頻率,q代表a基因的頻率,則:(p+q)2=p2+2pq+q2=1。其中p2是AA(純合子)的基因型頻率,2pq是Aa(雜合子)的基因型頻率,q2是aa(純合子)的基因型頻率。 (2)適用條件:在一個有性生殖的自然種群中,在符合以下5個條件的情況下,各等位基因的基因頻率和
15、基因型頻率在一代代的遺傳中是穩(wěn)定不變的,或者說是保持著基因平衡的。這5個條件是:種群足夠大;種群中個體間的交配是隨機的;沒有突變的發(fā)生;沒有新基因的加入;沒有自然選擇。 3.伴性遺傳中的遺傳平衡定律 當?shù)任换蛑挥袃蓚€且位于X染色體上時(A、a),設p表示XA的基因頻率,q表示Xa的基因頻率,則: (1)雌性中平衡的基因型頻率:p2+2pq+q2=1。基因型XAXA的頻率=p2;基因型XAXa的頻率=2pq;基因型XaXa的頻率=q2。 (2)雄性中平衡的基因型頻率:p+q=1?;蛐蚗AY的頻率=p;基因型XaY的頻率=q。 4.位于X與Y染色體非同源區(qū)段上基因頻率的計算 (1)
16、已知各基因型個體的數(shù)量,求基因頻率:此類題型可用定義公式計算。一定注意:Y染色體上不含與X染色體上相對應的等位基因,因此只能計算X染色體上的基因總數(shù),絕不能將Y染色體計算在基因總數(shù)內。如求Xb的基因頻率,可按如下公式求解:Xb的基因頻率=[Xb的基因數(shù)/(2×女性個體數(shù)+1×男性個體數(shù))]×100%。 (2)已知各種基因型頻率,求基因頻率:此類題型可以將百分號去掉,當作個體數(shù),按定義公式計算,但不能用“該基因純合子的百分比+雜合子百分比的1/2”來代替。 命題1 已知個體基因型頻率,求基因頻率 1.(2017·河北衡水調研)某小麥種群中,T(抗銹病)對t(易感染)為顯性,在自然情況
17、下該小麥種群可以自由交配,據(jù)統(tǒng)計TT為20%,Tt為60%,tt為20%,該小麥種群突然大面積感染銹病,致使易感染小麥在開花之前全部死亡。則該小麥在感染銹病之前與感染銹病且開花之后基因T的頻率分別是( ) A.50%和40% B.50%和62.5% C.50%和80% D.62.5%和50% 解析:選B。感染銹病之前,小麥種群中TT為20%,Tt為60%,tt為20%,所以T的基因頻率為20%+1/2×60%=50%。感染銹病后易感染小麥在開花之前全部死亡,所以感染銹病且開花之后TT、Tt的基因型頻率分別為1/4、3/4,T的基因頻率是1/4+1/2×3/4=5/8=62.
18、5%,B正確。 2.(高考海南卷改編)果蠅長翅(V)和殘翅(v)由一對常染色體上的等位基因控制。假定某果蠅種群有20 000只果蠅,其中殘翅果蠅個體數(shù)量長期維持在4%。若再向該種群中引入20 000只純合長翅果蠅,在不考慮其他因素影響的前提下,關于純合長翅果蠅引入后種群的敘述,錯誤的是( ) A.v基因頻率降低了50% B.V基因頻率增加了50% C.雜合果蠅比例降低了50% D.殘翅果蠅比例降低了50% 解析:選B。因該果蠅種群長期保持vv的基因型頻率為4%,由此算出v的基因頻率為0.2,V的基因頻率為0.8,進而計算出引入純合長翅果蠅前,vv基因型的果蠅有0.04×20 00
19、0=800只,Vv基因型的果蠅有2×0.2×0.8×20 000=6 400只,VV基因型的果蠅有0.8×0.8×20 000=12 800只。引入純合長翅果蠅后,v基因頻率為(800×2+6 400)/(40 000×2)=0.1,V的基因頻率為1-0.1=0.9,A正確、B錯誤;因Vv、vv基因型的果蠅的數(shù)目不變,而該種群個體總數(shù)增加一倍,所以Vv、vv的基因型頻率降低50%,C、D正確。 命題2 已知隱性個體的基因型頻率求基因頻率 3.某植物種群中,aa個體占36%,該種群隨機交配產生的后代中AA個體百分比、A基因頻率和自交產生的后代中AA個體百分比、A基因頻率的變化依次是( )
20、 A.增大,不變;不變,不變 B.不變,增大;增大,不變 C.不變,不變;增大,不變 D.不變,不變;不變,增大 解析:選C。由題意知,a的基因頻率為60%、A的基因頻率為40%,AA個體占16%、Aa個體占48%、aa個體占36%,隨機交配產生的后代中AA個體的百分比:40%×40%=16%,aa個體的百分比:60%×60%=36%,Aa個體的百分比:48%,A的基因頻率:16%+48%×1/2=40%。自交產生的后代中AA個體百分比:16%+48%×1/4=28%,aa個體的百分比:36%+48%×1/4=48%,Aa個體的百分比:1/2×48%=24%,A的基因頻率:28%+1
21、/2×24%=40%。 4.一對等位基因(F、f)位于常染色體上,經調查,兔群中雌兔基因型頻率FF(30%)、Ff(60%)、ff(10%);雄兔基因型頻率FF(20%)、Ff(40%)、ff(40%)。假設隨機交配,且后代生活力一致,則子代中( ) A.基因型頻率改變,該群體發(fā)生了進化 B.Ff基因型頻率為52% C.F基因頻率雌兔為60%、雄兔為40% D.雌兔、雄兔的基因型頻率不同,進化方向相同 解析:選B。生物進化的實質是種群基因頻率的改變,該種群隨機交配,且子代生活力一致,則基因頻率不發(fā)生改變,即該種群沒有發(fā)生進化,A、D項錯誤。雌兔中F的基因頻率為30%+60%×1/
22、2=60%,f=40%,雄兔中F的基因頻率為20%+40%×1/2=40%,f=60%,隨機交配后,子代的基因頻率不變,根據(jù)遺傳平衡定律,子代中Ff的基因型頻率為60%×60%+40%×40%=52%,B項正確。在子代中,F(xiàn)基因頻率在雌兔、雄兔中均為50%,C項錯誤。 命題3 遺傳平衡定律在伴性遺傳中的計算 5.在某島上,每1萬人中有500名男子患紅綠色盲。則該島上的人群中,女性攜帶者的數(shù)量為每萬人中有(設男女比例為1∶1)( ) A.1 000 B.900 C.800 D.700 答案:B 6.某縣城有20 000人,男女比例為1∶1,女性血友病患者有1 600人,求人群
23、中一正常女性與一正常男性婚配生出患血友病孩子的概率( ) A.1/7 B.3/25 C.4/25 D.3/16 答案:A 命題4 染色體上的基因頻率計算 7.(2017·湖南永州三校聯(lián)考)某生物興趣小組抽樣調查的200人中,各種基因型的人數(shù)情況如表所示,則這200人中,Xb的基因頻率為( ) 基因型 XBXB XBXb XbXb XBY XbY 人數(shù) 78 14 8 70 30 A.85% B.30% C.20% D.15% 解析:選C。每個女性基因型中B或b基因共兩個,男性基因型中只有一個B或b基因。則Xb的數(shù)量是(14+8×2+30)
24、=60,XB與Xb的數(shù)量為(78×2+14×2+8×2+70+30)=300,故Xb的基因頻率為60/300×100%=20%。 8.調查某校學生中關于某種性狀的各種基因型及比例為:XBXB—42.32%、XBXb—7.36%、XbXb—0.32%、XBY—46%、XbY—4%,則該校學生中XB和Xb的基因頻率分別是( ) A.6%、8% B.92%、8% C.78%、92% D.8%、92% 解析:選B。伴性遺傳的基因頻率計算,只計數(shù)等位基因所存在的染色體,即男性只統(tǒng)計一個基因,女性中統(tǒng)計兩個基因,所以該校學生中Xb的基因頻率為 ×100%=8%,則XB的基因頻率為92%。
25、 共同進化與生物多樣性的形成 1.共同進化 (1)概念:不同物種之間、生物與無機環(huán)境之間在相互影響中不斷進化和發(fā)展。 (2)原因:生物與生物之間的相互選擇和生物與無機環(huán)境之間的相互影響。 (3)共同進化的實例 共同進化類型 包含類型 實例 不同物種 之間 種間互助 一種蛾與蘭花 種間 斗爭 捕食 獵豹和斑馬 寄生 黏液瘤病毒和兔子 競爭 作物與雜草 生物與無機 環(huán)境之間 生物影響環(huán)境,環(huán)境影響生物 地球早期無氧環(huán)境→厭氧生物→光合生物出現(xiàn)→空氣中有氧氣→出現(xiàn)好氧生物 2.生物多樣性的形成 (1)內容:生物多樣性主要包括基因多樣性、物種多樣
26、性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。 (2)形成原因:生物的進化。 (3)研究生物進化歷程的主要依據(jù):化石。 3.生物進化理論在發(fā)展 (1)中性學說:大量的基因突變是中性的,決定生物進化方向的是中性突變的逐漸積累,而不是自然選擇。 (2)生物進化理論不會停滯不前,而是在不斷發(fā)展。 結合教材內容,分析右圖,并思考: (1)圖中Ⅰ顯示了______________多樣性,此類多樣性發(fā)生于________(填“相同”或“不同”)物種間。 (2)Ⅱ顯示了________多樣性,此類多樣性發(fā)生于________(填“相同”或“不同”)物種間。 (3)圖Ⅲ顯示的是________多樣性,此類多樣
27、性________(填“包含”或“不包含”)非生物成分。 提示:(1)遺傳(或基因) 相同 (2)物種 不同 (3)生態(tài)系統(tǒng) 包含 1.生物多樣性的三個層次 2.上述三個層次之間的關系 【感知考題】 (高考廣東卷改編)某種蘭花有細長的花矩(如圖所示),花矩頂端貯存著花蜜,這種蘭花的傳粉需借助具有細長口器的蛾在吸食花蜜的過程中完成。下列敘述正確的是( ) A.蛾口器的特征決定蘭花花矩變異的方向 B.花矩變長是蘭花新種形成的必要條件 C.口器與花矩的相互適應是共同進化的結果 D.蛾的口器會因吸食花蜜而越變越長 [解析] A項,蘭花花矩的變異是不定向的,蛾
28、的口器對蘭花花矩僅起到選擇作用。B項,新物種形成的標志是與原來的物種形成生殖隔離,隔離是新物種形成的必要條件。C項,任何一個物種都不是單獨進化的,生物與無機環(huán)境以及生物與生物之間都存在著進化上的密切聯(lián)系。蛾的口器與花矩的相互適應正是共同進化的結果。D項,蛾的口器與花矩進行著相互選擇,花矩變長對蛾的口器具有選擇作用,使蛾種群中口器較長的個體容易生存下來,經過多代選擇,蛾的口器會越變越長。因此,蛾的口器不會因吸食花蜜而越變越長。 [答案] C 高分點撥——類題通法 (1)共同進化既可發(fā)生在生物與生物之間,也可發(fā)生在生物與無機環(huán)境之間。 (2)不同物種之間的共同進化,既包括二者之間的種間互
29、助,也包括二者之間的種間斗爭。 (3)生物多樣性的根本原因是基因多樣性,直接原因是蛋白質多樣性。 【跟進題組】 1.(創(chuàng)新改編題)下列關于共同進化和生物多樣性形成的說法,正確的是( ) A.共同進化表現(xiàn)在不同物種之間的相互影響上 B.生物多樣性包括物種多樣性、種群多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性 C.地球上厭氧生物比好氧生物出現(xiàn)的早 D.外來物種入侵不能改變生物進化的速度和方向 解析:選C。共同進化不僅發(fā)生在不同物種之間,還發(fā)生在生物與無機環(huán)境之間,A錯誤;生物多樣性包括基因多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性,B錯誤;由于最初的地球上沒有氧氣,根據(jù)生物與環(huán)境的關系可以判斷最早出現(xiàn)的生物
30、是厭氧生物,當有氧氣出現(xiàn)后才有好氧生物,C正確;外來物種入侵會嚴重影響與之有競爭關系的當 地物種,使某些種群的基因頻率發(fā)生改變,故能改變生物進化的速度和方向,D錯誤。 2.(高考北京卷改編)安第斯山區(qū)有數(shù)十種蝙蝠以花蜜為食。其中,長舌蝠的舌長為體長的1.5倍。只有這種蝙蝠能從長筒花狹長的花冠筒底部取食花蜜,且為該植物的唯一傳粉者。由此無法推斷出( ) 長舌蝠從長筒花中取食花蜜 A.長舌有助于長舌蝠避開與其他蝙蝠的競爭 B.長筒花可以在沒有長舌蝠的地方繁衍后代 C.長筒花狹長的花冠筒是自然選擇的結果 D.長舌蝠和長筒花相互適應,共同(協(xié)同)進化 解析:選B。A項,長舌蝠因為
31、擁有其他蝙蝠不具有的長舌,因此可以取食長筒花的花蜜,避開了與其他蝙蝠的競爭;B項,題干明確指出長舌蝠是長筒花的唯一傳粉者,由此可推斷長筒花不可能在沒有長舌蝠的地方繁衍;C項,正如長頸鹿的長頸是自然選擇的結果,長筒花狹長的花冠筒也是如此;D項,長舌蝠與長筒花相互選擇、共同進化。因此,A、C、D三項正確,B項錯誤。 [核心體系構建] [填空]?、偕娑窢帯、谶z傳變異 ③適者生存 ④種群 ⑤突變和基因重組?、拮匀贿x擇 ⑦隔離?、嗌锒鄻有? [規(guī)范答題必備] 1.現(xiàn)代生物進化理論的四個要點 (1)種群是生物進化的基本單位,進化的實質是種群基因頻率的改變。 (2)突變和基因重組
32、提供進化的原材料。 (3)自然選擇決定生物進化的方向。 (4)隔離導致物種的形成。 2.隔離的兩種類型 (1)地理隔離:物種形成的一般環(huán)節(jié),但不是必需的環(huán)節(jié)。 (2)生殖隔離:新物種形成的必要條件。 3.物種形成的三個環(huán)節(jié):突變和基因重組、自然選擇、隔離。 4.共同進化的兩個動力來源 (1)不同物種之間的種間互助和種間斗爭。 (2)生物與無機環(huán)境之間的相互影響。 5.生物多樣性的三個層次:基因多樣性物種多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性。 課時作業(yè) 1.(2017·廣州六校聯(lián)考)長期使用青霉素治病,會出現(xiàn)抗藥性強的病菌,使青霉素藥效降低,其原因是( ) A.細菌定向變異的結果
33、 B.細菌對青霉素有選擇作用 C.青霉素對細菌有選擇作用 D.細菌對青霉素產生了適應性 解析:選C。細菌的抗藥性本身就有差異,既有抗藥性強的,又有抗藥性弱的。長期使用某一種抗生素,就會大量殺滅抗藥性弱的細菌,抗藥性強的就會大量繁殖,這就是自然選擇,起選擇作用的因素是青霉素。 2.(2017·浙江溫州十校聯(lián)考)下列關于生物進化的敘述,正確的是( ) A.自然選擇過程中,直接受選擇的是基因型,進而導致基因頻率的改變 B.不同性狀個體繁殖率的差異會導致基因頻率改變 C.種群基因頻率的改變意味著新物種的產生 D.新物種的形成必須經過地理隔離和生殖隔離 解析:選B。自然選擇過程中,
34、直接受選擇的是表現(xiàn)型,A錯誤;不同性狀個體的繁殖率不同,可能引起基因頻率的改變,B正確;新物種產生的標志是出現(xiàn)生殖隔離,C錯誤;多倍體的產生沒有經過地理隔離,D錯誤。 3.(2015·高考安徽卷,5)現(xiàn)有兩個非常大的某昆蟲種群,個體間隨機交配,沒有遷入和遷出,無突變,自然選擇對A和a基因控制的性狀沒有作用。種群1的A基因頻率為80%,a基因頻率為20%;種群2的A基因頻率為60%,a基因頻率為40%。假設這兩個種群大小相等,地理隔離不再存在,兩個種群完全合并為一個可隨機交配的種群,則下一代中Aa的基因型頻率是( ) A.75% B.50% C.42% D.21% 解析:
35、選C。A、a基因頻率已知,據(jù)此可推導出各種群的基因型頻率。種群1中各個基因型的頻率分別為:AA=64%,Aa=32%,aa=4%;種群2中各個基因型的頻率分別為:AA=36%,Aa=48%,aa=16%,則混合后的大種群中各個基因型的頻率變?yōu)椋篈A=50%,Aa=40%,aa=10%;混合后的A基因頻率=50%+40%×1/2=70%,a基因頻率=1-70%=30%,根據(jù)遺傳平衡定律,隨機交配后子代中Aa的基因型頻率為:2×70%×30%=42%。 4.(高考江蘇卷改編)下列關于生物進化的敘述,錯誤的是( ) A.生物的種間競爭是一種選擇過程 B.化石是研究生物進化的重要依據(jù) C
36、.外來物種入侵能改變生物進化的速度和方向 D.突變的可遺傳性阻礙生物進化 解析:選D。種間競爭屬生存斗爭是一種選擇過程;化石是古代動植物的遺體或遺跡,是研究進化的重要依據(jù);外來物種入侵會影響本地物種和環(huán)境,從而改變進化的速度和方向;突變的可遺傳性能促進生物進化。 5.(高考海南卷改編)某動物種群中,AA、Aa和aa基因型的個體依次占25%、50%和25%。若該種群中的aa個體沒有繁殖能力,其他個體間可以隨機交配,理論上,下一代中AA∶Aa∶aa基因型個體的數(shù)量比為( ) A.3∶3∶1 B.4∶4∶1 C.1∶2∶0 D.1∶2∶1 解析:選B。該種群中具有繁殖能力的
37、AA和Aa分別占1/3、2/3,故A、a的基因頻率分別為2/3、1/3,隨機交配產生的子代中AA、Aa和aa分別占2/3×2/3=4/9、2/3×1/3×2=4/9、1/3×1/3=1/9,B正確。 6.若在果蠅種群中,XB的基因頻率為80%,Xb的基因頻率為20%,雌雄果蠅數(shù)量相等,理論上XbXb、XbY的基因型頻率依次為( ) A.2%、10% B.4%、10% C.2%、20% D.4%、20% 解析:選A。根據(jù)遺傳平衡定律計算,XB的基因頻率為80%,Xb的基因頻率為20%,故卵細胞中含有XB的占80%,含有Xb的占20%,精子中含有XB的占40%,含有Xb的占10%,含
38、有Y染色體的占50%,故XbXb的基因型頻率為20%×10%=2%,XbY的基因型頻率為20%×50%=10%。 7.如圖是某種動物的生活區(qū)域被一條20米寬、南北向的公路和一條也是20米寬、東西向的鐵路分割成大小相等的四個區(qū)域示意圖,下列有關敘述錯誤的是( ) A.該物種的遺傳多樣性可能會增加 B.地理隔離影響該物種個體間的基因交流 C.該物種在①②③④四個區(qū)域內的生存斗爭均可能加劇 D.該物種在②④區(qū)域進化方向不同的主要原因是突變和基因重組 解析:選D。某動物的生活區(qū)域被分成4個小區(qū)域后,因為生物之間存在地理隔離,影響了該物種個體之間的基因交流,所以其基因多樣性可能會降低,
39、也可能會增加,A、B正確。該生物在各自的區(qū)域內活動,由于活動面積減小,生存斗爭可能加劇,C正確。突變和基因重組為生物進化提供原材料,而生物的進化方向取決于自然選擇,D錯誤。 8.(2017·遼寧大連月考)如圖a、b、c表示自然條件有差異、存在地理隔離的3個地區(qū)。a地區(qū)物種甲某些個體遷移到b、c地區(qū),經長期進化逐漸形成兩個新物種乙、丙。下列敘述正確的是( ) A.上述過程說明地理隔離是新物種形成的標志 B.留居a地區(qū)的甲種群的基因頻率不再發(fā)生改變 C.乙、丙兩個種群間不能進行基因交流,它們的基因庫存在較大差異 D.甲、乙兩個種群間存在生殖隔離,它們的基因庫組成完全不同 解析:選
40、C。新物種形成的標志是生殖隔離的出現(xiàn);a地區(qū)的環(huán)境在變化,留居a地區(qū)的甲種群的基因頻率可能會發(fā)生變化;乙、丙是兩個物種,存在生殖隔離,這兩個種群間不能進行基因交流,它們的基因庫也有較大的差異;甲、乙是兩個物種,存在生殖隔離,但是乙物種是從甲物種進化來的,二者的基因庫組成可能部分相同。 9.(2017·江西上饒二模)下列有關生物多樣性和進化的敘述中,不正確的是( ) A.新物種的形成通常要經過突變和基因重組、自然選擇及隔離三個基本環(huán)節(jié) B.蜂鳥細長的喙與倒掛金鐘的筒狀花萼是它們長期協(xié)同進化形成的相互適應特征 C.自然選擇能定向改變種群的基因頻率,決定了生物進化的方向 D.細菌在接觸青
41、霉素后會產生抗藥性的突變個體,青霉素的選擇作用使其生存 解析:選D。新物種形成的三個基本環(huán)節(jié)是突變和基因重組、自然選擇及隔離,A正確;蜂鳥細長的喙與倒掛金鐘的筒狀花萼是它們長期協(xié)同進化形成的相互適應特征,B正確;自然選擇決定生物進化的方向,生物進化的實質是種群基因頻率的定向改變,C正確;細菌中原本存在各種各樣的突變個體,在接觸青霉素后,有抗藥性的突變個體存活了下來,沒有抗藥性的個體被淘汰,青霉素選擇出了抗藥突變個體,而不是細菌接觸青霉素后產生抗藥性的突變個體,D錯誤。 10.甲海島上的某種鳥一部分遷徙到乙、丙兩個海島(三個島嶼相互隔絕),如圖所示為剛遷入時和遷入多年后決定羽毛顏色相關基因的
42、調查結果(B—黑色、b—灰色、B1—黃色)。下列推測正確的是( ) A.三個島嶼上的這種鳥既存在地理隔離,又存在生殖隔離 B.鳥類遷入新島嶼后會與其食物、天敵和無機環(huán)境共同進化 C.甲、丙兩個島嶼的相同環(huán)境決定羽毛顏色朝著相同方向進化 D.乙島嶼的環(huán)境促進羽毛顏色基因發(fā)生定向突變,產生B1基因 解析:選B。三個島嶼上的這種鳥之間存在地理隔離,但是無法確定是否存在生殖隔離,A錯誤。鳥類遷入新島嶼后與島上原有的生物、無機環(huán)境相互影響,共同進化,B正確。若干年后,對于甲島嶼上的種群而言,b基因頻率下降,而丙島嶼上的種群b基因頻率上升,故甲、丙兩個島嶼上鳥類羽毛顏色進化的方向是不同的,
43、C錯誤?;蛲蛔兪遣欢ㄏ虻模h(huán)境通過選擇作用對這些突變后的基因進行了篩選,D錯誤。 11.(2015·高考四川卷,11改編)果蠅的黑身、灰身由一對等位基因(B、b)控制。實驗:黑身雌蠅甲與灰身雄蠅乙雜交,F(xiàn)1全為灰身,F(xiàn)1隨機交配,F(xiàn)2雌雄果蠅表現(xiàn)型比均為灰身∶黑身=3∶1。 (1)果蠅體色性狀中,________為顯性,F(xiàn)1的后代重新出現(xiàn)黑身的現(xiàn)象叫做________;F2的灰身果蠅中,雜合子占________。 (2)若一大群果蠅隨機交配,后代有9 900只灰身果蠅和100只黑身果蠅,則后代中Bb的基因型頻率為________。若該群體置于天然黑色環(huán)境中,灰身果蠅的比例會______
44、__,這是________的結果。 解析:(1)具有一對相對性狀的純合子雜交,F(xiàn)1表現(xiàn)出的親本性狀為顯性性狀,F(xiàn)1自交后代中同時出現(xiàn)了顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)象叫性狀分離。由題可推知F1的基因型為Bb,F(xiàn)1隨機交配,后代中BB∶Bb∶bb=1∶2∶1,故F2灰身果蠅(B_)中雜合子(Bb)占2/3。 (2)由題意可知,黑身果蠅(bb)占全部個體的1%,推知b的基因頻率為1/10,B的基因頻率為9/10,群體中Bb的基因型頻率=2×1/10×9/10=18%。在天然黑色環(huán)境中,黑色個體與環(huán)境色彩一致,更易存活下來,屬于有利變異,故黑色個體比例增加,灰色個體比例降低,這是自然選擇的結果。 答案
45、:(1)灰身 性狀分離 2/3 (2)18% 下降 自然選擇 12.如表是某條大河兩岸物種演化的模型,表中上為河東,下為河西,甲、乙、丙、丁為四個物種及其演化關系。請回答問題: (1)由甲物種進化為乙、丙兩個物種的兩個外部條件是____________和____________。 (2)河東的乙物種遷到河西后,不與丙物種進化為同一物種的內部條件是________________不同,外部條件是________________。 (3)假如游到河西的乙物種進化為丁物種。請問你判斷丁物種是不同于乙物種的新品種的依據(jù)和方法是什么? __________________________
46、______________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:用現(xiàn)代生物進化理論分析物種形成的原因。同一自然區(qū)域內的甲物種,由于大河的阻隔,有的生活在河西,有的生活在河東,因河東、河西的環(huán)境條件不同,使得同一物種的兩個種群的基因頻率發(fā)生不同的定向改變。由于地理隔離,在河東生活的種群不能與在河西生活的種群自由交配,使不同的種群的基因庫各不相同,并逐漸出現(xiàn)生殖隔離,經過長期的自然選擇,原屬于同一個物種的生物就進
47、化成了兩個不同的物種。因此,當乙物種游到河西后,不會再和丙物種共同進化為相同的新物種,而是各自獨立進化。假如游到河西的乙物種進化為丁物種,丁物種是否是不同于乙物種的新品種,要看乙物種和丁物種之間是否已經形成生殖隔離,即看丁物種能不能與乙物種自由交配,并產生可育后代。 答案:(1)自然選擇 地理隔離 (2)種群的基因頻率(或種群的基因庫) 生殖隔離 (3)依據(jù):不同物種間存在生殖隔離。方法:觀察兩個物種的生物是否能自由交配,并產生可育后代 13.(創(chuàng)新改編題)在某個非常大的果蠅種群中,個體間隨機交配,無遷入和遷出,無突變,不考慮自然選擇對果蠅眼睛顏色性狀的作用?,F(xiàn)在種群中雌雄果蠅個體數(shù)
48、量比為1∶1,且在雄性果蠅中紅眼(XBY)∶白眼(XbY)=3∶1。如果將該種群中的白眼雌性果蠅除去,讓剩余的個體進行隨機交配,則F1中白眼雌性果蠅所占的比例為( ) A.1/16 B.1/20 C.1/32 D.1/40 解析:選D。根據(jù)題干可知該種群在除去白眼雌性果蠅前符合遺傳平衡定律。因為雄性果蠅中紅眼(XBY)∶白眼(XbY)=3∶1,故該種群中P(XB)=3/4,P(Xb)=1/4,所以雌性群體中,P(XBXB)=9/16,P(XBXb)=3/8,P(XbXb)=1/16,雄性群體中P(XBY)=3/4,P(XbY)=1/4。除去種群中的白眼雌性果蠅后,剩余群體的雌果蠅中
49、P(XBXB)=3/5,P(XBXb)=2/5,隨機交配后F1中白眼雌性果蠅所占的比例為(2/5)×(1/4)×(1/4)=1/40。 14.北美洲某種臭蟲以當?shù)責o患子科植物的氣球狀蔓生果為食,臭蟲需要用鋒利的喙刺穿果實,據(jù)統(tǒng)計,喙長如圖1所示;1920年,有人從亞洲引進平底金蘇雨樹,其果實的果皮比較薄,據(jù)統(tǒng)計,到1980年以它為食的臭蟲的喙長如圖2所示。下列敘述不合理的是( ) A.平底金蘇雨樹與臭蟲間發(fā)生了共同進化 B.平底金蘇雨樹與當?shù)刂参锎嬖诟偁庩P系 C.臭蟲體內控制喙長度的基因發(fā)生突變可能早于引進平底金蘇雨樹 D.生活在無患子科植物和平底金蘇雨樹上的臭蟲間形成了生殖隔
50、離 解析:選D。平底金蘇雨樹與臭蟲是捕食關系,相互影響,共同進化,A正確;平底金蘇雨樹與當?shù)刂参餇帄Z空間資源等,存在競爭關系,B正確;突變是不定向的,引進平底金蘇雨樹實質是對臭蟲體內控制喙長度的基因進行選擇,C正確;生活在無患子科植物和平底金蘇雨樹上的臭蟲沒有地理上的障礙,不會形成生殖隔離,D錯誤。 15.(2017·江西重點中學盟校一模)某自由交配的種群在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ時間段都經歷多次繁殖過程,定期隨機抽取100個個體測得基因型為AA、aa的個體數(shù)量變化曲線如圖所示。下列相關敘述正確的是( ) A.在Ⅱ、Ⅲ段,AA個體比aa個體的適應能力弱 B.A基因突變?yōu)閍基因導致基因型頻率在
51、Ⅱ段發(fā)生劇變 C.在Ⅰ段內A的基因頻率是40% D.Aa個體在Ⅰ、Ⅲ段數(shù)量均為40,說明種群沒有發(fā)生進化 解析:選A。在Ⅱ、Ⅲ段,AA減少、aa增多,說明AA個體比aa個體的適應能力弱,A正確;導致基因型頻率在Ⅱ段發(fā)生劇變的原因是自然選擇對不同表現(xiàn)型的個體進行了定向選擇,B錯誤;在Ⅰ段內,AA的基因型頻率是40%,aa的基因型頻率是20%,Aa的基因型頻率是40%,則A的基因頻率=AA的基因型頻率+1/2Aa的基因型頻率=40%+1/2×40%=60%,C錯誤;在Ⅲ段,AA的基因型頻率是20%,aa的基因型頻率是40%,Aa的基因型頻率是40%,則A的基因頻率=20%+1/2×40%=4
52、0%,而在Ⅰ段內,A的基因頻率=60%,即種群的基因頻率發(fā)生了改變,說明種群發(fā)生了進化,D錯誤。 16.(2017·宿遷一模)回答下列有關生物進化與生物多樣性的問題: 隨著生命科學技術的不斷發(fā)展,物種形成、生物多樣性發(fā)展機制的理論探索也在不斷地發(fā)展與完善。如圖是科學家利用果蠅所做的進化實驗,兩組實驗僅喂養(yǎng)食物不同,其他環(huán)境條件一致。 (1)第一期時,甲箱和乙箱中的全部果蠅屬于兩個________。 (2)經過八代或更長時間之后,甲箱果蠅體色變淺,乙箱果蠅體色變深。再混養(yǎng)時,果蠅的交配擇偶出現(xiàn)嚴重的同體色選擇偏好,以此推斷,甲、乙品系果蠅之間的差異可能體現(xiàn)的是________多樣
53、性,判斷的理由是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)經過八代或更長的時間后,兩箱中的果蠅體色發(fā)生了很大的變化,請用現(xiàn)代綜合進化理論解釋這一現(xiàn)象出現(xiàn)的原因:兩箱分養(yǎng)造成________________________,當兩箱中果蠅發(fā)生變異后,由于____________________不同,導致_________________
54、_變化,形成兩個群體體色的很大差異。 (4)如表是甲、乙兩箱中果蠅部分等位基因[A—a、T(T1、T2)—t、E—e]的顯性基因頻率統(tǒng)計的數(shù)據(jù): 世代 甲箱 乙箱 果蠅數(shù) A T1 E 果蠅數(shù) A T2 E 第一代 20 100% 0 64% 20 100% 0 65% 第四代 350 89% 15% 64.8% 285 97% 8% 65.5% 第七代 500 67% 52% 65.2% 420 96% 66% 65.8% 第十代 560 61% 89% 65% 430 95% 93% 65%
55、甲、乙兩箱果蠅的基因庫較大的是________,頻率基本穩(wěn)定的基因是________,第十代時,甲箱中果蠅的該等位基因雜合子出現(xiàn)的頻率是________%。 解析:(1)一定區(qū)域,同種生物的所有個體構成種群。(2)長期的地理隔離,使種群的基因庫出現(xiàn)差異,當兩個種群的基因庫的變化很大,達到生殖隔離后,原來同種生物就進化成兩個不同的物種,增加了物種的多樣性。(3)兩個種群由于箱子的存在,使它們之間存在地理隔離;同時由于兩個種群所處的環(huán)境不同,當兩個種群的果蠅發(fā)生變異后,在環(huán)境的選擇下朝著適應各自環(huán)境的方向進化,基因頻率向不同方向積累,表現(xiàn)型也會出現(xiàn)較大差異。(4)從表中信息可知,第十代時甲箱果蠅種群數(shù)量大于乙箱,而甲、乙兩箱果蠅的基因種類數(shù)相等,故甲箱果蠅的基因庫較大。 答案:(1)種群 (2)物種 由于交配的同體色偏好,造成兩品系果蠅之間發(fā)生生殖隔離現(xiàn)象(或遺傳 雖然交配選擇上有體色偏好,但可能依然不影響兩者交配的行為與后代的可育性) (3)地理隔離而不能進行基因交流 食物的差異與選擇 基因頻率向不同方向積累 (4)甲 E 45.5% 21
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