2018年高中生物 第五章 生物的進(jìn)化 第一節(jié) 生物進(jìn)化理論教學(xué)案 蘇教版必修2.doc

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第一節(jié) 生物進(jìn)化理論 學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要觀點(diǎn) 2．探討生物進(jìn)化觀點(diǎn)對(duì)人們思想觀念的影響 3．基因頻率的計(jì)算方法 [教材梳理] 一、拉馬克的進(jìn)化學(xué)說(shuō) 1．主要觀點(diǎn) (1)物種是可變的，所有現(xiàn)存的物種都是從其他物種演變而來(lái)的。 (2)生物本身存在由低級(jí)向高級(jí)連續(xù)發(fā)展的內(nèi)在趨勢(shì)。 (3)環(huán)境變化是物種變化的原因，“用進(jìn)廢退”和“獲得性遺傳”是其核心進(jìn)化觀點(diǎn)。 2．不足和地位：該學(xué)說(shuō)中主觀推測(cè)較多，但內(nèi)容系統(tǒng)豐富，為達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說(shuō)的誕生奠定了基礎(chǔ)。 二、達(dá)爾文的進(jìn)化學(xué)說(shuō) 1．基本觀點(diǎn) (1)物種是可變的：進(jìn)化通過(guò)物種的演變進(jìn)行。 (2)生存斗爭(zhēng)和自然選擇： ①生存斗爭(zhēng)：包含生物與生物之間的斗爭(zhēng)和生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間的斗爭(zhēng)。 ②自然選擇：在生存斗爭(zhēng)中，適者生存，不適者淘汰的過(guò)程。 (3)適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果：適應(yīng)的第一步是變異的產(chǎn)生，第二步是通過(guò)生存斗爭(zhēng)對(duì)變異進(jìn)行選擇。 2．局限 對(duì)于遺傳和變異的本質(zhì)以及自然選擇如何對(duì)可遺傳的變異起作用等問(wèn)題，還不能做出科學(xué)的解釋。 三、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論 1．代表者：杜布贊斯基等。 3．生物進(jìn)化的基本單位——種群 (1)進(jìn)化的實(shí)質(zhì)：種群內(nèi)基因頻率的改變。 (2)種群：生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體。種群不僅是生殖的基本單位，也是生物進(jìn)化的基本單位。 (3)種群基因庫(kù)：一個(gè)生物種群中全部個(gè)體所含有基因總和。 (4)基因頻率：在一個(gè)種群基因庫(kù)中，某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比率。 (5)基因型頻率：指某種基因型的個(gè)體在群體中所占的比率。 4．生物進(jìn)化的原材料——突變和基因重組： (1)主要由基因突變、基因重組和染色體變異提供。 (2)影響基因頻率的因素：基因突變、自然選擇、個(gè)體遷移、遺傳漂變等。 5．生物進(jìn)化的方向——自然選擇： 自然選擇可以保留對(duì)個(gè)體生存和繁衍后代有利的變異，使生物向著適應(yīng)環(huán)境的方向發(fā)展。 6．物種形成的必要條件——隔離： (1)物種：分布在一定的自然地域，具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能特征，而且在自然狀態(tài)能夠相互交配并能繁殖可育后代的一群生物個(gè)體。 (2) 四、分子進(jìn)化的中性學(xué)說(shuō) 1．提出者：日本學(xué)者木村資生。 2．內(nèi)容： (1)生物進(jìn)化的主導(dǎo)因素不是自然選擇，而是中性突變的隨機(jī)固定。 (2)每種生物的信息大分子都有一定的進(jìn)化速率。 (3)DNA分子產(chǎn)生的突變大部分是中性的，即對(duì)生物的生存既無(wú)利也無(wú)害。 (4)當(dāng)中性突變積累導(dǎo)致生物性狀出現(xiàn)差異之后，自然選擇才會(huì)發(fā)生作用，造成表現(xiàn)型進(jìn)化。 3．意義：中性學(xué)說(shuō)揭示了分子水平的進(jìn)化規(guī)律。 五、生物進(jìn)化理論發(fā)展的意義 1．揭示了生物產(chǎn)生、發(fā)展和進(jìn)化的客觀規(guī)律，闡明了生物之間、生物與非生物之間的普遍聯(lián)系。 2．有助于人類(lèi)從事控制和改造生物的實(shí)踐活動(dòng)，為選育良種、植物栽培、動(dòng)物飼養(yǎng)等提供了理論依據(jù)，對(duì)控制生物性狀、創(chuàng)造生物新品種等具有重要的指導(dǎo)實(shí)踐的價(jià)值。 3．有助于確立辯證唯物主義的自然觀和科學(xué)的世界觀。 [牛刀小試] 一、達(dá)爾文的進(jìn)化學(xué)說(shuō) 1．判斷下列說(shuō)法是否正確，并說(shuō)明理由。 (1)生存斗爭(zhēng)就是指生物與生物之間的斗爭(zhēng)。 提示：錯(cuò)誤。生存斗爭(zhēng)包括生物與生物之間的斗爭(zhēng)和生物與環(huán)境之間的斗爭(zhēng)。 (2)環(huán)境改變時(shí)，生物向著適應(yīng)環(huán)境的方向變異。 提示：錯(cuò)誤。變異是不定向的，環(huán)境只是起定向選擇作用，選擇適應(yīng)環(huán)境的個(gè)體，淘汰不適應(yīng)環(huán)境的個(gè)體。 2．請(qǐng)用達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)解釋長(zhǎng)頸鹿的進(jìn)化。 提示：長(zhǎng)頸鹿產(chǎn)生的后代數(shù)量超過(guò)了環(huán)境的承受能力(過(guò)度繁殖)，導(dǎo)致現(xiàn)有食物不能滿(mǎn)足所有個(gè)體的需要(生存斗爭(zhēng))，又因它們個(gè)體間有頸長(zhǎng)和頸短的差異(遺傳變異)，頸長(zhǎng)的能吃到樹(shù)葉而生存下來(lái)，頸短的因吃不到樹(shù)葉而被淘汰。控制長(zhǎng)頸的基因經(jīng)過(guò)逐代積累，最終進(jìn)化形成長(zhǎng)頸鹿。 二、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論 1．種群是生物進(jìn)化的基本單位 (1)為什么說(shuō)生物進(jìn)化的基本單位是種群而不是個(gè)體？ 提示：個(gè)體的基因型是終身不變的，無(wú)論它在自然選擇中具有多大優(yōu)勢(shì)，其基因型也不可能一成不變地遺傳給下一代個(gè)體，因?yàn)閭€(gè)體的基因組成來(lái)自雙親。種群中個(gè)體的基因來(lái)自種群基因庫(kù)，個(gè)體死亡后又通過(guò)其后代把基因延續(xù)下去。如果一個(gè)個(gè)體不能與種群中其他個(gè)體交配產(chǎn)生后代，這個(gè)個(gè)體在進(jìn)化上就沒(méi)有意義。 (2)閱讀教材P106～109探究下列問(wèn)題： 若一個(gè)種群中含有A和a一對(duì)等位基因，根據(jù)下列條件，計(jì)算種群的基因頻率。 ①若已知種群中基因型為AA、Aa和aa的個(gè)體數(shù)目分別為a1、a2、a3，如何計(jì)算種群中A的基因頻率？ 提示：A的基因頻率＝100%＝ 100%。 ②若已知AA、Aa和aa的基因型頻率分別為P1、P2、P3，如何計(jì)算A的基因頻率？ 提示：A的基因頻率＝AA的基因型頻率＋1/2Aa的基因型頻率＝P1＋1/2P2。 ③若已知基因型為XBXB、XBXb、XbXb、XBY和XbY的個(gè)體數(shù)分別為a1、a2、a3、a4和a5，試求XB的基因頻率。 提示：XB的基因頻率＝100%＝ 100%。 (3)試分析導(dǎo)致種群基因庫(kù)改變的因素。 提示：基因突變；染色體變異；自然選擇；遺傳漂變；遷移。 2．突變、基因重組和自然選擇與生物進(jìn)化的關(guān)系 (1)閱讀教材P106～113內(nèi)容，結(jié)合變異知識(shí)，探究下列問(wèn)題： ①所有的變異都能導(dǎo)致種群基因頻率的改變嗎？為什么？ 提示：不能。只有可遺傳的變異才能影響種群基因的組成，才能改變基因頻率。 ②基因突變和基因重組對(duì)種群遺傳組成的影響一樣嗎？試分析原因。 提示：二者都對(duì)種群遺傳組成產(chǎn)生影響，但影響角度不一樣。只有基因突變才能出現(xiàn)新基因，才能豐富基因庫(kù)，改變基因頻率，從而影響種群的遺傳組成；而基因重組不能產(chǎn)生新基因，只能增加基因型的種類(lèi)，以此來(lái)影響種群的遺傳組成。 ③有人認(rèn)為“發(fā)生在體細(xì)胞中的基因突變不能傳遞給后代，因此不能為生物進(jìn)化提供原材料”，這種說(shuō)法正確嗎？分析原因。 提示：不正確。發(fā)生在體細(xì)胞中的突變，可以通過(guò)無(wú)性繁殖的方法傳遞給后代，如發(fā)生基因突變的花芽或葉芽，通過(guò)植物組織培養(yǎng)技術(shù)或者嫁接的方法可以傳遞給下一代，因此能為生物進(jìn)化提供原材料。 (2)閱讀教材P111[積極思維]，分析探究下列問(wèn)題： ①自然選擇是如何使樺尺蛾種群中決定淺色性狀的s基因頻率越來(lái)越低的？ 提示：在樹(shù)干變黑的環(huán)境下，淺色樺尺蛾易被天敵發(fā)現(xiàn)和捕食，使ss的個(gè)體越來(lái)越少，SS和Ss的個(gè)體越來(lái)越多，從而使決定黑色性狀的S基因頻率越來(lái)越高，決定淺色性狀的s基因頻率越來(lái)越低。 ②在自然選擇過(guò)程中，直接受選擇的是基因型還是表現(xiàn)型？并簡(jiǎn)要說(shuō)明原因。 提示：直接受選擇的是表現(xiàn)型，因?yàn)樘鞌晨吹降氖切誀?，而不是控制性狀的基因? 三、隔離與物種形成 1．用流程圖的形式總結(jié)物種形成的一般過(guò)程。 提示：種群多個(gè)種群 基因庫(kù)出現(xiàn)差別產(chǎn)生生殖隔離―→物種形成。 2．地理隔離和生殖隔離在對(duì)種群影響上的共同點(diǎn)是什么？生殖隔離產(chǎn)生的根本原因是什么？ 提示：共同點(diǎn)是都能阻斷種群間的基因交流。產(chǎn)生生殖隔離的根本原因是種群基因庫(kù)的差異。 3．地理隔離是否一定會(huì)導(dǎo)致生殖隔離？生殖隔離的形成一定要經(jīng)歷地理隔離嗎？ 提示：不一定。如東北虎和華南虎是兩個(gè)虎亞種，它們的生活環(huán)境相隔萬(wàn)里，差異很大，但它們并未形成生殖隔離，因此，仍然是同一物種。生殖隔離的形成也未必經(jīng)歷地理隔離，如多倍體植物的形成。 四、分子進(jìn)化的中性學(xué)說(shuō) 1．中性學(xué)說(shuō)與現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要差異是什么？ 提示：中性學(xué)說(shuō)認(rèn)為：①生物進(jìn)化的主導(dǎo)因素不是自然選擇，而是中性突變的隨機(jī)固定。②DNA分子產(chǎn)生的突變大部分是中性的。 2．根據(jù)上題分析，你是否認(rèn)為中性學(xué)說(shuō)完全否決了現(xiàn)代生物進(jìn)化理論？ 提示：不是。中性學(xué)說(shuō)側(cè)重于微觀水平，現(xiàn)代生物進(jìn)化理論側(cè)重于宏觀水平，二者相互補(bǔ)充。 [重難突破] 一、達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說(shuō)與現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的比較 達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說(shuō) 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論 基本內(nèi)容 ①遺傳變異是自然選擇的內(nèi)因 ②過(guò)度繁殖為自然選擇提供更多的選擇材料，加劇了生存斗爭(zhēng) ③變異一般是不定向的，而自然選擇是定向的，定向的自然選擇決定著生物進(jìn)化的方向 ④生存斗爭(zhēng)是自然選擇的過(guò)程，是生物進(jìn)化的動(dòng)力 ⑤適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果 ⑥自然選擇過(guò)程是一個(gè)長(zhǎng)期、緩慢、連續(xù)的過(guò)程 ①種群是生物進(jìn)化的基本單位，生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于種群內(nèi)基因頻率的改變 ②突變、選擇及隔離是物種形成和生物進(jìn)化的機(jī)制 ③基因突變、基因重組和染色體變異為生物進(jìn)化提供了原材料 ④自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進(jìn)化的方向 ⑤隔離是新物種形成的必要條件 不同點(diǎn) 沒(méi)有闡明遺傳和變異的本質(zhì)以及自然選擇的作用機(jī)理，著重研究生物個(gè)體進(jìn)化 從分子水平上闡明了自然選擇對(duì)遺傳變異的作用機(jī)理，強(qiáng)調(diào)群體進(jìn)化，認(rèn)為種群是生物進(jìn)化的基本單位 共同點(diǎn) 都能解釋生物進(jìn)化的原因和生物的多樣性、適應(yīng)性 二、物種形成和生物進(jìn)化的區(qū)別與聯(lián)系 項(xiàng)目 物種形成 生物進(jìn)化 標(biāo)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(guān)系 新物種形成， 出現(xiàn)生殖隔離，質(zhì)變 生物進(jìn)化，基因 頻率改變，量變 二者聯(lián)系 ①只有不同種群的基因庫(kù)產(chǎn)生了明顯差異，出現(xiàn)生殖 隔離才形成新物種；②進(jìn)化不一定產(chǎn)生新物種， 新物種產(chǎn)生一定存在進(jìn)化 三、物種形成的方式 1．漸變式物種形成 2．驟變式：少數(shù)物種在很短時(shí)間內(nèi)不經(jīng)過(guò)地理隔離即可形成，如自然界中多倍體的形成。 四、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論與中性突變學(xué)說(shuō)的比較 理論名稱(chēng) 學(xué)說(shuō)主要內(nèi)容 價(jià)值 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論 種群是生物進(jìn)化的基本單位，突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料，自然選擇決定生物進(jìn)化的方向，隔離導(dǎo)致新物種的形成 從宏觀(生態(tài)學(xué))和微觀(基因)角度來(lái)看生物進(jìn)化過(guò)程，最明顯的優(yōu)點(diǎn)是從基因的角度研究生物的進(jìn)化過(guò)程 中性突變學(xué)說(shuō) 生物進(jìn)化的主導(dǎo)因素不是自然選擇，而是中性突變的隨機(jī)固定 揭示了分子水平的進(jìn)化規(guī)律 [考向聚焦] [例1]　某一小島上的野兔原種種群由于某種原因造成部分個(gè)體分別遷移到了兩個(gè)其他的小島上。下圖表示野兔原種進(jìn)化的過(guò)程，相關(guān)說(shuō)法不正確的是(　　) A．新物種1與新物種2可能是同一物種 B．由野兔原種形成新物種顯示了物種形成的一種方式，即經(jīng)過(guò)地理隔離而達(dá)到生殖隔離 C．圖中X、Y分別表示突變和基因重組、自然選擇，Z僅表示自然選擇過(guò)程 D．在新物種形成的過(guò)程中一定存在種群基因頻率的定向改變 [解析]　新物種1與新物種2可能是同一物種，也可能不是同一物種；圖中顯示了經(jīng)過(guò)地理隔離而達(dá)到生殖隔離形成新物種的方式；種群產(chǎn)生不同性狀是突變和基因重組的結(jié)果，有利性狀個(gè)體保存是自然選擇的結(jié)果，因此，X、Y分別表示突變和基因重組、自然選擇；Z表示若干次突變和基因重組，以及自然選擇的作用；在新物種形成的過(guò)程中由于自然選擇的作用使種群的基因頻率發(fā)生了定向改變。 [答案]　C [例2]　 果蠅長(zhǎng)翅(V)和殘翅(v)由一對(duì)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(gè)體數(shù)量長(zhǎng)期維持在4%，若再向該種群中引入20 000只純合長(zhǎng)翅果蠅，在不考慮其他因素影響的前提下，關(guān)于純合長(zhǎng)翅果蠅引入后種群的敘述，錯(cuò)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]　在隱去長(zhǎng)翅果蠅之前，殘翅果蠅個(gè)體數(shù)量長(zhǎng)期維持在4%，說(shuō)明遵循遺傳平衡定律，vv＝4%，v的基因頻率為20%。V的基因頻率為1－20%＝80%；引入的春和長(zhǎng)翅(VV)果蠅的數(shù)量為20 000只，則該種群數(shù)量為40 000只，v的基因頻率為10%，V的基因頻率從為90%。純合長(zhǎng)翅果蠅引入種群后，v的基因頻率降低了(20%－10%)20%＝50%，V的基因頻率增加了(90%－80%)80%＝12.5%A正確，B錯(cuò)誤；種群數(shù)量增加了一倍，雜合子的數(shù)目不變，雜合果蠅的比例降低了50%，C正確；殘翅果蠅數(shù)目不變，殘翅果蠅比例降低了50%，D正確。 [答案]　B 基因頻率和基因型頻率計(jì)算方法歸納 1．常染色體上基因頻率的計(jì)算 (1)已知基因型的個(gè)體數(shù)，求基因頻率： 某基因的頻率＝[(純合子個(gè)數(shù)2＋雜合子個(gè)數(shù))(總個(gè)數(shù)2)]100% (2)已知基因型頻率，求基因頻率： 某基因的頻率＝該基因純合子的基因型頻率＋1/2該基因雜合子的基因型頻率 (3)假設(shè)條件下的計(jì)算方法： 假設(shè)種群非常大，雌雄個(gè)體間都能自由交配，沒(méi)有大范圍的遷入和遷出，沒(méi)有該對(duì)等位基因決定的性狀的優(yōu)勝劣汰，我們就可以根據(jù)基因頻率計(jì)算基因型頻率，反之亦可。遵循的遺傳平衡定律公式為：(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1，其中p為A的基因頻率、q為a的基因頻率，p2、2pq、q2代表的依次是AA、Aa、aa的基因型頻率。 具體算法是： ①已知A的基因頻率是A%，a的基因頻率是a%，則該種群中基因型是AA的個(gè)體占A%A%，基因型是aa的個(gè)體占a %a%，基因型是Aa的個(gè)體占A%a%2。 ②已知某種群中基因型是AA的個(gè)體占X%，則A的基因頻率是，a的基因頻率是1－；或已知基因型是aa的個(gè)體占Y%，則a的基因頻率是，A的基因頻率是1－。 2．性染色體上基因頻率的計(jì)算 對(duì)于伴X染色體遺傳，在Y染色體上往往沒(méi)有該基因及其等位基因(伴Y染色體遺傳中，則X染色體上沒(méi)有該基因及其等位基因)，所以在計(jì)算基因總數(shù)時(shí)，應(yīng)只考慮X染色體(或Y染色體)上的基因總數(shù)。若某基因在X染色體上，求一個(gè)群體中某基因的頻率時(shí)，可按下式求解：100%。 ———————————————[課堂歸納]———————————————— [網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建] 填充：①物種是可變的　②生存斗爭(zhēng)和自然選擇?、圻m應(yīng)是自然選擇的結(jié)果　 ④種群?、莼蛲蛔?、基因重組和染色體變異?、拮匀贿x擇　⑦地理隔離　 ⑧生殖隔離?、岱N群基因頻率的改變　⑩分子水平 [關(guān)鍵語(yǔ)句] 1．達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說(shuō)的三個(gè)基本觀點(diǎn)是“物種是可變的”、“生存斗爭(zhēng)和自然選擇”、“適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果”。 2．在生存斗爭(zhēng)中適者生存，不適者被淘汏的過(guò)程即自然選擇。 3．現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為種群是生物進(jìn)化的基本單位；自然選擇決定生物進(jìn)化的方向；突變、選擇和隔離是物種形成和生物進(jìn)化的機(jī)制。 4．種群進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群內(nèi)基因頻率的改變。 5．自然界中，由于基因突變、基因重組、染色體變異和自然選擇等因素，種群的基因頻率和基因型頻率總是不斷地變化。 6．物種是指分布在一定的自然地域，具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能特征，而且在自然狀態(tài)能夠相互交配并能生殖出可育后代的一群生物個(gè)體。 7．生殖隔離是指不同種群的個(gè)體不能自由交配或交配后產(chǎn)生不可育的后代。 8．木村資生的中性學(xué)說(shuō)：生物進(jìn)化的主導(dǎo)因素不是自然選擇，而是中性突變的隨機(jī)固定。 知識(shí)點(diǎn)一、拉馬克和達(dá)爾文的進(jìn)化學(xué)說(shuō) 1．用達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說(shuō)的觀點(diǎn)判斷下列敘述，其中正確的是(　　) A．長(zhǎng)頸鹿經(jīng)常努力伸長(zhǎng)頸和前肢去吃樹(shù)上的葉子，因此頸和前肢都變得很長(zhǎng) B．北極熊生活在冰天雪地的環(huán)境里，它們的身體就產(chǎn)生了定向的白色變異 C．野兔的保護(hù)色和鷹銳利的目光，是它們長(zhǎng)期相互選擇的結(jié)果 D．在有毒農(nóng)藥的長(zhǎng)期作用下，農(nóng)田害蟲(chóng)產(chǎn)生了抗藥性 解析：選C　A選項(xiàng)是拉馬克的用進(jìn)廢退觀點(diǎn)，其錯(cuò)誤之處在于認(rèn)為后天獲得的性狀可以遺傳。B選項(xiàng)錯(cuò)誤之處在于認(rèn)為生物的變異是定向的。D選項(xiàng)錯(cuò)誤之處在于認(rèn)為農(nóng)藥使害蟲(chóng)產(chǎn)生抗藥性，應(yīng)為農(nóng)藥選擇使有抗藥性的個(gè)體生存了下來(lái)，并通過(guò)逐代積累，使害蟲(chóng)產(chǎn)生抗藥性。 2．達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)和現(xiàn)代生物進(jìn)化理論分別認(rèn)為進(jìn)化的基本單位是(　　) A．個(gè)體、個(gè)體　　　　　　　　B．個(gè)體、種群 C．種群、種群 D．種群、個(gè)體 解析：選B　現(xiàn)代生物進(jìn)化理論以達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)為核心，是自然選擇學(xué)說(shuō)的改進(jìn)和發(fā)展。達(dá)爾文認(rèn)為進(jìn)化的基本單位是個(gè)體，現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為進(jìn)化的基本單位是種群。 知識(shí)點(diǎn)二、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論 3．下列有關(guān)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的敘述，正確的是(　　) 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．只有出現(xiàn)了生殖隔離，才標(biāo)志生物發(fā)生進(jìn)化 C．種群基因頻率改變一定導(dǎo)致生殖隔離 D．通過(guò)漫長(zhǎng)的共同進(jìn)化過(guò)程，形成了多種多樣的生態(tài)系統(tǒng) 解析：選D　突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料；隔離是物種形成的必要條件；在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會(huì)發(fā)生定向的改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化；通過(guò)漫長(zhǎng)的共同進(jìn)化過(guò)程，地球上不僅出現(xiàn)了千姿百態(tài)的物種，也形成了多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)。4．下列關(guān)于隔離的敘述，不正確的是(　　) A．多數(shù)物種的形成都要先經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的地理隔離 B．隔離導(dǎo)致物種不能交配繁殖，引起物種絕滅 C．生殖隔離一旦形成，就標(biāo)志著新物種的產(chǎn)生 D．遺傳組成上的差異是產(chǎn)生生殖隔離的根本原因 解析：選B　不同的物種間存在著生殖隔離，即不同的物種間不能交配或交配后不能產(chǎn)生出可育的后代。多數(shù)物種的形成都要先經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的地理隔離，導(dǎo)致出現(xiàn)生殖隔離從而形成新物種。 5．果蠅的體色由常染色體上一對(duì)等位基因控制，基因型BB、Bb為灰身，bb為黑身。若人為地組成一個(gè)群體，其中80%為BB的個(gè)體，20%為bb的個(gè)體，群體隨機(jī)交配，其子代中Bb的比例是(　　) A．25%　　　B．32%　　　C．50%　　　D．64% 解析：選B　由基因型的概率推導(dǎo)基因的頻率，再由基因頻率推出隨機(jī)交配雜合的幾率(2pq)，即Bb＝20.80.2＝0.32＝32%。 6．果蠅是常用的遺傳學(xué)研究的試驗(yàn)材料，據(jù)資料顯示，果蠅約有104對(duì)基因，現(xiàn)有一黑腹果蠅的野生種群，約有107個(gè)個(gè)體，請(qǐng)分析回答以下問(wèn)題： (1)該種群的全部個(gè)體所含有的全部基因統(tǒng)稱(chēng)為種群的________，經(jīng)觀察，該種群中果蠅有多種多樣的基因型，分析其產(chǎn)生的原因，是在突變過(guò)程中產(chǎn)生的________，通過(guò)有性生殖過(guò)程中的________而產(chǎn)生的，使種群產(chǎn)生了大量可遺傳的________，其產(chǎn)生的方向是________，其來(lái)源包括________、________和________。它們都能為生物進(jìn)化提供________，但不能決定生物進(jìn)化的________。 (2)假定該種群中每個(gè)基因的突變率都是10－5，那么在該種群中每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)是________。 (3)假定殘翅(v)的基因突變率為10－5，由于在正常環(huán)境條件下，殘翅果蠅難以生存，結(jié)果長(zhǎng)翅(V)類(lèi)型個(gè)體逐漸增多，V基因頻率也隨之升高，經(jīng)過(guò)許多代后，長(zhǎng)翅類(lèi)型成為該種群中常見(jiàn)類(lèi)型。與其他突變類(lèi)型相比，殘翅個(gè)體數(shù)要少得多，這一現(xiàn)象說(shuō)明____________________________________________________________________________。 (4)通過(guò)對(duì)果蠅及其他生物的群體遺傳學(xué)的研究，可得出生物進(jìn)化的基本單位是________；生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于________________________，新物種形成的三個(gè)基本環(huán)節(jié)是________、________、________；其中必要條件是________，________使種群的基因頻率定向改變并決定________的方向。 解析：由題中信息可算出每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)為210410710－5＝2106；由于殘翅果蠅難以生存，所以在自然選擇的作用下逐漸被淘汰而數(shù)量減少，基因頻率中的V的頻率逐漸增加，而v則逐漸減少，說(shuō)明自然選擇決定著生物進(jìn)化的方向。 答案：(1)基因庫(kù)　等位基因　基因重組　變異　不定向的　基因突變　基因重組　染色體變異　原材料　方向 (2)2106　(3)殘翅是不利變異，經(jīng)長(zhǎng)期的自然選擇而不斷被淘汰，自然選擇決定生物進(jìn)化的方向　(4)種群　種群基因頻率的改變　突變和基因重組　自然選擇　隔離　隔離　自然選擇　生物進(jìn)化 知識(shí)點(diǎn)三、分子進(jìn)化的中性學(xué)說(shuō) 7．下列敘述中，符合中性學(xué)說(shuō)的是(　　) 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(dāng)自然選擇作用于中性突變時(shí)，有利的變異被積累 C．當(dāng)環(huán)境惡劣時(shí)，中性突變的進(jìn)化速率加快了 D．中性學(xué)說(shuō)并沒(méi)有否認(rèn)選擇的作用，承認(rèn)形態(tài)、行為和生態(tài)性狀，即生物的表現(xiàn)型是在自然選擇下進(jìn)化的 解析：選D　中性學(xué)說(shuō)認(rèn)為多數(shù)或絕大多數(shù)突變都是中性的，即無(wú)所謂有利或有害，因此對(duì)于這些中性突變不會(huì)發(fā)生自然選擇與適者生存的情況。突變大多在種群中隨機(jī)地被固定或消失，而不是通過(guò)選擇才被保留或淘汰的。 (時(shí)間：25分鐘；滿(mǎn)分：50分) 一、選擇題(每小題3分，共30分) 1．拉馬克認(rèn)為生物不斷進(jìn)化的主要原因是(　　) 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(jìn)廢退和獲得性遺傳 D．器官的反復(fù)使用 解析：選C　拉馬克的觀點(diǎn)是用進(jìn)廢退和獲得性遺傳，器官經(jīng)常用就進(jìn)化，不用就退化，并且把這種性狀遺傳給后代。 2．對(duì)達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)的正確理解是(　　) ①環(huán)境改變使生物產(chǎn)生適應(yīng)性的變異　②可遺傳的變異是生物進(jìn)化的基礎(chǔ)?、圩儺愂遣欢ㄏ虻摹、茏儺愂嵌ㄏ虻摹、葑儺惤?jīng)過(guò)長(zhǎng)期的自然選擇和遺傳積累可能產(chǎn)生出生物的新類(lèi)型 A．②④⑤　　　　　　　　B．②③⑤ C．①②④ D．①③⑤ 解析：選B　影響生物變異的因素是多種多樣的，變異是隨機(jī)的、不定向的。 3．下列關(guān)于在自然條件下，某隨機(jī)交配種群中等位基因A、a頻率的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．在某種條件下兩種基因的頻率可以相等 B．該種群基因頻率的變化只與環(huán)境的選擇作用有關(guān) C．一般來(lái)說(shuō)，頻率高的基因所控制的性狀更適應(yīng)環(huán)境 D．持續(xù)選擇條件下，一種基因的頻率可以降為零 解析：選B　A中兩種等位基因的頻率可以相等；B中基因頻率的變化與自身的遺傳變異也有關(guān)；C中頻率高的基因控制的性狀更能適應(yīng)環(huán)境；D中在持續(xù)選擇條件下，可淘汰掉某種基因。 4．某自花傳粉植物種群中，親代中AA基因型個(gè)體占30%，aa基因型個(gè)體占20%，則親代A的基因頻率和F1中AA的基因型頻率分別是(　　) A．55%和32.5%　　　　　　 B．55%和42.5% C．45%和42.5% D．45%和32.5% 解析：選B　分析題中信息可知，Aa基因型個(gè)體占50%，則A基因頻率為30%＋1/250%＝55%。F1中AA的基因型頻率為30%＋50%1/4＝42.5%。 5．現(xiàn)代生物進(jìn)化理論是在達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。現(xiàn)代生物進(jìn)化理論觀點(diǎn)，對(duì)自然選擇學(xué)說(shuō)的完善和發(fā)展表現(xiàn)在(　　) ①突變和基因重組是產(chǎn)生進(jìn)化的原材料?、诜N群是進(jìn)化的單位?、圩匀贿x擇是通過(guò)生存斗爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)的?、苌镞M(jìn)化的實(shí)質(zhì)是基因頻率的改變　⑤隔離導(dǎo)致物種的形成?、拮匀贿x擇決定生物進(jìn)化方向?、哌m者生存，不適者被淘汰 A．①②④⑤ B．②③④⑤⑥ C．①②③④⑤⑦ D．①②③⑤⑦ 解析：選A　現(xiàn)代生物進(jìn)化理論觀點(diǎn)，對(duì)自然選擇學(xué)說(shuō)的完善和發(fā)展表現(xiàn)在：突變和基因重組是產(chǎn)生進(jìn)化的原材料、種群是進(jìn)化的單位、生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是基因頻率的改變、隔離導(dǎo)致物種的形成。 6．中性學(xué)說(shuō)認(rèn)為，分子進(jìn)化速率表現(xiàn)出來(lái)的特點(diǎn)是(　　) A．在不同的生物中，分子進(jìn)化速率不同 B．分子進(jìn)化速率與種群大小有關(guān) C．環(huán)境因素會(huì)影響分子進(jìn)化速度 D．分子進(jìn)化是隨機(jī)的，不是自然選擇的結(jié)果 解析：選D　每一種生物大分子不論在哪種生物體內(nèi)，都以一定的速率進(jìn)化著，并且進(jìn)化的速率與環(huán)境的變化和生物世代的長(zhǎng)短無(wú)關(guān)。分子的進(jìn)化是隨機(jī)的，此時(shí)自然選擇不起作用，當(dāng)中性突變積累導(dǎo)致生物的性狀出現(xiàn)差異后，自然選擇會(huì)發(fā)生作用而導(dǎo)致表現(xiàn)型的進(jìn)化。 7．種群是指生活在同一地點(diǎn)的同種生物的一群個(gè)體。種群中的個(gè)體通過(guò)繁殖將各自的基因傳遞給后代。下列敘述不正確的有(　　) A．自然選擇使種群基因頻率發(fā)生定向改變 B．種群基因頻率的改變導(dǎo)致生物進(jìn)化 C．種群通過(guò)個(gè)體的進(jìn)化而進(jìn)化 D．種群通過(guò)地理隔離可能達(dá)到生殖隔離 解析：選C　現(xiàn)代達(dá)爾文主義認(rèn)為：種群是生物進(jìn)化和生物繁殖的基本單位，自然選擇使種群的基因頻率發(fā)生定向的改變，一般種群可通過(guò)長(zhǎng)期的地理隔離而形成生殖隔離，最終形成新的物種。 8．下列關(guān)于物種形成的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的地理隔離而達(dá)到生殖隔離是常見(jiàn)的物種形成方式 B．隔離是物種形成的必要條件 C．兩個(gè)同種種群一旦產(chǎn)生生殖隔離就形成了新的物種 D．基因頻率改變一定導(dǎo)致新物種形成 解析：選D　形成新物種的方式一般是由地理隔離導(dǎo)致生殖隔離；隔離是形成新物種的必要條件，而基因頻率的改變導(dǎo)致生物進(jìn)化，但不一定導(dǎo)致新物種形成。 9．[多選]最近，可以抵抗多數(shù)抗生素的“超級(jí)細(xì)菌”引人關(guān)注，這類(lèi)細(xì)菌含有超強(qiáng)耐藥性基因 NDM－1，該基因編碼金屬 β－內(nèi)酰胺酶。此菌耐藥性產(chǎn)生的原因是(　　) A．定向突變 B．抗生素濫用 C．金屬 β－內(nèi)酰胺酶使許多抗菌藥物失活 D．通過(guò)染色體交換從其他細(xì)菌獲得耐藥基因 解析：選BC　基因突變具有不定向性；抗藥性的產(chǎn)生是由于抗生素濫用對(duì)耐藥基因進(jìn)行定向選擇，且耐藥基因所表達(dá)的酶能使多種抗生素失活，B、C正確；超級(jí)細(xì)菌是原核生物，無(wú)染色體。 10．(天津高考)家蠅對(duì)擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)殺蟲(chóng)劑產(chǎn)生抗性，原因是神經(jīng)細(xì)胞膜上某通道蛋白中的一個(gè)亮氨酸替換為苯丙氨酸。下表是對(duì)某市不同地區(qū)家蠅種群的敏感性和抗性基因型頻率調(diào)查分析的結(jié)果。 家蠅種 群來(lái)源 敏感性純 合子(%) 抗性雜 合子(%) 抗性純 合子(%) 甲地區(qū) 78 20 2 乙地區(qū) 64 32 4 丙地區(qū) 84 15 1 下列敘述正確的是(　　) A．上述通道蛋白中氨基酸的改變是基因堿基對(duì)缺失的結(jié)果 B．甲地區(qū)家蠅種群中抗性基因頻率為22% C．比較三個(gè)地區(qū)抗性基因頻率可知乙地區(qū)抗性基因突變率最高 D．丙地區(qū)敏感性基因頻率高是自然選擇的結(jié)果 解析：選D　根據(jù)題干信息，該基因突變導(dǎo)致氨基酸發(fā)生了替換，但數(shù)目沒(méi)有發(fā)生改變，因此該基因突變是堿基對(duì)替換的結(jié)果，A項(xiàng)錯(cuò)誤；甲地區(qū)抗性基因的基因頻率＝2%＋1/220%＝12%，B項(xiàng)錯(cuò)誤；比較三個(gè)地區(qū)抗性基因的基因頻率可知乙地區(qū)抗性基因頻率最高，但不能得出該地區(qū)抗性基因突變率高，C項(xiàng)錯(cuò)誤；丙地區(qū)敏感性基因頻率高是自然選擇的結(jié)果，D項(xiàng)正確。 二、非選擇題(共20分) 11．(10分)分析有關(guān)生物進(jìn)化的資料，回答問(wèn)題。 (1)自然界中任何生物的個(gè)體數(shù)都不可能無(wú)限增加。根據(jù)達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)，這是因?yàn)開(kāi)_______________________________________________________________________。 (2)下圖表示自然選擇對(duì)種群的3種作用類(lèi)型，圖②可代表長(zhǎng)頸鹿種群的選擇類(lèi)型。具有中等體型的麻雀?jìng)€(gè)體被選擇保留下來(lái)，該選擇類(lèi)型可由圖________代表。這三種選擇類(lèi)型中，最易產(chǎn)生新種的是圖________________________________________________________。 (3)如圖表示某種兩棲動(dòng)物3個(gè)種群在某山脈的分布。在夏季，種群A與B、種群A與C的成員間可以通過(guò)山脈遷移，有人研究了1900至2000年間3個(gè)種群的變化過(guò)程。資料顯示1915年在種群A和B的棲息地之間建了礦，1920年在種群A和C的棲息地之間修了路。100年來(lái)氣溫逐漸升高，降雨逐漸減少。 ①建礦之后，種群B可能消失，也可能成為與種群A、C不同的新種。 分析種群B可能形成新種的原因：________________________________________。 ②下表是種群A、C的規(guī)模、等位基因1(T/t)和2(W/w)頻率的數(shù)據(jù)，表中為各自隱性基因的頻率。 依據(jù)表中數(shù)據(jù)和上述資料，對(duì)種群C的描述，更為準(zhǔn)確的是________。 A．等位基因1的雜合子逐漸增多 B．與種群A之間不能進(jìn)行基因交流 C．受氣候影響更大 ③據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，種群C的基因庫(kù)比種群A________；種群規(guī)模與基因________的頻率變化關(guān)系密切。 解析：(1)由于自然環(huán)境條件是有限的。因此生物個(gè)體之間會(huì)發(fā)生生存斗爭(zhēng)，適者生存，不適者被淘汰，導(dǎo)致個(gè)體數(shù)不可能無(wú)限增加。(2)具有中等體型的麻雀?jìng)€(gè)體被選擇保留下來(lái)，圖示表示的應(yīng)是居中間的個(gè)體數(shù)最多，可用圖①表示。圖③中兩種選擇類(lèi)型的表現(xiàn)型差異會(huì)越來(lái)越大，即進(jìn)化方向不同。最容易發(fā)生生殖隔離產(chǎn)生新種。(3)種群A和B、種群A和C原來(lái)可以遷移，進(jìn)行基因交流，但是建礦之后，種群B與A之間形成了地理隔離，無(wú)法進(jìn)行基因交流，進(jìn)而與種群C之間也無(wú)法進(jìn)行基因交流；這樣種群B進(jìn)化方向與原來(lái)相比就發(fā)生了改變，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程，種群B與A、C間產(chǎn)生了生殖隔離，形成新種。種群C與種群A之間，等位基因1和2在100年內(nèi)仍然都存在，因此兩種群可以進(jìn)行基因交流，但是種群C中等位基因1中t的頻率在增加，因此等位基因1的雜合子逐漸增多。由于兩種群中等位基因2的頻率現(xiàn)在仍相等，僅是等位基因1發(fā)生差異，因此不能判斷哪一個(gè)種群受氣候影響更大。由于種群C的規(guī)模僅有550，遠(yuǎn)少于種群A的規(guī)模40 000，因此種群C的基因庫(kù)(種群內(nèi)的全部基因)比種群A小。比較兩個(gè)等位基因的頻率變化，可以發(fā)現(xiàn)基因1(T/t)的頻率變化和種群規(guī)模變化密切相關(guān)。 答案：(1)生存斗爭(zhēng)(生存斗爭(zhēng)，適者生存)　(2)①?、? (3)①由于與種群A之間的地理隔離，阻斷了種群B與種群A、種群B與種群C的基因交流；因此種群B內(nèi)的基因突變開(kāi)始積累，且產(chǎn)生的變異被環(huán)境選擇保留下來(lái)；種群逐漸適應(yīng)了生存環(huán)境，種群規(guī)模開(kāi)始擴(kuò)張，并形成生殖隔離，新種形成?！、贏?、坌　　?(T/t) 12．(10分)某地區(qū)從1964年開(kāi)始使用殺蟲(chóng)劑殺滅蚊子幼蟲(chóng)，至1967年中期停用。下圖是五年間蚊子幼蟲(chóng)基因型頻率變化曲線。R表示殺蟲(chóng)劑抗性基因，S表示野生敏感型基因。據(jù)圖回答： (1)R基因的出現(xiàn)是________的結(jié)果。 (2)在RR基因型頻率達(dá)到峰值時(shí)，RS、SS基因型頻率分別為4%和1%，此時(shí)R基因的頻率為_(kāi)_______。 (3)1969年中期RR基因型幾近消失，表明在________的環(huán)境條件下，RR基因型幼蟲(chóng)比SS基因型幼蟲(chóng)的生存適應(yīng)能力________。 (4)該地區(qū)從此不再使用殺蟲(chóng)劑。預(yù)測(cè)未來(lái)種群中，最終頻率最高的基因型是________，原因是________________________________________________。 解析：(1)野生敏感型基因通過(guò)基因突變產(chǎn)生了抗性基因。(2)由題意知：基因型RS＝4%，SS＝1%，則RR＝95%。故R基因的頻率＝95%＋1/24%＝97%。(3)1967年中期停用殺蟲(chóng)劑后，RR基因型頻率減少，SS基因型頻率增加，說(shuō)明在不使用殺蟲(chóng)劑的環(huán)境下，RR基因型幼蟲(chóng)比SS基因型幼蟲(chóng)的生存適應(yīng)能力低。(4)若長(zhǎng)期不使用殺蟲(chóng)劑，會(huì)使R基因的頻率降低，S基因的頻率增加，使SS基因型頻率達(dá)到最高。 答案：(1)基因突變　(2)97%　(3)不再使用殺蟲(chóng)劑　低　(4)SS　在不使用殺蟲(chóng)劑的環(huán)境 下，持續(xù)的選擇作用使R基因頻率越來(lái)越低