届高考生物一轮复习第七单元生物的变异育种和进化第24讲现代生物进化理论学案Word文档下载推荐.docx
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地理隔离
原因
不同物种之间一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能产生可育后代
地理上的障碍
实质
不同种群间的个体,在自然条件下基因不能自由交流的现象。
(必修2P122技能训练改编)判断湖泊里的两种鱼是不是同一种物种,可行的操作是( )
A.分析二者DNA的碱基排列顺序
B.分析二者蛋白质的氨基酸排列顺序
C.显微镜观察二者体细胞中染色体组成
D.观察二者能否杂交并产生可育后代
答案:
D
③物种形成的过程
如图表示某物种进化的基本过程,请思考:
(1)图中X、Y、Z分别指什么?
(2)与原种相比,图中“新种”产生是否一定经历过地理隔离?
(1)图中X、Y、Z分别表示的是突变和基因重组、自然选择及隔离。
(2)不一定。
④物种形成的三大模式
考向1 自然选择学说与现代生物进化理论
1.经调查发现,某地区青菜虫种群的抗药性不断增强,其原因是连续多年对青菜虫使用农药,下列叙述正确的是( )
A.使用农药导致青菜虫发生抗药性变异
B.青菜虫抗药性的增强是人工选择的结果
C.通过选择导致青菜虫抗药性不断积累
D.环境是造成青菜虫抗药性不断增强的动力
解析:
选C。
抗药性的产生并不是因为农药的使用,抗药性在农药使用之前就已经出现,A错误;
青菜虫抗药性增强是自然选择的结果,B错误;
通过自然选择可导致有利变异的积累,C正确;
自然选择是进化的动力,D错误。
2.寨卡病毒是一种严重危害人类健康的蚊媒病毒,为了有效控蚊,某研究机构进行了灭蚊剂灭蚊研究,如图是研究期间蚊子幼虫基因型频率变化曲线,图中箭头1时开始使用灭蚊剂,箭头2时停止使用杀虫剂,A为野生基因,a为突变基因。
下列有关叙述正确的是( )
A.a控制的性状是适应性性状
B.a表示该灭蚊剂的抗性基因
C.灭蚊剂的使用使蚊子种群中产生了抗性突变
D.若从此不再使用该杀虫剂,a基因一定会消失
选B。
生物的适应性是相对的,由图可知,在使用灭蚊剂时,a控制的性状是适应性性状。
而在不使用灭蚊剂时,a控制的性状就不是适应性性状了,A错误;
在使用灭蚊剂时,aa的基因型频率增加,而AA和Aa的基因型频率均下降,因此a表示该灭蚊剂的抗性基因,B正确;
灭蚊剂的使用对蚊子进行了选择作用,而不是使蚊子种群中产生了抗性突变,C错误;
若从此不再使用该杀虫剂,a还会因存在于杂合子中而不会消失,D错误。
自然选择学说与现代生物进化理论的异同点
考向2 生物进化及物种形成
3.(2018·
辽宁大连月考)如图a、b、c表示自然条件有差异、存在地理隔离的3个地区。
a地区物种甲某些个体迁移到b、c地区,经长期进化逐渐形成两个新物种乙、丙。
下列叙述正确的是( )
A.上述过程说明地理隔离是新物种形成的标志
B.留居a地区的甲种群的基因频率不再发生改变
C.乙、丙两个种群间不能进行基因交流,它们的基因库存在较大差异
D.甲、乙两个种群间存在生殖隔离,它们的基因库组成完全不同
新物种形成的标志是生殖隔离的出现;
a地区的环境在变化,留居a地区的甲种群的基因频率可能会发生变化;
乙、丙是两个物种,存在生殖隔离,这两个种群间不能进行基因交流,它们的基因库也有较大的差异;
甲、乙是两个物种,存在生殖隔离,但是乙物种是从甲物种进化来的,二者的基因库组成可能部分相同。
4.如图表示生物多样性的形成过程,下列说法不正确的是( )
A.图中P决定生物进化的方向
B.生物多样性主要包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性
C.图中R表示生殖隔离,它能导致新物种的形成
D.若两个动物交配后能产生后代,则它们一定属于同一物种
选D。
图中P表示自然选择,自然选择决定生物进化的方向,A正确。
生物多样性主要包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性,B正确。
产生生殖隔离是新物种形成的标志,C正确。
马和驴属于两个物种,但它们可以交配,并产生后代——骡,D错误。
物种形成和生物进化的区别与联系
物种形成
生物进化
标志
生殖隔离出现
基因频率改变
变化后生物与原生物的关系
新物种形成,质变
生物进化,量变
二者联系
(1)只有不同种群的基因库产生了明显差异,出现生殖隔离才形成新物种;
(2)进化不一定产生新物种,新物种产生一定存在进化
考向3 种群基因频率和基因型频率的计算
5.(2015·
高考山东卷)玉米的高秆(H)对矮秆(h)为显性。
现有若干H基因频率不同的玉米群体,在群体足够大且没有其他因素干扰时,每个群体内随机交配一代后获得F1。
各F1中基因型频率与H基因频率(p)的关系如下图。
下列分析错误的是( )
A.0<
p<
1时,亲代群体都可能只含有纯合体
B.只有p=b时,亲代群体才可能只含有杂合体
C.p=a时,显性纯合体在F1中所占的比例为1/9
D.p=c时,F1自交一代,子代中纯合体比例为5/9
根据题干给出信息:
种群足够大,没有其他因素干扰(无突变、无自然选择、无迁入和迁出),每个群体内个体间随机交配,则种群的亲子代之间基因的传递遵循遗传平衡定律。
A项,子代H基因频率为p(0<
1)时,由于亲子代之间遵循遗传平衡定律,则亲代H基因频率也为p;
当亲代种群中HH基因型频率为p,hh基因型频率为(1-p)时,则亲代H基因频率为p,此时,亲代都为纯合体。
B项,p=b时,Hh基因型频率为1/2,hh和HH基因型频率相等,均为1/4,计算出p=0.5,则亲代H基因频率也为0.5,在这种情况下,亲代群体才可能只含有杂合体。
C项,p=a时,Hh基因型频率=hh基因型频率,可推知2p(1-p)=(1-p)2,即p=1/3,进而推知HH基因型频率为1/9。
D项,p=c时,Hh基因型频率=HH基因型频率,可推知2p(1-p)=p2,即p=2/3,进而推知HH基因型频率为4/9,Hh基因型频率为4/9,hh基因型频率为1/9。
自交一代后纯合体比例=1-杂合体比例=1-(4/9×
1/2)=7/9。
1.“定义法”求解基因频率
某基因频率=
×
100%
若在常染色体上,某基因频率=
X染色体上b基因频率=
2.“公式法”求解基因频率(以常染色体上一对等位基因A、a为例)
A基因频率=AA基因型频率+1/2×
Aa基因型频率
a基因频率=aa基因型频率+1/2×
3.运用遗传平衡定律求解基因频率
在一个有性生殖的自然种群中,当等位基因只有一对(A、a)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。
[变式1](高考海南卷改编)果蝇长翅(V)和残翅(v)由一对常染色体上的等位基因控制。
假定某果蝇种群有20000只果蝇,其中残翅果蝇个体数量长期维持在4%。
若再向该种群中引入20000只纯合长翅果蝇,在不考虑其他因素影响的前提下,关于纯合长翅果蝇引入后种群的叙述,错误的是( )
A.v基因频率降低了50%
B.V基因频率增加了50%
C.杂合果蝇比例降低了50%
D.残翅果蝇比例降低了50%
因该果蝇种群长期保持vv的基因型频率为4%,由此算出v的基因频率为0.2,V的基因频率为0.8,进而计算出引入纯合长翅果蝇前,vv基因型的果蝇有0.04×
20000=800只,Vv基因型的果蝇有2×
0.2×
0.8×
20000=6400只,VV基因型的果蝇有0.8×
20000=12800只。
引入纯合长翅果蝇后,v基因频率为(800×
2+6400)/(40000×
2)=0.1,V的基因频率为1-0.1=0.9,A正确,B错误;
因Vv、vv基因型的果蝇的数目不变,而该种群个体总数增加一倍,所以Vv、vv的基因型频率降低50%,C、D正确。
[变式2]某生物兴趣小组抽样调查的200人中,各种基因型和人数情况如表所示,则这200人中,Xb的基因频率为( )
基因型
XBXB
XBXb
XbXb
XBY
XbY
人数
78
14
8
70
30
A.85% B.30%
C.20%D.15%
每个女性基因型中B或b基因共两个,男性基因型中只有一个B或b基因。
则Xb的数量是14+8×
2+30=60,XB与Xb的数量为78×
2+14×
2+8×
2+70+30=300,故Xb的基因频率为60/300×
100%=20%。
[变式3]某县城有20000人,男女比例为1∶1,女性血友病患者有1600人,求人群中一正常女性与一正常男性婚配生出患血友病孩子的概率( )
A.1/7B.3/25
C.4/25D.3/16
A
[变式4](2018·
洛阳模拟)囊性纤维病是一种常染色体遗传病。
在欧洲人群中每2500个人中就有一人患此病。
如果一对健康的夫妇有一个患病的儿子,此后该女子又与另一健康男子再婚,则再婚后他们生一个患此病孩子的概率约是( )
A.1%B.0.04%
C.3.9%D.2%
选A。
由于一对健康的夫妇生了一个患病的儿子,所以该遗传病为隐性遗传病,设显性基因为A,隐性基因为a,所以这对夫妇的基因型都为Aa。
把人群看成一个平衡群体,则有aa占1/2500,所以a的基因频率q=1/50,A的基因频率为p=49/50,那么群体中,AA的基因型频率为p2,Aa的基因型频率为2pq,正常人群中杂合子Aa所占的比例为=Aa/(AA+Aa)=2pq/(p2+2pq)=2/51,即健康人中杂合子所占的比例为2/51,该女子与正常男性婚配后生出患病孩子的概率为1/4×
2/51=1/102≈1%。
共同进化与生物多样性的形成
1.共同进化
(1)概念:
不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。
(2)原因:
生物与生物之间的相互选择和生物与无机环境之间的相互影响。
(3)共同进化的实例
共同进化类型
包含类型
实例
不同物种之间
种间互助
一种蛾与兰花
种间斗争
捕食
猎豹和斑马
寄生
黏液瘤病毒和兔子
竞争
作物与杂草
生物与无机环境之间
生物影响环境,环境影响生物
地球早期无氧环境→厌氧生物→光合生物出现→空气中有氧气→出现好氧生物
2.生物多样性的形成
(1)内容:
生物多样性主要包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。
(2)形成原因:
生物的进化。
(3)三个层次之间的关系
(4)研究生物进化历程的主要依据:
化石。
3.生物进化理论在发展
(1)中性学说:
大量的基因突变是中性的,决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累,而不是自然选择。
(2)生物进化理论不会停滞不前,而是在不断发展。
结合教材内容,分析下图,并思考:
(1)图中Ⅰ显示了______________多样性,此类多样性发生于________(填“相同”或“不同”)物种间。
(2)Ⅱ显示了________多样性,此类多样性发生于________(填“相同”或“不同”)物种间。
(3)图Ⅲ显示的是________多样性,此类多样性________(填“包含”或“不包含”)非生物成分。
(1)遗传(或基因) 相同
(2)物种 不同
(3)生态系统 包含
1.
(高考广东卷)某种兰花有细长的花矩(如图所示),花矩顶端贮存着花蜜,这种兰花的传粉需借助具有细长口器的蛾在吸食花蜜的过程中完成。
A.蛾口器的特征决定兰花花矩变异的方向
B.花矩变长是兰花新种形成的必要条件
C.口器与花矩的相互适应是共同进化的结果
D.蛾的口器会因吸食花蜜而越变越长
A项,兰花花矩的变异是不定向的,蛾的口器对兰花花矩仅起到选择作用。
B项,新物种形成的标志是与原来的物种形成生殖隔离,隔离是新物种形成的必要条件。
C项,任何一个物种都不是单独进化的,生物与无机环境以及生物与生物之间都存在着进化上的密切联系。
蛾的口器与花矩的相互适应正是共同进化的结果。
D项,蛾的口器与花矩进行着相互选择,花矩变长对蛾的口器具有选择作用,使蛾种群中口器较长的个体容易生存下来,经过多代选择,蛾的口器会越变越长。
因此,蛾的口器不会因吸食花蜜而越变越长。
2.(2018·
河南南阳模拟)下列关于进化和生物多样性的叙述,正确的是( )
A.共同进化是通过物种之间的生存斗争实现的
B.长期大量使用农药会导致具有抗药性的个体比例增加
C.捕食者的存在不利于增加物种的多样性
D.生物多样性主要包括物种多样性、种群多样性和生态系统多样性
共同进化既包括生物之间的共同进化,也包括生物与环境之间的共同进化,A错误;
长期大量使用农药会导致具有抗药性的个体比例增加,B正确;
捕食者的存在有利于增加物种的多样性,C错误;
生物多样性主要包括基因的多样性、物种的多样性和生态系统的多样性,D错误。
[清一清]
易错点1 误认为变异出现于环境变化之后,是在环境“诱发”下产生的
[点拨] 变异在环境变化之前已经产生且是不定向的,环境只是起“选择”作用。
易错点2 能产生后代≠同一物种
[点拨] 两个个体能够交配产生后代,有可能子代高度不育,如马和驴,虽然能够产生子代,但子代不育,因此马和驴是两个物种。
易错点3 种群≠物种
[点拨]
(1)物种是自然状态下能够自由交配并产生可育后代的一群生物,一个物种可能在不同地点和时间形成不同的种群。
(2)种群是同一种生物、同一地点、同一时间形成的一个群体。
种群“小”,不同种群间有地理隔离;
物种“大”,不同物种间有生殖隔离。
(3)判断生物是不是同一物种,如果来历不明,形态结构相似,可靠依据是:
看是否存在生殖隔离。
若存在生殖隔离,则不是同一物种。
易错点4 混淆自交和自由交配时基因(型)频率的变化
[点拨]
(1)某种群的所有个体自交,若没有进行选择,则自交后代的基因频率不变,基因型频率会改变,并且杂合子的基因型频率降低,纯合子的基因型频率升高。
(2)某种群的所有个体自由交配,若没有基因突变且各种基因型的个体生活力相同时,后代的基因频率不变。
后代的基因型频率是否改变有以下两种情况:
如果没有达到遗传平衡,则后代的基因型频率会改变并达到遗传平衡;
如果已达到遗传平衡,则后代的基因型频率不会改变。
易错点5 不能准确运用男性基因型频率计算该地区X染色体基因频率
[点拨] (以红绿色盲为例)红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病,色盲基因b位于X染色体上,对男性(XY)而言,每个男性体细胞中只有一条X染色体,含有致病基因就为患者,不含则为正常个体,无携带者。
若某地区男性中色盲占x。
则此地区Xb的基因频率也为x,此地区女性色盲率则为x2。
[判一判]
(1)生物进化的方向与基因突变的方向一致( )
(2)一般来说,频率高的基因所控制的性状更适应环境( )
(3)种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小( )
(4)物种的形成可以不经过隔离( )
(5)受农药处理后种群中抗药性强的个体有更多机会将基因传递给后代( )
(6)生物进化的基本单位是群落( )
(7)外来物种入侵能改变生物进化的速度和方向(江苏,5C)( )
(8)生物的种间竞争是一种选择过程(江苏,5A)( )
(9)环境发生变化时,种群的基因频率可能改变,也可能不变(海南,8C)( )
(10)生物多样性的形成是生物共同进化的结果( )
(11)生态系统多样性是物种多样性的保证( )
(12)生态系统的多样性就是生物对环境影响的结果( )
(1)×
(2)√ (3)×
(4)×
(5)√ (6)×
(7)√ (8)√ (9)√ (10)×
(11)√ (12)×
(2017·
高考江苏卷)下列关于生物进化的叙述,错误的是( )
A.某物种仅存一个种群,该种群中每个个体均含有这个物种的全部基因
B.虽然亚洲与澳洲之间存在地理隔离,但两洲人之间并没有生殖隔离
C.无论是自然选择还是人工选择作用,都能使种群基因频率发生定向改变
D.古老地层中都是简单生物的化石,而新近地层中含有复杂生物的化石
种群中所有个体所含有的基因才是这个物种的全部基因,A项错误;
各大洲人之间并没有生殖隔离,B项正确;
无论是自然选择还是人工选择作用,都可使种群基因频率发生定向改变,C项正确;
越古老的地层中的化石所代表的生物结构越简单,在距今越近的地层中,挖掘出的化石所代表的生物结构越复杂,说明生物是由简单到复杂进化的,D项正确。
(2016·
高考北京卷)豹的某个栖息地由于人类活动被分隔为F区和T区。
20世纪90年代初,F区豹种群仅剩25只,且出现诸多疾病。
为避免该豹种群消亡,由T区引入8只成年雌豹。
经过十年,F区豹种群增至百余只,在此期间F区的( )
A.豹种群遗传(基因)多样性增加
B.豹后代的性别比例明显改变
C.物种丰(富)度出现大幅度下降
D.豹种群的致病基因频率不变
题干中“经过十年,F区豹种群增至百余只”,由于豹与豹之间的基因组成存在差异性,因此随着F区豹种群密度的增加,其遗传多样性增加,A正确。
题干中没有关于十年后F区中豹种群性别比例的相关描述,故无法确认其性别比例的变化,B错误。
丰富度为群落特征,而豹群为种群,种群数量增加,没有改变丰富度,C错误。
T区的雌豹与F区的雄豹交配,产生后代,且种群数量在增加,由此推出致病基因频率下降,D错误。
高考江苏卷)如图是某昆虫基因pen突变产生抗药性示意图。
下列相关叙述正确的是( )
A.杀虫剂与靶位点结合形成抗药靶位点
B.基因pen的自然突变是定向的
C.基因pen的突变为昆虫进化提供了原材料
D.野生型昆虫和pen基因突变型昆虫之间存在生殖隔离
杀虫剂与靶位点结合不会导致抗药靶位点的形成,A项错误;
基因突变是不定向的,B项错误;
突变(基因突变和染色体变异)和基因重组能为生物进化提供原材料,C项正确;
基因突变使种群的基因频率发生改变,但没有形成新物种,故野生型昆虫与pen基因突变型昆虫之间不存在生殖隔离,D项错误。
为控制野兔种群数量,澳洲引入一种主要由蚊子传播的兔病毒。
引入初期强毒性病毒比例最高,兔被强毒性病毒感染后很快死亡,致兔种群数量大幅下降。
兔被中毒性病毒感染后可存活一段时间。
几年后中毒性病毒比例最高,兔种群数量维持在低水平。
由此无法推断出( )
A.病毒感染对兔种群的抗性具有选择作用
B.毒性过强不利于维持病毒与兔的寄生关系
C.中毒性病毒比例升高是因为兔抗病毒能力下降所致
D.蚊子在兔和病毒之间的协同(共同)进化过程中发挥了作用
A项,病毒感染对野兔种群的抗性进行选择,抗性较强的个体保留下来,抗性弱的个体被淘汰;
B项,若病毒毒性过强,兔被感染后会死亡,种群数量急剧减少,则病毒也失去了宿主,不利于维持病毒与兔的寄生关系;
C项,兔病毒对野兔具有选择作用,抗病毒能力强的野兔数量增多,低毒性病毒被兔体内的免疫物质杀死,中毒性病毒比例升高,因此中毒性病毒比例升高是兔抗性增强的结果;
D项,兔病毒主要由蚊子传播,故蚊子在兔和病毒的共同进化中发挥了作用。
(2015·
高考全国卷Ⅰ)假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等,且对于A和a这对等位基因来说只有Aa一种基因型。
回答下列问题:
(1)若不考虑基因突变和染色体变异,则该果蝇种群中A基因频率∶a基因频率为________。
理论上,该果蝇种群随机交配产生的第一代中AA、Aa和aa的数量比为________,A基因频率为________。
(2)若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型,且比例为2∶1,则对该结果最合理的解释是________________。
根据这一解释,第一代再随机交配,第二代中Aa和aa基因型个体数量的比例应为________。
(1)因为该种群只有Aa一种基因型,若不考虑基因突变和染色体变异,该种群中A和a的基因频率均为0.5,所以A基因频率∶a基因频率=1∶1。
如果该果蝇种群随机交配且不考虑基因突变和染色体变异,根据遗传平衡定律可知,AA的基因型频率为0.25,aa的基因型频率也是0.25,则Aa的基因型频率为0.5,所以AA、Aa和aa的数量比为1∶2∶1,且A和a的基因频率仍然都是0.5。
(2)由于该种群初始只有Aa一种基因型,所以理论上随机交配产生的后代中,应含有三种基因型,且比例为1∶2∶1。
但实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型,且比例为2∶1,最可能的原因是显性基因纯合(AA)致死,从而导致子代中无基因型为AA的个体存在。
子一代中Aa和aa的比例为2∶1,即Aa和aa的概率分别是2/3和1/3,所以A和a的基因频率分别是1/3和2/3。
如果不考虑基因纯合致死,随机交配符合遗传平衡定律,产生的子二代中AA=1/3×
1/3=1/9,Aa=(1/3×
2/3)×
2=4/9,aa=2/3×
2/3=4/9,所以AA∶Aa∶aa=1∶4∶4,AA个体致死,所以Aa和aa的个体数量比应为1∶1。
(1)1∶1 1∶2∶1 0.5
(2)A基因纯合致死 1∶1
[课时作业]
1.与达尔文自然选择学说相比,现代生物进化理论特有的观点是( )
A.可遗传变异是生物进化的原材料
B.定向的自然选择决定生物进化的方向
C.共同进化是生物多样性形成的原因
D.遗传使有利变异在后代中不断积累和加强
共同进化包括不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中的不断进化和发展,其结果是导致生物多样性的形成,这是与达尔文自然选择学说相比,现代生物进化理论特有的观点,C正确。
黑龙江哈尔滨六中模拟)研究人员在某地下洞穴的水体中发现了一种数量少、眼睛退化的“盲鱼”。
下列有关叙述,正确的是( )
A.盲鱼眼睛的退化是黑暗诱导基因突变的结果