北师大版高考生物必修2同步检测试题第7章 第26课时 种群是进化的基本单位ⅰ.docx

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北师大版高考生物必修2同步检测试题第7章第26课时种群是进化的基本单位ⅰ

第26课时　种群是进化的基本单位（Ⅰ）

[目标导读]　1.阅读教材，概述现代综合进化论的主要内容。

2.在了解种群、基因库、等位基因频率的基础上，掌握计算等位基因频率的方法。

[重难点击]　哈迪—温伯格平衡的含义及应用。

一　现代综合进化论

在20世纪的上半叶，随着遗传学和细胞学的发展，生物学家将达尔文的理论与孟德尔的遗传学相结合形成了现代综合进化论。

结合教材P108内容，思考下面的问题。

1．达尔文的自然选择学说

（1）基本观点

（2）进步意义

①合理解释了生物进化的原因——遗传、变异和自然选择三者综合作用的结果。

②揭示了生命现象的统一性的原因——所有的生物都有共同的祖先。

③科学解释了生物的多样性和适应性——长期自然选择的结果。

（3）局限性

①对于遗传和变异的本质，达尔文还不能做出科学的解释。

②生物进化的解释也局限于个体水平。

③达尔文强调物种形成都是渐变的结果，不能很好地解释物种大爆发等现象。

2．现代综合进化论的基本观点

（1）种群内存在着因随机突变和重组而产生的遗传变异，自然选择决定生物进化的方向。

（2）进化的实质是种群内等位基因频率的改变。

（3）突变、选择、隔离是物种形成和生物进化的机制，物种形成导致了生物的多样性。

3．通过上述分析试比较两者的共同点和不同点

（1）共同点：

都能解释生物进化的原因、生物的多样性和适应性。

（2）不同点：

达尔文自然选择学说没有阐明遗传和变异的本质及自然选择的作用机理，而现代综合进化论克服了这个缺点；达尔文的进化论着重研究生物个体的进化，而现代综合进化论则强调群体的进化，认为种群是生物进化的基本单位。

归纳提炼

种群是生物进化的基本单位的理解

个体死亡以后，其体内所含的基因也就消失，所以个体不可能是生物进化的基本单位。

种群所含的基因不会因为个别个体的死亡而消失，因为个体死亡前一般会经过生殖产生新的一代而使其基因得以保持。

经过种群的长期发展才会形成生物进化的现象，所以种群才是生物进化的基本单位。

活学活用

1．下列关于达尔文的自然选择学说和现代综合进化论的叙述中，不正确的是（　　）

A．达尔文的自然选择学说和现代综合进化论都承认生物是进化的

B．达尔文对遗传与变异在生物进化中所起的作用不了解

C．达尔文认为个体是生物进化的基本单位，而杜布赞斯基认为种群才是生物进化的基本单位

D．无论是达尔文还是杜布赞斯基都承认进化的实质是种群内等位基因频率的改变

答案　D

解析　达尔文的自然选择学说的局限之处就是对于遗传和变异的本质，还不能做出科学的解释，没有从种群等位基因频率改变的角度认识进化的实质。

二　种群的基因

1．种群

如图所示，种群是同种生物在特定环境空间内和特定时间内的所有个体的集群。

种群内的个体不是机械地集合在一起，而是通过种内关系组成一个有机整体，彼此之间可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。

所以，种群是生物繁殖和进化的基本单位。

小贴士　

（1）两个要素：

“同种”和“所有个体”。

（2）两个条件：

“时间”和“空间”，即种群具有一定的时空限制，离开一定的空间和时间的种群是不存在的。

2．基因库、等位基因频率、基因型频率

种群在分类学、遗传学、生态学研究中都是基本单位，因此，我们先来探讨一下种群的基因库。

结合材料，完成下面的思考：

材料　绵羊的毛色受一对等位基因的控制，白色（W）对黑色（w）为显性。

假设一个由10只绵羊组成的种群，其中2只黑羊，8只白羊。

白色个体中有2只杂合体（基因型Ww）和6只纯合体（基因型WW）。

个体的基因型与种群的基因库如图所示：

（1）由上图分析归纳：

①概念：

一个生物种群中的全部个体所含有的全部遗传信息，被称为种群的基因库。

②基因库会不会伴随着个体的死亡而消失？

答案　个体所携带的基因随着个体的死亡而从基因库中消失，但是个体会通过繁殖把自身的基因传给后代，所以基因库不会伴随着个体的死亡而消失，而是在代代相传中得到保持和发展。

（2）比较基因型频率、等位基因频率和基因库

　　　比较

项目　　　

含义

范围

基因型频率

×100%

种群

等位基因频率

×100%

基因库

种群中的全部基因

（3）根据上面的探究分析材料数据，试计算：

①该基因库中控制毛色的等位基因的总数为20个。

②等位基因W和w分别在该基因库中的等位基因频率分别为0.7、0.3。

③WW、Ww和ww三种基因型频率分别为60%、20%、20%。

这是因为：

a.每只绵羊个体中有两个决定毛色的等位基因，所以10只绵羊共有20个决定毛色的等位基因。

b．等位基因W的频率＝（6×2＋2）÷20＝0.7，则等位基因w的频率＝1－0.7＝0.3。

c．WW基因型频率为

×100%＝60%，同理，Ww基因型频率为20%，ww基因型频率为20%。

（4）如果显性等位基因频率用字母p表示，隐性等位基因频率用字母q表示。

根据你对上述绵羊种群等位基因频率的计算结果思考：

①用公式表示p和q之间的关系：

p＋q＝1；

②等位基因频率的取值范围是0～1；

③当某一等位基因频率为1时，该种群的基因型和表现型将会如何？

答案　当某一等位基因频率为1时，该种群的基因型和表现型都只有一种。

3．哈迪—温伯格平衡

对于个体数量众多的种群，我们不可能知道它的每一个个体的基因型。

试通过下面的分析，学会在知道样本表现型的情况下，如何对等位基因频率作出判断。

现在仍然以一个绵羊种群为例，假设其基因库中等位基因频率：

显性等位基因频率（W）：

p＝0.7，隐性等位基因频率（w）：

q＝0.3。

同时该种群还满足了以下条件：

①种群规模是极大的；②种群内个体间随机交配；③没有突变的发生；④没有迁出和迁入；⑤没有发生自然选择。

（1）结合所学知识，完成下表中等位基因频率（配子频率）与后代基因型频率的关系

（2）由

（1）可知在该种群后代中：

WW基因型频率

Ww基因型频率

ww基因型频率

p2＝0.72＝0.49

2pq＝2×0.7

×0.3＝0.42

q2＝0.32＝0.09

（3）由

（2）分析该后代中显性等位基因频率（W）：

p＝0.7；隐性等位基因频率（w）：

q＝0.3。

（4）由上述分析可知，由于等位基因频率保持不变，它们产生的配子频率也不会改变，因此下一代的基因型频率也不会改变。

（5）由上述探究试归纳哈迪—温伯格平衡的内容：

如果没有某种改变力作用于这个种群，其等位基因频率会一代接一代的稳定不变，保持遗传平衡。

（6）哈迪—温伯格定律告诉我们，如果种群的等位基因频率没有改变，进化就没有发生。

归纳提炼

1．遗传平衡定律（哈迪—温伯格定律）

当等位基因只有两个（A、a）时，设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，则基因型AA的频率＝p2，Aa的频率＝2pq，aa的频率＝q2。

如果一个种群达到遗传平衡，其基因频率应保持不变。

2．计算常染色体遗传和伴性遗传等位基因频率

用NAA、NXAY分别表示该基因型的个体数，用PAA、PXAY表示该基因型的频率，用p、q表示A、a的基因频率。

（1）常染色体遗传方式

p＝

＝PAA＋

PAa

q＝

＝Paa＋

PAa

（2）伴X染色体遗传方式

p＝

q＝

3．特别提醒

（1）根据公式计算等位基因频率和基因型频率，如果基因位于常染色体上，就不必考虑性别问题，特别是在理想条件下，符合哈迪—温伯格定律，可以直接代入公式进行计算。

（2）只要群体不发生变化，不论自由交配或自交，等位基因频率都不发生改变；但自由交配的基因型频率不变，自交基因型频率会发生变化。

（3）在种群中一对等位基因频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。

活学活用

2．某动物种群中AA、Aa和aa的基因型频率分别为0.3、0.4和0.3，请回答：

（1）该种群中a基因的频率为________。

（2）假定该动物种群只在相同基因型之间进行交配，则理论上该种群的子一代中AA、Aa和aa的基因型频率分别为________________、________________和________________；如果子一代也同样只发生相同基因型之间的交配，其后代中AA、Aa和aa的基因型频率____________（会、不会）发生改变。

（3）如果该种群达到了遗传平衡，则理论上该种群的子一代中aa的基因型频率为________；如果该种群的子一代再随机交配，其后代中aa的基因型频率________（会、不会）发生改变。

答案　

（1）0.5　

（2）0.4　0.2　0.4　会　（3）0.25　不会

解析　

（1）AA＝0.3、Aa＝0.4、aa＝0.3，所以a＝0.4×1/2＋0.3＝0.5。

（2）AA＝0.3，Aa＝0.4，aa＝0.3，题目中叙述的情况相当于植物的自交，结果如下：

0.3（AA×AA）得到0.3AA，0.4（Aa×Aa）得到0.1AA、0.2Aa、0.1aa,0.3（aa×aa）得到0.3aa，所以相同基因型之间进行交配，后代中AA＝0.3＋0.1＝0.4、Aa＝0.2、aa＝0.3＋0.1＝0.4，同理可以计算该代相同基因型个体之间的交配后代中AA＝0.45、Aa＝0.1、aa＝0.45，所以基因型频率会发生改变。

（3）由a＝0.5，可以计算出后代中aa的基因型频率是（0.5）2＝0.25，且该基因型的频率不会发生改变。

现代综合进化论

　种群的基因

当堂检测

1．现代综合进化论的核心是（　　）

A．自然选择学说

B．遗传和变异的本质

C．生存斗争

D．隔离是物种形成的必要条件

答案　A

2．下列关于基因库的叙述，不正确的是（　　）

A．一个生物种群中的全部个体所含有的全部遗传信息叫做这个种群的基因库

B．生物个体会死亡，但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传

C．种群中每个个体都含有种群基因库的全部基因

D．基因突变可改变基因库的组成

答案　C

解析　种群中的每个个体含有种群基因库中的部分基因。

3．下列关于等位基因频率、基因型频率与生物进化的叙述，正确的是（　　）

A．一个种群中，控制一对相对性状的各种基因型频率的改变一定导致等位基因频率的改变

B．一个种群中，控制一对相对性状的等位基因频率之和为1

C．基因型为Aa的个体自交后代所形成的种群中，A基因的频率大于a基因的频率

D．因色盲患者中男性数量大于女性，所以男性群体中色盲的等位基因频率大于女性群体

答案　B

解析　等位基因频率是指在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率，基因型频率的改变不一定导致等位基因频率的改变。

控制一对相对性状的等位基因频率之和为1。

适应环境的个体得到保留，它可以是隐性等位基因控制的性状，也可以是显性等位基因控制的性状，所以无法判断是A还是a的等位基因频率高，由于男性中只有一条X染色体，色盲为伴X隐性遗传病，故男性患色盲的概率大于女性，但是色盲基因在男性群体和女性群体中等位基因频率是相同的。

4．一种蛾中控制浅颜色的等位基因是隐性的，控制深颜色的等位基因是显性的。

假设一个有640只浅色蛾和369只深色蛾的群体，该群体处于哈迪—温伯格平衡状态，那么该群体中有多少只蛾是杂合体？

________。

答案　323只

解析　设显性等位基因频率为p，隐性等位基因频率为q。

根据（p＋q）2＝p2＋2pq＋q2＝1，已知q2＝640/（640＋369）≈0.63，因此q≈0.8。

又因为p＋q＝1，因此p＝1－q＝1－0.8＝0.2，故2pq＝2×0.8×0.2＝0.32。

根据哈迪—温伯格平衡定律，杂合体（Aa）在群体中应为：

2pq×（640＋369）＝0.32×1009≈323。

5．果蝇是常用的遗传学研究的实验材料，据资料显示，果蝇约有104对基因，现有一黑腹果蝇的野生种群，约有107个个体，请分析回答以下问题。

（1）该种群的全部个体所含有的全部基因统称为种群的________________，经观察，该种群中果蝇有多种多样的基因型，分析其产生原因，是在突变过程中产生的____________，通过有性生殖过程中的____________而产生的，使种群中产生了大量的可遗传的________________，其产生的方向是____________，它们都能为生物进化提供________________________________________________________________________。

（2）假定该种群中每个基因的突变率都是10－5，那么在该种群中每一代出现的基因突变数约是________。

（3）随机从该种群中抽出100只果蝇，测知基因型AA（灰身）35只，Aa（灰身）60只，aa（黑身）5只，则A基因的频率为________，a基因的频率为________。

（4）通过对果蝇及其他生物的群体遗传学的研究，可得出生物进化的基本单位是__________，生物进化的实质是________________________________。

答案　

（1）基因库　等位基因　基因重组　变异　多向的　原材料

（2）2×106个

（3）65%　35%

（4）种群　种群内等位基因频率的改变

解析　

（1）突变和基因重组提供生物进化的原材料，基因突变产生等位基因，基因重组会使生物产生多样性，但它们都是多向的。

（2）由于每个个体含有约2×104个基因，每个基因的突变率为10－5，而整个种群中含有的个体数约为107，所以突变数目约为：

2×104×10－5×107＝2×106（个）。

（3）A%＝

×100%＝

×100%＝65%，由于A与a两者等位基因频率之和为1，所以a基因的频率为35%。

（4）生物进化的实质即为种群内等位基因频率的改变。

课时作业

基础过关

知识点一　现代综合进化论

1．如图，理论值与实际生存个体数差别很大，可用来解释的是达尔文进化理论中的（　　）

A．过度繁殖B．生存斗争

C．遗传变异D．适者生存

答案　B

解析　由于个体间有差异，通过生存斗争，能适应环境的个体得到保留，不能适应环境的个体被淘汰。

2．有关现代综合进化论的叙述，错误的是（　　）

A．种群是生物进化的基本单位

B．自然选择学说是现代综合进化论的核心

C．生物进化过程的实质是种群等位基因频率的改变

D．生物进化过程的实质在于有利变异的保存

答案　D

解析　种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质是种群等位基因频率的改变，在这个过程中有利变异保存而不利变异被淘汰，从而改变了等位基因频率。

知识点二　种群的基因

3．某小麦种群中TT个体占20%，Tt个体占60%，tt个体占20%，由于某种病害导致tt个体全部死亡，则病害发生前后该种群中T的等位基因频率分别是（　　）

A．50%、50%B．50%、62.5%

C．62.5%、50%D．50%、100%

答案　B

解析　由题意可知，病害发生前T的等位基因频率为（20×2＋60）÷200＝50%；由于某种病害导致tt个体全部死亡，病害发生后T的等位基因频率为（20×2＋60）÷（200－20×2）＝62.5%。

4．据调查，某学校学生中的基因型比例为XBXB∶XBXb∶XbXb∶XBY∶XbY＝43%∶6%∶1%∶43%∶7%，则Xb的等位基因频率为（　　）

A．14%B．5%C．15%D．10%

答案　D

解析　注意在计算全部基因值的时候，要考虑到伴X隐性遗传的特点，男性Y染色体上不携带此基因。

Xb的频率＝（6＋1×2＋7）÷（43×2＋6×2＋1×2＋43×1＋7×1）×100%＝10%。

能力提升

5．现代综合进化论认为进化是（　　）

A．用进废退和获得性遗传的结果

B．环境变化引起生物变异的结果

C．变异、选择、遗传综合作用的结果

D．变异、选择、隔离综合作用的结果

答案　D

6．水稻非糯性（Y）对糯性（y）为显性，抗病（R）对不抗病（r）为显性。

用非糯性抗病和糯性不抗病的两纯种水稻杂交，让F1自交三代，在自然情况下，等位基因频率的变化是（　　）

A．Y逐渐增大，R逐渐增大

B．Y逐渐减小，R逐渐减小

C．Y基本不变，R基本不变

D．Y基本不变，R逐渐增大

答案　D

解析　非糯性抗病和糯性不抗病的两纯种水稻的基因型分别为YYRR和yyrr，杂交得F1（YyRr）。

F1自交三代，由于自然选择的作用，后代中抗病个体增加，不抗病个体逐渐被淘汰，即R基因的频率逐渐增大；而非糯性与糯性性状基本不受环境影响，后代中Y基因的频率基本不变。

7．果蝇的长翅（V）对残翅（v）为显性。

在一个由600只长翅果蝇和400只残翅果蝇组成的种群中，若杂合体占所有个体的40%，那么隐性基因v在该种群内的等位基因频率为（　　）

A．20%B．40%

C．60%D．80%

答案　C

解析　据题意，共有果蝇1000只，vv有400只，Vv杂合体占所有个体的40%，有400只，VV有200只，依据等位基因频率的计算公式，v基因的频率为（400×2＋400×1）÷（1000×2）＝60%，所以选C。

8．现有两个非常大的某昆虫种群，个体间随机交配，没有迁入和迁出，无突变，自然选择对A和a基因控制的性状没有作用。

种群1的A等位基因频率为80%，a等位基因频率为20%；种群2的A等位基因频率为60%，a等位基因频率为40%。

假设这两个种群大小相等，地理隔离不再存在，两个种群完全合并为一个可随机交配的种群，则下一代中Aa的基因型频率是（　　）

A．75%B．50%

C．42%D．21%

答案　C

解析　根据题意可知，两个非常大的某昆虫种群，在理想情况下合并为一个种群，可以认为原先两个种群的大小相同，再根据两个种群的等位基因频率可知合并后的种群的A等位基因频率为70%，a等位基因频率为30%，根据哈迪－温伯格定律可知，下一代中的Aa的基因型频率为42%，所以C正确。

9．下表中D和d表示某地区某种生物的一对等位基因，表中数据能说明（　　）

年份

1900

1910

1920

1930

1940

1950

1960

1970

基因D的频率

0.99

0.81

0.64

0.49

0.36

0.25

0.16

0.10

基因d

的频率

0.01

0.19

0.36

0.51

0.64

0.75

0.84

0.90

A.1970年杂合体的比例为18%

B．1930年显性个体和隐性个体数目接近

C．1970年后的较短时间内D的频率为0

D．显性纯合体更能适应该地区变化的环境

答案　A

解析　根据表中提供的数据，由遗传平衡定律公式计算，1970年杂合体的比例为2×0.10×0.90＝18%；1930年隐性个体的比例为0.51×0.51＝26%，显性个体的比例则为

1－26%＝74%；从表中等位基因频率的变化趋势看出，1970年后D的频率不会在较短的时间内变为0；d的基因频率上升，表明隐性性状更能适应该地区变化的环境。

10．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等位基因频率∶a等位基因频率为________。

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的基因频率为________。

（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________。

答案　

（1）1∶1　1∶2∶1　0.5　

（2）A基因纯合致死　1∶1

解析　

（1）由题干可知种群中只有Aa一种基因型个体，因此种群中A∶a比例是1∶1，产生的配子中A配子∶a配子＝1∶1，配子随机结合，后代中基因型AA为

×

＝

、Aa为2×

×

＝

、aa基因型为

×

＝

。

A的等位基因频率＝AA基因型频率＋

Aa基因型频率＝

＋

×

＝

。

（2）该种群随机交配后，由于后代只有Aa和aa两种基因型，说明AA基因型个体死亡。

且Aa和aa两种基因型比例为2∶1，这时种群中产生的配子比例为A1/3、a2/3，依据遗传平衡定律，求得后代AA为1/9、Aa为4/9、aa为4/9，其中AA个体死亡，Aa和aa的比例为1∶1。