全国版高考生物大一轮复习第七单元生物的变异育种和进化第28讲现代生物进化理论学案.docx

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全国版高考生物大一轮复习第七单元生物的变异育种和进化第28讲现代生物进化理论学案

第28讲　现代生物进化理论

　1.现代生物进化理论的主要内容（Ⅱ）　2.生物进化与生物多样性的形成（Ⅱ）

　现代生物进化理论

1．达尔文的自然选择学说

项目

自然选择

主要观点

（1）过度繁殖

⇩

（2）生存斗争

⇩

（3）遗传变异

⇩

（4）适者生存

评价

贡献

（1）论证了生物是不断进化的，对生物进化的原因提出了合理的解释；

（2）科学地解释了生物多样性的形成

不足

（1）对于遗传和变异的本质不能做出科学的解释；

（2）对生物进化的解释局限于个体水平；

（3）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.现代生物进化理论

（1）种群是生物进化的基本单位

①种群：

生活在一定区域的同种生物的全部个体。

②基因库：

一个种群中全部个体所含有的全部基因。

③基因频率：

在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。

④生物进化的实质：

种群基因频率发生改变。

（2）突变和基因重组产生进化的原材料

①可遗传变异的来源

②生物突变的有利和有害不是绝对的，往往取决于生物的生存环境。

③生物的变异是不定向的，只是提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。

（3）自然选择决定生物进化的方向

①原因：

不断淘汰不利变异的基因，积累有利变异的基因。

②结果：

种群的基因频率发生定向改变。

（4）隔离导致物种形成

②物种形成

1．（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

2．（深入追问）

（1）物种与种群有怎样的联系？

提示：

一个物种可以形成多个种群，一个种群必须是同一物种。

同一物种的多个种群间存在地理隔离。

（2）如何判断两个种群是否属于同一物种？

提示：

判断两个种群是否属于同一物种的标准，就是看它们之间是否存在生殖隔离，若存在生殖隔离，则一定是两个物种。

突破1　比较达尔文自然选择学说与现代生物进化理论的异同点

突破2　理清物种形成的3个环节

突破3　把握物种形成的两种模式

（1）渐变式——如加拉帕戈斯群岛上13种地雀的形成。

（2）骤变式——主要是通过染色体变异的方式形成新物种，一旦出现可以很快形成生殖隔离。

此种方式多见于植物。

突破4　物种形成和生物进化的区别与联系

项目

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

（1）选择对生物进化的影响

①选择的直接对象是具有某特定表现型的生物体。

②选择的实质是控制某特定表现型的基因。

③选择的结果：

从生物个体角度看导致生物个体生存或死亡；从基因角度看导致控制某特定性状基因的频率上升或下降。

（2）种群基因频率的改变方向是受环境因素影响的，基因所控制的性状适应环境，该基因的频率就增加，反之则降低。

（3）地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成的质变时期，只有地理隔离而不形成生殖隔离，能产生亚种，但不可能产生新物种（如东北虎和华南虎）。

（4）生殖隔离是物种形成的关键，是物种形成的最后阶段，是物种间的真正界限。

【感知考题】

（2016·高考江苏卷，12）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

[解析]　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。

[答案]　C

（1）如图说明了生物进化中的观点为：

变异是不定向的，自然选择决定生物进化的方向。

（2）二倍体西瓜幼苗用生长素处理产生的新植株不是（填“是”或“不是”）新物种；二倍体番茄用秋水仙素处理产生的新植物是（填“是”或“不是”）新物种，因为存在生殖隔离。

高分点拨——类题通法

1．变异与选择

（1）“突变”不是基因突变的简称，而是包括“基因突变”和“染色体变异”。

（2）变异在环境变化之前已经产生，环境只是起选择作用，不能定向诱发基因突变。

如喷洒杀虫剂只是将抗药性强的个体选择出来，使整个种群抗药性增强，而不是使害虫产生抗药性变异。

（3）变异是不定向的；自然选择（定向）→种群基因频率改变（定向）→生物进化（定向）。

2．进化和物种形成的判断方法

（1）进化取决于种群基因频率是否发生改变。

只要种群基因频率发生改变，生物就一定发生了进化。

（2）物种形成取决于是否形成生殖隔离。

①进化是量变，进化不一定形成新物种。

②物种形成是质变，新物种形成一定发生了进化。

【跟进题组】

命题1　自然选择学说与现代生物进化理论的比较

1．（2017·山西大学附中模块诊断）下列各项生物进化的观点中，不是达尔文提出的是（　　）

A．突变和基因重组产生进化的原材料

B．有利变异可通过遗传与自然选择逐步积累与加强

C．生存斗争是生物进化的动力

D．自然选择决定生物进化的方向

解析：

选A。

突变和基因重组产生进化的原材料是现代生物进化理论的观点。

2．（2017·山西忻州四校第一次联考）下列说法符合现代生物进化理论的是（　　）

A．杀虫剂的使用决定了害虫变异的方向

B．有性生殖的出现明显加快了生物进化的速度

C．种群基因型频率的改变一定会导致基因频率发生改变，从而导致生物进化

D．无子西瓜是经过长期的地理隔离最终达到生殖隔离而产生的新物种

解析：

选B。

变异是不定向的，A错误；有性生殖的出现，实现了基因重组，增加了生物变异的多样性，生物进化的速度明显加快，B正确；种群基因型频率的改变不一定会导致基因频率发生改变，C错误；无子西瓜不是新物种，经多倍体育种形成，D错误。

命题2　种群进化与物种形成的关系

3．（2017·长沙调研）如图所示为种群与物种的关系图解，关于它们的叙述不正确的是（　　）

A．从图中可以看出，一个物种可以有很多种群，这些种群间只是因为地理隔离，阻碍了基因交流

B．若物种2是由物种1形成的，则物种1一定发生了基因频率的改变

C．由物种1形成物种2的必要条件是地理隔离

D．若种群1与种群2的基因频率都发生了改变，则这两个种群都在进化

解析：

选C。

物种形成的必要条件是产生生殖隔离。

A．种群基因频率的定向改变一定会形成新物种

B．图中A表示基因突变和基因重组，为进化提供原材料

C．图中B表示地理隔离，是新物种形成的必要条件

D．图中C表示生殖隔离，指两种生物不能杂交或杂交后不能产生可育的后代

解析：

选D。

根据现代生物进化理论可推断A、B、C分别表示可遗传的变异、地理隔离和生殖隔离。

种群基因频率的定向改变一定会导致生物进化，但不一定会形成新物种，新物种形成的标志是生殖隔离的形成，A错误；突变和基因重组为进化提供原材料，突变包括基因突变和染色体变异，B错误；地理隔离不是新物种形成的必要条件，C错误。

易错点1　形态、结构一致≠同一物种

[点拨]　形态、结构一致的生物，有可能具有生殖隔离，两个种群的生物形态、结构相同，但繁殖期不同，这两个种群的生物具有生殖隔离，是两个物种。

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。

　以案例分析考查现代生物进化理论

5．下图所示为玉米的含油量随选择世代的变化情况。

据图分析，选育过程对高含油量玉米品种的产生所起的作用是（　　）

A．改变了控制产油的一对等位基因的总频率

B．改变了玉米的基因库，导致新物种的产生

C．淘汰了一些表现型，从而导致控制含油量高的基因频率增大

D．在逐步产生并选择多对等位基因的同时，淘汰了多对等位基因

解析：

选C。

依曲线图可知，随着选择世代数的增加，玉米的含油量逐渐增多，这是因为选育过程对含油量高的表现型进行了选择，从而导致控制含油量高的基因频率增大。

任何一对等位基因的基因频率之和为1；人工选择并没有导致新物种的产生；从图中无法得出D项的结论。

　种群基因频率计算的相关题型

1．位于常染色体上的基因频率计算

（1）已知各基因型个体的数量，求基因频率：

此类题型可用定义公式计算，即某基因的频率＝[（该基因纯合子个体数×2＋杂合子个体数）÷（总个体数×2）]×100%。

（2）已知基因型频率，求基因频率：

此类题型可以将百分号去掉，按定义公式计算或直接用“某基因的基因频率＝该基因纯合子的百分比＋杂合子百分比的1/2”来代替。

如基因A的频率＝AA的频率＋1/2Aa的频率，基因a的频率＝1－基因A的频率。

2．运用哈代—温伯格平衡，由基因频率计算基因型频率

（1）内容：

在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因只有一对（Aa）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。

3．伴性遗传中的遗传平衡定律

当等位基因只有两个且位于X染色体上时（A、a），设p表示XA的基因频率，q表示Xa的基因频率，则：

（1）雌性中平衡的基因型频率：

p2＋2pq＋q2＝1。

基因型XAXA的频率＝p2；基因型XAXa的频率＝2pq；基因型XaXa的频率＝q2。

（2）雄性中平衡的基因型频率：

p＋q＝1。

基因型XAY的频率＝p；基因型XaY的频率＝q。

4．位于X与Y染色体非同源区段上基因频率的计算

（1）已知各基因型个体的数量，求基因频率：

此类题型可用定义公式计算。

一定注意：

Y染色体上不含与X染色体上相对应的等位基因，因此只能计算X染色体上的基因总数，绝不能将Y染色体计算在基因总数内。

如求Xb的基因频率，可按如下公式求解：

Xb的基因频率＝[Xb的基因数/（2×女性个体数＋1×男性个体数）]×100%。

（2）已知各种基因型频率，求基因频率：

此类题型可以将百分号去掉，当作个体数，按定义公式计算，但不能用“该基因纯合子的百分比＋杂合子百分比的1/2”来代替。

命题1　已知个体基因型频率，求基因频率

1．（2017·河北衡水调研）某小麦种群中，T（抗锈病）对t（易感染）为显性，在自然情况下该小麦种群可以自由交配，据统计TT为20%，Tt为60%，tt为20%，该小麦种群突然大面积感染锈病，致使易感染小麦在开花之前全部死亡。

则该小麦在感染锈病之前与感染锈病且开花之后基因T的频率分别是（　　）

A．50%和40%　　　　　B．50%和62.5%

C．50%和80%D．62.5%和50%

解析：

选B。

感染锈病之前，小麦种群中TT为20%，Tt为60%，tt为20%，所以T的基因频率为20%＋1/2×60%＝50%。

感染锈病后易感染小麦在开花之前全部死亡，所以感染锈病且开花之后TT、Tt的基因型频率分别为1/4、3/4，T的基因频率是1/4＋1/2×3/4＝5/8＝62.5%，B正确。

2．（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