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1、第3讲现代生物进化理论1.现代生物进化理论的主要内容()。2.生物进化与生物多样性的形成()。2核心梳理提能探究考向感悟归纳总结自然选择学说和现代生物进化理论1.现代生物进化理论的由来(1)拉马克的进化学说用进废退和获得性遗传是生物不断进化的原因,生物是由低等到高等逐渐进化的。(2)达尔文的自然选择学说3核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.现代生物进化理论 4核心梳理提能探究考向感悟归纳总结教材深挖1.为什么进化的基本单位是种群而不是个体?提示:在生物繁衍过程中,个体有新老交替,基因却代代相传,因此,研究生物的进化时仅仅研究个体是否与环境相适应是不够的,还必须研究种群基因组成的变化。2.自然选
2、择的实质和结果分别是什么?提示:自然选择的实质是对控制某特定性状的基因的选择。自然选择的结果: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的基因的频率上升或下降。5核心梳理提能探究考向感悟归纳总结3.物种形成 6核心梳理提能探究考向感悟归纳总结4.共同进化与生物多样性的形成(1)共同进化概念:共同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。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。(2)生物多样性的形成内容:基因多样性、物种多样性、生态系统多样性。形成原因:生物的共同进化。研究生物进化历程的主要依据:化石。7核心梳理提能
3、探究考向感悟归纳总结(1)生物进化的基本单位是群落。()(2)生物进化的方向与基因突变的方向一致。()(3)生物进化过程的实质在于有利变异的保存。()(4)一般来说,基因的频率越高,其控制的性状越适应环境。()(5)种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小。()(6)盲鱼的眼睛退化是黑暗诱导基因突变的结果。 ()(7)进化改变的是个体而不是群体。()(8)物种的形成可以不经过隔离。()(9)共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的。 ()8核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(10)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。()(11)人工培育的新物种只能生活在人工环境中。
4、 ()(12)生殖隔离是物种朝不同方向发展的决定性因素。 ()9核心梳理提能探究考向感悟归纳总结下图表示某物种进化的基本过程,请据图分析回答问题。(1)图中X、Y、Z分别指什么?提示:图中X、Y、Z分别表示的是突变和基因重组、自然选择、隔离。(2)与原种相比,图中“新种”产生是否一定经历过地理隔离?提示:不一定。10核心梳理提能探究考向感悟归纳总结考向考向1现代生物代生物进化理化理论1.下列关于现代生物进化理论的叙述,正确的是 ()A.基因突变和自然选择都会使种群的基因频率发生改变B.突变和基因重组产生进化的原材料,决定生物进化的方向C.种群基因频率和基因型频率的改变会导致新物种的形成D.共同
5、进化是指不同物种间进行基因交流并相互选择的过程 答案解析解析关闭突变和基因重组产生进化的原材料,自然选择决定生物进化的方向,B项错误。种群基因频率的改变会导致生物发生进化,可能会导致新物种的形成;若基因频率不变,只是基因型频率发生改变,则不会使生物发生进化,更不会导致新物种的形成,C项错误。共同进化发生在不同物种之间、生物与无机环境之间,D项错误。 答案解析关闭A11核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.下列关于现代生物进化理论的叙述,错误的是()A.基因的自发突变率虽然很低,但对进化非常重要B.基因突变产生的有利变异决定生物进化的方向C.环境发生变化时种群的基因频率可能改变,也可能不变D.自然
6、选择通过作用于个体而影响种群的基因频率 答案解析解析关闭基因的自发突变率虽然很低,但它是新基因产生的途径,是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料,所以对进化非常重要,A项正确;基因突变产生的有利变异只为生物进化提供原材料,自然选择决定生物进化的方向,B项错误;环境发生变化时,生物发生的变异如果不能遗传,则种群的基因频率不变,如果遗传物质发生了改变,可遗传给后代,则种群的基因频率可能改变,C项正确;自然选择通过作用于生物个体的表现型,进而影响种群的基因频率,D项正确。 答案解析关闭B12核心梳理提能探究考向感悟归纳总结考向考向2物种形成、共同物种形成、共同进化及生物多化及生物多样性性3.下图
7、表示蒙古冰草和沙生冰草两个物种形成的机制。下列相关叙述正确的是()A.种群1内部个体间形态和大小方面的差异体现的是物种多样性B.蒙古冰草和沙生冰草为两个物种的标志是二者之间存在生殖隔离C.a是地理隔离,自然选择的直接对象是种群中不同的等位基因D.蒙古冰草和沙生冰草一直利用相同的生物和非生物资源 答案解析解析关闭一个种群中不同个体表现型的差异体现了生物多样性层次中的基因多样性。蒙古冰草和沙生冰草为两个物种的标志是二者之间存在生殖隔离。a是地理隔离,自然选择的直接对象是生物的表现型。蒙古冰草和沙生冰草生长的环境不同,所以利用的生物和非生物资源可能不同。 答案解析关闭B13核心梳理提能探究考向感悟归
8、纳总结4.某种兰花有细长的花矩(见右图),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。下列叙述正确的是()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 答案解析解析关闭变异是不定向的,A项错误;新物种形成的必要条件是生殖隔离,花矩变长不一定出现生殖隔离,B项错误;该兰花的花矩与该种蛾的口器相互适应,体现了共同进化,C项正确;蛾口器的长短是自然选择的结果,保留下来的是适应环境的变异类型,而不是通过用进废退形成的,D项错误。 答案解析关闭C14核心梳理提能探究
9、考向感悟归纳总结1.自然选择学说与现代生物进化理论的比较 15核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.物种形成与生物进化的比较 16核心梳理提能探究考向感悟归纳总结3.生物多样性三个层次之间的联系(如下图所示)17核心梳理提能探究考向感悟基因频率和基因型频率的相关计算1.已知各种基因型的个体数求基因频率某基因频率=该基因总数/该基因及其等位基因总数100%A的基因频率=(2AA+Aa)/2(AA+Aa+aa)100%a的基因频率=(Aa+2aa)/2(AA+Aa+aa)100%(A、a为基因,AA、Aa、aa为三种基因型个体数)18核心梳理提能探究考向感悟2.已知基因型频率求基因频率设某二倍体生物
10、的一个种群有N个个体,AA、Aa、aa三种基因型的个体数分别为n1、n2、n3,A、a的基因频率分别用PA、Pa表示,AA、Aa、aa的基因型频率分别用PAA、PAa、Paa表示,则PA=(2n1+n2)/2N=n1/N+n2/2N=PAA+1/2PAaPa=(2n3+n2)/2N=n3/N+n2/2N=Paa+1/2PAa由以上公式可以得出下列结论:某等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率。3.伴性遗传中基因频率的计算19核心梳理提能探究考向感悟4.利用遗传平衡定律求基因型频率(1)前提条件:种群非常大;所有雌雄个体之间自由交配;没有迁入和迁出;没有自然选择;没有基因突变
11、。(2)计算公式: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AA的基因型频率=p2Aa的基因型频率=2pqaa的基因型频率=q220核心梳理提能探究考向感悟自交和自由交配时基因(型)频率的变化规律是怎样的?提示:(1)自交:种群个体自交时,纯合子增多,杂合子减少,基因型频率改变。自交过程中基因频率不改变。(2)自由交配:一个处于遗传平衡的种群自由交配时,遵循遗传平衡定律,上下代之间种群的基因频率及基因型频率不变。如果一个种群不处于遗传平衡状态,自由交配时,基因频率和基因型频率都可能改变。21核心梳理提能探究考向感悟考向考向1已知基因型的个体数求基因已知基因型的
12、个体数求基因频率率1.某种群中,基因型为AA的个体有2000个,基因型为Aa的个体有2000个,基因型为aa的个体有6000个。它们迁移到一个孤岛上自由交配繁衍。A基因在初始时的频率和繁衍两代(假设子代都存活)后的频率分别是 ()A.0.2和0.3B.0.3和0.5C.0.2和0.5D.0.3和0.3 答案解析解析关闭在一个封闭的不受外界干扰的环境中,遵循遗传平衡公式,基因频率不变。A的基因频率=(2 0002+2 000)/(2 000+2 000+6 000)2=0.3。 答案解析关闭D22核心梳理提能探究考向感悟2.某小岛上原有果蝇20000只,其中基因型为MM、Mm和mm的果蝇分别占1
13、5%、55%和30%。若从岛外迁入了2000只基因型为MM的果蝇,且所有果蝇均自由交配,则F1中m的基因频率约为()A.43%B.48%C.52%D.57% 答案解析解析关闭所有果蝇随机交配,种群的基因频率保持不变,所以22 000只果蝇中m的基因频率=F1中m的基因频率,即(20 00030%2+20 00055%)/(22 0002)100%52%。 答案解析关闭C23核心梳理提能探究考向感悟考向考向2已知基因型已知基因型频率求基因率求基因频率率3.一个较大的动物种群中有一个基因R,另一个较小的同种动物种群中有等位基因R和r,经抽样测定,小种群中R的频率为0.6,由于某种原因,大种群中的部
14、分个体迁入小种群,结果新种群有12%的个体来自大种群,迁移后新种群中R的基因频率为()A.0.648B.0.72C.0.768D.0.88 答案解析解析关闭根据题意分析可知:大种群中R的频率为1,小种群中R的频率为0.6;由于新种群中12%的个体来自大种群,所以迁移后新种群中R的基因频率为0.6(1-12%)+12%1=0.648。 答案解析关闭A24核心梳理提能探究考向感悟4.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。该小麦在感染锈病之前与
15、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% 答案解析解析关闭感染锈病之前,小麦种群中TT为20%,Tt为60%,tt为20%,所以T的基因频率为20%+1/260%=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+1/23/4=62.5%。 答案解析关闭B25核心梳理提能探究考向感悟考向考向3伴性伴性遗传中基因中基因频率的率的计算算5.对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现,780名女生中有患者23人、携带者52人;820名男生
16、中有患者65人,那么该群体中色盲基因的频率是()A.4.4%B.5.1%C.6.8%D.10.2% 答案解析解析关闭根据题意,780名女生中有患者23人、携带者52人,因此女性中Xb的数量为232+52=98;820名男生中有患者65人,因此男性中Xb的数量为65,Xb基因总数为98+65=163。该校学生中的X染色体总数是7802+820=2 380,色盲基因的频率是163/2 380100%6.8%。 答案解析关闭C26核心梳理提能探究考向感悟6.据调查,某校学生中某性状的基因型及比例为XBXB(42.32%)、XBXb(7.36%)、XbXb(0.32%)、XBY(46%)、XbY(4%
17、),则该群体中XB和Xb的基因频率分别是()A.92%、8%B.8%、92%C.78%、22%D.36%、64% 答案解析解析关闭依据基因频率的概念可知:某基因的频率=某基因总数/全部等位基因的总数。由于B、b位于X染色体上,Y染色体上没有相应的等位基因,而每个女性体内有两条X染色体,每个男性体内只有1条X染色体,因此XB的基因频率=(42.32%2+7.36%1+46%1)/(42.32%2+7.36%2+0.32%2+46%1+4%1)=92%;又因为一对等位基因的频率之和等于1,所以Xb的基因频率=1-92%=8%。 答案解析关闭A27核心梳理提能探究考向感悟考向考向4利用利用遗传平衡公
18、式求基因型平衡公式求基因型频率率7.(2016全国卷)理论上,下列关于人类单基因遗传病的叙述,正确的是()A.常染色体隐性遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率B.常染色体显性遗传病在女性中的发病率等于该病致病基因的基因频率C.伴X染色体显性遗传病在女性中的发病率等于该病致病基因的基因频率D.伴X染色体隐性遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率 答案解析解析关闭对于常染色体隐性遗传病,在正常男性和女性中都存在致病基因携带者,所以其在男性和女性中的发病率不等于该病致病基因的基因频率,A项错误;同理,B项错误。对于伴X染色体显性遗传病,女性含有一个或两个致病基因都会患病,所以其
19、在女性中的发病率也不等于该病致病基因的基因频率,C项错误。对于伴X染色体隐性遗传病(非同源区段上),只要男性的X染色体上有一个致病基因就患病,故伴X染色体隐性遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率,D项正确。 答案解析关闭D28核心梳理提能探究考向感悟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基因频率为80%,a基因频率为20%;种群2的A基因频率为60%,a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.5
20、0%C.42%D.21% 答案解析解析关闭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的比率。基因频率不变的前提条件是种群足够大,个体间随机交配,没有迁入和迁出,无突变,自然选择对其不起作用。根据题意,两个种群合并为一个种群后,A基因频率为(80%+60%)/2=70%,a基因频率为(20%+40%)/2=30%,则随机交配后,下一代Aa的基因型频率为270%30%=42%,故C项正确。 答案解析关闭C29核心梳理提能探究考向感悟考向考向5自交与自由交配条件下基因自交与自由交配条件下基因(型型)频率的率的变化化规律律9.某植物种群中,AA个体占16%,aa个体占36%,该种群随机受粉
21、产生的后代中AA的基因型频率、A的基因频率和自交产生的后代中AA的基因型频率、A的基因频率依次是()A.增大,不变;不变,不变B.不变,增大;增大,不变C.不变,不变;增大,不变D.不变,不变;不变,增大 答案解析解析关闭由题意知,种群中A的基因频率为40%,a的基因频率为60%。随机授粉产生的后代中AA的基因型频率=40%40%=16%,aa的基因型频率=60%60%=36%,Aa的基因型频率=48%,A的基因频率=16%+48%1/2=40%。自交产生的后代中AA的基因型频率=16%+48%1/4=28%,aa的基因型频率=36%+48%1/4=48%,Aa的基因型频率=1/248%=24
22、%,A的基因频率=28%+1/224%=40%。 答案解析关闭C30核心梳理提能探究考向感悟10.用基因型为Aa的小麦分别进行连续自交、随机交配、连续自交并逐代淘汰隐性个体、随机交配并逐代淘汰隐性个体,根据各代Aa的基因型频率绘制曲线如下图。下列分析错误的是()A.曲线的F3中Aa基因型频率为0.4B.曲线的F2中Aa基因型频率为0.4C.曲线的Fn中纯合子的比例比上一代增加(1/2)n+1D.曲线和的各子代间A和a的基因频率始终相等C31核心梳理提能探究考向感悟解析:基因型为Aa的小麦随机交配并去除子代中的隐性个体,P随机交配得到F1,去除隐性个体后Aa基因型频率为2/3,F1随机交配得到F
23、2,去除隐性个体后Aa基因型频率为1/2,F2随机交配得到F3,去除隐性个体后Aa基因型频率为2/5,因此曲线为随机交配并去除子代中隐性个体后的Aa基因型频率变化曲线,A项正确。基因型为Aa的小麦连续自交并去除子代中的隐性个体,P自交得到F1,去除隐性个体后Aa基因型频率为2/3,F1自交得到F2,去除隐性个体后Aa基因型频率为2/5,因此曲线为连续自交并去除子代中隐性个体后的Aa基因型频率变化曲线,B项正确。32核心梳理提能探究考向感悟基因型为Aa的小麦连续自交,P自交得到的F1中Aa基因型频率为0.5,F1自交得到的F2中 Aa基因型频率为0.25,符合公式1/2n,因此曲线为连续自交的子
24、代中Aa基因型频率变化曲线,Fn中纯合子比例为1-(1/2n),上一代Fn-1中纯合子比例为1-(1/2n-1),Fn代纯合子比例比上一代增加1-(1/2n)-1-(1/2n-1)=(1/2n-1)-(1/2n)=1/2n,C项错误。基因型为Aa的小麦随机交配,P随机交配得到的F1中Aa基因型频率为0.5,F1随机交配得到的F2中 Aa基因型频率仍为0.5,因此曲线为随机交配子代中Aa基因型频率变化曲线。基因型为Aa的小麦连续自交或自由交配后,子代不进行选择,A、a的基因频率都不变,都为0.5,D项正确。33通关记通关辨通关练1.在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变,导致生物朝着一
25、定的方向不断进化。2.隔离是新物种形成的必要条件,新物种形成的标志是产生生殖隔离。3.变异是不定向的,变异的利害性取决于生物所生存的环境。4.自然选择是定向的,决定生物进化的方向。5.生物与生物之间相互选择,共同进化。6.生物进化形成了生物多样性,生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。34通关记通关辨通关练1.辨析与生物进化相关的概念(1)种群和物种的内涵与外延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。种群是同一种生物在同一地点、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。即
26、一个物种可以形成多个种群,一个种群中的生物必然属于同一物种,同一物种多个种群间存在地理隔离。判断生物是不是同一物种的依据是是否存在生殖隔离。若存在生殖隔离,则不是同一物种。(2)突变与基因突变: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。35通关记通关辨通关练(3)害虫中的抗药个体不是农药诱导产生的。在喷施农药之前,害虫中就存在抗药的突变个体,喷施农药仅杀灭不抗药的个体,抗药的个体存活下来。农药不能使害虫产生抗药性变异,只是对抗药个体进行选择。2.辨析物种形成与生物进化(1)物种的形成不一定都需要经过地理隔离,如多倍体的产生。(2)生物进化不一定导致物种的形成。生物进化的实质是种群基
27、因频率的改变,这种变化可大可小,不一定会突破物种的界限,引发生殖隔离,即生物进化不一定导致新物种的形成。新物种一旦形成,就说明生物发生进化了。36通关记通关辨通关练1.假设在某一个群体中,AA、Aa、aa三种基因型的个体数量相等,A和a的基因频率均为50%。右图表示当环境发生改变时,自然选择对A或a基因有利时其基因频率的变化曲线。下列有关叙述正确的是()A.有利基因的基因频率变化如曲线甲所示,该种群将进化成新物种B.曲线甲表示当自然选择对隐性基因不利时A基因频率的变化曲线C.自然选择直接作用的是生物个体的表现型,而不是基因D.图中曲线甲、乙变化幅度不同主要取决于生物生存环境引起的变异 答案解析
28、解析关闭形成新物种的标志是产生生殖隔离,而种群基因频率的改变意味着生物发生了进化,但生物进化不一定形成新物种。据图分析,曲线甲淘汰不利基因的时间很短,应该是淘汰了显性基因,故曲线甲表示自然选择对隐性基因有利时a基因频率的变化曲线;曲线乙表示自然选择对显性基因有利时A基因频率的变化曲线。自然选择直接作用的是生物个体的表现型,而不是基因。图中甲、乙曲线变化幅度不同主要取决于环境对具有不同表现型的个体的选择作用。曲线甲表示环境淘汰显性性状个体(AA、Aa),所以a的基因频率很快达到1,而曲线乙表示环境淘汰的是隐性性状,在这个过程中杂合子Aa还可以存在,A的基因频率只能接近1。 答案解析关闭C37通关
29、记通关辨通关练2.某地有一种植物,同一植株上不同时期所开花的花色会发生变化,其传粉者包括当地的白线天蛾和8月中旬将迁徙离开的蜂鸟。下图表示7月30日8月15日前后,当地各类群生物的数量变化。下列分析错误的是()A.红色的花更容易吸引蜂鸟完成传粉B.花色的变化与传粉者的选择作用有关C.8月该植物种群的红色基因频率下降D.植物的快速反应适应了传粉者的改变 答案解析解析关闭由题图曲线变化可以看出,红色的花更容易吸引蜂鸟完成传粉;蜂鸟选择为红花传粉,而天蛾选择为白花传粉,说明花色的变化与传粉者的选择作用有关;同一植株上不同时期所开花的花色会发生变化,但控制花色的基因不变,只是花色的表现型改变;8月中旬蜂鸟将迁徙离开,天蛾不离开,植物的快速反应适应了传粉者的改变。 答案解析关闭C38
