版高考生物人教版全国通用大一轮复习讲义第七单元 生物的变异育种和进化 第25讲.docx
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版高考生物人教版全国通用大一轮复习讲义第七单元生物的变异育种和进化第25讲
[考纲要求] 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)。
考点 现代生物进化理论
1.拉马克的进化学说
(1)内容:
用进废退和获得性遗传是生物进化的原因,生物是由低等到高等逐渐进化的。
(2)意义:
否定了神创论和物种不变论。
2.达尔文的自然选择学说与现代生物进化理论比较
3.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。
(2)生物多样性的形成
①内容:
基因多样性、物种多样性、生态系统多样性。
②形成原因:
生物的共同进化。
③研究生物进化历程的主要依据:
化石。
1.判断常考语句,澄清易混易错
(1)生物进化的方向与基因突变的方向一致( × )
(2)生物进化过程的实质在于有利变异的保存( × )
(3)突变可以改变生物进化的方向( × )
(4)交配后能产生后代的一定是同一物种( × )
(5)共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的( × )
(6)某种抗生素被长期使用,药效下降,是由于病原体接触药物后,产生对药物有抗性的变异( × )
2.分析命题热图,明确答题要点
如图表示某物种进化的基本过程,请分析:
(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、自然选择及隔离。
(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。
1.种群和物种的比较
项目
种群
物种
概念
生活在一定区域的同种生物的全部个体。
种群是生物进化和繁殖的基本单位。
同一种群内的个体之间可以进行基因交流
在自然状态下能够相互交配和繁殖,并能够产生可育后代的一群生物个体
范围
较小范围内的同种生物的所有个体
由分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成
判断标准
①种群必须具备“三同”,即同一时间、同一地点、同一物种;②同一物种的不同种群不存在生殖隔离,交配能够产生可育后代
①主要是具有一定的形态结构、生理功能和在自然条件下能自由交配并且产生可育后代(无生殖隔离);②不同物种之间存在生殖隔离
联系
(1)一个物种可以包括许多种群;
(2)同一个物种的多个种群之间存在着地理隔离,长期发展下去可成为不同的亚种,进而可能形成多个新物种
2.地理隔离与生殖隔离
项目
地理隔离
生殖隔离
概念
同一种生物由于地理上的障碍,使不同的种群不能进行基因交流的现象
不同物种之间一般是不能够相互交配的,即使交配成功,也不能够产生可育的后代
特点
自然条件下不进行基因交流
种群间不进行基因交流
联系
①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;
②一般经过长期的地理隔离,然后形成生殖隔离,也可能不经过地理隔离直接形成生殖隔离,如多倍体的产生;
③只有地理隔离不一定形成生殖隔离,能产生亚种,但绝不能产生新物种(如东北虎和华南虎);
④生殖隔离是物种形成的标志,是物种形成的最后阶段,是物种间的真正界限
知识拓展 生殖隔离的常见类型
生殖隔离
3.“列表法”比较物种形成与生物进化的不同
内容
物种形成
生物进化
标志
生殖隔离出现
基因频率改变
进化后与原生物关系
属于不同物种
可能属于同一个物种,也可能属于不同的物种
4.“图解法”把握物种形成的两种典型模式
(1)渐变式——经长期地理隔离产生
(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。
5.生物多样性的关系及原因分析
从分子水平看:
DNA多样性(根本)→蛋白质多样性(直接)→生物性状多样性;从进化角度看:
物种多样性和生态系统多样性主要是生物的不定向变异与定向选择在进化过程中共同作用的结果。
命题点一 自然选择学说与现代进化理论的比较
1.(2016·福建四地六校联考三)根据达尔文自然选择学说(图解如下),下列叙述不属于现代生物进化理论对其补充、完善的是( )
A.生物进化的实质是种群基因频率的变化
B.种群是生物进化的基本单位
C.隔离是物种形成的必要条件
D.自然选择决定生物进化的方向,是通过生存斗争实现的
答案 D
解析 自然选择学说和现代生物进化理论都认为自然选择决定生物进化的方向。
2.如图所示的是施用某种杀虫剂以后,昆虫种群所发生的改变。
下列相关叙述错误的是( )
A.①类个体被淘汰的原因并不是该杀虫剂未能诱发其产生抗性基因
B.抗性基因的根本来源是可遗传变异,②③类个体的抗性基因一定来源于遗传
C.若连续使用该杀虫剂,抗该杀虫剂的基因频率会越来越趋近1
D.杀虫剂直接选择的对象是昆虫的抗药性或不抗药性的表现型
答案 B
解析 观察题图可知,②类个体是在施用杀虫剂之前,已经发生基因突变产生抗性基因的个体,②③类个体的抗性基因可能来源于原种群中含抗性基因的个体,杀虫剂在此只起选择作用,①类个体被淘汰的原因是其本身不含抗性基因,A正确、B错误;若连续使用该杀虫剂,不含抗性基因的个体被淘汰,而含抗性基因的个体所占比例越来越高,故抗杀虫剂的基因频率会越来越趋近1,C正确;施用杀虫剂后,具有抗药性的个体生存下来,不具有抗药性的个体被淘汰,故杀虫剂直接选择的对象是昆虫的抗药性或不抗药性的表现型,D正确。
自然选择的直接对象≠间接对象≠根本对象
自然选择的直接对象是生物的变异性状(表现型)。
间接对象是相关的基因型。
根本对象是与变异性状相对应的基因。
即自然选择的实质是环境对变异所对应的基因的选择,因而可以改变种群的基因频率。
命题点二 生物进化与物种形成的关系
3.(2016·九江模拟)下列关于生物进化的叙述,正确的是( )
A.用皮康霜治疗皮肤病,使用一段时间后,药效下降。
这是由于引起皮肤病的病原体接触药物后,诱变产生抗药性变异
B.海南热带野生动植物园的公狮和母虎交配,产下不育的“狮虎兽”,说明狮子和老虎存在生殖隔离
C.华南虎和东北虎的形成,是由于地理隔离导致生殖隔离的结果
D.19世纪的英国工业革命,使灰色桦尺蠖演变成新物种——黑色桦尺蠖
答案 B
解析 病原体发生变异后,药物的选择作用使病原体的抗药性增强,A错误;狮虎兽不育,说明狮子和老虎存在生殖隔离,B正确;华南虎和东北虎是同一个物种,没有形成生殖隔离,C错误;桦尺蠖的体色发生变化,说明生物发生了进化,但没有形成新物种,D错误。
4.(2016·大连20中月考)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
答案 C
解析 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。
5.(2017·宿迁质检)如图是物种形成的一种模式。
物种a因为地理障碍分隔为两个种群a1和a2,经过漫长的进化,分别形成新物种b和c。
在此进程中的某一时刻,a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布,向d方向进化。
下列有关叙述正确的是( )
A.b和d存在地理隔离,所以一定存在生殖隔离
B.c和d不存在地理隔离,却可能存在生殖隔离
C.a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同,则b和d是同一物种
D.a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同,则c和d是不同物种
答案 B
解析 图示是物种形成的常见模式,经过长期的地理隔离而达到生殖隔离。
a通过地理隔离形成两个种群a1和a2,又分别演化出b、c、d三个种群,b、d虽然有地理隔离,但是不一定形成了生殖隔离,故A错误;由于d是由a1演变而来,c是由a2演变而来,c与d之间可能存在生殖隔离,故B正确;即使a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同,但由于b和d两个种群之间有地理隔离,可能形成了生殖隔离,故二者可能属于不同的物种,故C错误;同理,即使a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同,只要c和d之间不存在生殖隔离,它们仍是同一物种,故D错误。
是否为同一物种及发生进化与否的判断
(1)判断两个种群是否属于同一物种,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。
(2)判断种群是否进化,是看其基因频率是否发生了变化,若种群基因频率没有发生变化,则种群没有发生进化。
命题点三 共同进化与生物多样性的形成
6.根据现代生物进化理论,下列关于共同进化的叙述中,不正确的是( )
A.不同物种之间、生物与环境之间都能共同进化从而导致生物多样性
B.在自然选择过程中,黑色桦尺蠖与灰色桦尺蠖之间表现为共同进化
C.非洲野牛与狮子之间可通过种间竞争、捕食等实现共同进化
D.4亿年前光合生物产生了氧气,而氧气也为生物登陆创造了有利条件,属于生物与环境之间共同进化
答案 B
解析 生物与生物之间、生物与环境之间都可以相互影响、相互作用,共同进化,从而导致生物多样性的形成,A正确;黑色桦尺蠖与灰色桦尺蠖之间的比例变化表现出桦尺蠖与环境之间的共同进化,而黑色桦尺蠖与灰色桦尺蠖之间并未表现出共同进化,B错误;非洲野牛与狮子之间可通过竞争水资源、狮子捕食野牛等实现二者的共同进化,C正确;光合生物产生的氧气改变了大气环境,也为生物登陆创造了有利条件,是典型的生物与环境之间相互影响、共同进化的实例,D正确。
7.(2016·郑州模拟)关于生物进化与生物多样性的形成,错误的说法是( )
A.生物多样性的形成经历了漫长的进化历程
B.消费者的出现不影响生产者的进化
C.生物多样性的形成是共同进化的结果
D.生物的进化与无机环境的变化是相互影响的
答案 B
解析 长期进化导致生物多样性的形成,A正确。
消费者的出现,一方面使生态系统具有更复杂的结构,另一方面对植物的进化产生重要的影响,如消费者对具有某些性状的某种生产者的捕食可改变该种群的基因频率,进而使该种群朝着一定的方向进化,B错误。
生物多样性的
形成是共同进化的结果,C正确。
生物的进化与无机环境的变化是相互影响的,D正确。
共同进化的实例分析
共同进化类型
包含类型
实例
不同物种之间
互利共生
有细长吸管口器的蛾与有细长花矩的兰花
捕食
猎豹和斑马
寄生
噬菌体与细菌
竞争
农作物与杂草
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→空气中有了氧气→出现好氧生物
一、常染色体上基因频率的计算
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,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。
1.已知人的褐眼(A)对蓝眼(a)是显性。
在一个有30000人的群体中,蓝眼的有3600人,褐眼的有26400人(其中纯合子12000人)。
那么,在这个人群中A、a的基因频率各是多少?
( )
A.64%和36%B.36%和64%
C.50%和50%D.82%和18%
答案 A
解析 因等位基因成对存在,30000人中共有基因30000×2=60000(个),蓝眼3600人中含a基因7200个,褐眼26400人,纯合子12000人含A基因24000个,杂合子14400人含28800个基因,其中A基因14400个,a基因14400个。
则A的基因频率=(24000+14400)/60000×100%=64%,a的基因频率=(7200+14400)/60000×100%=36%。
2.(2016·福建四地六校联考三)蜗牛的有条纹(A)对无条纹(a)为显性。
在一个地区的蜗牛种群内,有条纹(AA)个体占55%,无条纹个体占15%,若蜗牛间进行自由交配得到F1,则A基因的频率和F1中Aa基因型的频率分别是( )
A.30%,21%B.30%,42%
C.70%,21%D.70%,42%
答案 D
解析 亲本中AA占55%,aa占15%,所以Aa占30%,则A基因的频率为55%+30%×(1/2)=70%,a基因的频率=1-70%=30%。
蜗牛间进行自由交配,在不考虑基因突变的情况下,可利用遗传平衡计算,F1中Aa的基因型频率为2×70%×30%=42%。
二、位于性染色体上基因频率的计算
(p为XA频率,q为Xa频率)
3.在一次红绿色盲的调查中共调查男女各200名,调查发现,女性红绿色盲基因的携带者为15人,患者5人,男性患者11人。
那么这个群体中红绿色盲基因的频率是( )
A.4.5%B.6%
C.9%D.7.8%
答案 B
解析 解本题的关键是求得红绿色盲基因的总数以及红绿色盲基因及其等位基因的个数。
因为女性的性染色体组成为XX,男性为XY,红绿色盲基因(用b表示)及其等位基因只位于X染色体上,所以基因b共有36(即15×1+5×2+11×1)个,因此,红绿色盲基因的频率=
×100%=6%。
4.在某人群中对血友病进行调查后发现,基因型为XHXH的比例为42.32%,XHXh为7.36%,XhXh为0.32%,XHY为46%,XhY为4%。
则在该地区XH和Xh的基因频率分别为( )
A.6%、8%B.8%、92%
C.78%、92%D.92%、8%
答案 D
解析 性染色体上的基因频率是指某基因占该染色体总数的比例。
首先求该人群中X染色体的总比例,即为42.32%+7.36%+0.32%+46%×(1/2)+4%×(1/2)=75%,Xh的比例为7.36%×(1/2)+0.32%+4%×(1/2)=6%,XH的比例为42.32%+7.36%×(1/2)+46%×(1/2)=69%。
所以该地区XH的基因频率为69%÷75%=92%,Xh的基因频率为6%÷75%=8%。
三、利用遗传平衡公式计算基因频率
1.前提条件:
(1)种群非常大;
(2)所有雌雄个体之间自由交配;(3)没有迁入和迁出;(4)没有自然选择;(5)没有基因突变。
2.计算公式:
当等位基因只有两个时(A、a),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
基因型Aa的频率=2pq
基因型aa的频率=q2
5.一个随机交配的足够大的种群中,某一相对性状中显性性状表现型的频率是0.36,则( )
A.该种群繁殖一代后杂合子Aa的基因型频率是0.32
B.显性基因的基因频率大于隐性基因的基因频率
C.若该种群基因库中的基因频率发生变化,就一定会形成新物种
D.若该种群中A的基因频率为0.4,A所控制性状的个体在种群中占40%
答案 A
解析 根据题意可知,隐性个体aa的基因型频率为0.64,则a的基因频率为0.8,A的基因频率为0.2,该种群繁殖一代后杂合子Aa的基因型频率是2×0.2×0.8=0.32;种群的基因频率变化说明生物发生了进化,但不一定会形成新物种;若A的基因频率变为0.4,则a的基因频率为0.6,A所控制性状的个体(AA、Aa)在种群中所占的比例为0.42+2×0.4×0.6=0.64,即64%。
6.已知苯丙酮尿症是位于常染色体上的隐性遗传病。
据调查,该病的发病率为1/10000。
请问,在人群中苯丙酮尿症致病基因的基因频率和携带此隐性基因的杂合基因型频率各是________。
答案 1%、1.98%。
解析 由题意可知基因型aa的频率为1/10000,计算得基因a的频率为1%,所以基因A的频率=1-1%=99%,基因型Aa的频率为2×99%×1%=1.98%。
四、自由交配与自交条件下的基因频率计算
1.自交:
种群个体自交时,纯合子增多,杂合子减少,基因型频率发生改变。
自交过程不改变基因频率。
2.自由交配:
在无基因突变、各种基因型的个体生活力相同时,处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗传平衡定律,上下代之间种群的基因频率及基因型频率不变。
如果一个种群没有处于遗传平衡状态,自由交配不改变基因频率,但改变基因型频率。
7.某植物种群中,AA个体占16%,aa个体占36%,该种群随机交配产生的后代中AA个体百分比、A基因频率和自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为( )
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 C
解析 种群中,A基因频率=16%+1/2×(1-16%-36%)=40%,a基因频率为60%。
根据遗传平衡定律可知,随机交配后,基因频率不变。
16%AA
16%AA;48%Aa
48%(1/4AA∶1/2Aa∶1/4aa),即12%AA∶24%Aa∶12%aa;因此自交产生的后代中AA频率=16%+12%=28%,A基因频率=28%+1/2×24%=40%。
8.(2016·南昌一模)在一个随机交配的中等大小的种群中,经调查发现控制某性状的基因型只有两种:
AA基因型的频率为20%,Aa基因型的频率为80%,aa基因型(致死型)的频率为0,那么随机交配繁殖一代后,AA基因型的个体占( )
A.1/5B.1/4
C.3/7D.11/21
答案 C
解析 由题意可得出,A的基因频率=60%,a的基因频率=40%,随机交配,繁殖一代后,AA=60%×60%=36%,Aa=2×40%×60%=48%,aa个体致死,因此AA基因型的个体占36%/(36%+48%)=3/7。
9.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子
B.只有p=b时,亲代群体才可能只含有杂合子
C.p=a时,显性纯合子在F1中所占的比例为
D.p=c时,F1自交一代,子代中纯合子比例为
答案 D
解析 根据题意,该群体的基因频率符合遗传平衡定律。
当亲代只有HH和hh存在时,由于其基因型的比率不同,p的值也不同,取值范围为0<p<1,A项正确;若亲代只有杂合子,则H、h的基因频率均为
,F1中HH、Hh、hh的基因型频率分别为
、
、
,对应图中b点,B项正确;当p=a时,由图可知,Hh基因型频率=hh基因型频率,根据遗传平衡定律,可知2a(1-a)=(1-a)(1-a),解得a=
,F1代显性纯合子的比例为a×a=
,C项正确;当p=c时,HH基因型频率=Hh基因型频率,根据遗传平衡定律可知c×c=2c(1-c),解得c=
,则F1代,HH=
,Hh=
,hh=
,F1自交一代,其子代杂合子Hh=
×
=
,纯合子比例为1-
=
,D项错误。
“假说—演绎法”指在观察和分析的基础上提出问题以后,通过推理和想象提出解释问题的某种假说,然后根据假说进行演绎推理,再通过实验检验演绎推理的定论。
如果实验结果与预期结论相符,就证明假说是正确的,反之,则说明假说是错误的。
孟德尔发现基因分离定律和自由组合定律的过程就是“假说—演绎法”的充分体现。
高考复习中,通过挖掘“假说—演绎法”内涵,运用它解答遗传设计题时分解为3步:
提出假说,正向演绎推理(结论→结果),逆向答题(结果→结论),取得了良好的效果。
1.某科研小组对野生纯合小鼠进行X射线处理,得到一只雄性突变型小鼠。
对该鼠研究发现,突变性状是由位于一条染色体上的某基因突变产生的。
该小组想知道突变基因的显隐性和在染色体中的位置,设计了如下杂交实验方案,如果你是其中一员,将下列方案补充完整。
(注:
除要求外,不考虑性染色体的同源区段。
相应基因用D、d表示。
)
(1)杂交方法:
______________________________。
(2)观察统计:
观察并将子代雌雄小鼠中野生型和突变型的数量填入下表。
野生型
突变型
突变型/(野生型+突变型)
雄性小鼠
A
雌性小鼠
B
(3)结果分析与结论:
①如果A=1,B=0,说明突变基因位于______________;
②如果A=0,B=1,说明突变基因为________,且位于______________;
③如果A=0,B=________,说明突变基因为隐性,且位于X染色体上;
④如果A=B=
,说明突变基因为________________,且位于__________________。
(4)拓展分析:
如果基因位于X、Y的同源区段,突变性状为________________________________,
该个体的基因型为______________。
答案
(1)让突变型雄鼠与多只野生型雌鼠交配 (3)①Y染色体上 ②显性 X染色体上 ③0 ④显性 常染色体上 (4)显性性状 XDYd或XdYD
解析 让该突变型雄鼠与多只野生型雌鼠交配,如果突变基因位于Y染色体上,子代中雄性全为突变型小鼠;如果突变基因位于X染色体上,且为显性,子代中雄性全为野生型小鼠,雌性全为突变型小鼠;如果突变基因位于X染色体上,且为隐性,子代中雄性全为野生型小鼠,雌性也全为野生型小鼠;如果突变基因位于常染色体上,且为显性,子代雌雄性都有突变型小鼠和野生型小鼠。
如果突变基因位于X、Y的同源区段,突变后性状发生改变,说明突变性状为显性性状,该个体的基因型为XDYd或XdYD。
2.(2016·山东实验中学第一次月考)在一个自然果蝇种群中,灰身与黑身为一对相对性状(由A、a控制);棒眼与红眼为一对相对性状(由B、b控制)。
现有两果蝇杂交,得到F1表现型和数目(只)如下表。
请据图回答:
灰身棒眼
灰身红眼
黑身棒眼
黑身红眼
雌蝇
156
0
50
0
雄蝇
70
82
26
23
(1)该种群中控制灰身与黑身的基因位于________染色体;控制棒眼与红眼的基因位于________染色体。
(2)亲代雌雄果蝇的基因型分别为________、________。
(3)F1中黑身棒眼雌雄果蝇随机交配,F2的表现型及其比例为___________________。
(4)1915年,遗传学家Bridges发现用红眼雌果蝇与X射线处理过的棒眼雄果蝇进行杂交,总能在某些杂交组合的F1中发现红眼雌果蝇。
该种红眼雌果蝇的出现可能是由于父本发生了基因突变,也可能是父本棒眼果蝇X染色体上缺失了显性基因B。
已知没有B或b基因的受精卵是不能发育成新个体的。
请你设计简单的杂交实验检测F
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