高考一轮人教版生物 必修2 第7单元 第4讲 现代生物进化理论.docx

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高考一轮人教版生物必修2第7单元第4讲现代生物进化理论

第4讲　现代生物进化理论

考点一|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）达尔文自然选择学说

2．现代生物进化理论的主要内容

（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。

（2）突变和基因重组产生生物进化的原材料

①基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的基因频率发生变化。

②可遗传的变异是生物进化的原材料，它包括突变和基因重组，其中突变包括基因突变和染色体变异。

（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

①隔离类型：

常见的有地理隔离和生殖隔离。

②隔离实质：

基因不能自由交流。

③物种形成的三个基本环节：

突变和基因重组、自然选择及隔离。

④新物种形成的标志：

生殖隔离。

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

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：

生物的进化。

③研究生物进化历程的主要依据：

化石。

1．判断下列有关现代生物进化理论叙述的正误。

（1）个体是生物进化的基本单位。

（×）

【提示】　种群是生物进化的基本单位。

（2）突变的可遗传性阻碍生物的进化。

（×）

【提示】　可遗传的变异中的突变是生物进化的原材料。

（3）不同基因型的个体对环境的适应性可相同，也可不同。

（√）

（4）自然选择决定了生物变异和进化的方向。

（×）

【提示】　变异是不定向的，自然选择决定进化的方向。

（5）在自然条件下，某随机交配种群中基因频率的变化只与环境的选择作用有关。

（×）

【提示】　种群基因频率的变化与突变与重组、迁入与迁出和环境的选择等多种因素有关。

（6）生物进化的实质在于有利变异的保存。

（×）

【提示】　生物进化的实质在于种群基因频率的定向改变。

（7）自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率。

（√）

（8）生物多样性的形成也就是新的物种不断形成的过程。

（×）

【提示】　生物多样性包括基因的多样性、物种多样性及生态系统的多样性。

2．据图填空。

下图表示某生物新物种形成的基本环节，请思考并填充以下有关内容。

（1）物种形成的三个基本环节为自然选择、突变及基因重组和隔离。

（2）图中的a、b、c、d分别为突变与基因重组、生殖隔离、新物种的形成、地理隔离。

（3）与原物种相比，图中新物种的形成是否一定经过地理隔离？

不一定。

1．比较达尔文自然选择学说与现代生物进化理论

2．理解物种形成过程

（1）物种形成的两种方式

①渐变式——如加拉帕戈斯群岛上13种地雀的形成

②爆发式：

物种的形成主要是由异源多倍体以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（基因频率改变）。

（2）物种形成的三个环节

突变和基因重组、自然选择、隔离，三者关系如图所示：

视角　1考查对现代生物进化理论主要内容的理解

1．（2017·东北三省四市教研）下列有关生物进化的叙述正确的是（　　）

A．在进化地位上越高等的生物其适应能力一定越强

B．生物多样性的形成也就是新的物种不断形成的过程

C．自然选择通过作用于个体的表现型而改变种群基因频率

D．使用杀虫剂必将导致害虫产生抗药性，进而形成新物种

C　[生物不论在进化地位上的位置如何，都是自然选择的结果，都具有适应能力，A项错误；生物多样性的内容包括：

基因的多样性、物种的多样性和生态系统的多样性，B项错误；自然选择通过作用于个体使其生存或淘汰而引起种群的基因频率定向改变，C项正确；使用杀虫剂会导致害虫抗药性基因频率增加，使生物发生进化，但不一定形成新物种，D项错误。

]

2．（2017·吉林市实验中学模拟）下列有关现代生物进化理论的叙述正确的是（　　）

A．隔离阻断种群间的基因交流，意味着新物种形成

B．共同进化是指不同物种之间在相互影响中的不断进化和发展

C．导致物种朝不同方向发展的决定性因素是突变和基因重组

D．种群基因频率的变化趋势能反映生物进化的方向，但不能反映可遗传变异的方向

D　[隔离不意味着新物种的形成，生殖隔离的出现标志着新物种的形成，A错误；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的不断进化和发展，B错误；导致物种朝不同方向发展的决定性因素是自然选择，C错误；种群基因频率的变化趋势能反映生物进化的方向，但不能反映可遗传变异方向，可遗传变异是不定向的，D正确。

]

关于生物进化必明的4个易错点

1．突变≠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”。

2．变异先于环境选择。

农田喷施农药杀灭害虫，在喷施农药之前，害虫中就存在抗农药的突变个体，喷施农药仅杀灭了不抗药的个体，抗药的个体存活下来。

农药不能使害虫产生抗药性变异，只是对抗药性个体进行了选择。

3．物种的形成不一定都需要经过地理隔离，如多倍体的产生。

4．生物进化不一定导致物种的形成

（1）生物进化的实质是种群基因频率的改变，即生物进化不一定导致新物种的形成。

（2）新物种一旦形成，则说明生物肯定进化了。

视角　2考查共同进化与生物多样的形成

3．下列关于生物进化与生物多样性的说法，正确的是（　　）

A．共同进化就是生物与生物之间相互影响而进化

B．环境条件的改变导致了适应性变异的发生

C．进化过程中隔离是物种形成的必要条件

D．生物多样性包括基因多样性、种群多样性和生态系统多样性三个层次

C　[共同进化就是生物与生物之间、生物与环境之间相互影响而进化，A错误；环境条件的改变对生物的变异进行了定向选择产生了适应性，B错误；进化过程中生殖隔离是新物种形成的标志，隔离是物种形成的必要条件，C正确；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三个层次，D错误。

]

4．下列有关共同进化的说法，正确的是（　　）

A．物种之间的共同进化都是通过物种间的生存斗争实现的

B．共同进化与生物多样性形成无关

C．共同进化不包括生物与无机环境之间的相互影响

D．狼和鹿通过捕食与反捕食的斗争而得以共同进化

D　[物种之间的共同进化是通过物种间的生存斗争，以及与无机环境的斗争等实现的；共同进化导致生物多样性的形成；共同进化包括生物与无机环境之间的相互影响；狼和鹿通过捕食与反捕食的斗争而得以共同进化，这属于种间斗争形式的共同进化。

]

考点二|种群基因（型）频率的计算

1．位于常染色体上的基因频率的计算

（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。

2．位于X染色体非同源区段上基因频率的计算

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。

3．利用遗传平衡定律进行基因频率和基因型频率的计算

（1）已知A的基因频率是A%，a的基因频率是a%，则该种群中基因型为AA的个体占A%×A%，基因型为aa的个体占a%×a%，基因型为Aa的个体占A%×a%×2。

（2）已知某种群中基因型是AA的个体占X%，则A的基因频率是

，a的基因频率是1－

；或已知基因型是aa的个体占Y%，则a的基因频率是

，A的基因频率是1－

。

4．自交和自由交配对种群基因型频率和基因频率的影响

（1）自交：

基因型频率发生变化，纯合子比例逐渐增大，杂合子比例逐渐减小，但基因频率不变。

（2）自由交配：

基因型频率和基因频率都不变。

视角　1由基因频率求基因型频率

1．（2015·安徽高考）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．50%　　C．42%　　D．21%

C　[A、a基因频率已知，据此可推导出各种群的基因型频率。

种群1中各个基因型的频率分别为：

AA＝64%，Aa＝32%，aa＝4%；种群2中各个基因型的频率分别为：

AA＝36%，Aa＝48%，aa＝16%，则混合后的大种群中各个基因型的频率变为：

AA＝50%，Aa＝40%，aa＝10%；混合后的A基因频率＝50%＋40%×1/2＝70%，a基因频率＝1－70%＝30%，根据遗传平衡定律，随机交配后子代中Aa的基因型频率为：

2×70%×30%＝42%。

]

2．（2015·山东高考）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

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

D　[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

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。

]

视角　2由基因型频率求基因频率

3．某小岛上原有果蝇20000只，其中基因型RR、Rr和rr的果蝇分别占15%、55%和30%。

若此时从岛外入侵了2000只基因型为RR的果蝇，且所有果蝇均随机交配，则F1中R的基因频率约是（　　）

A．43%　B．48%

C．52%D．57%

B　[原来果蝇种群中基因型为RR、Rr、rr的果蝇分别有3000只、11000只、6000只，从岛外入侵2000只基因型为RR的果蝇后，此时的种群中RR、Rr、rr的果蝇分别有5000只、11000只、6000只，此时种群中基因R的频率为（5000×2＋11000）/（22000×2）≈48%，随机交配种群的基因频率不变，则F1种群中基因R的频率约为48%。

]

4．（2017·河南省百校联盟质检）基因型为Aa的某植物种群，每代都通过自交进行繁殖，且每代都要淘汰aa个体，请问Fn中a基因的频率为（　　）

A.

B.

C.

D.

A　[基因型为Aa的植株连续自交，F1的基因型及其比例为：

（1/4AA＋1/2Aa＋1/4aa），淘汰掉其中的aa个体后，Aa的比例变为2/3，AA的比例为1/3。

如果再自交则其后代F2是1/3AA＋2/3Aa（1/4AA＋1/2Aa＋1/4aa），淘汰掉aa以后，得到的后代F2是3/5AA＋2/5Aa。

所以Fn中，淘汰掉aa以后，Aa占

。

因此，Fn中a基因的频率为

×

＝

。

]

真题验收|感悟高考　淬炼考能

1．（2016·全国乙卷）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．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．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　[联系遗传平衡定律进行分析。

常染色体隐性遗传病在男性和女性中的发病率相等，均等于该病致病基因的基因频率的平方，故A项错误。

常染色体显性遗传病在男性和女性中的发病率相等，均等于1减去该病隐性基因的基因频率的平方，故B项错误。

X染色体显性遗传病在女性中的发病率等于1减去该病隐性基因的基因频率的平方，故C项错误。

因男性只有一条X染色体，男性只要携带致病基因便患病，故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，故D项正确。

]

2．（2013·天津高考）家蝇对拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性，原因是神经细胞膜上某通道蛋白中的一个亮氨酸替换为苯丙氨酸。

下表是对某市不同地区家蝇种群的敏感性和抗性基因型频率调查分析的结果。

家蝇种群来源

敏感性纯合子（%）

抗性杂合子（%）

抗性纯合子（%）

甲地区

78

20

2

乙地区

64

32

4

丙地区

84

15

1

下列叙述正确的是（　　）

A．上述通道蛋白中氨基酸的改变是基因碱基对缺失的结果

B．甲地区家蝇种群中抗性基因频率为22%

C．比较三地区抗性基因频率可知乙地区抗性基因突变率最高

D．丙地区敏感性基因频率高是自然选择的结果

D　[解答本题需熟练掌握基因频率的计算方法，理解基因突变的概念和自然选择的作用。

某通道蛋白中只有一个氨基酸被替换，可推知控制此蛋白质合成的基因发生了碱基对的替换，A项错误。

甲地区家蝇种群中抗性基因的频率为（20＋2×2）/（100×2）×100%＝12%，B项错误。

通过计算可知乙地区的抗性基因频率是最高的，但是不能得出抗性基因突变率最高的结论，C项错误。

丙地区敏感性基因频率高、抗性基因频率低是自然选择的结果，D项正确。

]

3．（2015·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________。

【解析】　

（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。

【答案】　

（1）1∶1　1∶2∶1　0.5　

（2）A基因纯合致死　1∶1

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．生物与生物之间的相互选择使两种生物共同进化。

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。