三维设计届高考生物一轮精品讲义234生物的进化.docx
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三维设计届高考生物一轮精品讲义234生物的进化
第三单元 生物的变异、育种和进化
第四讲生物的进化
知识点一 现代生物进化理论的由来
1.填写拉马克的进化学说
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.连线达尔文的自然选择学说的内容
知识点二 现代生物进化理论
1.种群是生物进化的基本单位
(1)基因库:
一个种群中全部个体所含有的全部基因。
(2)基因频率:
一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比率,如下案例:
[案例] 若一个种群中基因型为AA、Aa、aa个体所占比例分别为30%、60%、10%,则:
A的基因频率=60%;a的基因频率=40%。
2.突变和基因重组产生进化的原材料
(2)生物突变的有利和有害不是绝对的,往往取决于环境。
(3)生物的变异是不定向的,只是产生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
变异是不定向的
不利变异被淘汰,有利变异逐渐积累―→种群的基因频率发生定向改变
生物朝一定方向缓慢进化。
4.隔离导致物种的形成
(1)
(2)物种形成
[巧学助记] 巧记生物进化
种群单位因频变,突变重组原材料,
变异无向自选定,物种形成必隔离。
知识点三 共同进化与生物多样性的形成
1.共同进化
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.生物多样性
(1)内容:
基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。
(2)形成原因:
生物的进化。
一、理解运用能力
1.判断有关现代生物进化理论叙述的正误。
(1)生物进化的基本单位是群落(2012·海南卷T23D)(×)
A.在某种条件下两种基因的频率可以相等
B.该种群基因频率的变化只与环境的选择作用有关
C.一般来说,频率高的基因所控制的性状更适应环境
D.持续选择条件下,一种基因的频率可以降为零
答案:
B
二、读图析图能力
据图回答下列问题:
(1)狮子和老虎是同一物种吗?
它们杂交产生的后代是一个新的物种吗?
答案:
不是;不是。
(2)如何判断两种动物是否属于同一物种?
答案:
两种动物间是否存在生殖隔离。
(3)物种的形成一定要经过隔离吗?
答案:
不一定要经过地理隔离,但一定要经过生殖隔离。
[理清脉络]
考点一|对比分析,考查自然选择学说与现代生物进化理论
自然选择学说与现代生物进化理论的比较
达尔文自然选择学说
现代生物进化理论
基本观点
①遗传变异是自然选择的内因
②过度繁殖为自然选择提供更多的选择材料,加剧了生存斗争
③变异一般是不定向的,而自然选择是定向的,定向的自然选择决定着生物进化的方向
④生存斗争是自然选择的方式,是生物进化的动力
⑤适应是自然选择的结果
⑥自然选择是一个长期、缓慢、连续的过程
①种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于种群基因频率的改变
②突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节
③突变和基因重组产生进化的原材料
④自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向
⑤隔离是新物种形成的必要条件
不同点
①没有阐明遗传变异的本质以及自然选择的作用机理
②着重研究生物个体进化
③认为物种形成是微小有利变异积累的结果,没有认识到隔离的作用
①从分子水平上阐明了自然选择对遗传变异的作用机理
②强调群体进化,认为种群是生物进化的基本单位
③隔离是物种形成的必要条件
共同点
①都能解释生物进化的原因和生物的多样性、适应性
②都认为自然选择决定生物进化的方向
A.物种的形成可以不经过隔离
B.生物进化过程的实质在于有利变异的保存
C.基因突变产生的有利变异决定生物进化的方向
D.自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率
[解析] 本题考查现代生物进化理论的主要内容,意在考查对现代生物进化理论的理解、掌握和运用能力。
隔离是物种形成的必备环节,因此A选项错误;生物进化过程的实质在于种群基因频率的定向改变,因而B选项错误;自然选择决定生物进化的方向,所以C选项错误。
[答案] D
1.混淆自然选择学说与现代生物进化理论
2.环境起选择作用,而非诱发变异
达尔文认为环境条件对生物变异不是诱导而是选择,生物产生了大量不定向变异后,由环境决定其生存与否,即变异在前,选择在后。
[针对练习]
高考命题常从以下角度设置陷阱
(1)高考命题多以选择题形式列举有关现代生物进化理论的多种观点,从中判断正误。
(2)列举各种进化观点,比较现代生物进化理论与自然选择学说。
1.(2012·海南高考)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.不同基因型的个体对环境的适应性可相同,也可不同
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.同一群落中的种群相互影响,因此进化的基本单位是群落
2.现代生物进化理论是在达尔文自然选择学说的基础上发展起来的,现代生物进化理论对自然选择学说的完善和发展表现在( )
①突变和基因重组产生进化的原材料 ②种群是生物进化的基本单位 ③自然选择是通过生存斗争实现的 ④自然选择决定生物进化的方向 ⑤生物进化的实质是基因频率的改变
⑥隔离导致新物种形成 ⑦适者生存,不适者被淘汰
A.②④⑤⑥⑦ B.②③④⑥
C.①②⑤⑥D.①②③⑤⑦
解析:
选C 达尔文自然选择学说没有从根本上解释生物进化的原因,现代生物进化理论从基因的角度解释了生物进化的原因,①⑤⑥正确;达尔文自然选择学说认为个体是生物进化的单位,而现代生物进化理论认为种群是生物进化及繁殖的基本单位,所以②正确。
考点二|物种形成与生物进化
1.物种形成的方式
(1)渐变式:
(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:
3.隔离导致物种的形成
一个种群
多个小种群
种群基因频率定向改变―→亚种新物种
4.物种形成与生物进化的关系
物种形成
生物进化
标志
生殖隔离出现
基因频率改变
变化后生物和原来生物关系
新物种形成,生殖隔离,质变,属于不同的物种
生物进化,基因频率改变,量变,仍属于一个物种
联系
①生物进化的实质是种群基因频率的改变,这种变化可大可小,不一定会突破物种的界限,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
[典例2] 大约一万年前,某大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成两个种群,两个种群现在已经发生了明显的分化,过程如下图所示,相关说法正确的是( )
A.地球上新物种的形成都必须先经历a过程
B.b过程的实质就是定向改变种群的基因频率
C.①~⑥只能表示物种形成过程中基因突变是不定向的
D.品系1和品系2种群基因库出现了较大差异,立刻形成物种1和物种2
[解析] 选B 图中a为地理隔离,b为自然选择。
多倍体的形成,可以不经过地理隔离形成新物种,A错误;①~⑥表示物种形成过程中变异是不定向的,包括基因突变、基因重组和染色体变异,C错误;只有当品系1和品系2出现生殖隔离时,才会形成两个物种,D错误。
[答案] B
基因频率的计算方法
1.求算基因频率
(1)已知调查的各种基因型的个体数,计算基因频率:
某基因频率=
A=
×100%
a=
×100%
(A、a为基因,AA、Aa、aa为三种基因型个体数)
(2)已知基因型频率计算基因频率:
设有N个个体的种群,AA、Aa、aa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=
=(
+
×
)=PAA+
PAa
Pa=
=(
+
×
)=Paa+
PAa
由以上公式可以得出下列结论:
①在种群中一对等位基因的频率之和等于1,而各种基因型频率之和也等于1。
②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。
2.利用遗传平衡定律计算基因型频率
(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
3.伴性遗传中基因频率的计算
p=
q=
[针对练习]
(1)该种群中a基因的频率为________。
(2)如果该种群满足四个基本条件,即种群________________、不发生______________、不发生________、没有迁入迁出,且种群中个体间随机交配,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________(填“会”或“不会”)发生改变。
(3)假定该动物种群满足上述四个基本条件,但不发生随机交配,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________(填“会”或“不会”)发生改变。
解析:
a基因的频率为0.4×1/2+0.3=0.5,A的基因频率为0.5。
根据遗传平衡理论aa的基因型频率=0.52=0.25。
若该种群只在相同基因型之间进行交配,子一代的基因型频率AA=0.3+0.4×1/4=0.4、Aa=0.4×1/2=0.2、aa=0.3+0.4×1/4=0.4。
如果子一代同样进行相同基因型之间交配,后代中基因型频率AA=0.4+0.2×1/4=0.45、Aa=0.2×1/2=0.1、aa=0.4+0.2×1/4=0.45。
可见后代的基因型频率会发生改变。
答案:
(1)0.5
(2)足够大 基因突变(或突变) 选择 0.25 不会 (3)0.4 0.2 0.4 会
实验探究能力|有关生物进化的评价修正性实验(高考常考实验)
[典例] 某中学生物研究小组为证明人工选择对种群基因频率的影响,选用了纯种长翅果蝇和残翅果蝇进行实验。
已知果蝇的长翅(B)对残翅(b)为显性,基因位于常染色体上。
他们的实验过程如下:
a.选择一只纯种雄性长翅果蝇与一只残翅雌性果蝇进行杂交,获得子一代雌雄果蝇;
b.让子一代果蝇连续自由交配五代,同时在每一代中要除去残翅果蝇;
c.当子六代所有长翅果蝇自由交配后,统计子七代长翅果蝇和残翅果蝇在种群中的百分比;
d.根据残翅果蝇的百分比计算出B、b基因在种群中的基因频率,得出结论。
请分析回答:
(1)如果按照上述步骤进行,在子三代长翅果蝇中纯合子占________。
(2)如果在每代中不除去残翅果蝇,在子三代长翅果蝇中纯合子占________。
(3)请判断该实验过程的设计是否科学?
________。
你的理由是:
______________
________________________________________________________________________。
(4)若让你对此实验过程进行改进,请设计出改进后的步骤。
①选择一只纯种长翅雄果蝇与一只残翅雌果蝇进行杂交,获得子一代雌雄果蝇;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________;
④________________________________________________________________________;
(5)请预期这种人工选择对种群基因频率的影响_______________________________。
[解析] F2中BB∶Bb=1∶2,产生的两种类型的配子B∶b=2∶1,故F3中bb为1/3×1/3=1/9,即F3中长翅果蝇占8/9,其中的纯合子为BB=2/3×2/3=4/9,占长翅总数的1/2。
若不去除残翅果蝇,则F2中BB∶Bb∶bb=1∶2∶1,F2产生的配子B∶b=1∶1,F3中BB∶Bb∶bb=1/4∶2/4∶1/4,故长翅中的纯合子比例为:
BB/(BB+Bb)=1/3。
要研究人工选择作用是否对种群基因频率产生影响,需要以人工选择作用作为单一的变量,通过由人工选择作用的种群和自然繁殖的种群繁殖若干代后进行对照得出实验结论。
[答案]
(1)1/2
(2)1/3 (3)不科学没有设置对照(没有对照实验) (4)②将子一代果蝇随机分成相同的甲、乙两组,让甲、乙两组果蝇分别连续自由交配5次,同时将乙组在每一代中都要除去残翅果蝇 ③当子六代所有长翅果蝇自由交配后,分别统计甲、乙两组子七代中长翅果蝇和残翅果蝇在种群中的百分比 ④根据甲、乙两组中残翅果蝇的百分比,分别计算出甲、乙两组中的B、b基因在种群中的基因频率,比较得出结论 (5)这种人工选择将导致B基因的频率增大,b基因的频率减小
评价修改性实验题解题技巧
1.答题流程
2.解题技巧
[课堂对点练]
题组一 共同进化与生物多样性的形成
1.(2013·北京高考)安第斯山区有数十种蝙蝠以花蜜为食。
其中,长舌蝠的舌长为体长的1.5倍。
只有这种蝙蝠能从长筒花狭长的花冠筒底部取食花蜜,且为该植物的唯一传粉者。
由此无法推断出( )
A.长舌有助于长舌蝠避开与其他蝙蝠的竞争
B.长筒花可以在没有长舌蝠的地方繁衍后代
C.长筒花狭长的花冠筒是自然选择的结果
D.长舌蝠和长筒花相互适应,共同(协同)进化
解析:
选B 长舌蝠与其他蝙蝠都以花蜜为食,它们之间是竞争关系,其长舌能从长筒花狭长的花冠筒底部取食花蜜,从而可以避开与其他蝙蝠的竞争;在没有长舌蝠的地方,长筒花不能完成传粉受精的过程,故不能繁衍后代;长舌蝠和长筒花之间相互适应,共同进化。
2.(2012·江苏高考)下列关于生物进化的叙述,错误的是( )
A.生物的种间竞争是一种选择过程
B.化石是研究生物进化的重要依据
C.外来物种入侵能改变生物进化的速度和方向
D.突变的可遗传性阻碍生物进化
解析:
选D 生物的种间竞争可能会导致劣势一方被淘汰,故也是环境对生物进行选择的过程;化石是研究生物进化历程的重要依据;外来物种入侵会严重影响与当地有竞争关系的物种,使某些种群的基因频率发生改变,故能改变生物进化的速度和方向;突变包括基因突变和染色体变异,属于可遗传的变异,为生物进化提供了原材料。
题组二 现代生物进化理论的主要内容
3.(2011·江苏高考)根据现代生物进化理论,下列说法正确的是( )
A.自然选择决定了生物变异和进化的方向
B.生物进化的实质是种群基因型频率的改变
C.种群内基因频率的改变在世代间具有连续性
D.种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小
解析:
选C 生物变异的方向是不定向的,而自然选择是定向的,故自然选择决定了生物进化的方向;生物进化的实质是种群基因频率的改变,而不是基因型频率的改变;种群基因频率改变的偶然性是随着种群数量下降而增大的。
4.(2013·江苏高考)下图为四个物种的进化关系树(图中百分数表示各物种与人类的DNA相似度)。
DNA碱基进化速率按1%/百万年计算,下列相关论述合理的是( )
A.四个物种都由共同祖先通过基因突变而形成
B.生殖隔离是物种朝不同方向发展的决定性因素
C.人类与黑猩猩的DNA差异经历了约99万年的累积
D.大猩猩和人类的亲缘关系,与大猩猩和非洲猴的亲缘关系的远近相同
解析:
选C 由图示可见,四个物种是由共同祖先经过长期的进化而形成的,进化的原材料由突变和基因重组提供;自然选择决定生物进化的方向;比较图示可知人类与黑猩猩DNA的差异为0.99%,DNA碱基进化速率按1%/百万年计算,则人类与黑猩猩的DNA差异经历了约99万年的累积;比较图示中数据可知,大猩猩与人类的亲缘关系比大猩猩与非洲猴的亲缘关系要近。
5.(2013·海南高考)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%,若再向该种群中引入20000只纯合长翅果蝇,在不考虑其他因素影响的前提下,关于纯合长翅果蝇引入后种群的叙述,错误的是( )
A.v基因频率降低了50%
B.V基因频率增加了50%
C.杂合果蝇比例降低了50%
D.残翅果蝇比例降低了50%
解析:
选B 因该果蝇种群长期保持vv的基因型为4%,由此算出v=0.2,V=0.8,进而计算出引入纯种长翅果蝇前,vv有0.04×20000=800(只),Vv有2×0.2×0.8×20000=6400(只),VV有0.8×0.8×20000=12800(只)。
引入后,基因频率v=(800×2+6400)∕(40000×2)=0.1,V=1-0.1=0.9。
因Vv、vv的数目不变,而该种群的总数增加一倍,所以Vv、vv的基因型频率均降低了50%。
[课下提能练]
一、选择题
1.(2014·广州模拟)有关生物进化的叙述,正确的是( )
A.隔离与新物种形成是达尔文自然选择学说的主要内容之一
B.突变、基因重组和生殖隔离是新物种形成的三个基本环节
C.共同进化是指同种生物之间和不同种生物之间相互选择共同发展的过程
D.种群基因频率发生了定向改变,一定发生了生物进化,但不一定产生了新物种
解析:
选D 达尔文自然选择学说包括过度繁殖,生存斗争(也叫生存竞争),遗传和变异,适者生存。
新物种形成的三个基本环节是突变和基因重组、自然选择、隔离。
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。
种群基因频率的定向改变是生物进化的实质,新物种形成的标志是生殖隔离。
2.(2012·北京高考)金合欢蚁生活在金合欢树上,以金合欢树的花蜜等为食,同时也保护金合欢树免受其他植食动物的伤害。
如果去除金合欢蚁,则金合欢树的生长减缓且存活率降低。
由此不能得出的推论是( )
A.金合欢蚁从金合欢树获得能量
B.金合欢蚁为自己驱逐竞争者
C.金合欢蚁为金合欢树驱逐竞争者
D.金合欢蚁和金合欢树共同(协同)进化
答案:
C
3.下列关于鸭跖草进化的说法,正确的是( )
A.若鸭跖草种群数量增加,则种群内基因频率改变的偶然性也增加
B.若鸭跖草种群中RR个体的百分比增加,则R基因频率也增加
C.持续选择条件下,决定某不良性状的基因频率可能降为0
D.只有自然环境的选择作用才能决定鸭跖草的进化方向
解析:
选C 当种群数量下降时,各基因型的个体也很少,某种基因很可能因相应基因型的个体的偶然死亡而丢失,所以这种改变的偶然性会增大;Rr的群体中,个体连续自交,RR个体的百分比增加,而R基因频率并没有改变;有时,人为因素也能够决定鸭跖草的进化方向。
4.(2013·重庆二模)下列关于基因频率、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发生改变,说明物种在进化
B.在一个种群中,控制一对相对性状的各种基因型频率之和为1
C.基因型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基因频率大于女性群体
解析:
选B 生物进化的实质是种群基因频率定向改变,基因型频率发生改变,不能说明种群在进化;基因型Aa的个体自交后代所形成的种群中,A、a基因的频率大小取决于自然选择;基因频率是某个基因占该种群中全部等位基因数的比率,而男性群体和女性群体都不属于种群。
5.某地区有一种桦尺蠖,其体色受一对等位基因控制,其中黑色(S)对浅色(s)是显性,1870年以来,S基因频率的变化如下表,有关叙述正确的是( )
年份
1870
1900
1930
1960
1990
S基因频率(%)
10
50
65
50
12
A.1870年,种群中浅色个体的比例为90%
B.从1900年至1960年,该物种始终没有进化
C.到1990年,该桦尺蠖已经进化成了两个物种
D.自然选择导致S基因频率定向改变
解析:
选D 1870年,S基因频率为10%,s基因频率为90%,所以种群中浅色个体的比例为90%×90%=81%;生物进化的实质是种群基因频率的改变;新物种形成的标志是产生生殖隔离,到1990年,该桦尺蠖并没有与原来的种群产生生殖隔离;自然选择导致S基因频率定向改变。
6.研究发现线粒体的进化速率非常快,它的一个基因的进化速率(突变速率)大约是一个核基因进化速率的6~17倍。
下列哪项解释不能成立( )
A.线粒体DNA复制时间短,快速复制为突变提供了更多的机会
B.线粒体DNA无蛋白质保护,容易诱发突变
C.线粒体基因突变对生物生命没有影响,没有任何选择压力,突变比较容易保留下来
D.线粒体DNA复制时,可能存在纠错能力低,并缺乏相应的修复机制
解析:
选C 突变为生物的进化提供原材料,突变越多,进化的速率可能越快,线粒体进化速率快可能与线粒体DNA复制时间短、无蛋白保护以及复制时纠错能力较低,且缺乏相应的修复机制有关。
线粒体基因突变可能会影响生物的性状,从而影响生物的生存。
7.(2014·日照一模)调查发现某种蜣螂提高了“生活品位”,不仅吃粪便,还取食蜈蚣、千足虫等。
与普通蜣螂相比,这种蜣螂后腿较卷曲,便于捕猎,头部较窄而长,便于进食内脏。
由此得不出的结论是( )
A.从进化的角度看,这种蜣螂与普通蜣螂存在生殖隔离
B.从生态系统成分看,这种蜣螂既是消费者又是分解者
C.与普通蜣螂相比较,这种蜣螂类型的出现是自然选择的结果
D.与普通蜣螂相比较,这种蜣螂种群的某些基因频率发生了改变
解析:
选A 这种蜣螂不仅吃粪便,还取食蜈蚣、千足虫等,因此这种蜣螂既是分解者又是消费者;从题干中找不到足够的证据说明该种蜣螂和普通蜣螂间存在着生殖隔离。
8.一个全部由基因型为Aa的豌豆植株组成的种群,连续自交n代,获得的子代中,Aa的频率为(1/2)n,AA和aa的频率均为(1/2)[1-(1/2)n]。
根据现代生物进化理论,可以肯定该种群在这些年中( )
A.没有发生基因型频率的改变
B.没有发生生物进化
C.发生了隔离
D.发生了自然选择
解析:
选B 生物进化的实质是种群基因频率的改变,该种群的基因频率没有发生改变,说明生物没有进化。
9.生物的变异可以为进化提供原材料。
下列关于变异与进化的叙述,正确的是( )
A.DNA分子复制时碱基对的缺失会引起基因的丢失
B.杂交育种过程中,通过不断自交、筛选和淘汰,可以改变种群的基因库,获得新物种
C.自然选择能保留种群的有利基因,但不决定新基因的产生
D.环境变化剧烈会加快生物的变异速度,导致生物快速进化
解析:
选C DNA分子复制时碱基对的缺失导致基因突变,不会引起基因的丢失;杂交育种过程中,通过不断自交、筛选和淘汰,获得的是新品种,没有新物种产生;自然选择能保留种
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- 三维设计 高考 生物 一轮 精品 讲义 234 进化
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