新高中生物第五章第二节进化性变化是怎样发生的课时作业1浙科版必修2.docx
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新高中生物第五章第二节进化性变化是怎样发生的课时作业1浙科版必修2
第二节进化性变化是怎样发生的
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1.通过材料分析，理解自然选择是生物进化的动力。
2.利用学过的遗传学知识理解种群的变异性。
3.举例说明基因库、基因频率和基因型频率，学会基因频率和基因型频率的计算。
一、选择是进化的动力
1．进化性变化的前提条件：
同一物种的个体之间存在可遗传的变异。
2．选择的类型
（1）人工选择
①概念：
人们根据自己的需要，在普遍存在变异的家养生物中挑选出比较合乎要求的变异个体，并让它们保留后代。
②过程：
把不合乎要求的个体淘汰，不让其传留后代。
③结果：
经过连续数代的选择，人类所需要的变异被保存下来，微小变异得以积累成为显著变异，从而培育出符合要求的新品种。
（2）自然选择
①概念：
环境条件以某种方式选择用以繁殖后代的过程。
②原因：
自然界中的生物个体之间普遍存在变异。
③过程：
④结果：
经过长期的选择，有利变异被保存下来，产生出新的类型或物种。
3．达尔文认为进化的一个重要动力和机制是自然选择。
二、种群的变异性与基因频率的平衡与变化
1．基本概念
基因型频率
每种基因型个体数占种群总个体数的比例
基因座位
一个特定基因在染色体上的位置
基因库
一个生物种群的全部等位基因的总和
基因频率
在种群中，某一个等位基因的数目占这个基因可能出现的所有等位基因总数的比例
2.遗传平衡定律
在一个大的随机交配的种群里，基因频率和基因型频率在没有迁移、突变、选择的情况下，世代相传不发生变化。
3．影响遗传平衡的因素
突变、基因迁移、遗传漂变、非随机交配、自然选择。
判断正误：
（1）生物通过变异产生新的基因，这里的变异包括染色体畸变。
（ ）
（2）自然状态下的种群通常不处于遗传平衡状态。
（ ）
（3）达尔文自然选择学说能解释生物进化的原因及物种多样性的形成。
（ ）
（4）达尔文自然选择学说解释了遗传和变异的本质。
（ ）
（5）环境改变诱导生物产生变异，不同环境选择不同的变异得以保存，因此变异是定向的，选择是不定向的。
（ ）
（6）基因频率改变，生物一定进化。
（ ）
（7）基因突变和基因重组使生物发生定向改变。
（ ）
答案
（1）×
（2）√ （3）√ （4）× （5）× （6）√ （7）×
一、达尔文的自然选择学说
1．达尔文自然选择学说的分析
（1）关系图解
（2）分析：
①过度繁殖——自然选择的基础。
②生存斗争——自然选择的动力：
生存斗争包括三个方面：
生物与无机环境之间的斗争、种内斗争和种间斗争（竞争）。
而种内斗争对某个个体是不利的，对物种的生存是有利的。
③遗传和变异——进化的内因：
生物的变异可以分为两类：
变异
④适者生存——自然选择的结果：
生物产生的不定向变异，由自然选择决定其保存或淘汰。
自然选择只选择与环境相适应的变异类型，通过多次的选择，生物微小的变异得到积累。
一般外界环境条件变化越剧烈，选择越频繁，生物进化速度越快。
2．自然选择在生物进化中的作用
（1）选择的对象：
表面上，是对个体的选择，实质上直接对个体所包括的变异性状进行选择。
（2）选择的因素：
外界环境，包括无机环境和生物环境。
（3）选择的手段：
生存斗争。
3．人工选择和自然选择的区别
项目
人工选择
自然选择
选择因素
人
自然环境
选择对象
家养生物
自然界中的生物
选择目的
满足人们需要
适应当地环境
选择手段
人工干预
生存斗争
选择进度
较快
十分缓慢
结果
培育出人类需要的新品种
优胜劣汰、适者生存
1．环境引起的生物形态、结构和功能上的变化是否都可以遗传给后代？
答案 不一定；环境的变化如果没有造成遗传物质的改变，就不会遗传给后代。
2．生存斗争对生物体都是不利的吗？
答案 不是；生存斗争对失败（死亡）的个体是不利的，但对整个物种的生存是有利的，它推动着生物的进化。
3．遗传变异和自然选择在生物进化过程中各有什么作用？
答案 ①生物变异是不定向的，生物繁殖产生的大量变异类型是自然选择的原材料；
②自然选择是定向的，自然选择使适应环境的变异类型保留下来，并不断积累，从而产生新的类型、新的物种。
1．利用生物进化理论解释病菌抗药性不断增强的原因是（ ）。
A．使用抗生素的剂量不断加大，病菌向抗药能力增强的方向变异
B．抗生素对病菌进行人工选择，生存下来的病菌都是抗药能力强的
C．抗生素对病菌进行自然选择，生存下来的病菌都是抗药能力强的
D．病菌中原来没有抗药性强的个体，在使用抗生素的过程中产生了抗药性强的个体
问题导析
（1）根据达尔文的进化理论，生物的变异是不定向的，而自然选择是定向的。
（2）病菌中有少量个体由于基因突变等原因，本身就存在能够抵抗抗生素的可遗传变异，当人们使用抗生素后，抗生素对病菌起到一个选择作用，绝大多数没有抗药性的个体死亡，少数产生了抗药性的个体生存下来，并将抗药性这一性状遗传给了后代。
（3）经过多次用药后，病菌的抗药性越来越强。
答案 C
一题多变
病菌中的抗药性状的出现，对于病菌来说是有利变异还是不利变异？
答案 变异的利与弊要看环境条件，对于使用抗生素的环境条件来说，抗药性变异就是有利变异；对于没有抗生素的环境来说，抗药性就显示不出其有利性。
二、种群基因频率的平衡和变化
1．基因频率和基因型频率
项目
比较
含义
变化后与进化的关系
基因型
×100%
生物不一定进化
基因频率
×100%
导致生物进化
2.遗传平衡定律（Hardy－Weinberg定律）
（1）内容：
在一个大的随机交配的种群里，基因频率和基因型频率在没有迁移、突变、选择的情况下，世代相传不发生变化，并且基因型频率是由基因频率所决定的。
（2）五个条件
①没有突变发生。
②没有基因迁移。
③没有遗传漂变。
④种群中个体间的交配是随机的。
⑤没有自然选择。
（3）在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因只有一对（A、a）时。
①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。
②基因型频率：
AA＝p2，Aa＝2pq，aa＝q2。
③上述计算方法只有在理想的状态下才能成立。
理解状态就是指遗传平衡状态。
在自然条件下，同时满足上述条件的种群是不存在的。
这也从反面说明了自然界中种群的基因频率迟早要发生变化，即种群的进化是必然的。
3．影响遗传平衡的因素
（1）突变
（2）基因迁移
影响
（3）遗传漂变
（4）非随机交配
（5）自然选择：
1．种群的基因库是一直不变的吗？
试分析原因。
答案 不是。
基因突变、染色体畸变、自然选择、种群个体的迁入迁出等都会使种群的基因库发生改变。
2．为什么说生物进化的基本单位是种群而不是个体？
答案 个体的基因型是终身不变的，无论它在自然选择中具有多大优势，其基因型也不可能一成不变地遗传给下一代个体。
种群中个体的基因来自种群基因库，个体死亡后又通过其后代把基因延续下去。
如果一个个体不能与种群中其他个体交配产生后代，这个个体在进化上就没有意义。
2．某动物种群中AA、Aa和aa的基因型频率分别为0.3、0.4和0.3，请回答：
（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________（会、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________（会、不会）发生改变。
问题导析
明确：
（1）隐性基因的基因频率＝隐性纯合子的基因型频率＋1/2杂合子的基因型频率；
（2）在理想条件下，种群达到遗传平衡，种群的基因频率和基因型频率都不变，否则种群的基因型频率可能改变。
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
解析
（1）AA＝0.3、Aa＝0.4、aa＝0.3，所以a＝0.4×1/2＋0.3＝0.5。
（2）由a＝0.5，可以计算出后代中aa的基因型频率是（0.5）2＝0.25，且该基因型的频率不会发生改变，但是该结论的前提条件是种群足够大、不发生基因突变、不发生选择、没有迁入迁出，且种群中个体间随机交配；（3）AA＝0.3，Aa＝0.4，aa＝0.3,题目中叙述的情况相当于植物的自交，结果如下：
0.3AA×AA得到0.3AA,0.4Aa×Aa得到0.1AA、0.2Aa、0.1aa,0.3aa×aa得到0.3aa，所以相同基因型之间进行交配，后代中AA＝0.3＋0.1＝0.4、Aa＝0.2、aa＝0.3＋0.1＝0.4，同理可以计算该代相同基因型个体之间的交配后代中AA＝0.45、Aa＝0.1、aa＝0.45，所以基因型频率会发生改变。
一题多变
（1）当满足上述四个基本条件并随机交配时，A和a的基因频率分别是多少？
答案 满足上述四个基本条件，说明种群达到了遗传平衡，种群的基因频率不变，即A和a的基因频率均为0.5。
（2）第（3）问中，若只在相同基因型之间进行交配，A和a的基因频率分别是多少？
种群进化了吗？
答案 A的基因频率＝AA的基因型频率＋1/2Aa的基因型频率＝0.4＋1/2×0.2＝0.4＋0.1＝0.5，可得a的基因频率＝1－0.5＝0.5；由于种群的基因频率没有改变，因此种群没有进化。
1．对人工选择和自然选择的关系认识不正确的是（ ）。
A．人工选择同样是生物进化的动力和机制
B．人工选择进化的过程可不受自然选择限制
C．自然选择进化的过程可不受人工选择限制
D．两种选择的前提均是生物存在可遗传变异
答案 B
解析 人工选择或自然选择是在生物存在可遗传变异的前提下，保存有利变异，淘汰不利变异，加速生物进化的进程。
二者都是生物进化的动力和机制；自然选择以自然条件为选择标准，不受人的意愿限制；人工选择以人们的需要为选择标准，但被选择的生物也必须适应自然条件。
2．根据现代生物进化理论，下列观点中正确的是（ ）。
A．人工培育的新物种只能生活在人工环境中
B．生物进化的方向与基因突变的方向一致
C．冬季来临时植物叶中可溶性糖含量增高是为了更好地防止冻害
D．受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
答案 D
3．在一个种群中随机抽出100个个体，其中基因型为AA的个体占24个，基因型为Aa的个体占72个，基因型为aa的个体占4个，那么基因A和基因a的频率分别是（ ）。
A．28%、72%B．36%、64%
C．57%、43%D．60%、40%
答案 D
解析 在100个个体中，AA占24个，Aa占72个，aa占4个，则AA%＝24%，Aa%＝72%，aa%＝4%。
根据公式得A%＝AA%＋1/2Aa%＝24%＋36%＝60%，a%＝aa%＋1/2Aa%＝4%＋36%＝40%。
4．开始使用杀虫剂时，对某种害虫效果显著，但随着杀虫剂的继续使用，该种害虫表现出越来越强的抗药性。
实验证明，害虫种群中原来就存在具有抗药性的个体。
这证明：
（1）害虫种群中，个体抗药性的________体现了生物的变异是________。
（2）杀虫剂的使用对害虫起了________作用，而这种作用是________。
（3）害虫抗药性的增强，是通过害虫与杀虫剂的________来实现的。
答案
（1）差异 多方向的
（2）选择 定向的 （3）生存斗争
解析 由题意可知：
（1）害虫种群中原来就存在具有抗药性的个体，有的个体抗药性强，有的个体抗药性弱。
（2）这种差异在杀虫剂的作用下会出现不同的结果，抗药性强的变异个体容易生存下来并产生后代，抗药性弱的个体被淘汰。
（3）经过一代代的自然选择，抗药性强的个体适应环境保留下来，表明自然选择是定向的，而自然选择是通过生存斗争来实现的，它是生物进化的动力。
基础巩固
1．对达尔文自然选择学说的正确评价是（ ）。
A．它只能正确解释生物界的多样性和适应性
B．它能正确解释遗传和变异的本质
C．它能正确解释生物界的多样性和适应性，但没有阐明遗传和变异的本质
D．它能解释自然选择的作用，不能阐明生物界的多样性
答案 C
解析 自然选择学说能科学地解释生物进化的原因，以及生物界的多样性和适应性，对于人们正确地认识生物界具有重要意义。
但对遗传和变异的本质，以及自然选择如何对可遗传的变异起作用等问题，未能做出科学的解释。
2．当某种新药问世时，可有效治疗病毒性感冒。
几年后疗效逐渐降低，因为感冒病毒具有了抗药性，其根本原因可能是（ ）。
A．病毒接触药物后，慢慢地产生了抗药性
B．病毒为了适应环境，产生了抗药性变异
C．选择使抗药性个体增多
D．后来的药量用得过少，产生了抗药性变异
答案 C
解析 病毒的抗药性是通过突变获取的，产生在用药之前，当使用药物后不抗药个体被环境淘汰，而抗药性个体得到了保留并繁殖，从而使抗药性个体增加。
3．农业生产中长期使用某种杀虫剂后，害虫的抗药性增强，杀虫效果下降，原因是（ ）。
A．杀虫剂诱发了害虫抗药性基因的产生
B．杀虫剂对害虫具有选择作用，使抗药性害虫的数量增加
C．杀虫剂能诱导害虫分解药物的基因大量表达
D．抗药性强的害虫所产生的后代都具有很强的抗药性
答案 B
解析 在没有使用杀虫剂之前，害虫种群的个体就存在抗药性的差异，有的具有抗药性，有的无抗药性。
长期使用某种杀虫剂之后，杀虫剂选择了具有抗药性的害虫，使其种群中抗药性基因频率增大，所以杀虫效果下降，而不是杀虫剂诱发抗药性基因的产生。
4．下表列出A、B、C、D四种鸟的产卵、孵出和繁殖后代数，哪种鸟将会得到
更多的进化优势（ ）。
鸟
数目
产卵
孵出
繁殖后代
A
9
8
2
B
2
2
2
C
9
9
3
D
7
5
1
答案 B
解析 在四种鸟类中选项B的个体繁殖成功率高，产卵、孵出到成活后代数目相同，说明此种鸟对环境有较强的适应能力。
5．下列有关种群的叙述中，不正确的是（ ）。
A．种群是生物进化的单位
B．种群内的个体彼此可以交配
C．种群是同种个体的机械集合
D．种群是生物繁殖的基本单位
答案 C
解析 同一种群的不同个体相互联系，并通过交配保持一个共同的基因库。
因此，种群不是个体的机械集合。
6．祖国宝岛台湾蝴蝶资源丰富，种类繁多。
变异是岛上蝶类新物种形成和进化的重要因素之一。
下列变异中不能成为蝶类进化内因的是（ ）。
A．基因结构改变引起的变异
B．染色体数目改变引起的变异
C．环境改变引起的变异
D．生物间杂交引起的变异
答案 C
解析 生物进化的内因是可遗传的变异，包括基因突变、染色体畸变、基因重组，可遗传的变异为生物进化提供了原材料。
单纯由环境改变引起的变异是不遗传的。
7.某小麦种群中TT个体占20%，Tt个体占60%，tt个体占20%，由于某种病害导致tt个体全部死亡，则病害发生前后该种群中T的基因频率分别是（ ）。
A．50%、50%B．50%、62.5%
C．62.5%、50%D．50%、100%
答案 B
解析 由题意得出病害发生前T的基因频率为（20×2＋60）÷200＝50%；由于某种病害导致tt个体全部死亡，病害发生后T的基因频率为（20×2＋60）÷（200－20×2）＝62.5%。
巩固提升
8．若一个种群中，某一性状的出现频率增加，这很可能（ ）。
A．这个性状对环境具有很强的适应性
B．该群体中具此性状的纯合体多
C．这个性状的出现是由环境条件引起的
D．控制这个性状的基因为隐性
答案 A
9．炭疽杆菌生命力之顽强，堪称细菌之最。
根据达尔文生物进化理论，炭疽杆菌的顽强生命力的形成是由于（ ）。
A．进化过程中环境对炭疽杆菌的定向选择
B．不良环境引起炭疽杆菌发生的多方向变异
C．进化过程中炭疽杆菌产生的定向变异
D．进化过程中炭疽杆菌通过DNA复制，逐代积累
答案 A
解析 根据达尔文自然选择学说：
生物的变异是多方向的，可遗传的变异为生物进化提供原材料，自然选择决定生物进化的方向。
10．如图表示某个种群基因型的组成情况，A、a为一对等位基因。
则该种群中a的基因频率是（ ）。
A．0.11B．0.4
C．0.5D．0.55
答案 C
解析 由图中可知AA∶Aa∶aa＝1∶1∶1，所以a的基因频率为aa＋
Aa＝
＋
×
＝0.5。
11．在果蝇中，假定每个基因的突变率是10－5，对于一个中等数量的果蝇种群（约108个个体），却有2×107个基因发生了突变，则每个果蝇大约有多少个基因（ ）。
A．0.5×104B．104
C．2×104D．4×104
答案 C
解析 设每个果蝇有x个基因，则x×108×10－5＝2×107，x＝2×104。
12．据调查，某学校学生中的基因型比例为：
XBXB∶XBXb∶XbXb∶XBY∶XbY＝43%∶6%∶1%∶43%∶7%，则Xb的基因频率为（ ）。
A．14%B．5%
C．15%D．10%
答案 D
解析 注意在计算全部基因值的时候，要考虑到伴X染色体隐性遗传的特点，男性Y染色体上不携带此基因。
Xb的频率＝（6＋1×2＋7）÷（43×2＋6×2＋1×2＋43×1＋7×1）×100%＝10%。
13．青霉素是一种抗菌素。
几十年来，由于反复使用，致使某些细菌对青霉素的抗性越来越强。
请回答：
（1）青霉素使用之前，细菌对青霉素的抗性存在着________；患者使用青霉素后，体内绝大多数细菌被杀死，这叫做________；极少数抗药性强的细菌活了下来并繁殖后代，这叫做________。
青霉素的使用对细菌起了________，这种作用是通过细菌与青霉素之间的________实现的。
由于青霉素的反复使用，就会使得抗药性状逐代________并加强。
从这个过程可以看出，虽然生物的________是多方向的，但________在很大程度上是定向的。
（2）自然选择是把自然界中早已存在的________变异选择出来，并使之逐代积累、加强，最终形成生物新品种。
（3）上述过程表明自然选择是一个______________的过程。
答案
（1）差异 不适者被淘汰 适者生存 选择作用
生存斗争 积累 变异 自然选择
（2）有利
（3）适者生存、不适者被淘汰
解析 根据达尔文自然选择学说可以知道，生物的变异一般是多方向的。
细菌对青霉素的抗性存在着个体差异。
通过青霉素的选择，抗药性强的细菌通过生存斗争得以生存并繁衍后代，经逐代积累并加强，形成了抗药新类型，而抗药性差的细菌由于不适应环境而被淘汰，这种适者生存、不适者被淘汰的过程就是自然选择。
14．果蝇是常用的遗传学研究的试验材料，据资料显示，果蝇约有104对基因，现有一黑腹果蝇的野生种群，约有107个个体，请分析回答以下问题：
（1）该种群的全部个体所含有的全部基因统称为该种群的________。
经观察，该种群中果蝇有多种多样的基因型，分析其产生的原因，是在突变过程中产生的________，通过有性生殖过程中的________产生的，使种群中产生了大量的可遗传的________，其产生的方向是________，其来源包括______________、____________和____________。
它们都能为生物进化提供______________，但不能决定生物进化的________。
（2）假定该种群中每个基因的突变率都是10－5，那么在该种群中每一代出现的基因突变数是________。
（3）随机从该种群中抽出100只果蝇，测知基因型AA（灰身）35只，Aa（灰身）60只，aa（黑身）5只，请问A基因的基因频率为________，a基因的基因频率为________。
（4）已知果蝇白眼（b）为隐性基因，在该种群中每2500只果蝇中才有一只白眼果蝇，那么白眼b基因的基因频率为________。
答案
（1）基因库 等位基因 基因重组 变异 多方向的 基因突变 基因重组 染色体畸变 原材料 方向
（2）2×106 （3）65% 35% （4）2%
解析 生物进化的基本单位是种群，种群中的全部个体所含有的全部基因统称为该种群的基因库；为生物进化提供原材料的是基因重组和突变，突变又包括基因突变和染色体畸变，其中基因突变产生等位基因，进而使生物的基因型发生改变。
有关计算如下：
题中每只果蝇约有104对基因，种群中约有107个个体，每个基因的突变率为10－5，因此该种群中每一代出现的基因突变数为2×104×107×10－5＝2×106；抽样取出100只果蝇，AA35只、Aa60只，aa5只，A基因的基因频率为35%＋
＝65%，a基因的基因频率为1－65%＝35%，因为bb基因型频率为
，所以b基因的基因频率为
＝
＝0.02＝2%。
走进高考
15．（2013·海南卷，15）果蝇长翅（V）和（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%
答案 B
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