高中生物必修二优质学案微专题九 生物进化学说的内容及相关计算.docx
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高中生物必修二优质学案微专题九生物进化学说的内容及相关计算
微专题九 生物进化学说的内容及相关计算
一、生物进化学说的比较
1．达尔文的自然选择学说与拉马克进化学说的比较
比较项目
达尔文的自然选择学说
拉马克进化学说
区别
变异
变异是不定向的、本来就有的，环境和生物都不能决定生物变异的方向
变异是定向的，环境和动物的意愿可决定变异的方向
适应环境
有利变异→适者生存；
不利变异→不适者被淘汰
环境和动物的意愿决定的变异都适应环境
进化方向
自然选择决定
生物自身决定
共同点
承认生物非神所造，而是由更古老的生物进化而来的，即由简单→复杂、由低等→高等，且都是渐变的结果
2.达尔文的自然选择学说与现代生物进化理论的比较
项目
达尔文的自然选择学说
现代生物进化理论
基本观点
（1）遗传和变异是自然选择的内因；
（2）过度繁殖为自然选择提供了更多的选择材料，加剧了生存斗争；（3）变异是不定向的，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过程；（5）适者生存是自然选择的结果；（6）自然选择的过程是一个长期、缓慢、连续的过程
（1）种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质是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的三个基本环节；（3）突变和基因重组提供了生物进化的原材料；（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）隔离是物种形成的必要条件
不同点
没有阐明遗传和变异的本质以及自然选择的作用机理，着重研究生物个体的进化
从分子水平上阐明了自然选择对遗传变异的作用机理，强调群体进化，认为种群是生物进化的基本单位
共同点
都能解释生物进化的原因和生物多样性、适应性
例1
（2019·湖北宜昌一中期中）下列对达尔文和拉马克相关理论的评价，正确的是（ ）
A．达尔文自然选择学说正确解释了生物多样性和适应性的原因
B．达尔文自然选择学说正确解释了遗传和变异的本质
C．拉马克进化学说使生物学第一次摆脱了神学的束缚，走上了科学的道路
D．拉马克进化学说科学地解释了生物进化的原因
答案 A
解析 达尔文自然选择学说正确解释了生物多样性和适应性的原因，A正确；达尔文对于遗传和变异的本质未做出科学的解释，B错误；使生物学第一次摆脱了神学的束缚，走上了科学的道路的是达尔文的自然选择学说，C错误；拉马克进化学说的主要内容是用进废退和获得性遗传，由于环境引起的变异是不可遗传的，因此拉马克进化学说无法科学地解释生物进化的原因，D错误。
例2
现代生物进化理论对达尔文自然选择学说进行了修改，不属于修改的内容的是（ ）
A．生物进化的基本单位是种群，而不是生物个体
B．自然选择是因为生物过度繁殖而导致生存斗争来实现的
C．生物进化的实质在于种群基因频率的改变
D．现代生物进化理论将自然选择学说与遗传变异有关理论结合起来
答案 B
解析 达尔文的自然选择学说认为生物个体是生物进化的基本单位，而现代生物进化理论认为种群是生物进化的基本单位；达尔文的自然选择学说没有阐明遗传和变异的本质以及自然选择的作用机理，而现代生物进化理论认为生物进化的实质是种群基因频率的改变。
二、种群基因型频率和基因频率的计算
1．以一对等位基因（A、a）和其组成的基因型（AA、Aa、aa）为例
（1）A或a的基因频率：
×100%
（2）AA或Aa或aa的基因型频率：
×100%
题型一：
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＝
×100%
A＝
×100%
a＝
×100%
A、a为基因频率，AA、Aa、aa为三种基因型个体数。
题型二：
已知基因型频率，计算基因频率
常染色体上一个等位基因的频率＝该等位基因纯合子的频率＋
×杂合子的频率
A＝AA＋
Aa；a＝aa＋
Aa。
题型三：
X染色体上基因的基因频率的计算
XY型性别决定的生物，基因在X染色体上，Y染色体上无等位基因，计算时只计X染色体上的基因数不考虑Y染色体。
ZW型性别决定也是这样。
例如：
Xb的基因频率＝
；XB的基因频率＝
不涉及Y染色体，XB和Xb的基因频率之和是1。
题型四：
利用哈迪—温伯格定律（遗传平衡定律），由基因频率计算基因型频率
①成立前提：
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。
②计算公式
设A基因频率为p，a基因频率为q，则p＋q＝1。
雄配子
雌配子
A（p）
a（q）
A（p）
AA（p2）
Aa（pq）
a（q）
Aa（pq）
aa（q2）
即：
AA＝p2，Aa＝2pq，aa＝q2。
③实例：
在理想条件下，若已知AA的基因型频率为m，则A的基因频率为
。
2．自交、自由交配与基因频率改变的关系
（1）自交是指基因型相同的个体交配，雌雄同株植物是指自花传粉。
结果是杂合基因型频率降低，纯合基因型频率增加，在无选择条件下，各基因频率不变。
（2）自由交配是指种群内全部个体随机交配。
在无选择的条件下，基因频率、基因型频率均保持不变，相关计算可按哈迪—温伯格定律（遗传平衡定律）进行。
（3）只要种群的基因频率不变，即使基因型频率改变，种群也未发生进化。
例3
（2019·辽宁葫芦岛一中期中）金鱼的一对相对性状由一对等位基因（A、a）控制，其中a基因纯合时使胚胎致死（aa、XaXa、XaY等均为纯合子）。
现取一对金鱼杂交，F1金鱼共67只，其中雄性金鱼21只，则F1金鱼自由交配所得F2成活个体中，a基因的频率为（ ）
A.
B.
C.
D.
答案 C
解析 由题意知，一对金鱼杂交，F1金鱼共67只，其中雄性金鱼21只，雌性个体∶雄性个体≈2∶1，说明金鱼的这一对等位基因位于X染色体上，亲本的基因型为XAXa、XAY。
F1中，雌性个体的基因型为XAXa、XAXA，产生卵细胞的基因型及比例是XA∶Xa＝3∶1，雄性个体的基因型为XAY，产生精子的基因型及比例是XA∶Y＝1∶1，因此F1金鱼自由交配所得F2的基因型及比例为XAXA∶XAXa∶XAY∶XaY＝3∶1∶3∶1，其中XaY死亡，所以成活个体中XAXA∶XAXa∶XAY＝3∶1∶3；Xa的基因频率＝1÷（3×2＋1×2＋3）＝
。
例4
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的基因型频率为40%，Aa的基因型频率为60%，aa的基因型（致死型）频率为0，那么随机交配繁殖一代后，AA基因型的个体占（ ）
A.
B.
C.
D.
答案 A
解析 由题干分析可知，A的基因频率为70%，a的基因频率为30%，根据遗传平衡定律，其随机交配繁殖一代后，AA的基因型频率＝70%×70%＝49%，Aa的基因型频率＝2×70%×30%＝42%，aa的基因型频率＝30%×30%＝9%，其中aa为致死型，因此AA基因型的个体占
＝
。
1．（2019·荆门一中期中）关于达尔文学说和拉马克学说的区别，正确的说法是（ ）
A．达尔文学说认为环境的作用可引起不定向的变异
B．拉马克学说认为不定向的变异由动物的意愿决定
C．达尔文学说认为变异后就能适应环境
D．拉马克学说认为生物通过变异适应环境
答案 D
解析 达尔文学说认为变异是自然界始终存在的，变异是不定向的，只有有利变异适应环境，故A、C错误；拉马克学说认为生物可根据自己的意愿产生适应环境的变异，变异是定向的，故B错误。
2．下列与拉马克的进化学说观点不相符的是（ ）
A．生物的种类是随着时间的推移而变化的
B．生物的种类从古到今是一样的
C．环境的变化使生物出现新的性状，并且将这些性状传给后代
D．生物的某一器官发达与否取决于用与不用
答案 B
解析 拉马克的进化学说认为：
地球上的所有生物都不是神创造的（神创论），也不是不变的（如物种不变论），而是由更古老的生物进化来的；生物是由低等到高等逐渐进化的；生物的各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传。
因此生物的种类是随着时间的推移而变化的，“生物的种类从古到今是一样的”是物种不变论的观点。
3．油菜物种甲（2n＝20）与乙（2n＝16）通过人工授粉杂交，获得的幼胚经离体培养形成幼苗丙，用秋水仙素处理丙的顶芽形成幼苗丁，待丁开花后自交获得后代戊若干。
下列叙述正确的是（ ）
A．秋水仙素通过促进着丝点分裂，使染色体数目加倍
B．幼苗丁细胞有丝分裂后期，可观察到36或72条染色体
C．丙到丁发生的染色体变化，决定了生物进化的方向
D．形成戊的过程未经过地理隔离，因而戊不是新物种
答案 B
解析 秋水仙素作用的原理是抑制纺锤体的形成，A错误；根据题意分析幼苗丙的染色体数为18，用秋水仙素处理丙的顶芽形成丁，则被秋水仙素处理的部分细胞有丝分裂后期可观察到72条染色体，没被秋水仙素处理的部分细胞有丝分裂后期为36条染色体，B正确；自然选择决定生物进化的方向，C错误；戊是四倍体，甲和乙均是二倍体，戊与甲杂交或戊与乙杂交后代均为三倍体，三倍体不育，所以戊与甲和乙存在生殖隔离，戊是新物种，D错误。
4．（2019·济宁实验中学月考）某动物的基因A、a和B、b分别位于非同源染色体上，只有A基因或B基因的胚胎不能成活，若AABB和aabb个体交配，F1雌雄个体相互交配，F2群体中A的基因频率是（ ）
A．50%B．45%C．60%D．40%
答案 C
解析 由题意可知，后代A_bb或aaB_的个体胚胎不能存活，故后代中不存在这两种基因型的个体。
AABB和aabb个体交配，F1的基因型为AaBb，全部存活，F1雌雄个体相互交配，则存活的F2个体基因型为
A_B_、
aabb，在
的A_B_个体中，AA个体占其中的
，即占F2个体的
，Aa个体占其中的
，即占F2个体的
，因此，F2个体中AA∶Aa∶aa＝3∶6∶1，由此可推知F2中A的基因频率＝30%（AA）＋
×60%（Aa）＝60%。
5．（2019·长沙模拟）一对等位基因（F、f）位于常染色体上，经调查，兔群中雌兔的基因型频率分别为FF（30%）、Ff（60%）、ff（10%），雄兔的基因型频率分别为FF（20%）、Ff（40%）、ff（40%）。
假设该兔群中雌雄兔之间随机交配，则子代中（ ）
A．基因型频率改变，该群体发生了进化
B．Ff的基因型频率为52%
C．雌兔中F的基因频率为60%，雄兔中F的基因频率为40%
D．雌兔、雄兔的基因型频率不同，进化方向相同
答案 B
解析 生物进化的实质是种群基因频率的改变，A错误；亲代雌兔中，F的基因频率＝30%＋
×60%＝60%，则f的基因频率＝40%，亲代雄兔中，F的基因频率＝20%＋
×40%＝40%，f的基因频率＝60%，则子代中各基因型的频率分别为FF＝24%、Ff＝52%、ff＝24%，子代中F的基因频率＝50%，f的基因频率＝50%，B正确、C错误；该基因位于常染色体上，子代雌兔、雄兔的基因型频率相同，D错误。
6．（2018·鹤岗一中月考）研究得知，大理蝴蝶泉一带数量庞大的大丽王蝴蝶种群中，黄翅黑斑（A）对橙黄黑斑（a）为显性，且亲代基因型及比例是AA占30%、Aa占60%、aa占10%。
若它们随机交配，请根据孟德尔的分离定律计算，并回答问题：
（1）子代的基因型频率是AA＝________；Aa＝________；aa＝________。
（2）若要使该蝴蝶种群后代的基因频率维持在这一理想状态，除题干给出的特点外还应具备哪些条件？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________（答出两项）。
（3）近年来发现该种群出现了突变的白翅蝶，专家分析该种群的基因频率将会发生改变。
请分析白翅基因的频率可能会怎样变化？
____________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）36% 48% 16%
（2）没有迁入和迁出；自然选择对翅色这一性状没有作用；雌雄个体可自由交配产生子代；没有基因突变（答出两项即可） （3）如果该性状适应环境，则白翅基因的频率会增大；如果该性状不适应环境，则白翅基因的频率会减小
解析
（1）由题意可知，AA的基因型频率为30%，Aa的基因型频率为60%，aa的基因型频率为10%，所以A基因的频率＝30%＋
×60%＝60%，a基因的频率＝40%，故子代的基因型频率为AA＝36%、Aa＝48%、aa＝16%。
（2）在没有迁入和迁出、自然选择对翅色这一性状没有作用、雌雄个体可自由交配产生子代及没有基因突变等理想条件下，后代的基因频率能够维持在这一理想状态。
（3）突变形成的白翅性状如果适应环境，则其基因频率会增大；如果不适应环境，则其基因频率会减小。
1．（2019·吉林实验中学模考）下列有关生物进化的论述中，不符合达尔文进化学说基本观点的是（ ）
A．遗传和变异是自然选择发生作用的基础
B．生物的变异是不定向的，自然选择是定向的
C．变异经过长期的自然选择和积累，生物就可能产生新类型
D．生物生活的环境改变使生物产生相应的变异，以适应变化的环境
答案 D
解析 达尔文进化学说认为遗传使有利变异得到积累，变异为自然选择提供原材料；生物的变异是不定向的，自然选择是定向的；变异经过长期的自然选择和积累，生物就可能产生新类型；拉马克认为生物生活的环境改变使生物产生相应的变异，以适应变化的环境。
故选D。
2．（2019·郑州一中月考）某人把原产丹麦和德国的白三叶草移到瑞典栽培，这里的气候比较寒冷。
最初白三叶草茎叶的单位面积产量很低，但经过若干年后，产量显著提高。
人们对这一事实做出以下几点解释，其中不符合达尔文自然选择学说的是（ ）
A．比较不耐寒的个体被自然淘汰
B．耐寒的个体得以生存并繁衍
C．白三叶草在生长过程中逐渐适应了新的环境
D．这是一个自然选择的过程
答案 C
解析 根据达尔文自然选择学说可知，适应是自然选择的结果。
白三叶草本身存在抗寒个体的变异，环境（气候比较寒冷）对该种变异进行了选择，使抗寒性状在后代中积累和加强，不耐寒的个体在生存斗争中被自然淘汰，故A、B、D项正确。
3．（2019·山东师大附中期中）下列关于达尔文自然选择学说和人工选择的叙述，正确的是（ ）
A．自然选择所保留的变异，对人类都是有利的
B．自然选择的结果与人工选择的结果往往是一致的
C．“适者生存，不适者被淘汰”的过程中，起主导作用的是环境条件
D．所有选择过程中，人类起着主导作用
答案 C
解析 自然选择保留的变异都是适应自然环境的，不一定对人类有益，A错误；自然选择保留的变异是适合环境的，而人工选择保留的变异是符合人类需要的，B错误；“适者生存，不适者被淘汰”的过程中，起主导作用的是环境条件，C正确；人工选择过程中，人类起着主导作用，D错误。
4．达尔文自然选择学说和现代生物进化理论共同的观点是（ ）
A．种群是生物进化的基本单位
B．有利变异通过逐代遗传得到积累和加强
C．自然选择决定生物进化的方向
D．突变和基因重组产生了可遗传的变异
答案 C
解析 达尔文的自然选择学说合理地解释了生物的进化和适应性、多样性，但没有阐述遗传和变异的本质及自然选择对遗传和变异如何起作用，A、D项是现代生物进化理论的观点，B项是达尔文自然选择学说的观点。
5．根据达尔文自然选择学说图解（如图），下列对现代生物进化理论的补充、完善等内容中，不正确的是（ ）
A．现代生物进化理论是在研究种群中基因频率变化的基础上发展起来的
B．种群是生物进化的基本单位
C．物种形成包括突变和基因重组、自然选择、隔离三个基本环节
D．种群中每个个体都含有种群基因库的全部基因
答案 D
解析 种群是生物进化的基本单位；突变和基因重组为生物进化提供原材料，隔离使种群之间失去基因自由交流的机会，是形成新物种的必要条件，包括地理隔离和生殖隔离；从实质上看生物进化是种群基因频率变化的结果，种群基因库是种群中全部个体所含有的全部基因，每个个体只有种群基因库的一部分基因。
6．根据遗传平衡定律，控制某性状的基因频率p（A）＋q（a）＝1，则该种群中Aa基因型频率的最大值为（ ）
A．0.25B．0.5C．0.75D．1
答案 B
解析 Aa基因型频率为2pq，根据数学知识可知，由于p（A）＋q（a）＝1（定值），已知2pq＝2p（1－p）＝－2p2＋2p，则当p（A）＝q（a）＝0.5时，2pq有最大值，最大值为2×0.5×0.5＝0.5。
7．（2019·河北正定中学期中）某工厂有男女职工各200名，对他们的红绿色盲患病情况进行调查时发现，女性患者有5人，男性患者有11人，携带者有15人，则这个工厂职工中的色盲基因的基因频率是（ ）
A．12%B．5.8%C．6%D．3%
答案 C
解析 设色盲基因是Xb，则基因型为XbXb的个体有5人，基因型为XBXb的个体有15人，基因型为XBXB的个体有180人，基因型为XbY的个体有11人，基因型为XBY的个体有189人，由基因频率的概念可知，Xb的基因频率＝
×100%＝6%。
8.如图表示某种群不同基因型个体的组成情况，A、a为一对等位基因。
则该种群中a基因的基因频率是（ ）
A．11%B．40%C．50%D．55%
答案 C
解析 由题图可知，该种群中AA∶Aa∶aa＝1∶1∶1，因此a的基因频率＝1/3＋1/3×1/2＝1/2，即50%。
9．在某一种群中，经过调查得知，隐性性状（等位基因用A、a表示）约占9%，那么该性状的AA、Aa基因型个体出现的频率分别约为（ ）
A．0.9、0.82B．0.36、0.55
C．0.49、0.42D．0.18、0.73
答案 C
解析 已知隐性性状即aa的基因型频率为9%，那么a的基因频率为0.3，则A的基因频率为1－0.3＝0.7。
在理想的状态下，运用遗传平衡公式进行计算：
AA的基因型频率为0.7×0.7＝0.49；Aa的基因型频率为2×0.7×0.3＝0.42，C正确。
10．某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1%，色盲在男性中的发病率为7%。
现有一对表现正常的夫妇，妻子为该常染色体遗传病致病基因和色盲致病基因携带者。
那么，他们所生小孩同时患上述两种遗传病的概率是（ ）
A.
B.
C.
D.
答案 A
解析 设该常染色体遗传病基因用A、a来表示，色盲基因用B、b来表示，则妻子的基因型为AaXBXb，丈夫的基因型是AAXBY或AaXBY。
由题意分析可知，aa＝1%，则a＝1/10，A＝9/10，AA＝81/100，Aa＝18/100，Aa在正常个体中的比例为18/99＝2/11，由此得到丈夫的基因型为AaXBY的概率是2/11，所以他们所生小孩同时患两种病的概率为2/11×1/4×1/4＝1/88。
11．（2018·广州执信中学期中）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
答案 D
解析 一个亮氨酸替换为苯丙氨酸，应是碱基对替换的结果，故A错误；甲地区抗性基因频率是2%＋
＝12%，故B错误；比较三地区抗性基因频率，甲是12%，乙是20%，丙是8.5%，但不能说明乙地区抗性基因突变率最高，故C错误；丙地区敏感性基因频率高是自然选择的结果，故D正确。
12．（2018·江西临川一中期中）某植物种群中，基因型为AA的个体占16%，基因型为aa的个体占36%，该种群随机交配一代产生的后代中基因型为AA的个体所占百分比、A基因频率和自交一代产生的后代中基因型为AA的个体所占百分比、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 由题意可知，AA的基因型频率＝16%，aa的基因型频率＝36%，Aa的基因型频率＝1－16%－36%＝48%，根据基因型频率计算基因频率的公式可知：
A的基因频率＝16%＋1/2×48%＝40%，a的基因频率＝36%＋1/2×48%＝60%。
自由交配一代后后代的基因型频率为：
AA＝40%×40%＝16%，aa＝60%×60%＝36%，Aa＝2×40%×60%＝48%；若种群进行自交，基因型为AA、aa的个体自交后代的基因型分别是AA和aa，基因型为Aa的个体自交，后代的基因型及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，因此自交后代AA的基因型频率是16%＋48%×1/4＝28%，aa的基因型频率是36%＋48%×1/4＝48%，Aa的基因型频率是48%×1/2＝24%，故自交一代后后代的基因频率为A＝28%＋24%×1/2＝40%，a＝48%＋24%×1/2＝60%，因此该种群随机交配一代产生的后代中基因型为AA的个体所占百分比、A基因频率和自交一代产生的后代中基因型为AA的个体所占百分比、A基因频率的变化依次为不变、不变、增大、不变。
13．（2019·江西九江期中）寄生在乌鸦羽毛中的虱子大量繁殖会造成乌鸦羽毛失去光泽和尾羽残缺不全，影响雄鸟的求偶繁殖。
请回答下列相关问题：
（1）已知某乌鸦种群中对虱子具有抵抗力的个体AA和Aa的基因型频率分别是30%和40%，则a的基因频率为________，A的基因频率为________。
（2）若干年后，a的基因频率将________，原因是____________________________________
________________________________________________________________________。
（3）调查发现乌鸦的巢大多筑在高大的乔木上，近年来由于人类对环境的破坏，许多地方的高大树木被砍伐，使乌鸦原有的栖息地越来越小。
有人推测，这种现象可能会导致一部分乌鸦选择在灌木上筑巢。
假设这种推测确实发生，几十万年以后，在灌木上筑巢的乌鸦会变成新物种吗？
请说明理由。
________________________________________________________________________。
答案
（1）50% 50%
（2）降低 aa的个体由于对虱子没有抗性，逐渐遭到淘汰，进而导致a的基因频率下降
（3）不一定，因为在灌木上筑巢的乌鸦与在乔木上筑巢的乌鸦不
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