高考生物一轮复习生物的变异育种与进化第4讲生物的进化和生物多样性学案苏教版Word文档格式.docx

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④基因型频率：

指某种基因型的个体在种群中所占的比率。

⑤物种：

指分布在一定的自然地域，具有一定的形态结构和生理功能特征，而且在自然状态下能够相互交配并能繁殖可育后代的一群生物个体。

⑥隔离：

指不同种群的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。

隔离的类型包括：

（5）影响基因频率的因素：

基因突变、基因重组、染色体变异、自然选择、迁移、遗传漂变等。

4．生物进化理论发展的意义

[教材边角知识]　据教材必修2　P110第二自然段的“遗传漂变”的概念说明遗传漂变与种群大小的关系及其理由。

【提示】　种群越大，遗传漂变的效应就越小；

种群越小，遗传漂变的效应就越明显。

这是因为在一个种群中，繁殖时产生的雌雄配子数目很多，但传给后代的只是其中的极少数，哪个配子能传给后代是随机的。

1．判断正误

（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）生物进化的方向与基因突变的方向一致。

【提示】　生物进化的方向是定向的，基因突变则是不定向的，自然选择对基因突变进行选择，决定生物进化的方向。

（4）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。

（5）环境变化的同时，种群的基因频率可能改变，也可能不变。

（√）

（6）不同基因型的个体对环境的适应性可相同，也可不同。

（7）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。

（8）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、重组、迁入与迁出及环境的选择等多种因素有关。

2．据图思考

（1）图中的X是变异，主要包括基因突变、基因重组和染色体变异。

（2）Y和Z分别表示自然选择和隔离。

（3）原物种和新物种之间一定存在生殖隔离。

[理解—深化探究]

1．自然选择决定生物进化的方向

（1）自然选择使种群基因频率发生定向改变，使生物朝着适应环境的方向进化。

如图所示：

（2）生物进化的实质：

种群基因频率的定向改变。

2．物种的形成过程

（1）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：

（2）物种形成的方式

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）。

此种方式多见于植物。

③人工创造新物种——通过植物体细胞杂交（如番茄—马铃薯）、多倍体远缘杂交（如甘蓝—萝卜）、多倍体育种（如八倍体小黑麦）等方式也可以创造新物种。

3．物种形成与生物进化的关系

内容

物种形成

生物进化

标志

生殖隔离出现

基因频率改变

变化后的生物与原生物关系

属于不同物种

可能属于一个物种

二者关系

（1）生物进化的实质是种群基因频率的改变，基因频率发生改变生物一定进化，但生物进化不一定导致新物种的形成

（2）新物种的形成是生物长期进化的结果

[运用—考向对练]

◎考向1　对现代生物进化理论基本内容的理解

1．（2018·

江苏盐城期中）下列有关现代生物进化理论的叙述，正确的是（　　）

A．物种是生物进化的基本单位

B．二倍体西瓜与四倍体西瓜杂交所得的三倍体西瓜是一个新物种

C．突变和基因重组决定生物进化的方向

D．隔离是物种形成的必要条件，其实质是基因不能自由交流

D　[现代生物进化理论认为种群是生物进化的基本单位，A错误；

三倍体西瓜不能通过有性生殖产生可育后代，不是一个新物种，B错误；

现代生物进化理论认为自然选择决定生物进化的方向，C错误。

]

2．下列关于变异、自然选择、物种形成与进化关系的叙述，错误的是（　　）

A．突变和基因重组都是随机的、不定向的，为生物进化提供了原材料

B．自然选择使种群基因频率发生定向改变，使生物向适应环境的方向进化

C．生物的进化一定导致新物种的形成

D．基因频率的改变一定导致生物的进化

C　[突变和基因重组是不定向的，A正确；

自然选择是定向的，B正确；

生物进化的实质是种群基因频率的改变，但进化不一定形成新物种，C错误，D正确。

3．（2018·

新疆乌鲁木齐二模）许多年前，某大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成甲、乙两个种群，两个种群所发生的变化如下图所示，①～⑥表示不同的变异结果，下列叙述错误的是（　　）

【导学号：

41780118】

A．a表示地理隔离，经过长期的地理隔离可能出现生殖隔离

B．b过程表示基因重组和染色体变异，为生物进化提供原材料

C．c过程可以定向改变种群的基因频率，导致生物定向进化

D．在自然状态下，物种1和物种2相互交配可能产生不育后代

B　[根据物种的形成过程可以判断a、b、c分别是地理隔离、突变（基因突变和染色体变异）和基因重组及自然选择，A正确；

为生物进化提供原材料的是突变和基因重组，突变包括基因突变与染色体变异，B错误；

自然选择定向改变生物的基因频率，决定生物进化的方向，C正确；

不同物种间存在生殖隔离，D正确。

[误区警示]生物进化的三个注意点

1．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。

2．变异先于环境选择。

农田喷施农药杀灭害虫，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。

（2018·

海南模拟）下列关于现代生物进化理论的叙述，不合理的是（　　）

A．发生在生物体内的基因突变，有可能使种群的基因频率发生变化

B．自然选择决定生物进化和基因突变的方向

C．自然状态下得到的四倍体西瓜与二倍体西瓜不是同一物种

D．两个种群间的生殖隔离一旦形成，这两个种群就属于两个物种

B　[影响种群的基因频率变化的因素有突变和基因重组、自然选择等，A说法合理；

基因突变是不定向的，自然选择不决定基因突变的方向，B说法不正确；

自然状态下得到的四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交后产生的三倍体不可育，故四倍体西瓜与二倍体西瓜不是同一物种，C说法合理；

物种形成的标志是生殖隔离，D说法合理。

◎考向2　种群基因频率和基因型频率的分析和计算

4．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%

B　[因该果蝇种群长期保持vv的基因型频率为4%，由此算出v的基因频率为0.2，V的基因频率为0.8，进而计算出引入纯合长翅果蝇前，vv基因型的果蝇有0.04×

20000＝800只，Vv基因型的果蝇有2×

0.2×

0.8×

20000＝6400只，VV基因型的果蝇有0.8×

20000＝12800只。

引入纯合长翅果蝇后，v基因频率为（800×

2＋6400）/（40000×

2）＝0.1，V的基因频率为1－0.1＝0.9，A正确、B错误；

因Vv、vv基因型的果蝇的数目不变，而该种群个体总数增加一倍，所以Vv、vv的基因型频率降低50%，C、D正确。

5．（2018·

南京联考）在调查某小麦种群时发现抗锈病（T）对易感染（t）为显性，在自然情况下该小麦种群可以自由传粉，据统计TT为20%，Tt为60%，tt为20%，该小麦种群突然大面积感染锈病，致使易感染小麦在开花之前全部死亡。

计算该小麦种群在感染锈病之前与感染锈病之后基因T的频率分别是多少（　　）

A．50%和50%　　B．50%和62.5%

C．62.5%和50%D．50%和100%

B　[感染锈病前，T的基因频率＝20%＋1/2×

60%＝50%；

感染锈病后，TT与Tt的比例为20%∶60%＝1∶3，因此T的基因频率＝1/4＋1/2×

3/4＝62.5%。

6．某植物种群中，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是（　　）

A．增大，不变；

不变，不变

B．不变，增大；

增大，不变

C．不变，不变；

D．不变，不变；

不变，增大

C　[由题意知，a的基因频率为60%、A的基因频率为40%，AA个体占16%、Aa个体占48%、aa个体占36%，随机交配产生的后代中AA个体的百分比：

40%×

40%＝16%，aa个体的百分比：

60%×

60%＝36%，Aa个体的百分比：

48%，A的基因频率：

16%＋48%×

1/2＝40%。

自交产生的后代中AA个体百分比：

1/4＝28%，aa个体的百分比：

36%＋48%×

1/4＝48%，Aa个体的百分比：

1/2×

48%＝24%，A的基因频率：

28%＋1/2×

24%＝40%。

[技法总结]四种有关基因频率的计算方法

1．已知基因型个体数，求基因频率：

某基因频率＝（该基因纯合子个数×

2＋杂合子个数）÷

（总个数×

2）。

2．已知基因型频率，求基因频率：

一个等位基因的频率＝该等位基因纯合子的基因型频率＋1/2杂合子的基因型频率。

3．计算常染色体遗传和伴性遗传基因频率：

用NAA、NXAY分别表示该基因型的个体数，用PAA、PXAY表示该基因型的频率，用p、q表示A、a的基因频率。

（1）常染色体遗传方式：

p＝

＝PAA＋

PAa

q＝

＝Paa＋

（2）伴X染色体遗传方式：

4．遗传平衡定律

（1）成立前提：

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的频率为p2，Aa的频率为2pq，aa的频率为q2。

如果一个种群达到遗传平衡，其基因型频率应符合：

p2＋2pq＋q2＝1。

调查某校学生中关于某种性状的各种基因型及比例为：

XBXB—42.32%、XBXb—7.36%、XbXb—0.32%、XBY—46%、XbY—4%，则该校学生中XB和Xb的基因频率分别是（　　）

A．6%、8%B．92%、8%

C．78%、92%D．8%、92%

B　[伴性遗传的基因频率计算，只计数等位基因所存在的染色体，即男性只统计一个基因，女性中统计两个基因，所以该校学生中Xb的基因频率为

×

100%＝8%，则XB的基因频率为92%。

考点二|生物进化和生物的多样性

（对应学生用书第150页）

1．生物进化的证据和历程

（1）生物进化的主要依据：

化石和同源器官。

（2）生物进化的历程：

①细胞方面：

从单细胞到多细胞；

②生活环境：

从水生到陆生；

③进化程度：

从低级到高级。

2．共同进化和生物多样性的形成

（1）生物多样性

①概念：

地球上所有生物、它们所包含的基因以及由这些生物与环境相互作用所构成的生态系统的多样化程度。

②层次

③生物多样性与生物进化的关系：

生物进化→生物多样性

（2）共同进化

不同物种之间、生物与无机环境之间在相互选择、相互影响中不断进化和发展，这被称为共同进化或协同进化。

②意义：

关系密切的生物，一方成为另一方的选择力量，通过共同进化，都能发展出互相适应的特性。

3．五界系统

（1）分类依据：

生物细胞的结构特征和能量利用方式的基本差异。

（2）内容：

原核生物界、原生生物界、真菌界、动物界、植物界。

（3）意义：

①显示了生命发展史的三大阶段：

原核单细胞阶段、真核单细胞阶段、真核多细胞阶段。

②揭示了进化的三大方向：

a.进行光合作用的植物，为自然界的生产者。

b.分解和吸收有机物的真菌，为自然界的分解者。

c.摄食有机物的动物，为自然界的消费者等。

（1）生物多样性包括基因（遗传）多样性、种群多样性和生态系统多样性三个层次。

【提示】　生物多样性包括基因（遗传）多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。

（2）生态系统多样性是物种多样性的保证。

（√）

（3）科学家用人工合成的染色体片段，成功替代了酵母菌的第6号和第9号染色体的部分片段，得到的重组酵母菌能存活，未见明显异常，则该重组酵母菌增加了遗传的多样性。

（4）生物多样性的形成与生物进化密切相关。

（5）黑色桦尺蛾和灰色桦尺蛾的种群也体现了生物的多样性。

（1）图中Ⅰ显示了遗传多样性，此类多样性发生于相同（填“相同”或“不同”）物种间。

（2）Ⅱ显示了物种多样性，此类多样性发生于不同（填“相同”或“不同”）物种间。

（3）图Ⅲ显示的是生态系统多样性，此类多样性包含（填“包含”或“不包含”）非生物成分。

1．生物的多样性

（1）生物多样性成因

生物多样性的形成是生物与生物及生物与无机环境共同进化的结果。

（2）生物多样性的三个层次

（3）生物多样性三个层次之间的关系

2．共同进化的实例

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

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→出现需氧生物

聊城月考）下列关于共同进化和生物多样性形成的说法，正确的是（　　）

A．共同进化表现在不同物种之间的相互影响上

B．生物多样性包括物种多样性、种群多样性和生态系统多样性

C．地球上厌氧生物比好氧生物出现的早

D．外来物种入侵不能改变生物进化的速度和方向

C　[共同进化不仅发生在不同物种之间，还发生在生物与无机环境之间，A错误；

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，B错误；

由于最初的地球上没有氧气，根据生物与环境的关系可以判断最早出现的生物是厌氧生物，当有氧气出现后才有好氧生物，C正确；

外来物种入侵会严重影响与之有竞争关系的当地物种，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，D错误。

2．（2018·

江西上饶二模）下列有关生物多样性和进化的叙述中，不正确的是（　　）

41780119】

A．新物种的形成通常要经过突变和基因重组、自然选择及隔离三个基本环节

B．蜂鸟细长的喙与倒挂金钟的筒状花萼是它们长期协同进化形成的相互适应特征

C．自然选择能定向改变种群的基因频率，决定了生物进化的方向

D．细菌在接触青霉素后会产生抗药性的突变个体，青霉素的选择作用使其生存

D　[新物种形成的三个基本环节是突变和基因重组、自然选择及隔离，A正确；

蜂鸟细长的喙与倒挂金钟的筒状花萼是它们长期协同进化形成的相互适应特征，B正确；

自然选择决定生物进化的方向，生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，C正确；

细菌中原本存在各种各样的突变个体，在接触青霉素后，有抗药性的突变个体存活了下来，没有抗药性的个体被淘汰，青霉素选择出了抗药突变个体，而不是细菌接触青霉素后产生抗药性的突变个体，D错误。

下列有关生物进化与生物多样性形成的叙述，正确的是（　　）

A．一个物种的形成或灭绝，不会影响到其他物种的进化

B．物种之间的进化都是通过物种之间的生存斗争实现的

C．生物多样性的形成过程，也就是新物种不断形成的过程

D．捕食者的存在有利于增加物种的多样性

D　[任何一个物种都不是单独进化的，故一个物种的形成或灭绝会影响到其他若干个物种的进化；

物种之间的进化有的通过物种之间的生存斗争实现，有的通过物种之间的种间互助实现；

生物多样性包括基因（遗传）多样性、物种多样性和生态系统多样性，故新物种不断形成的过程只是生物多样性形成过程的一个方面；

捕食者往往捕食个体数量较多的物种，这样就会避免一种或几种生物在生态系统中占绝对优势，为其他物种的形成腾出空间。

真题验收|感悟高考　淬炼考能

（对应学生用书第152页）

1．（2017·

江苏高考）下列关于生物进化的叙述，错误的是（　　）

A．某物种仅存一个种群，该种群中每个个体均含有这个物种的全部基因

B．虽然亚洲与澳洲之间存在地理隔离，但两洲人之间并没有生殖隔离

C．无论是自然选择还是人工选择作用，都能使种群基因频率发生定向改变

D．古老地层中都是简单生物的化石，而新近地层中含有复杂生物的化石

A　[A错：

物种的基因是种群内所有个体所含基因的种类之和，并非每个个体都含有这些基因。

B对：

两洲人属于同一物种，虽存在地理隔离，但未形成生殖隔离。

C对：

选择作用分为自然选择和人工选择，都能使种群基因频率发生定向改变。

D对：

生物的进化过程由简单到复杂，在没有受到破坏的情况下，在古老地层中，形成化石的生物较简单，在新近地层中，形成化石的生物较复杂。

2．（2016·

北京高考）豹的某个栖息地由于人类活动被分隔为F区和T区。

20世纪90年代初，F区豹种群仅剩25只，且出现诸多疾病。

为避免该豹种群消亡，由T区引入8只成年雌豹。

经过十年，F区豹种群增至百余只，在此期间F区的（　　）

A．豹种群遗传（基因）多样性增加

B．豹后代的性别比例明显改变

C．物种丰（富）度出现大幅度下降

D．豹种群的致病基因频率不变

A　[因地理隔离形成的F区和T区两个种群，在自然选择的作用下，它们种群的基因库有一定的差别，因此，将T区的豹引入F区后，会导致豹种群基因多样性增加，A项正确；

从题干中无法确定豹后代的性别比例是否会发生改变，B项错误；

由于T区和F区的豹只存在地理隔离，未产生生殖隔离，仍为同一物种，所以T区的豹迁到F区后，物种丰（富）度不发生改变，C项错误；

F区在引入健康豹繁殖子代后，豹种群的致病基因频率将降低，D项错误。

3．（2014·

北京高考）为控制野兔种群数量，澳洲引入一种主要由蚊子传播的兔病毒。

引入初期强毒性病毒比例最高，兔被强毒性病毒感染后很快死亡，致兔种群数量大幅下降。

兔被中毒性病毒感染后可存活一段时间。

几年后中毒性病毒比例最高，兔种群数量维持在低水平。

由此无法推断出（　　）

A．病毒感染对兔种群的抗性具有选择作用

B．毒性过强不利于维持病毒与兔的寄生关系

C．中毒性病毒比例升高是因为兔抗病毒能力下降所致

D．蚊子在兔和病毒之间的协同（共同）进化过程中发挥了作用

C　[该生态系统中引入兔病毒，兔病毒对兔种群的抗性进行了选择，A正确；

强毒性病毒使兔种群数量大幅下降，使病毒的寄主减少，不利于维持病毒与兔的寄生关系，B正确；

病毒和兔之间相互选择、共同进化，中毒性病毒比例提高的同时，兔的抗病毒能力也升高，C错误；

病毒的传播需依靠蚊子，所以蚊子在兔和病毒之间的共同进化过程中发挥了媒介作用，D正确。

4．（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，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．现代生物进化理论的四个要点

（1）种群是生物进化的基本单位，进化的实质是种群基因频率的改变。

（2）突变和基因重组提供进化的原材料。

（3）自然选择决定生物进化的方向。

（4）隔离导致物种的形成。

2．隔离的两种类型

（1）地理隔离：

物种形成的一般环节，但不是必需的环节。

（2）生殖隔离：

新物种形成的必要条件。

3．物种形成的三个环节：

突变和基因重组、自然选择、隔离。

4．共同进化的两个动力来源

（1）不同物种之间的种间互助和种间斗争。

（2）生物与无机环境之间的相互影响。

5．生物多样性的三个层次：

基因多样性、物种多样性、生态系统多样性。

6．种群基因频率的改变引起生物进化，而物种的形成是以生殖隔离为标志的，生物进化不一定形成生殖隔离。

7．变异是不定向的，变异的利害性取决于生物所生存的环境。

8．自然选择是定向的，决定生物进化的方向。