1、第24講生物的進化考點一現代生物進化理論1.達爾文的自然選擇學說2.現代生物進化理論(1)種群是生物進化的基本單位基因庫:一個種群中全部個體所含有的全部基因。基因頻率:一個種群基因庫中,某個基因占全部等位基因數的比率。生物進化的實質:種群基因頻率的改變。(2)突變和基因重組產生進化的原材料可遺傳變異的來源生物突變的有利和有害不是絕對的,往往取決于生物生存的環境。生物的變異是不定向的,只是產生了生物進化的原材料,不能決定生物進化的方向。(3)自然選擇決定生物進化的方向變異是不定向的不利變異被淘汰,有利變異逐漸積累種群的基因頻率發生定向改變生物朝一定方向緩慢進化。(4)隔離導致物種的形成隔離物種形

2、成a.物種形成的三大環節b.標志:產生生殖隔離。(5)共同進化與生物多樣性的形成共同進化的類型和實例共同進化類型相互關系實例生物與生物之間種間互助具有細長口器的蛾與細長花距的蘭花種間斗爭捕食獵豹與斑馬寄生粘液瘤病毒與兔子競爭農作物與雜草生物與無機環境之間生物影響環境,環境影響生物地球早期無氧環境厭氧生物光合生物出現空氣中有氧氣好氧生物出現生物多樣性的形成a.內容:生物多樣性包括基因多樣性、物種多樣性和生態系統多樣性。b.形成原因:生物的進化。c.研究生物進化歷程的主要依據:化石。3.生物進化理論在發展(1)中性學說:大量的基因突變是中性的,決定生物進化方向的是中性突變的逐漸積累,而不是自然選擇

3、。(2)生物進化理論不會停滯不前,而是在不斷發展。糾誤診斷 (1)生殖隔離是物種朝不同方向發展的決定性因素。()提示:自然選擇是物種朝不同方向發展的決定性因素。(2)突變的可遺傳性阻礙生物的進化。()提示:可遺傳的變異中的突變是生物進化的原材料。(3)種群基因庫間的差異是產生地理隔離的根本原因。()提示:種群基因庫間的差異是產生生殖隔離的根本原因。(4)長舌蝠為長筒花的唯一傳粉者,兩者相互適應,共同(協同)進化。()(5)一般來說,頻率高的基因所控制的性狀更適應環境。()1.如圖表示某類植物的進化過程:物種a先是分化為a1、a2、a3,后又分別進化成為b、c、d三個物種。結合下圖信息完成下面的

4、問題:(1)若a1、a2、a3的生存環境相似,發生的基因突變不一定相似,其原因是基因突變具有不定向性。(2)b、c、d的形成是否一定經過地理隔離?舉例說明。不一定。如多倍體的形成則不需要長期的地理隔離。(3)物種形成的三個基本環節是突變和基因重組、自然選擇及隔離。2.物種形成與生物進化的關系(1)生物進化的實質是種群基因頻率的改變,這種改變可大可小,不一定會突破物種的界限,即生物進化不一定導致物種的形成,生物進化是量變,物種的形成是質變。(2)新物種產生一定存在生物進化,新物種的形成是長期進化的結果。題型一現代生物進化理論的理解與應用1.(2018江蘇卷)下列關于生物進化的敘述,正確的是(a)

5、a.群體中近親繁殖可提高純合體的比例b.有害突變不能成為生物進化的原材料c.某種生物產生新基因并穩定遺傳后,則形成了新物種d.若沒有其他因素影響,一個隨機交配小群體的基因頻率在各代保持不變解析:群體中近親個體基因相似度高,所以群體中近親繁殖會提高純合體的比例。突變的有害或有利是相對而言的,都可能是生物進化的原材料。新物種形成的標志是生殖隔離的出現,產生新基因并穩定遺傳不代表形成了生殖隔離。基因頻率保持不變的一個前提是種群足夠大,一個隨機交配小群體的基因頻率不一定在各代保持不變。2.某一野生動物種群的棲息場所被兩條交叉的高速公路分割成4塊,由此形成4個完全獨立的種群。下列相關敘述正確的是(d)a

6、.這4個種群的突變和基因重組對彼此的基因頻率有影響b.個體的遷入和遷出、出生和死亡對該種群的基因頻率沒有影響c.高速公路的開通會誘導4個種群發生不同的變異及進化d.自然選擇通過作用于個體從而引起種群基因頻率的改變解析:由于4個種群完全獨立,所以一個種群的突變和基因重組對其他種群的基因頻率沒有影響;個體的遷入和遷出、出生和死亡導致基因數量發生改變,從而可能導致種群基因頻率發生改變;高速公路的開通會阻斷4個種群的基因交流,但不會誘導變異,變異具有不定向性。題型二共同進化與生物多樣性的形成3.下列關于生物進化和生物多樣性的敘述,錯誤的是(c)a.種群基因庫在環境的選擇作用下會發生定向改變b.有害突變

7、也能成為生物進化的原材料c.生物多樣性是不同物種之間長期共同進化的結果d.人參的藥用功能體現了生物多樣性的直接價值解析:自然選擇決定生物進化的方向,會導致種群基因庫發生定向改變;突變和基因重組是生物進化的原材料,有害突變也能成為生物進化的原始材料;生物多樣性是生物與生物、生物與無機環境之間相互作用、共同進化的結果;人參的藥用功能體現了生物多樣性的直接價值。4.(2018全國卷節選)回答下列問題:(1)大自然中,獵物可通過快速奔跑來逃脫被捕食,而捕食者則通過更快速的奔跑來獲得捕食獵物的機會,獵物和捕食者的每一點進步都會促進對方發生改變,這種現象在生態學上稱為。(2)根據生態學家斯坦利的“收割理論

8、”,食性廣捕食者的存在有利于增加物種多樣性,在這個過程中,捕食者使物種多樣性增加的方式是 。解析:(1)大自然中,獵物通過快速奔跑來逃脫被捕食,而捕食者通過更快速的奔跑來獲得捕食獵物的機會,在生態學上,此種現象稱為共同進化(協同進化)。(2)捕食者往往捕食個體數量多的物種,這樣就會避免出現一種或少數幾種生物在生態系統中占絕對優勢的局面,為其他物種的生存提供機會,有利于增加物種的多樣性。答案:(1)共同進化(或答協同進化)(2)捕食者往往捕食個體數量多的物種,為其他物種的生存提供機會考點二種群基因(型)頻率的計算1.基因頻率與基因型頻率基因頻率基因型頻率公式某基因頻率=該基因的數目該基因與其等位

9、基因的總數100%某基因型頻率=該基因型的個體數總個體數100%外延生物進化的實質是指種群基因頻率的改變基因型頻率改變,基因頻率不一定改變2.基因頻率的計算(1)“定義法”求解基因頻率某基因頻率=100%若在常染色體上,某基因頻率=100%若在x染色體上,某基因頻率=100%(2)“公式法”求解基因頻率(以常染色體上一對等位基因a和a為例)a基因頻率=aa基因型頻率+1/2aa基因型頻率a基因頻率=aa基因型頻率+1/2aa基因型頻率(3)利用遺傳平衡定律計算基因型頻率前提條件:a.種群非常大;b.所有雌雄個體之間自由交配;c.沒有遷入和遷出;d.沒有自然選擇;e.沒有突變。計算公式:當等位基

10、因只有兩個時(a、a),設p表示a的基因頻率,q表示a的基因頻率,則:基因型aa的頻率=p2基因型aa的頻率=2pq基因型aa的頻率=q2糾誤診斷 (1)生物進化的實質是種群基因型頻率的改變。()提示:生物進化的實質是種群基因頻率的改變。(2)種群基因型頻率改變,基因頻率一定改變。()提示:種群基因型頻率改變,基因頻率不一定改變。(3)一個種群中,控制一對相對性狀的各種基因型頻率之和為1。()(4)某基因頻率等于該基因的數目占全部基因的數目的比率。()提示:基因頻率是指在一個種群基因庫中,某個基因占全部等位基因數的比率。(5)在一個遺傳平衡的群體中,種群個體連續自交多代后,該種群基因頻率沒有改

11、變,沒有進化。()1.在種群足夠大、沒有突變發生、種群之間不存在個體的遷移或基因交流,沒有自然選擇的情況下,自交和自由交配對基因(型)頻率分別有什么影響?(1)自交多代,后代基因頻率不變,基因型頻率改變。(2)自由交配的種群,基因頻率和基因型頻率均不變。2.常染色體發病率和基因型頻率的關系(設某遺傳病由a、a一對等位基因控制)。(1)常染色體顯性遺傳病發病率=(aa個體數+aa個體數)(全體個體數)100%=aa和aa基因型頻率之和。(2)常染色體隱性遺傳病發病率=aa個體數(全體個體數)100%=aa基因型頻率。深度思考 x染色體隱性遺傳病在男性中的發病率為什么等于該病致病基因的基因頻率?提

12、示:因y染色體上沒有相應的等位基因,因此在男性中的發病率等于該病致病基因的基因頻率。題型一基因(型)頻率的計算1.(2019天津模擬)某非常大的昆蟲種群,個體間隨機交配,沒有遷入和遷出,無突變,自然選擇對性狀沒有作用。種群中控制某一性狀的基因有a1、a2和a3,它們互為等位基因,且a1對a2和a3為完全顯性,a2對a3為完全顯性,若三個基因的基因頻率相等,則在群體中表現出a3所控制的性狀的比例為(b)a.1/3b.1/9c.4/9d.5/9解析:該種群符合遺傳平衡現象,種群中a1、a2、a3基因頻率相等,而a1、a2、a3基因頻率相加等于1,故a1、a2、a3基因頻率均為1/3,且a3對a1、

13、a2均為隱性,則a3控制的性狀的基因型為a3a3,根據基因頻率的計算公式,a3a3的基因型頻率為a3的基因頻率的平方,故a3控制的性狀的比例為1/9。2.(2016海南卷)某種植物雄株(只開雄花)的性染色體xy;雌株(只開雌花)的性染色體xx。等位基因b和b是伴x遺傳的,分別控制闊葉(b)和細葉(b),且帶xb的精子與卵細胞結合后使受精卵致死。用闊葉雄株和雜合闊葉雌株進行雜交得到子一代,再讓子一代相互雜交得到子二代。回答下列問題:(1)理論上,子二代中,雄株數雌株數為。(2)理論上,子二代雌株中,b基因頻率b基因頻率為;子二代雄株中,b基因頻率b基因頻率為。(3)理論上,子二代雌株的葉型表現為

14、;子二代雄株中,闊葉細葉為。解析:(1)闊葉雄株(xby)和雜合闊葉雌株(xbxb)進行雜交得到子一代,子一代中雄株為1/2xby、1/2xby,可產生1/4xb、1/4xb、1/2y三種配子,雌株為1/2xbxb、1/2xbxb,可產生3/4xb、1/4xb兩種配子,子一代相互雜交,雌雄配子隨機結合,帶xb的精子與卵細胞結合后使受精卵致死,理論上,子二代中雌性僅1/2存活,雄株數雌株數為21。(2)理論上子二代雌株的基因型及比例為3xbxb、1xbxb,則雌株中b基因頻率b基因頻率為71;子二代雄株的基因型及比例為3xby、1xby,子二代雄株中b基因頻率b基因頻率為31。(3)據上述分析,

15、理論上子二代雌株的葉型表現為闊葉;子二代雄株中,闊葉細葉為31。答案:(1)21(2)7131(3)闊葉31題型二基因(型)頻率的綜合應用3.(2019山東青島高三一模)某種家兔的毛色由常染色體上的一對等位基因控制,白色(a)對黑色(a)為顯性。若某人工飼養家兔種群中,白色和黑色的基因頻率各占一半,現讓該兔群隨機交配并進行人工選擇,逐代淘汰黑色個體。下列說法正確的是(b)a.淘汰前,該兔群中黑色個體數量與白色個體數量相等b.隨著淘汰代數的增加,兔群中純合子的比例增加c.黑色兔淘汰一代后,a基因頻率下降到0.25d.黑色兔淘汰兩代后,兔群中aaaa=21解析:淘汰前,a基因頻率=a基因頻率=1/

16、2,黑色的數量是1/21/2=1/4,白色個體更多;淘汰后,f1中aa占1/3,f2中aa占1/2,f3中aa占3/5,故純合子比例增加;黑色兔淘汰一代后,a基因頻率=1/3;黑色兔淘汰兩代后,aaaa=11。4.小麥的高稈(h)對矮稈(h)為顯性。現有若干h基因頻率不同的小麥群體,在群體足夠大且沒有其他因素干擾時,每個群體內隨機交配一代后獲得f1,各f1中基因型頻率與h基因頻率(p)的關系如圖。下列分析錯誤的是(c)a.0p1時,親代群體中都可能只含有純合體,不含雜合體b.p=b時,f1隨機交配一代,子代中純合體比例為1/2c.p=a時,f1顯性性狀中雜合體所占的比例為3/5d.p=c時,f

17、1自交一代,子代中雜合體比例為2/9解析:由題圖可知,p=0時,f1中只有hh,當p=1時,f1中只有hh,則0p1時,其親代群體中可能只含有純合體,也可能純合體和雜合體都有。當p=b時,hh的基因型頻率是,根據遺傳平衡定律可得2b(1-b)=,解得 b=,則h的基因頻率為,f1隨機交配一代,子代中純合體比例為;當p=a時,hh與hh的基因頻率相等,根據遺傳平衡定律可得,2a(1-a)=(1-a)2,解得a=,則h的基因頻率為,顯性個體比例為1-()2=,顯性雜合個體的比例為2=,則顯性性狀中雜合體比例為;當p=c時,hh與hh的基因頻率相等,根據遺傳平衡定律可得,2c(1-c)=c2,解得c=,則h的基因頻率為,f1的基因型及比例為hh=()2=,hh