2019-2020學(xué)年高中生物 第五章 生物的進(jìn)化 第一節(jié) 生物進(jìn)化理論 第2課時(shí) 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論（二）及生物進(jìn)化理論發(fā)展的意義學(xué)案 蘇教版必修2

第2課時(shí)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論(二)及生物進(jìn)化理論發(fā)展的意義1.說(shuō)明現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容。(重點(diǎn))2.探討生物進(jìn)化觀點(diǎn)對(duì)人們思想觀念的影響。(重點(diǎn)) 3解釋生物進(jìn)化及新物種的形成。(難點(diǎn))一、閱讀教材P110115分析現(xiàn)代生物進(jìn)化理論1現(xiàn)代綜合進(jìn)化論(1)突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料可遺傳變異的來(lái)源可遺傳變異是生物進(jìn)化原材料的原因可遺傳變異的形成生物進(jìn)化過(guò)程的實(shí)質(zhì)是種群的基因頻率發(fā)生變化的過(guò)程。(2)自然選擇決定生物進(jìn)化的方向通過(guò)自然選擇保留有利變異，利于個(gè)體生存和繁衍后代，使生物向著適應(yīng)環(huán)境的方向發(fā)展。自然選擇也是種群基因頻率發(fā)生改變的一個(gè)重要因素。在自然選擇作用下，種群的基因頻率會(huì)發(fā)生定向改變，最終引起生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。(3)隔離是物種形成的必要條件物種的概念：指分布在一定的自然地域，具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能特征，而且在自然狀態(tài)下能夠相互交配并能繁殖可育后代的一群生物個(gè)體。隔離a概念：不同種群的個(gè)體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。b常見(jiàn)類型項(xiàng)目類型發(fā)生范圍結(jié)果生殖隔離不同物種間不能自由交配或交配后不能產(chǎn)生可育后代地理隔離同一生物使種群間不能發(fā)生基因交流2.分子進(jìn)化的中性學(xué)說(shuō)(1)生物進(jìn)化的主導(dǎo)因素不是自然選擇，而是中性突變的隨機(jī)固定。每種生物的信息大分子都有一定的進(jìn)化速率。(2)DNA分子產(chǎn)生的突變大部分是中性的。中性突變對(duì)生物的生存既無(wú)利也無(wú)害，當(dāng)這些中性突變隨機(jī)地遺傳漂變，經(jīng)過(guò)日積月累后會(huì)積少成多，使同種生物的不同種群間出現(xiàn)巨大的差異，形成不同的物種。當(dāng)積累的中性突變導(dǎo)致生物性狀出現(xiàn)差異之后，自然選擇才會(huì)發(fā)生作用，造成表現(xiàn)型進(jìn)化。二、閱讀教材P115分析生物進(jìn)化理論發(fā)展的意義1生物進(jìn)化理論的創(chuàng)立和完善，對(duì)現(xiàn)代生物科學(xué)的發(fā)展具有重要意義。2生物進(jìn)化理論所揭示的原理，有助于人類從事控制和改造生物的實(shí)踐活動(dòng)。3生物進(jìn)化理論為辯證唯物主義的自然觀和科學(xué)的世界觀奠定了生物學(xué)基礎(chǔ)。 判一判(1)物種是生物進(jìn)化的基本單位。(×)(2)只有基因突變和基因重組才能產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料。(×)(3)基因突變和染色體變異都屬于突變。()(4)生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變。() 連一連生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)與可遺傳變異和自然選擇的關(guān)系結(jié)合教材P110111內(nèi)容完成以下探究。 探究1分析下面材料，理解自然選擇與生物進(jìn)化方向的關(guān)系樺尺蛾體色受一對(duì)等位基因S和s控制，黑色S對(duì)淺色s是顯性。1870年樺尺蛾的基因型頻率為SS 10%、Ss 20%、ss 70%，在樹(shù)干變黑這一環(huán)境條件下(假如樹(shù)干變黑不利于淺色樺尺蛾的生存)，使得種群中淺色個(gè)體每年減少10%，黑色個(gè)體每年增加10%，將以后的24年內(nèi)，樺尺蛾種群每年的基因型頻率、基因頻率以及變化特點(diǎn)填入下表：第1年第2年第3年第4年變化特點(diǎn)基因型頻率SS10%11.5%13%14.6%升高Ss20%22.9%26%29.3%升高ss70%65.6%61%56.1%降低基因頻率S20%23%26%29.3%升高s80%77%74%70.7%降低(1)在樹(shù)干變黑之前，淺色的樺尺蛾具有保護(hù)色，淺色個(gè)體的比例高，s基因是有利基因，基因頻率高；在樹(shù)干變黑之后，黑色的樺尺蛾具有保護(hù)色，黑色個(gè)體的比例高，S基因是有利基因，基因頻率高。環(huán)境的變化導(dǎo)致基因頻率的改變。(2)環(huán)境直接選擇的是樺尺蛾的表現(xiàn)型，最終選擇的是基因型。 探究2結(jié)合下圖理解生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)(1)變異是不定向的。(2)生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是基因頻率的改變。自然選擇會(huì)使基因頻率發(fā)生定向改變，從而保留對(duì)個(gè)體生存和繁衍后代有利的變異，使生物向著適應(yīng)環(huán)境的方向發(fā)展。可見(jiàn)，自然選擇決定生物進(jìn)化的方向。1理解“突變”的含義(1)可遺傳的變異來(lái)源于基因突變、基因重組以及染色體變異。其中基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變。基因突變、基因重組和染色體變異都能產(chǎn)生新的基因型，但只有基因突變能產(chǎn)生新的基因(等位基因)。(2)突變的頻率雖然很低，但一個(gè)種群往往由許多個(gè)體組成，而且每一個(gè)個(gè)體中的每一個(gè)細(xì)胞都含有成千上萬(wàn)個(gè)基因，所以在種群中每一代都會(huì)產(chǎn)生大量的突變。(3)基因突變產(chǎn)生的等位基因，通過(guò)有性生殖過(guò)程中的基因重組，可以形成多種多樣的基因型，從而使種群出現(xiàn)大量的可遺傳變異。(4)生物的變異是否有利取決于它們的生存環(huán)境，同樣的變異在不同的生存環(huán)境中可能有利，也可能有害。2可遺傳的變異為生物進(jìn)化提供了原材料每一個(gè)基因發(fā)生基因突變的頻率雖然很低，但由于每個(gè)生物個(gè)體所含的基因數(shù)是一個(gè)非常巨大的數(shù)目，因此基因突變對(duì)個(gè)體來(lái)說(shuō)不是稀有的，況且生物進(jìn)化的單位是種群，生物進(jìn)化是一個(gè)漫長(zhǎng)的積累過(guò)程。因此，突變可以為生物進(jìn)化提供豐富的變異材料。同時(shí)，突變等位基因基因重組大量的變異。可見(jiàn)，突變和基因重組為生物進(jìn)化、物種形成提供了豐富的原材料。3影響種群基因頻率因素的分析，歸納如下：突變和基因重組產(chǎn)生了生物進(jìn)化的原材料自然選擇通過(guò)對(duì)表現(xiàn)型的選擇，選擇某些基因，可以改變種群的遺傳構(gòu)成，使生物向適應(yīng)環(huán)境的方向進(jìn)化遺傳漂變?nèi)后w越大漂變?cè)叫。珊雎圆挥?jì)。群體越小，漂變的效應(yīng)越明顯。一般認(rèn)為，漂變可造成不同種族或不同物種間的一些非適應(yīng)性性狀的差異4.自然選擇決定生物進(jìn)化的方向5理解“自然選擇”的含義(1)選擇的對(duì)象表面對(duì)象：生物的變異性狀；實(shí)質(zhì)對(duì)象：控制性狀的基因。(2)選擇的結(jié)果從生物性狀上看，生物朝著一定的方向進(jìn)化，形成生物的適應(yīng)性；從實(shí)質(zhì)上看，種群基因頻率發(fā)生改變。1家蠅對(duì)擬除蟲(chóng)菊酯類殺蟲(chóng)劑產(chǎn)生抗性，原因是神經(jīng)細(xì)胞膜上某通道蛋白中的一個(gè)亮氨酸替換為苯丙氨酸。下表是對(duì)某市不同地區(qū)家蠅種群的敏感性和抗性基因型頻率調(diào)查分析的結(jié)果。家蠅種群來(lái)源敏感性純合子(%)抗性雜合子(%)抗性純合子(%)甲地區(qū)78202乙地區(qū)64324丙地區(qū)84151下列敘述正確的是()A上述通道蛋白中氨基酸的改變是基因堿基對(duì)缺失的結(jié)果B甲地區(qū)家蠅種群中抗性基因頻率為22%C比較三地區(qū)抗性基因頻率可知乙地區(qū)抗性基因突變率最高D丙地區(qū)敏感性基因頻率高是自然選擇的結(jié)果解析：選D。由題意可知通道蛋白的改變是因?yàn)橐粋€(gè)亮氨酸替換為苯丙氨酸，應(yīng)是堿基對(duì)替換的結(jié)果，故A錯(cuò)誤。甲地區(qū)抗性基因頻率是2%20%/212%，故B錯(cuò)誤。比較三地區(qū)抗性基因頻率，甲是12%，乙是20%，丙是8.5%，但不能說(shuō)明乙地區(qū)抗性基因突變率最高，故C錯(cuò)誤。丙地區(qū)敏感性基因頻率高是自然選擇的結(jié)果，故D正確?；蝾l率、基因型頻率與生物進(jìn)化的關(guān)系(1)生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變。(2)基因型頻率改變，基因頻率不一定改變，生物不一定進(jìn)化。 2如圖表示環(huán)境條件發(fā)生變化后某個(gè)種群中A和a基因頻率的變化情況，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A環(huán)境條件發(fā)生變化后，使生物產(chǎn)生適應(yīng)性的變異BP點(diǎn)時(shí)兩曲線相交，此時(shí)A和a的基因頻率均為50%CQ點(diǎn)表示環(huán)境發(fā)生了變化，A基因控制的性狀更適應(yīng)環(huán)境D在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會(huì)發(fā)生定向改變解析：選A。變異本身是自發(fā)產(chǎn)生的，變異發(fā)生后，在自然(環(huán)境條件)選擇下，適應(yīng)性的變異被選擇保留下來(lái)，導(dǎo)致種群的基因頻率發(fā)生定向改變。P點(diǎn)時(shí)兩曲線相交，此時(shí)A和a的基因頻率相等，均為50%。Q點(diǎn)后A基因頻率增大，表示環(huán)境發(fā)生了變化，A基因控制的性狀更適應(yīng)環(huán)境。進(jìn)化中的“定向”與“不定向”(1)變異是不定向的。(2)自然選擇是定向的。(3)種群基因頻率的變化是定向的。(4)生物進(jìn)化是定向的。 物種的形成隔離是物種形成的必要條件。結(jié)合教材P112第二段P113內(nèi)容完成以下探究。 探究1分析下面材料，理解物種的含義一般情況下虎和獅子是不可能相遇的，也不能自然雜交，下面是在動(dòng)物園里生產(chǎn)的虎獅獸，但虎獅獸不育。(1)據(jù)此分析，虎獅獸不是(填“是”或“不是”)一個(gè)新物種，原因是：虎和獅子雜交不是在自然狀態(tài)下完成的；虎獅獸不育，不能產(chǎn)生可育后代。(2)可見(jiàn)，物種是分布在一定的自然區(qū)域，具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能特征，在自然狀態(tài)下能夠相互交配并且繁殖出可育后代的一群生物。 探究2分析下圖的進(jìn)化過(guò)程，理解物種形成的漸變模式一個(gè)種群多個(gè)小種群種群基因頻率定向改變亞種新物種。此種物種形成方式是長(zhǎng)期地理隔離導(dǎo)致生殖隔離的產(chǎn)生，是一種漸變式物種形成方式。 探究3觀察下圖，區(qū)分生殖隔離與地理隔離(1)圖1中東北虎和華南虎之間由于地理障礙，導(dǎo)致種群間不能發(fā)生基因交流屬于地理隔離。(2)圖2生活在同一片草原上的馬和驢生下騾，騾是不育(填“可育”或“不育”)的，所以二者之間存在生殖隔離?？梢?jiàn)，不同物種之間一般不能(填“能”或“不能”)交配，即使能交配也不能產(chǎn)生可育后代的現(xiàn)象，稱為生殖隔離。(3)物種形成的過(guò)程：一般來(lái)說(shuō)，是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的地理隔離最終可能導(dǎo)致生殖隔離。(1)種群與物種的關(guān)系是什么？提示：一個(gè)物種可由在不同區(qū)域的多個(gè)種群組成。(2)新物種的形成都是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的地理隔離最終導(dǎo)致生殖隔離嗎？舉例說(shuō)明。提示：不都是。例如：驟變式無(wú)地理隔離而產(chǎn)生生殖隔離(此種方式多見(jiàn)于植物)，如：物種A×物種B雜種植物異源多倍體。人工創(chuàng)造新物種通過(guò)植物體細(xì)胞雜交(如番茄馬鈴薯)、多倍體遠(yuǎn)緣雜交(如甘蔗蘿卜)、多倍體育種(如八倍體小黑麥)等方式也可以創(chuàng)造新物種。物種形成的兩種方式和三個(gè)環(huán)節(jié)(1)物種形成的兩種方式漸變式(如下圖)驟變式物種的形成主要是由異源多倍體的染色體變異的方式形成新物種，一出現(xiàn)可以很快形成生殖隔離(如下圖)。此外還可利用遠(yuǎn)緣雜交和染色體加倍的原理人工創(chuàng)造新物種，如八倍體小黑麥。(2)三個(gè)環(huán)節(jié)突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料；自然選擇決定生物進(jìn)化的方向；隔離導(dǎo)致物種形成。三者關(guān)系如下圖： 突破1兩種隔離類型1下列關(guān)于隔離的敘述，正確的是()A新物種形成的標(biāo)志是產(chǎn)生生殖隔離B新物種形成的標(biāo)志是產(chǎn)生地理隔離C地理隔離一定導(dǎo)致產(chǎn)生生殖隔離D生殖隔離的形成必須經(jīng)過(guò)地理隔離解析：選A。生殖隔離的形成是新物種形成的標(biāo)志，A正確、B錯(cuò)誤；地理隔離能使種群基因庫(kù)產(chǎn)生差別，產(chǎn)生進(jìn)化，但不一定導(dǎo)致生殖隔離，C錯(cuò)誤；生殖隔離形成不一定經(jīng)過(guò)地理隔離，D錯(cuò)誤。隔離是新物種形成的必要條件，包括地理隔離和生殖隔離。(1)地理隔離是指同一種生物由于地理上的障礙而分成不同的種群，使得種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象。(2)生殖隔離是指由于各方面的原因，使親緣關(guān)系接近的類群之間在自然條件下不交配，即使能交配也不能產(chǎn)生后代或不能產(chǎn)生可育性后代的現(xiàn)象。總之，新物種的形成不一定會(huì)經(jīng)過(guò)地理隔離，但一定會(huì)經(jīng)過(guò)生殖隔離。 突破2物種形成與生物進(jìn)化2如圖所示為種群與物種的關(guān)系圖解，關(guān)于它們的敘述不正確的是()A由圖中可以看出，一個(gè)物種可以有很多種群，這些種群間只是因?yàn)榈乩砀綦x，阻礙了基因交流B若物種2是由物種1形成的，則物種1一定進(jìn)化了C物種1形成物種2的必要條件是地理隔離D若種群1與種群2的基因頻率都發(fā)生了改變，則這兩個(gè)種群都在進(jìn)化解析：選C。同一物種的不同種群間不存在生殖隔離，只是因?yàn)榈乩砀綦x阻礙了基因交流，若沒(méi)有地理隔離，同一物種的不同種群仍可完成基因交流，A正確；種群基因頻率的改變達(dá)到生殖隔離，則進(jìn)化為不同的物種，故物種2與物種1相比一定發(fā)生了基因頻率的改變，故一定進(jìn)化了，B正確；由地理隔離達(dá)到生殖隔離，是物種形成的常見(jiàn)形式，但不是唯一形式，物種形成的必要條件是生殖隔離，C錯(cuò)誤；判斷是否進(jìn)化的標(biāo)準(zhǔn)是看基因頻率是否發(fā)生改變，D正確。物種形成與生物進(jìn)化的區(qū)別和聯(lián)系項(xiàng)目物種形成生物進(jìn)化標(biāo)志生殖隔離出現(xiàn)基因頻率改變變化后生物與原生物關(guān)系屬于不同物種仍屬于同一物種二者聯(lián)系生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是基因頻率改變，這種改變可大可小，不一定會(huì)突破物種的界限，即生物進(jìn)化不一定導(dǎo)致新物種形成；新物種形成則說(shuō)明生物進(jìn)化了核心知識(shí)小結(jié)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建關(guān)鍵語(yǔ)句1.種群是生物進(jìn)化的基本單位，進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變。2.突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料，自然選擇決定生物進(jìn)化的方向。3.隔離是物種形成的必要條件。4.中性學(xué)說(shuō)是從分子水平解釋生物進(jìn)化的理論，它認(rèn)為DNA分子產(chǎn)生的突變大部分是中性的，既無(wú)利也無(wú)害。隨堂檢測(cè) 知識(shí)點(diǎn)一自然選擇決定生物進(jìn)化的方向1如果基因型為Aa的個(gè)體自交產(chǎn)生的后代在某一環(huán)境中的生存能力或競(jìng)爭(zhēng)能力大小是AAAaaa，則在長(zhǎng)期的自然選擇過(guò)程中，下列能比較正確地表示A基因和a基因的頻率變化的曲線是()解析：選A。由題中“生存能力或競(jìng)爭(zhēng)能力大小是AAAaaa”可知，自然選擇的結(jié)果是A基因頻率將增加，a基因頻率將減小，由于Aa個(gè)體生存能力較強(qiáng)，a基因不會(huì)被完全淘汰。2下列關(guān)于進(jìn)化中“選擇”的敘述中，正確的是()A自然選擇決定了生物變異和進(jìn)化的方向B若沒(méi)有自然選擇，種群基因頻率不可能發(fā)生改變C自然選擇直接作用于個(gè)體的基因型，進(jìn)而導(dǎo)致種群基因頻率的改變D育種中通過(guò)人工選擇，控制優(yōu)良性狀的基因頻率逐漸變大，從而使生物進(jìn)化答案：D3某種群中EE、Ee、ee的基因型頻率如下圖，圖中陰影部分表示繁殖成功率低的個(gè)體。則該種群經(jīng)多代選擇后三種基因型頻率最可能是()解析：選C。根據(jù)題意和圖形分析可知，EE的個(gè)體繁殖成功率最低，其次是Ee，說(shuō)明在選擇過(guò)程中，EE和Ee的個(gè)體會(huì)越來(lái)越少，而ee的個(gè)體會(huì)越來(lái)越多，因此，該種群經(jīng)多代選擇后三種基因型頻率最可能是圖C所示。 知識(shí)點(diǎn)二現(xiàn)代綜合進(jìn)化論4關(guān)于現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的敘述，正確的是()A一個(gè)池塘內(nèi)所有生物構(gòu)成生物進(jìn)化的基本單位B進(jìn)化的原材料只能由基因突變和基因重組產(chǎn)生C二倍體草莓與四倍體草莓存在生殖隔離D若種群中顯隱性個(gè)體的數(shù)量保持不變，則沒(méi)有發(fā)生進(jìn)化解析：選C。生物進(jìn)化的基本單位為種群，而一個(gè)池塘內(nèi)所有生物構(gòu)成一個(gè)群落，A錯(cuò)誤；可遺傳變異為生物進(jìn)化提供原材料，可遺傳變異的來(lái)源有基因突變、基因重組和染色體變異，B錯(cuò)誤；二倍體草莓和四倍體草莓交配后產(chǎn)生的三倍體草莓不可育，因此二倍體草莓和四倍體草莓不屬于同一物種，存在生殖隔離，C正確；發(fā)生進(jìn)化的標(biāo)志是基因頻率是否發(fā)生變化，跟顯隱性個(gè)體的數(shù)量沒(méi)有關(guān)系，D錯(cuò)誤。5下圖A、B、C代表不同的種群，已知A和B原本屬于同一物種，都以物種C作為食物來(lái)源。由于地理隔離，且經(jīng)過(guò)若干年的進(jìn)化，現(xiàn)在不太清楚A和B是否還屬于同一物種。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A若A和B在一起還能進(jìn)行自由交配，則他們就一定不存在生殖隔離BA和B間存在地理隔離，所以它們一定存在生殖隔離C若A和B仍然為同一物種，則它們具有共同的基因庫(kù)DA和B種群基因頻率的定向改變，導(dǎo)致了它們朝著一定方向進(jìn)化解析：選D。生殖隔離包括不能自由交配、胚胎致死、產(chǎn)生后代不育等，能進(jìn)行自由交配，不一定不存在生殖隔離，所以A描述錯(cuò)誤；新物種的形成一般先經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期地理隔離后產(chǎn)生生殖隔離，但經(jīng)過(guò)地理隔離不一定形成生殖隔離，所以B描述錯(cuò)誤；基因庫(kù)是對(duì)種群而言的，A、B屬于兩個(gè)種群，因此不具有共同的基因庫(kù)，所以C描述錯(cuò)誤。自然選擇使基因頻率定向改變，從而決定生物進(jìn)化的方向，所以D描述正確。6回答下列有關(guān)生物進(jìn)化的問(wèn)題：(1)上圖表示某小島上蜥蜴進(jìn)化的基本過(guò)程，X、Y、Z表示生物進(jìn)化中的基本環(huán)節(jié)。X、Y分別是_、_。(2)該小島上的蜥蜴原種由許多個(gè)體組成，這些個(gè)體的總和稱為_(kāi)，這是生物進(jìn)化的_。(3)小島上能進(jìn)行生殖的所有蜥蜴?zhèn)€體含有的全部基因，稱為蜥蜴的_。(4)小島上蜥蜴原種的腳趾逐漸出現(xiàn)兩種性狀，W代表蜥蜴腳趾的分趾基因；w代表連趾(趾間有蹼)基因。下圖表示這兩種性狀比例變化的過(guò)程。由于蜥蜴過(guò)度繁殖，導(dǎo)致_加劇。小島上食物短缺，連趾蜥蜴?zhèn)€體比例反而逐漸上升，其原因可能是_。上圖所示的過(guò)程說(shuō)明，自然環(huán)境的變化引起不同性狀蜥蜴的比例發(fā)生變化，其本質(zhì)是因?yàn)轵狎嫒后w內(nèi)的_發(fā)生了改變。解析：(1)生物進(jìn)化的過(guò)程包括三個(gè)環(huán)節(jié)：突變和基因重組(變異)為生物進(jìn)化提供原材料、自然選擇決定生物進(jìn)化的方向、生殖隔離導(dǎo)致新物種的產(chǎn)生。(2)生活在一定區(qū)域的同種生物為一個(gè)種群，種群是生物進(jìn)化的基本單位。(3)一個(gè)生物種群的全部等位基因的總和稱為基因庫(kù)。(4)由于過(guò)度繁殖，種群密度增大，種內(nèi)斗爭(zhēng)加劇。性狀的有利與有害是相對(duì)的，當(dāng)環(huán)境缺少食物時(shí)，連趾個(gè)體適合游泳，可以從水中獲取食物，更適應(yīng)環(huán)境。環(huán)境對(duì)生物性狀的選擇從分子水平看是對(duì)有利基因的選擇，從而引起基因頻率的改變。答案：(1)突變和基因重組(變異)自然選擇(2)種群 基本單位(3)基因庫(kù)(4)生存斗爭(zhēng)(種內(nèi)斗爭(zhēng))連趾型個(gè)體趾間有蹼，適合于游泳，可以從水中獲取食物。因此，島上食物短缺時(shí)，連趾個(gè)體的生存和繁殖機(jī)會(huì)較多基因頻率課時(shí)作業(yè)一、選擇題1雄性藍(lán)孔雀尾屏很大，使其逃避天敵的能力下降。但這一特性對(duì)雌孔雀具有吸引力，使大尾屏個(gè)體的交配機(jī)會(huì)增加，并使該特性代代保留。下列相關(guān)敘述中錯(cuò)誤的是()A決定表現(xiàn)型的基因可以隨著生殖而世代延續(xù)B種群在繁衍過(guò)程中，個(gè)體有新老交替，基因代代相傳C生物進(jìn)化過(guò)程的實(shí)質(zhì)在于保存對(duì)環(huán)境更適應(yīng)的性狀D雌孔雀對(duì)配偶的選擇影響種群基因頻率解析：選C。依題意“雄性藍(lán)孔雀大尾屏個(gè)體的交配機(jī)會(huì)增加，并使該特性代代保留”可知，大尾屏的基因可通過(guò)有性生殖遺傳給后代，即決定表現(xiàn)型的基因可以隨著生殖而世代延續(xù)，A項(xiàng)正確；雄性藍(lán)孔雀?jìng)€(gè)體會(huì)衰老、死亡，也會(huì)通過(guò)生殖產(chǎn)生后代，即在種群的繁衍過(guò)程中，個(gè)體有新老交替，基因代代相傳，B項(xiàng)正確；生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的定向改變，C項(xiàng)錯(cuò)誤；雄性藍(lán)孔雀尾屏很大的特性對(duì)雌孔雀具有吸引力，使大尾屏個(gè)體的交配機(jī)會(huì)增加，會(huì)導(dǎo)致后代大尾屏的基因頻率增加，小尾屏的基因頻率減少，因此雌孔雀對(duì)配偶的選擇會(huì)影響種群基因頻率，D項(xiàng)正確。2調(diào)查發(fā)現(xiàn)某種蜣螂提高了“生活品位”，不僅吃糞便，還取食蜈蚣、千足蟲(chóng)等。與普通蜣螂相比，這種蜣螂后腿較卷曲，便于捕獵，頭部較窄而長(zhǎng)，便于進(jìn)食內(nèi)臟。下列相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A從進(jìn)化的角度看，這種蜣螂與普通蜣螂存在生殖隔離B從變異角度看，這種蜣螂后腿卷曲的出現(xiàn)是因?yàn)橥蛔僀與普通蜣螂相比較，這種蜣螂類型的形態(tài)是自然選擇的結(jié)果D與普通蜣螂相比較，這種蜣螂種群的某些基因頻率發(fā)生改變解析：選A。根據(jù)題中信息，該蜣螂與普通蜣螂還是同種生物，說(shuō)明它們之間沒(méi)有出現(xiàn)生殖隔離，故A錯(cuò)誤；由于突變的存在，蜣螂種群中存在普通蜣螂和生活品位提高的蜣螂，由于自然選擇的定向選擇，使生活品位提高的蜣螂基因頻率發(fā)生改變，故B、C、D正確。3隨機(jī)交配的棕色小鼠種群出現(xiàn)了一只黑色個(gè)體，實(shí)驗(yàn)證明這是常染色體上一個(gè)基因發(fā)生顯性突變引起的。經(jīng)隨機(jī)交配多代后，調(diào)查顯示36%的小鼠體色為黑色，下列敘述正確的是()A黑色基因的頻率為20%B種群中雜合子占16%C突變基因決定了小鼠的進(jìn)化方向D黑色基因的頻率會(huì)逐漸增大解析：選A。36%的小鼠為黑色，說(shuō)明隱性純合子是64%，說(shuō)明隱性基因頻率是80%，黑色基因頻率是20%，故A正確。種群中雜合子概率為2×80%×20%32%，故B錯(cuò)誤。突變只能給小鼠進(jìn)化提供原材料不能決定進(jìn)化方向，故C錯(cuò)誤。黑色基因頻率在隨機(jī)交配情況下會(huì)不變，故D錯(cuò)誤。4某一個(gè)自由交配的足夠大的種群中，等位基因A對(duì)a完全顯性，但A純合致死，種群中顯性個(gè)體占總數(shù)的36%，則()A該種群中隱性基因的頻率小于顯性基因的頻率B該種群繁殖一代后，基因頻率不變C該種群隨著繁殖代數(shù)的增加，A的頻率逐漸增大D若該種群個(gè)體自交，則后代基因頻率將發(fā)生改變，說(shuō)明該種群進(jìn)化了解析：選D。A純合致死，故該種群基因型只有Aa和aa，已知種群中顯性(Aa)個(gè)體占總數(shù)的36%，aa個(gè)體占64%，A錯(cuò)誤；該種群繁殖一代后，基因頻率改變，B錯(cuò)誤；該種群隨著繁殖代數(shù)的增加，A的頻率逐漸減小，C錯(cuò)誤；后代基因頻率將發(fā)生改變，說(shuō)明該種群進(jìn)化了，D正確。5下列關(guān)于種群與物種的敘述，正確的是()隔離是新物種形成的必要條件物種是生活在一定自然區(qū)域內(nèi)的同種生物個(gè)體的總和一個(gè)種群的所有個(gè)體的全部基因構(gòu)成一個(gè)基因庫(kù)物種是進(jìn)化的基本單位ABC D解析：選A。隔離是新物種形成的必要條件，新物種形成的標(biāo)志是生殖隔離的產(chǎn)生，故正確。物種是自然狀態(tài)下能夠交配產(chǎn)生可育后代的一群生物，故錯(cuò)誤。基因庫(kù)是一個(gè)種群所有個(gè)體的全部基因，故正確。種群是生物進(jìn)化的基本單位，故錯(cuò)誤。6一個(gè)全部由基因型為Aa的豌豆植株組成的種群，經(jīng)過(guò)連續(xù)4代自交，獲得的子代中，Aa的頻率為1/16, AA和aa的頻率均為15/32。根據(jù)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論，可以肯定該種群在這些年中()發(fā)生了隔離發(fā)生了基因突變發(fā)生了自然選擇發(fā)生了基因型頻率的改變沒(méi)有發(fā)生生物進(jìn)化A BC D解析：選D。由題意知，這是一個(gè)種群連續(xù)自交，沒(méi)有發(fā)生隔離，錯(cuò)誤；子代基因型頻率的改變是由連續(xù)自交引起的，沒(méi)有發(fā)生基因突變，錯(cuò)誤；Aa種群中A的基因頻率為1/2，自交4代后，Aa的頻率為1/16, AA和aa的頻率均為15/32，A的基因頻率為15/32(1/2)×(1/16)1/2，基因頻率沒(méi)有發(fā)生改變，該種群沒(méi)有發(fā)生自然選擇，也沒(méi)有發(fā)生生物進(jìn)化，錯(cuò)誤、正確；最初Aa1，AAaa0，連續(xù)自交四代后Aa的頻率為1/16，AA和aa的頻率均為15/32，基因型頻率發(fā)生了改變，正確。7 “超級(jí)細(xì)菌”因具有NDM基因，耐藥性極強(qiáng)，現(xiàn)存抗生素均不能有效將其殺滅。如圖是超級(jí)細(xì)菌進(jìn)化的基本過(guò)程，以下分析錯(cuò)誤的是()A病原菌的基因突變可產(chǎn)生不同性狀B抗生素的濫用導(dǎo)致NDM基因出現(xiàn)C隔離不是超級(jí)細(xì)菌進(jìn)化的必要條件Da表示抗生素的定向選擇作用，使NDM基因頻率增加答案：B8下圖表示生物新物種形成的基本環(huán)節(jié)，對(duì)圖示分析正確的是()Aa表示基因突變和基因重組，是生物進(jìn)化的原材料Bb表示生殖隔離，生殖隔離是生物進(jìn)化的標(biāo)志Cc表示新物種形成，隔離是新物種形成的必要條件Dd表示地理隔離，新物種形成一定需要地理隔離解析：選C。a表示突變和基因重組，突變包括基因突變和染色體變異，故A錯(cuò)誤。b表示生殖隔離，標(biāo)志新物種的形成，故B錯(cuò)誤。c表示新物種的形成，隔離是新物種形成的必要條件，故C正確。d表示地理隔離，但形成新物種不一定都需要經(jīng)過(guò)地理隔離，故D錯(cuò)誤。9現(xiàn)代綜合進(jìn)化論與中性學(xué)說(shuō)的區(qū)別在于()A現(xiàn)代綜合進(jìn)化論沒(méi)有從根本上揭示生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)B中性學(xué)說(shuō)與現(xiàn)代綜合進(jìn)化論有著根本上的區(qū)別，它否定了自然選擇C中性學(xué)說(shuō)認(rèn)為通過(guò)隨機(jī)固定由生物個(gè)體決定保留和淘汰D中性學(xué)說(shuō)側(cè)重于微觀水平，現(xiàn)代綜合進(jìn)化論側(cè)重于宏觀水平解析：選D。中性學(xué)說(shuō)與現(xiàn)代綜合進(jìn)化論只是側(cè)重點(diǎn)不一樣，一個(gè)側(cè)重于分子，一個(gè)側(cè)重于個(gè)體、群體。10如表是某物種遷入新環(huán)境后，某對(duì)等位基因的基因頻率變化情況，由這些數(shù)據(jù)不能得出的結(jié)論是()19001910192019301940195019601970基因A的頻率0.990.810.640.490.360.250.160.10基因a的頻率0.010.190.360.510.640.750.840.90A在19001970年間該種群發(fā)生了進(jìn)化Ba基因控制的性狀可能更適應(yīng)新環(huán)境C1970年，該種群中Aa的基因型頻率為18%D基因頻率的改變是通過(guò)環(huán)境對(duì)生物個(gè)體的選擇實(shí)現(xiàn)的解析：選C。分析表格中數(shù)據(jù)可知，在19001970年間該種群的基因頻率發(fā)生改變，說(shuō)明該種群發(fā)生了進(jìn)化，A正確；從圖可看出a的基因頻率在逐漸增大，說(shuō)明了a基因控制的性狀有利于該物種適應(yīng)新環(huán)境，B正確；1970年該種群不一定遵循遺傳平衡定律，因此Aa的基因型頻率不一定是18%，C錯(cuò)誤；自然選擇是選擇生物的表現(xiàn)型，D正確。11下圖表示生物新物種形成的基本環(huán)節(jié)，A、B、C、D表示不同的物種，下面對(duì)圖示分析正確的是()AA物種進(jìn)化為B、C兩個(gè)物種是為了適應(yīng)不同環(huán)境的結(jié)果B由圖可看出C物種沒(méi)有繼續(xù)進(jìn)化CB物種和D物種存在地理隔離，不一定存在生殖隔離 D甲島上的B物種遷到乙島后，不與C物種進(jìn)化為同一物種的重要原因是他們存在生殖隔離解析：選D。A物種進(jìn)化成B、C兩個(gè)物種是甲、乙兩島的環(huán)境條件不同，自然選擇對(duì)不同種群的基因頻率的改變所起的作用不同，使這兩個(gè)種群基因庫(kù)出現(xiàn)明顯差別，并逐步形成生殖隔離的結(jié)果，A錯(cuò)誤；生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變，C沒(méi)有繼續(xù)形成新物種，并不能說(shuō)明C物種沒(méi)有進(jìn)化，B錯(cuò)誤；當(dāng)B物種遷入乙島后，遷入乙島的B物種與D物種不存在地理隔離，但存在生殖隔離，C錯(cuò)誤；甲島上的B物種遷到乙島后，由于與C物種存在生殖隔離不能進(jìn)行基因交流，因此B與C不能進(jìn)化為同一物種，D正確。12某地甲、乙兩個(gè)地雀種群的個(gè)體數(shù)和有關(guān)基因型如下表所示。下列相關(guān)分析中錯(cuò)誤的是()甲基因型AATTAaTTaaTTAATtAaTtaaTtAAttAattaatt總數(shù)個(gè)體數(shù)2022420123982100乙基因型AATTAaTTaaTT個(gè)體數(shù)19616836400A乙種群的基因庫(kù)大于甲種群B甲種群的a基因頻率小于乙種群C甲種群的基因突變不同于乙種群D兩個(gè)種群的進(jìn)化方向都由自然選擇決定解析：選B。從表格中數(shù)據(jù)可以看出，乙種群個(gè)體總數(shù)大于甲種群，因此乙種群的基因庫(kù)大于甲種群，故A正確；甲種群的a的基因頻率為：(224×2123×282×2)/20030%，而乙種群中a的基因頻率為(16836×2)/80030%，因此甲、乙種群的a的基因頻率相等，故B錯(cuò)誤；甲種群T基因發(fā)生了突變，而乙種群的T基因沒(méi)有發(fā)生突變，故C正確；自然選擇決定了生物進(jìn)化的方向，故D正確。二、非選擇題13雜交實(shí)驗(yàn)表明，樺尺蛾體色受一對(duì)等位基因S和s控制，黑色S對(duì)灰色s為顯性。在曼徹斯特地區(qū)，19世紀(jì)中葉以前，種群中S基因頻率很低，約為5%。到了20世紀(jì)，則上升到95%以上。請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：(1)從遺傳的角度分析：最初的S基因是通過(guò)_出現(xiàn)的，它為生物進(jìn)化提供了_。S基因頻率增高的遺傳基礎(chǔ)是_。(2)試用生物進(jìn)化理論分析這一變化的原因：19世紀(jì)，樺尺蛾的棲息地的樹(shù)干上長(zhǎng)滿了地衣。在此環(huán)境下，種群s基因頻率高的原因是_。隨著英國(guó)工業(yè)的發(fā)展，工廠排出的煤煙使地衣不能生存，樹(shù)皮裸露并被煤煙熏成褐色，在此環(huán)境條件下，種群S基因頻率升高的原因是_。上述事實(shí)說(shuō)明，種群中產(chǎn)生的變異是_，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的_，其中不利變異不斷_，有利的變異則逐漸_，從而使種群的_發(fā)生定向的改變，導(dǎo)致生物朝著一定方向緩慢地進(jìn)化。因此生物的進(jìn)化方向是由_決定的。(3)為了研究環(huán)境改變對(duì)樺尺蛾種群變化的影響，某科學(xué)工作者在英國(guó)的兩個(gè)地區(qū)進(jìn)行了調(diào)查，獲得如下結(jié)果：項(xiàng)目地區(qū)灰色樺尺蛾黑色樺尺蛾釋放數(shù)回收數(shù)回收率釋放數(shù)回收數(shù)回收率污染區(qū)641625.0%1548253.2%非污染區(qū)3935413.7%406194.7%表中兩組數(shù)據(jù)_大于_、_大于_共同支持“自然選擇決定生物進(jìn)化的方向”這一觀點(diǎn)。若該地區(qū)實(shí)行煤煙控制計(jì)劃，大氣環(huán)境污染得到治理，請(qǐng)繪出在治理過(guò)程中黑色樺尺蛾、灰色樺尺蛾數(shù)量隨大氣污染的變化(繪出大致走勢(shì)即可)。解析：基因突變和基因重組是產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料，因此最初的S基因是通過(guò)基因突變獲得的。而S基因頻率的增高是通過(guò)等位基因的分離、重組從而形成多種多樣的基因型實(shí)現(xiàn)的。又由于自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進(jìn)化的方向，因此19世紀(jì)，種群中s基因頻率高的原因是灰色(ss)樺尺蛾體色與環(huán)境色彩一致，不易被鳥(niǎo)類捕食。后來(lái)樺尺蛾棲息地變成褐色，灰色個(gè)體易被鳥(niǎo)類捕食，黑色個(gè)體由于具有了保護(hù)色而容易生存，久而久之，黑色個(gè)體逐代積累增多，S的基因頻率也隨著增高，從而使種群的基因頻率發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝一定方向緩慢進(jìn)化。環(huán)境對(duì)變異起選擇作用，隨著大氣污染得到治理，灰色樺尺蛾數(shù)量會(huì)增加，黑色樺尺蛾的數(shù)量將降低。答案：(1)基因突變?cè)牧系任换虻姆蛛x、重組(2)灰色(ss)樺尺蛾體色與環(huán)境色彩一致，不易被鳥(niǎo)類捕食灰色個(gè)體易被鳥(niǎo)類捕食，黑色個(gè)體因有了保護(hù)色而易生存，久而久之，黑色個(gè)體逐代積累增多，S基因頻率也隨著升高不定向的自然選擇被淘汰積累增多基因頻率自然選擇(3)53.2% 25.0%13.7%4.7%(兩組數(shù)據(jù)順序可以調(diào)換)14達(dá)爾文發(fā)現(xiàn)在南美洲加拉帕戈斯群島的不同島嶼上生活著15種龜類(簡(jiǎn)稱島龜)，它們形態(tài)各異，食性和棲息場(chǎng)所也各不相同，但它們都保留著南美大陸西海岸陸地龜類的痕跡(簡(jiǎn)稱大陸龜)，研究發(fā)現(xiàn)這15種島龜就是由大陸龜進(jìn)化而來(lái)的。圖甲是描述島龜演化的模型，請(qǐng)分析回答：(1)大陸龜剛開(kāi)始分布到甲、乙兩島時(shí)，島嶼之間遼闊的海洋相當(dāng)于_隔離；每個(gè)島上的環(huán)境都不同，所以_的方向也不同，導(dǎo)致進(jìn)化方向產(chǎn)生差異。(2)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為生物進(jìn)化的基本單位是_。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期進(jìn)化，分布在不同海島上的島龜?shù)幕驇?kù)發(fā)生很大的差異，最終出現(xiàn)_隔離，標(biāo)志著兩個(gè)新物種島龜1和島龜2的形成。(3)島龜腳趾的連趾(ww)和分趾(WW、Ww)是一對(duì)相對(duì)性狀，若人為將島龜1遷入乙島，追蹤調(diào)查50年間W和w的基因頻率變化如圖乙，則乙島上的島龜1是否發(fā)生了進(jìn)化_(填“是”或“否”)，說(shuō)明上述性狀中_更適應(yīng)乙島的環(huán)境。解析：(1)當(dāng)同一物種分開(kāi)形成兩個(gè)種群時(shí)，兩者之間存在的是地理隔離；由于每個(gè)島上的環(huán)境不同所以自然選擇的方向也不同，從而導(dǎo)致進(jìn)化的方向也不同。(2)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為生物進(jìn)化的基本單位為種群，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的地理隔離最終達(dá)到了生殖隔離，標(biāo)志著兩個(gè)新物種的形成。(3)通過(guò)圖乙中種群基因頻率的變化分析，島龜發(fā)生了進(jìn)化；種群基因頻率變大的等位基因控制的性狀是適應(yīng)環(huán)境的。答案：(1)地理自然選擇(2)種群生殖(3)是連趾15綜合大熊貓化石及現(xiàn)存種類生活習(xí)性和生活環(huán)境等多方面的研究，傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為大熊貓的瀕危是進(jìn)化歷程的必然。最新群體遺傳學(xué)的研究表明，現(xiàn)存大熊貓并未走到進(jìn)化歷史的盡頭，仍然具有進(jìn)化潛力。研究發(fā)現(xiàn)該物種現(xiàn)存種群仍保持較高的遺傳多樣性和長(zhǎng)期生存的進(jìn)化潛力，大熊貓?jiān)谀┐伪谙诤筮€經(jīng)歷了強(qiáng)烈的種群擴(kuò)張，而現(xiàn)存種群的衰退僅始于幾千年前。請(qǐng)依據(jù)現(xiàn)代綜合進(jìn)化論的主要觀點(diǎn)和內(nèi)容及上述資料回答以下問(wèn)題：(1)一個(gè)大熊貓種群的全部個(gè)體所含的全部基因，是這個(gè)種群的_。(2)現(xiàn)代綜合進(jìn)化論認(rèn)為，種群是_的基本單位。影響種群基因頻率變化的因素有多種，如自然選擇和_等。大熊貓?jiān)谀┐伪谙诤筮€經(jīng)歷了強(qiáng)烈的種群擴(kuò)張的事實(shí)說(shuō)明，其實(shí)質(zhì)是大熊貓種群的_在進(jìn)化過(guò)程中發(fā)生了動(dòng)態(tài)變化。(3)突變和基因重組、_和_是物種形成和生物進(jìn)化的機(jī)制。(4)如果大熊貓種群無(wú)限大，群體內(nèi)的個(gè)體隨機(jī)交配，沒(méi)有突變發(fā)生，沒(méi)有任何形式的選擇壓力，那么群體中的各種基因型的比例每代保持不變。對(duì)某地一個(gè)種群隨機(jī)抽樣調(diào)查，測(cè)知該種群中有基因型AA、Aa、aa的個(gè)體若干只，由此可以計(jì)算出A和a的基因頻率。而根據(jù)A和a的基因頻率，可以推測(cè)出這個(gè)種群中Aa的頻率(N)大約是_。A0N100%B0<N50%C0N<50% DN>50%解析：(1)一個(gè)種群的全部個(gè)體所含的全部基因，是這個(gè)種群的基因庫(kù)。(2)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為，種群是生物進(jìn)化的基本單位。影響種群基因頻率變化的因素，除自然選擇外，還有突變和基因重組等。(3)突變和基因重組、自然選擇和隔離是物種形成的三個(gè)基本環(huán)節(jié)，通過(guò)它們的綜合作用使種群進(jìn)化，最終導(dǎo)致新物種形成。(4)設(shè)A基因頻率為p，a基因頻率為q，則pq1，AAAaaap22pqq21。Aa的基因型頻率2p(1p)2(p1/2)21/2，故Aa的基因型頻率>0且1/2，故B正確。答案：(1)基因庫(kù)(2)生物進(jìn)化基因突變、基因重組、染色體變異(突變、基因重組)基因頻率(3)自然選擇隔離(4)B19