高三生物人教版一輪教師用書：必修2 第7單元 第4講　現(xiàn)代生物進(jìn)化理論 Word版含解析

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1、 第4講　現(xiàn)代生物進(jìn)化理論 1.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容(Ⅱ) 2.生物進(jìn)化與生物多樣性的形成(Ⅱ) 　 1.生物是不斷進(jìn)化的，并與環(huán)境相適應(yīng)。(生命觀念) 2.比較辨析達(dá)爾文自然選擇學(xué)說與現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的關(guān)系。(科學(xué)思維) 3.保護(hù)生物的多樣性，形成生態(tài)意識。(社會責(zé)任) 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論 1．拉馬克的進(jìn)化學(xué)說 (1)內(nèi)容 ①生物是由更古老的生物進(jìn)化來的。 ②生物是由低等到高等逐漸進(jìn)化的。 ③用進(jìn)廢退和獲得性遺傳導(dǎo)致生物各種適應(yīng)性特征的形成，同時也是生物進(jìn)化的原因。 (2)意義：否定了神創(chuàng)論和物種不變論。 2．達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說

2、 3．現(xiàn)代生物進(jìn)化理論 (1)種群是生物進(jìn)化的基本單位 ①種群：生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體。 ②基因庫：一個種群中全部個體所含有的全部基因。 ③基因頻率：在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比率。 ④生物進(jìn)化的實質(zhì)：種群基因頻率發(fā)生改變。 (2)突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料 ①可遺傳變異的來源 ②生物突變的有利和有害不是絕對的，往往取決于生物的生存環(huán)境。 ③生物的變異是不定向的，只是產(chǎn)生了生物進(jìn)化的原材料，不能決定生物進(jìn)化的方向。 (3)自然選擇決定生物進(jìn)化的方向 ①原因：不斷淘汰不利變異的基因，積累有利變異的基因。 ②結(jié)果：種群的基因頻率發(fā)生定向改

3、變。 (4)隔離導(dǎo)致物種形成 類型 生殖隔離 地理隔離 原因 不同物種之間一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育后代 地理上的障礙 實質(zhì) 不同種群間的個體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象 (5)共同進(jìn)化與生物多樣性的形成 ①共同進(jìn)化：不同物種之間，生物與無機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展。 ②生物多樣性 1．生殖隔離是物種朝不同方向發(fā)展的決定性因素。 (×) 提示：自然選擇是物種朝不同方向發(fā)展的決定性因素。 2．突變的可遺傳性阻礙生物的進(jìn)化。 (×) 提示：可遺傳的變異中的突變是生物進(jìn)化的原材料。 3．自然條件下，某隨機(jī)交配種群中基

4、因頻率的變化只與環(huán)境的選擇作用有關(guān)。 (×) 提示：種群基因頻率的變化與突變、重組、遷入與遷出和環(huán)境的選擇等多種因素有關(guān)。 4．長舌蝠為長筒花的唯一傳粉者，兩者相互適應(yīng)，共同進(jìn)化。 (√) 5．一般來說，頻率高的基因所控制的性狀更適應(yīng)環(huán)境。 (√) 6．生物多樣性的形成也就是新的物種不斷形成的過程。 (×) 提示：生物多樣性包括基因多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。 1．把握物種形成的三大模式 2．正確認(rèn)識生物進(jìn)化與新物種的形成 (1)生物進(jìn)化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變，物種形成的標(biāo)志是生殖隔離的形成。 (2)生物進(jìn)化并不一定形成新物種，但是新物種的形成一定

5、要經(jīng)過生物進(jìn)化。 1．若將一個瀕臨絕滅的生物的種群釋放到一個新環(huán)境中，那里有充足的食物，沒有天敵，請根據(jù)所學(xué)知識作出預(yù)測：這個種群將發(fā)生怎樣的變化？ 提示：若氣候等其他條件也合適，并且這個種群具有一定的繁殖能力，該種群的個體數(shù)會迅速增加。否則，也可能仍然處于瀕危狀態(tài)甚至絕滅。 2．有人認(rèn)為，自然條件下基因突變率很低，而且大多數(shù)基因突變對生物體是有害的，因此，它不可能為生物進(jìn)化提供原材料。你認(rèn)為這樣的看法正確嗎？為什么？ 提示：不正確。雖然自然突變的頻率很低，但是，一個物種往往有許多個體，因此突變的絕對數(shù)還是很多的，有利突變的數(shù)量也不少。所以，基因突變能夠為生物進(jìn)化提供原材料

6、。 3．捕食是常見的生物現(xiàn)象，捕食者的存在能夠增加群落的穩(wěn)定性，也能增加物種的多樣性，請你說明原因。 提示：群落中捕食者和被捕食者相互影響，又相互制約，使它們的數(shù)量在一定的范圍內(nèi)波動，因此捕食者的存在能夠增加群落的穩(wěn)定性。捕食者往往捕食個體數(shù)量多的物種，這樣就避免出現(xiàn)一種和少數(shù)幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占優(yōu)勢的局面， 為其他生物的生存騰出了空間。 自然選擇學(xué)說與現(xiàn)代生物進(jìn)化理論 1．下列關(guān)于自然選擇的敘述，錯誤的是(　　) A．自然選擇是生物進(jìn)化的重要動力 B．自然選擇加速了種群生殖隔離的進(jìn)程 C．自然選擇獲得的性狀都可以通過遺傳進(jìn)行積累 D．自然選擇作用于對個體存

7、活和繁殖有影響的變異性狀 C　[個體并不是直接把性狀傳遞給后代，傳遞給后代的是基因，考慮到基因在遺傳過程中的傳遞與分配，并不是所有的性狀都能得以遺傳，只是有利變異的個體生存并留下后代的機(jī)會多，由此判斷C項錯誤。] 2．(2019·廣東普寧市七校高三聯(lián)考)最新《自然》載文：科研人員從一種溶桿菌屬的細(xì)菌中提取一種新型抗生素(Ljrsocin E)，它能對抗常見抗生素?zé)o法對付的超級細(xì)菌——耐甲氧西林金黃色葡萄球菌，下列相關(guān)敘述正確的是 (　　) A．耐甲氧西林金黃色葡萄球菌的抗藥性變異來源于突變或基因重組 B．按現(xiàn)代進(jìn)化理論解釋超級細(xì)菌形成的實質(zhì)是自然選擇使耐藥性變異定向積累的結(jié)果 C．耐

8、甲氧西林金黃色葡萄球菌這一超級細(xì)菌的形成意味著該種群一定發(fā)生了進(jìn)化 D．施用新型抗生素(Ljrsocin E)會使耐甲氧西林金黃色葡萄球菌種群滅絕 C　[耐甲氧西林金黃色葡萄球菌屬于原核生物，不進(jìn)行減數(shù)分裂，其可遺傳變異不會來自基因重組，A錯誤；按現(xiàn)代進(jìn)化理論解釋，超級細(xì)菌形成的實質(zhì)是自然選擇使金黃色葡萄球菌的基因頻率發(fā)生定向變化，B錯誤；進(jìn)化的實質(zhì)是種群基因頻率的變化，耐甲氧西林金黃色葡萄球菌這一超級細(xì)菌的形成伴隨著種群基因頻率的變化，意味著該種群一定發(fā)生了進(jìn)化，C正確；耐甲氧西林金黃色葡萄球菌種群中存在著抗新型抗生素的個體差異，施用新型抗生素(Ljrsocin E)不會使耐甲氧西林金黃

9、色葡萄球菌種群滅絕，D錯誤。] 考查共同進(jìn)化與生物多樣性的形成 3．下列關(guān)于共同進(jìn)化和生物多樣性的敘述，正確的是(　　) A．捕食者的存在對被捕食者不利，但有利于增加生物的多樣性 B．生物均在不斷進(jìn)化中，而共同進(jìn)化發(fā)生在生物群落內(nèi)部 C．基因多樣性與基因突變有關(guān)，物種多樣性與生物進(jìn)化有關(guān) D．人類的活動會影響群落演替，但不影響生物的多樣性 C　[捕食者吃掉的大多數(shù)是被捕食者中年、老病弱或年幼的個體，客觀上起到促進(jìn)種群發(fā)展的作用，A錯；共同進(jìn)化不僅發(fā)生在生物與生物之間，也發(fā)生在生物與無機(jī)環(huán)境之間，B錯；家禽、家畜是人工培育的物種，城市生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)是人工或半人工的生態(tài)系統(tǒng)，

10、可見人類越來越多地影響生物的進(jìn)化和多樣性，D錯。] 4．(2018·全國卷Ⅰ節(jié)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(jī)會，獵物和捕食者的每一點進(jìn)步都會促進(jìn)對方發(fā)生改變，這種現(xiàn)象在生態(tài)學(xué)上稱為________。 (2)根據(jù)生態(tài)學(xué)家斯坦利的“收割理論”，食性廣的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______________________________________________ _____________________________________________

11、________。 [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(jī)會，在生態(tài)學(xué)上，此種現(xiàn)象稱為共同進(jìn)化(協(xié)同進(jìn)化)。(2)捕食者往往捕食個體數(shù)量多的物種，這樣就會避免出現(xiàn)一種或少數(shù)幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對優(yōu)勢的局面，為其他物種的生存提供機(jī)會，有利于增加物種的多樣性。 [答案]　(1)協(xié)同進(jìn)化(或共同進(jìn)化) (2)捕食者往往捕食個體數(shù)量多的物種，為其他物種的生存提供機(jī)會 種群基因(型)頻率 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(shù)目÷該基因與其等位基因的總數(shù)×100% 某基

12、因型頻率＝該基因型的個體數(shù)÷總個體數(shù)×100% 外延 生物進(jìn)化的實質(zhì)是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，b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＋1/2×Aa基因型頻率 a基因頻率＝aa基因型頻率＋1/2×Aa基因型頻率 (3)利用遺傳平衡定律計算基因型頻率 ①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

13、.沒有自然選擇；e.沒有基因突變。 ②計算公式：當(dāng)?shù)任换蛑挥袃蓚€時(A、a)，設(shè)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。 1．生物進(jìn)化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變。 (√) 2．種群基因頻率改變，基因型頻率一定改變。 (√) 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(shù)目占全部基因的數(shù)目的比例。 (×) 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(shù)的比率。 5．在一個遺傳平衡的群體中，種群個體連續(xù)自交兩代后，該種

14、群基因頻率沒有改變，沒有進(jìn)化。 (√) 自交和自由交配時基因(型)頻率的變化規(guī)律 (1)自交：種群個體自交時，純合子增多，雜合子減少，基因型頻率發(fā)生改變。自交過程不改變基因頻率。 (2)自由交配：在無基因突變、各種基因型的個體生活力相同時，處于遺傳平衡的種群自由交配遵循遺傳平衡定律，上下代之間種群的基因頻率及基因型頻率不變。如果一個種群沒有處于遺傳平衡狀態(tài)，自由交配不改變基因頻率，但改變基因型頻率。 1．常染色體發(fā)病率和基因型頻率有什么關(guān)系？(設(shè)某遺傳病由A、a一對等位基因控制) 提示：(1)常染色體顯性遺傳病發(fā)病率＝(AA個體數(shù)＋Aa個體數(shù))÷全體個體數(shù)×100%＝A

15、A和Aa基因型頻率之和。(2)常染色體隱性遺傳病發(fā)病率＝aa個體數(shù)÷全體個體數(shù)×100%＝aa基因型頻率。 2．X染色體隱性遺傳病在男性中的發(fā)病率為什么等于該病致病基因的基因頻率？ 提示：因Y染色體上沒有相應(yīng)的等位基因，因此在男性中的發(fā)病率等于該病致病基因的基因頻率。 基因(型)頻率的計算及應(yīng)用 1．(2019·天津高考)囊鼠的體毛深色(D)對淺色(d)為顯性，若毛色與環(huán)境差異大則易被天敵捕食。調(diào)查不同區(qū)域囊鼠深色表現(xiàn)型頻率，檢測并計算基因頻率，結(jié)果如圖。下列敘述錯誤的是(　　) A．深色囊鼠與淺色囊鼠在不同區(qū)域的分布現(xiàn)狀受自然選擇影響 B．與淺色巖P區(qū)相比，深色熔巖床區(qū)囊

16、鼠的雜合體頻率低 C．淺色巖Q區(qū)的深色囊鼠的基因型為DD、Dd D．與淺色巖Q區(qū)相比，淺色巖P區(qū)囊鼠的隱性純合體頻率高 B　[在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化，深色囊鼠與淺色囊鼠在不同區(qū)域的分布現(xiàn)狀受自然選擇的影響，A項正確；在淺色巖P區(qū)，D基因的頻率為0.1，則d基因的頻率為0.9，深色表現(xiàn)型頻率為0.18，則淺色表現(xiàn)型頻率為0.82，設(shè)雜合體頻率為x，那么x＋0.82＝0.9，可算出x＝0.16，同理，在深色熔巖床區(qū)，D基因的頻率為0.7，則d基因的頻率為0.3，深色表現(xiàn)型頻率為0.95，則淺色表現(xiàn)型頻率為0.05，可算出雜合體頻率為0

17、.50，B項錯誤；已知淺色巖Q區(qū)D基因的頻率為0.3，若該區(qū)深色囊鼠的基因型均為Dd，則D基因的頻率為0.25，不足0.3，故淺色巖Q區(qū)的深色囊鼠的基因型為DD、Dd，C項正確；淺色巖P區(qū)囊鼠的隱性純合體頻率為0.82，淺色巖Q區(qū)囊鼠的隱性純合體頻率為1－0.50＝0.50，即與淺色巖Q區(qū)相比，淺色巖P區(qū)囊鼠的隱性純合體頻率高，D項正確。] 2．(2019·青島市高三一模)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(yǎng)家兔種群中，白毛和黑毛的基因頻率各占一半，現(xiàn)讓該兔群隨機(jī)交配并進(jìn)行人工選擇，逐代淘汰黑色個體。下列說法正確的是(　　) A．淘汰前，

18、該兔群中黑色個體數(shù)量與白色個體數(shù)量相等 B．隨著淘汰代數(shù)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0.25 D．黑色兔淘汰兩代后，兔群中AA∶Aa＝2∶1 B　[淘汰前，A%＝a%＝1/2，黑色的數(shù)量是1/2×1/2＝1/4，白色個體更多，A錯誤；淘汰后，F(xiàn)1中AA占1/3，F(xiàn)2中AA占1/2，F(xiàn)3中AA占3/5，故純合子比例增加，B正確；黑色兔淘汰一代后，a%＝1/3，C錯誤；黑色兔淘汰兩代后，AA∶Aa＝1∶1，D錯誤。] 1.突變≠基因突變?！巴蛔儭辈皇腔蛲蛔兊暮喎Q，而是包括基因突變和染色體變異。 2．變異先于環(huán)境選擇。在噴施農(nóng)藥之前，害蟲中

19、就存在抗農(nóng)藥的突變個體。農(nóng)藥不能使害蟲產(chǎn)生抗藥性變異，只是對抗藥性個體進(jìn)行了選擇。 3．能產(chǎn)生后代≠同一物種。兩個個體能夠交配產(chǎn)生后代，但子代可能高度不育，例如馬和驢雖然能夠產(chǎn)生子代，但子代不育，因此馬和驢是兩個物種。 4．物種的形成不一定都需要經(jīng)過地理隔離，如多倍體的產(chǎn)生。 5．生物進(jìn)化不一定導(dǎo)致物種的形成。生物進(jìn)化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變，即生物進(jìn)化不一定導(dǎo)致新物種的形成。但新物種一旦形成，則說明生物肯定進(jìn)化了。 1.地理隔離造成基因交流的阻斷，不同環(huán)境的自然選擇造成不同基因頻率的變化，當(dāng)基因頻率變化積累到一定的程度，形成生殖隔離，從而形成物種。 2．物種形成的三個環(huán)節(jié)：突變和

20、基因重組、自然選擇、隔離。 3．現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的四個要點 (1)種群是生物進(jìn)化的基本單位，進(jìn)化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變。 (2)突變和基因重組提供進(jìn)化的原材料。 (3)自然選擇決定生物進(jìn)化的方向。 (4)隔離導(dǎo)致物種的形成。 真題體驗| 感悟高考　淬煉考能 1．(2018·海南高考)甲、乙兩物種在某一地區(qū)共同生存了上百萬年，甲以乙為食。下列敘述錯誤的是(　　) A．甲、乙的進(jìn)化可能與該地區(qū)環(huán)境變化有關(guān) B．物種乙的存在與進(jìn)化會阻礙物種甲的進(jìn)化 C．若甲是動物，乙可能是植物，也可能是動物 D．甲基因型頻率改變可能引起乙基因頻率的改變 B　[甲和乙為捕食關(guān)系，根據(jù)現(xiàn)代生

21、物進(jìn)化理論有關(guān)共同進(jìn)化的觀點，物種乙的存在與進(jìn)化會促進(jìn)物種甲的進(jìn)化，有利于提高生物多樣性，B錯誤。] 2．(2016·海南高考)某種植物雄株(只開雄花)的性染色體是XY；雌株(只開雌花)的性染色體是XX。等位基因B和b是伴X遺傳的，分別控制闊葉(B)和細(xì)葉(b)，且?guī)b的精子與卵細(xì)胞結(jié)合后使受精卵致死。用闊葉雄株和雜合闊葉雌株進(jìn)行雜交得到子一代，再讓子一代相互雜交得到子二代?；卮鹣铝袉栴}： (1)理論上，子二代中，雄株數(shù)∶雌株數(shù)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

22、論上，子二代雌株的葉型表現(xiàn)為________；子二代雄株中，闊葉∶細(xì)葉為________。 [解析]　(1)闊葉雄株(XBY)和雜合闊葉雌株(XBXb)進(jìn)行雜交得到子一代，子一代中雄株為1/2XBY、1/2XbY，可產(chǎn)生1/4XB、1/4Xb、1/2Y三種配子，雌株為1/2XBXB、1/2XBXb，可產(chǎn)生3/4XB、1/4Xb兩種配子，子一代相互雜交，雌雄配子隨機(jī)結(jié)合，帶Xb的精子與卵細(xì)胞結(jié)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(shù)∶雌株數(shù)為2∶1。 (2)理論上子二代雌株的基因型及比例為XBXB∶1XBXb＝3∶1，則雌株中B基因頻率∶b基因頻率為7∶1；子二代雄株的基因

23、型及比例為XBY∶1XbY＝3∶1，子二代雄株中B基因頻率∶b基因頻率為3∶1。 (3)據(jù)上述分析，理論上子二代雌株的葉型表現(xiàn)為闊葉；子二代雄株中，闊葉∶細(xì)葉為3∶1。 [答案]　(1)2∶1　(2)7∶1　3∶1　(3)闊葉　3∶1 3．(2015·全國卷Ⅰ)假設(shè)某果蠅種群中雌雄個體數(shù)目相等，且對于A和a這對等位基因來說只有Aa一種基因型?；卮鹣铝袉栴}： (1)若不考慮基因突變和染色體變異，則該果蠅種群中A基因頻率∶a基因頻率為________。理論上，該果蠅種群隨機(jī)交配產(chǎn)生的第一代中AA、Aa和aa的數(shù)量比為________，A基因頻率為________。 (2)若該果蠅種群隨機(jī)

24、交配的實驗結(jié)果是第一代中只有Aa和aa兩種基因型，且比例為2∶1，則對該結(jié)果最合理的解釋是____________________。根據(jù)這一解釋，第一代再隨機(jī)交配，第二代中Aa和aa基因型個體數(shù)量的比例應(yīng)為________。 [解析]　(1)因為該種群只有Aa一種基因型，若不考慮基因突變和染色體變異，該種群中A和a的基因頻率均為0.5，所以A基因頻率∶a基因頻率＝1∶1。如果該果蠅種群隨機(jī)交配且不考慮基因突變和染色體變異，根據(jù)遺傳平衡定律可知，AA的基因型頻率為0.25，aa的基因型頻率也是0.25，則Aa的基因型頻率為0.5，所以AA、Aa和aa的數(shù)量比為1∶2∶1，且A和a的基因頻率仍然

25、都是0.5。 (2)由于該種群初始只有Aa一種基因型，所以理論上隨機(jī)交配產(chǎn)生的后代中，應(yīng)含有三種基因型，且比例為1∶2∶1。但實驗結(jié)果是第一代中只有Aa和aa兩種基因型，且比例為2∶1，最可能的原因是顯性基因純合(AA)致死，從而導(dǎo)致子代中無基因型為AA的個體存在。子一代中Aa和aa的比例為2∶1，即Aa和aa的概率分別是2/3和1/3，所以A和a的基因頻率分別是1/3和2/3。如果不考慮基因純合致死，隨機(jī)交配符合遺傳平衡定律，產(chǎn)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個體致死，所以Aa和aa的個體數(shù)量比應(yīng)為1∶1。 [答案]　(1)1∶1　1∶2∶1　0.5　(2)A基因純合致死　1∶1