2021高三生物人教版一輪教師用書：必修2 第7單元 第4講　現代生物進化理論 Word版含解析

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

2、 3．現代生物進化理論 (1)種群是生物進化的基本單位 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的比率。 ④生物進化的實質：種群基因頻率發(fā)生改變。 (2)突變和基因重組產生進化的原材料 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 ①原因：不斷淘汰不利變異的基因，積累有利變異的基因。 ②結果：種群的基因頻率發(fā)生定向改

3、變。 (4)隔離導致物種形成 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，也不能產生可育后代 地理上的障礙 實質 不同種群間的個體，在自然條件下基因不能自由交流的現象 (5)共同進化與生物多樣性的形成 ①共同進化：不同物種之間，生物與無機環(huán)境之間在相互影響中不斷進化和發(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化。 () 提示：可遺傳的變異中的突變是生物進化的原材料。 3．自然條件下，某隨機交配種群中基因頻

4、率的變化只與環(huán)境的選擇作用有關。 () 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。 4．長舌蝠為長筒花的唯一傳粉者，兩者相互適應，共同進化。 (√) 5．一般來說，頻率高的基因所控制的性狀更適應環(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．正確認識生物進化與新物種的形成 (1)生物進化的實質是種群基因頻率的改變，物種形成的標志是生殖隔離的形成。 (2)生物進化并不一定形成新物種，但是新物種的形成一定要經過生

5、物進化。 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，請根據所學知識作出預測：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．有人認為，自然條件下基因突變率很低，而且大多數基因突變對生物體是有害的，因此，它不可能為生物進化提供原材料。你認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，因此突變的絕對數還是很多的，有利突變的數量也不少。所以，基因突變能夠為生物進化提供原材料。

6、 3．捕食是常見的生物現象，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，使它們的數量在一定的范圍內波動，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量多的物種，這樣就避免出現一種和少數幾種生物在生態(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。 自然選擇學說與現代生物進化理論 1．下列關于自然選擇的敘述，錯誤的是(　　) A．自然選擇是生物進化的重要動力 B．自然選擇加速了種群生殖隔離的進程 C．自然選擇獲得的性狀都可以通過遺傳進行積累 D．自然選擇作用于對個體存活和繁殖

7、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會多，由此判斷C項錯誤。] 2．(2019廣東普寧市七校高三聯考)最新《自然》載文：科研人員從一種溶桿菌屬的細菌中提取一種新型抗生素(Ljrsocin E)，它能對抗常見抗生素無法對付的超級細菌——耐甲氧西林金黃色葡萄球菌，下列相關敘述正確的是 (　　) 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．按現代進化理論解釋超級細菌形成的實質是自然選擇使耐藥性變異定向積累的結果 C．耐甲氧西林金

8、黃色葡萄球菌這一超級細菌的形成意味著該種群一定發(fā)生了進化 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，不進行減數分裂，其可遺傳變異不會來自基因重組，A錯誤；按現代進化理論解釋，超級細菌形成的實質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；進化的實質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色葡萄球菌

9、種群滅絕，D錯誤。] 考查共同進化與生物多樣性的形成 3．下列關于共同進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．生物均在不斷進化中，而共同進化發(fā)生在生物群落內部 C．基因多樣性與基因突變有關，物種多樣性與生物進化有關 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是被捕食者中年、老病弱或年幼的個體，客觀上起到促進種群發(fā)展的作用，A錯；共同進化不僅發(fā)生在生物與生物之間，也發(fā)生在生物與無機環(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)和農田生態(tài)系統(tǒng)是人工或半人工的生態(tài)系統(tǒng)，可見人類越

10、來越多地影響生物的進化和多樣性，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會，獵物和捕食者的每一點進步都會促進對方發(fā)生改變，這種現象在生態(tài)學上稱為________。 (2)根據生態(tài)學家斯坦利的“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會，在生態(tài)學上，此種現象稱為共同進化(協(xié)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(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會，有利于增加物種的多樣性。 [答案]　(1)協(xié)同進化(或共同進化) (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 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＝該基因的數目該基因與其等位基因的總數100% 某基因型頻率＝該基因

12、型的個體數總個體數100% 外延 生物進化的實質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＋1/2Aa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 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.沒有自然選擇；e.沒有基因突

13、變。 ②計算公式：當等位基因只有兩個時(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。 1．生物進化的實質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目占全部基因的數目的比例。 () 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，該種群基因頻率沒有改變，沒有進化。

14、 (√) 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系？(設某遺傳病由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＋Aa個體數)全體個體數100%＝AA和Aa基因型頻率之和。(2)常染色

15、體隱性遺傳病發(fā)病率＝aa個體數全體個體數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。調查不同區(qū)域囊鼠深色表現型頻率，檢測并計算基因頻率，結果如圖。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)囊鼠的雜合體頻率低 C．淺色巖Q區(qū)的深色囊

16、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，導致生物朝著一定的方向不斷進化，深色囊鼠與淺色囊鼠在不同區(qū)域的分布現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，深色表現型頻率為0.18，則淺色表現型頻率為0.82，設雜合體頻率為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，深色表現型頻率為0.95，則淺色表現型頻率為0.05，可算出雜合體頻率為0.50，B項錯誤；已知淺色巖Q區(qū)D基因的頻

17、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(　　) A．淘汰前，該兔群中黑色個體數量與白色個體數量相等 B

18、．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0.25 D．黑色兔淘汰兩代后，兔群中AA∶Aa＝2∶1 B　[淘汰前，A%＝a%＝1/2，黑色的數量是1/21/2＝1/4，白色個體更多，A錯誤；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，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。在噴施農藥之前，害蟲中就存在抗農藥的突變個體。農藥不能使害蟲產生抗藥

19、性變異，只是對抗藥性個體進行了選擇。 3．能產生后代≠同一物種。兩個個體能夠交配產生后代，但子代可能高度不育，例如馬和驢雖然能夠產生子代，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過地理隔離，如多倍體的產生。 5．生物進化不一定導致物種的形成。生物進化的實質是種群基因頻率的改變，即生物進化不一定導致新物種的形成。但新物種一旦形成，則說明生物肯定進化了。 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)：突變和基因重組、自然選擇、隔離。 3．現代生物進化

20、理論的四個要點 (1)種群是生物進化的基本單位，進化的實質是種群基因頻率的改變。 (2)突變和基因重組提供進化的原材料。 (3)自然選擇決定生物進化的方向。 (4)隔離導致物種的形成。 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、乙的進化可能與該地區(qū)環(huán)境變化有關 B．物種乙的存在與進化會阻礙物種甲的進化 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　[甲和乙為捕食關系，根據現代生物進化理論有關共同進化的觀點，物種乙的存在與進化

21、會促進物種甲的進化，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)和細葉(b)，且?guī)b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________；子二

22、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；子二代雄株的基因型及比例為XBY∶1XbY＝3∶1，子二代雄株中B

23、基因頻率∶b基因頻率為3∶1。 (3)據上述分析，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)假設某果蠅種群中雌雄個體數目相等，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，該果蠅種群隨機交配產生的第一代中AA、Aa和aa的數量比為________，A基因頻率為________。 (2)若該果蠅種群隨機交配的實驗結果是第一代中只有Aa和aa兩種基因型，且

24、比例為2∶1，則對該結果最合理的解釋是____________________。根據這一解釋，第一代再隨機交配，第二代中Aa和aa基因型個體數量的比例應為________。 [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交配且不考慮基因突變和染色體變異，根據遺傳平衡定律可知，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的數量比為1∶2∶1，且A和a的基因頻率仍然都是0.5。 (2)由于該種群初始只有Aa一種基因

25、型，所以理論上隨機交配產生的后代中，應含有三種基因型，且比例為1∶2∶1。但實驗結果是第一代中只有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，隨機交配符合遺傳平衡定律，產生的子二代中AA＝1/31/3＝1/9，Aa＝(1/32/3)2＝4/9，aa＝2/32/3＝4/9，所以AA∶Aa∶aa＝1∶4∶4，AA個體致死，所以Aa和aa的個體數量比應為1∶1。 [答案]　(1)1∶1　1∶2∶1　0.5　(2)A基因純合致死　1∶1