1、1第 24 讲 现代生物进化理论1现代生物进化理论的主要内容() 2.生物进化与生物多样性的形成()现代生物进化理论1达尔文的自然选择学说(1)主要内容连一连(2)意义论证了生物是不断进化的，对生物进化的原因提出了合理的解释。科学地解释了生物多样性和适应性的形成。(3)局限性对于遗传和变异的本质不能做出科学的解释。对生物进化的解释局限于个体水平。强调物种形成都是渐变的结果，不能很好地解释物种大爆发等现象。2现代生物进化理论(1)种群是生物进化的基本单位。种群的概念：生活在一定区域的同种生物的全部个体。基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基
2、因数的比率。生物进化的实质：种群的基因频率发生改变。(2)突变和基因重组产生进化的原材料。可遗传变异的来源 突 变 基 因 突 变染 色 体 变 异 )基 因 重 组 )生物突变的有利和有害不是绝对的，往往取决于生物的生存环境。生物的变异是不定向的，只是提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。(3)自然选择决定生物进化的方向。原因：不断淘汰不利变异的基因，积累有利变异的基因。结果：种群的基因频率发生定向改变。(4)隔离导致物种的形成。物种的概念：能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物。2隔离项目 生殖隔离 地理隔离原因不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产
3、生可育后代地理上的障碍实质 不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。(必修 2 P122 技能训练改编)判断湖泊里的两种鱼是不是同一种物种，可行的操作是( )A分析二者 DNA 的碱基排列顺序B分析二者蛋白质的氨基酸排列顺序C显微镜观察二者体细胞中染色体组成D观察二者能否杂交并产生可育后代答案：D 物种形成的过程如图表示某物种进化的基本过程，请思考：(1)图中 X、Y、Z 分别指什么？(2)与原种相比，图中“新种”产生是否一定经历过地理隔离？答案：(1)图中 X、Y、Z 分别表示的是突变和基因重组、自然选择及隔离。(2)不一定。物种形成的三大模式3考向 1 自然选择学说与现代生物
4、进化理论1经调查发现，某地区青菜虫种群的抗药性不断增强，其原因是连续多年对青菜虫使用农药，下列叙述正确的是( )A使用农药导致青菜虫发生抗药性变异B青菜虫抗药性的增强是人工选择的结果C通过选择导致青菜虫抗药性不断积累D环境是造成青菜虫抗药性不断增强的动力解析：选 C。抗药性的产生并不是因为农药的使用，抗药性在农药使用之前就已经出现，A错误；青菜虫抗药性增强是自然选择的结果，B 错误；通过自然选择可导致有利变异的积累，C 正确；自然选择是进化的动力，D 错误。2寨卡病毒是一种严重危害人类健康的蚊媒病毒，为了有效控蚊，某研究机构进行了灭蚊剂灭蚊研究，如图是研究期间蚊子幼虫基因型频率变化曲线，图中箭
5、头 1 时开始使用灭蚊剂，箭头 2 时停止使用杀虫剂，A 为野生基因，a 为突变基因。下列有关叙述正确的是( )Aa 控制的性状是适应性性状Ba 表示该灭蚊剂的抗性基因C灭蚊剂的使用使蚊子种群中产生了抗性突变D若从此不再使用该杀虫剂，a 基因一定会消失解析：选 B。生物的适应性是相对的，由图可知，在使用灭蚊剂时，a 控制的性状是适应性性状。而在不使用灭蚊剂时，a 控制的性状就不是适应性性状了，A 错误；在使用灭蚊剂时，4aa 的基因型频率增加，而 AA 和 Aa 的基因型频率均下降，因此 a 表示该灭蚊剂的抗性基因，B 正确；灭蚊剂的使用对蚊子进行了选择作用，而不是使蚊子种群中产生了抗性突变，
6、C 错误；若从此不再使用该杀虫剂，a 还会因存在于杂合子中而不会消失，D 错误。自然选择学说与现代生物进化理论的异同点考向 2 生物进化及物种形成3(2018辽宁大连月考)如图 a、b、c 表示自然条件有差异、存在地理隔离的 3 个地区。a 地区物种甲某些个体迁移到 b、c 地区，经长期进化逐渐形成两个新物种乙、丙。下列叙述正确的是( )A上述过程说明地理隔离是新物种形成的标志B留居 a 地区的甲种群的基因频率不再发生改变C乙、丙两个种群间不能进行基因交流，它们的基因库存在较大差异D甲、乙两个种群间存在生殖隔离，它们的基因库组成完全不同解析：选 C。新物种形成的标志是生殖隔离的出现；a 地区的
7、环境在变化，留居 a 地区的甲种群的基因频率可能会发生变化；乙、丙是两个物种，存在生殖隔离，这两个种群间不能进行基因交流，它们的基因库也有较大的差异；甲、乙是两个物种，存在生殖隔离，但是乙物种是从甲物种进化来的，二者的基因库组成可能部分相同。4如图表示生物多样性的形成过程，下列说法不正确的是( )A图中 P 决定生物进化的方向B生物多样性主要包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性C图中 R 表示生殖隔离，它能导致新物种的形成5D若两个动物交配后能产生后代，则它们一定属于同一物种解析：选 D。图中 P 表示自然选择，自然选择决定生物进化的方向，A 正确。生物多样性主要包括基因多样性、物种多样
8、性和生态系统多样性，B 正确。产生生殖隔离是新物种形成的标志，C 正确。马和驴属于两个物种，但它们可以交配，并产生后代骡，D 错误。物种形成和生物进化的区别与联系项目 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生物与原生物的关系新物种形成，质变 生物进化，量变二者联系(1)只有不同种群的基因库产生了明显差异，出现生殖隔离才形成新物种；(2)进化不一定产生新物种，新物种产生一定存在进化考向 3 种群基因频率和基因型频率的计算5(2015高考山东卷)玉米的高秆(H)对矮秆(h)为显性。现有若干 H 基因频率不同的玉米群体，在群体足够大且没有其他因素干扰时，每个群体内随机交配一代后获得
9、 F1。各 F1中基因型频率与 H 基因频率(p)的关系如下图。下列分析错误的是( )A0p1 时，亲代群体都可能只含有纯合体B只有 pb 时，亲代群体才可能只含有杂合体Cpa 时，显性纯合体在 F1中所占的比例为 1/9Dpc 时，F 1自交一代，子代中纯合体比例为 5/9解析：选 D。根据题干给出信息：种群足够大，没有其他因素干扰(无突变、无自然选择、无迁入和迁出)，每个群体内个体间随机交配，则种群的亲子代之间基因的传递遵循遗传平衡定律。A 项，子代 H 基因频率为 p(0p1)时，由于亲子代之间遵循遗传平衡定律，则亲代H 基因频率也为 p；当亲代种群中 HH 基因型频率为 p，hh 基因
10、型频率为(1p)时，则亲代 H基因频率为 p，此时，亲代都为纯合体。B 项，pb 时，Hh 基因型频率为 1/2，hh 和 HH 基因型频率相等，均为 1/4，计算出 p0.5，则亲代 H 基因频率也为 0.5，在这种情况下，亲6代群体才可能只含有杂合体。C 项，pa 时，Hh 基因型频率hh 基因型频率，可推知2p(1p)(1p) 2，即 p1/3，进而推知 HH 基因型频率为 1/9。D 项，pc 时，Hh 基因型频率HH 基因型频率，可推知 2p(1p)p 2，即 p2/3，进而推知 HH 基因型频率为4/9，Hh 基因型频率为 4/9，hh 基因型频率为 1/9。自交一代后纯合体比例1
11、杂合体比例1(4/91/2)7/9。1 “定义法”求解基因频率某基因频率 100%某 基 因 总 数某 基 因 和 其 等 位 基 因 的 总 数若在常染色体上，某基因频率 100%某 基 因 总 数种 群 个 体 数 2X 染色体上 b 基因频率 100%b基 因 总 数2女 性 个 体 数 男 性 个 体 数2 “公式法”求解基因频率(以常染色体上一对等位基因 A、a 为例)A 基因频率AA 基因型频率1/2Aa 基因型频率a 基因频率aa 基因型频率1/2Aa 基因型频率3运用遗传平衡定律求解基因频率在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因只有一对(A、a)时，设 p 代表 A 基因的频率
12、， q代表 a 基因的频率，则：( p q)2 p22 pq q21。其中 p2是 AA(纯合子)的基因型频率，2 pq 是 Aa(杂合子)的基因型频率， q2是 aa(纯合子)的基因型频率。变式 1 (高考海南卷改编)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 20 000 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 20 000 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( )Av 基因频率降低了 50%BV 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%解析
13、：选 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 0.0420 000800 只，Vv 基因型的果蝇有 20.20.820 0006 400 只，VV 基因型的果蝇有0.80.820 00012 800 只。引入纯合长翅果蝇后，v 基因频率为(80026 400)/(40 0002)0.1，V 的基因频率为 10.10.9，A 正确，B 错误；因 Vv、vv 基因型的果蝇的7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。变式
14、2 某生物兴趣小组抽样调查的 200 人中，各种基因型和人数情况如表所示，则这 200人中，X b的基因频率为( )基因型 XBXB XBXb XbXb XBY XbY人数 78 14 8 70 30A.85% B30%C20% D15%解析：选 C。每个女性基因型中 B 或 b 基因共两个，男性基因型中只有一个 B 或 b 基因。则Xb的数量是 14823060，X B与 Xb的数量为 782142827030300，故Xb的基因频率为 60/300100%20%。变式 3 某县城有 20 000 人，男女比例为 11，女性血友病患者有 1 600 人，求人群中一正常女性与一正常男性婚配生出
15、患血友病孩子的概率( )A1/7 B3/25C4/25 D3/16答案：A变式 4 (2018洛阳模拟)囊性纤维病是一种常染色体遗传病。在欧洲人群中每 2 500 个人中就有一人患此病。如果一对健康的夫妇有一个患病的儿子，此后该女子又与另一健康男子再婚，则再婚后他们生一个患此病孩子的概率约是( )A1% B0.04%C3.9% D2%解析：选 A。由于一对健康的夫妇生了一个患病的儿子，所以该遗传病为隐性遗传病，设显性基因为 A，隐性基因为 a，所以这对夫妇的基因型都为 Aa。把人群看成一个平衡群体，则有 aa 占 1/2 500，所以 a 的基因频率 q1/50，A 的基因频率为 p49/50
16、，那么群体中，AA的基因型频率为 p2，Aa 的基因型频率为 2pq，正常人群中杂合子 Aa 所占的比例为Aa/(AAAa)2 pq/(p22 pq)2/51，即健康人中杂合子所占的比例为 2/51，该女子与正常男性婚配后生出患病孩子的概率为 1/42/511/1021%。共同进化与生物多样性的形成1共同进化(1)概念：不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。(2)原因：生物与生物之间的相互选择和生物与无机环境之间的相互影响。(3)共同进化的实例8共同进化类型 包含类型 实例种间互助 一种蛾与兰花捕食 猎豹和斑马寄生 黏液瘤病毒和兔子不同物种之间 种间斗争竞争 作物与杂草生
17、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氧气出现好氧生物2.生物多样性的形成(1)内容：生物多样性主要包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。(2)形成原因：生物的进化。(3)三个层次之间的关系(4)研究生物进化历程的主要依据：化石。3生物进化理论在发展(1)中性学说：大量的基因突变是中性的，决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择。(2)生物进化理论不会停滞不前，而是在不断发展。结合教材内容，分析下图，并思考：(1)图中显示了_多样性，此类多样性发生于_(填“相同”或“不同”)物种间。(2)显示了_多样性，此类多样性发生于_(填
18、“相同”或“不同”)物种间。9(3)图显示的是_多样性，此类多样性_(填“包含”或“不包含”)非生物成分。答案：(1)遗传(或基因) 相同 (2)物种 不同(3)生态系统 包含 1.(高考广东卷)某种兰花有细长的花矩(如图所示)，花矩顶端贮存着花蜜，这种兰花的传粉需借助具有细长口器的蛾在吸食花蜜的过程中完成。下列叙述正确的是( )A蛾口器的特征决定兰花花矩变异的方向B花矩变长是兰花新种形成的必要条件C口器与花矩的相互适应是共同进化的结果D蛾的口器会因吸食花蜜而越变越长解析：选 C。A 项，兰花花矩的变异是不定向的，蛾的口器对兰花花矩仅起到选择作用。B项，新物种形成的标志是与原来的物种形成生殖隔
19、离，隔离是新物种形成的必要条件。C 项，任何一个物种都不是单独进化的，生物与无机环境以及生物与生物之间都存在着进化上的密切联系。蛾的口器与花矩的相互适应正是共同进化的结果。D 项，蛾的口器与花矩进行着相互选择，花矩变长对蛾的口器具有选择作用，使蛾种群中口器较长的个体容易生存下来，经过多代选择，蛾的口器会越变越长。因此，蛾的口器不会因吸食花蜜而越变越长。2(2018河南南阳模拟)下列关于进化和生物多样性的叙述，正确的是( )A共同进化是通过物种之间的生存斗争实现的B长期大量使用农药会导致具有抗药性的个体比例增加C捕食者的存在不利于增加物种的多样性D生物多样性主要包括物种多样性、种群多样性和生态系
20、统多样性解析：选 B。共同进化既包括生物之间的共同进化，也包括生物与环境之间的共同进化，A错误；长期大量使用农药会导致具有抗药性的个体比例增加，B 正确；捕食者的存在有利于增加物种的多样性，C 错误；生物多样性主要包括基因的多样性、物种的多样性和生态系统的多样性，D 错误。清一清易错点 1 误认为变异出现于环境变化之后，是在环境“诱发”下产生的点拨 变异在环境变化之前已经产生且是不定向的，环境只是起“选择”作用。易错点 2 能产生后代同一物种点拨 两个个体能够交配产生后代，有可能子代高度不育，如马和驴，虽然能够产生子代，但子代不育，因此马和驴是两个物种。10易错点 3 种群物种点拨 (1)物种
21、是自然状态下能够自由交配并产生可育后代的一群生物，一个物种可能在不同地点和时间形成不同的种群。(2)种群是同一种生物、同一地点、同一时间形成的一个群体。种群“小” ，不同种群间有地理隔离；物种“大” ，不同物种间有生殖隔离。(3)判断生物是不是同一物种，如果来历不明，形态结构相似，可靠依据是：看是否存在生殖隔离。若存在生殖隔离，则不是同一物种。易错点 4 混淆自交和自由交配时基因(型)频率的变化点拨 (1)某种群的所有个体自交，若没有进行选择，则自交后代的基因频率不变，基因型频率会改变，并且杂合子的基因型频率降低，纯合子的基因型频率升高。(2)某种群的所有个体自由交配，若没有基因突变且各种基因
22、型的个体生活力相同时，后代的基因频率不变。后代的基因型频率是否改变有以下两种情况：如果没有达到遗传平衡，则后代的基因型频率会改变并达到遗传平衡；如果已达到遗传平衡，则后代的基因型频率不会改变。易错点 5 不能准确运用男性基因型频率计算该地区 X 染色体基因频率点拨 (以红绿色盲为例)红绿色盲为伴 X 染色体隐性遗传病，色盲基因 b 位于 X 染色体上，对男性(XY)而言，每个男性体细胞中只有一条 X 染色体，含有致病基因就为患者，不含则为正常个体，无携带者。若某地区男性中色盲占 x。则此地区 Xb的基因频率也为 x，此地区女性色盲率则为 x2。判一判(1)生物进化的方向与基因突变的方向一致(
23、)(2)一般来说，频率高的基因所控制的性状更适应环境( )(3)种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小( )(4)物种的形成可以不经过隔离( )(5)受农药处理后种群中抗药性强的个体有更多机会将基因传递给后代( )(6)生物进化的基本单位是群落( )(7)外来物种入侵能改变生物进化的速度和方向(江苏，5C)( )(8)生物的种间竞争是一种选择过程(江苏，5A)( )(9)环境发生变化时，种群的基因频率可能改变，也可能不变(海南，8C)( )(10)生物多样性的形成是生物共同进化的结果( )(11)生态系统多样性是物种多样性的保证( )(12)生态系统的多样性就是生物对环境影响的结果( )答案：(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12)
