2020届高考生物一轮复习讲义 第7单元 第22讲生物的进化
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1、第22讲生物的进化考纲要求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()。考点一现代生物进化理论1拉马克的进化学说(1)内容:用进废退和获得性遗传是生物进化的原因,生物是由低等到高等逐渐进化的。(2)意义:否定了神创论和物种不变论。2达尔文自然选择学说3现代生物进化理论(1)基本观点的比较达尔文进化论共同点现代生物进化理论进化局限于“个体”水平自然选择源于过度繁殖和生存斗争未就遗传变异本质做出科学解释以及自然选择的作用机理变异是进化的原材料自然选择决定生物进化的方向解释生物的多样性和适应性进化的基本单位是“种群”生物进化的实质是种群基因频率的改变突变和基因重组为生物进化
2、提供原材料隔离导致新物种的形成(2)种群和物种的比较项目种群物种概念生活在一定区域的同种生物的全部个体。种群是生物进化和繁殖的基本单位。同一种群内的个体之间可以进行基因交流在自然状态下能够相互交配和繁殖,并能够产生可育后代的一群生物个体范围较小范围内的同种生物的所有个体由分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成判断标准种群必须具备“三同”,即同一时间、同一地点、同一物种;同一物种的不同种群不存在生殖隔离,交配能够产生可育后代主要是具有一定的形态结构、生理功能和在自然条件下能自由交配并且产生可育后代(无生殖隔离);不同物种之间存在生殖隔离联系(1)一个物种可以包括许多种群;(2)同一个物种的多个
3、种群之间存在着地理隔离,长期发展下去可成为不同的亚种,进而可形成多个新物种(3)地理隔离与生殖隔离的比较项目地理隔离生殖隔离概念同一种生物由于地理上的障碍,使不同的种群不能进行基因交流的现象不同物种之间一般是不能够相互交配的,即使交配成功,也不能够产生可育的后代特点自然条件下不进行基因交流种群间不进行基因交流联系地理隔离是物种形成的量变阶段,生殖隔离是物种形成的质变阶段;一般经过长期的地理隔离,然后形成生殖隔离,也可能不经过地理隔离直接形成生殖隔离,如多倍体的产生;只有地理隔离不一定形成生殖隔离,但能产生亚种,如东北虎和华南虎;生殖隔离是物种形成的标志,是物种形成的最后阶段,是物种间的真正界限
4、(4)物种形成与生物进化的比较内容物种形成生物进化标志生殖隔离出现基因频率改变二者联系只有不同种群的基因库产生了明显差异,出现生殖隔离才能形成新物种;进化不一定产生新物种,新物种产生一定存在进化(5)物种形成的三大模式(6)共同进化与生物多样性的形成共同进化a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。b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。生物多样性的形成a内容:基因多样性、物种多样性、生态系统多样性(完善如下关系图)b形成原因:生物的共同进化。c研究生物进化历程的主要依据:化石。4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
5、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。1判断下列有关生物进化基本观点的叙述(1)自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率()(2)自然选择对同种生物不同种群基因频率的改变所起的作用可能不同()(3)某种抗生素被长期使用后药效下降,是由于病原体接触药物后,产生对药物有抗性的变异()(4)高茎豌豆与矮茎豌豆杂交出现的31的过程可以为进化提供原材料()(5)共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的()2判断有关物种、种群、生殖隔离、地理隔离等基本概念的叙述(1)交配后能产生后代的一定是同一物种()(2)种群间的地理隔离可阻止基因交流,但不
6、一定出现生殖隔离()(3)没有地理隔离也可形成新物种()(4)若某物种仅存有一个种群,则该种群中的每个个体均含有这个物种的全部基因()(5)生物多样性的形成也就是新的物种不断形成的过程()分析生物进化与物种形成基本环节图解(1)物种形成的三个环节是什么?图中分别是什么?提示突变和基因重组、自然选择及隔离。是突变和基因重组,是自然选择,是地理隔离,是生殖隔离。(2)为什么进化的基本单位是种群而不是个体?提示因为在生物繁衍过程中,个体有新老交替,基因却代代相传,因此,研究生物的进化时仅仅研究个体是否与环境相适应是不够的,还必须研究种群基因组成的变化。(3)自然选择的实质是什么?自然选择作用的直接对
7、象、间接对象、根本对象分别是什么?提示自然选择的实质是对控制某特定性状的基因的选择。自然选择作用的直接对象是生物个体的变异性状(表现型);间接对象是相关的基因型;根本对象是与生物个体变异性状相对应的基因。(4)共同进化概念中的“相互影响”的内涵指什么?提示不同物种之间的影响既包括种间互助,也包括种间斗争。无机环境的选择作用可定向改变种群的基因频率,导致生物朝着一定的方向进化;生物的进化反过来又会影响无机环境。(5)试从分子水平和进化角度解释生物多样性的原因是什么?提示分子水平:DNA多样性(根本)蛋白质多样性(直接)生物性状多样性;进化角度:生物生存的不同环境对生物进行不同方向的自然选择。命题
8、点一透过实例辨析其中的生物进化原理1如图所示的是施用某种杀虫剂以后,昆虫种群所发生的改变。下列相关叙述错误的是()A类个体被淘汰的原因并不是该杀虫剂未能诱发其产生抗性基因B抗性基因的根本来源是可遗传变异,类个体的抗性基因一定来源于遗传C若连续使用该杀虫剂,则抗杀虫剂的基因频率会越来越趋近1D杀虫剂直接选择的对象是昆虫的抗药性或不抗药性的表现型答案B解析观察题图可知,类个体是在施用杀虫剂之前,已经发生基因突变产生抗性基因的个体,类个体的抗性基因可能来源于原种群中含抗性基因的个体,杀虫剂在此只起选择作用,类个体被淘汰的原因是其本身不含抗性基因,A正确、B错误;若连续使用该杀虫剂,不含抗性基因的个体
9、被淘汰,而含抗性基因的个体所占比例越来越高,故抗杀虫剂的基因频率会越来越趋近1,C正确;施用杀虫剂后,具有抗药性的个体生存下来,不具有抗药性的个体被淘汰,故杀虫剂直接选择的对象是昆虫的抗药性或不抗药性的表现型,D正确。2甲海岛上的某种鸟一部分迁徙到乙、丙两个海岛(三个岛屿相互隔绝),下图所示为刚迁入时和迁入多年后决定羽毛颜色的相关基因的调查结果(B黑色、b灰色、B1黄色)。下列推测正确的是()A三个海岛上的这种鸟既存在地理隔离,又存在生殖隔离B鸟类迁入新海岛后会与其食物、天敌和无机环境共同进化C甲、丙两个海岛的环境相同决定了羽毛颜色朝着相同的方向进化D乙海岛的环境促进羽毛颜色基因发生定向突变,
10、产生了B1基因答案B解析三个海岛上的这种鸟之间存在地理隔离,但是无法确定是否存在生殖隔离,A项错误;鸟类迁入新海岛后与岛上原有的生物、无机环境相互影响,共同进化,B项正确;多年后,对于甲海岛上的种群而言,b的基因频率下降,而对于丙海岛上的种群而言,b的基因频率上升,故甲、丙两个海岛上鸟类羽毛颜色的进化方向是不同的,C项错误;基因突变是不定向的,环境通过选择作用对这些突变后的基因进行了筛选,D项错误。命题点二透过模式图辨析生物进化与物种形成的原理3如图表示蒙古冰草和沙生冰草两个物种形成的机制。下列相关叙述正确的是()A种群1内部个体间形态和大小方面的差异体现的是物种多样性B蒙古冰草和沙生冰草为两
11、个物种的标志是二者之间存在生殖隔离Ca是地理隔离,自然选择的直接对象是种群中不同的等位基因D蒙古冰草和沙生冰草一直利用相同的生物和非生物资源答案B解析一个种群中不同个体表现型的差异体现了生物多样性层次中的基因多样性,A项错误;蒙古冰草和沙生冰草为两个物种的标志是二者之间产生生殖隔离,B项正确;a是地理隔离,自然选择的直接对象是生物的表现型,C项错误;蒙古冰草和沙生冰草生活的区域环境不同,所以利用的生物和非生物资源可能不同,D项错误。4如图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群a1和a2,经过漫长的进化,分别形成新物种b和c。在此进程中的某一时刻,a1种群的部分群体越过障碍外迁与
12、a2同域分布,向d方向进化。下列有关叙述正确的是()Ab和d存在地理隔离,所以一定存在生殖隔离Bc和d不存在地理隔离,却可能存在生殖隔离Ca1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同,则b和d是同一物种Da1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同,则c和d是不同物种答案B解析图示是物种形成的常见模式,经过长期的地理隔离而达到生殖隔离。a通过地理隔离形成两个种群a1和a2,又分别演化出b、c、d三个种群,b、d虽然有地理隔离,但是不一定形成了生殖隔离,故A项错误;由于d是由a1演变而来,c是由a2演变而来,c与d之间可能存在生殖隔离,故B项正确;即使a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同
13、,但由于b和d两个种群之间有地理隔离,有可能形成了生殖隔离,故二者可能属于不同的物种,故C项错误;同理,即使a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同,只要c和d之间不存在生殖隔离,它们仍是同一物种,故D项错误。考点二基因频率和基因型频率的计算题型1常染色体上基因频率的计算1已知各基因型个体的数量,求基因频率。此类题型可用定义公式计算,即某基因的频率(该基因纯合子个体数2杂合子个体数)(总个体数2)100%。2已知基因型频率,求基因频率。此类题型可以将百分号去掉,按定义公式计算或直接用“某基因的基因频率该基因纯合子的百分比杂合子百分比的1/2”来代替。如基因A的频率AA的频率1/2Aa的频率
14、,基因a的频率1基因A的频率。1蜗牛的有条纹(A)对无条纹(a)为显性。在某一地区的蜗牛种群内,有条纹(AA)个体占55%,无条纹个体占15%,若蜗牛间进行自由交配得到F1,则F1中A的基因频率和Aa的基因型频率分别是()A30%,21% B30%,42%C70%,21% D70%,42%答案D解析亲本中AA占55%,aa占15%,所以Aa占30%,则A的基因频率为55%30%1/270%,a的基因频率170%30%。蜗牛间进行自由交配,在不考虑基因突变的情况下,可利用遗传平衡定律计算,F1中Aa的基因型频率为270%30%42%。2在调查某小麦种群时发现T(抗锈病)对t(易感染)为显性,在自
15、然情况下,该小麦种群可以自由传粉,据统计在该小麦种群的基因型中,TT占20%、Tt占60%、tt占20%,该小麦种群突然大面积感染锈病,致使易感染小麦在开花之前全部死亡。计算该小麦种群在感染锈病之前与感染锈病且开花之后基因T的频率分别是()A50%和50% B50%和62.5%C62.5%和50% D50%和100%答案B解析小麦种群的基因型中TT占20%,Tt占60%,tt占20%,所以T的基因频率为20%1/260%50%;感染锈病后易感染小麦在开花之前全部死亡,所以感染锈病且开花之后TT、Tt的基因型频率分别为25%、75%,T的基因频率是25%1/275%62.5%。3某小鼠群体中,A
16、、A和a互为等位基因,该种群基因型及个体数如下表:基因型AAAAAaAAAaaa个体数100200300100200100下列说法错误的是()AA的基因频率是35%BA、A、a是基因突变的结果CA和A的根本区别是碱基序列不同D该小鼠群体所有的A、A、a基因,构成小鼠的基因库答案D解析由题表信息可知,该小鼠种群共有1 000个个体,则该等位基因共有2 000个,其中A基因共有1002200300700(个),所以A的基因频率为7002 000100%35%,A正确;A、A和a互为等位基因,是基因突变的结果,B正确;等位基因的根本区别是碱基的排列顺序不同,C正确;小鼠种群全部个体的所有基因才能构成
17、小鼠的基因库,D错误。题型2性染色体上基因频率的计算p100%q100%(p为XA的基因频率,q为Xa的基因频率)4对某村庄人群的红绿色盲情况调查发现,共有500人,其中XBXB占42.2%,XBXb占7.4%,XbXb占0.4%,XBY占46%,XbY占4%。一年后由于出生、死亡、婚嫁等原因,该村庄男性色盲增加了5人,女性携带者增加了6人,其余类型人数不变。则一年后该人群XB和Xb的基因频率分别是()A9.39%,90.61% B8%,92%C92%,8% D90.61%,9.39%答案D解析男性色盲基因型为XbY,男性色盲增加了5人,则b基因增加5;女性携带者基因型为XBXb,女性携带者增
18、加了6人,则B基因增加6,b基因增加6。原来女性共有500(42.2%7.4%0.4%)250(人),则男性共有500250250(人)。由于女性每人有2个B(b)基因,而男性每人只有1个B(b)基因。因此,原来共有(Bb)基因总数为2502250750。b基因频率b基因总数/(Bb)基因总数100%(5007.4%5000.4%25004%56)/(750562)72/767100%9.39%。根据种群中一对等位基因的基因频率之和为1,则B基因频率19.39%90.61%。5(2018武汉调研)某与外界隔离的岛屿上,经调查该地区居民中白化病的致病基因频率为a,红绿色盲的致病基因频率为b,抗维
19、生素D佝偻病的致病基因频率为c。下列有关叙述不正确的是()A正常个体中白化病基因携带者所占的概率为B男性个体中患红绿色盲的个体所占的比例为bC不患抗维生素D佝偻病的女性个体占全部个体的D女性个体中同时患红绿色盲和抗维生素D佝偻病的占bc答案D解析根据题意可知,白化病的致病基因频率为a,正常基因的频率为1a,则显性纯合子的基因型频率为(1a)2,杂合子的基因型频率为2a(1a),则正常个体中白化病携带者所占的概率为,A项正确;男性的基因型有XBY、XbY,而红绿色盲的致病基因频率为b,因此男性个体中患红绿色盲的个体所占的比例为b,B项正确;抗维生素D佝偻病为伴X染色体显性遗传病,抗维生素D佝偻病
20、的致病基因频率为c,则正常基因频率为(1c),因此不患抗维生素D佝偻病的女性个体占全部个体的,C项正确;女性个体中同时患红绿色盲和抗维生素D佝偻病的占b2(2cc2),D项错误。题型3利用遗传平衡公式计算基因频率和基因型频率1前提条件:(1)种群非常大;(2)所有雌雄个体之间自由交配;(3)没有迁入和迁出;(4)没有自然选择;(5)没有基因突变。2计算公式:当等位基因只有两个(A、a)时,设p表示A的基因频率,q表示a的基因频率,则:AA的基因型频率p2,Aa的基因型频率2pq,aa的基因型频率q2。如果一个种群达到遗传平衡,其基因型频率应符合:p22pqq21。6玉米的高秆(H)对矮秆(h)
21、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F1。各F1中基因型频率与H基因频率(p)的关系如图所示。下列分析错误的是()A0p1时,亲代群体都可能只含有纯合子B只有pb时,亲代群体才可能只含有杂合子Cpa时,显性纯合子在F1中所占的比例为Dpc时,F1自交,子代中纯合子所占比例为答案D解析A项,该群体的基因频率符合遗传平衡定律。当亲代只有HH和hh存在时,由于其基因型的比率不同,p的值也不同,取值范围为0p1。B项,若亲代只有杂合子,则H、h的基因频率均为,F1中HH、Hh、hh的基因型频率分别为、,对应图中b点。C项,当pa时,由
22、图可知,Hh的基因型频率hh的基因型频率,根据遗传平衡定律,可知2a(1a)(1a)(1a),解得a,F1中显性纯合子的比例为aa。D项,当pc时,HH的基因型频率Hh的基因型频率,根据遗传平衡定律可知cc2c(1c),解得c,则F1中,HH,Hh,hh,F1自交,其子代杂合子Hh,纯合子所占比例为1。7如图为某家族ABO血型与某遗传疾病的遗传系谱图,其中有些家庭成员的血型已经清楚(见图中标注)。已知该地区人群中基因IA的频率为0.1,基因IB的频率为0.1,基因i的频率为0.8;人群中患病的频率为。已知控制血型与疾病的基因是独立分配的,假设控制疾病与正常性状的基因是E或e。下列叙述错误的是(
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