北师大版必修2 第7章 第1、2节 生物进化的证据 种群是进化的基本单位 学案.doc

第1、2节生物进化的证据_种群是进化的基本单位1现代生物学为生物进化理论提供了免疫学证据、分子生物学证据(比较dna、基因序列比较、比较蛋白质)。2种群是指同种生物在特定环境空间内和特定时间内的所有个体的集群，是生物繁殖和进化的单位。3种群的基因库是指一个生物种群中的全部个体所含有的全部遗传信息。4等位基因频率是指某一等位基因在一个种群的基因库中所占的比率。5种群基因库中的等位基因频率是不断改变的，导致等位基因频率改变的因素有遗传漂变、突变、迁移和选择等。1.免疫学证据当家兔抗血清(含有抗人血清蛋白的抗体)与某种动物的血清混合会发生抗原抗体反应而形成沉淀，沉淀越多，说明这种动物与人类的关系就越近。2分子生物学证据(1)比较dna：方法：dnadna杂交技术。原理：根据不同生物基因组的相似程度判断亲缘关系的远近。(2)比较基因序列：可以直接对比不同物种的基因序列，从而推断物种间的进化关系。(3)比较蛋白质：两种生物同种蛋白质差异越大，说明亲缘关系越远。1有关生物进化证据的叙述，错误的是()a黑猩猩与大猩猩相比，黑猩猩的血清与家兔抗血清反应更强烈，说明黑猩猩与人类亲缘关系更近b在进行dnadna分子杂交时运用了dna的热变性原理c通过对比不同物种的基因序列，可推断不同物种的进化关系d生物进化的证据只有免疫学证据和分子生物学证据解析：生物进化的观点除得到免疫学证据、分子生物学证据，还得到了化石记录，比较解剖学、比较胚胎学等方面的证据。答案：d 自读教材夯基础1现代综合进化论的内容(1)种群内存在着因随机突变和重组而产生的遗传变异，自然选择决定生物进化的方向。(2)进化的实质是种群内等位基因频率的改变。(3)突变、选择、隔离是物种形成和生物进化的机制，物种形成导致了生物的多样性。2种群的基因(1)种的概念：同种生物在特定环境空间内和特定时间内的所有个体的集群。(2)基因库与等位基因频率：基因库：一个生物种群中全部个体所含有的全部遗传信息。等位基因频率：某个等位基因在基因库中所占的比率。(3)哈迪温伯格平衡：条件：种群规模是极大的；种群内个体间随机交配；没有突变发生；没有迁入和迁出；没有发生自然选择。结果：等位基因频率稳定不变。3等位基因频率改变的影响因素遗传漂变；突变；迁移；选择。4种内的进化同一物种不同种群各种群等位基因频率出现明显差异不同的类别或亚种形成不同物种。跟随名师解疑难1有关等位基因频率的分析(1)等位基因频率与基因型频率的计算：公式：等位基因频率某基因的总数/种群中全部等位基因的总数。基因型频率某基因型个体数/种群个体总数。两者之间的关系：种群中任何一对等位基因的频率之和等于1，各种基因型频率之和也等于1。一个等位基因的频率该等位基因纯合子的频率1/2杂合子的频率。(2)哈迪温伯格定律：如果用p代表显性等位基因y的频率，q代表隐性等位基因y的频率。那么，哈迪温伯格定律可以写成：(pq)2p22pqq21。其中，p2代表一个等位基因(如y)纯合子的频率，q2代表另一个等位基因(如y)纯合子的频率，2pq代表杂合子(如yy)的频率。如果一个种群达到了哈迪温伯格定律平衡，其基因型频率应当符合p22pqq21。关键一点对伴x染色体遗传，在y染色体上往往没有该基因及其等位基因，所以在计算基因总数时应只考虑x染色体上的基因总数。2有关进化的因素分析(1)突变和基因重组产生进化的原材料。基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的等位基因频率发生变化。突变频率虽然很低，但因每个个体的每一个细胞内的基因是成千上万的。故每一代出现的基因突变数量是很大的。突变和基因重组都是随机的、不定向的，为生物进化提供了原材料。(2)自然选择决定生物进化的方向。在自然选择的作用下，种群的等位基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。生物进化的方向就是适应环境。(3)生物进化的实质是种群等位基因频率的改变：在自然界中，由于选择、遗传漂变、迁移和突变等因素，种群的等位基因频率总是在不断变化，生物进化的过程实质上就是种群等位基因频率发生变化的过程。种群等位基因频率的改变也意味着生物发生了进化。2某人随机从果蝇种群中抽测200只果蝇，灰身(aa)为70只，灰身(aa)为120只，黑身(aa)为10只，请问a与a的基因频率是()a0.95和0.05b0.35和0.65c0.65和0.35 d0.6和0.4解析：a的基因频率为：0.65；a的基因频率为：0.35。答案：c3现代生物进化理论认为，生物进化的实质是种群等位基因频率的改变。可以定向改变种群等位基因频率的是()a基因突变 b基因重组c自然选择 d迁移解析：基因突变、基因重组都是可遗传变异，他们都可以改变种群的等位基因频率，但都是不定向的。答案：c例1(2010江苏高考改编)根据现代综合进化论，下列说法正确的是()a自然选择决定了生物变异和进化的方向b生物进化的实质是种群基因型频率的改变c种群内基因频率的改变在世代间具有连续性d种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小解析本题考查现代综合进化论的主要内容及种群基因频率改变的特点。生物变异的方向是不定向的，而自然选择是定向的，故自然选择决定了生物进化的方向；生物进化的实质是种群基因频率的改变，而不是基因型频率的改变；种群基因频率改变的偶然性是随着种群数量下降而增大的。答案c1下列叙述错误的是()a遗传漂变的结果导致种群基因库一代代地改变b突变是生物变异的根本来源c迁移能引起等位基因频率的改变d自然选择具有无序性和随机性解析：自然选择是定向的，决定着生物进化的方向。答案：d 例2(2010上海高考)某自花传粉植物种群中，亲代中aa基因型个体占30%，aa基因型个体占20%，则亲代a的基因频率和f1中aa的基因型频率分别是()a55%和32.5% b55%和42.5%c45%和42.5% d45%和32.5%解析本题考查等位基因频率和基因型频率的计算方法。据题干中的信息可知，该种群中aa基因型的个体应占50%，所以亲代中a的等位基因频率为：30%50%55%。由于该种群的植物自花传粉，所以f1中aa的基因型频率为：30%50%42.5%。答案b (1)等位基因频率是通过抽样调查法获取的，其计算方法主要有两种：一是通过基因型的数目计算等位基因频率；另一种是通过基因型频率计算等位基因频率。(2)计算等位基因频率时，首先要判断该基因的遗传方式，明确计算等位基因频率方法。2对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现：780名女生中有患者23人、携带者52人，820名男生中有患者65人，那么该群体中色盲基因的频率是()a0.044 b0.051c0.068 d0.102解析：根据题意，780名女生中有患者23人、携带者52人，因此女性中xb为：2325298；820名男生中有患者65人(男性无携带者)，因此男性中xb为65，这样，某校学生中xb共为：9865163，某校学生中x染色体总数是：78028202380，这样该群体中色盲基因的频率就是：16323800.068。答案：c归纳拓展(一)知识整合 (二)重点关注1本节内容中涉及等位基因频率的计算，计算某一基因的等位基因频率时，注意选取总的个体数，个体后代的存活力是否相同，另外据等位基因频率计算基因型频率时，一定注意杂合子的基因型频率的计算。2生物进化理论是近三年来高考的热点内容，考题侧重考查识记能力，有关新情境中的识别能力和生物科学思维能力。主要集中在现代综合进化论的有关内容在实例中的分析、应用，也常与遗传和变异、生殖和发育及环境等相联系，命制成学科内综合题。一、选择题1对种群概念的叙述，正确的是()a不同空间中同种生物个体的总和b生活在一定区域的同种生物的一群个体c一片水田中的所有鱼的总和d一个生态环境中有相互关系的动植物的总和解析：种群是指生活在一定区域的同种生物的一群个体。其中的“种”是指动植物分类学中的门、纲、目、科、属、种的种。例如：一个湖泊中的全部鲤鱼才是一个种群，这里的鲤鱼可以是大鲤鱼、小鲤鱼，但必须是鲤鱼，不能是其他种的鱼。答案：b2某植物种群中，aa个体占16%，aa个体占36%，该种群随机交配产生的后代中aa个体百分比、a基因频率和自交产生的后代中aa个体百分比、a基因频率的变化依次为()a增大，不变；不变，不变b不变，增大；增大，不变c不变，不变；增大，不变d不变，不变；不变，增大解析：随机交配的种群的等位基因频率(包括基因型频率)一代代稳定不变，保持平衡，符合哈迪温伯格平衡定律。自交时，等位基因频率不变，aa基因型频率16%48%1/428%，所以会增大。答案：c3一个随机交配的群体，某一相对性状中，显性性状表现型的频率是0.64，则杂合子aa的频率是()a0.24b0.4c0.48 d0.6解析：显性性状表现型的频率是0.64，则隐性性状aa表现型频率是0.36，a频率是0.6，a频率是0.4，随机交配的群体中aa20.60.40.48。答案：c4下列有关生物进化的论述中，不正确的是()a遗传和变异是自然选择发生作用的基础b生物的变异是不定向的，自然选择是定向的c变异经过长期的自然选择和积累，就可能产生出生物的新类型d环境改变使生物产生定向变异，以适应变化的环境解析：遗传和变异是生物进化的内因，变异是不定向的，为进化提供原材料；通过自然选择，不利的变异被淘汰，有利的变异被保存，并通过遗传积累起来，然后产生出生物的新类型。答案：d5如果两种生物亲缘关系较近，具有共同的祖先的话，那么它们很可能()a身体结构无差异 b有相同的染色体变异c有相似的蛋白质结构 d有相同的dna序列解析：两种生物亲缘关系较近，相应蛋白质差异较小，即有相似蛋白质结构，除此之外，dna序列也相似，但不相同。答案：c6下列有关现代综合进化论主要内容的说法，错误的是()a种群内存在着因定向突变和重组而产生的遗传变异b进化的实质是种群内等位基因频率的改变c突变、选择、隔离是物种形成和生物进化的机制d物种形成导致了生物的多样性解析：突变和基因重组是不定向的，为进化提供原材料，自然选择是定向的。答案：a7某岛屿上存在两个尺蛾变种，该地区原为森林，后建为工业区。下表为该地区不同时期两个尺蛾变种的数量比：森林时期建成工业区后50年灰尺蛾黑尺蛾灰尺蛾黑尺蛾99%1%1%99%两种尺蛾出现上面变化的原因是()a工业煤烟使灰尺蛾变为黑尺蛾b灰尺蛾迁离，黑尺蛾迁入c自然选择的作用d定向变异的结果解析：改变了的环境是选择因子，黑尺蛾的增多是自然选择的结果，同时说明适应环境是生物进化的方向，自然选择朝着适应环境的方向进行。答案：c8科学家经过长期的观察发现，海洋生物的进化速度比陆地生物缓慢，其原因是()a海洋环境比陆地环境相对稳定，新的变异基因不容易被选择b海洋环境比陆地环境稳定，生物变异少c海洋生物比陆地生物低等d海洋中生存斗争激烈，被淘汰的生物较多解析：与陆地环境相比，由于海洋环境中的无机环境条件相对温和，生物的生存空间和生活资源也比陆地环境充足，所以在海洋环境中的生物所面对的生存斗争相对较弱，使得具有有利变异的个体被选择出来的机会较少，其数量的增长受到限制，因而进化的速度较慢。相反，在生存斗争相对激烈的陆地环境中，不适应环境的个体及时被淘汰掉，使得生存下来的个体得到了更多的生存空间和生活资源而迅速发展进化。答案：a9下列有关等位基因频率改变因素的叙述，错误的是()a遗传漂变易发生在大型种群中b突变为自然选择提供原始材料c生物群体之间的迁移会带来相应的基因流动d存活率和适应度最高的表现型对后代基因库贡献最大解析：遗传漂变易发生在小型种群中。答案：a10当“康泰克”药刚问世时，其治疗病毒性感冒的疗效很好；几年后，因为感冒病毒具有了抗药性，其疗效逐渐降低。出现该现象的可能原因是(多选)()a病毒接触了药物后，慢慢地产生了抗药性b病毒抗药性个体数量比例增加c药物对病毒选择的结果d后来的药量用得过少，使病毒产生了抗药性变异解析：变异是自发的，是普遍存在的，并不是环境的改变引起的，环境仅是一个选择因素，变异在先，选择在后。答案：bc二、非选择题11青霉素是一种抗菌素，几十年来，由于反复使用，致使某些细菌对青霉素的抗药性越来越强。请回答：(1)青霉素使用之前，细菌对青霉素的抗药性存在着_；患者使用青霉素后，体内绝大多数细菌被杀死，这叫做_。极少数抗药性强的细菌活了下来并繁殖后代，这叫做_。青霉素的使用对细菌起了_，这种作用是通过细菌与青霉素之间的_实现的。由于青霉素的反复使用，就会使得抗药性状逐代_而加强。从这个过程可以看出，虽然生物的_是不定向的，但_在很大程度上是定向的。(2)自然选择是把自然界中早就存在的_变异选择出来，并使之逐代积累、加强，最终形成生物新品种。(3)上述过程表明，自然选择是一个_的过程。答案：(1)差异不适者被淘汰适者生存选择作用生存斗争积累变异自然选择(2)有利(3)适者生存、不适者被淘汰12(2011广东高考)登革热病毒感染蚊子后，可在蚊子唾液腺中大量繁殖。蚊子在叮咬人时将病毒传染给人，可引起病人发热、出血甚至休克。科学家拟用以下方法控制病毒的传播。(1)将 s 基因转入蚊子体内，使蚊子的唾液腺细胞大量表达 s 蛋白，该蛋白可以抑制登革热病毒的复制。为了获得转基因蚊子，需要将携带 s 基因的载体导入蚊子的_细胞。如果转基因成功，在转基因蚊子体内可检测出_、_和_。(2)科学家获得一种显性突变蚊子(aabb)。a、b基因位于非同源染色体上，只有 a 基因或 b 基因的胚胎致死。若纯合的雄蚊(aabb)与野生型雌蚊(aabb)交配，f1群体中 a 基因频率是_，f2群体中 a 基因频率是_。(3)将 s 基因分别插入到 a、b 基因的紧邻位置(如图)，将该纯合的转基因雄蚊释放到野生型群体中，群体中蚊子体内病毒的平均数目会逐代_，原因是_。解析：要获得转基因动物，受体细胞一般是受精卵。如果转基因成功，目的基因(s基因)能进行复制和表达，所以在蚊子体内可检测出s基因、s蛋白以及s基因转录的mrna。(2)aabbaabb，f1的基因型为aabb，所以f1中a基因的频率为50%，f1随机交配，f2中有致死现象，即基因型为abb(3/16)和aab(3/16)的个体死亡，则f2存活个体中aaaaaa361，故f2中a基因的频率为60%。(3)群体中s基因频率逐代升高，而s基因表达的蛋白质可以抑制蚊子体内病毒的增殖，使蚊子体内的病毒平均数逐代减少。答案：(1)受精卵s基因s基因的rnas蛋白(2)50%60%(3)下降群体中s基因频率逐代升高，而s基因表达的蛋白质可以抑制蚊子体内病毒的增殖13桦尺蛾是一种栖息在密林中、白天停歇在树干上的昆虫，一般为浅色，它借助与环境相似的体色躲避鸟类天敌。在工业污染区，黑色桦尺蛾的数量有增多的趋势。为证实两种体色的桦尺蛾因环境不同而数量比例不同，进行了如下探究。请完成下列探究方案。(1)假