2019-2020学年高中生物 第7章 现代生物进化理论 第2节 现代生物进化理论的主要内容（Ⅰ）学案 新人教版必修2

1 第第 2 2 节节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容 1 解释种群 基因库和基因频率的概念 2 种群基因频率的计算和影响因素分析 重 难点 3 解释生物进化的实质 重点 知识点一 现代生物进化理论的主要内容 学生用书 p79 阅读教材 p114 p118 1 种群是生物进化的基本单位 1 种群的概念及特点 项目内容 要素 生活在一定区域 同种生物 全部个体 特点 生物进化的基本单位 个体间彼此交配并通过繁殖将各自的 基因遗传给后代 举例一片草地的全部蒲公英 一片树林中的全部猕猴 2 基因库 由一个种群中全部个体所含有的全部基因构成 3 基因频率 一个种群基因库中 某个基因占全部等位基因数的比率 4 生物进化的实质 种群基因频率的改变 5 以种群作为生物进化单位的理由 达尔文认为 自然选择直接作用的生物个体的表现型会随着个体的死亡而消失 决定生物性状的基因可以通过生殖而世代延续 并且在群体中扩散 2 突变和基因重组产生进化的原材料 1 可遗传变异的来源error 2 可遗传变异是生物进化的原材料的原因 可遗传变 异的形成 基因突变产生等位基因 通过有性生殖过程中的基因重组 可以形成多种多样的基因型 可遗传变异的结果 只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 1 原因 不断淘汰发生不利变异的个体 选择保留发生有利变异的个体 2 选择的对象 直接作用对象 个体的表现型 最终选择的对象 决定表现型的基因 2 3 选择的结果 生物性状方面 朝着有利变异的方向不断进化 基因方面 种群基因频率会发生定向改变 1 进化中的 定向 与 不定向 1 变异是不定向的 2 自然选择是定向的 3 种群基因频率的变化是定向的 4 生物进化是定向的 2 可遗传的变异为生物进化提供了原材料 每一个基因发生基因突变的频率虽然很低 但由于每个生物个体所含的基因数是一个 非常巨大的数目 因此基因突变对个体来说不是稀有的 况且生物进化的单位是种群 生 物进化是一个漫长的积累过程 因此 突变可以为生物进化提供丰富的变异材料 同时 突变 等位基因 基因重组 大量的变异 可见 突变和基因重组为生物进化 物种形成 提供了丰富的原材料 3 自然选择决定生物进化方向的原理 4 理解自然选择的含义 1 选择的对象 表面对象 生物的变异性状 实质对象 控制性状的基因 2 选择的结果 从生物性状上看 生物朝着一定的方向进化 形成生物的适应性 从实质上看 种群基因频率发生改变 1 下图表示环境条件发生变化后某个种群中 a 和 a 基因频率的变化情况 下列说法错 误的是 3 a 环境条件发生变化后 使生物产生适应性的变异 b p 点时两曲线相交 此时 a 和 a 的基因频率均为 50 c q 点表示环境发生了变化 a 基因控制的性状更适应环境 d 在自然选择的作用下 种群的基因频率会发生定向改变 解析 选 a 变异本身是自发产生的 变异发生后 在自然 环境条件 选择下 适应 性的变异被选择保留下来 导致种群的基因频率发生定向改变 p 点时两曲线相交 此时 a 和 a 的基因频率相等 均为 50 q 点后 a 基因频率增大 表示环境发生了变化 a 基因 控制的性状更适应环境 2 2019 河南省鹤壁高一期末 最新 自然 载文 科研人员从一种溶杆菌属的细菌 中提取了一种新型抗生素 lysocin e 它能对抗常见抗生素无法对付的超级细菌 耐甲 氧西林金黄色葡萄球菌 下列相关叙述正确的是 a 超级细菌 耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的抗药性变异来源于突变或基因重组 b 按照现代进化理论解释超级细菌形成的实质是 自然选择使耐药性变异定向积累的 结果 c 耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 这一超级细菌的形成意味着该种群一定发生了进化 d 施用新型抗生素 lysocin e 会使耐甲氧西林金黄色葡萄球菌种群消亡 解析 选 c 黄金色葡萄球菌是原核生物 细胞中没有染色体 不进行有性生殖 所 以可遗传变异的来源是基因突变 没有基因重组与染色体变异 a 错误 超级细菌形成的 实质是 种群基因频率的改变 b 错误 耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 这一超级细菌的 形成是原有种群的基因频率发生了定向的改变 超级细菌一定发生了进化 c 正确 施用 新型抗生素 lysocin e 会使耐甲氧西林金黄色葡萄球菌种群的基因频率发生定向改变 并 不一定消亡 d 错误 4 知识点二 基因频率和基因型频率的有关计算 学生用书 p80 1 基因频率的计算 1 某基因频率 100 该基因总数 该基因及其等位基因总数 例如 a a 的基因频率 100 a a a 2 已知基因型频率计算基因频率 常染色体上基因频率的计算 一对等位基因中某基因的频率 该基因纯合子的基因型频率 1 2 杂合子的基因型频 率 例如 a a 的基因频率 aa aa 的基因型频率 1 2aa aa 的基因型频率 x 染色体上基因频率的计算 如某种群中基因型有 xbxb xbxb xbxb xby xby b xb的基因频率 100 xb xb xb 3 基因频率与基因型频率的计算公式 设 a 频率为p a 频率为q 则p q 1 雄配子 雌配子 a p a q a p aa p2 aa pq a q aa pq aa q2 2 遗传平衡定律的适用条件 1 种群是极大的 2 种群中个体间的交配是随机的 3 没有突变发生 4 没有新基因加入 5 没有自然选择 3 自交和自由交配时基因频率和基因型频率的变化规律 交配方式基因频率基因型频率 自交不改变改变 且纯合子增多 杂合子减少 处于遗传平衡不改变不改变自由 交配不处于遗不改变改变 5 传平衡 1 2019 宁波高一检测 某生物种群由基因型为 aa aa aa 的个体组成 其中基因 a 的频率为 45 则该种群中基因 a 的频率为 a 30 b 45 c 55 d 80 解析 选 c 基因 a 的频率为 45 所以其等位基因 a 的基因频率为 1 45 55 2 据某生物研究性学习小组调查 某校学生中基因型比例为 xbxb xbxb xbxb xby xby 44 5 1 43 7 则 xb的基因频率为 a 13 2 b 5 c 14 d 9 3 解析 选 d 基因频率是指一个种群基因库中某个基因占全部等位基因数的比率 xb 的基因频率 xb xb xb 100 因为 b b 只位于 x 染色体上 y 染色体上没有 女性体 内有两条 x 染色体 因此有两个此类基因 包括 b 和 b 男性体内只有 1 条 x 染色体 因 此只有 1 个此类基因 b 或 b 被调查的种群中 xb 5 1 2 7 14 xb xb 44 2 5 2 1 2 43 7 150 所以 xb的 基因频率 xb xb xb 100 14 150 100 9 3 3 在某一个人群中 经调查得知 隐性性状者为 16 该性状不同类型的基因型频率 是多少 按 aa aa aa 顺序排列答案 a 0 36 0 48 0 16 b 0 36 0 24 0 16 c 0 16 0 48 0 36 d 0 16 0 36 0 48 解析 选 a 在一个大群体随机交配的情况下 其基因频率和基因型频率在没有突变 选择和迁移的条件下世代相传 不发生变化 基因型频率是由基因频率决定的 种群中一 对等位基因频率之和等于 1 基因型频率之和也等于 1 题中隐性性状者为 16 即 a2 16 则 a 40 a 1 40 60 因此 aa 60 60 0 36 aa 2 40 60 0 48 4 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 6 解析 选 c 随机交配的种群 基因频率和基因型频率稳定不变 保持平衡 符合遗 传平衡定律 自交时 基因频率不变 杂合子所占比例会逐代减少 纯合子所占比例逐代 增多 所以 aa 个体百分比会增大 7 核心知识小结 要点回眸 规范答题 一个种群中全部个体所含有的全部基因称 为基因库 种群是生物进化的基本单位 突变和基因重组产生进化的原材料 自然选择决定生物进化的方向 生物进化的实质是基因频率的改变 学生用书 p81 拓宽教材 1 必修 2 p115 图 7 7 改编 下图表示某种群不同基因型个体的组成情况 a a 为 一对等位基因 则该种群中 a 基因的基因频率是 a 11 b 40 c 50 d 55 答案 c 2 必修 2 p116 探究 改编 以桦尺蠖的体色进化为例 回答下列问题 1 在生物进化过程中某基因的频率如果逐渐增大 反映了 2 由以上内容可以看出 生物进化的实质是 答案 1 该基因控制的性状对环境的适应能力较强 2 种群基因频率发生改变 精练好题 3 现代进化理论与达尔文进化理论观点不同的是 a 可遗传的变异是生物进化的原始材料 8 b 自然选择决定生物进化的方向 c 种群基因频率的改变是生物进化的实质 d 自然选择是环境对生物的选择 解析 选 c 达尔文进化理论认为遗传和变异是生物进化的内在因素 生物产生了变 异以后 由自然选择决定其生存或淘汰 因此自然选择决定生物进化的方向 且自然选择 是环境对生物的选择 因此 a b d 都符合达尔文观点 由于他没有研究透遗传和变异的 本质 因此也就不知道生物进化的实质是基因频率的改变 4 常染色体上的一对等位基因 b 和 b 分别控制野猪的黑毛和白毛 现有一野猪种群 假设其中黑毛纯合子和杂合子均占 36 白色个体无繁殖能力 让该野猪种群随机交配 若没有突变和其他因素干扰 则子一代黑毛纯合子与杂合子的比例为 a 1 1 b 3 2 c 3 1 d 1 2 解析 选 b 依题意可知 亲代黑毛纯合子和杂合子比例为 1 1 即 bb bb 1 1 所以基因型为 bb 的个体所占比例为 1 2 基因型为 bb 的个体所占比例为 1 2 b 的基因频 率为 1 2 1 2 1 2 3 4 b 的基因频率为 1 3 4 1 4 根据遗传平衡定律 可知子代 bb 3 4 3 4 9 16 bb 2 3 4 1 4 6 16 所以子一代黑毛纯合子与杂合子的比例为 9 16 6 16 3 2 5 2019 辽宁葫芦岛一中期中 金鱼的一对相对性状由一对等位基因 a a 控制 其 中 a 基因在纯合时使胚胎致死 aa xaxa xay 等均为纯合子 现取一对金鱼杂交 f1金鱼 共 67 只 其中雄性金鱼 21 只 则 f1金鱼自由交配所得 f2成活个体中 a 基因的频率为 a 1 8 b 1 6 c 1 11 d 1 14 解析 选 c 由题意知 一对金鱼杂交 f1金鱼共 67 只 其中雄金鱼 21 只 雌性个 体 雄性个体 2 1 说明金鱼的这一对等位基因位于 x 染色体上 亲本的基因型为 xaxa xay f1中 雌性个体的基因型为 xaxa xaxa 产生卵细胞的基因型及比例是 xa xa 3 1 雄性个体的基因型为 xay 产生的精子的基因型及比例是 xa y 1 1 因 此 f1金鱼自由交配所得 f2的基因型及比例是 xaxa xaxa xay xay 3 1 3 1 其中 xay 死亡 所以成活个体中 xaxa xaxa xay 3 1 3 xa的基因频率 1 3 2 1 2 3 1 11 6 2019 滨州期末 下列关于进化中 选择 的叙述 正确的是 a 自然选择决定了生物变异和进化的方向 b 若没有自然选择 种群基因频率不可能发生改变 c 自然选择直接作用于个体的基因型 进而导致种群基因频率的改变 d 育种中通过人工选择使控制优良性状的基因频率逐渐扩大 从而使生物进化 9 答案 d 7 2019 江西宜春期末 镰刀型细胞贫血症是由常染色体上的隐性致病基因引起的 患者在幼年时期夭折 但致病基因的携带者却能对疟疾有较强的抵抗力 现在甲 乙两地 区进行调查 其中乙地区流行疟疾 两地区人群中各种基因型的比例如下图所示 1 在甲地区人群中 a 的基因频率为 乙地区人群中 a 的基因频率为 2 若干年后再进行调查 甲地区人群中 aa 的基因型频率将 乙地区人群中 aa 的基因型频率将 3 如果在乙地区消灭疟疾 若干年后再调查 将会发现 aa 的基因型频率将会 答案 1 96 5 50 5 2 上升 下降 3 上升 学生用书 p135 单独成册 基础达标 1 2019 辽宁抚顺六校联合体高一期末 下列关于种群基因频率的叙述中 错误的是 a 基因频率是指某种基因在某个种群中出现的比例 b 基因频率越大 突变率越高 c 基因突变 基因重组和自然选择会造成基因频率的改变 d 自然选择会使原来同一种群的基因频率向着不同的方向发展 解析 选 b 某种基因占某个种群中全部等位基因数的比例 叫作基因频率 故 a 正 确 突变率一般是不变的 故 b 错误 由于存在基因突变 基因重组和自然选择等因素 种群的基因频率总是在不断变化的 故 c 正确 基因频率的定向改变是由自然选择决定的 故 d 正确 2 决定种群基因频率改变方向的因素是 a 过度繁殖 b 生存斗争 c 自然选择 d 遗传和变异 解析 选 c 生物进化的实质是种群基因频率的改变 能够使种群基因频率改变的是 自然选择 故选 c 10 3 2019 江苏苏州中学期末 下列因素中对果蝇种群基因频率的变化影响最小的是 a 随机交配 b 自然选择 c 基因突变 d 染色体变异 解析 选 a 一个无穷大的果蝇群体在理想情况下进行随机交配 经过多代 果蝇种 群的基因频率仍可保持稳定的平衡状态 自然选择和变异等都会使果蝇种群的基因频率发 生改变 4 现代生物进化理论认为 突变和基因重组产生生物进化的原材料 下列哪种变异现 象不属于此类突变的范畴 a 黄色 黄色 黄色 绿色 b 红眼果蝇中出现了白眼 c 猫叫综合征 d 无子西瓜 解析 选 a 现代生物进化理论中的突变是广义的突变 包括基因突变和染色体变异 两个方面 a 项中的变异属于性状分离 不属于此类突变的范畴 b 项中的变异属于基因突 变 c 项中的变异属于染色体结构变异 d 项中的变异属于染色体数目变异 5 在一个种群中随机抽取一定数量的个体 其中基因型 aa 的个体占总数的 24 基 因型 aa 的个体占总数的 72 基因型 aa 的个体占总数的 4 那么 基因 a 和 a 的基因频 率分别是 a 24 和 72 b 36 和 64 c 57 和 43 d 60 和 40 解析 选 d 根据题意 假设随机抽出的个体数为x个 控制 a a 所控制性状的基因 总数为 2x个 a 基因的数目为 24 x 2 72 x 1 1 2x个 a 基因的数目为 4 x 2 72 x 1 0 8x个 依据基因频率的概念 某种基因在某个种群中全部 等位基因出现的频率 故 a 基因出现的频率 a 基因在该种群中的数目 控制该性状的基 因的总数 1 2x 2x 60 a 基因出现的频率 a 基因在该种群中的数目 控制该性状的 基因的总数 0 8x 2x 40 能力提升 6 如果基因型为 aa 的个体自交产生的后代在某一环境中的生存能力或竞争能力大小 是 aa aa aa 则在长期的自然选择过程中 下列能比较正确地表示 a 基因和 a 基因的频 率变化的曲线是 11 解析 选 a 由题中 生存能力或竞争能力大小是 aa aa aa 可知 自然选择的结果是 a 基因频率将增加 a 基因频率将减小 由于 aa 个 体生存能力较强 a 基因不会被完全淘汰 7 2019 四川遂宁月考 下列关于基因频率 基因型频率与生物进化的叙述 正确的 是 a 一个种群中 控制一对相对性状的各种基因型频率发生改变 说明物种在进化 b 在一个种群中 控制一对相对性状的各种基因型频率之和为 1 c 基因型 aa 的个体自交后代所形成的种群中 a 基因的频率大于 a 基因的频率 d 因色盲患者中男性数量大于女性 所以男性群体中色盲的基因频率大于女性群体 解析 选 b 生物进化的实质是种群基因频率定向改变 基因型频率发生改变 不能 说明种群在进化 基因型 aa 的个体自交后代所形成的种群中 a a 基因的频率大小取决 于自然选择 基因频率是针对种群而言的 男性群体和女性群体都不能算作种群 8 2019 黑龙江哈尔滨六中高一月考 若某种群中原本只存在基因型为 aa 的个体 由于外界因素的改变 该种群被分割成甲 乙两个种群 下图表示分割后的两个种群中 a 基因的基因频率变化情况 下列叙述正确的是 a t时刻甲 乙种群中杂合子的基因型频率相同 b t时刻将甲 乙种群混合后 a 基因的基因频率为 0 5 c 甲 乙种群均未发生进化 d 环境通过对基因型的选择影响基因频率 解析 选 a 杂合子的基因型频率 2 a 基因的频率 a 基因的频率 所以t时刻甲 乙种群中杂合子的基因型频率相同 a 正确 由于甲 乙两个种群不一定一样大 所以不 能判断混合后的种群基因频率 b 错误 两个种群基因频率均有改变 故均发生了进化 c 12 错误 环境通过对表现型的选择影响基因频率 d 错误 9 2019 广州高一期末 假设某动物种群中 最初一对等位基因 b b 的频率为 b 0 75 b 0 25 若环境的选择作用使 b 基因的频率不断降低 若干代后等位基因 b b 的频率为 b 0 25 b 0 75 下列有关叙述不正确的是 a 在整个过程中 群体中基因型为 bb 的频率变化规律是先增大后减小 b 该动物群体发生了进化 c 等位基因 b b 的产生来自基因突变 d 该动物群体所处的环境没有发生变化 答案 d 10 有翅昆虫有时会出现残翅或无翅的突变类型 这类昆虫在正常情况下很难生存下 去 但在经常刮大风的海岛上 这些突变类型的昆虫因不能飞行 从而避免了被风吹到海 里淹死 这个事例说明 a 突变多数是有害的 b 突变多数是有利的 c 突变的有害和有利并不是绝对的 d 突变的有害和有利是绝对的 解析 选 c 基因突变具有多害少利性 有翅昆虫突变成残翅或无翅类型 在正常情 况下这些变异类型因不能飞行 活动范围小 在生存斗争中处于劣势 但在经常刮大风的 海岛这一特定环境中 残翅或无翅类型的昆虫因不能飞行而避免了被风吹到海里 更容易 活下来 这一事例说明 突变的有利和有害并不是绝对的 它取决于生物的生存环境 11 在欧洲的人群中 每 2 500 人就有一个囊状纤维变性的患者 此病为常染色体上 的 1 对等位基因控制的疾病 是一种隐性遗传病 现有一男性携带者与一表现正常的女性 婚配 其后代出现此病的概率是 a 1 100 b 49 5 000 c 1 50 d 1 102 解析 选 d 设人群中正常者 aa 的概率为 p2 患者 aa 的概率为 q2 根据遗传平衡 定律 q2 1 2 500 得 q 1 50 p 49 50 该婚配女子为携带者的概率 2pq p2 2pq 2 49 50 1 50 2 49 50 1 50 492 502 2 51 所以根据遗传规律两者婚配所 生病孩的概率 1 4 2 51 1 102 12 2019 河北衡水中学月考 某动物的基因 a a 和 b b 分别位于非同源染色体上 只有 a 基因或 b 基因的胚胎不能成活 若 aabb 和 aabb 个体交配 f1雌雄个体相互交配 f2群体中 a 的基因频率是 a 50 b 45 c 60 d 40 13 解析 选 c 由题意可知 后代 a bb 或 aab 的个体胚胎致死 故后代中不存在这两种 基因型个体 aabb 和 aabb 个体交配 f1的基因型为 aabb 全部存活 f1雌雄个体相互交 配 则存活的 f2个体基因型为 9 10a b 1 10aabb 在 9 10 的 a b 个体中 aa 个体占其 中的 1 3 即占 f2个体的 3 10 aa 个体占其中的 2 3 即占 f2个体的 6 10 因此 f2个 体中 aa aa aa 3 6 1 由此可推知 f2中 a 的基因频率 30 aa 1 2 60 aa 60 13 已知蜗牛壳上有条纹与无条纹的性状是由一对等位基因 a 和 a 控制的 研究人员 调查了某地区的 1 000 只蜗牛 对存活的个体数和被鸟捕食后剩下的蜗牛空壳数进行了统 计 结果如表所示 请分析回答下列问题 有条纹 显性 无条纹 隐性 合计 存活个体数 178211389 空壳数 332279611 合计 5104901 000 1 在这 1 000 只蜗牛中 aa 的基因型频率为 如果 aa 的基因型频率为 42 则 a 基因的基因频率为 2 根据表中数据推断 壳上 填 有条纹 或 无条纹 的蜗牛更易被鸟捕 食 经多个世代后 该种群中 a 基因的基因频率将会 填 增大 或 减小 这种基因频率的改变是通过 实现的 答案 1 49 70 2 有条纹 增大 自然选择 14 假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等 且对于 a 和 a 这对等位基因来说只有 aa 一 种基因型 回答下列问题 1 若不考虑基因突变和染色体变异 则该果蝇种群中 a 基因频率 a 基因频率为 理论上 该果蝇种群随机交配产生的第一代中 aa aa 和 aa 的数量比为 a 基因频率为 2 若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有 aa 和 aa 两种基因型 且比例为 2 1 则对该结果最合理的解释是 根据这一解释 第一代再随机交配 第二代中 aa 和 aa 基因型个体数量的比例应为 解析 1 因为该种群只有 aa 一种基因型 若不考虑基因突变和染色体变异 该种群 中 a 和 a 的基因频率均为 0 5 所以 a 基因频率 a 基因频率 1 1 如果该果蝇种群随机 交配且不考虑基因突变和染色体变异 根据遗传平衡定律可知 aa 的基因型频率为 0 25 aa 的基因型频率也是 0 25 则 aa 的基因型频率为 0 5 所以 aa aa 和 aa 的数量 比为 1 2 1 且 a 和 a 的基因频率仍然都是 0 5 2 由于该种群初始只有 aa 一种基因型 所以理论上随机交配产生的后代中 应含有三种基因型 且比例为 1 2 1 但实验结果 14 是第一代中只有 aa 和 aa 两种基因型 且比例为 2 1 最可能的原因是显性基因纯合 aa 致死 从而导致子代中无基因型为 aa 的个体存在 子一代中 aa 和 aa 的比例为 2 1 即 aa 和 aa 的概率分别是 2 3 和 1 3