第22讲　生物的进化

第22讲PART22生物的进化考点互动探究│教师备用习题考试说明1.现代生物进化理论的主要内容(Ⅱ)。2.生物进化与生物多样性的形成(Ⅱ)。考点互动探究知识梳理1.达尔文的自然选择学说考点一现代生物进化理论项目自然选择学说主要观点

①过度繁殖;②

;③遗传变异;④

评价贡献

①论证了生物是不断进化的,对生物进化提出了合理的解释

②科学地解释了生物

的形成

不足

①对

的本质不能作出科学的解释

②对生物进化的解释局限于

水平

③强调物种形成都是

过程,不能解释物种大爆发现象

生存斗争适者生存多样性遗传和变异个体渐变2.现代生物进化理论的主要内容(1)种群是生物进化的基本单位①种群:生活在一定区域的

的全部个体。

②基因库:一个种群中全部个体所含有的

。

③基因频率:在一个种群基因库中,某个基因占全部

数的比率。

④生物进化的实质:种群

的改变。

考点互动探究同种生物全部基因等位基因基因频率考点互动探究基因突变染色体变异生存环境不定向原材料方向(3)自然选择决定生物进化的方向①原因:不断淘汰

的基因,积累

的基因。②实质:使种群的

发生

改变,从而决定生物进化的方向。

(4)隔离导致物种的形成①隔离考点互动探究不利变异有利变异基因频率定向生殖隔离自由交流1考点互动探究自然选择生殖隔离理性思维1.[归纳与概括]

果蝇的卷翅突变体不能飞行,若将它们释放到自然环境中,它们的生存能力一定比正常翅野生型个体差吗?请说出你的理由。

2.[归纳与概括]

物种与种群有怎样的联系?1考点互动探究[答案]不一定,若将果蝇放在风大的海岛上,那么卷翅突变体由于不能飞行,受大风的影响小,反而能够生存下来,而野生型存活率低。[答案]一个物种可以包括多个种群,一个种群必须是同一物种。同一物种的多个种群间存在地理隔离。1.比较达尔文自然选择学说与现代生物进化理论的异同点考点互动探究核心讲解图7-22-1

2.物种形成的两种模式(1)渐变式——经长期地理隔离产生考点互动探究图7-22-2

(2)骤变式——很短时间内即可形成,如自然界中多倍体的形成。考点互动探究图7-22-33.物种形成与生物进化的比较考点互动探究比较内容物种形成生物进化标志出现生殖隔离基因频率改变变化后生物与原生物关系属于不同物种可能属于同一物种二者关系

①生物进化的实质是种群基因频率的改变,这种改变可大可小,不一定会突破物种的界限,即生物进化不一定导致新物种的形成,进化是量变,物种形成是质变;②新物种的形成是长期进化的结果角度1考查对现代生物进化理论的理解1.[2017·江苏三市三模]

有关现代生物进化理论的叙述中,错误的是 (

)A.种群是生物进化的基本单位,种群越大进化越快B.变异是生物进化的基础,但许多变异不会导致进化C.选择使种群基因频率定向改变,决定生物进化方向D.地理隔离和生殖隔离都会阻止生物之间的基因交流考点互动探究命题角度[答案]A[解析]种群越大,基因频率的变化越不明显,进化越慢,A项错误;变异不一定导致基因频率的变化,不一定导致进化,B项正确;选择使种群基因频率定向改变,决定生物进化方向,C项正确;地理隔离和生殖隔离都会阻止生物之间的基因交流,D项正确。2.[2017·浙江嘉兴期中]

如图7-22-4为抗青霉素细菌的产生过程,“”表示死亡的个体,a、b表示两个阶段。下列叙述正确的是 (

)A.a阶段使用青霉素后少部分细菌产生抗药性存活下来B.b阶段存活细菌的抗药性均比a阶段细菌的抗药性强C.经过a阶段到b阶段的人工选择导致抗药细菌的比例增大D.b阶段存活的细菌可能是若干个突变累加在一起的产物考点互动探究图7-22-4

[答案]D考点互动探究[解析]细菌的抗药性在青霉素使用之前就已经存在了,A项错误;b阶段的细菌是a阶段抗药细菌的后代,变异是不定向的,所以b阶段存活细菌的抗药性不一定比a阶段细菌的抗药性强,B项错误;经过a阶段到b阶段的自然选择(青霉素的选择)导致抗药细菌的比例增大,C项错误;从a阶段到b阶段,细菌不断繁殖,在繁殖过程中会出现不同的突变,因此b阶段存活的细菌可能是若干个突变累加在一起的产物,D项正确。易错提醒与生物进化有关的问题辨析(1)突变≠基因突变。“突变”不是基因突变的简称,而是包括基因突变和染色体变异。(2)变异先于环境选择。农田喷施农药杀灭害虫,在喷施农药之前,害虫中就存在抗农药的突变个体,喷施农药仅杀灭了不抗药的个体,抗药的个体存活下来。农药不能使害虫产生抗药性变异,只是对具有抗药性的个体进行了选择。(3)能产生后代≠同一物种。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。(4)物种的形成不一定都需要经过地理隔离,如多倍体的产生。考点互动探究

角度2考查对物种形成过程的理解3.[2017·江西师范大学附属中学三模]

如图7-22-5表示一个亲代种群由于地理隔离(河流和山脉)形成了两个新的种群,进而进化为两个新物种的过程。下列相关叙述错误的是 (

)A.种群1、2出现不同的突变和基因重组,相互间无影响B.地理隔离导致种群1、2与亲本种群之间基因交流受阻C.种群1、2基因库的差异是导致生殖隔离的根本原因D.种群1、2受不定向的选择,保留部分个体考点互动探究

图7-22-5[答案]D考点互动探究[解析]种群1、2出现的突变都是随机的、不定向的,相互之间没有必然联系,A正确;隔离的本质是阻断种群间的基因交流,B正确;生殖隔离的本质是不同种群的基因库不同,C正确;自然环境对不定向变异的选择是定向的,适者生存,D错误。4.如图7-22-6是我国黄河两岸a、b、c、d4个物种及其演化关系的模型,请据图分析,下列说法错误的是 (

)A.a物种最终进化为b、c两个物种,经历了从地理隔离到生殖隔离的过程B.b迁到黄河南岸后,不与c物种进化为同一物种,内因是种群的基因库不同C.c物种的种群基因频率发生了变化,则该物种一定在进化D.欲判断d与b是否为同一物种,只需看b与d能否自由交配即可考点互动探究

图7-22-6[答案]D考点互动探究[解析]a物种最终进化为b、c两个物种,经历了从地理隔离到生殖隔离的过程,A正确;b迁到黄河南岸后,不与c物种进化为同一物种,说明它们的基因库之间出现了较大的差异,B正确;c物种的种群基因频率发生了变化,则该物种一定在进化,生物进化的实质是种群的基因频率的改变,C正确;生殖隔离的产生是新物种形成的标志,D错误。技法提炼判断两种生物是否为同一物种的方法①“新物种”必须具备两个条件:与原物种间已形成生殖隔离和必须是可育的。如三倍体无子西瓜、骡子均不可称“新物种”,因为它们均是“不育”的,而四倍体西瓜相对于二倍体西瓜则是“新物种”,因它与二倍体西瓜杂交产生的子代(三倍体西瓜)不育,意味着二者间已产生生殖隔离,故已成为新物种。②判断方法:若可以自然交配,并且后代为可育后代,那么就是同一物种;若不能进行自然交配,或者交配繁殖出的后代为不可育后代就为不同物种。考点互动探究

考点互动探究核心讲解考点二

基因频率和基因型频率及相关计算考点互动探究4.利用哈代—温伯格定律,由基因频率计算基因型频率(1)成立前提: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时(A、a),设p表示A基因的频率,q表示a基因的频率,则基因型AA的频率为p2,Aa的频率为2pq,aa的频率为q2。如果一个种群达到遗传平衡,其基因型频率应符合:p2+2pq+q2=1。考点互动探究角度1种群基因频率与基因型频率的计算1.[2017·哈尔滨第三中学四模]

现有一个非常大的某昆虫种群,个体间随机交配,没有迁入和迁出,无突变,无自然选择。种群中A基因频率为80%,a基因频率为20%;由于人类干扰使种群中AA个体30%死亡,则该种群中A的基因频率约为(

)A.24% B.56%C.75.2%D.60.8%考点互动探究

命题角度[答案]C[解析]依题意可知,在人类干扰之前,该种群中的基因型AA的频率=80%×80%=64%,基因型Aa的频率=2×20%×80%=32%,基因型aa的频率=20%×20%=4%;在人类干扰之后,该种群中的基因型比例AA∶Aa∶aa=64%×(1-30%)∶32%∶4%=11.2∶8∶1,所以该种群中A的基因频率约为75.2%,A、B、D三项均错误,C项正确。2.为了研究某地区红绿色盲的遗传情况,在该地区随机抽样调查了2000人,调查结果如下表所示,则b的基因频率为 (

)

A.9.6% B.3.4%C.7%D.9%考点互动探究

基因型XBXBXBXbXbXbXBYXbY人数852965293070[答案]D3.[2017·山东济宁二模]

经调查在某一种群内AA的基因型频率为40%,Aa的基因型频率为60%,aa基因型(致死)的频率为0,那么随机交配繁殖一代,下列说法正确的是(

)A.AA的基因型频率占49/91B.Aa的基因型频率占42/100C.自然选择过程直接作用于个体的基因型D.该种群未发生进化考点互动探究[答案]A[解析]因种群内AA=40%,Aa=60%,可求出A基因频率为70%,a基因频率为30%,随机交配繁殖一代,后代中AA基因型频率为A基因频率的平方,即49/100,aa基因型频率为a基因频率的平方,即9/100,Aa基因型频率为42/100,又由于aa基因型是致死的,因此后代中AA的基因型频率占49/91,Aa的基因型频率占42/91,A项正确,B项错误。3.[2017·山东济宁二模]

经调查在某一种群内AA的基因型频率为40%,Aa的基因型频率为60%,aa基因型(致死)的频率为0,那么随机交配繁殖一代,下列说法正确的是(

)A.AA的基因型频率占49/91B.Aa的基因型频率占42/100C.自然选择过程直接作用于个体的基因型D.该种群未发生进化考点互动探究自然选择过程是直接作用于个体的表现型,C项错误。后代中A基因频率为49/91+1/2×42/91=70/91,亲代A基因频率为70%,基因频率发生了改变,所以该种群发生了进化,D项错误。易错提醒(1)不同的基因在基因库中所占的比例是不同的,影响基因频率的因素有基因突变、自然选择等。(2)在种群中一对等位基因的基因频率之和等于1,基因型频率之和也等于1。(3)自交:种群个体自交时,纯合子增多,杂合子减少,基因型频率发生改变。自交过程不改变基因频率。(4)自由交配:在无基因突变、各种基因型的个体生活力相同时,处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗传平衡定律,亲子代之间种群的基因频率及基因型频率不变。考点互动探究考点互动探究知识梳理1.共同进化(1)概念:不同

之间、

之间在相互影响中不断进化和发展。

(2)原因:生物与

之间的相互选择和生物与

之间的相互影响。

考点三

共同进化与生物多样性的形成物种生物与无机环境生物无机环境考点互动探究(3)共同进化的实例共同进化类型包含类型举例不同物种之间互利共生例如豆科植物与根瘤菌等捕食例如猎豹和斑马等寄生例如黏液病毒和兔子等竞争例如作物与杂草等生物与无机环境之间

生物影响环境、环境影响生物地球最早是无氧环境→厌氧生物→光合生物出现→空气中有了氧气→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

多样性、

多样性和

多样性。

(2)形成原因:生物的进化。(3)研究生物进化历程的主要依据:

。

(4)生物进化的方向:从

到真核单细胞生物,再到真核多细胞生物;从

到自养生物;从厌氧生物到

;从无性生殖到

;从低等到高等;从

到陆生。

考点互动探究基因物种生态系统化石原核生物异养生物需氧生物有性生殖水生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

的逐渐积累,而不是

。

(2)生物进化理论不会停滞不前,而是在不断发展。考点互动探究中性突变自然选择角度1共同进化的实例1.[2017·湖南永州一模]

根据现代生物进化理论,下列关于共同进化的叙述中,不正确的是 (

)A.不同物种之间、生物与环境之间都能共同进化从而导致生物多样性B.在自然选择过程中,黑色桦尺蠖与灰色桦尺蠖之间表现为共同进化C.非洲野牛与狮子之间可通过种间斗争等实现共同进化D.4亿年前光合生物产生了氧气,而氧气也为生物登陆创造了有利条件,属于生物与环境之间共同进化考点互动探究

命题角度考点互动探究[答案]B[解析]共同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,A正确;黑色桦尺蠖和灰色桦尺蠖为同一个物种,不属于共同进化,B错误;非洲野牛与狮子为不同的物种,它们之间可通过种间竞争、捕食等实现共同进化,C正确;4亿年前光合生物产生了氧气,而氧气也为生物登陆创造了有利条件,属于共同进化,D正确。2.[2017·合肥三中模拟]

无花果具有隐头花序,其花托的顶端有一个很小的开孔,专有的、高度特化的榕小蜂雌蜂进入小孔后在花上产卵,雌蜂在花序上爬行时能进行传粉,无花果隐头花序是榕小蜂幼体唯一的栖息场所和食物来源。下列分析正确的是 (

)A.榕小蜂特殊的生殖行为决定了无花果的变异方向B.两者的依存关系是相互选择、共同进化的结果C.花序的特化是无花果新物种形成的必要条件D.两种生物所发生的可遗传的变异决定了进化的方向考点互动探究

考点互动探究[答案]B[解析]变异是不定向的,榕小蜂特殊的生殖行为只是起了选择作用,A错误;榕小蜂和无花果之间互利共生,两者的依存关系是相互选择、共同进化的结果,B正确;花序的特化并未产生生殖隔离,故不是新物种形成的必要条件,C错误;自然选择决定生物进化的方向,D错误。角度2共同进化与生物多样性的形成3.[2017·郑州模拟]

关于生物进化与生物多样性的形成,说法错误的是(

)A.生物多样性的形成经历了漫长的进化历程B.消费者的出现不影响生产者的进化C.生物多样性的形成是共同进化的结果D.生物的进化与无机环境的变化是相互影响的考点互动探究[答案]B[解析]长期进化导致生物多样性的形成,A正确。消费者的出现,一方面使生态系统具有更复杂的结构,另一方面对植物的进化产生了重要的影响。如消费者对具有某些性状的某种生产者的捕食可改变该种群的基因频率,进而使该种群朝着一定的方向进化,B错误。生物多样性的形成是共同进化的结果,C正确。生物的进化与无机环境的变化是相互影响的,D正确。4.下列有关生物多样性和进化的叙述中,不正确的是 (

)A.自然选择能定向改变种群的基因频率,决定了生物进化的方向B.新物种的形成通常要经过突变和基因重组、自然选择及隔离三个基本环节C.细菌在接触青霉素后会产生具有抗药性的突变个体,青霉素的选择作用使其生存D.蜂鸟细长的喙与倒挂金钟的筒状花萼是它们长期共同进化形成的相互适应的特征考点互动探究考点互动探究[答案]C[解析]自然选择能定向改变种群的基因频率,决定了生物进化的方向,A正确;物种形成的三个基本环节是突变和基因重组、自然选择及隔离,B正确;细菌在接触青霉素以前就已经产生了具有抗药性的突变个体,青霉素的选择作用使其生存,C错误;蜂鸟细长的喙与倒挂金钟的筒状花萼是它们长期共同进化的结果,D正确。考点互动探究1.[2017·江苏卷]

下列关于生物进化的叙述,错误的是 (

)A.某物种仅存一个种群,该种群中每个个体均含有这个物种的全部基因B.虽然亚洲与澳洲之间存在地理隔离,但两洲人之间并没有生殖隔离C.无论是自然选择还是人工选择作用,都能使种群基因频率发生定向改变D.古老地层中都是简单生物的化石,而新近地层中含有复杂生物的化石

历年真题明考向考点互动探究[答案]A[解析]种群中所有个体所含有的全部基因才是这个物种的全部基因,A项错误。各大洲人之间并没有生殖隔离,B项正确。无论是自然选择还是人工选择作用,都可使种群基因频率发生定向改变,C项正确。越古老的地层中的化石所代表的生物结构越简单;在距今越近的地层中,挖掘出的化石所代表的生物结构越复杂,说明了生物是由简单到复杂进化的,D项正确。考点互动探究2.[2014·江苏卷]

某医院对新生儿感染的细菌进行了耐药性实验,结果显示70%的致病菌具有耐药性。下列有关叙述正确的是(

)A.孕妇食用了残留抗生素的食品,导致其体内大多数细菌突变B.即使孕妇和新生儿未接触过抗生素,感染的细菌也有可能是耐药菌C.新生儿体内缺少免疫球蛋白,增加了致病菌的耐药性D.新生儿出生时没有及时接种疫苗,导致耐药菌形成[答案]B[解析]抗生素能杀菌,所以食用残留抗生素的食品后,抗生素对孕妇体内的耐药性细菌进行了选择,A项抗生素引发突变的表述错误。细菌在繁殖过程中有遗传和变异,可能产生抗药性的变异,B项正确。新生儿体内缺少免疫球蛋白故免疫力差,更容易感染致病菌而生病,并非引发或增强致病菌的耐药性,C项和D项都错误。考点互动探究3.[2014·广东卷]

某种兰花有细长的花矩(如图7-22-7),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图7-22-7

考点互动探究[答案]C[解析]生物的变异是不定向的,A项错误。物种形成的必要条件是隔离,新物种形成的标志是产生生殖隔离,B项错误。蛾口器与兰花细长的花矩的相互适应是相互选择、共同进化的结果,C项正确。蛾的口器细长是自然选择的结果,不是用进废退的结果,D项错误。4.[2014·北京卷]

为控制野兔种群数量,澳洲引入一种主要由蚊子传播的兔病毒。引入初期强毒性病毒比例最高,兔被强毒性病毒感染后很快死亡,致兔种群数量大幅下降。兔被中毒性病毒感染后可存活一段时间。几年后中毒性病毒比例最高,兔种群数量维持在低水平。由此无法推断出 (

)A.病毒感染对兔种群的抗性具有选择作用B.毒性过强不利于维持病毒与兔的寄生关系C.中毒性病毒比例升高是因为兔抗病毒能力下降所致D.蚊子在兔和病毒之间的协同(共同)进化过程中发挥了作用考点互动探究考点互动探究[答案]C[解析]通过初期和几年后存活病毒的种类比例不同,同时引起的兔种群数量的变化,说明病毒感染对兔种群的抗性具有选择作用,A项正确。强毒性病毒感染兔后,兔很快死亡,种群数量大幅下降,也会导致病毒的数量下降,因而不利于维持病毒和兔的寄生关系,B项正确。中毒性病毒比例升高是病毒和兔的选择作用的结果,不能说是兔的抗病毒能力下降所致,C项错误。蚊子可以传播兔的病毒,在兔和病毒之间的协同进化过程中发挥作用,D项正确。5.[2015·安徽卷]

现有两个非常大的某昆虫种群,个体间随机交配,没有迁入和迁出,无突变,自然选择对A和a基因控制的性状没有作用。种群1的A基因频率为80%,a基因频率为20%;种群2的A基因频率为60%,a基因频率为40%。假设这两个种群大小相等,地理隔离不再存在,两个种群完全合并为一个可随机交配的种群,则下一代中Aa的基因型频率是(

)A.75% B.50%C.42% D.21%考点互动探究[答案]C[解析]种群1中,AA的基因型频率为80%×80%=64%,Aa的基因型频率为2×80%×20%=32%,aa的基因型频率为20%×20%=4%;种群2中,AA的基因型频率为60%×60%=36%,Aa的基因型频率为2×60%×40%=48%,aa的基因型频率为40%×40%=16%。5.[2015·安徽卷]

现有两个非常大的某昆虫种群,个体间随机交配,没有迁入和迁出,无突变,自然选择对A和a基因控制的性状没有作用。种群1的A基因频率为80%,a基因频率为20%;种群2的A基因频率为60%,a基因频率为40%。假设这两个种群大小相等,地理隔离不再存在,两个种群完全合并为一个可随机交配的种群,则下一代中Aa的基因型频率是(

)A.75% B.50%C.42% D.21%考点互动探究两个一样大的种群合并后,AA的基因型频率为1/2(64%+36%)=50%,Aa的基因型频率为1/2(32%+48%)=40%,aa的基因型频率为1/2(4%+16%)=10%,合并后的种群中,A基因的频率为50%+1/2×40%=70%,a基因的频率为30%,下一代中Aa的基因型频率为2×70%×30%=42%。6.[2015·全国卷Ⅰ]

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

。

考点互动探究考点互动探究[答案](1)1∶1

1∶2∶1

0.5

(2)A基因纯合致死1∶1[解析](1)由于该果蝇种群中雌雄个体数目相等,且只有Aa一种基因型,因此A、a基因的频率均为50%,比例为1∶1。随机交配产生的第一代中AA=50%×50%=25%,Aa=2×50%×50%=50%,aa=50%×50%=25%,三者数量比为1∶2∶1。随机交配过程中,各基因的频率保持不变。(2)该果蝇种群随机交配的实验结果应该是1∶2∶1,若第一代中只有Aa和aa两种基因型,且比例为2∶1,则说明存在A基因纯合致死现