高考生物复习第五单元基因突变及其他变异第1讲现代生物进化理论全国公开课一等奖百校联赛示范课赛课特等奖

第五单元现代生物进化理论第1页1.当代生物进化理论主要内容(Ⅱ)2．共同进化与生物多样性形成(Ⅱ)1.自然选择学说内容、贡献和不足2．种群、种群基因库、基因频率、物种等概念判定及相关计算3．共同进化和生物多样性形成原因及形成原因试验探究认知考纲第2页第1讲当代生物进化理论第3页一、当代生物进化理论由来1．拉马克进化学说(1)内容：用进废退和__________是生物进化原因。(2)意义：否定了__________和__________理论。2．达尔文自然选择学说(1)内容：过分繁殖、__________、遗传变异和__________。知识梳理第4页(2)意义：科学地解释了__________原因和__________原因。(3)不足①对__________本质，没有做出科学解释。②对生物进化研究局限于__________水平。③不能解释物种大暴发觉象。第5页二、当代生物进化理论主要内容1．种群是生物进化基本单位(1)种群：生活在一定区域__________全部个体。(2)基因库：一个种群中全部个体所含有__________。(3)基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占__________比率。2．突变和基因重组产生进化原材料(1)可遗传变异起源于__________、基因重组和染色体变异，其中__________和__________统称为突变。(2)基因突变可产生__________，所以可使种群基因频率发生改变。第6页(3)因为突变和重组都是__________、__________，所以只能提供进化原材料，不能决定生物进化方向。3．自然选择决定生物进化方向在__________作用下，种群基因频率发生__________，造成生物朝着一定方向不停进化。4．隔离造成物种形成(1)物种：能够在自然状态下相互交配而且产生__________一群生物。第7页(3)隔离是物种形成__________条件。第8页5．共同进化与生物多样性形成(1)共同进化：不一样__________之间，生物与__________之间在相互影响中不停进化和发展。(2)生物多样性：包含基因多样性、__________和生态系统多样性。第9页自主查对：一、1.取得性遗传神创论物种不变2．生存斗争适者生存生物进化生物多样性形成遗传和变异个体二、1.同种生物全部基因全部等位基因数2．基因突变基因突变染色体变异新等位基因随机不定向3．自然选择定向改变4．可育后代自由交流基因交流生殖可育必要5．物种无机环境物种多样性第10页1．什么是基因进化？2．基因频率怎样计算？第11页考点1自然选择学说与当代生物进化理论比较达尔文自然选择学说当代生物进化理论基本观点①遗传变异是自然选择内因②过分繁殖为自然选择提供更多选择材料，加剧了生存斗争③变异普通是不定向，而自然选择是定向，定向自然选择决定着生物进化方向④生存斗争是自然选择方式，是生物进化动力⑤适应是自然选择结果⑥自然选择是一个长久、迟缓、连续过程①种群是生物进化基本单位，生物进化实质在于种群基因频率改变②突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程三个基本步骤③突变和基因重组提供了生物进化原材料④自然选择使种群基因频率定向改变并决定生物进化方向⑤隔离是新物种形成必要条件考点突破第12页达尔文自然选择学说当代生物进化理论不一样点①没有说明遗传变异本质以及自然选择作用机理②着重硕士物个体进化③认为物种形成是微小有利变异积累结果，没有认识到隔离作用①从分子水平上说明了自然选择对遗传变异作用机理②强调群体进化，认为种群是生物进化基本单位③隔离是物种形成必要条件共同点①都能解释生物进化原因和生物多样性、适应性②都认为自然选择决定生物进化方向第13页应用指南1．达尔文自然选择学说是当代生物进化理论关键与基础，而后者是前者发展与完善。2．遗传和变异是进化内因(原料)，生存斗争是进化动力(外因)，自然选择决定了进化方向。3．自然选择和人工选择：无人为参加为自然选择，有些人为参加为人工选择。人工选择性状有利于人类，不然应视为自然选择，如抗菌素和杀虫剂选择作用应为自然选择。第14页例1

(·杭州评定)依据达尔文自然选择学说(图解以下)，下述不属于对当代生物进化理论补充、完善是(

)第15页A．当代生物进化理论是在研究种群基因频率改变基础上发展起来B．种群是生物进化基本单位C．隔离是物种形成必要条件D．自然选择决定生物进化方向，是经过生存斗争实现[解析]自然选择学说和当代生物进化理论都认为自然选择决定生物进化方向，所以D项不是当代生物进化理论补充和完善内容。[答案]

D第16页对点训练1如图表示环境条件发生改变后某个种群中A和a基因频率改变情况，以下说法错误是(

)A．Q点表示环境发生了改变，A控制性状愈加适应环境B．P点时两曲线相交，此时A和a基因频率均为50%C．该种群中杂合体百分比会越来越高，逐步取代纯合体D．在自然选择作用下，种群基因频率会发生定向改变第17页解析：某个基因出现频率越高，说明该基因控制性状对环境有较强适应性。A和a基因频率之和为1，P点时两曲线相交，表示二者频率相等，所以此时A和a基因频率均为50%。在自然选择作用下，种群基因频率会发生定向改变，造成生物朝着一定方向不停进化。即使A基因频率逐步增大，但AA、Aa中并非Aa生存能力更强，所以不一定会出现“该种群中杂合体百分比会越来越高，逐步取代纯合体”现象。答案：C第18页考点2物种形成、共同进化与生物多样性1．物种形成(1)物种形成三种经典模式①渐变式——如加拉帕戈斯群岛上13种地雀形成。第19页②骤变式——主要是经过异源多倍体染色体畸变方式形成新物种，一出现能够很快形成生殖隔离(基因频率改变)。此种方式多见于植物。③人工创造新物种——经过植物体细胞杂交(如番茄—马铃薯)、多倍体远缘杂交(如甘蓝—萝卜)、多倍体育种(如八倍体小黑麦)等方式也能够创造新物种。第20页(2)新物种形成标志—生殖隔离第21页2．共同进化(1)共同进化①不一样物种之间相互影响：生物生活于复杂环境中，任何一个物种都不是单独进化，其必定要和其它生物发生营养关系。在捕食与被捕食，相互帮助等关系下，它们共同发展，协同进化，增加了物种多样性。②生物与无机环境相互影响：生物能够适应一定环境，也能够影响环境。生物与无机环境之间是相互影响和共同演变。比如：最早生物是厌氧，光合生物出现，使大气中有了氧气，为好氧生物出现创造了前提条件。第22页(2)进化规律第23页①生物进化总趋势a．从结构上看：由简单→复杂(由原核细胞→真核细胞，由单细胞→多细胞，由无胚层分化→两胚层→三胚层等)。b．从功效上看：由低等→高等(如：无性生殖→有性生殖)。c．从生存环境上看，由水生→陆生。②代谢进化a．异养→自养(又包含光合作用→化能合成作用)。b．厌氧→需氧。c．总趋势：厌氧异养→光能自养→需氧异养。第24页3．生物多样性(1)内涵(三层次)第25页(2)相互关系(3)成因：生物与环境共同进化结果。第26页应用指南生物进化与物种形成1．区分①生物进化：实质上是种群基因频率改变过程，所以生物发生进化标志为基因频率改变，不论改变大小，都属于进化范围。②物种形成：种群基因频率改变至突破种界限，形成生殖隔离，标志着新物种形成，隔离是物种形成必要条件。2．联络：生物发生进化，并不一定形成新物种，但新物种形成一定要经过生物进化过程。第27页例2

下列图是物种形成一个模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群a1和a2，经过漫长进化，分别形成新物种b和c。在此进程中某一时刻，a1种群部分群体越过障碍外迁与a2同域分布，向d方向进化。以下相关叙述正确是(

)第28页A．b和d存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离B．c和d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离C．a1中外迁群体与当初留居群体基因频率相同，则b和d是同一物种D．a1中外迁群体与当初a2种群基因频率不一样，则c和d是不一样物种[解析]判断是不是一个物种标准是：两个种群间能否随机交配并产生可育后代。基因频率不一样只能说明生物发生了进化，不一定产生生殖隔离，形成新物种。新物种形成普通先经过地理隔离而后产生生殖隔离，但经过地理隔离不一定就产生生殖隔离。没有地理隔离时，因为c和d基因库差异也可产生生殖隔离。[答案]

B第29页对点训练2

(·杭州调研)关于生物进化与生物多样性形成，错误说法是(

)A．生物多样性形成经历了漫长进化历程B．消费者出现不影响生产者进化C．生物多样性形成是共同进化结果D．生物进化与无机环境改变是相互影响解析：消费者出现，首先使生态系统含有更复杂结构，另首先对植物进化产生主要影响。如消费者对含有一些性状某种生产者捕食可改变该种群基因频率，进而使该种群朝着一定方向进化。答案：B第30页考点3基因频率计算1．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比率。2．基因型频率是指某种特定基因型个体占群体内全部个体比率。3．经过基因型频率计算基因频率(1)在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。(2)一个等位基因频率＝该等位基因纯合子频率＋1/2×杂合子频率。第31页应用指南1．基因突变和基因重组、自然选择、遗传漂变、迁移等均可引发基因频率改变。2．伴X染色体遗传基因频率计算3．在伴X染色体遗传病中，男性中患者表现型概率＝相关基因型频率＝相关基因频率。第32页例3从某种生物种群中随机抽出一定数量个体，其中基因型为AA个体占24%，基因型为Aa个体占72%，基因型为aa个体占4%，基因A和基因a频率分别是(

)A．24%、72%

B．36%、64%C．57%、43% D．60%、40%[解析]依据题意，A基因频率为24%＋1/2×72%＝60%，则a基因频率为40%。[答案]

D第33页对点训练3据调查，某校高中学生关于某性状基因型百分比为XBXB(42.32%)、XBXb(7.36%)、XbXb(0.32%)，XBY(46%)、XbY(4%)，则该地域XB和Xb基因频率分别是(

)A．60%、8%B．80%、92%C．78%、92%D．92%、8%第34页解析：依据基因频率概念：某个基因频率＝某个基因数/全部等位基因数，即XB基因频率：XB/(XB＋Xb)。因为B、b只位于X上，Y上没有，男性体内只有1个X，所以只有1个这类基因(B或b)；而女性体内有两个X，所以有两个这类基因(包含B或b)。所以被调查种群中XB基因频率＝42.32%×2＋7.36%×1＋46%＝138%；XB＋Xb＝42.32%×2＋7.36%×2＋0.32%×2＋46%×1十4%×1＝150%，所以XB/(XB＋Xb)＝138%/150%＝92%，Xb基因频率＝1－92%＝8%。答案：D第35页考点4试验面面观：试验设计基本模式理论指导试验设计可遵照以下步骤进行。(1)了解题目要求：认真读题，从题中找出答案。(2)写出试验名称：指出是什么试验，判断出是“验证性试验”还是“探究性试验”。(3)写出试验目标：搞清该题要验证或探究是什么样生物学事实。即明确试验要处理什么问题。(4)写出试验原理：就是完成该试验理论依据是什么？需要分析试验中所包括生物学及相关学科中知识、方法，以及所依据科学原理。另外，提供试验仪器使用方法和原理也应考虑在内。第36页(5)设计试验操作过程：大多数题目要求写出试验步骤。下面一个书写模式，能够使书写条理，思绪清楚。①分组标号：依据试验要求选择适宜材料和器材，选材应保持条件相同(如：日龄相同、体重相近雄性成年大白鼠)。将试验分为试验组和对照组，能够分两组，也能够分若干组，每组进行明确标识，便于试验观察、统计、比较和叙述。②试验处理：依据试验要求分别对试验组和对照组进行处理，除试验变量外，对试验组和对照组培养、喂养等条件应要相同，即控制无关变量。要注意能表达“单一变量”词语准确使用，比如使用“等量”、“相同”、“适宜”等词语。第37页③培养(或喂养)、观察、统计：对于植物试验和一些动物试验，分别进行试验处理后，要进行一段时间培养，才能出现结果。而有些试验进行试验处理之后，在相对较短时间(1～2小时)就能够观察实现现象。要仔细观察试验组与对照组出现差异，统计试验现象和试验数据。④试验结果分析或者预测试验现象：假如是“验证型”试验，则要依据所学知识和原理，分析得出应有试验结果和推出对应结论(此时普通只有一个结果和对应结论，且结论与试验目标相对应)。若是“探究型”试验，则要依据原理、目标预测出可能结果和推出对应结论(此时普通有几个不一样结果及对应结论)。⑤试验结论：经过现象、结果分析，概括出规律性结论，结论普通就是试验目标。第38页例4

桦尺蛾是一个栖息在密林中、白天停歇在树干上昆虫，普通为浅色，它借助与环境相同体色躲避鸟类天敌。在工业污染区，黑色桦尺蛾数量有增多趋势。为证实两种体色桦尺蛾因环境不一样而数量百分比不一样，进行了以下探究。请完成以下探究方案。(1)假设：__________。(2)试验步骤：①选择工业污染区A和__________地域B；②搜集桦尺蛾，并在翅下用有色颜料分别标识黑色蛾与浅色蛾若干；③__________；④一段时间后用诱蛾灯诱捕，统计、统计结果。第39页(3)试验结果：以下表。依据表内数据在下面空白处绘制A、B两地域不一样体色蛾回收率柱形图。桦尺蛾释放数和回收数表地域项目浅色蛾黑色峨工业污染区A释放数400500回收数32150B释放数500600回收数6030(4)结论：__________。(5)分析与讨论：①人们观察到工业污染造成树皮变黑，从这个角度解释上述试验结果________________________________。第40页②已知桦尺蛾体色由常染色体上一对等位基因控制。为了深入探究桦尺蛾黑色与浅色显隐性关系，有些人将一对黑色蛾与浅色蛾杂交，F1中黑色蛾与浅色蛾数量比为1∶1。请利用F1蛾，在此基础上设计遗传试验完成探究。a．试验步骤：__________。b．结果与分析：__________。[解析]依据试验题目可知，单一变量为工业污染区与非污染区；要做到随机分组和平均分配；树皮颜色与蛾颜色一致时，就是一个保护性适应；探究显隐性时，要注意试验结果全方面性，黑色雌雄个体相交，后代可能全部为黑色，也可能全部为浅色，也可能黑色、浅色都有。第41页[答案]

(1)在工业污染区，黑色蛾数量占优势(2)①非工业污染③将标识不一样体色蛾分别释放到上述两地域(3)见下列图第42页(4)在工业污染区，黑色蛾数量占优势；在非工业污染区，浅色蛾数量占优势(5)①不一样污染程度区域树皮颜色不一样，使停歇在树干上不一样体色蛾被鸟类捕食概率不一样，造成它们存活率不一样②a.选择F1雌雄黑色蛾杂交；观察、统计后代体色b．若后代出现浅色蛾，则黑色为显性性状；若后代全部是黑色蛾，则黑色为隐性性状第43页对点训练4

(·黄山质检)生物进化实质是种群基因频率改变，其中影响种群基因频率原因有很多，如自然选择、基因重组、遗传漂变、生物个体迁入迁出等。某中学生物研究小组为证实人工选择对种群基因频率影响，选取了纯种长翅果蝇和残翅果蝇进行试验。已知果蝇长翅(B)对残翅果蝇(b)为显性，基因位于常染色体上。他们试验过程以下：第44页a．选择一只纯种雄性长翅果蝇与一只残翅雌性果蝇进行杂交，取得子一代雌雄果蝇；b．让子一代果蝇连续自由交配5代，同时在每一代中都要除去残翅果蝇；c．当子六代全部长翅果蝇自由交配后，统计子七代长翅果蝇和残翅果蝇在种群中百分比；d．依据残翅果蝇百分比计算出B、b基因在种群中基因频率，得出结论。请分析回答：(1)假如按照上述步骤进行，在子三代长翅果蝇中纯合子占__________。第45页(2)假如在每代中不除去残翅果蝇，在子三代长翅果蝇中纯合子占__________。(3)请判断该试验过程设计是否科学？__________。你理由是：__________。(4)若让你对此试验过程进行改进，请设计出改进后步骤。①选择一只纯种长翅雄果蝇与一只残翅雌果蝇进行交杂，取得子一代雌雄果蝇；②________________________________；③________________________________；④________________________________。(5)请预期这种人工选择对种群基因频率影响__________。第46页解析：(1)F2中BB∶Bb＝1∶2，产生两种类型配子B∶b＝2∶1，故F3中bb为1/3×1/3＝1/9，即F3中长翅果蝇占8/9，其中纯合子为BB＝2/3×2/3＝4/9，占长翅总数1/2。(2)若不去除残翅果蝇，则F2中BB∶Bb∶bb＝1∶2∶1，F2产生配子B∶b＝1∶1，F3中BB∶Bb∶bb＝3/8∶2/8∶3/8，故长翅中纯合子百分比为：BB/(BB＋Bb)＝3/5。(3)要研究人工选择作用是否对种群基因频率产生影响，需要以人工选择作用作为单一变量，经过由人工选择作用种群和自然繁殖种群繁殖若干代后进行对照得出试验结论。第47页答案：(1)1/2

(2)3/5

(3)不科学没有设置对照(没有对照试验)(4)②将子一代果蝇分成性状完全相同甲、乙两组，让甲、乙两组果蝇分别连续自由交配5次，同时将乙组在每一代中都要除去残翅果蝇③当子六代全部长翅果蝇自由交配后，分别统计甲、乙两组子七代中长翅果蝇和残翅果蝇在种群中百分比④依据甲、乙两组中残翅果蝇百分比，分别计算出甲、乙两组中B、b基因在种群中基因频率，比较得出结论(5)这种人工选择将造成B基因频率增大，b基因频率减小第48页例1

某小岛上原有果蝇0只，其中基因型VV、Vv和vv果蝇分别占15%、55%和30%。若此时从岛外引入了只基因型为VV果蝇，且全部果蝇均随机交配，则F1中V基因频率约是(

)A．43%B．48%C．52%D．57%第49页错因分析本题易错处有二，一是没有将岛外引入只果蝇与原种群看作是一个整体，错误地将原种群与引入种群中V基因频率分开计算再相加；二是不了解随机交配与其子代某种基因频率关系。解析首先计算出从岛外引入了只果蝇之后，该岛上果蝇种群中不一样基因型所占百分比：基因型为VV、Vv、vv所占百分比分别为5/22、11/22、6/22；然后计算出V基因频率＝5/22＋(11/22)×(1/2)＝21/44≈48%。答案

B第50页例2

由地震形成海洋中有大小相同甲、乙两个小岛，研究某时间段中其鸟种类和数量随时间改变情况如图所表示，以下相关叙述中正确是(

)①甲、乙两岛存在地理隔离，不一样种鸟之间存在着生殖隔离②甲岛上鸟种类较多，可能是甲岛环境改变较猛烈③甲、乙两岛鸟各形成一个种群基因库，而且两个基因库之间差异将越来越大④最终甲、乙两岛上鸟种类和数量趋于相同A．①②

B．②③C．③④

D．①③第51页错因分析不了解地理隔离、生殖隔离在物种形成过程中作用，不能在新情境中判断不一样物种之间存在着生殖隔离，同时对基因库概念不甚了解而犯错。解析依题意，甲、乙两岛上有不一样种(物种)鸟，故彼此之间存在着生殖隔离；甲岛上鸟种类较乙岛多，可能是甲岛环境改变猛烈，从而造成物种多样性结果；种群基因库是指同种生物组成同一个群全部个体全部基因，甲岛和乙岛都有不一样鸟。答案

A第52页典例1

以下符合当代生物进化理论叙述是(

)A．物种形成能够不经过隔离B．生物进化过程实质在于有利变异保留C．基因突变产生有利变异决定生物进化方向D．自然选择经过作用于个体而影响种群基因频率考查角度

当代生物进化理论第53页解析依据当代生物进化理论内容可知，隔离造成物种形成，物种形成能够不经过地理隔离，但必须有生殖隔离；生物进化实质是种群基因频率定向改变；自然选择决定生物进化方向；自然选择直接作用对象是个体，经过对个体选择作用来改变种群基因频率。答案

D点评

本题考查当代生物进化理论主要内容，难度适中，属于考纲了解层次，解题关键在于把握自然选择过程和生物进化实质当代解释。第54页典例2

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基因频率和F1中AA基因型频率分别是(

)A．55%和32.5%B．55%和42.5%C．45%和42.5%D．45%和32.5%考查角度

基因频率计算第55页答案

B点评此题考查种群基因频率及基因型频率计算，难度不大，属于考纲了解应用层次。第56页典例3

(·天津理综)某地域从1964年开始使用杀虫剂杀灭蚊子幼虫，至1967年中期停用。下列图是五年间蚊子幼虫基因型频率改变曲线。R表示杀虫剂抗性基因，S表示野生敏感型基因。据图回答：第57页(1)R基因出现是__________结果。(2)在RR基因型频率到达峰值时，RS、SS基因型频率分别为4%和1%，此时R基因频率为__________。(3)1969年中期RR基因型几近消失，表明在__________环境条件下，RR基因型幼虫比SS基因型幼虫生存适应能力__________。(4)该地域从此不再使用杀虫剂。预测未来种群中，最终频率最高基因型是__________，原因是__________。考查角度

当代生物进化理论综合第58页解析

(1)野生敏感型基因经过基因突变产生了抗性基因。(2)由题意知：基因型RS＝4%，SS＝1%，则RR＝95%。故R基因频率＝95%＋1/2×4%＝97%。(3)1967年中期停用杀虫剂后，RR基因型频率降低，SS基因型频率增加，说明在不使用杀虫剂环境下，RR基因型幼虫比SS基因型幼虫生存适应能力低。则若长久不使用杀虫剂，会使R基因频率降低，S基因频率增加，使SS基因型频率到达最高。答案

(1)基因突变(2)97%

(3)不再使用杀虫剂低(4)SS在不使用杀虫剂环境下，连续选择作用使R基因频率越来越低第59页1．《物种起源》出版已经有150年，但依然深深影响着当代科学研究，达尔文(多项选择)(

)A．提出了适者生存，不适者被淘汰观点B．提出了用进废退理论C．认为种群是生物进化基本单位D．认识到变异广泛存在并能遗传给后代解析：选项B理论是拉马克观点；选项C说是当代生物进化理论观点。答案：AD随堂过关第60页2．因为蟹类捕食，某种海洋蜗牛种群中含有较厚外壳个体百分比逐步增加。对这个现象解释，正确是(

)A．适者生存B．人工选择C．用进废退 D．定向变异解析：题干中“蟹类捕食”是海洋蜗牛种群中含有较厚外壳个体百分比逐步增加原因，即蜗牛性状定向改变是因为生存斗争存在，是因为自然选择结果。答案：A第61页3．以下观点不符合当代生物进化理论是(

)A．自然选择可引发种群基因频率发生定向改变B．马和驴交配产生强壮骡子，马和驴之间不存在生殖隔离C．种群中个体死亡可能会造成种群基因库发生改变D．狼和兔子奔跑能力提升是它们共同进化结果解析：马和驴交配后产生骡子并没有生殖能力，马和驴之间仍存在生殖隔离。答案：B第62页4．(·上海高考)回答以下相关生物进化问题。(1)图1表示某小岛上蜥蝎进化基本过程。X、Y、Z表示生物进化中基本步骤。X、Y分别是__________、__________。(2)该小岛上蜥蝎原种由许多个体组成，这些个体总和称为__________，这是生物进化__________。(3)小岛上能进行生殖全部蜥蝎个体含有全部基因，称为蜥蝎__________。第63页4)小岛上蜥蜴原种脚趾逐步出现两种性状，W代表蜥蜴脚趾分趾基因；w代表联趾(趾间有蹼)基因。图2表示这两种性状百分比改变过程。第64页①因为蜥蝎过分繁殖，造成__________加剧。②小岛上食物短缺，联趾蜥蜴个体百分比反而逐步上升，其原因可能是__________。③图2所表示过程说明，自然环境改变引发不一样性状蜥蜴百分比发生改变，其本质是因为蜥蜴群体内__________发生了改变。(5)从生物多样性角度分析，图2所表示群体中不一样个体存在反应了__________多样性；若从分子水平检测这种多样性，可采取简便技术是__________。第65页解析：(1)生物进化过程包含三个步骤：突变和基因重组(变异)为生物进化提供原材料、自然选择决定生物进化方向、隔离造成新物种产生。(2)生活在一定区域同种生物为一个种群，