《生物的进化》章末复习学案

7/7第五章生物的进化【知识体系】【方法技巧】一、基因频率和基因型频率的计算基因频率是指某群体中，某一等位基因在该位点上可能出现的比率。对基因频率的计算有很多种类型，不同的类型要采用不同的方法计算。1.哈代—温伯格公式（遗传平衡定律）的应用当种群较大，种群内个体间的交配是随机的，没有突变发生、新基因加入和自然选择时，存在以下公式：（p＋q）2＝p2＋2pq＋q2＝1，其中p代表一个等位基因的频率，q代表另一个等位基因的频率，p2代表一个等位基因纯合子（如AA）的频率，2pq代表杂合子（如Aa）的频率，q2代表另一个纯合子（aa）的频率。2.几种计算类型（1）常染色体上的基因，已知各基因型的个体数，求基因频率。（2）常染色体上的基因，已知各基因型的比例，求基因的频率。（3）常染色体上的基因，已知各基因型的比例，求该种群自交或杂交一代后，某基因型或某基因的频率。（4）伴X染色体上的基因，已知基因型的人数或频率，求基因频率或基因型频率。（5）伴X染色体上的基因，已知某基因频率，求基因型的频率。【训练1】囊性纤维变性是一种常染色体遗传病。在欧洲人群中每2500个人就有一人患此病。如果一对健康的夫妇有一个患病的儿子，此后该女子又与另一健康男子再婚，则再婚后他们生一个患此病孩子的概率是（）A.1%B.0.04%C.3.9%D.2%【训练2】已知苯丙酮尿症是位于常染色体上的隐性遗传病。据调查，该病的发病率大约为1/10000。请问，在人群中苯丙酮尿症致病基因的基因频率以及携带此隐性基因的杂合基因型频率各是多少？______________________________。二、物种的形成1.形成方式（1）渐变式：经过长期的历史年代逐渐形成。即：种群小的种群eq\o(\s\up7(基因频率),\s\do5(发生改变))新物种（2）骤变式：在很短时间内即可形成，如自然界中多倍体的形成。2.隔离在物种形成中的作用隔离是物种形成的必要条件，包括地理隔离和生殖隔离。其实质是阻止生物之间的基因交流，仅有地理隔离不能产生新的物种，生殖隔离才是物种形成的关键。3.物种形成与生物进化内容物种形成生物进化标志生殖隔离出现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一个物种二者的联系①生物进化的实质是基因频率的改变，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②新物种的形成是生物长期进化的结果【训练3】如图为某群岛上物种演化的模型。A、B、C、D、E、F为六个物种，请据图回答：（1）假设已知甲岛上B物种为有翅蝉，过了相当长时间后，逐渐演化成了残翅蝉E和超长翅蝉F，请根据达尔文的自然选择学说结合甲岛上多风的自然条件，推测甲岛上B物种演化的过程。________________________________________________________________________________________________________________________________________。（2）甲岛上B物种偶尔有一次乘着季风，飞到了乙岛上居住。试分析B物种进入乙岛后可能会给乙岛上C物种带来的影响。________________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）怎样验证E和F属于两个不同的物种？简述你的思路和依据。_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。三、怎样解释出现生物新类型的现象1.生物进化与物种形成的区别与联系区别：生物进化的实质是种群基因频率的改变，因此，可以认为种群的基因频率发生改变就意味着生物进化了。而物种的形成是基因频率改变到一定的程度，直到新类群与原种群不能实现基因交流为止（产生了生殖隔离）。可见，二者是量变和质变的关系。联系：生物发生进化，并不一定形成新物种，但是新物种的形成要经过生物进化，即生物进化是物种形成的基础。2.人工选择和自然选择的区别与联系区别：二者选择的标准不同，目的不同。人工选择的标准为“是否对人类有利”，对人类有利的基因或性状保留下来，不利的被淘汰，该性状对生物的生存不一定有利；而自然选择的标准为“是否有利于该生物的生存”，有利于该生物生存的性状（或基因）就保留下来，不利的就淘汰。如野鸡飞翔能力强产蛋率低，但较强的飞翔能力有利于其逃避敌害，即有利于生存；家鸡飞翔能力极差产蛋率很高，善飞但产蛋少的家鸡肯定要被淘汰。可见，人工选择与自然选择有很大的差别，因此明确目的是区分二者的关键。联系：二者都使被选择的种群的基因频率发生改变。3.用现代生物进化理论分析生物的进化、适应性和新物种的形成进化的原因内因通过遗传将有利的变异保留下来，变异为选择提供原始材料外因生物生存的各种环境条件，如各种生态因素对生物的影响相互作用生物生存的各种环境条件对生物的变异进行选择，淘汰不利变异，积累和加强有利变异，推动生存斗争，表现为进化进化的结果适应性环境对生物的变异进行定向选择，使有利的变异在生物类群中得到积累和加强，形成了生物的适应性多样性、物种的形成同一物种的不同种群，由于生活环境的变化，形成具有不同适应性的生物类群，当变异积累到一定程度而出现生殖隔离时，便形成了新物种；同一物种的不同类型及新物种的出现均表现为生物的多样性进化生物新类型的形成导致生物进化，物种的形成是生物进化质的飞跃【训练4】蓍草是菊科植物的一个种。采集同一山坡不同海拔高度的蓍草种子，种在海拔高度为零的某一花园中，植株高度如下图。下列叙述中，正确的是（）A.原海拔高度不同的蓍草株高的差异表现出物种多样性B.不同海拔高度蓍草之间不能杂交或杂交不育C.研究遗传差异是否影响着蓍草株高，需原海拔处的数据D.图示结果说明蓍草株高的变化受到花园生态环境的影响【训练5】某研究小组研究了某地的两个湖泊，每个湖中生活着两种相似的鱼：红褐色的和金黄色的，这一地区可能发生过洪水。他们不清楚这两种鱼之间的关系，于是作出如图所示的两种假设。以下说法中不正确的是（）A.假说甲说明湖I和湖Ⅱ由于地理隔离的作用才形成了金黄色鱼和红褐色鱼B.假说乙认为湖I中原来只有红褐色鱼，湖Ⅱ中原来只有金黄色鱼，发洪水时，这两个湖中的鱼混杂在一起C.假说甲认为红褐色鱼和金黄色鱼起源于同一种灰色鱼D.如红褐色鱼和金黄色鱼不能杂交，或杂交后不能产生可育后代，则它们不是同一物种

参考答案【训练1】A（由于一对健康夫妇生了一个患病的儿子，所以该遗传病为隐性遗传病，设显性基因为A，隐性基因为a，所以这对夫妇的基因型都为Aa。把人群看成一个平衡群体，则有aa占1/2500，所以隐性基因a的频率q＝1/50，显性基因A的频率为p＝49/50，那么群体中，AA基因型的频率为p2，Aa基因型的频率为2pq，正常人中杂合子Aa所占的比例为2pq＝2×49/50×1/50≈1/25，即健康人中杂合子所占的比例为1/25，该女子与正常男性婚配后生出患病孩子的几率约为1/4×1/25＝1%。）【训练2】1/10099/5000解析由于本题不知道具体基因型的个体数以及各种基因型频率，所以问题变得复杂化，此时可以考虑用哈代——温伯格公式。由题意可知aa的频率为1/10000，计算得a的频率为1/100。又A＋a＝1，所以A的频率为99/100，Aa的频率为2×（99/100）×（1/100）＝99/5000。【训练3】（1）甲岛上B物种通过大量繁殖，产生了大量的个体，新个体中含有许多新的变异性状，其中，只有超长翅的物种F和残翅的物种E在甲岛多风的环境中，能够适应环境而生存下来，其他的被淘汰（2）甲岛上物种B到达乙岛后，可能面临以下情况：一是与C物种和谐相处，种群共同发展。二是与C物种形成竞争，并被淘汰。三是与C物种形成竞争，最终处于优势，淘汰C物种（3）选择E、F物种的适龄雌雄个体若干，放养在一起，观察E、F物种间个体的交配或繁殖情况。若出现E、F个体间不能相互交配或交配后产生的后代不可育，则说明E、F为不同物种，依据是不同物种间在自然状态下存在生殖隔离解析（1）根据达尔文自然选择学说可知，生物原始祖先种群产生大量具有不同变异的个体，由于生活环境条件的不同，对不同变异个体进行选择，具有有利变异的个体，适应环境而生存下来，逐代积累加强，形成新物种。（2）一个物种进入另一岛，由于岛上环境条件与该物种生存的原先岛上环境条件不同，对进入的物种或对该岛原有物种产生影响，可能存在三个方面：可能与岛上其他物种形成竞争而处于劣势被淘汰，可能与岛上其他物种友好生存下去共同发展，也可能淘汰原岛上的生物。（3）两个不同的物种间在自然状态下不能够相互交配，或能够相互交配但不能繁殖后代，所以为验证E、F属于两个物种，可选择E、F物种的适龄雌雄个体若干，放养在一起一段时间，观察E、F物种间的交配或繁殖情况。【训练4】C（图示体现的是不同海拔高度的植株在同一海拔的株高，没有原海拔的株高；不同海拔的植株仍为同一物种，可以进行基因交流；研究遗传差异影响植株，要用原海拔的株高与现海拔处株高对比说明。）【训练5】A（从假说