高中生物第五章生物的进化第19课时进化性变化是怎样发生的Ⅰ同步备课教学案浙科版必修2 10页

真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 1 第 19 课时 进化性变化是怎样发生的(Ⅰ) 知识内容 考试属性及要求 考情解读 必考 加试 选择是进化的动力 a a 1．概述自然选择是生物进化的 动力。 2．举例说明种群基因频率的平 衡。 3．简述影响基因频率变化的因 素。 种群的基因库、基因频率、 基因型频率的概念 b b 基因频率、基因型频率的计 算 b b 影响基因频率变化的因素 a 考点一 选择是进化的动力(a/a) 1．进化性变化的前提条件 达尔文认为：在同一物种的个体之间普遍存在着变异，而且至少一部分变异是可以遗传 的。由此达尔文将个体之间存在的可遗传变异视为进化性变化得以发生的前提条件。 2．选择的类型 (1)人工选择 ①概念：人们根据自己的需要，在普遍存在变异的家养生物中挑选出比较合乎要求的变 异个体，并让它们保留后代。 ②过程：把不合乎要求的个体淘汰掉，不让其保留后代。 ③结果：经过连续数代的选择，人类所需要的变异被保存下来，微小变异得以积累成为 显著变异，从而培育出符合要求的新品种。 (2)自然选择 ①概念：环境条件以某种方式选择用以繁殖后代的过程。 ②原因：自然界中的生物个体之间普遍存在变异。 ③过程 变异 影响个体的 存活和繁殖|→不利变异 ――→不适应环境被淘汰 →有利变异 ――→适应环境 选择积累新类型 ④结果：经过长期的选择，有利变异被保存下来，并不断得到积累，微小有利变异积累 成显著变异，从而产生出新的类型或物种。 3．达尔文认为进化的一个重要动力和机制是自然选择。自然选择的直接对象是性状， 根本对象是控制有利性状的基因。自然选择的结果是适者生存，不适者被淘汰。生物的变异 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 2 是多方向的，而自然选择是定向的。 1．对人工选择和自然选择的关系认识错误的是( ) A．人工选择同样是生物进化的动力和机制 B．人工选择进化的过程可不受自然选择的限制 C．自然选择和人工选择都是选择的表现型 D．两种选择的前提均是生物存在可遗传变异 解析 人工选择以人们的需要为选择标准，但被选择的生物也必须适应自然条件。 答案 B 2．(2017·温州选考模拟)下列关于生物进化“自然选择”理论的叙述中，错误的是 ( ) A．可遗传的变异都是有特定方向的 B．有利变异更容易被保存下来 C．微小变异可以累积成显著变异 D．选择是进化的动力 解析 变异是不定向的。 答案 A ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 不同生物在相同的生存环境下产生相似的适应 ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 3 人类的进化 考点二 种群的变异性与基因频率的平衡与变化(b/b) 1．种群的变异性 (1)基因座位是指一个特定基因在染色体上的位置。 (2)变异的作用：生物通过变异产生新的基因，通过基因重组产生形形色色的基因型。 (3)大量可遗传变异产生的原因：一个种群中成千上万的基因座位中往往有两个或两个 以上不同的等位基因，这些等位基因通过有性生殖可以形成数量巨大的基因型，使绝大多数 个体之间具有独立性和差异性。可见，可遗传变异为生物进化提供原材料。 2．种群的基因频率 (1)概念： ①基因库：一个种群中全部等位基因的总和。 ②基因频率：种群中某一个等位基因的数目占其所有等位基因总数的比例。 ③基因型频率：每种基因型的个体数占种群总个体数的比例。 (2)基因频率、基因型频率的计算 基因频率＝ 某基因的总个数 该基因所有等位基因的总个数 基因型频率＝该基因型的个体数目 该基因种群个体总数 两者联系：种群中一对等位基因的频率之和等于 1，基因型频率之和也等于 1。 3．遗传平衡定律(哈迪一温伯格定律) (1)内容：在一个大的随机交配的种群里，基因频率和基因型频率在没有迁移、突变、 选择的情况下，世代相传不发生变化，并且基因型频率是由基因频率所决定的。 (2)遗传平衡定律的计算 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 4 在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因只有一对(A、a)时。 ①设 p 代表 A 基因的频率，q 代表 a 基因的频率，则：(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1。 ②基因型频率：AA＝p2，Aa＝2pq，aa＝q2。 ③上述计算方法只有在理想状态下才能成立。理想状态就是指遗传平衡状态。在自然条 件下，同时满足上述条件的种群是不存在的。这也从反面说明了自然界中种群的基因频率迟 早要发生变化，即种群的进化是必然的。 (3)影响遗传平衡的因素 ①突变 ②基因迁移 种群中 的个体 ――→单向迁出 或迁入 种群获得或丢失 一些等位基因 ――→影 响 种群的基因频 率发生变化 ③遗传漂变 ④非随机交配 ⑤自然选择 3．果蝇的灰体(B)对黑体(b)为显性，在某果蝇种群中，基因 B 的频率为 60%，则基因 b 的频率是( ) A．25% B．35% C．40% D．75% 解析 B 和 b 是一对等位基因，二者的基因频率之和为 1。 答案 C 4．随着除草剂使用的增加，抗除草剂杂草不断增多，下列叙述正确的是( ) A．种群的变异性是杂草进化的前提 B．突变是杂草进化的重要动力和机制 C．杂草中全部抗除草剂基因构成了基因库 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 5 D．种群内的基因朝着抗除草剂增强方向突变 解析 种群中的变异个体在杂草进化前就已经存在，是杂草进化的基础和原材料，A 正 确；进化的动力不是来自变异而是自然选择，B 错误；基因库指的是一个种群中全部的基因， 一种基因不能构成一个基因库，C 错误；突变是多方向性的，D 错误。 答案 A 例：种群共有 100 个体，其中基因型 AA 的为 30 个，Aa 的为 50 个，aa 的为 20 个。 A 基因频率＝30×2＋50 100×2 ＝0．55 a 基因频率＝50＋20×2 100×2 或(1－0．55)＝0．45 AA 型基因频率＝ 30 100 ＝0．3 Aa 型基因频率＝ 50 100 ＝0．5 aa 型基因频率＝ 20 100 (或＝1－0．3－0．5)＝0．2 基因频率的计算方法 方法一：A 的基因频率等于 A 基因的个数除以 A、a 基因的总个数。 方法二：通过基因型频率进行快速计算，如：A 的基因频率＝纯合子 AA 的基因型频率 ＋1/2 杂合子 Aa 的基因型频率。 ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ★PA＝ 2n1＋n2 2 n1＋n2＋n3 ＝PAA＋1 2 PAa Pa＝ 2n3＋n2 2 n1＋n2＋n3 ＝Paa＋1 2 PAa PA＋Pa＝1＝PAA＋PAa＋Paa ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 6 ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 1．(2017·江山选考)枯叶蝶的翅膀颜色和形状极似枯叶，这种拟态的形成是由于枯叶 蝶的祖先( ) A．变异后经人工选择的结果 B．变异后经自然选择的结果 C．自然选择再变异的结果 D．人工选择后再变异的结果 解析 拟态属于生物的适应性。自然选择学说认为，生物变异是不定向的，但通过环境 的定向选择后，只有有利变异能生存，不利变异被淘汰。 答案 B 2．(2017·金华期末)下列有关生物进化的叙述，正确的是( ) A．种群的变异性是进化的动力 B．一个群落中全部生物所含的基因总和称为基因库 C．种群中的每一个体都是进化的基本单位 D．种群基因频率改变导致生物进化 解析 生存斗争是生物进化的动力；一个种群中全部生物所含有的基因总和称为基因 库；种群是进化的基本单位。 答案 D 3．下列关于基因库的叙述，错误的是( ) A．一个种群所含有的全部基因叫作这个种群的基因库 B．生物个体会死亡，但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传 C．种群中每个个体都含有种群基因库的全部基因 D．基因突变可改变基因库的组成 解析 一个种群含有的全部等位基因的总和称为基因库，故 C 项不正确。 答案 C 4．(2017·温州选考模拟)某种群由不同基因型的个体组成，其中 EE 个体 40 个，Ee 个 体 40 个，ee 个体 20 个，则基因 e 的频率是( ) A．20% B．40% C．60% D．80% 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 7 解析 基因 e 的频率是(40×1＋20×2)/(40×2＋40×2＋20×2)×100%＝40%。 答案 B 5．打破遗传平衡导致种群基因频率变动的因素不包括( ) A．突变 B．基因迁移 C．遗传漂变 D．随机交配 解析 非随机交配是导致种群基因频率变动的因素之一。 答案 D (时间：40 分钟) 1．在一个含有 A 和 a 的自然种群中，AA 个体很容易被淘汰，在此条件下该物种将( ) A．不断进化 B．不断衰退 C．产生新物种 D．丧失基因库 解析 在一个含有 A 和 a 的自然种群中，AA 个体很容易被淘汰，这样导致 A 基因频率 降低，a 基因频率升高。根据生物进化的过程实质上就是种群基因频率发生变化的过程，说 明该物种将不断进化，A 正确、B 错误。生殖隔离是新物种产生的必要条件，这里并没有说 明产生了生殖隔离，所以不能说明产生新的物种，C 错误。一个种群全部个体所带有的全部 基因的总和就是一个基因库。自然界中种群的基因频率总是在不断变化着，基因频率的变化 是导致基因库变化的原因，但没有丧失基因库，D 错误。 答案 A 2．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， 其后代出现此病的几率是( ) A．1/100 B．49/5 000 C．1/50 D．1/102 解析 设人群中正常者(AA)的几率为 p2，患者(aa)的几率为 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几率＝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。 答案 D 3．新物种形成最显著的标志是( ) A．具有一定的形态结构 B．改变了基因频率 C．产生了地理隔离 D．产生了生殖隔离 解析 新物种形成的标志是生殖隔离，生殖隔离一旦形成就标志着新物种的产生。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 8 答案 D 4．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。 下列有关叙述错误的是( ) 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 5．下列有关生物进化的论述中，不符合达尔文自然选择学说基本观点的是( ) 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，就可能产生出新的生物类型 D．环境改变使生物产生定向变异，以适应变化的环境 解析 自然选择学说是达尔文创立的以自然选择为中心的生物进化学说，该学说正确地 解释了生物进化的原因，并认为遗传和变异是生物进化的内因，而变异是不定向的，从而为 进化提供了原材料；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，然后产生出新的生物类型。故 A、B、C 三项均符合达尔文自然选择学说的基本观点， 而 D 项是拉马克进化学说的观点。 答案 D 6．华南沿海发现了电白牡蛎，与分布在辽宁的长牡蛎相比，电白牡蛎无闭壳肌痕，而 长牡蛎的闭壳肌痕很大。下列有关叙述，正确的是( ) A．生物多样性的形成是生物遗传物质改变的结果，与环境作用无关 B．电白牡蛎与长牡蛎由于因地理隔离不能进行基因交流，所以存在生殖隔离 C．两种牡蛎形态上的差异说明二者基因库有一定的差别 D．电白牡蛎出现的实质是种群基因型频率改变，牡蛎的进化方向由自然选择决定 解析 生物多样性的形成是生物与环境相互作用的结果，A 错误；电白牡蛎与长牡蛎存 在生殖隔离是由于进化过程中基因库的差异导致的，地理隔离不一定导致生殖隔离的形成， B 错误；两种牡蛎形态上的差异说明二者基因库不全相同，C 正确；电白牡蛎出现是生物进 化的结果，生物进化的实质是种群基因频率改变，D 错误。 答案 C 7．一个全部由基因型为 Aa 的豌豆植株组成的种群，经过连续 n 代自交，获得的子代中， Aa 的频率为(1/2)n，AA 和 aa 的频率均为(1/2)[1－(1/2)n]。下列对该种群的说法中，错误 的是( ) 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 9 A．基因频率没有发生改变 B．基因型频率发生了改变 C．发生了生物进化 D．没有产生生殖隔离 解析 生物进化的实质是种群基因频率的改变，该种群在繁衍过程中基因频率没有改 变，A、a 基因频率始终保持各占 1/2，所以没有发生进化。 答案 C 8．如图表示长期使用一种农药后，害虫种群密度的变化情况，下列有关叙述中错误的 是( ) A．A 点种群中存在很多种变异类型，原因是变异具有不定向性 B．A→B 的变化是农药作用的结果 C．B→C 是抗药性逐代积累的结果 D．农药对害虫的抗药性变异进行定向选择，使害虫产生了抗药性 解析 图中 AB 段下降的原因是大部分害虫没有抗药性或抗药性弱，从而被淘汰；BC 段 上升的原因是抗药性强的害虫在生存斗争中存活并大量繁殖。在使用农药前，害虫存在多种 变异类型，有抗药性强的个体，也有抗药性弱的个体。 答案 D 9．现代生物进化理论认为，生物进化的实质是种群基因频率的改变。可以定向改变种 群基因频率的是( ) A．突变 B．遗传漂变 C．自然选择 D．基因迁移 解析 四个选项均能够改变种群基因频率，但只有自然选择能够定向改变基因频率。 答案 C 10．某动物种群中 AA、Aa 和 aa 的基因型频率分别为 0．3、0．4 和 0．3，请回答： (1)该种群中 a 的基因频率为________。 (2)如果该种群满足 4 个基本条件，即种群________、不发生________、不发生________、 没有迁入迁出，且种群中个体间随机交配，则理论上该种群的子一代中 aa 的基因型频率为 ________；如果该种群的子一代再随机交配，其后代中 aa 的基因型频率________(填“会” 或“不会”)发生改变。 (3)假定该动物种群满足上述 4 个基本条件，但不发生随机交配，只在相同基因型个体 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 10 之间进行交配，则理论上该种群的子一代中 AA、Aa 和 aa 的基因型频率分别为________、 ________和________；如果子一代也同样只发生相同基因型个体之间的交配，其后代中 AA、 Aa 和 aa 的基因型频率________(填“会”或“不会”)发生改变。 解析 a 的基因频率为 0．4× 1 2 ＋0．3＝0．5，A 的基因频率为 0．5。根据遗传平衡 理论，aa 的基因型频率为 0．52＝0．25。若该种群只在相同基因型之间进行交配，子一代 的基因型频率 AA＝0．3＋0．4× 1 4 ＝0．4、Aa＝0．4× 1 2 ＝0．2、aa＝0．3＋0．4× 1 4 ＝ 0．4。如果子一代同样进行相同基因型之间的交配，后代中基因型频率 AA＝0．4＋0．2× 1 4 ＝0．45、Aa＝0．2× 1 2 ＝0．1、aa＝0．4＋0．2× 1 4 ＝0．45。因此，后代的基因型频率 会发生改变。 答案 (1)0．5 (2)足够大 突变 选择 0．25 不会 (3)0．4 0．2 0．4 会 11．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， 结果如下表所示。请分析回答： 有条纹(显性) 无条纹(隐性) 合计 存活个体数 178 211 389 空壳数 332 279 611 合计 510 490 1 000 (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。 解析 (1)无条纹的个体的基因型为 aa，其基因型频率为 490÷1 000×100%＝49%；如 果 Aa 的基因型频率为 42%，则 a 的基因频率为 49%＋42%×1 2 ＝70%。(2)根据空壳数所占的比 例发现有条纹的更容易被鸟类捕食，所以该种群中 a 的基因频率会增大，基因频率的变化是 自然选择的结果。 答案 (1)49% 70% (2)有条纹 增大 自然选择