2020-2021年高考生物一轮复习考点讲解与练习：现代生物进化理论 7页

2020-2021 年高考生物一轮复习考点讲解与练习：现代生物进化理论 [考纲展示] 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) 【核心概念及重要结论】 1.在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因的比率，叫做种群基因频率。 2.在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。 3．隔离是新物种的形成的必要条件，新物种形成的标志是生殖隔离。 4．变异是不定向的，变异的利害性取决于生物所生存的环境。 5．自然选择是定向的，决定生物进化方向。 6．不同生物之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，称为共同进化。 7．生物进化形成了生物多样性，生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。 【考点速览】 考点一：现代生物进化理论 1．拉马克的进化学说 (1)内容 ①生物是由更古老的生物进化来的。 ②生物是由低等到高等逐渐进化的。 ③用进废退和获得性遗传导致生物各种适应性特征的形成，同时也是生物进化的原因。 (2)意义：否定了神创论和物种不变论。 2．达尔文的自然选择学说 3．现代生物进化理论 (1)内容 ①种群是生物进化的基本单位。 ②突变和基因重组产生进化的原材料。 ③自然选择决定生物进化的方向。生物进化的实质是种群基因频率的改变。 ④隔离导致物种的形成。 ⑤共同进化与生物多样性的形成。 (2)相关概念分析 ①种群：生活在一定区域的同种生物的全部个体。 ②基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。 ③物种：能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物。 ④隔离 类型 生殖隔离 地理隔离 原因 不同物种之间一般是不能相互交配的，即 使交配成功，也不能产生可育后代 地理上的障碍 实质 不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。 ⑤共同进化：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。 ⑥生物多样性 考点二：种群基因(型)频率的计算 1．位于常染色体上的基因频率的计算 (1)已知各基因型个体的数量，求基因频率。此类题型可用定义公式计算，即某基因的频率＝[(该基因 纯合子个体数×2 ＋杂合子个体数)÷(总个体数×2)]×100%。 (2)已知基因型频率，求基因频率。此类题型可以将百分号去掉，按定义公式计算或直接用“某基因的基 因频率＝该基因纯合子的百分比＋杂合子百分比的 1/2”来代替。如基因 A 的频率＝AA 的频率＋1/2Aa 的频率，基因 a 的频率＝1－基因 A 的频率。 2．位于 X 染色体非同源区段上基因频率的计算 已知各基因型个体的数量，求基因频率。此类题型可用定义公式计算。一定注意：Y 染色体上不含与 X 染色体上相对应的等位基因，因此只能计算 X 染色体上的基因总数，绝不能将 Y 染色体计算在基因 总数内。 3．利用遗传平衡定律进行基因频率和基因型频率的计算 (1)已知 A 的基因频率是 A%，a 的基因频率是 a%，则该种群中基因型为 AA 的个体占 A%×A%，基因 型为 aa 的个体占 a%×a%，基因型为 Aa 的个体占 A%×a%×2。 (2)已知某种群中基因型是 AA 的个体占 X%，则 A 的基因频率是 X%，a 的基因频率是 1－ X%；或 已知基因型是 aa 的个体占 Y%，则 a 的基因频率是 Y%，A 的基因频率是 1－ Y%。 遗传平衡定律适用条件： ①种群足够大，②雌雄个体间能自由交配，③没有迁入迁出，④没有自然选择，⑤没有基因突变。 4．自交和自由交配对种群基因型频率和基因频率的影响 (1)自交：基因型频率发生变化，纯合子比例逐渐增大，杂合子比例逐渐减小，但基因频率不变。 (2)自由交配：基因型频率和基因频率都不变。 【重点突破】 1．物种形成的三大模式 2．正确认识生物进化与新物种的形成 (1)生物进化的实质是种群基因频率的改变，物种形成的标志是生殖隔离的形成。 (2)生物进化并不一定形成新物种，但是新物种的形成一定要经过生物进化。 3．“物种”与种群的联系 (1)一个物种可以包括许多种群。 (2)同一个物种的多个种群之间存在着地理隔离，长期发展下去可成为不同的物种，进而可能形成多个 新物种。 【真题训练】 1．(2013·海南高考)某地区共同生活着具有捕食关系的甲、乙两种动物，两者的个体数长期保持稳定。 下列叙述正确的是( ) A．乙物种的灭绝必然导致甲物种的灭绝，反之亦然 B．在长期进化中，甲、乙两物种必然互为选择因素 C．甲物种基因的突变必然导致乙物种基因的突变，反之亦然 D．甲、乙个体数的长期稳定说明两个种群的基因频率没有改变 B [由题意知，甲、乙两种动物存在捕食关系，若捕食者仅有一种食物来源， 则被捕食者灭绝，捕食者也会因缺少食物而灭绝；若捕食者有多种食物来源，则其中一种被捕食者灭 绝不会导致捕食者灭绝；若捕食者灭绝，则被捕食者在一段时间内数量会增加。达到一定数量后会减 少，最终在一定数量上维持平衡，A 错误；在长期进化中，两者之间相互选择可使基因频率发生定向 改变，共同进化，B 正确；两种群本身都可发生基因突变，基因突变具有不定向性。两种群之间互不 影响，C 错误；基因突变产生新的等位基因，可能使种群的基因频率发生改变，种群数量保持稳定不 能说明基因频率未发生改变，D 错误。] 2．(2016·海南高考)某种植物雄株(只开雄花)的性染色体 XY；雌株(只开雌花)的性染色体 XX。等位基 因 B 和 b 是伴 X 遗传的，分别控制阔叶(B)和细叶(b)，且带 Xb 的精子与卵细胞结合后使受精卵致死。 用阔叶雄株和杂合阔叶雌株进行杂交得到子一代，再让子一代相互杂交得到子二代。回答下列问题： (1)理论上，子二代中，雄株数∶雌株数为________。 (2)理论上，子二代雌株中，B 基因频率∶b 基因频率为________；子二代雄株中，B 基因频率∶b 基因 频率为________。 (3)理论上，子二代雌株的叶型表现为________；子二代雄株中，阔叶∶细叶为________。 解析：(1)阔叶雄株(XBY)和杂合阔叶雌株(XBXb)进行杂交得到子一代，子一代中雄株为 1/2XBY、1/2XbY， 可产生 1/4XB、1/4Xb、1/2Y 三种配子，雌株为 1/2XBXB、1/2XBXb，可产生 3/4XB、1/4Xb 两种配子， 子一代相互杂交，雌雄配子随机结合，带 Xb 的精子与卵细胞结合后使受精卵致死，理论上，子二代中 雌性仅 1/2 存活，雄株数∶雌株数为 2∶1。 (2)理论上子二代雌株的基因型及比例为 3XBXB、1XBXb，则雌株中 B 基因频率∶b 基因频率为 7∶1； 子二代雄株的基因型及比例为 3XBY、1XbY，子二代雄株中 B 基因频率∶b 基因频率为 3∶1。 (3)据上述分析，理论上子二代雌株的叶型表现为阔叶；子二代雄株中，阔叶∶细叶为 3∶1。 答案：(1)2∶1 (2)7∶1 3∶1 (3)阔叶 3∶1 3．(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________。 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，所以 A 和 a 的基因频率分别是 1/3 和 2/3。如果不考虑基因纯 合致死，随机交配符合遗传平衡定律，产生的子二代中 AA＝1/3×1/3＝1/9，Aa＝(1/3×2/3)×2＝4/9，aa ＝2/3×2/3＝4/9，所以 AA∶Aa∶aa＝1∶4∶4，AA 个体致死，所以 Aa 和 aa 的个体数量比应为 1∶1。 答案：(1)1∶1 1∶2∶1 0.5 (2)A 基因纯合致死 1∶1 【专项训练】 1．果蝇长翅(V)和残翅(v)由一对常染色体上的等位基因控制。假定某果蝇种群有 20 000 只果蝇，其 中残翅果蝇个体数量长期维持在 4%。若再向该种群中引入 20 000 只纯合长翅果蝇，在不考虑其他 因素影响的前提下，关于纯合长翅果蝇引入后种群的叙述，错误的是( ) A．v 基因频率降低了 50% B．V 基因频率增加了 50% C．杂合果蝇比例降低了 50% D．残翅果蝇比例降低了 50% B [因该果蝇种群长期保持 vv 的基因型频率为 4%，由此算出 v 的基因频率为 0.2，V 的基因频率为 0.8，进而计算出引入纯合长翅果蝇前，vv 基因型的果蝇有 0.04×20 000＝800 只，Vv 基因型的果蝇有 2×0.2×0.8×20 000＝6 400 只，VV 基因型的果蝇有 0.8×0.8×20 000＝12 800 只。引入纯合长翅果蝇后， v 基因频率为(800×2＋6 400)/(40 000×2)＝0.1，V 的基因频率为 1－0.1＝0.9，A 正确、B 错误；因 Vv、 vv 基因型的果蝇的数目不变，而该种群个体总数增加一倍，所以 Vv、vv 的基因型频率降低 50%，C、 D 正确。] 2．玉米的白化基因 a 纯合时出现白化苗，白化苗在幼苗期死亡。在一个非常大的、处于成熟期的玉米 种群中，AA 占 1/3，随机交配 2 代，发现两代中 AA 所占比例均小于理论值。下列分析错误的是( ) A．亲代中，a 的基因频率为 1/3 B．理论上，子一代成熟植株中，AA 和 Aa 基因型频率相等 C．理论上，a 的基因频率逐代下降，AA 所占比例不变 D．AA 所占比例均小于理论值的原因可能是 Aa 具有杂种优势 C [由题意可知在亲代成熟的种群中 AA 占 1/3，Aa 占 2/3，此时 a 的基因频率为 1/3，A 正确；因为 是随机交配，理论上子一代成熟植株中，AA 和 Aa 都占 1/2，它们的基因型频率相等，B 正确；理论 上 a 基因频率逐代下降，AA 所占比例升高，C 错误；在 AA 所占比例均小于理论值的原因可能是 Aa 具有杂种优势，D 正确。] 3．假设羊的毛色遗传由一对基因控制，黑色(B)对白色(b)为显性。一个随机交配多代的羊群中，白毛 和黑毛的基因频率各占一半，现需对羊群进行人工选择，逐代淘汰白色个体。下列说法正确的是( ) A．淘汰前，该羊群中黑色个体数量与白色个体数量相等 B．淘汰前，随着交配代数增加，羊群中纯合子的比例增加 C．随着淘汰代数的增加，羊群中 B 和 Bb 的频率均逐渐增加 D．白色羊至少要淘汰 2 代，才能使 b 基因频率下降到 25% D [由题意可知淘汰前种群中 Bb、BB、bb 的比例为 1/2、1/4、1/4，该羊 群中黑色个体数量大于白色个体数量，A 错误；淘汰前，随着交配代数增加，羊群中纯合子的比例不 变，B 错误；随着淘汰代数的增加，羊群中 B 的频率增加，Bb 的比例不一定增加，C 错误。] 4．随着抗生素的使用，细菌耐药性不断增强。研究人员合成的新型万古霉素，能以新方式阻止细菌细 胞壁的构建，还能导致细胞外壁膜渗漏，让致病细菌死亡。该药物进行耐药性细菌测试时，50 轮后也 没有耐药性个体产生，这表明新型万古霉素可能比目前的抗生素更耐用。下列叙述正确的是( ) A．新型万古霉素不会诱导细菌发生基因突变 B．新型万古霉素可能抑制细菌高尔基体的活动 C．新型万古霉素使用后细菌将不再发生进化 D．若出现抗新型万古霉素的个体，说明产生了新物种 A [细菌无高尔基体，B 错误；新型万古霉素的选择会使细菌发生进化，C 错误；只有产生了生殖隔 离，才会形成新的物种，D 错误。] 5．某一野生动物种群的栖息场所被两条交叉的高速公路分割成 4 块，由此形成 4 个完全独立的种群。 下列相关叙述正确的是( ) A．这 4 个种群的突变和基因重组对彼此的基因频率有影响 B．个体的迁入和迁出、出生和死亡对该种群的基因频率没有影响 C．高速公路的开通会诱导 4 个种群发生不同的变异及进化 D．自然选择通过作用于个体从而引起种群基因频率的改变 D [由于 4 个种群完全独立，所以一个种群的突变和基因重组对其他种群的基因频率没有影响，A 项 错误；个体的迁入和迁出、出生和死亡会导致基因数量发生改变，从而可能导致种群的基因频率发生 改变，B 项错误；高速公路的开通会阻断 4 个种群的基因交流，但不会诱导变异，C 项错误。] 6．下列关于生物进化与生物多样性的说法，正确的是( ) A．共同进化就是生物与生物之间相互影响而进化 B．环境条件的改变导致了适应性变异的发生 C．进化过程中隔离是物种形成的必要条件 D．生物多样性包括基因多样性、种群多样性和生态系统多样性 C [共同进化是指生物与生物之间、生物与环境之间相互影响而共同进化， A 错误；适应性变异是本来就产生的，环境条件的改变只是筛选出适应性的变异，B 错误；生物多样 性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次，D 错误。] 7．下列关于共同进化和生物多样性的叙述，正确的是( ) A．捕食者的存在对被捕食者不利，但有利于增加生物的多样性 B．生物均在不断进化中，而共同进化发生在生物群落内部 C．基因多样性与基因突变有关，物种多样性与生物进化有关 D．人类的活动会影响群落演替，但不影响生物的多样性 C [捕食者吃掉的大多数是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到促进种群发展的作用， A 项错误；共同进化也发生在生物与无机环境之间，B 项错误；基因突变能增加基因的种类，生物进 化可以增加物种的数量，C 项正确；家禽、家畜是人工培育的物种，城市生态系统和农田生态系统是 人工或半人工的生态系统，可见人类越来越多地影响生物的进化和生物多样性，D 项错误。]