1、第4讲现代生物进化理论1.举例说明种群内的某些可遗传变异将赋予个体在特定环境中的生存和繁殖优势2.阐明具有优势性状的个体在种群中所占比例将会增加3.说明自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境4.概述现代生物进化理论以自然选择学说为核心，为地球上的生命进化史提供了科学的解释5.阐述变异、选择和隔离可导致新物种形成1.生物是不断进化的，并与环境相适应(生命观念)2.比较辨析达尔文自然选择学说与现代生物进化理论的关系(科学思维)3.保护生物的多样性，形成生态意识(社会责任) 现代生物进化理论1拉马克的进化学说(1)内容：生物是由更古老的生物进化来的。生物是由低等到高等逐渐进化的。用进废退和获得性遗
2、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)种群是生物进化的基本单位。种群：生活在一定区域的同种生物的全部个体。基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。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。生物进化的实质：种群基因频率发生改变。(2)突变和基因重组产生进化的原材料。可遗传变异的来源生物突变的有利和有害不是绝对的，往往取决于生物的生存环境。生物的变异是不定向的，只是产生了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。(3)自然选择决定生物进化的方向。原因：不断淘汰不利变异的基因
3、，积累有利变异的基因。结果：种群的基因频率发生定向改变。(4)隔离导致物种形成。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)共同进化与生物多样性的形成。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。生物多样性：1生殖隔离是物种朝不同方向发展的决定性因素。()提示：自然选择是物种朝不同方向发展的决定性因素。2突变的可遗传性阻碍生物的进化。()提示：可遗传的变异中的突变是生物进化的原材料。3自然条件下，某随机交配种群中基因频率的变化只与环境的选择作用有关。
4、()提示：种群基因频率的变化与突变、重组、迁入与迁出和环境的选择等多种因素有关。4长舌蝠为长筒花的唯一传粉者，两者相互适应，共同进化。()5一般来说，频率高的基因所控制的性状更适应环境。()6生物多样性的形成也就是新的物种不断形成的过程。()提示：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。1把握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。1若将一个濒临灭绝的生物的种群释放到一个新环境中，那里有充足的食物，没有天敌。请根据所学知识作出预
5、测：这个种群将发生怎样的变化？提示：若气候等其他条件也合适，并且这个种群具有一定的繁殖能力，该种群的个体数会迅速增加。否则，也可能仍然处于濒危状态甚至灭绝。2有人认为，自然条件下基因突变率很低，而且大多数基因突变对生物体是有害的，因此，它不可能为生物进化提供原材料。你认为这样的看法正确吗？为什么？提示：不正确。虽然自然突变的频率很低，但是，一个物种往往有许多个体，因此突变的绝对数还是很多的，有利突变的数量也不少。所以，基因突变能够为生物进化提供原材料。3捕食是常见的生物现象，捕食者的存在能够增加群落的稳定性，也能增加物种的多样性，请你说明原因。 提示：群落中捕食者和被捕食者相互影响，又相互制约
6、，使它们的数量在一定的范围内波动，因此捕食者的存在能够增加群落的稳定性。捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就避免出现一种和少数几种生物在生态系统中占优势的局面， 为其他生物的生存腾出了空间。自然选择学说与现代生物进化理论1下列关于自然选择的叙述，错误的是()A自然选择是生物进化的重要动力B自然选择加速了种群生殖隔离的进程C自然选择获得的性状都可以通过遗传进行积累D自然选择作用于对个体存活和繁殖有影响的变异性状C个体并不是直接把性状传递给后代，传递给后代的是基因，考虑到基因在遗传过程中的传递与分配，并不是所有的性状都能得以遗传，只是有利变异的个体生存并留下后代的机会多，由此判断C项错误。2据自
7、然杂志报道：科研人员从一种溶杆菌属的细菌中提取一种新型抗生素(Ljrsocin E)，它能对抗常见抗生素无法对付的超级细菌耐甲氧西林金黄色葡萄球菌。下列相关叙述正确的是()A耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的抗药性变异来源于突变或基因重组B按现代进化理论解释超级细菌形成的实质是自然选择使耐药性变异定向积累的结果C耐甲氧西林金黄色葡萄球菌这一超级细菌的形成意味着该种群一定发生了进化D施用新型抗生素(Ljrsocin E)会使耐甲氧西林金黄色葡萄球菌种群灭绝C耐甲氧西林金黄色葡萄球菌属于原核生物，不进行减数分裂，其可遗传变异不会来自基因重组，A错误；按现代进化理论解释，超级细菌形成的实质是自然选择使金黄色
8、葡萄球菌的基因频率发生定向变化，B错误；进化的实质是种群基因频率的变化，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌这一超级细菌的形成伴随着种群基因频率的变化，意味着该种群一定发生了进化，C正确；耐甲氧西林金黄色葡萄球菌种群中存在着抗新型抗生素的个体差异，施用新型抗生素(Ljrsocin E)不会使耐甲氧西林金黄色葡萄球菌种群灭绝，D错误。考查共同进化与生物多样性的形成3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
9、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错；共同进化不仅发生在生物与生物之间，也发生在生物与无机环境之间，B错；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多样性，D错。4回答下列问题：(1)大自然中，猎物可通过快速奔跑来逃脱被捕食，而捕食者则通过更快速的奔跑来获得捕食猎物的机会，猎物和捕食者的每一点进步都会促进对方发生改变，这种现象在生态学上称为_。(2)根据生态学家斯坦利的“收割理论”，食性广的捕食者的存在有利于增加物种多样性，在这个过程中，捕食者使物种多样性增加的方
10、式是_。解析(1)大自然中，猎物通过快速奔跑来逃脱被捕食，而捕食者通过更快速的奔跑来获得捕食猎物的机会，在生态学上，此种现象称为共同进化(协同进化)。(2)捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的生存提供机会，有利于增加物种的多样性。答案(1)协同进化(或共同进化)(2)捕食者往往捕食个体数量多的物种，为其他物种的生存提供机会 种群基因(型)频率1基因频率与基因型频率基因频率基因型频率公式某基因频率该基因的数目该基因与其等位基因的总数100%某基因型频率该基因型的个体数总个体数100%外延生物进化的实质是种群基因频率的改变基因
11、型频率改变，基因频率不一定改变2基因频率的计算(1)“定义法”求解基因频率。某基因频率100%若在常染色体上，某基因频率100%；若在X染色体上，b基因频率100%。(2)“公式法”求解基因频率(以常染色体上一对等位基因A和a为例)。A基因频率AA基因型频率1/2Aa基因型频率a基因频率aa基因型频率1/2Aa基因型频率(3)利用遗传平衡定律计算基因型频率。前提条件：a.种群非常大；b.所有雌雄个体之间自由交配；c.没有迁入和迁出；d.没有自然选择；e.没有基因突变。计算公式：当等位基因只有两个时(A、a)，设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，则：基因型AA的频率p2；基因型Aa的频率2
12、pq；基因型aa的频率q2。1生物进化的实质是种群基因频率的改变。()2种群基因频率改变，基因型频率一定改变。()3一个种群中，控制一对相对性状的各种基因型频率之和为1。()4某基因频率等于该基因的数目占全部基因的数目的比例。()提示：基因频率是指在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。5在一个遗传平衡的群体中，种群个体连续自交两代后，该种群基因频率没有改变，没有进化。()自交和自由交配时基因(型)频率的变化规律(1)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。(2)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
13、群自由交配遵循遗传平衡定律，上下代之间种群的基因频率及基因型频率不变。如果一个种群没有处于遗传平衡状态，自由交配不改变基因频率，但改变基因型频率。1常染色体发病率和基因型频率有什么关系？(设某遗传病由A、a一对等位基因控制)提示：(1)常染色体显性遗传病发病率(AA个体数Aa个体数)全体个体数100%AA和Aa基因型频率之和。(2)常染色体隐性遗传病发病率aa个体数全体个体数100%aa基因型频率。2X染色体隐性遗传病在男性中的发病率为什么等于该病致病基因的基因频率？提示：因Y染色体上没有相应的等位基因，因此X染色体隐性遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率。基因(型)频率的计算及应
14、用1在一个较大的果蝇种群中，雌雄果蝇数量相等，且雌雄个体之间可以自由交配。若种群中B的基因频率为80%，b的基因频率为20%，则下列叙述错误的是()A若B、b位于常染色体上，则雄果蝇中出现基因型为bb的概率为4%B若B、b位于常染色体上，则显性个体中出现杂合雄果蝇的概率约为17%C若B、b只位于X染色体上，则XbXb、XbY的基因型频率分别为4%、20%D若B、b的基因频率发生定向改变，则说明该果蝇种群一定发生了进化C若该对等位基因位于常染色体上，则bb的基因型频率为20%20%100%4%，常染色体上基因控制性状与性别无关，因此雄果蝇中出现基因型为bb的概率也为4%，A正确；根据B的基因频率
15、为80%，b的基因频率为20%，可得BB的基因型频率为64%，Bb的基因型频率为32%，显性个体中出现杂合雄果蝇的概率为32%(64%32%)1/2100%17%，B正确；若该对等位基因只位于X染色体上，则雌果蝇中XBXB的基因型频率为64%、XBXb的基因型频率为32%、XbXb的基因型频率为4%，雄果蝇中XBY的基因型频率为80%，XbY的基因型频率为20%，雌雄果蝇数量相等，因此XbXb、XbY的基因型频率分别为2%、10%，C错误；生物进化的实质是种群基因频率的改变，所以B、b基因频率改变一定会引起该果蝇种群的进化，D正确。2某种家兔的毛色由常染色体上的一对等位基因控制，白色(A)对黑
16、色(a)为显性。若某人工饲养家兔种群中，白毛和黑毛的基因频率各占一半，现让该兔群随机交配并进行人工选择，逐代淘汰黑色个体。下列说法正确的是()A淘汰前，该兔群中黑色个体数量与白色个体数量相等B随着淘汰代数的增加，兔群中纯合子的比例增加C黑色兔淘汰一代后，a基因频率下降到0.25D黑色兔淘汰两代后，兔群中AAAa21B淘汰前，A%a%1/2，黑色的数量是1/21/21/4，白色个体更多，A错误；淘汰后，F1中AA占1/3，F2中AA占1/2，F3中AA占3/5，故纯合子比例增加，B正确；黑色兔淘汰一代后，a%1/3，C错误；黑色兔淘汰两代后，AAAa11，D错误。1.突变基因突变。“突变”不是基
17、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。在喷施农药之前，害虫中就存在抗农药的突变个体。农药不能使害虫产生抗药性变异，只是对抗药性个体进行了选择。3能产生后代同一物种。两个个体能够交配产生后代，但子代可能高度不育，例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。5生物进化不一定导致物种的形成。生物进化的实质是种群基因频率的改变，即生物进化不一定导致新物种的形成。但新物种一旦形成，则说明生物肯定进化了。 1.地理隔离造成基因交流的阻断，不同环境的自然选择造成不同基因频率的变化，当基因频率变化积累到一定的程度
18、，形成生殖隔离，从而形成物种。2物种形成的三个环节：突变和基因重组、自然选择、隔离。3现代生物进化理论的四个要点(1)种群是生物进化的基本单位，进化的实质是种群基因频率的改变。(2)突变和基因重组提供进化的原材料。(3)自然选择决定生物进化的方向。(4)隔离导致物种的形成。真题体验| 感悟高考淬炼考能全国卷命题研析借鉴1(2021广东选择考适应性测试)从19世纪中叶到20世纪中叶，随着工业化的发展，环境不断恶化，英国曼彻斯特地区桦尺蛾(其幼虫称桦尺蠖)种群中，与从前浅色个体占多数相比，黑色个体所占比例逐渐增加。 下列叙述正确的是()A控制桦尺蛾体色的基因发生了定向变异B黑色桦尺蛾是通过进化产生
19、的新物种C黑色桦尺蛾增多是获得性遗传的证据D桦尺蛾体色变化趋势体现了共同进化D基因突变是不定向的，A错误；桦尺蛾的基因频率发生了改变，发生了进化，但黑色桦尺蛾并未与浅色个体产生生殖隔离，故并不是一个新物种，B错误；黑色桦尺蛾的增多是自然选择的结果，不能作为获得性遗传的证据，C错误；桦尺蛾体色变化趋势体现了环境与生物在相互影响中共同进化，D正确。2(2021湖北选择性考试模拟)线虫的npr1基因编码一种G蛋白偶联受体，该基因突变后(突变基因NPR1)，其编码的蛋白质第215位氨基酸残基由缬氨酸变为苯丙氨酸，导致线虫觅食行为由“独立觅食”变为“聚集觅食”。觅食行为的改变，在食物匮乏时，使线虫活动范
20、围受限，能量消耗减少，有利于交配，对线虫生存有利。针对以上现象，下列叙述错误的是()Anpr1基因发生的上述突变属于碱基替换B食物匮乏时，npr1基因频率会提高C新基因的产生为线虫的进化提供了原始材料D这两种觅食行为的存在有利于线虫适应环境B该基因突变后(突变基因NPR1)，其编码的蛋白质第215位氨基酸残基由缬氨酸变为苯丙氨酸，npr1基因发生了碱基对的替换，A正确；基因npr1使线虫觅食行为改变，在食物匮乏时，使线虫活动范围大，能量消耗多，不利于交配，对线虫生存有害，npr1基因频率会下降，B错误；基因突变是生物变异的根本来源，为生物进化提供原始材料，C正确；两种觅食行为，有利于线虫在不同
21、的食物环境中觅食，有利于线虫适应环境，D正确。3(2019天津高考)囊鼠的体毛深色(D)对浅色(d)为显性，若毛色与环境差异大则易被天敌捕食。调查不同区域囊鼠深色表现型频率，检测并计算基因频率，结果如图。下列叙述错误的是()A深色囊鼠与浅色囊鼠在不同区域的分布现状受自然选择影响B与浅色岩P区相比，深色熔岩床区囊鼠的杂合体频率低C浅色岩Q区的深色囊鼠的基因型为DD、DdD与浅色岩Q区相比，浅色岩P区囊鼠的隐性纯合体频率高B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，深色囊鼠与浅色囊鼠在不同区域的分布现状受自然选择的影响，A项正确；在浅色岩P区，D基因的频率为
22、0.1，则d基因的频率为0.9，深色表现型频率为0.18，则浅色表现型频率为0.82，设杂合体频率为x，那么x0.820.9，可算出x0.16，同理，在深色熔岩床区，D基因的频率为0.7，则d基因的频率为0.3，深色表现型频率为0.95，则浅色表现型频率为0.05，可算出杂合体频率为0.50，B项错误；已知浅色岩Q区D基因的频率为0.3，若该区深色囊鼠的基因型均为Dd，则D基因的频率为0.25，不足0.3，故浅色岩Q区的深色囊鼠的基因型为DD、Dd，C项正确；浅色岩P区囊鼠的隐性纯合体频率为0.82，浅色岩Q区囊鼠的隐性纯合体频率为10.500.50，即与浅色岩Q区相比，浅色岩P区囊鼠的隐性纯
23、合体频率高，D项正确。4(2018海南高考)为判断生活在不同地区的两个种群的鸟是否属于同一物种，下列做法合理的是 ()A了解这两个种群所在地区之间的距离后作出判断B观察这两个种群个体之间是否存在生殖隔离现象C将两个种群置于相同环境条件下，比较其死亡率D将两个种群置于相同环境条件下，比较其出生率B新物种形成的标志是出现生殖隔离，因此为判断生活在不同地区的两个种群的鸟是否属于同一物种，可观察这两个种群个体之间是否存在生殖隔离现象，若存在生殖隔离现象则不属于同一个物种，反之属于同一个物种。5(2016海南高考)某种植物雄株(只开雄花)的性染色体是XY；雌株(只开雌花)的性染色体是XX。等位基因B和b
24、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21。(2)理论上子二代雌株的基因型及比例为XBXBXBXb31，则雌株中B基因频率b基因频率为71；子二代雄株的基因型及比例为XBYXbY31，子二代雄株中B基因频率b基因频率为31。(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31。答案(1)21(2)7131(3)阔叶31
