2019-2020学年高中生物 第7章 现代生物进化理论 第2节 现代生物进化理论的主要内容（Ⅰ）学

第2节现代生物进化理论的主要内容(Ⅰ)1．解释种群、基因库和基因频率的概念。2.种群基因频率的计算和影响因素分析。(重、难点)3．解释生物进化的实质。(重点)知识点一现代生物进化理论的主要内容[学生用书P79]阅读教材P114～P1181．种群是生物进化的基本单位(1)种群的概念及特点项目内容要素①生活在一定区域；②同种生物；③全部个体特点①生物进化的基本单位；②个体间彼此交配并通过繁殖将各自的基因遗传给后代举例一片草地的全部蒲公英；一片树林中的全部猕猴(2)基因库：由一个种群中全部个体所含有的全部基因构成。(3)基因频率：一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。(4)生物进化的实质：种群基因频率的改变。(5)以种群作为生物进化单位的理由①达尔文认为，自然选择直接作用的生物个体的表现型会随着个体的死亡而消失。②决定生物性状的基因可以通过生殖而世代延续，并且在群体中扩散。2．突变和基因重组产生进化的原材料(1)可遗传变异的来源基因重组基因突变染色体变异统称为突变(2)可遗传变异是生物进化的原材料的原因①可遗传变异的形成基因突变产生等位基因通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型②可遗传变异的结果：只提供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(1)原因：不断淘汰发生不利变异的个体，选择保留发生有利变异的个体。(2)选择的对象①直接作用对象：个体的表现型。②最终选择的对象：决定表现型的基因。(3)选择的结果①生物性状方面：朝着有利变异的方向不断进化。②基因方面：种群基因频率会发生定向改变1．进化中的“定向”与“不定向”(1)变异是不定向的。(2)自然选择是定向的。(3)种群基因频率的变化是定向的。(4)生物进化是定向的。2．可遗传的变异为生物进化提供了原材料每一个基因发生基因突变的频率虽然很低，但由于每个生物个体所含的基因数是一个非常巨大的数目，因此基因突变对个体来说不是稀有的，况且生物进化的单位是种群，生物进化是一个漫长的积累过程。因此，突变可以为生物进化提供丰富的变异材料。同时，突变→等位基因→基因重组→大量的变异。可见，突变和基因重组为生物进化、物种形成提供了丰富的原材料。3．自然选择决定生物进化方向的原理4．理解自然选择的含义(1)选择的对象①表面对象：生物的变异性状。②实质对象：控制性状的基因。(2)选择的结果①从生物性状上看，生物朝着一定的方向进化，形成生物的适应性。②从实质上看，种群基因频率发生改变。1．下图表示环境条件发生变化后某个种群中A和a基因频率的变化情况，下列说法错误的是()A．环境条件发生变化后，使生物产生适应性的变异B．P点时两曲线相交，此时A和a的基因频率均为50%C．Q点表示环境发生了变化，A基因控制的性状更适应环境D．在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变解析：选A。变异本身是自发产生的，变异发生后，在自然(环境条件)选择下，适应性的变异被选择保留下来，导致种群的基因频率发生定向改变。P点时两曲线相交，此时A和a的基因频率相等，均为50%。Q点后A基因频率增大，表示环境发生了变化，A基因控制的性状更适应环境。2．(2019·河南省鹤壁高一期末)最新《自然》载文：科研人员从一种溶杆菌属的细菌中提取了一种新型抗生素(LysocinE)，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．超级细菌——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．按照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(LysocinE)会使耐甲氧西林金黄色葡萄球菌种群消亡解析：选C。黄金色葡萄球菌是原核生物，细胞中没有染色体，不进行有性生殖，所以可遗传变异的来源是基因突变，没有基因重组与染色体变异，A错误；超级细菌形成的实质是，种群基因频率的改变，B错误；“耐甲氧西林金黄色葡萄球菌”这一超级细菌的形成是原有种群的基因频率发生了定向的改变，超级细菌一定发生了进化，C正确；施用新型抗生素(LysocinE)会使耐甲氧西林金黄色葡萄球菌种群的基因频率发生定向改变，并不一定消亡，D错误。知识点二基因频率和基因型频率的有关计算[学生用书P80]1．基因频率的计算(1)某基因频率＝该基因总数该基因及其等位基因总数×100%。例如，A%(A的基因频率)＝AA＋a×100%。(2)已知基因型频率计算基因频率①常染色体上基因频率的计算一对等位基因中某基因的频率＝该基因纯合子的基因型频率＋1/2杂合子的基因型频率。例如，A%(A的基因频率)＝AA%(AA的基因型频率)＋1/2Aa%(Aa的基因型频率)。②X染色体上基因频率的计算如某种群中基因型有XBXB、XBXb、XbXb、XBY、XbY，b%(Xb的基因频率)＝XbXB＋Xb×100%。(3)基因频率与基因型频率的计算公式设A频率为p，a频率为q，则p＋q＝1。雄配子雌配子A(p)a(q)A(p)AA(p2)Aa(pq)a(q)Aa(pq)aa(q2)2.遗传平衡定律的适用条件(1)种群是极大的；(2)种群中个体间的交配是随机的；(3)没有突变发生；(4)没有新基因加入；(5)没有自然选择。3．自交和自由交配时基因频率和基因型频率的变化规律交配方式基因频率基因型频率自交不改变改变，且纯合子增多，杂合子减少自由交配处于遗传平衡不改变不改变不处于遗不改变改变传平衡1．(2019·宁波高一检测)某生物种群由基因型为AA、Aa、aa的个体组成，其中基因a的频率为45%，则该种群中基因A的频率为()A．30%B．45%C．55%D．80%解析：选C。基因a的频率为45%，所以其等位基因A的基因频率为1－45%＝55%。2．据某生物研究性学习小组调查，某校学生中基因型比例为XBXB∶XBXb∶XbXb∶XBY∶XbY＝44∶5∶1∶43∶7，则Xb的基因频率为()A．13.2%B．5%C．14%D．9.3%解析：选D。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的比率。Xb的基因频率＝Xb/(XB＋Xb)×100%(因为B、b只位于X染色体上，Y染色体上没有)。女性体内有两条X染色体，因此有两个此类基因(包括B和b)，男性体内只有1条X染色体，因此只有1个此类基因(B或b)。被调查的种群中，Xb＝5%＋1%×2＋7%＝14%；XB＋Xb＝44%×2＋5%×2＋1%×2＋43%＋7%＝150%。所以，Xb的基因频率＝Xb/(XB＋Xb)×100%＝14%÷150%×100%≈9.3%。3．在某一个人群中，经调查得知，隐性性状者为16%，该性状不同类型的基因型频率是多少(按AA、Aa、aa顺序排列答案)()A．0.36、0.48、0.16B．0.36、0.24、0.16C．0.16、0.48、0.36D．0.16、0.36、0.48解析：选A。在一个大群体随机交配的情况下，其基因频率和基因型频率在没有突变、选择和迁移的条件下世代相传，不发生变化，基因型频率是由基因频率决定的。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。题中隐性性状者为16%，即a2＝16%，则a＝40%。A＝1－40%＝60%。因此AA＝60%×60%＝0.36，Aa＝2×40%×60%＝0.48。4．某植物种群中，AA个体占16%，aa个体占36%。该种群随机交配产生的后代中AA个体百分比、A基因频率和自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为()A．增大，不变；不变，不变B．不变，增大；增大，不变C．不变，不变；增大，不变D．不变，不变；不变，增大解析：选C。随机交配的种群，基因频率和基因型频率稳定不变，保持平衡，符合遗传平衡定律。自交时，基因频率不变，杂合子所占比例会逐代减少，纯合子所占比例逐代增多，所以AA个体百分比会增大。核心知识小结[要点回眸][规范答题]一个种群中全部个体所含有的全部基因称为基因库。种群是生物进化的基本单位。突变和基因重组产生进化的原材料。自然选择决定生物进化的方向。生物进化的实质是基因频率的改变。[学生用书P81][拓宽教材]1．(必修2P115图7－7改编)下图表示某种群不同基因型个体的组成情况，A、a为一对等位基因。则该种群中a基因的基因频率是()A．11%B．40%C．50%D．55%答案：C2．(必修2P116“探究”改编)以桦尺蠖的体色进化为例，回答下列问题：(1)在生物进化过程中某基因的频率如果逐渐增大，反映了________________________________________________________________________。(2)由以上内容可以看出：生物进化的实质是____________________。答案：(1)该基因控制的性状对环境的适应能力较强(2)种群基因频率发生改变[精练好题]3．现代进化理论与达尔文进化理论观点不同的是()A．可遗传的变异是生物进化的原始材料B．自然选择决定生物进化的方向C．种群基因频率的改变是生物进化的实质D．自然选择是环境对生物的选择解析：选C。达尔文进化理论认为遗传和变异是生物进化的内在因素，生物产生了变异以后，由自然选择决定其生存或淘汰，因此自然选择决定生物进化的方向，且自然选择是环境对生物的选择，因此A、B、D都符合达尔文观点。由于他没有研究透遗传和变异的本质，因此也就不知道生物进化的实质是基因频率的改变。4．常染色体上的一对等位基因B和b分别控制野猪的黑毛和白毛。现有一野猪种群，假设其中黑毛纯合子和杂合子均占36%，白色个体无繁殖能力。让该野猪种群随机交配，若没有突变和其他因素干扰，则子一代黑毛纯合子与杂合子的比例为()A．1∶1B．3∶2C．3∶1D．1∶2解析：选B。依题意可知，亲代黑毛纯合子和杂合子比例为1∶1，即BB∶Bb＝1∶1，所以基因型为BB的个体所占比例为1/2，基因型为Bb的个体所占比例为1/2。B的基因频率为1/2＋1/2×1/2＝3/4，b的基因频率为1－3/4＝1/4，根据遗传平衡定律，可知子代BB＝3/4×3/4＝9/16，Bb＝2×3/4×1/4＝6/16，所以子一代黑毛纯合子与杂合子的比例为9/16∶6/16＝3∶2。5．(2019·辽宁葫芦岛一中期中)金鱼的一对相对性状由一对等位基因(A、a)控制，其中a基因在纯合时使胚胎致死(aa、XaXa、XaY等均为纯合子)。现取一对金鱼杂交，F1金鱼共67只，其中雄性金鱼21只，则F1金鱼自由交配所得F2成活个体中，a基因的频率为()A．1/8B．1/6C．1/11D．1/14解析：选C。由题意知，一对金鱼杂交，F1金鱼共67只，其中雄金鱼21只，雌性个体∶雄性个体≈2∶1，说明金鱼的这一对等位基因位于X染色体上，亲本的基因型为XAXa、XAY，F1中，雌性个体的基因型为XAXa、XAXA，产生卵细胞的基因型及比例是：XA∶Xa＝3∶1，雄性个体的基因型为XAY，产生的精子的基因型及比例是XA∶Y＝1∶1，因此F1金鱼自由交配所得F2的基因型及比例是：XAXA∶XAXa∶XAY∶XaY＝3∶1∶3∶1，其中XaY死亡，所以成活个体中XAXA∶XAXa∶XAY＝3∶1∶3；Xa的基因频率＝1÷(3×2＋1×2＋3)＝1/11。6．(2019·滨州期末)下列关于进化中“选择”的叙述，正确的是()A．自然选择决定了生物变异和进化的方向B．若没有自然选择，种群基因频率不可能发生改变C．自然选择直接作用于个体的基因型，进而导致种群基因频率的改变D．育种中通过人工选择使控制优良性状的基因频率逐渐扩大，从而使生物进化答案：D7．(2019·江西宜春期末)镰刀型细胞贫血症是由常染色体上的隐性致病基因引起的，患者在幼年时期夭折，但致病基因的携带者却能对疟疾有较强的抵抗力。现在甲、乙两地区进行调查，其中乙地区流行疟疾。两地区人群中各种基因型的比例如下图所示