专题20 现代生物进化理论【考纲解读】【知识梳理】1.拉马克的进化学说(1)内容①生物是由更古老的生物______来的。
②生物是由_______到______逐渐进化的。
③用进废退和_____________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______论和物种不变论。
2.达尔文的自然选择学说的内容包括____________、____________、____________、____________。
意义是能解释____________的原因和生物的多样性、适应性。
不足是没有阐明____________的本质,局限于____________,没有认识到________在物种形成中的作用。
3.现代生物进化理论(1)内容①_______是生物进化的基本单位。
②____________________产生进化的原材料。
③___________决定生物进化的方向。
生物进化的实质是____________________。
④______导致物种的形成。
⑤___________与生物多样性的形成有关。
(2)相关概念①种群:生活在一定区域的__________________________个体。
②基因频率:在一个种群基因库中,某个基因占____________________的比率。
③物种:能够在_______状态下相互交配并且产生___________的一群生物。
④共同进化:______________之间,______________之间在相互影响中不断进化和发展。
⑤生物多样性包括______________、______________、______________。
【考点精讲】现代生物进化理论1.拉马克的进化学说(1)内容:用进废退和获得性遗传是生物进化的原因,生物是由低等到高等逐渐进化的。
(2)意义:否定了神创论和物种不变论。
2.达尔文自然选择学说3.现代生物进化理论(1)基本观点的比较(2)种群和物种的比较(3)地理隔离与生殖隔离的比较(4)物种形成与生物进化的比较(5)物种形成的三大模式(6)共同进化与生物多样性的形成①共同进化a.概念: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。
b.原因:生物与生物之间的相互选择和生物与无机环境之间的相互影响。
②生物多样性的形成a.内容:基因多样性、物种多样性、生态系统多样性。
b.形成原因:生物的共同进化。
c.研究生物进化历程的主要依据:化石。
4.生物进化理论在发展(1)中性学说:大量的基因突变是中性的,决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累,而不是自然选择。
(2)生物进化理论不会停滞不前,而是在不断发展。
典例1.(2018·日照市高三一模)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【答案】A【解析】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。
【易混辨析】有关现代进化理论基本观点的几点易错点(1)突变≠基因突变。
“突变”不是基因突变的简称,而是包括“基因突变”和“染色体变异”。
(2)变异在环境变化之前已经产生,环境只是起选择作用,不能定向诱发基因突变。
(3)变异是不定向的,而自然选择能定向改变种群的基因频率,从而使种群发生定向进化。
(4)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,则仍是两个物种。
(5)生物进化不一定导致物种的形成,但新物种一旦形成,则说明生物肯定进化了。
(6)只有地理隔离而没形成生殖隔离,可能产生亚种,但没有产生新物种。
典例2.(2019·广东省茂名市高三联考)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【答案】D【解析】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。
基因频率和基因型频率的计算题型1 常染色体上基因频率的计算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。
典例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%【答案】B【解析】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。
典例2.(2019·德州市高三期末)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1/3B.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【答案】C【解析】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。
题型2 性染色体上基因频率的计算p=2N XAXA+N XAXa+N XAY2N XAXA+N XAXa+N XaXa N XAY+N XaY×100%q=2N XaXa+N XAXa+N XaY2N XaXa+N XAXa+N XAXA N XaY+N XAY×100%(p为X A的基因频率,q为X a的基因频率)典例3.对某村庄人群的红绿色盲情况调查发现,共有500人,其中X B X B占42.2%,X B X b占7.4%,X b X b占0.4%,X B Y占46%,X b Y占4%。
一年后由于出生、死亡、婚嫁等原因,该村庄男性色盲增加了5人,女性携带者增加了6人,其余类型人数不变。
则一年后该人群X B和X b的基因频率分别是()A.9.39%,90.61% B.8%,92%C.92%,8% D.90.61%,9.39%【答案】D【解析】男性色盲基因型为X b Y,男性色盲增加了5人,则b基因增加5;女性携带者基因型为X B X b,女性携带者增加了6人,则B基因增加6,b基因增加6。
原来女性共有500×(42.2%+7.4%+0.4%)=250(人),则男性共有500-250=250(人)。
由于女性每人有2个B(b)基因,而男性每人只有1个B(b)基因。
因此,原来共有(B+b)基因总数为250×2+250=750。
b基因频率=b基因总数/(B+b)基因总数×100%=(500×7.4%+500×0.4%×2+500×4%+5+6)/(750+5+6×2)=72/767×100%≈9.39%。
根据种群中一对等位基因的基因频率之和为1,则B基因频率=1-9.39%=90.61%。
【易错辨析】准确运用男性基因型频率计算该地区X染色体基因频率红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病,色盲基因b位于X染色体上。
对男性(XY)而言,每个男性体细胞中只有一条X染色体,含有致病基因就为患者,不含则为正常个体,无携带者。
若某地区男性中色盲占x,则此地区X b的基因频率也为x,此地区女性色盲率则为x2。
题型3 利用遗传平衡公式计算基因频率和基因型频率1.前提条件:(1)种群非常大;(2)所有雌雄个体之间自由交配;(3)没有迁入和迁出;(4)没有自然选择;(5)没有基因突变。
2.计算公式:当等位基因只有两个(A、a)时,设p表示A的基因频率,q表示a的基因频率,则:AA的基因型频率=p2,Aa的基因型频率=2pq,aa的基因型频率=q2。
如果一个种群达到遗传平衡,其基因型频率应符合:p2+2pq+q2=1。
典例4.玉米的高秆(H)对矮秆(h)为显性。
现有若干H基因频率不同的玉米群体,在群体足够大且没有其他因素干扰时,每个群体内随机交配一代后获得F1。
各F1中基因型频率与H基因频率(p)的关系如图所示。
下列分析错误的是()A.0<p<1时,亲代群体都可能只含有纯合子B.只有p=b时,亲代群体才可能只含有杂合子C .p =a 时,显性纯合子在F 1中所占的比例为19D .p =c 时,F 1自交,子代中纯合子所占比例为59【答案】D【解析】A 项,该群体的基因频率符合遗传平衡定律。