专题24 现代生物进化理论-高三毕业班生物常考点归纳与变式演练

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专题24  现代生物进化理论 专题导航目录常考点01 现代生物进化理论与达尔文自然选择学说的比较常考点02 物种形成模式比较..........................................................6常考点03 基因频率和基因型频率的相关计算...................................................10常考点归纳常考点01 现代生物进化理论与达尔文自然选择学说的比较【典例1】达尔文（C.R.Darwin，1809～1882）于1859年出版了《物种起源》，提出了进化论的两大学说：共同由来学说和自然选择学说。达尔文的进化论学说对人类社会产生了深刻的影响，并且随着生物科学的发展，形成了以自然选择学说为核心的现代生物进化理论。下列有关阐述，合理的是（　　）A．自然选择学说能解释自然选择的作用，但不能阐明生物多样性 B．化石是研究生物进化最直接、最重要的证据 C．生物多样性包括遗传、种群、生态系统三个层次的内容 D．现代生物进化理论发展了达尔文自然选择学说，很好地克服了达尔文自然选择学说的局限性，成为生物进化的终极理论【分析】1、自然选择学说的主要内容是：过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存。2、现代进化理论的基本内容是：①进化是以种群为基本单位，进化的实质是种群的基因频率的改变。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。④隔离导致物种形成。【解答】解：A、自然中选择学说能解释自然选择的作用，阐明了生物适应性和多样性是生物进化的结果，A错误；B、在研究生物进化的过程中，化石是最重要的、最直接的证据，化石在地层中出现的先后顺序，说明了生物是由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生逐渐进化而来的，B正确；C、生物多样性的三个层次为遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性，C错误；D、现代生物进化理论发展了达尔文自然选择学说，很好地克服了达尔文自然选择学说的局限性，但还在发展中，并不是生物进化的终极理论，D错误。故选：B。【点评】本题考查自然选择学说的要点、现代生物进化理论的主要内容、共同进化，要求考生识记自然选项学说的要点；识记现代生物进化理论的主要内容；识记共同进化的概念，能运用所学的知识准确判断各选项，属于考纲识记层次的考查。【典例2】下列关于达尔文的自然选择学说和现代生物进化理论的叙述，错误的是（　　）A．自然选择学说解释了生物的多样性和适应性 B．自然选择学说很好地从个体水平解释了物种大爆发等现象 C．有性生殖的出现有利于实现基因的重组，从而加快了生物进化的速度 D．物种形成的三个基本环节是突变和基因重组、自然选择、隔离【分析】现代生物进化理论的观点：1、不同于达尔文的说法：（1）种群是生物进化的基本单位；（2）生物进化实质是种群基因频率的定向改变；（3）突变和基因重组产生进化的原材料。2、肯定达尔文的说法（1）自然选择决定生物进化的方向；（2）隔离是物种形成的必要条件；（3）共同进化产生了生物多样性。【解答】解：A、自然选择学说解释了生物的多样性和适应性，A正确；B、自然选择学说不能很好的解释物种大爆发等现象，属于自然选择学说的局限性，B错误；C、有性生殖的出现实现了基因的重组，为生物进化提供了原材料，从而加快了生物进化的速度，C正确；D、物种形成的三个基本环节是突变和基因重组、自然选择、隔离，D正确。故选：B。【点评】本题考查自然选择学说和现代生物进化理论的区别和联系，考查学生的识记能力和理解能力。【技巧点拨】【特别提醒】　(1)现代生物进化理论认为生物进化的实质——基因频率的改变，从分子水平上阐述，而自然选择学说从性状水平解释进化。(2)现代生物进化理论强调隔离在物种形成中的作用。(3)自然选择决定生物进化的方向：变异是不定向的不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累―→种群的基因频率发生定向改变生物朝一定方向缓慢进化。变异不定向与自然选择定向性的关系(如下图)。【变式演练1】如图为现代生物进化理论的概念图，下列叙述错误的是（　　）A．②导致①改变的内因是生物的突变和基因重组 B．图中③指自然选择学说 C．④指基因多样性、物种多样性和生态系统多样性 D．生物多样性的形成与共同进化无关【分析】1、现代生物进化理论认为：生物进化的单位是种群，生物进化的实质是种群基因频率的改变，引起生物进化的因素包括突变、自然选择、迁入和迁出、非随机交配、遗传漂变等；可遗传变异为生物进化提供原材料，可遗传变异包括基因突变、染色体变异、基因重组，基因突变和染色体变异统称为突变；自然选择决定生物进化的方向；隔离导致新物种的形成。2、由图分析可知，①是种群基因频率的改变，②是地理隔离，③是自然选择学说，④是基因多样性、物种多样性和生态系统多样性【解答】解：A、由分析可知，②地理隔离会导致①种群的基因频率发生改变，发生改变的内因是生物的突变和基因重组，A正确；B、现代生物进化理论的核心内容是自然选择学说，B正确；C、由分析可知，④是指基因多样性、物种多样性和生态系统多样性，C正确；D、共同进化是指不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，共同进化形成了生物多样性，故生物多样性的形成与共同进化有关，D错误。故选：D。【点评】本题考查现代生物进化理论，要求考生识记相关知识，能够运用所学知识并结合题图信息完成选项的判断，难度不大。【变式演练2】现代生物进化理论是在达尔文进化学说的基础上发展而来的，下列有关现代生物进化理论的叙述错误的是（　　）A．变异是生物进化的基础，但许多变异不会导致进化 B．进化的实质是自然选择作用下种群基因频率的定向改变 C．克服了达尔文学说的局限性，成为生物进化的终极理论 D．地理隔离和生殖隔离都会阻止生物之间的基因交流【分析】1、达尔文自然选择学说（1）主要内容是：过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存。（2）自然选择学说的进步性：使生物学第一次摆脱了神学的束缚，走上科学的轨道；揭示了生命现象的统一性是由于所有的生物都有共同的祖先；生物的多样性是进化的结果；生物界千差万别的种类之间有一定的内在联系，促进了生物学各个分支学科的发展。（3）局限性：限于当时科学发展水平的限制，对于遗传变异的本质，不能做出科学的解释；其次注重个体的进化价值而忽视群体作用。2、现代生物进化理论的基本观点：种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变。突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成。其中突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件。【解答】解：A、变异是生物进化的基础，变异分为可遗传变异和不可遗传变异，可遗传变异是生物进化的原材料，导致进化，不可遗传变异不会导致进化，A正确；B、进化的实质是自然选择作用下种群基因频率的定向改变，B正确；C、现代进化理论克服了达尔文学说的局限性，但现代进化理论仍然需要发展进化，C错误；D、地理隔离是指分布在不同自然区域的种群，由于高山、河流、沙漠等地理上的障碍，使彼此间无法相遇而不能交配。生殖隔离是指种群间的个体不能自由交配，或者交配后不能产生出可育后代。不同种群间一旦产生生殖隔离，就不会有基因交流了，所以地理隔离和生殖隔离都会阻止生物之间的基因交流，D正确。故选：C。【点评】本题考查生物进化的相关知识，要求考生识记现代生物进化理论的主要内容，能对自然选择学说进行比较，再结合所学的知识准确判断各选项。【变式演练3】遗传、变异与进化是生命的基本特征，下列叙述中不正确的是（　　）A．任何独立生活的生物都以DNA作为遗传物质 B．生物变异的根本来源是基因突变，具有低频性、多方向性等特点 C．青霉素使细菌产生了抗药性变异，从而决定了其进化方向 D．蝶螈、鳄鱼、大猩猩和人四种生物中，大猩猩和人的碱基序列差异最小【分析】现代生物进化理论认为：生物进化的单位是种群，生物进化的实质是种群基因频率的改变，引起生物进化的因素包括突变、自然选择、迁入和迁出、非随机交配、遗传漂变等；可遗传变异为生物进化提供原材料，可遗传变异包括基因突变、染色体变异、基因重组，基因突变和染色体变异统称为突变；自然选择决定生物进化的方向；隔离导致新物种的形成。【解答】解：A、能够独立生活的生物是指具有细胞结构的生物，具有细胞结构的生物都以DNA作为遗传物质，A正确；B、生物变异的根本来源是基因突变，基因突变具有普遍性、随机性、低频性、多方向性和多害少利性的特点，B正确；C、青霉素并没有使细菌产生了抗药性变异，细菌的抗药性是在使用青霉素之前就已经产生，青霉素起到了选择的作用，从而决定了其进化方向，C错误；D、蝶螈、鳄鱼、大猩猩和人四种生物中，大猩猩和人的亲缘关系最近，故两者的碱基序列差异最小，D正确。故选：C。【点评】本题考查生物进化的相关知识，意在考查学生识记所学知识要点，把握知识间的内在联系，形成知识网络的能力，同时获取题干信息准确答题。常考点02 物种形成模式比较【典例3】图表示生物新物种形成的基本环节，下列分析正确的是（　　）A．图中的A为生物进化提供原材料，其中的基因突变是定向的 B．自然选择决定了种群基因频率发生定向的改变 C．B表示地理隔离，各种物种的形成均需要通过B D．C表示生殖隔离，马和驴之间不存在生殖隔离【分析】1、现代生物进化理论认为：生物进化的单位是种群，生物进化的实质是种群基因频率的改变，引起生物进化的因素包括突变、自然选择、迁入和迁出、非随机交配、遗传漂变等；可遗传变异为生物进化提供原材料，可遗传变异包括基因突变、染色体变异、基因重组，基因突变和染色体变异统称为突变；自然选择决定生物进化的方向；隔离导致新物种的形成。2、由图分析可知，A是基因突变、染色体变异、基因重组，B是地理隔离，C是生殖隔离。【解答】解：A、由分析可知，图中的A是基因突变、染色体变异、基因重组，能够为生物进化提供原材料，其中的基因突变是不定向的，A错误；B、自然选择决定了生物进化的方向，而生物进化的过程是种群基因频率改变的过程，故自然选择决定了种群基因频率发生定向的改变，B正确；C、B表示地理隔离，并不是各种物种的形成均需要通过B，如：多倍体的形成，C错误；D、C表示生殖隔离，马和驴为不同的物种，且它们的后代高度不育，这说明马和驴之间存在生殖隔离，D错误。故选：B。【点评】本题考查物种和形成和现代生物进化理论的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力。【典例4】物种是生物分类的基本单位，下列各项培育过程所产生的个体属于新物种的是（　　）A．非洲黑皮肤人与亚洲黄皮肤人结婚生下的混血儿 B．马与驴交配产生的骡子 C．二倍体水稻的花药离体培养获得的单倍体水稻 D．二倍体西瓜经秋水仙素处理成为四倍体西瓜【分析】1、物种是指分布在一定自然区域内，具有一定的形态结构的生理功能，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。2、生物进化的实质是种群基因频率的改变；新物种形成的标志是生殖隔离的形成。3、人工创造新物种通过植物体细胞杂交（如番茄一马铃薯）、多倍体远缘杂交（如甘蓝一萝卜）、多倍体育种（如八倍体小黑麦）等方式也可以创造新物种。【解答】解：A、人是同一个物种。故非洲黑皮肤人与亚洲黄皮肤人结婚生下的混血儿不属于新物种，A错误；B、马与驴交配产生骡子，但骡子不育，因此没有产生新物种，B错误；C、单倍体高度不育。故二倍体水稻的花药离体培养获得的单倍体水稻不属于新物种，C错误；D、二倍体西瓜经秋水仙素处理成为四倍体西瓜，四倍体西瓜与二倍体西瓜产生的三倍体西瓜不育，两者之间形成生殖隔离，因此形成了新物种，D正确。故选：D。【点评】本题考查物种的概念与形成，要求考生识记物种的概念，掌握生物进化和物种形成的标志，能根据题干要求准确的判断各选项。【技巧点拨】1.渐变式——如加拉帕戈斯群岛上13种地雀的形成。2．骤变式——如自然界多倍体植物的形成。骤变式物种的形成主要是通过异源多倍体的染色体畸变的方式形成新物种，一出现便可以很快形成生殖隔离(基因频率改变)。此种方式多见于植物。3．人工创造新物种通过植物体细胞杂交(如番茄—马铃薯)、多倍体远缘杂交(如甘蔗—萝卜)、多倍体育种(如八倍体小黑麦)等方式也可以创造新物种。【特别提醒】　新物种形成不一定经过地理隔离，但不管哪种方式都需要达到生殖隔离。【变式演练4】如图为种群与物种的关系简图，有关叙述错误的是（　　）A．种群1和种群2之间存在地理隔离 B．种群1和种群2必将形成两个物种 C．物种1和物种2的基因库存在差异 D．物种1与物种2之间不能进行基因交流【分析】现代生物进化理论的基本观点：种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变；突变和基因重组产生生物进化的原材料；自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向；隔离是新物种形成的必要条件。【解答】解：A、种群1和种群2在不同区域，它们之间存在地理隔离，A正确；B、种群1和种群2存在地理隔离，不一定会产生生殖隔离，不一定会形成两个物种，B错误；C、物种1和物种2是不同物种，基因库存在差异，C正确；D、不同物种间存在生殖隔离，不能进行基因交流，D正确。故选：B。【点评】本题考查生物进化的知识，考生识记现代生物进化理论的主要内容是解题的关键。【变式演练5】新物种形成的标志是（　　）A．协同进化 B．基因频率改变 C．生殖隔离 D．基因自由组合【分析】物种形成的三个环节：突变和基因重组、自然选择、隔离，三者关系如图所示：【解答】解：隔离是物种形成的必要条件，新物种形成的标志是生殖隔离。故选：C。【点评】本题为基础题，考查物种的形成，只要考生识记物种形成的过程及标志即可正确答题，属于考纲识记层次的考查。【变式演练6】1万年前，科罗拉多大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成两个种群，两个种群现在已经发生明显的分化。经过长期演化已经形成两个物种，演化过程如图，错误的是（　　）A．图中a表示地理隔离，b表示基因频率的不断改变，c表示生殖隔离 B．①～⑥的存在说明变异是不定向的 C．由图可知生物进化的基本单位是种群 D．自然界中物种的形成必须通过a到达c【分析】分析题图：图示表示松鼠的进化过程，其中a表示地理隔离，这可以阻断种群中的基因交流；b表示基因频率的不断积累；c表示生殖隔离，这是新物种产生的标志；①～⑥表示物种形成过程中产生的不定向变异。【解答】解：A、图中a表示地理隔离，b表示基因频率的不断改变，c表示生殖隔离，A正确；B、①～⑥的存在说明变异是不定向的，B正确；C、由图可知生物进化的基本单位是种群，C正确；D、图中a表示地理隔离，c表示生殖隔离，地球上新物种的形成往往要先经历地理隔离，最终达到生殖隔离，但不一定都是这样，如多倍体的形成，D错误。故选：D。【点评】本题结合图解，考查物种的概念及形成，要求考生识记新物种形成的过程及现代生物进化理论的基本内容，能正确分析题图，并结合所学的知识准确判断各叙说，属于考纲识记和理解层次的考查。常考点03 基因频率和基因型频率的相关计算【典例5】某种群中基因型频率为AA10%、Aa30%、aa60%，在环境变化后，种群中隐性性状的个体每年增加10%，显性性状的个体每年减少10%，第二年该种群中aa基因型的频率约为（　　）A．58.8% B．60% C．64.7% D．66%【分析】分析题文：该动物种群中基因型为AA、Aa和aa的基因型频率分别为10%、30%和60%，假设第一年总数目为100，aa、Aa和AA个体各占60%、30%和10%，则第一年aa数目为60，Aa数目为30，AA数目为10。【解答】解：如果环境变化后，种群中隐性性状的个体每年增加10%，显性性状的个体每年减少10%，则第二年aa数目为60+60×10%＝66、显性性状的个体数目为40﹣（30+10）×10%＝36个，则第二年aa基因型的频率约为66÷（66+36）×100%≈64.7%。故选：C。【点评】本题考查现代生物进化理论的主要内容，要求考生识记基因频率的概念，掌握基因频率和基因型频率的计算方法，能对选项作出准确的判断，属于考纲理解层次的考查。【典例6】现有两个非常大的、且遗传平衡的果蝇种群，已知种群1中AA占49%，种群2中aa占1%。若将这两个种群随机抽取的等量个体合并为一个自由交配的种群，则子代中Aa所占的比例是（　　）A．18% B．32% C．42% D．45%【分析】1、遗传平衡定律是：在理想状态下，各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在遗传中是稳定不变的，即保持着平衡。达到该理想状态要满足5个条件：①种群足够大；②种群中个体间可以随机交配；③没有突变发生；④没有新基因加入；⑤没有自然选择。2、当等位基因只有一对（Aa）时，设基因A的频率为p，基因a的频率为q，则A+a＝p+q＝1，AA+Aa+aa＝p2+2pq+q2＝1。【解答】解：两个非常大的、且遗传平衡的果蝇种群，已知种群1中AA占49%，则A＝70%，a＝30%；已知种群2中aa占1%，则a＝10%，A＝90%。等量混合两个种群后，基因频率A＝（70%+90%）÷2＝80%，a＝（30%+10%）÷2＝20%。随机交配一代（基因频率不变），因此Aa的基因型频率＝2×80%×20%＝32%。故选：B。【点评】本题考查基因频率的变化，要求考生识记基因频率及基因型频率的概念，掌握根据基因频率计算基因型频率的方法以及根据基因型频率计算基因频率的方法，属于考纲理解和应用层次的考查。【技巧点拨】1.已知调查的各种基因型的个体数，计算基因频率某基因频率＝A＝×100%a＝×100%(A、a为基因，AA、Aa、aa为三种基因型个体数)2．已知基因型频率求基因频率计算公式：一个等位基因的频率＝该等位基因纯合子的频率＋1/2×杂合子的频率A＝AA＋Aa　a＝aa＋Aa3．X染色体上基因的基因频率的计算Xb＝　XB＝不涉及Y染色体，XB＋Xb＝14．利用哈代—温伯格定律计算(1)成立前提：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的频率为p2，Aa的频率为2pq，aa的频率为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。【特别提醒】　已知人群中，伴X隐性男性患者的比例为p，则可认为这个人群中此基因频率为p，由此可计算女性中患病的频率为p2。例如色盲男性中发病率为7%，则女性中发病率为(7%)2≈0.5%。【变式演练7】调查某校学生中关于某种性状的各种基因型及比例为：基因型XBXBXBXbXbXbXBYXbY比例（%）42.327.360.32464则该校学生中XB和Xb的基因频率分别是（　　）A．92%、8% B．6%、8% C．78%、92% D．8%、92%【分析】性染色体上的基因有可能成单存在，如红绿色盲基因，Y染色体上无等位基因，因此男性基因总数与女性体内等位基因总数有差别，在确定种群等位基因及其总数时应分别考虑。X染色体上的基因的频率＝×100%。【解答】解：Xb的频率＝×100%＝（7.36%+2×0.32%+4%）÷【2×（42.32%+7.36%+0.32%）+（46%+4%）】×100%＝8%，则XB的频率＝1﹣Xb的频率＝1﹣8%＝92%。故选：A。【点评】本题考查基因频率的变化，要求考生识记基因频率的概念，掌握基因频率的相关计算，明确性染色体上基因频率的相关计算公式，再根据题干中数据进行计算。【变式演练8】如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。下列叙述错误的是（　　）A．P点时两曲线相交，此时A和a的基因频率均为50% B．该种群中杂合子的比例会越来越高，逐渐取代纯合子 C．Q点表示环境发生了变化，A控制的性状更加适应环境 D．在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变【分析】1、基因频率是在种群基因库中，某一基因占所有等位基因的比例，自然选择通过定向改变种群基因频率而使生物朝着一定的方向进化。2、由题图曲线可知：Q点之前，A、a的基因频率基本不变，生物没有进化；Q点之后，A基因控制的性状更适应环境，A基因频率升高，a控制的生物的性状对环境的适应能力较低，a基因频率下降，生物发生了进化。【解答】解：A、P点两曲线相交，表示A、a的基因频率相等，由于A、a的基因频率之和是1，因此A、a的基因频率各占50%，A正确；B、由于A的基因频率升高，AA的基因型频率也会升高，因此杂合子不能取代纯合子，B错误；C、由分析可知，Q点可能是环境发生变化，A控制的性状更加适应环境，C正确；D、自然选择决定生物进化的方向，在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，D正确。故选：B。【点评】本题考查生物进化的相关知识，要求考生识记现代生物进化理论的基本内容，能够根据曲线图分析基因频率的变化，能结合所学的知识准确判断各选项，属于考纲识记和理解层次的考查。【变式演练9】下列关于基因频率、基因型频率与生物进化的叙述正确的是（　　）A．一个种群中，控制一对相对性状的基因频率之和为1 B．一个种群中，控制一对相对性状的各种基因型频率的改变说明物种在不断进化 C．理想条件下基因型为Aa的个体自交后代所形成的种群中，A基因的频率大于a基因的频率 D．因色盲患者中男性数量大于女性，所以男性群体中色盲的基因频率大于女性群体【分析】生物进化的实质是种群基因频率的改变。一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫这个种群的基因库。在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率，叫基因频率。理想种群要同时满足以下条件：种群非常大、所有雌雄个体间都能自由交配并产生后代、没有迁入迁出、没有自然选择、没有基因突变。色盲是X染色体上的隐性遗传病。【解答】解：A、根据基因频率的定义可知，在一个种群中，控制一对相对性状的等位基因的频率之和为1，A正确；B、种群基因频率的改变是生物进化的实质，而不是种群基因型频率的改变，B错误；C、因为理想条件下没有基因突变、没有自然选择、没有迁入、迁出等，基因型为Aa的个体自交后代所形成的种群中，A基因的频率＝a基因的频率＝，C错误；D、男性色盲患者多于女性患者，但男性群体中色盲的基因频率和女性群体色盲基因的频率是相等的，D错误。故选：A。【点评】本题考查基因频率的变化、现代生物进化理论的主要内容，要求考生识记基因频率的概念及相关计算；识记现代生物进化理论的主要内容，能结合所学的知识准备判断各选项。