2020版新一线高考生物（人教版）一轮复习教学案：第7单元第4讲现代生物进化理论

第4讲　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)

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

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

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)达尔文认为自然选择作用于种群，使种群发生进化。(×)

提示：达尔文认为自然选择作用的对象是个体。

(2)自然选择作用于生物的表现型而不是基因型。(√)

(3)突变就是指基因突变。(×)

提示：突变包括基因突变和染色体变异。

(4)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。

(5)在自然条件下，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。(×)

提示：种群基因频率的变化与突变与重组、迁入与迁出和环境的选择等多种因素有关。

(6)生物进化的实质在于有利变异的保存。(×)

提示：生物进化的实质在于种群基因频率的定向改变。

(7)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。

2．思考回答(规范表述)

(1)如何判断两个生物是否属于同一物种？

提示：若可以自然交配，并且后代为可育后代，那么就是同一物种；若不能进行自然交配，或者交配繁殖出的后代为不可育后代，就为不同物种。

(2)一次自然事件把一个处于遗传平衡状态的小鼠大种群隔离为三个小种群，三个小种群个体数量分别占原种群数量的1/2(甲)、1/3(乙)和1/6(丙)。则最容易形成新物种的是甲、乙、丙三个种群中的哪一种？为什么？

提示：丙　生殖隔离是物种形成的标志，新物种形成受多种因素的影响，其中种群大小就是一个重要的影响因素。地理隔离后的小种群，由于基因频率更容易受偶发因素改变，被新环境不同因素选择并向与原种群不同方向进化的可能性较大，因此隔离后的小种群比大种群较容易形成新物种。

1．“图解法”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。

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。

考法1　自然选择学说与现代生物进化理论

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

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。]

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

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。]

考法2　考查共同进化与生物多样性的形成

3．(2019·潍坊市高三模拟)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。]

4．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。]

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，a的基因频率是1－；或已知基因型是aa的个体占Y%，则a的基因频率是，A的基因频率是1－。

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。

考法　基因(型)频率的计算及综合应用

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．(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1/3

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．(2019·武汉市高三调研)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。]

真题体验| 感悟高考　淬炼考能

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