2020版新一线高考生物（苏教版）一轮复习教学案：必修2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| 生物进化理论

1．拉马克的进化学说

(1)拉马克的进化观点

①物种是可变的，所有现存的物种都是从其他物种演变而来的。

②生物本身存在由低级向高级连续发展的内在趋势。

③环境变化是物种变化的原因。

④“用进废退”和“获得性遗传”。

(2)评价

拉马克的进化学说中主观推测较多，但内容颇为系统、丰富，为后来的达尔文的进化学说诞生奠定了基础。

2．达尔文的进化学说

(1)达尔文进化学说的三个观点

适应的第一步是变异的产生，第二步是通过生存斗争对变异进行选择。

(2)局限：不能科学的解释遗传和变异的本质，以及自然选择如何对可遗传的变异起作用等问题。

(3)达尔文对变异的解释

3．现代综合进化论

(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基因库：一个生物种群中全部个体所含有的基因总和。

③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。

④物种：指分布在一定的自然地域，具有一定的形态结构和生理功能特征，而且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。

⑤隔离

(3)生物进化的实质：种群基因频率的改变。

(4)影响基因频率的因素：基因突变、基因重组、染色体变异、自然选择、迁移、遗传漂变等。

4．生物进化理论发展的意义

[判断与表述]

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。

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．自然选择决定生物进化的方向

(1)自然选择使种群基因频率发生定向改变，使生物朝着适应环境的方向进化。如图所示：

(2)生物进化的实质：种群基因频率的定向改变。

2．“图解法”把握物种形成的三大模式

3．物种形成与生物进化的关系

4.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－。

◎考法1　考查生物进化理论

1．(2018·海南模拟)下列关于现代生物进化理论的叙述，不合理的是(　　)

A．发生在生物体内的基因突变，有可能使种群的基因频率发生变化

B．自然选择决定生物进化和基因突变的方向

C．自然状态下得到的四倍体西瓜与二倍体西瓜不是同一物种

D．两个种群间的生殖隔离一旦形成，这两个种群就属于两个物种

B　[影响种群基因频率改变的因素有基因突变、种群的迁入和迁出、自然选择等因素，A正确；自然选择决定生物进化的方向，但是不能决定基因突变的方向，基因突变具有不定向性，B错误；自然状态下四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交的后代三倍体西瓜高度不育，所以四倍体西瓜与二倍体西瓜存在生殖隔离，不是同一物种，C正确；生殖隔离的产生是物种形成的标志，D正确。]

2．(2019·广东茂名高三联考)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　考查基因(型)频率

3．(2018·德州高三期末)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。]

4．(2019·武汉高三调研)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。]

考点二| 生物进化和生物的多样性

1．生物进化的证据和历程

(1)生物进化的主要依据：化石和同源器官。

(2)生物进化的历程：

①细胞方面：从单细胞到多细胞；

②生活环境：从水生到陆生；

③进化程度：从低级到高级。

2．共同进化和生物多样性的形成

(1)共同进化

①概念：不同物种之间、生物与无机环境之间在相互选择、相互影响中不断进化和发展，这被称为共同进化或协同进化。

②意义：关系密切的生物，一方成为另一方的选择力量，通过共同进化，都能发展出互相适应的特性。

(2)生物多样性

①概念：地球上所有生物、它们所包含的基因以及由这些生物与环境相互作用所构成的生态系统的多样化程度。

②层次

③生物多样性与生物进化的关系：

共同进化→生物多样性

3．五界系统

(1)分类依据：生物细胞的结构特征和能量利用方式的基本差异。

(2)内容：原核生物界、原生生物界、真菌界、动物界、植物界。

(3)意义：①显示了生命发展史的三大阶段：原核单细胞阶段、真核单细胞阶段、真核多细胞阶段。

②揭示了进化的三大方向：a.进行光合作用的植物，为自然界的生产者。b.分解和吸收有机物的细菌、真菌，为自然界的分解者。c.摄食有机物的动物，为自然界的消费者等。

[判断与表述]

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)生物多样性包括基因(遗传)多样性、种群多样性和生态系统多样性三个层次。(×)

提示：生物多样性包括基因(遗传)多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。

(2)生态系统多样性是物种多样性的保证。(√) 

(3)科学家用人工合成的染色体片段，成功替代了酵母菌的第6号和第9号染色体的部分片段，得到的重组酵母菌能存活，未见明显异常，则该重组酵母菌增加了遗传的多样性。(√)

(4)生物多样性的形成与生物进化密切相关。(√)

(5)黑色桦尺蛾和灰色桦尺蛾的种群也体现了生物的多样性。(√)

(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。

2．据图思考(规范表述)

(1)图中Ⅰ显示了基因多样性，此类多样性发生于相同(填“相同”或“不同”)物种间。

(2)Ⅱ显示了物种多样性，此类多样性发生于不同(填“相同”或“不同”)物种间。

(3)图Ⅲ显示的是生态系统多样性，此类多样性包含(填“包含”或“不包含”)非生物成分。

1．生物的多样性

(1)生物多样性成因

生物多样性的形成是生物与生物及生物与无机环境共同进化的结果。

(2)生物多样性三个层次之间的关系

2．共同进化的实例

◎考法　考查共同进化与生物多样性的形成

1．(2019·潍坊高三模拟)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。]

2．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。]

真题体验| 感悟高考　淬炼考能

1．(2017·江苏高考)下列关于生物进化的叙述，错误的是(　　)

A．某物种仅存一个种群，该种群中每个个体均含有这个物种的全部基因

B．虽然亚洲与澳洲之间存在地理隔离，但两洲人之间并没有生殖隔离

C．无论是自然选择还是人工选择作用，都能使种群基因频率发生定向改变

D．古老地层中都是简单生物的化石，而新近地层中含有复杂生物的化石 

A　[A错：物种的基因是种群内所有个体所含基因的种类之和，并非每个个体都含有这些基因。B对：两洲人属于同一物种，虽存在地理隔离，但未形成生殖隔离。C对：选择作用分为自然选择和人工选择，都能使种群基因频率发生定向改变。D对：生物的进化过程由简单到复杂，在没有受到破坏的情况下，在古老地层中，形成化石的生物较简单，在新近地层中，形成化石的生物较复杂。]

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