2021高三统考人教生物一轮（经典版）学案：必修2第7单元　第24讲　现代生物进化理论


第24讲　现代生物进化理论
[考纲明细]　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)
课前自主检测
判断正误并找到课本原文
1．拉马克认为生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传。(必修2 P110—正文)(√)
2．达尔文创立的进化论对生物进化的原因提出了合理的解释，对遗传和变异的本质做出了科学的解释。(必修2 P111和P112—正文)(×)
3．现代生物进化理论是以自然选择学说为核心，并极大地丰富和发展了达尔文的自然选择学说。(必修2 P113—正文)(√)
4．种群是生物进化和繁衍的基本单位。(必修2 P114—正文)(√)
5．一个种群中全部个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库。(必修2 P115—正文)(√)
6．突变的有害和有利不是绝对的，往往取决于生物的生存环境。(必修2 P116—小字)(√)
7．突变和重组都是随机的，不定向的，只提供生物进化的原材料，不能决定进化的方向。(必修2 P116—正文)(√)
8．不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代，这种现象叫做生殖隔离。(必修2 P119—正文)(√)
9．捕食者的存在不利于增加物种多样性。(必修2 P123—小字)(×)
10．生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境共同进化的过程。(必修2 P128—本章小结)(√)
11．了解进化历程的主要依据是化石。(必修2 P125—正文)(√)

(2018·江苏高考)下列关于生物进化的叙述，正确的是(　　)
A．群体中近亲繁殖可提高纯合体的比例
B．有害突变不能成为生物进化的原材料
C．某种生物产生新基因并稳定遗传后，则形成了新物种
D．若没有其他因素影响，一个随机交配小群体的基因频率在各代保持不变
答案　A
解析　群体中近亲个体携带相同基因的概率较高，故子代纯合体的比例较高，A正确；各种类型的突变均为生物进化的原材料，B错误；生物通过基因突变产生新基因并稳定遗传后，与原种间不一定形成生殖隔离，不一定形成新物种，C错误；没有其他因素影响的情况下，种群基因频率及基因型频率都不会发生改变的前提是种群数量足够大，个体间随机交配，D错误。
知识自主梳理
一　现代生物进化理论的由来
1．拉马克进化学说
(1)内容
①生物不是神造的，是由更古老生物进化而来的。
②生物是由低等到高等逐渐进化的。
③生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传。
(2)意义
否定了神创论和物种不变论，奠定了科学生物进化论的基础。
2．达尔文自然选择学说
(1)内容

(2)意义：科学地解释了生物进化的原因，以及生物的多样性和适应性，有助于人们正确地认识生物界。
(3)局限性
二　现代生物进化理论的主要内容
1.种群是生物进化的基本单位
(1)种群：生活在一定区域的同种生物的全部个体。
(2)基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。
(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。
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
(2)生物突变的有利和有害不是绝对的，往往取决于生物的生存环境。
(3)生物的变异是随机的、不定向的，只是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：不断淘汰不利变异的基因，积累有利变异的基因。
(2)结果：种群基因频率会发生定向改变，导致生物朝一定方向不断进行。
(3)生物进化实质：种群基因频率的改变。
4．隔离与物种的形成
(1)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称为一个物种，简称种。
(2)隔离
①定义：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象叫做隔离。
②类型
地理隔离
同一种生物由于地理上的障碍而分成不同种群，使得种群间不能发生基因交流的现象
生殖隔离
不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代的现象
(3)新物种形成
①三个环节：突变和基因重组、自然选择及隔离。
②形成标志：隔离是物种形成的必要条件，出现生殖隔离新物种形成。
③形成过程：

三　共同进化
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影响中不断进化和发展。
(2)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.共同进化的实例
共同进化类型
包含类型
实例
不同物种
之间
种间互助
一种蛾与兰花
种间斗争
捕食
猎豹和斑马
寄生
黏液瘤病毒和兔子
竞争
作物与杂草
生物与无机环境之间
生物影响环境，环境影响生物
地球早期无氧环境→厌氧生物→光合生物出现→空气中有氧气→出现好氧生物
四　生物多样性的形成
1．内容：生物多样性主要包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。
2．形成原因：共同进化。
3．研究生物进化历程的主要依据：化石。


过度繁殖是生物进化的基础；
生存斗争是生物进化的动力；
遗传变异是生物进化的内因；
适者生存是生物进化的结果。

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。

1．物种形成与生物进化的比较
内容
物种形成
生物进化
标志
出现生殖隔离
基因频率改变
变化前后生物间关系
属于不同物种
可能属于同一物种
二者
关系
①生物进化的实质是种群基因频率的改变，不一定会突破物种界限，不一定导致物种的形成
②新物种的形成是长期进化的结果
2．种群与物种的关系
(1)一个物种可以包括许多种群，如同一种鲫鱼可以生活在不同的池塘、湖泊等，形成一个个被陆地隔离的种群。
(2)同一物种的许多种群之间存在地理隔离，长期发展下去可能形成不同的亚种，进而形成许多个新物种。
(3)二者关系如图所示：

(4)判断两个种群是否是同一物种的方法让两个种群杂交。若两个种群不能杂交，或杂交后不能产生可育后代，说明它不是一个物种。

生物多样性三个层次之间的联系

考点题型突破
考点　现代生物进化理论
题型一 自然选择学说与现代生物进化理论的考查
1．(2019·湖南十三校联考)下列关于自然选择学说和现代生物进化理论及其内容的叙述，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．隔离是形成新物种的必要条件，也是生物进化的必要条件
C．有性生殖的出现实现了基因的重组，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
答案　B
解析　隔离是形成新物种的必要条件，但不是生物进化的必要条件。
2．现代生物进化理论是在达尔文自然选择学说的基础上发展起来的，现代生物进化理论对自然选择学说的完善和发展表现在(　　)
①突变和基因重组产生进化的原材料　②种群是生物进化的基本单位　③自然选择是通过生存斗争实现的
④自然选择决定生物进化的方向　⑤生物进化的实质是种群基因频率的改变　⑥隔离导致新物种形成
⑦适者生存，不适者被淘汰
A．②④⑤⑥⑦ B．②③④⑥
C．①②⑤⑥ D．①②③⑤⑦
答案　C
解析　达尔文自然选择学说没有从根本上解释生物进化的原因，现代生物进化理论从基因的角度解释了生物进化的原因，①⑤⑥正确；达尔文自然选择学说认为个体是生物进化的单位，而现代生物进化理论认为种群是生物进化及繁殖的基本单位，所以②正确。

对现代生物进化理论的理解

(1)“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)自然选择是定向的，但也不是说只有一个方向。如常刮大风的海岛上昆虫就向无翅和翅异常发达两个方向进化。
(3)自然选择的直接作用对象是生物的性状(表现型)。
题型二 生物进化与物种形成的关系
3．(2019·天水一模)如图表示生物新物种形成的基本环节，对图示分析正确的是(　　)

A．a表示基因突变和基因重组，是生物进化的原材料
B．b表示生殖隔离，生殖隔离是生物进化的标志
C．c表示新物种形成，新物种与生活环境共同进化
D．d表示地理隔离，是新物种形成的必要条件
答案　C
解析　a表示突变和基因重组，突变包括基因突变和染色体变异，A错误；b表示生殖隔离，是新物种形成的标志，B错误；大部分物种的形成需经过漫长的地理隔离而形成，但并非所有物种都是要经过漫长的地理隔离的，D错误。
4．(2019·南昌模拟)大约一万年前，某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了明显的分化，过程如图所示。下列有关说法正确的是(　　)

A．地球上新物种的形成都必须先经历a过程
B．b过程的实质就是定向改变种群的基因频率
C．①～⑥只能表示物种形成过程中基因突变是不定向的
D．品系1和品系2两种群的基因库出现了较大差异，立刻形成物种1和物种2
答案　B
解析　图中a过程是地理隔离，多数新物种形成先经历a过程，但有例外，如用秋水仙素诱导二倍体植物染色体加倍形成的个体是四倍体，此四倍体与原二倍体属于不同的物种，形成时没有经过地理隔离，A错误；b过程是自然选择，自然选择可定向改变种群的基因频率，B正确；①～⑥表示物种形成过程中的变异是不定向的，这些变异包括基因突变、基因重组和染色体变异，C错误；只有当品系1和品系2之间出现生殖隔离时，才会形成两个物种，D错误。
题型三 共同进化与生物多样性的形成
5．(2019·牡丹江第一高级中学高三期末)如图表示生物多样性的形成过程，下列说法错误的是(　　)

A．图中P决定生物进化的方向
B．生物多样性主要包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性
C．图中R表示生殖隔离，它标志新物种的形成
D．若两个动物交配后产生后代，则它们一定属于同一物种
答案　D
解析　图中P表示自然选择，决定生物进化的方向，A正确；若两个动物能自由交配且交配后能产生可育后代，则它们属于同一物种，两个动物交配后能产生后代，若后代不育，则它们不属于同一物种，如马和驴，D错误。
6．关于共同进化与生物多样性的形成，以下叙述不正确的是(　　)
A．生物多样性的形成是共同进化的结果
B．捕食关系对捕食者与被捕食者都是有益的，捕食者的存在有利于增加物种多样性
C．不同物种之间在相互影响中不断进化和发展，这就是共同进化
D．一个物种的形成或灭绝，会影响到若干其他物种的进化
答案　C
解析　共同进化指不同生物之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，C错误；生物与生物之间存在相互影响，共同进化，一个物种的形成或灭绝，会影响到若干其他物种的进化，D正确。
微专题九　基因频率和基因型频率的相关计算
一　常染色体上基因频率的计算
1．已知基因型个体数(定义法)
某基因频率＝×100%，即：
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(最常用)
某基因频率＝某种基因的纯合子基因型频率＋1/2杂合子基因型频率。

1．已知人的褐眼(A)对蓝眼(a)是显性。在一个有30000人的群体中，蓝眼的有3600人，褐眼的有26400人(其中纯合子12000人)。那么，在这个人群中A、a的基因频率各是(　　)
A．64%和36% B．36%和64%
C．50%和50% D．82%和18%
答案　A
解析　因等位基因成对存在，30000人中A、a基因共有30000×2＝60000(个)，蓝眼3600人中含a基因7200个，褐眼26400人，纯合子12000人含A基因24000个，杂合子14400人含28800个基因，其中A基因14400个，a基因14400个。则A的基因频率＝(24000＋14400)/60000×100%＝64%，a的基因频率＝(7200＋14400)/60000×100%＝36%。
2．果蝇长翅(H)和残翅(h)由一对常染色体上的等位基因控制。假定某果蝇种群数量为20000只，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20000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．h基因频率降低了50%
B．H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　由题意可知，残翅由隐性基因控制，在向该种群引入20000只纯合长翅果蝇之前该种群长期处于遗传平衡状态，根据公式：h2＝4%―→h＝20%，H＝80%，
HH＝20000×(80%)2＝12800。
hh＝20000×4%＝800。
Hh＝2×20%×80%×20000＝6400。
引入纯合长翅果蝇后，
HH＝32800，hh＝800，Hh＝6400
H的频率为×100%＝90%，即
H＝90%，h＝10%
H：由80%―→90%
h：由20%―→10%，A正确，B错误；因Hh、hh基因型的果蝇数目不变，而该种群个体总数增加一倍，所以Hh、hh的基因型频率降低50%，C、D正确。
二　X染色体上基因频率的计算
1．已知基因型个体数(定义法)
某基因频率＝×100%。
2．已知基因型频率计算
最简便、最准确的方法是：将基因型频率百分号去掉转化成基因型数量进行计算。

3．在一次红绿色盲的调查中共调查男女各200名，调查发现，女性红绿色盲基因的携带者为15人，患者5人，男性患者11人。那么这个群体中红绿色盲基因的频率是(　　)
A．4.5% B．6%
C．9% D．7.8%
答案　B
解析　因为女性的性染色体组成为XX，男性的为XY，红绿色盲基因(用b表示)及其等位基因只位于X染色体上，所以基因b共有36(即15×1＋5×2＋11×1)个，因此，色盲基因的频率＝×100%＝6%，B正确。
4．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
XBXB
XBXb
XbXb
XBY
XbY
比例(%)
42.32
7.36
0.32
46
4
则该校学生中XB和Xb的基因频率分别是(　　)
A．6%、8% B．92%、8%
C．78%、92% D．8%、92%
答案　B
解析　伴性遗传的基因频率计算，只计数等位基因所存在的染色体，即男性只统计一个基因，女性中统计两个基因，所以该校学生中Xb的基因频率为
×100%＝8%，则XB的基因频率为92%。
三　遗传平衡定律
1．适用条件
(1)种群大；
(2)种群中个体间的交配是随机的；
(3)没有迁入、迁出的发生；
(4)没有基因突变；
(5)没有自然选择。
2．内容：在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因为一对(A、a)时，设p代表A基因的频率，q代表a基因的频率，则p2代表AA(纯合子)的基因型频率，2pq代表Aa(杂合子)的基因型频率，q2代表aa(纯合子)的基因型频率。
3．遗传平衡特点：各基因频率和基因型频率在代代遗传中保持不变。
(1)等位基因的基因频率之和等于1，即p＋q＝1。
(2)基因型频率之和等于1，即p2＋2pq＋q2＝1。
(3)已知基因型AA或aa的频率，求A或a的频率用开平方的方法。

5．白化病在人群中的发病率一般为1/10000～1/20000，但在一个长期与世隔绝的小岛上，白化病的发病率却为1/1600，若控制肤色的基因用A、a表示，则该小岛上基因A和a的频率分别是(　　)
A．1/2、1/2 B．99/100、1/100
C．39/40、1/40 D．无法计算
答案　C
解析　白化病为常染色体隐性遗传病，由题意可知aa的基因型频率＝1/1600，所以a的基因频率＝＝1/40，则A的基因频率＝1－1/40＝39/40。
6．(2019·合肥一模)某动物种群中AA、Aa和aa的基因型频率分别为0.3、0.4和0.3，且种群数量足够大、不发生基因突变、自然选择不起作用、没有迁入迁出，则下列分析错误的是(　　)
A．如果种群中个体间随机交配，该种群的子一代中aa的基因型频率为0.25
B．如果该种群的子一代再随机交配，其后代中aa的基因型频率会发生改变
C．如果该种群个体只在相同基因型之间进行交配，其子一代中AA的基因型频率为0.4
D．如果子一代也同样只发生相同基因型之间的交配，AA的基因型频率会发生改变
答案　B
解析　该动物种群中A的基因频率为0.3＋1/2×0.4＝0.5，a的基因频率为1－0.5＝0.5。如果种群中个体间随机交配，该种群的子一代中aa的基因型频率为0.5×0.5，即0.25，A正确；由题意知，该种群数量足够大、不发生基因突变、自然选择不起作用、没有迁入迁出，可以认为遵循遗传平衡定律，根据遗传平衡定律可知，该种群的子一代再随机交配，其后代中aa的基因型频率不会发生改变，B错误；如果该种群只在相同基因型之间进行交配，即发生自交，其子一代中AA的基因型频率为0.3＋0.4×1/4＝0.4，C正确；如果子一代也同样只发生相同基因型之间的交配，AA的基因型频率会发生改变，D正确。
四　随机交配与自交条件下的基因频率计算
1．自交：种群个体自交时，纯合子增多，杂合子减少，基因型频率发生改变。自交过程不改变基因频率。
2．自由交配：在无基因突变、各种基因型的个体生活力相同时，处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗传平衡定律，上下代之间种群的基因频率及基因型频率不变。如果一个种群没有处于遗传平衡状态，自由交配不改变基因频率，但改变基因型频率。

7．(2019·南昌一模)在一个随机交配的中等大小的种群中，经调查发现控制某性状的基因型只有两种：AA基因型的频率为20%，Aa基因型的频率为80%，aa基因型(致死型)的频率为0，那么随机交配繁殖一代后，AA基因型的个体占(　　)
A．1/5 B．1/4
C．3/7 D．11/21
答案　C
解析　由题意可得出，A的基因频率＝60%，a的基因频率＝40%，随机交配，繁殖一代后，AA＝60%×60%＝36%，Aa＝2×40%×60%＝48%，aa个体致死，因此AA基因型的个体占36%/(36%＋48%)＝3/7。
8．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
答案　C
解析　种群中，A基因频率＝16%＋1/2×(1－16%－36%)＝40%，a基因频率为60%。根据遗传平衡定律可知，随机交配后，基因频率不变。16%AA16%AA；48%Aa48%(1/4AA∶1/2Aa∶1/4aa)，即12%AA∶24%Aa∶12%aa；因此自交产生的后代中AA频率＝16%＋12%＝28%，A基因频率＝28%＋1/2×24%＝40%。

由基因频率推测基因型频率易出现的误区
并不是所有的群体都可以利用基因频率来推测出基因型频率。自交的种群，如豌豆等，不能利用基因频率求出基因型频率。
方向真题体验
1．(2018·海南高考)为判断生活在不同地区的两个种群的鸟是否属于同一物种，下列做法合理的是(　　)
A．了解这两个种群所在地区之间的距离后作出判断
B．观察这两个种群个体之间是否存在生殖隔离现象
C．将两个种群置于相同环境条件下，比较其死亡率
D．将两个种群置于相同环境条件下，比较其出生率
答案　B
解析　新物种形成的标志是出现生殖隔离，因此为判断生活在不同地区的两个种群的鸟是否属于同一物种，可观察这两个种群个体之间是否存在生殖隔离现象，若存在生殖隔离现象则不属于同一个物种，反之，属于同一个物种。
2．(2018·海南高考)甲、乙两物种在某一地区共同生存了上百万年，甲以乙为食。下列叙述错误的是(　　)
A．甲、乙的进化可能与该地区环境变化有关
B．物种乙的存在与进化会阻碍物种甲的进化
C．若甲是动物，乙可能是植物，也可能是动物
D．甲基因型频率改变可能引起乙基因频率的改变
答案　B
解析　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，甲、乙的进化可能与该地区环境变化有关，A正确；物种乙的存在与进化会促进物种甲的进化，B错误；由于甲以乙为食，甲会对乙进行选择，因此甲基因型频率改变可能引起乙基因频率的改变，D正确。
3．(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
答案　A
解析　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，A错误；两洲人属于同一物种，虽存在地理隔离，但未形成生殖隔离，B正确；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，C正确；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，D正确。
4．(2016·北京高考)豹的某个栖息地由于人类活动被分隔为F区和T区。20世纪90年代初，F区豹种群仅剩25只，且出现诸多疾病。为避免该豹种群消亡，由T区引入8只成年雌豹。经过十年，F区豹种群增至百余只，在此期间F区的(　　)
A．豹种群遗传(基因)多样性增加
B．豹后代的性别比例明显改变
C．物种丰(富)度出现大幅度下降
D．豹种群的致病基因频率不变
答案　A
解析　因地理隔离形成的F区和T区两个种群，在自然选择的作用下，它们种群的基因库有一定的差别，因此，将T区的豹引入F区后，会导致豹种群基因多样性增加，A正确；从题干中无法确定豹后代的性别比例是否会发生改变，B错误；由于T区和F区的豹只存在地理隔离，未产生生殖隔离，仍为同一物种，所以T区的豹迁到F区后，物种丰(富)度不发生改变，C错误；F区在引入健康豹繁殖子代后，豹种群的致病基因频率将降低，D错误。
5．(2016·江苏高考)下图是某昆虫基因pen突变产生抗药性示意图。下列相关叙述正确的是(　　)

A．杀虫剂与靶位点结合形成抗药靶位点
B．基因pen的自然突变是定向的
C．基因pen的突变为昆虫进化提供了原材料
D．野生型昆虫和pen基因突变型昆虫之间存在生殖隔离
答案　C
解析　pen基因突变后形成了抗药靶位点，导致杀虫剂不能与之结合而表现为抗药性，A错误；基因突变为生物进化提供了丰富的原材料，C正确；基因突变是不定向的，突变的结果是产生新基因，但突变生物与原生物并没有产生生殖隔离，B、D错误。
6．(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________。
答案　(1)1∶1　1∶2∶1　0.5
(2)A基因纯合致死　1∶1
解析　(2)由第一代的基因型及比例可计算A、a所占比例为：A＝1/3，a＝2/3，故第二代中Aa和aa基因型个体数量的比例为：(2×1/3×2/3)∶(2/3×2/3)＝1∶1。