新教材备战高考生物一轮复习全考点精讲课堂 第20讲 种群基因组成的变化与物种的形成（课件）

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生物都是由原始的共同祖先金华来的，生物的多样性和适应性是进化的结果
间接证据——胚胎学证据、比较解剖学、细胞和分子水的证据
经典解释(个体水平)——达尔文的自然选择学说：自然选择与适应的形成
现代解释(种群和基因水平)——现代生物进化理论：物种形成理论、协同进化理论
第2课时 种群基因组成的变化与物种的形成
第十单元 生物的进化
明确种群的概念，能够阐明种群是生物繁殖和进化的基本单位。理解种群基因库、基因频率等概念，能够阐明自然选择对种群基因频率的影响，进而明确进化的实质。
明确物种的概念、隔离的概念和类型，理解可遗传变异、自然选择和隔离在物种形成中的作用。了解物种形成的几种方式。
能够通过分析事例阐明协同进化的概念，能描述生物多样性及其形成过程，认同保护生物多样性的重要意义。
一、种群基因组成的变化
1、种群和种群基因库
（1）种群的概念 生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。（2）种群基因库 一个种群中全部个体所含有的 。（3）基因频率 在一个种群基因库中，某个基因占 的比值。（4）基因型频率 在一个种群中，某一种基因型个体占 的比值。
不是种群的所有基因，而是该基因的全部等位基因
种群是生物进化的基本单位，也是生物繁殖的基本单位。种群中的雌雄个体可以通过繁殖将各自的基因传给后代。
2、种群基因频率的变化
（1）用数学方法讨论基因频率的变化
①如果该种群继续自由交配下去，F2、 F3以及若干代以后，种群的基因频率和基因型频率会同F1一样吗？
注：种群内的雌雄个体的交配是随机的(自由交配)
遗传平衡群体自由/随机交配一次后，种群的基因频率和基因型频率均保持不变。
②上述计算是建立在哪些假设条件的基础上的？
a、种群非常大； b、种群个体间的交配是随机的(即种群中每一个个体与种群中的其他个体的交配机会是相等的)； c、没有迁入和迁出； d、没有突变； e、没有自然选择(不同个体生存和繁殖机会是均等的)；
种群基因频率受到哪些因素的影响？
（2）可遗传变异(突变和基因重组)对种群基因频率变化的影响
基因突变会改变种群的基因频率。染色体结构和数目的变异都能引起种群基因频率的变化吗？基因重组呢？
可遗传变异对种群基因频率的改变是否也是不定向的呢？
种群基因频率的改变是否就是不定向的呢？
（3）自然选择对种群基因频率变化的影响
在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会 ；相反，具有不利变异的留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会 。
个体的 。
决定表型的 。
在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生 ，导致生物朝着 不断进化。
种群基因频率的定向改变
4、[2022·菏泽模拟]下列关于种群的叙述，正确的是(　　) A．自然选择使种群基因频率发生定向改变 B．种群基因频率的改变与生物进化无关 C．种群通过个体的进化而进化 D．种群的基因型频率的变化一定会导致种群的进化 5、[海南卷，23]关于现代生物进化理论的叙述，错误的是(　　) A．基因的自发突变率虽然很低，但对进化非常重要 B．不同基因型的个体对环境的适应性可相同，也可不同 C．环境发生变化时，种群的基因频率可能改变，也可能不变 D．同一群落中的种群相互影响，因此进化的基本单位是群落
1、突变和基因重组与自然选择都可以改变种群的基因频率，为什么后者决定了进化的方向？
突变和基因重组都是随机的、不定向的，只有自然选择能定向改变种群的基因频率，导致生物朝着一定的方向不断进化。
2、若没有突变，进化还能够发生吗？为什么？
突变和基因重组提供了生物进化的原材料。若没有突变，就不可能产生新的等位基因，基因重组也就没有意义，生物就不可能产生可遗传的变化，也就不可能进化。
3、尽管害虫中天然存在抗药性基因，但是开始使用杀虫剂时，对害虫杀灭效果仍然非常显著，原因在于 。
最初害虫种群中有抗药性基因的个体占极少数(抗药性基因频率极低)
6、(2021年八省联考辽宁卷)一个非常大的、有性生殖的自然种群，要使群体中各基因型的比例从一代到下一代维持不变，下列选项中不属于必要条件的是（ ） A. 种群中个体应该是雌雄异体的 B. 种群中个体间都能随机交配并产生后代 C. 种群中个体没有迁入和迁出 D. 自然选择对生物的性状不起作用
7、(2021·湖北选择性考试)线虫的npr­1基因编码一种G蛋白偶联受体，该基因突变后(突变基因NPR­1)，其编码的蛋白质第215位氨基酸残基由缬氨酸变为苯丙氨酸，导致线虫觅食行为由“独立觅食”变为“聚集觅食”。觅食行为的改变，在食物匮乏时，使线虫活动范围受限，能量消耗减少，有利于交配，对线虫生存有利。针对以上现象，下列叙述错误的是(　　) A．npr­1基因发生的上述突变属于碱基替换 B．食物匮乏时，npr­1基因频率会提高 C．新基因的产生为线虫的进化提供了原始材料 D．这两种觅食行为的存在有利于线虫适应环境
二、隔离在物种形成中的作用
能够在 状态下 并且产生 的一群生物称为一个物种。
不能交配或交配后产生不育后代的现象叫生殖隔离。这是区别不同物种的依据，也是新物种形成的标志。
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。
3、隔离在物种形成中的作用
①新物种形成的三个环节：突变和基因重组、__________及隔离。
② 是物种形成的必要条件。
③新物种的形成意味着生物能够以新的方式利用 ，从而为生物进一步发展开辟新的前景。
拓展1 物种形成的三大模式
模式2和3说明新物种的形成无需地理隔离
经地理隔离后没有出现生殖隔离，则没有新物种的形成
8、生物进化与物种形成的关系？
9、[21·浙江1月选考]选择是生物进化的重要动力。下列叙述正确的是(　　)A．同一物种的个体差异不利于自然选择和人工选择B．人工选择可以培育新品种，自然选择不能形成新物种C．自然选择保存适应环境的变异，人工选择保留人类所需的变异D．经自然选择，同一物种的不同种群的基因库发生相同的变化
10、某一小岛上的野兔原种种群由于某种原因造成部分个体分别迁移到了两个其他的小岛上。如图表示野兔原种进化的过程，相关说法不正确的是(　　) A．新物种1与新物种2基因库不同 B．由野兔原种形成新物种显示了物种形成的一种方式，即经过地理隔离而达到生殖隔离 C．图中X、Y分别表示突变和基因重组、自然选择，Z仅表示自然选择过程 D．在新物种形成的过程中一定存在种群基因频率的改变
10、[2022·潍坊模拟]某山地的蜗牛被突然隆起的山丘分隔成两个种群，若干年后，两个种群发生了明显的进化，而后山丘障碍消失，进化过程如图所示。下列相关说法正确的是(　　) A．b1和c1间出现了地理隔离，二者之间也一定出现了生殖隔离 B．c1到c2的过程中种群的基因频率一定发生了改变 C．d1和d2形态差别较大，所以二者之间一定出现了生殖隔离 D．生物圈中物种的形成都必须经历这种长期的地理隔离
11、[江苏卷，12]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
12、如图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群a1和a2，经过漫长的进化，分别形成新物种b和c。在此进程中的某一时刻，a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布，向d方向进化。下列有关叙述正确的是(　 　) A. b和d存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离 B. c和d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离 C. a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，则b和d是同一物种 D. a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，则c和d是不同物种
13、(2021 年河北九校联考)澳大利亚某小岛上生活着两种植物，研究认为早在 200 万年前它们的共同祖先迁移到该岛时，a 部分生活在 pH 较高的石灰岩上，开花较早；b部分生活在 pH 较低的火山灰上，开花较晚。由于花期不同，不能相互授粉，经过长期演变，最终形成两个不同的物种。下列有关叙述正确的是（ ） A. 最初迁移到该岛时，两个种群的基因库差别较大 B. 从 200 万年前至今，植物 a 部分没有发生基因频率的改变 C. 花期不同阻碍了基因交流，最终形成了生殖隔离 D. 若将这两种植物种植在同一环境中，能杂交产生可育后代
14、下列关于生物进化的说法，正确的是 (　 ) A．生物进化的实质是种群基因频率的改变，连续自交对种群的基因频率没有影响 B．生物多样性不断形成的过程也就是新的物种不断形成的过程 C．二倍体西瓜经过秋水仙素处理成为四倍体，二者杂交产生三倍体，不存在生殖隔离 D．“超级细菌”的产生说明抗生素的滥用会促使细菌发生基因突变，从而导致进化
三、协同进化与生物多样性的形成
（1）协同进化的概念
__________之间、________________之间在相互影响中不断进化和发展。
（2）协同进化的实例
捕食者的存在意义：客观上起到促进种群发展的作用；有利于增加物种多样性；
15、为什么说捕食者的存在客观上起到了促进种群发展的作用？为什么说捕食者的存在有利于增加物种的多样性？ 捕食者所吃掉的大多数是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体。 捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间。
2、生物多样性的形成
生物多样性主要包括 多样性(基因多样性)、 多样性和 多样性三个层次。
（2）形成原因：生物多样性的形成是协同进化的结果。
（3）生物进化的规律
四、生物进化理论在发展
1、现代生物进化理论的主要内容
（1）适应是自然选择的结果；（2）种群是生物进化的基本单位；（3）突变和基因重组提供进化的原材料，自然选择导致种群基因频率的定向改变，进而通过隔离形成新的物种；（4）生物进化的过程是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程；（5）生物多样性是协同进化的结果；
（1）中性学说——自然选择对中性突变不起作用，中性突变经过积累也可以导致种群间的遗传差异，决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累；（2）渐进式物种形成和短期内迅速形成新物种；（3）自然选择学说为核心的综合进化理论影响最为广泛和深远；
15、为什么进化的基本单位是种群而不是个体？
因为自然选择直接作用的是个体的表型，个体的表型可以随个体的死亡而消失，但是决定表型的基因可以在种群中通过繁殖代代相传。
16、据调查，蝙蝠有超强的防御能力，能与数千种病毒长期共存，请用协同进化观点分析、推测：现存蝙蝠身上病毒的毒性中等，其原因是 。
毒性较弱的病毒会被蝙蝠免疫系统淘汰，毒性过强的病毒已经随蝙蝠的死亡而失去了繁殖的机会，只有毒性中等的、繁殖力强的病毒在与蝙蝠长期协同进化过程中保留了下来。
17、[2022·日照模拟]科研人员调查某地不同植物花冠筒的深度与昆虫口器长度之间的关系，结果如图。相关叙述错误的是(　　) A．昆虫口器的不同长度是吸食不同深度花冠筒花蜜造成的 B. 花冠筒的不同深度有利于减弱昆虫间生存斗争的强度 C．各种昆虫口器长度差异体现了遗传多样性和物种多样性 D．昆虫口器不同长度、花冠筒不同深度是长期相互选择的结果
18、某地有一种植物，同一植株上不同时期所开花的花色会发生变化，其传粉者包括当地的天蛾和7月中旬将开始陆续迁徙离开的蜂鸟。如图表示7月30日～8月15日前后，当地各类群生物的数量变化。下列分析不合理的是 ( 　 ) A．红色的花更容易吸引蜂鸟完成传粉 B．该植物与传粉者在相互影响中协同进化 C．8月份该植物种群的红色基因频率下降 D．植物的花色变化适应了传粉者的改变
19、为控制野兔种群数量，澳洲引入一种主要由蚊子传播的兔病毒。引入初期强毒性病毒比例最高，兔被强毒性病毒感染后很快死亡，致兔种群数量大幅下降。兔被中毒性病毒感染后可存活一段时间。几年后中毒性病毒比例最高，兔种群数量维持在低水平。由此不能推断出(　　) A．病毒感染对兔种群的抗性具有选择作用 B．毒性过强不利于病毒与兔的寄生关系 C．中毒性病毒比例升高是因为兔抗病毒能力下降所致 D．蚊子在兔和病毒之间的(协同)进化过程中发挥了作用
20、[北京卷]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
21、下列有关生物多样性和进化的叙述，正确的是 (　 ) A．协同进化是指不同物种之间在相互影响中不断进化和发展 B．长期自然选择和协同进化的结果导致生物多样性的形成 C．不同的物种及其所包含的基因共同构成了生物多样性 D．基因重组是生物变异的根本来源，并加速了生物进化
22、[2021·临沂期中]图中a、b、c表示环境条件差异较大、存在地理隔离的三个地区，a地区某种群部分个体迁移至b、c地区(t1、t2表示不同时期)，经长期进化逐渐形成两个新物种乙、丙。下列叙述错误的是(　　) A．留居在a地区甲种群的基因频率也将发生改变 B．乙、丙两物种的形成经历了从地理隔离到生殖隔离的过程 C．乙、丙新物种的形成是两地不同自然环境选择的结果 D．乙、丙新物种的形成是甲、乙、丙物种间协同进化的结果
23、如图甲、乙是不同进化类型示意图，a、b、c、d表示不同物种。下列叙述错误的是(　　) A．可利用核酸分子杂交手段来判断物种间的亲缘关系 B．群体中近亲繁殖可降低纯合体的比例 C．捕食者的存在客观上起到促进被捕食者种群发展的作用 D．甲乙两图中a、b、c、d的进化方向是自然选择的结果
24、(2021·福建适应性测试)下列关于生物进化的叙述，正确的是(　　) A．生物多样性的形成过程，即为新物种的形成过程 B．基因突变和染色体变异使种群基因频率发生定向改变 C．协同进化是指物种之间在相互影响中不断进化和发展 D．虎和狮交配产生的虎狮兽不育，虎和狮间存在生殖隔离 25、斑马的染色体数为22对，驴的染色体数为31对，斑马和驴的杂交后代兼具斑马和驴的特征，俗称“斑驴”。下列说法正确的是（ ） A. 斑驴体内没有可以联会的同源染色体 B. 斑驴的出现说明斑马和驴不存在生殖隔离 C. 斑驴不可育是由于种群数量少 D. 斑驴的出现说明不经过地理隔离也能形成新物种
26、(2021·湖北新高考适应卷)某些动物依靠嗅觉发现食物、识别领地和感受危险。动物基因组中含有大量嗅觉受体基因。据资料报道，人类基因组中有388个编码嗅觉受体的基因和414个假基因(无功能基因)。小鼠基因组中有1037个编码嗅觉受体的基因和354个假基因。基因组比对结果显示，人类和小鼠嗅觉受体基因数目的差异是由于二者发生进化分支后，人类出现大量的假基因，而小鼠的嗅觉受体基因明显增加。下列叙述错误的是(　　) A．基因突变是产生嗅觉受体遗传多样性的原因之一 B．嗅觉受体基因的碱基突变频率与嗅觉受体蛋白的氨基酸改变频率相同 C．嗅觉受体基因的多样性是群体中不同个体间嗅觉能力差异的遗传基础 D．小鼠敏锐嗅觉的形成是长期进化过程中定向选择的结果
27、下列有关生物进化的叙述，正确的是（ ） A. 自然选择导致的生殖隔离是生物进化的必要条件 B. 协同进化中捕食者的存在有利于增加物种多样性 C. 某种群中AA个体的比例上升，则A的基因频率会相应增加 D. 在自然选择过程中，黑色桦尺蛾与灰色桦尺蛾之间表现为协同进化 28、(2021广东二模)下列有关现代生物进化理论内容的叙述，正确的是(　　) A. 突变和基因重组是随机不定向的，突变决定生物进化的方向 B. 阻断某鱼塘生态系统不同种群进行基因交流的因素是地理隔离 C. 新物种的形成都是种群经过长期的地理隔离，最终达到生殖隔离 D. 捕食者的存在有利于增加物种多样性，为其他物种的形成腾出空间
29、科学家最近在墨西哥湾深海发现了一种新的鱼安鱼康鱼，雌鱼头顶自带“钓鱼竿”——若干个肉状突起，可发出光源，吸引猎物。雄鱼则吸附在雌鱼体表提供繁殖所需的精子，同时通过雌鱼血液获取营养物质。下列相关叙述正确的是 (　　) A. 假设鱼安鱼康鱼是符合遗传平衡的群体，随机交配后，基因频率及基因型频率都不发生改变 B. 雌雄鱼的生活繁殖方式是它们长期协同进化中相互适应形成的 C. 头顶发光“钓鱼竿”的形成是海底黑暗环境长期诱导的结果 D. 鱼安鱼康鱼形成的过程仅靠基因突变和基因重组提供进化的原材料
30、(2021•浙江1月选考)选择是生物进化的重要动力。下列叙述正确的是(　　) A．同一物种的个体差异不利于自然选择和人工选择 B．人工选择可以培育新品种，自然选择不能形成新物种 C．自然选择保存适应环境的变异，人工选择保留人类所需的变异 D．经自然选择，同一物种的不同种群的基因库发生相同的变化