第二节进化性变化是怎样发生的

1、第二节进化性变化是怎样发生的【目标导航1.通过材料分析，理解自然选择是生物进化的动力。2.利用学过的遗传学知识理解种群的变异性。3.举例说明基因库、基因频率和基因型频率，学会基因频率和基因型频率的计算。尹预习导学吕挑战自我，点点落实一、选择是进化的动力1 进化性变化的前提条件：同一物种的个体之间存在可遗传的变异。2 选择的类型(1) 人工选择 概念：人们根据自己的需要，在普遍存在变异的家养生物中挑选出比较合乎要求的变异个 体，并让它们保留后代。 过程：把不合乎要求的个体淘汰，不让其传留后代。 结果：经过连续数代的选择，人类所需要的变异被保存下来，微小变异得以积累成为显著 变异，从而培育出符合要

2、求的新品种。(2) 自然选择 概念：环境条件以某种方式选择用以繁殖后代的过程。 原因：自然界中的生物个体之间普遍存在变异。 过程：骼响平怵的变异* 结果：经过长期的选择，有利变异被保存下来，产生岀新的类型或物种。3 达尔文认为进化的一个重要动力和机制是自然选择。二、种群的变异性与基因频率的平衡与变化1 .基本概念基因型频率每种基因型个体数占种群总个体数的比例基因座位一个特疋基因在染色体上的位置基因库一个牛物种群的全部等位基因的总和基因频率在种群中，某一个等位基因的数目占这个基因可能出现的所有等位基因总数的比例2.遗传平衡定律在一个大的随机交配的种群里，基因频率和基因型频率在没有迁移、突变、选择

3、的情况下, 世代相传不发生变化。3 影响遗传平衡的因素突变、基因迁移、遗传漂变、非随机交配、自然选择。13预习诊断判断正误：(1) 生物通过变异产生新的基因，这里的变异包括染色体畸变。()(2) 自然状态下的种群通常不处于遗传平衡状态。()(3) 达尔文自然选择学说能解释生物进化的原因及物种多样性的形成。()(4) 达尔文自然选择学说解释了遗传和变异的本质。()(5) 环境改变诱导生物产生变异，不同环境选择不同的变异得以保存，因此变异是定向的，选择是不定向的。()(6) 基因频率改变，生物一定进化。()(7) 基因突变和基因重组使生物发生定向改变。()答案 X V (3) V X (5) X

4、(6) V (7) X戸课堂诜义 全更点难点*个个击破、达尔文的自然选择学说达尔文自然选择学说的分析(1)关系图解分析: 过度繁殖一一自然选择的基础。 生存斗争自然选择的动力：生存斗争包括三个方面：生物与无机环境之间的斗争、种内斗争和种间斗争(竞争)。而种内斗争对某个个体是不利的，对物种的生存是有利的。 遗传和变异一一进化的内因：生物的变异可以分为两类：有利变异：有利于生物在环境中生存 变异不利变异：不利于生物在环境中生存 适者生存一一自然选择的结果：生物产生的不定向变异，由自然选择决定其保存或淘汰。自然选择只选择与环境相适应的变 异类型，通过多次的选择，生物微小的变异得到积累。一般外界环境条

5、件变化越剧烈，选择 越频繁，生物进化速度越快。2 自然选择在生物进化中的作用(1) 选择的对象：表面上，是对个体的选择，实质上直接对个体所包括的变异性状进行选择。(2) 选择的因素：外界环境，包括无机环境和生物环境。(3) 选择的手段：生存斗争。3 .人工选择和自然选择的区别项目人工选择自然选择选择因素人自然环境选择对象家养生物自然界中的生物选择目的满足人们需要适应当地环境选择手段人工干预生存斗争选择进度较快十分缓慢结果培育出人类需要的新品种优胜劣汰、适者生存思维激話1 .环境引起的生物形态、结构和功能上的变化是否都可以遗传给后代？答案 不一定；环境的变化如果没有造成遗传物质的改变，就不会遗传

6、给后代。2 .生存斗争对生物体都是不利的吗？答案 不是；生存斗争对失败(死亡)的个体是不利的，但对整个物种的生存是有利的，它推 动着生物的进化。3 .遗传变异和自然选择在生物进化过程中各有什么作用？答案生物变异是不定向的，生物繁殖产生的大量变异类型是自然选择的原材料；自然选择是定向的，自然选择使适应环境的变异类型保留下来，并不断积累，从而产生新的类型、新的物种。应用示例1 利用生物进化理论解释病菌抗药性不断增强的原因是()。A. 使用抗生素的剂量不断加大，病菌向抗药能力增强的方向变异B. 抗生素对病菌进行人工选择，生存下来的病菌都是抗药能力强的C. 抗生素对病菌进行自然选择，生存下来的病菌都是

7、抗药能力强的D. 病菌中原来没有抗药性强的个体，在使用抗生素的过程中产生了抗药性强的个体【问题导析】(1) 根据达尔文的进化理论，生物的变异是不定向的自然选择是定向的。(2) 病菌中有少量个体由于基因突变等原因，本身就存在能够抵抗抗生素的可遗传变异，当 人们使用抗生素后，抗生素对病菌起到一个选择作用，绝大多数没有抗药性的个体死亡，少 数产生了抗药性的个体生存下来，并将抗药性这一性状遗传给了后代。(3) 经过多次用药后，病菌的抗药性越来越强。答案 C【一题多变】病菌中的抗药性状的出现，对于病菌来说是有利变异还是不利变异？答案 变异的利与弊要看环境条件，对于使用抗生素的环境条件来说，抗药性变异就是

8、有利 变异；对于没有抗生素的环境来说，抗药性就显示不出其有利性。二、种群基因频率的平衡和变化1 .基因频率和基因型频率项目比较 '、含义变化后与进化的关系基因型该基因型个体数、种群个体总数、|00%生物不一定进化基因频率该基因数、100%全部等位基因数导致生物进化2.遗传平衡定律(Hardy Wein berg定律)(1) 内容：在一个大的随机交配的种群里，基因频率和基因型频率在没有迁移、突变、选择的 情况下，世代相传不发生变化，并且基因型频率是由基因频率所决定的。(2) 五个条件 没有突变发生。 没有基因迁移。 没有遗传漂变。 种群中个体间的交配是随机的。 没有自然选择。(3) 在一

9、个有性生殖的自然种群中，当等位基因只有一对(A、a)时。 设p代表A基因的频率，q代表a基因的频率，则：2 2 2(p + q) = p + 2pq + q = 1。 基因型频率：AA= p2, Aa= 2pq, aa= q2。 上述计算方法只有在理想的状态下才能成立。理解状态就是指遗传平衡状态。在自然条件 下，同时满足上述条件的种群是不存在的。这也从反面说明了自然界中种群的基因频率迟早 要发生变化，即种群的进化是必然的。3 影响遗传平衡的因素(1) 突变宪蛮L有利突壹|日貌 基因，益'沖群基因庫发生改变基因迁移种群中单向迁出种群获得或丢失种群的基因>影响、的个体或迁入一些等位基

10、因频率发生变化(3) 遗传漂变白然种祥非随机交配全ft!不HI机.种群的昨 -率和廉因礙额率掘电变化(5)自然选择:思维激話1 种群的基因库是一直不变的吗？试分析原因。答案 不是。基因突变、染色体畸变、自然选择、种群个体的迁入迁出等都会使种群的基因 库发生改变。2 为什么说生物进化的基本单位是种群而不是个体？答案 个体的基因型是终身不变的，无论它在自然选择中具有多大优势，其基因型也不可能 一成不变地遗传给下一代个体。种群中个体的基因来自种群基因库，个体死亡后又通过其后 代把基因延续下去。如果一个个体不能与种群中其他个体交配产生后代，这个个体在进化上 就没有意义。应用示例2 .某动物种群中 AA

11、 Aa和aa的基因型频率分别为0.3、0.4和0.3，请回答：(1) 该种群中a基因的频率为 。(2) 如果该种群满足四个基本条件，即种群 、不发生、不发生、没有迁入迁出，且种群中个体间随机交配，则理论上该种群的子一代中aa的基因型频率为;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、不会) 发生改变。(3) 假定该动物种群满足上述四个基本条件，但不发生随机交配，只在相同基因型之间进行交配，则理论上该种群的子一代中AA Aa和aa的基因型频率分别为 、和;如果子一代也同样只发生相同基因型之间的交配，其后代中AA Aa和aa的基因 型频率(会、不会)发生改变。【问题导析】明确：(

12、1)隐性基因的基因频率=隐性纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率；(2) 在理想条件下，种群达到遗传平衡，种群的基因频率和基因型频率都不变，否则种群的基_因型频率可能改变。答案 (1)0.5(2)足够大基因突变(或突变)选择0. 25 不会(3)0.40.20.4 会解析 (1)AA = 0.3、Aa= 0.4、aa= 0.3，所以 a = 0.4 x 1/2 + 0.3 = 0.5。(2)由 a= 0.5，可以2计算出后代中aa的基因型频率是(0.5)= 0.25，且该基因型的频率不会发生改变，但是该结论的前提条件是种群足够大、不发生基因突变、不发生选择、没有迁入迁出，且种群中个体间

13、随机交配；(3)AA = 0.3 , Aa= 0.4 , aa= 0.3,题目中叙述的情况相当于植物的自交，结果如下：0.3 AA x AA 得到 0.3AA, 0.4 Aa x Aa 得到 0.1AA、0.2Aa、0.1aa,0.3 aa x aa 得到 0.3 aa,所以相同基因型之间进行交配，后代中AA= 0.3 + 0.1 = 0.4、Aa= 0.2、aa = 0.3 + 0.1=0.4 ,同理可以计算该代相同基因型个体之间的交配后代中AA= 0.45、Aa= 0.1、aa= 0.45 ,所以基因型频率会发生改变。【一题多变】(1) 当满足上述四个基本条件并随机交配时，A和a的基因频率

14、分别是多少？答案 满足上述四个基本条件，说明种群达到了遗传平衡，种群的基因频率不变，即A和a的基因频率均为0.5。(2) 第(3)问中，若只在相同基因型之间进行交配，A和a的基因频率分别是多少？种群进化了吗？答案 A的基因频率=AA的基因型频率+ 1/2Aa的基因型频率=0.4 + 1/2 x 0.2 = 0.4 + 0.1 =0.5，可得a的基因频率=1 0.5 = 0.5 ;由于种群的基因频率没有改变，因此种群没有进化。谍堂小结（可遗传变异是沟生物之何的共同由来选抒是进勒进化的前撮：生物变异的普遍性劇綁箴錨輕足进化的机制种群毘生物进 优画施本单位种群内大量的可遗传变异为逍化腺供了丰富的脈材

15、料举開库童耍概念基因频率歹对点练习全即时训练，体验成功考查 目标11 .对人工选择和自然选择的关系认识不正确的是（）。A. 人工选择同样是生物进化的动力和机制B. 人工选择进化的过程可不受自然选择限制C. 自然选择进化的过程可不受人工选择限制D. 两种选择的前提均是生物存在可遗传变异答案 B解析 人工选择或自然选择是在生物存在可遗传变异的前提下，保存有利变异，淘汰不利变 异，加速生物进化的进程。二者都是生物进化的动力和机制；自然选择以自然条件为选择标 准，不受人的意愿限制；人工选择以人们的需要为选择标准，但被选择的生物也必须适应自 然条件。2 根据现代生物进化理论，下列观点中正确的是（）。A.

16、 人工培育的新物种只能生活在人工环境中卞：B. 生物进化的方向与基因突变的方向一致IC. 冬季来临时植物叶中可溶性糖含量增高是为了更好地防止冻害D. 受农药处理后种群中抗药性强的个体有更多机会将基因传递给后代 答案 D3 .在一个种群中随机抽出100个个体，其中基因型为AA的个体占24个，基因型为 Aa的个体占72个，基因型为aa的个体占4个，那么基因 A和基因a的频率分别是（）。A. 28% 72%B. 36% 64%考杏C. 57% 43%D. 60% 40%川"答案 D解析 在100个个体中，AA占24个，Aa占72个，aa占4个，贝U AA%f 24% Aa% 72% aa%

17、 =4%。根据公式得 A%= AA%F 1/2Aa%= 24%+ 36%= 60% a%= aa% 1/2Aa%= 4%+ 36%= 40%。考查 目标24.开始使用杀虫剂时， 对某种害虫效果显著， 但随着杀虫剂的继续使用，该种害虫表现出越来越强的抗药性。实验证明，害虫种群中原来就存在具有抗药性的个体。这证明：（1）害虫种群中，个体抗药性的 体现了生物的变异是。（2）杀虫剂的使用对害虫起了 作用，而这种作用是。（3）害虫抗药性的增强，是通过害虫与杀虫剂的 来实现的。答案（1）差异 多方向的 （2）选择 定向的（3）生存斗争解析 由题意可知：（1）害虫种群中原来就存在具有抗药性的个体，有的个体抗

18、药性强，有的 个体抗药性弱。（2）这种差异在杀虫剂的作用下会出现不同的结果，抗药性强的变异个体容易生存下来并产生后代，抗药性弱的个体被淘汰。（3）经过一代代的自然选择，抗药性强的个体适应环境保留下来，表明自然选择是定向的，而自然选择是通过生存斗争来实现的，它是生 物进化的动力。F"分层训练 全 解疑纠偏，训练检测【基础巩固】1 对达尔文自然选择学说的正确评价是（）。A. 它只能正确解释生物界的多样性和适应性B. 它能正确解释遗传和变异的本质C. 它能正确解释生物界的多样性和适应性，但没有阐明遗传和变异的本质D. 它能解释自然选择的作用，不能阐明生物界的多样性答案 C解析 自然选择学说

19、能科学地解释生物进化的原因，以及生物界的多样性和适应性，对于人 们正确地认识生物界具有重要意义。但对遗传和变异的本质，以及自然选择如何对可遗传的 变异起作用等问题，未能做出科学的解释。2 当某种新药问世时，可有效治疗病毒性感冒。几年后疗效逐渐降低，因为感冒病毒具有了抗药性，其根本原因可能是（）。A. 病毒接触药物后，慢慢地产生了抗药性B. 病毒为了适应环境，产生了抗药性变异C. 选择使抗药性个体增多D. 后来的药量用得过少，产生了抗药性变异答案 C解析 病毒的抗药性是通过突变获取的，产生在用药之前，当使用药物后不抗药个体被环境 淘汰，而抗药性个体得到了保留并繁殖，从而使抗药性个体增加。3 农业

20、生产中长期使用某种杀虫剂后，害虫的抗药性增强，杀虫效果下降，原因是A. 杀虫剂诱发了害虫抗药性基因的产生B. 杀虫剂对害虫具有选择作用，使抗药性害虫的数量增加C. 杀虫剂能诱导害虫分解药物的基因大量表达D. 抗药性强的害虫所产生的后代都具有很强的抗药性答案 B解析 在没有使用杀虫剂之前，害虫种群的个体就存在抗药性的差异，有的具有抗药性，有 的无抗药性。长期使用某种杀虫剂之后，杀虫剂选择了具有抗药性的害虫，使其种群中抗药 性基因频率增大，所以杀虫效果下降，而不是杀虫剂诱发抗药性基因的产生。4 下表列出A、B C、D四种鸟的产卵、孵出和繁殖后代数，哪种鸟将会得到更多的进化优势（）。鸟数目产卵孵出繁

21、殖后代A982B222C993D751答案 B解析 在四种鸟类中选项 B的个体繁殖成功率高，产卵、孵出到成活后代数目相同，说明此 种鸟对环境有较强的适应能力。5 .下列有关种群的叙述中，不正确的是（）。A. 种群是生物进化的单位B. 种群内的个体彼此可以交配C. 种群是同种个体的机械集合D. 种群是生物繁殖的基本单位答案 C解析 同一种群的不同个体相互联系，并通过交配保持一个共同的基因库。因此，种群不是 个体的机械集合。6 .祖国宝岛台湾蝴蝶资源丰富，种类繁多。变异是岛上蝶类新物种形成和进化的重要因素之一。下列变异中不能成为蝶类进化内因的是（）。A. 基因结构改变引起的变异B. 染色体数目改变

22、引起的变异C. 环境改变引起的变异D. 生物间杂交引起的变异答案 C解析 生物进化的内因是可遗传的变异，包括基因突变、染色体畸变、基因重组，可遗传的变异为生物进化提供了原材料。单纯由环境改变引起的变异是不遗传的。7.某小麦种群中TT个体占20% Tt个体占60% tt个体占20%由于某种病害导致 tt个体 全部死亡，则病害发生前后该种群中T的基因频率分别是（）。A. 50% 50%B. 50% 62.5%C. 62.5%、50%D. 50% 100%答案 B解析 由题意得出病害发生前 T的基因频率为（20 X 2 + 60）十200= 50%由于某种病害导致tt 个体全部死亡，病害发生后T的基

23、因频率为（20 X 2 + 60） - （200 20X 2） = 62.5%。【巩固提升】8 若一个种群中，某一性状的出现频率增加，这很可能（）。A. 这个性状对环境具有很强的适应性B. 该群体中具此性状的纯合体多C. 这个性状的出现是由环境条件引起的D. 控制这个性状的基因为隐性答案 A9 .炭疽杆菌生命力之顽强，堪称细菌之最。根据达尔文生物进化理论，炭疽杆菌的顽强生命力的形成是由于（）。A. 进化过程中环境对炭疽杆菌的定向选择B. 不良环境引起炭疽杆菌发生的多方向变异C. 进化过程中炭疽杆菌产生的定向变异D. 进化过程中炭疽杆菌通过DNA复制，逐代积累答案 A解析 根据达尔文自然选择学说

24、：生物的变异是多方向的，可遗传的变异为生物进化提供原材料，自然选择决定生物进化的方向。10.如图表示某个种群基因型的组成情况，Aa为一对等位基因。则该AA种群中a的基因频率是（）。f aa崩AA 1AAA. 0.11B. 0.4C. 0.5D. 0.55答案 C解析 由图中可知 AA： Aa： aa= 1 ： 1 ： 1,1 11 1所以a的基因频率为aa + ?Aa= " +2 x 3=0.5。11在果蝇中， 假定每个基因的突变率是 105，对于一个中等数量的果蝇种群 ( 约 108个个体 )，却有2X 107个基因发生了突变，则每个果蝇大约有多少个基因()。44A. 0.5 X

25、10B. 1044C. 2X 10 4D. 4X 10 4答案解析12设每个果蝇有x个基因，则XX 108X 10一5= 2X 107, x= 2X 104。 比例为：xbxb ：x BX3 ：x bX3 ：X BY ：X bY =. 据 调 查 ， 某 学 校 学 生 中 的 基 因43%： 6%： 1%： 43%： 7%贝U Xb的基因频率为)。A.14%B. 5%C.15%D. 10%答案 D解析 注意在计算全部基因值的时候，要考虑到伴X 染色体隐性遗传的特点，男性 Y 染色体上不携带此基因。丈的频率=(6 + 1 X 2+ 7) - (43 X 2+ 6X 2+ 1 X 2+ 43X

26、1 + 7X 1) X 100%= 10%。13 .青霉素是一种抗菌素。几十年来，由于反复使用，致使某些细菌对青霉素的抗性越来越 强。请回答：(1) 青霉素使用之前，细菌对青霉素的抗性存在着 ；患者使用青霉素后，体内绝大多数细菌被杀死，这叫做 ；极少数抗药性强的细菌活了下来并繁殖后代，这叫做 。青霉素的使用对细菌起了 ，这种作用是通过细菌与青霉素之间的 实现的。由于青霉素的反复使用，就会使得抗药性状逐代 并加强。从这个过程可以看出，虽然生物的 是多方向的，但 在很大程度上是定向的。(2) 自然选择是把自然界中早已存在的 变异选择出来，并使之逐代积累、加强，最终形成生物新品种。(3) 上述过程表明自然选择是一个 的过程。答案 (1) 差异 不适者被淘汰 适者生存 选择作用生存斗争 积累 变异 自然选择 (2) 有利(3) 适者生存、不适者被淘汰解析 根据达尔文自然选择学说可以知道，生物的变异一般是多方向的。细菌对青霉素的抗 性存在着个体差异。 通过青霉素的选择， 抗药性强的细菌通过生存斗争得以生存并繁衍后代， 经逐代积累并加强，形成了抗药新类型，而抗药性差的细菌由于不适应环境而被淘汰，这种 适者生存、不适者被淘汰的过程就是自然选择。14. 果蝇是常用的遗传学研究的试验材料，据资料显示，果蝇约有104对基因，现有一黑腹果蝇的野生种群，约有 107个个体，请分析回答以下问题