2023版高三一轮总复习生物（浙科版）教案：必修2 第6单元 第20讲生物的进化

第20讲生物的进化1．生物的多样性、统一性和进化①生物多样性和统一性的实例(a)；②进化论对多样性和统一性的解释(b)2．进化性变化是怎样发生的①选择是进化的动力(b)；②种群的基因库、基因频率、基因型频率的概念(b)；③基因频率、基因型频率的计算(b)；④影响基因频率变化的因素(a)；⑤自然选择与生物适应的关系及实例(b)；⑥异地的和同地的物种形成的过程及实例(a)一、丰富多样的现存物种来自共同祖先1．现在的生物是进化而来的(1)拉马克的观点拉马克提出地球上的所有生物都不是神创造的，而是由更古老的生物进化来的，生物各种适应性特征的形成是由于“用进废退”和“获得性遗传”。(2)达尔文的进化论①物种的概念物种是生物分类的基本单位，同一物种的个体之间能互相交配并产生有生育能力的后代，不同物种的个体之间则不能互相交配，或者在交配后不能产生有生育能力的后代，它们彼此之间存在着生殖隔离。②进化论a．物种是可变的，所有生物是由共同的祖先进化而来的。b．在自然状态下，随着时间的推移，由于自然选择等因素的作用，种群可以发生变化。c．彼此不同而又相似的物种，由一个祖先物种发展而来，遗传的力量使它们保持某种结构和功能的统一模式。2．生物具有许多共同的特征，多重证据表明当今生物具有共同祖先(1)个体水平分析：人、黑猩猩、大猩猩、猩猩、长臂猿在结构和功能上有统一的模式。(2)器官水平分析：所有脊椎动物之间存在着统一性。(3)细胞水平分析：所有真核生物之间存在着统一性。(4)分子水平分析：整个生物界高度的统一性。(5)化石也为生物来自共同的祖先提供了直接证据。(6)胚胎学也为所有生物来自共同祖先提供了有力证据。二、适应是自然选择的结果1．种群内普遍存在着变异(1)种群①概念：是生活在一定自然区域的同种生物的全部个体。②特点：一个种群由不同年龄、不同性别的个体组成，彼此可以相互交配进行生殖。(2)种群存在着变异①种群个体间的一部分变异是可以遗传的。达尔文将个体间存在可遗传的变异视为自然选择的前提，形成适应的前提。②生物通过突变可以产生新基因，通过基因重组产生形形色色的基因型。2．优势性状的个体在特定环境中具有生存和繁殖的优势具有优势性状的个体，它们更容易获得食物和空间，获得更多的生存和繁殖的机会。3．自然选择导致生物更好地适应特定的生存条件(1)适应①概念：生命的结构及功能、行为、生活方式使该生物适合在一定环境条件下生存和延续，称为适应。②特点：适应是生物特有的一种现象。(2)人工选择人们根据自己的需要，把某些比较合乎要求的变异个体挑选出来，让它们保留后代；把其他变异个体淘汰掉，不让它们保留后代。经过连续数代的选择，人类所需要的变异被保存下来，微小变异因此积累成为显著变异，从而培育出新的品种。这就是人工选择。(3)自然选择自然界中的物种，其个体之间普遍存在变异，有些性状有利于个体在特定环境中存活和繁殖，另一些则是不利的。性状特征有助于其生存的个体较之没有这种特征的个体，能繁殖出更多的后代。这个过程就是自然选择。(4)基因库、基因频率的概念①基因库指一个生物种群的全部等位基因的总和。②基因频率指在种群中，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。(5)打破遗传平衡的因素第一个因素是突变。第二个因素是基因迁移。第三个因素是遗传漂变。第四个因素是非随机交配。第五个因素是自然选择。4．现代生物进化理论为地球上的生命史提供了科学的解释(1)现代生物进化理论现代生物进化理论认为，种群是进化的单位。在自然界中，由于存在基因突变、基因重组和自然选择等因素，种群的基因频率总是在不断变化的，生物进化的过程实质上就是种群基因频率发生变化的过程。(2)新物种的形成①异地的物种形成②同地的物种形成：在一次有性生殖中完成三、生物多样性为人类生存提供资源与适宜环境1．生物多样性包括物种多样性、遗传多样性以及生态系统多样性(1)生物多样性的概念：是地球上所有的动物、植物、微生物物种和它们所拥有的全部基因以及它们赖以生存的生态环境的总和。(2)生物多样性的层次①物种多样性；②遗传多样性；③生态系统多样性。2．人类生存和发展受益于生物多样性(1)人类从生物多样性中得到了所需的全部食品、许多药物和工业原料。(2)千姿百态的生物也给人以美的享受，是艺术创造和科学发明的源泉。(3)生物多样性的生态价值也是巨大的，它在维系自然界能量流动、物质循环、改良土壤、涵养水源及调节小气候等诸多方面发挥着重要的作用。(4)具有潜在的价值。有些物种现在看来毫无用途，也许将来某一天却能帮助人类免于饥荒，祛除疾病。3．人类活动会影响生物多样性，生物多样性也会影响人类生存(1)人类活动对生物多样性的影响①人类不合理的活动破坏了这种平衡，使得物种灭绝的速度不断加快。②出现臭氧层破坏、酸雨、森林锐减、海洋污染、垃圾成灾等环境问题。(2)生物多样性保护①两个方面：一是对那些面临灭绝的珍稀濒危物种和生态系统的绝对保护；二是对数量较大的可以开发的资源进行可持续的合理利用。②两项措施：迁地保护；就地保护。考点1选择与进化1．对选择的理解(1)选择的直接对象是具有某特定表型的生物体，间接对象是基因型。(2)选择的手段：生存斗争。(3)选择的种类：自然选择和人工选择。二者的区别如下表：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(4)选择的结果：从生物个体角度看，导致生物个体生存或死亡；从基因角度看，导致控制某特定性状的基因的频率上升或下降。(5)自然选择发挥作用的判断依据：看是否对种群中个体的存活率和繁殖率产生影响。(6)选择的作用：生物进化的动力和机制。2．物种形成和生物进化的区别与联系项目物种形成生物进化标志生殖隔离出现种群基因频率的改变变化后生物与原生物关系属于不同物种可能是同一物种，也可能不是同一物种二者联系(1)生物进化的实质是种群基因频率发生改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种的界限，即生物进化不一定导致新物种形成；(2)新物种形成则说明生物一定发生了进化生物的多样性与统一性1．如图为人的手臂、海豚的鳍肢、鸟的翅膀和蝙蝠的翼手示意图。从其结构模式和来源看，它们具有()A．统一性 B．特异性C．生殖隔离 D．遗传性A[图中的生物在分类学上都属于脊椎动物，人的手臂、海豚的鳍肢、鸟的翅膀和蝙蝠的翼手，它们的外形和功能不同，却有相似的结构模式，在胚胎阶段都是由相同的组织发育而来的。以上事实说明，脊椎动物之间存在着统一性。]2．下列对生物多样性和统一性的认识，错误的是()A．生物多样性体现在类型上，而统一性体现在模式上B．研究的结构层次越基础，越能发现生物的统一性C．生物的多样性和统一性都可以体现在个体水平上D．只有到了生物大分子的层次上，才能发现生物界的统一性D[生物多样性和统一性有不同的体现，生物多样性体现在类型上，统一性体现在模式上，A正确；生物的统一性和多样性都有几个层次的体现，而且在不同的层次上，体现的差别和一致性是不同的，越是最基本的结构层次，越能体现作为生命的高度一致性，B、C正确；D错误。]物种形成与生物进化的判断3．如图为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。在此过程中的某一时刻，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B[题图中b和d存在地理隔离，但不一定存在生殖隔离，A错误；c和d最后无地理隔离，但之前可能形成了生殖隔离，B正确；a1中的外迁群体和留居群体基因频率相同，但是两群体之间存在地理隔离，前者向d方向进化，后者向b方向进化，则b和d可能不是同一物种，C错误；a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，但不一定产生生殖隔离，所以c和d可能仍是同一物种，D错误。]4．如图是某昆虫pen基因突变产生抗药性的示意图。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．杀虫剂的频繁使用，使昆虫发生pen基因突变，为昆虫进化提供了原材料C．突变型昆虫的出现说明此地区的该昆虫种群发生了进化D．野生型昆虫和pen基因突变型昆虫之间存在生殖隔离C[由题图可知，pen基因突变后，杀虫剂的靶位点发生变化形成了抗药靶位点，A错误；基因突变是多方向的，杀虫剂的使用是对具有抗药性的昆虫进行选择，B错误；生物进化的实质是种群基因频率发生改变，突变昆虫的出现导致该昆虫种群基因频率发生改变，因此该昆虫种群发生了进化，C正确；野生型昆虫和pen基因突变型昆虫属于同一物种，二者不存在生殖隔离，D错误。]考点2基因频率和基因型频率的计算1．基因频率是指一个种群中，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。种群基因频率的定向改变导致生物朝一定方向不断进化。基因频率＝某种基因的数目/控制同种性状的等位基因的总数×100%(1)若该基因位于常染色体上，则基因频率＝该基因总数/(群体个体数×2)×100%。如已知基因A、a位于常染色体上，基因型为AA的个体有60个，基因型为Aa的个体有30个，基因型为aa的个体有10个，则A的基因频率＝[(60×2＋30×1)/200]×100%＝75%；a的基因频率＝1－A的基因频率＝1－75%＝25%。(2)若该基因位于X染色体上，则基因频率＝该基因总数/(雌性个体数×2＋雄性个体数)×100%。如从某个种群中随机抽出100个个体，测知基因型为XBXB、XBXb、XbXb和XBY、XbY的个体数分别是44、5、1和43、7。就这对等位基因来说，每个雌性个体可以看作含有2个基因，每个雄性个体可以看作含有1个基因(Y染色体上没有其等位基因)。那么，这100个个体共有150个基因，其中，雌性个体的基因有2×(44＋5＋1)＝100(个)，雄性个体的基因有43＋7＝50(个)。而XB基因有44×2＋5＋43＝136(个)，Xb基因有5＋1×2＋7＝14(个)。于是，在这个种群中，XB基因的频率＝136÷150×100%≈90.7%；Xb基因的频率＝14÷150×100%≈9.3%。2．基因型频率是某种特定基因型的个体数占群体内全部个体数的比例。基因型频率＝特定基因型的个体数/总个体数×100%。基因型频率与基因频率的关系(以A、a为例)：(1)若基因位于常染色体上，A基因频率＝AA基因型频率＋1/2Aa基因型频率；a基因频率＝aa基因型频率＋1/2Aa基因型频率。(2)若基因位于X染色体上，在雌性中，XA基因频率依然为XAXA基因型频率＋1/2XAXa基因型频率；Xa基因频率为XaXa基因型频率＋1/2XAXa基因型频率。在雄性中，XA基因频率＝XAY基因型频率；Xa基因频率＝XaY基因型频率。3．运用哈迪­温伯格定律进行基因频率和基因型频率的计算(1)在一个大的随机交配的群体中，基因频率和基因型频率在没有迁移、突变和选择的条件下，世代相传，保持不变。以一对等位基因A、a为例，A基因频率为p，a基因频率为q，p＋q＝1。则AA基因型频率为p2，Aa基因型频率为2pq，aa基因型频率为q2，p2＋2pq＋q2＝1。(2)条件：①种群足够大；②种群个体间随机交配；③没有突变；④没有选择；⑤没有迁移；⑥没有遗传漂变。位于常染色体上的基因频率的计算1．已知人眼的褐色基因(A)对蓝色基因(a)为显性，位于常染色体上。在某人群中，蓝眼有3000人，褐眼有7000人且其中纯合子有2000人。则该人群中A和a的基因频率分别为()A．0.7和0.3 B．0.50和0.50C．0.45和0.55 D．0.55和0.45C[由题意知，该人群中基因型为aa的人数是3000，基因型为AA的人数是2000，基因型为Aa的人数是7000－2000＝5000，由基因频率的概念可知，A的基因频率为(2×2000＋5000)÷[(3000＋7000)×2]×100%＝0.45，则a的基因频率为1－0.45＝0.55，C正确。]2．在某一种群中随机抽出100个个体，测得某种性状的基因型为DD、Dd、dd的个体所占比例分别为10%、85%、5%，但是由于某种环境的变化，基因型为dd的个体被逐渐淘汰。在这个种群中，D、d的基因频率分别是()A．55.3%,44.7% B．52.5%,47.5%C．47.5%,52.5% D．55%,45%A[因为基因型为dd的个体被逐渐淘汰，因此，种群中DD、Dd的个体所占比例变为10/95、85/95，因此D的基因频率为10/95＋85/95×1/2≈55.3%，d的基因频率为85/95×1/2≈44.7%，A正确。]位于X染色体非同源区段上基因频率的计算3．在某人群中对血友病进行调查后发现，基因型为XHXH的比例为42.32%，XHXh为7.36%，XhXh为0.32%，XHY为46%，XhY为4%。则在该地区XH和Xh的基因频率分别为()A．6%、8% B．8%、92%C．78%、92% D．92%、8%D[性染色体上的基因频率是指某基因占该染色体上所有相应等位基因，总数的比例。首先求该人群中X染色体的总比例，即为42.32%＋7.36%＋0.32%＋46%×1/2＋4%×1/2＝75%，Xh的比例为7.36%×1/2＋0.32%＋4%×1/2＝6%，XH的比例为42.32%＋7.36%×1/2＋46%×1/2＝69%。所以该地区XH的基因频率为69%÷75%×100%＝92%，Xh的基因频率为6%÷75%×100%＝8%，D正确。]4．在某个非常大的果蝇种群中，个体间随机交配，无迁入和迁出，无突变，不考虑自然选择对果蝇眼睛颜色性状的作用。现在种群中雌雄果蝇个体数量比为1∶1，且在雄性果蝇中红眼(XBY)∶白眼(XbY)＝3∶1。如果将该种群中的白眼雌性果蝇除去，让剩余的个体进行随机交配，则F1中白眼雌性果蝇所占的比例为()A．1/16 B．1/20C．1/32 D．1/40D[根据题干可知，该种群在除去白眼雌性果蝇前符合遗传平衡定律。因为雄性果蝇中红眼(XBY)∶白眼(XbY)＝3∶1，故该种群中XB的基因频率为3/4，Xb的基因频率为1/4，所以雌性群体中，基因型XBXB的频率为9/16，基因型XBXb的频率为3/8，基因型XbXb的频率为1/16，雄性群体中基因型XBY的频率为3/4，基因型XbY的频率为1/4。除去种群中的白眼雌性果蝇后，剩余群体的雌果蝇中基因型XBXB的频率为3/5，基因型XBXb的频率为2/5，随机交配后，F1中白眼雌性果蝇所占的比例为2/5×1/4×1/4＝1/40，D正确。]运用哈迪—温伯格定律，由基因频率计算基因型频率5．在一个随机交配的足够大的种群中，某一相对性状(由一对等位基因A、a控制)中显性性状表型的频率是0.36，则()A．该种群繁殖一代后杂合子Aa的基因型频率是0.32B．显性基因的基因频率大于隐性基因的基因频率C．若该种群基因库中的基因频率发生变化，就一定会形成新物种D．若该种群中A的基因频率为0.4，A所控制性状的个体在种群中占40%A[根据题意可知，该种群遵循遗传平衡定律。隐性个体aa的基因型频率为1－0.36＝0.64，则a的基因频率为0.8，A的基因频率为0.2，故显性基因的基因频率小于隐性基因的基因频率，B错误；该种群繁殖一代后杂合子Aa的基因型频率是2×0.2×0.8＝0.32，A正确；种群的基因频率发生变化说明生物发生了进化，但不一定会形成新物种，C错误；若A的基因频率为0.4，则a的基因频率为0.6，A所控制性状的个体(AA、Aa)在种群中所占的比例为0.42＋2×0.4×0.6＝0.64，即64%，D错误。]6．如图为某家族ABO血型与某遗传疾病的遗传系谱图，其中有些家庭成员的血型已经清楚(见图中标注)。已知该地区人群中基因IA的频率为0.1，基因IB的频率为0.1，基因i的频率为0.8；人群中患某遗传病的概率为eq\f(1,10000)。已知控制血型与疾病的基因是独立遗传的，假设控制疾病与正常性状的基因是E或e。下列叙述错误的是()A．该遗传病为常染色体隐性遗传病B．9号为该病患者的概率为eq\f(1,303)C．3号为O型血的概率为eq\f(2,3)D．3号与4号再生一个O型血孩子的概率为eq\f(1,24)D[分析系谱图可知，1号和2号均正常，但他们有一个患该遗传病的女儿，即“无中生有为隐性，隐性遗传看女病，女病男正非伴性”，说明该病为常染色体隐性遗传病，A正确；6号的基因型及概率为eq\f(1,3)EE、eq\f(2,3)Ee，人群中患病的概率为eq\f(1,10000)，即ee的概率为eq\f(1,10000)，则e的基因频率为eq\r(\f(1,10000))＝eq\f(1,100)，因此E的基因频率为eq\f(99,100)，根据遗传平衡定律，EE的概率为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(99,100)))eq\s\up12(2)，Ee的概率为2×eq\f(99,100)×eq\f(1,100)，人群中正常个体基因型为Ee的概率为eq\f(2,101)。因此，9号患病的概率为eq\f(2,3)×eq\f(2,101)×eq\f(1,4)＝eq\f(1,303)，B正确；关于血型，3号的基因型及概率为IAi∶IBi∶ii＝(2×0.1×0.8)∶(2×0.1×0.8)∶(0.8×0.8)＝1∶1∶4，则3号为O型血的概率为eq\f(4,6)＝eq\f(2,3)，3号个体产生i配子的概率为eq\f(1,6)×eq\f(1,2)＋eq\f(1,6)×eq\f(1,2)＋eq\f(4,6)＝eq\f(5,6)，4号个体的基因型为I－i，因此3号和4号再生一个O型血孩子的概率为eq\f(5,6)×eq\f(1,2)＝eq\f(5,12)，C正确、D错误。]1．(2021·浙江6月选考)现代的生物都是由共同祖先进化而来的，物种的进化体现在种群基因频率的改变。下列能引起基因频率发生改变的因素是()A．自然选择 B．基因重组C．随机交配 D．大的种群A[在自然界中，有许多因素能够打破遗传平衡，而使种群基因频率发生变动：如突变、基因迁移、遗传漂变、非随机交配、自然选择，分析题意可知，A正确，B、C、D错误。]2．(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C[同一物种的个体差异，利于自然选择和人工选择