高中生物七章现代生物进化理论2节现代生物进化理论主要内容1课时种群基因频率改变与生物进化生物

第1课时种群基因频次的改变与生物进化[学习导航

]

1.举例说明种群、基因库、基因频次的看法，学会用数学方法议论基因频次的变化。2.

联合教材说明突变和基因重组是生物进化的原资料。

3.经过研究自然选择对种群基因频次的影响，理解自然选择决定生物进化的方向。[重难点击]1.用数学方法议论基因频次的变化。2.自然选择对生物进化的作用。世纪，英国优秀的生物学家发现了生物发展的规律，证明所有的物种都有共同的先人。达尔文的这一重要发现，对生物学拥有划时代的意义。人们在达尔文自然选择理论的基础之上，逐渐完美和发展进化论，最后成立了现代生物进化理论。这节课就让我们一同来学习现代生物进化理论。一、种群是生物进化的基本单位1．以种群作为生物进化单位的原由达尔文以为自然选择直接作用的是生物个体，而且是个体的表现型，而个体表现型会跟着个体的死亡而消逝。决定生物性状的基因能够经过生殖而世代持续，而且在集体中扩散，因今生物进化应当研究集体基因构成的变化。2．种群的看法生活在必定地区的同种生物的所有个体叫做种群。它是生物进化的基本单位，相互之间能够交配，并经过生殖将各自的基因传给后辈。3．基因库与基因频次基因库：一个种群中所有个体所含有的所有基因，叫做这个种群的基因库。基因频次：一个种群基因库中，某个基因占所有等位基因数的比率，叫做基因频次。在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，从这个种群中随机抽取

100个个体，测得基因型为

AA、Aa和

aa的个体分别是

30、60和10

个，就这平等位基因来说，每个个体能够看作含有

2个基因。假定该昆虫种群特别大，

所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后辈，

没有迁入和迁出，自然选择对翅色这一相对性状没有作用，

基因A和a都不产生突变，依据孟德尔的分别定律计算：1．该种群产生的A配子和a配子的比率各是多少？答案A配子占60%，a配子占40%。2．子一代基因型的频次各是多少？答案AA占36%，Aa占48%，aa占16%。3．子一代种群的基因频次各是多少？答案A占60%，a占40%。4．子二代、子三代以及若干代此后，种群的基因频次会同子一代同样吗？答案亲代基因型的频次AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A(30%)A(30%)a(30%)a(10%)子一代基因型频次AA(36%)Aa(48%)aa(16%)子一代基因频次A(60%)a(40%)子二代基因型频次AA(36%)Aa(48%)aa(16%)子二代基因频次A(60%)a(40%)由表可知，子三代、子四代以及若干代此后，种群的基因频次与子一代同样。5．若上述计算结果是成立在五个假定条件基础上的。对自然界种群来说，这五个条件都成立吗？你能举出哪些实例？答案对自然界的种群来说，这五个条件不行能同时都成立。比如，翅色与环境色彩较一致，被天敌发现的时机就少些。知识整合当某种群特别大，所有雌雄个体间都能自由交配，没有迁入和迁出，没有自然选择和突变时，这样的种群称为理想种群。理想种群中，各等位基因的频次和基因型频次在一代一代的遗传中是稳固不变的，或许说是保持着基因均衡的。1．以下对于种群的表达中，不正确的选项是()A．种群是生物进化的基本单位，也是生物群落的基本单位B．种群内个体间相互能够交配，并经过生殖将各自的基因传给后辈C．两个池塘内的所有青蛙是一个种群D．一个树林中的所有杜鹃是一个种群答案

C分析

种群是在必定地区内

(即同一地址

)同种生物的所有个体的总和，而

C项为两个池塘，属于两个种群。2．在一个种群中随机抽取必定数目的个体，此中基因型为

AA的个体占

18%，基因型为

Aa的个体占

78%，基因型为

aa的个体占

4%，A和

a的基因频次分别是

(

)A．18%、82%

B．36%、64%C．57%、43%D．92%、8%答案C分析A基因频次＝AA基因型频次＋1/2Aa基因型频次＝18%＋1/2×78%＝57%，a基因频次aa基因型频次＋1/2Aa基因型频次＝4%＋1/2×78%＝43%。3．在某一按照遗传均衡定律的人群中，已检查得悉，隐性性状者为16%，则该性状不一样类型的基因型频次分别是(按AA、Aa、aa次序摆列)()A．0.36、0.48、0.16B．0.48、0.36、0.16C．0.16、0.48、0.36D．0.16、0.36、0.38答案A分析此题考察基因遗传均衡定律的应用。依据基因库中隐性性状者(aa)的频次为16%。则q2＝0.16，q＝0.4，而p＝1－0.4＝0.6，依据遗传均衡公式，[p(A)＋q(a)]2＝p2(AA)＋2pq(Aa)＋q2(aa)可计算出AA的频次为0.36，Aa的频次为0.48，aa的频次为0.16。方法链接1.已知基因型频次计算基因频次设有某种群，AA、Aa、aa的基因型频次分别用PAA、PAa、Paa表示，A、a的基因频次分别用11PA、Pa表示，则：PA＝PAA＋2PAa；Pa＝Paa＋2PAa。2．理想条件下的基因频次和基因型频次的计算理想种群中，一平等位基因为A和a，设A的基因频次为p，a的基因频次为q，则p＋q＝A%＋a%＝1。假如这个种群达到了遗传均衡，那么遗传均衡定律能够表示为：(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1。(1)p2代表纯合子AA的基因型频次；(2)2pq代表杂合子Aa的基因型频次；(3)q2代表纯合子aa的基因型频次。即：AA%＝p2，Aa%＝2pq，aa%＝q2。二、突变和基因重组、自然选择1．突变和基因重组产生进化的原资料可遗传变异的根源基因重组可遗传变异根源基因突变统称为突变染色体变异可遗传变异的形成、特色和作用①形成：a.基因突变产生等位基因；b.经过有性生殖过程中的基因重组，能够形成多种多样的基因型。②特色：随机的、不定向的。③作用：不过供给生物进化的原资料，不可以决定生物进化的方向。变异的有益和有害是相对的，是由生计环境决定的。2．自然选择决定生物进化的方向原由：在自然选择的作用下，拥有有益变异的个体更易产生后辈，相应的基因频次会不停提升，拥有不利变异的个体很难产生后辈，相应的基因频次会不停降落。结果：在自然选择的作用下，种群的基因频次会发生定向改变，致使生物朝着必定的方向不停进化。突变和基因重组能产生进化的原资料，据此剖析回答以下问题：1．突变拥有低频性，为何还可以为生物进化供给原资料？答案生物进化的单位是种群，固然突变的频次很低，但一个种群常常由很多个体构成，而每一个个体的每一个细胞内都有不计其数个基因，所以在种群中每一代都会产生大批的突变。2．突变大多半对生物体是不利的，为何还可以为进化供给原资料？答案生物变异能否有益，取决于它们的生计环境，细小有益的变异不停累积也能致使生物进化。3．突变和基因重组能决定生物进化的方向吗？答案不可以。突变和基因重组都是随机的、不定向的，不可以决定生物进化的方向。4．在一个种群中随机抽出必定数目的个体，此中基因型AA的个体占24%，基因型Aa的个体占72%。一年后，种群中基因型AA的个体占48%，基因型Aa的个体占24%，这一年间种群能否进化了？剖析该种群中基因A和基因a的频次：A%＝AA%＋1/2Aa%＝60%；a%＝aa%＋1/2Aa%＝40%。一年后，A%＝AA%＋1/2Aa%＝60%；a%＝aa%＋1/2Aa%＝40%。答案种群的基因频次没有变化，生物没有进化。知识整合生物进化的单位是种群，由很多个体构成，而每一个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大批的突变，此中那些细小有益的变异不停积累致使生物进化，但突变自己不可以决定生物进化的方向，起决定作用的是自然选择。生物进化的实质是种群基因频次的变化。4．依据现代生物进化理论，以下说法正确的选项是()A．自然选择决定了生物变异和进化的方向B．生物进化的实质是种群基因型频次的改变C．种群内基因频次的改变在世代间拥有连续性D．种群内基因频次改变的有时性随种群数目降落而减小答案C分析自然选择使种群的基因频次发生定向改变，从而使生物定向进化，所以自然选择决定了生物进化的方向，生物进化的实质是种群基因频次的改变。种群中基因频次的改变在世代间拥有连续性，致使生物不停进化。种群中基因频次改变的有时性随种群数目降落而增大。5．以下有关基因频次与生物进化的描绘，正确的选项是()A．生物在进化的过程中不必定有基因频次的改变B．生物只需发生进化，基因频次就会改变C．变异使基因频次定向改变D．只有基因突变，才致使基因频次发生改变答案B分析生物进化的实质是种群基因频次的改变，只需生物进化了，基因频次必定发生了改变；变异是不定向的，自然选择可使基因频次发生定向改变；基因频次的改变与基因突变、迁入和迁出、自然选择等多种要素有关。1．对种群看法的正确表达是()A．不一样空间中同种生物个体的总和B．生活在必定地区的同种生物的一群个体C．一片水田中的所有鱼的总和D．一个生态环境中有互相关系的动植物的总和答案B分析种群是指生活在必定地区的同种生物的所有个体。此中的“种”是生物分类的基本单位，比如：一个池塘中所有的鲤鱼是一个种群，包含所有的大鲤鱼、小鲤鱼和鲤鱼苗。这里一定详细到“鲤鱼”，而不可以是“鱼”，因为后者还包含其余种类的鱼。2．以下对于基因库的有关描绘，错误的选项是()A．基因库是指一个种群所含有的所有基因B．生物个体老是要死亡的，但基因库却因种群个体的生殖而代代相传C．种群中每个个体含有种群基因库的所有基因D．基因突变可改变基因库的构成答案C分析基因库是指一个种群中所有个体所含有的所有基因，因为个体之间存在着差别，所以每个个体中不行能含有种群基因库的所有基因。基因库中只需有一个基因发生变化，则基因库构成必定会发生变化。种群是生殖的基本单位，基因库随生殖的进行而不停持续。3．在一次狂风暴后，有人收集了100只受伤的麻雀，把它们饲养起来，结果活下来64只。在逝世的个体中，大多半是个体比较大、变异种类特别的，以下有关表达正确的选项是()A．突变和基因重组决定生物进化的方向B．自然选择会改变种群的基因频次C．特别的变异种类都是不利的D．不产生变异的生物才能生计答案B分析突变和基因重组为生物的进化供给原资料，这类变异是不定向的，可能是有益的，也可能是有害的。产生有益变异的个体存活下来，产生不利变异的个领会在自然选择中被裁减，自然选择的过程就是种群基因频次发生变化的过程。4．在一个随机交配的中等大小的种群中，经检查发现控制某性状的基因型只有两种：AA基因型的频次为40%，Aa基因型的频次为60%，aa基因型(致死型)的频次为0，那么随机交配生殖一代后，

AA基因型的个体占

(

)A．49/91

B．49/100C．11/20

D．11/17答案

A分析

AA自交产生

AA的比率为

40%×40%＝

16%，AA

与

Aa

杂交也产生

AA，比率为2×40%×60%×

12＝24%，Aa自交也产生

AA，比率为

60%×60%×

14＝9%，而

aa产生的比率为160%×60%×4＝9%，所以AA占的比率为49%，而总数变成1－9%(被裁减的aa)＝91%，此时49的比率为91。5．以下图中的小圆圈表示物种，箭头表示物种的变异，箭头线上有两条短线代表被裁减的变异个体。请依据此图解达成以下对于达尔文自然选择学说的问题：此图说了然一个什么看法？________________________________。图解中为何有的箭头被裁减？_____________________________________。(3)图解中画出的未被裁减的箭头综合说了然什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)变异是不定向的，自然选择是定向的(2)在生计斗争中，不利生计的变异个体在斗争中被裁减(3)说明在生计斗争中适于生计的变异个体被保存，

并逐代经过遗传而不停累积增强

(说了然自然选择是定向的

)分析依图所示，每个小圆圈表示的物种，都有多个变异的方向，但每次都只有一个方向(且同一方向)保存下来，其余变异均被裁减。说明①生物的变异可向各方向发展，一般是不定向的；②生物被保存下来的变异是与环境相适合的，

即自然选择是定向的，

当生物产生了变异后，由环境决定其生计仍是被裁减。

图中大多半的箭头

(即变异

)被裁减，就是因为不适应环境的缘由。图中未被裁减的箭头一直朝向一个方向，除了说明外界环境未变，选择方向没变外，更重要的是物种在进化过程中，经过遗传，使有益变异在后辈获得不停累积和增强，并最后达到进化目的。课时作业1．假如一个种群中，控制某一性状的基因频次增添，将会出现()A．控制该性状的基因不可以传达给子代B．该种群的所有个体为纯合子C．该种群的生殖速度加速D．该性状对环境条件有很大的适应性答案D分析基因频次是某种基因在某个种群的基因库中占所有等位基因数的比率。在自然界中，因为存在基因突变、基因重组和自然选择等要素，种群的基因频次老是在不停地变化，生物进化的过程实质上就是种群基因频次发生变化的过程。而自然选择决定着生物进化的方向，经过自然选择，不利变异被不停裁减，有益变异则渐渐累积，从而使种群的基因频次发生定向改变，致使生物朝着必定的方向不停进化。2．某相对独立的海岛上，原有果蝇

20000

只，此中基因型为

AA、Aa和

aa的果蝇分别占15%、55%和

30%。若此时从岛外入侵了

2000

只基因型为

AA的果蝇，且所有果蝇均随机交配，则理论上

F1中

A的基因频次约是

(

)A．43%B．48%C．52%D．57%答案B分析原海岛上基因型为AA的果蝇的数目为20000×15%＝3000只，基因型为Aa的果蝇数目为20000×55%＝11000只，基因型为aa的果蝇数目为20000×30%＝6000只，侵入2000只基因型为AA的果蝇后，基因型为AA的果蝇数目为5000只，该岛上果蝇种群总数目为22000只，所以各样基因型的果蝇的基因型频次分别为AA＝5000÷22000＝5/22，Aa＝11000÷22000＝11/22，aa＝6000÷22000＝6/22，故A的基因频次＝5/22＋1/2×11/22＝21/44≈48%。3．以下有关现代生物进化理论的表达，错误的选项是()A．种群是生物进化的基本单位B．自然选择学说是现代生物进化理论的核心C．生物进化过程的实质是种群基因频次的改变D．生物进化过程的实质在于有益变异的保存答案D分析种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质是种群基因频次的改变，在这个过程中有益变异保存而不利变异被裁减，从而改变了基因频次。4．水稻非糯性(Y)对糯性(y)为显性，抗病(R)对不抗病(r)为显性。用非糯性抗病和糯性不抗病的两纯种水稻杂交，让F1自交三代，在自然状况下，基因频次的变化是()A．Y渐渐增大，R渐渐增大B．Y渐渐减小，R渐渐减小C．Y基本不变，R基本不变D．Y基本不变，R渐渐增大答案D分析非糯性抗病和糯性不抗病的两纯种水稻的基因型分别为YYRR和yyrr，杂交得F1(YyRr)。F1自交三代，因为自然选择的作用，后辈中抗病个体增添，不抗病个体渐渐被淘汰，即

R的基因频次渐渐增大；

而非糯性与糯性性状基本不受环境影响，

后辈中

Y的基因频率基本不变。5．果蝇长翅

(V)和残翅

(v)由一对常染色体上的等位基因控制。假定某果蝇种群有

20000只果蝇，此中残翅果蝇个体数目长久保持在

4%，若再向该种群中引入

20000只纯合长翅果蝇，在不考虑其余要素影响的前提下，

以下对于纯合长翅果蝇引入后种群的表达，

错误的选项是()A．v基因频次降低了50%B．V基因频次增添了50%C．杂合果蝇比率降低了50%D．残翅果蝇比率降低了50%答案B分析因该果蝇种群长久保持vv的基因型为4%，由此算出v＝0.2，V＝0.8，从而计算出引入纯种长翅果蝇前，

vv有0.04×20000＝

800，Vv有

2×0.2×0.8×20000＝

6400

，VV有0.8×0.8×20000＝

12800。引入后，基因频次

v＝(800×2＋6400)/(40000

×2)＝

0.1，V＝1－0.1＝0.9，故A正确，B错误；因Vv、vv的数目不变，而该种群的总数增添一倍，所以Vv、vv的基因型频次降低50%，C、D正确。6．(2015·安徽，5)现有两个特别大的某昆虫种群，个体间随机交配，没有迁入和迁出，无突变，自然选择对A和a基因控制的性状没有作用。种群1的A基因频次为80%，a基因频率为20%；种群2的A基因频次为60%，a基因频次为40%。假定这两个种群大小相等，地理隔绝不再存在，两个种群完整归并为一个可随机交配的种群，则下一代中Aa的基因型频次是(

)A．75%

B．50%C．42%

D．21%答案

C分析

依据题意可知两个特别大的某昆虫种群，

在理想状况下归并为一个种群，

能够以为原先两个种群的大小同样，再依据两个种群的基因频次可知归并后种群的

A基因频次为

70%，a基因频次为

30%，依据哈温定律可知下一代中的

Aa的基因型频次为

42%。7．已知蜗牛壳上有条纹与无条纹的性状是由一平等位基因

A和

a控制的。研究人员检查了某地域的1000只蜗牛，对存活的个体数和被鸟捕食后剩下的蜗牛空壳数进行了统计，结果以下表所示，请剖析并回答以下问题：有条纹(显性)无条纹(隐性)共计存活个体数178211389空壳数332279611共计5104901000(1)在这1000只蜗牛中，aa的基因型频次为__________；假如Aa的基因型频次为42%，则a基因的基因频次为________。依据表中数据推测，壳上________(有条纹、无条纹)的蜗牛更易被鸟捕食。经多个世代后，该种群中a基因的基因频次将会________(增大、减小)，这类基因频次的改变是经过________实现的。答案(1)49%70%(2)有条纹增大自然选择分析(1)1000只蜗牛中，aa个体总数为490只，所以aa基因型频次＝490÷1000×100%49%，若Aa的基因型频次为42%，a的基因频次＝49%＋1/2×42%＝70%。(2)依据表格中的数据统计可知，有条纹蜗牛空壳数多于无条纹的蜗牛空壳数，说明有条纹的蜗牛简单被天敌发现而被捕食，从而使A基因