高考生物一轮复习 第十三章 现代生物进化理论训练 新人教版

【创新方案】年高考生物一轮复习第十三章现代生物进化理论训练新人教版1.在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。2．隔离是新物种的形成的必要条件，新物种形成的标志是生殖隔离。3．变异是不定向的，变异的利害性取决于生物所生存的环境。4．自然选择是定向的，决定生物进化方向。5．生物与生物之间的相互选择使两种生物共同进化。6．生物进化形成了生物多样性，生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。一、达尔文自然选择学说(1)写出上图图示序号所代表的自然选择学说的主要内容：①过度繁殖；②生存斗争；③遗传变异；④适者生存。(2)意义：科学地解释了生物进化的原因和生物多样性形成的原因。(3)局限性：①对遗传变异的本质不能做出科学的解释；②对生物进化的解释局限于个体水平；③强调物种形成都是自然选择的结果，不能很好地解释物种大爆发等现象。二、现代生物进化理论1．种群是生物进化的基本单位(1)种群概念：生活在一定区域的同种生物的全部个体。(2)计算一个种群的基因型频率：[案例]若一个种群中A的基因频率为60%，则该种群中AA、Aa、aa的频率分别为多少？①AA＝A2＝36%；②Aa＝2×A×a＝2×60%×40%＝48%；③aa＝a2＝(40%)2＝16%。(3)生物进化的实质：种群基因频率发生改变。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eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(突变\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(基因突变,染色体变异)),基因重组))(2)生物突变的有利和有害不是绝对的，往往取决于生存环境。(3)生物的变异是不定向的，只是产生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：种群的基因频率发生定向改变。4．隔离导致物种形成(1)隔离类型：常见的有地理隔离和生殖隔离。(2)隔离实质：基因不能自由交流。(3)物种形成三个基本环节：突变和基因重组、自然选择及隔离。(4)新物种形成的标志：生殖隔离。eq\a\vs4\al([想一想])为什么生物进化的基本单位是种群而不是个体？提示：种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传，因此，研究生物的进化仅仅研究个体是否与环境相适应是不够的，还必须研究种群的基因组成变化。三、共同进化与生物多样性的形成1．共同进化(1)概念：不同生物之间及生物与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．生物多样性的形成(1)内容：生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。(2)形成原因：生物的进化。3．生物进化理论在发展(1)中性学说：大量的基因突变是中性的，导致生物进化的是中性突变的积累，而不是自然选择。(2)生物进化理论不会停滞不前，而是在不断发展。[知识体系构建]①种群基因频率的改变②种群是生物进化的基本单位；突变和基因重组提供了生物进化的原材料；自然选择决定生物进化方向；隔离是新物种形成的必要条件,③生物多样性自然选择学说和现代生物进化理论(1)(·海南卷T23C)环境发生变化时，种群的基因频率可能改变，也可能不变。(√)(2)(·山东卷T2B)生物进化过程的实质在于有利变异的保存。(×)(3)(·全国卷T4C)一般来说，频率高的基因所控制的性状更适应环境。(√)(4)(·江苏卷T6D)种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小。(×)(5)(·重庆卷T4A)盲鱼眼睛退化是黑暗诱导基因突变的结果。(×)(6)(·山东卷T2D)进化改变的是个体而不是群体。(×)自然选择学说和现代生物进化理论的比较达尔文自然选择学说现代生物进化理论基本观点①遗传变异是自然选择的内因；②过度繁殖为自然选择提供更多的选择材料，加剧了生存斗争①种群是生物进化的基本单位；②生物进化的实质在于种群基因频率的改变不同点①没有阐明遗传变异的本质以及自然选择的作用机理；②着重研究生物个体进化；③认为物种形成是微小有利变异积累的结果，没有认识到隔离的作用①从分子水平上阐明了自然选择对遗传变异的作用机理；②强调群体进化，认为种群是生物进化的基本单位；③隔离是物种形成的必要条件共同点①都能解释生物进化的原因和生物的多样性、适应性；②都认为自然选择决定生物进化的方向[关键一点](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)农田喷施农药杀灭害虫，在喷施农药之前，害虫中就存在抗农药的突变个体，喷施农药仅杀灭不抗药的个体，抗药的个体存活下来，农药不能使害虫产生抗药性变异，只是对抗药性个体进行了选择。高考地位本考点知识难度不大，关键在于运用生物进化观点和生物与环境相适应观点理解，在高考命题中属于常考点之一命题角度以选择题形式对生物进化的相关知识进行综合考查，如典例1。[典例1](·安徽名校模拟)下图表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程。有关叙述不正确的是()A．图中X、Y、Z分别表示的是突变和基因重组、自然选择以及隔离B．小岛上蜥蜴原种全部个体的总和称为种群，是生物进化的基本单位C．地理隔离一旦形成，原来同属一个物种的蜥蜴很快就进化为不同的物种D．小岛上蜥蜴新种全部个体所有基因的总和称为蜥蜴新种的基因库[解析]选C蜥蜴产生不同性状，原因可能是突变或基因重组，不同的性状中有利的被保存，而不利的被淘汰，属于自然选择的结果，新物种产生的必要条件是隔离；生物进化的基本单位是种群，即一定区域内同种生物所有的个体；由于地理隔离，不同环境内的生物进化方向可能有差异，但进化是个漫长的过程；一种群内所有个体的所有基因的总和称为该种群的基因库，该小岛上全部的蜥蜴新物种即为一个种群。物种形成与生物进化(1)(·江苏卷T5A)生物的种间竞争是一种选择过程。(√)(2)(·北京卷T3)金合欢蚁生活在金合欢树上，以金合欢树的花蜜等为食，同时也保护金合欢树免受其他植食动物的伤害。如果除去金合欢蚁，则金合欢树的生长减缓且存活率降低。由此可得出金合欢蚁和金合欢树共同(协同)进化。(√)(3)(·山东卷T2A)物种的形成可以不经过隔离。(×)(4)[·上海卷T(二)－(2)]抗药性杂草生物类型数量的增加，最可能的原因是除草剂的使用。(√)1．隔离在物种形成中的作用(1)隔离的实质：隔离是物种形成的必要条件，包括地理隔离和生殖隔离，其实质是阻止生物之间的基因交流。(2)物种形成的必要条件：物种的形成必须经过生殖隔离时期，但不一定要经过地理隔离；仅有地理隔离不能产生新的物种，生殖隔离才是物种形成的关键。2．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后生物与生物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，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物种的形成，进化是量变，物种形成是质变；②新物种的形成是长期进化的结果高考地位本考点知识难度不大，关键在于理解，在高考命题中属于常考点之一命题角度以图示为信息载体，结合具体生物进化过程，考查生物进化与物种形成的条件，如典例2。[典例2](·江苏三校联考)下图A、B、C表示3个自然条件有差异的地区，地区间的黑线表示存在一定的地理隔离。A地区的某些个体由于某些机会开始分布到B、C地区，并逐渐形成两个新物种，③中的甲、乙、丙分别表示3个种群。有关说法正确的是()A．上述过程说明地理隔离是新物种形成的标志B．甲、乙两个种群的基因库存在较大差异，不能进行基因交流C．乙、丙两个种群存在地理隔离，但两种群的基因频率相同D．甲、丙种群存在生殖隔离，两个种群基因库组成完全不同[解析]选B生殖隔离是新物种形成的标志；甲、乙两个种群的个体为不同物种，不同物种间存在生殖隔离，因此两个种群的基因库存在较大差异，且不能进行基因交流；乙、丙两个种群存在地理隔离，两种群的基因频率不一定相同；甲、丙种群存在生殖隔离，但两个种群的部分基因库组成可能相同。[技法点拨]判断是否属于同一物种的方法(1)两个种群是否属于同一物种，判断依据：是否具有生殖隔离。具有生殖隔离，两个种群属于两个物种，不具有生殖隔离，两个种群属于一个物种。(2)下列条件不能作为判断两个种群是否属于同一物种的依据：①形态、结构：两个种群形态、结构相同，不一定是同一物种，如两个种群的生物形态、结构相同，但繁殖期不同，不能交配，则两个种群属于两个物种。②是否能够交配：两个种群的生物能够交配，不一定属于同一物种，如果交配后代不育，则两个种群的生物不属于一个物种，如马和驴相互交配产生骡子，骡子不能经过有性生殖产生后代，马和驴不属于同一物种。实验平台—eq\x(自然选择、人工选择对基因频率的影响)eq\a\vs4\al(,,)1．自然选择与人工选择的比较(1)概念的不同：①自然选择：由环境来选择能适应的物种。这里所说的环境，除了自然环境外，也包括人类塑造的环境。如人类对蚊喷洒药物(DDT等)，能适应这些药物的被选择而存活下来。②人工选择：人类在育种时，刻意地选择某些对人类有用的种类加以培育、繁殖，使许多动植物朝着有利于人类的方向演化。如各种农作物新品种及家禽、家畜。(2)二者的主要区别：①自然选择的选择因素是自然界的各种环境条件；人工选择的选择因素是人类。②自然选择的结果是保留对生物自身生存有利的各种性状，但这种性状不一定对人类有利；人工选择的结果是满足人类的各种需求。③通过自然选择形成一个新物种需要漫长的岁月；人工选择的速度较快。2．选择对基因频率的影响(1)选择的直接对象是具有某特定性状表现的生物体。(2)选择的实质是控制某特定性状表现的基因。(3)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该特定性状基因频率上升或下降。自然选择对种群基因频率的变化产生影响，人工选择是否也会对种群基因频率造成影响呢？(1)你提出的实验假设：_________________________________________________。(2)实验原理：雌雄果蝇可自由交配产生后代，长翅果蝇和残翅果蝇性状可肉眼观察。(3)材料、用具：纯种长翅(B)果蝇、残翅(b)果蝇(B、b基因位于常染色体上)、适宜的饲喂环境和条件等。(4)实验步骤：①选择一只纯种长翅雄果蝇与一只残翅雌果蝇进行杂交，获得子一代雌雄果蝇；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________；④________________________________________________________________________。(5)实验预期：__________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析]根据题目所研究的内容，可提出肯定性假设，即人工选择对种群基因频率改变会有影响，要研究人工选择作用是否对种群基因频率产生影响，需要以人工选择作用为单一的变量，通过由人工选择作用的种群和自然繁殖的种群繁殖若干代后进行对照得出实验结论。[答案](1)人工选择对种群基因频率改变有影响(4)实验步骤：②将子一代果蝇分成性状完全相同的甲、乙两组，让甲、乙两组果蝇分别连续自由交配5次，同时将乙组在每一代中都要除去残翅果蝇③当子六代所有长翅果蝇自由交配后，分别统计甲、乙两组七子代中长翅果蝇和残翅果蝇在种群中的百分比④根据甲、乙两组中残翅果蝇的百分比，分别计算出甲、乙两组中的B、b基因在种群中的基因的频率，比较得出结论(5)实验预期：这种人工选择将导致B基因的频率增大，b基因的频率减小技法平台—eq\x(种群基因频率计算)eq\a\vs4\al(,,)[典例]金鱼的一对相对性状由一对等位基因(A、a)控制，其中a基因在纯合时使胚胎致死(aa、XaXa、XaY等均为纯合子)。现取一对金鱼杂交，F1金鱼共67只，其中雄金鱼21只，则F1金鱼自由交配所得F2成活个体中，a基因频率为()A．1/8 B．1/6C．1/11 D．1/14解析：选CF1金鱼共67只，雄金鱼21只，雌雄比例不等，故该基因位于X染色体上。由于a基因纯合时致死，F1雌金鱼基因型为1/2XAXa和1/2XAXA，雄金鱼的基因型为XAY，F1金鱼随机交配，F2为3/8XAXA、3/8XAY、1/8XAXa、1/8XaY(致死)，故成活个体3/7XAXA、3/7XAY、1/7XAXa中，a的基因频率为1/11。eq\a\vs4\al([技法归纳])1．已知基因型频率求基因频率(1)设二倍体生物个体的某一基因库中有两个等位基因A和a，假如种群中共有N个个体，而AA、Aa、aa三种基因型的个体数分别是n1、n2、n3，那么种群中A基因的频率和a基因的频率分别是：①A基因的频率＝eq\f(A基因的总数,A基因的总数＋a基因的总数)＝eq\f(2n1＋n2,2N)；②a基因的频率＝eq\f(a基因的总数,A基因的总数＋a基因的总数)＝eq\f(2n3＋n2,2N)。(2)若以上关系中，设A、a的基因频率分别用PA、Pa表示，AA、Aa、aa的基因型频率分别用PAA、PAa、Paa表示，则：PA＝eq\f(2n1＋n2,2N)＝(eq\f(n1,N)＋eq\f(1,2)×eq\f(n2,N))＝PAA＋eq\f(1,2)PAa；Pa＝eq\f(2n3＋n2,2N)＝(eq\f(n3,N)＋eq\f(1,2)×eq\f(n2,N))＝Paa＋eq\f(1,2)PAa。由以上公式可得出下列结论：①在种群中一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和也等于1；②一个等位基因的频率＝该等位基因纯合子的频率＋eq\f(1,2)杂合子的频率。2．已知基因频率求基因型频率设A的基因频率为p，a的基因频率为q，则：AA的基因型频率＝p2；aa的基因型频率＝q2；Aa的基因型频率＝2pq。[关键一点]以上关系的使用应满足以下5个条件：种群足够大；种群个体间的交配是随机的；没有突变发生；没有新基因加入；没有自然选择。[高考随堂体验]1．(·海南高考)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解析：选D基因突变率虽然低，却是生物变异的根本来源，是生物进化的原材料。生物的表现型是基因型与环境共同作用的结果，基因型不同，表现型相同，对环境的适应性相同；也可能表现型不同，对环境的适应性也不同。环境发生的变化如果影响到某些基因型，由于环境的选择作用，就会使种群的基因频率改变；如果环境发生的变化不影响种群中各基因型的适应性，也可能不起选择作用，使基因频率不变。种群内个体之间才有基因交流，所以生物进化的基本单位是种群而非群落。2．(·上海高考)蜗牛的有条纹(A)对无条纹(a)为显性。在一个地区的蜗牛种群内，有条纹(AA)个体占55%，无条纹个体占15%，若蜗牛间进行自由交配得到F1，则A基因的频率和F1中Aa基因型的频率分别是()A．30%,21% B．30%,42%C．70%,21% D．70%,42%解析：选D根据题意可知，Aa个体占30%，蜗牛间进行自由交配时，产生A配子的基因频率＝55%＋30%×1/2＝70%，a配子的基因频率＝15%＋30%×1/2＝30%，自由交配得到F1各基因型的频率比例为AA∶Aa∶aa＝49%∶42%∶9%，统计得到A基因的频率为49%＋42%×1/2＝70%。3．(·江苏高考)下列关于生物进化的叙述，错误的是()A．生物的种间竞争是一种选择过程B．化石是研究生物进化的重要依据C．外来物种入侵能改变生物进化的速度和方向D．突变的可遗传性阻碍生物进化解析：选D生物的种间竞争可能会导致劣势一方被淘汰，故也是环境对生物进行选择的过程；化石是研究生物进化历程的重要依据；外来物种入侵会严重影响与当地有竞争关系的物种，使某些种群的基因频率发生改变，故能改变生物进化的速度和方向；突变包括基因突变和染色体变异，属于可遗传的变异，为生物进化提供了原材料。4．(·海南高考)某地区共同生活着具有捕食关系的甲、乙两种动物，两者的个体数长期保持稳定，下列叙述正确的是()A．乙物种的灭绝必然导致甲物种的灭绝，反之亦然B．在长期进化中，甲、乙两物种必然互为选择因素C．甲物种基因的突变必然导致乙物种基因的突变，反之亦然D．甲、乙个体数的长期稳定说明两个种群的基因频率没有改变解析：选B若乙物种灭绝导致甲物种灭绝，说明甲捕食乙，而甲物种灭绝，乙物种短期内数量增加。基因突变是不定向的，因此，甲物种基因突变与乙物种基因突变没有联系。甲、乙个体数虽然长期稳定，但可能都已经发生进化，因此基因频率就可能改变。5．(·广东高考)最近，可以抵抗多数抗生素的“超级细菌”引人关注，这类细菌含有超强耐药性基因NDM－1，该基因编码金属β－内酰胺酶。此菌耐药性产生的原因是(双选)()A．定向突变B．抗生素滥用C．金属β－内酰胺酶使许多抗菌药物失活D．通过染色体交换从其他细菌获得耐药基因解析：选BC基因突变具有不定向性；抗药性的产生是由于抗生素滥用对耐药基因进行定向选择，且耐药基因所表达的酶能使多种抗生素失活；超级细菌是原核生物，无染色体。6．(·上海高考)某自花传粉植物种群中，亲代中AA基因型个体占30%，aa基因型个体占20%，则亲代A的基因频率和F1中AA的基因型频率分别是()A．55%和32.5% B．55%和42.5%C．45%和42.5% D．45%和32.5%解析：选B分析题中信息可知，Aa基因型个体占50%，则A基因频率为30%＋1/2×50%＝55%。F1中AA的基因型频率为30%＋50%×1/4＝42.5%。7．(·江苏高考)根据现代生物进化理论，下列观点中正确的是()A．人工培育的新物种只能生活在人工环境中B．生物进化的方向与基因突变的方向一致C．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解析：选D人工培育的新物种有的也可以生活在野外如杂交水稻等；基因突变是不定向的，生物进化的方向取决于自然选择的方向。冬季来临时，植物体内可溶性糖含量增加，增大了细胞内溶液的浓度，降低了凝固点，有利于适应寒冷环境，而不是为了适应寒冷环境。农药处理后选择了具有抗药性的个体，淘汰了没有抗药性的个体，因此抗药性强的个体生存下来并繁殖的机会大大增加。8．(·全国卷Ⅰ)下列关于在自然条件下，某随机交配种群中等位基因A、a频率的叙述，错误的是()A．在某种条件下两种基因的频率可以相等B．该种群基因频率的变化只与环境的选择作用有关C．一般来说，频率高的基因所控制的性状更适应环境D．持续选择条件下，一种基因的频率可以降为零解析：选B两种等位基因的频率可以相等；基因频率的变化与自身的遗传变异也有关；频率高的基因控制的性状更能适应环境；在持续选择条件下，可淘汰掉某种基因。9．(·上海高考)回答下列有关生物进化和生物多样性的问题。从上世纪50年代至今，全球抗药性杂草的发生呈上升趋势。(1)目前全球已有188种杂草中的324个生物类型对19类化学除草剂产生了抗 药性。所谓“生物类型”是指________。A．品种多样性 B．物种多样性C．遗传多样性 D．生态系统多样性(2)抗药性杂草生物类型数量的增加，最可能的原因是________。A．气候变化 B．化肥使用C．耕作措施变化 D．除草剂使用(3)研究证实，杂草解毒能力增强是杂草对除草剂产生抗性的主要机制之一。从种群水平分析，这是因为________。A．种群内的基因突变加快B．种群内的基因频率发生了变化C．种群内形成了生殖隔离D．种群内的基因突变朝着抗药性发展(4)相对于抗药性杂草生物类型来说，对除草剂敏感的为敏感性生物类型，那么在原来没有除草剂使用的农田生态系统中，抗药性生物类型个体数量与敏感性生物类型个体数量的关系是________。A．无敏感性个体B．抗药性个体多于敏感性个体C．无抗药性个体D．敏感性个体多于抗药性个体(5)抗药性杂草已成为农业生产的严重威胁。下述几种策略中，可有效延缓抗药性杂草发生的是________(多选)。A．机械除草B．除草剂交替使用C．人工除草D．提高除草剂使用频率解析：(1)由题中信息可知，这里的“生物类型”是指具有不同遗传多样性的生物。(2)～(5)由于除草剂的选择作用，使抗除草剂基因频率增加，从而使抗药性杂草类型数量增加；在没有使用过除草剂的农田生态系统中，具有抗药性