专题17 生物的进化学生版

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专题17生物的进化[考试标准]知识内容必考要求加试要求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(2)进化论对多样性和统一性的解释abab进化性变化是怎样发生的(1)选择是进化的动力(2)种群的基因库、基因频率、基因型频率的概念(3)基因频率、基因型频率的计算(4)影响基因频率变化的因素(5)自然选择与生物适应的关系及实例(6)异地的和同地的物种形成的过程及实例bbbbbbaba 一、生物的多样性、统一性和进化1、生物体既相似又相异（1）生物的多样性：包括            、            和            。不同的环境中生活着不同的生物，这些生物在结构、功能、行为、生活方式等方面都各自的特点，构成了生物的多样性。（2）生物的统一性：生物界在       上具有巨大的多样性，但在        上具有高度的统一性。不同物种在生物体、细胞或生物大分子等层次上，总会有一个或多个层次的结构和功能存在着统一模式。①个体层次上的统一性：亲缘关系比较近的生物存在某种结构和功能的统一模式。例子：人猿超科存在着特有的结构和功能的统一模式。②器官层次上的统一性：结构相似的器官都是由相似的组织发育而来的。例子：脊椎动物有同源器官，胚胎发育相似，说明存在着统一性。③细胞层次上的统一性：动植物、真菌都是由真核细胞组成的，细胞结构十分相似；细胞器结构也相似。统一的细胞模式将动物、植物、真菌和众多的原生生物联系在一起，体现了真核生物之间存在着统一性。④分子层次上的统一性：无论在真核细胞还是原核细胞中，DNA、RNA、蛋白质等生物大分子各自的结构单位是相同的，连接方式也是相同的，在细胞中的作用也是相似的；几乎所有生物只用一套基本的遗传密码，在生物遗传过程中，体现了生物界的高度统一性。（3）生殖隔离：即不同种的个体之间            ，或者在交配后                               。（4）物种概念：分布在一定自然区域内，具有一定的形态结构和生理功能，能够在自然状态下相互交配，并且产生可育后代的一群生物。物种是生物分类的基本单位，也是一种自然的类群。不同种生物间存在生殖隔离，这是区别不同物种的标准。生物间生产生殖隔离，标志着新物种的产生。2、进化论对生物的统一性和多样性的解释（1）由于自然选择等因素的作用，生活在不同环境中的同一物种的不同种群，可以发展出多个物种。（选择等因素导致一个物种演变为另外的物种，同一物种的不同种群也可以发展为多种类型成为多个物种。）（2）各种生物都是由共同的祖先发展而来的，不同物种具有或近或远的亲缘关系，因此相互间在不同层次上存在着高度的统一性。[诊断与思考]1．判断下列叙述的正误(1)长舌蝠为长筒花的唯一传粉者，两者相互适应，共同(协同)进化(　　)(2)自然选择决定了生物变异和进化的方向(　　)(3)生物进化的实质是种群基因型频率的改变(　　)2．生物界在类型上具有多样性，生物多样性的三个层次：遗传多样性、物种多样性、          多样性。3．生物界的统一性：生物界在生物体层次、        层次、生物大分子层次上均具有统一性。题组　生物统一性与进化的分析1．所有生物都用一套基本相同的遗传密码，这一事实说明生物具有(　　)A．统一性 B．多样性  C．变异性 D．特异性2．对比人和大猩猩的骨骼可以说明(　　)A．统一的细胞模式将动物、植物、真菌和众多的原生生物联系在一起B．同种个体之间能相互交配并产生有生育能力的后代C．在生物体层次上，人和大猩猩存在着某种结构与功能的统一模式D．人类与大猩猩的生物体结构和功能完全相同二、进化性变化是怎么发生的1、选择是进化的动力（1）种群（人类又称人口）：指占有一定空间和时间的同一物种个体的集合。它由不同性别和不同年龄的个体组成。通常一个物种包含很多种群，种群和种群之间存在地理隔离，只有同一种群内的个体才能相互交配繁殖。种群长期隔离会导致亚种和新种的形成。可见，种群是物种的具体存在单位、繁殖单位和进化单位。（2）进化性变化得以发生的前提条件：个体间存在可遗传变异。（3）人工选择：生物中普遍存在着变异个体（选择对象），人们根据自己的需要（选择标准），挑选合乎要求的变异个体，淘汰其他变异个体，经连续数代的选择（选择手段）。人类所需要的变异被保存下来，微小变异积累成为显著变异，从而培育出符合人们要求的新品种（选择结果）。（4）自然选择：自然界中的物种，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。环境条件以某种方式选择用以繁殖后代。性状特征有助于生存的个体较之没有这种特征的个体更能繁殖出更多的后代。世世代代选择，微小变异积成显著的变异，新类型、新物种由此产生。此过程为自然选择。            是进化的一个重要动力和机制。（5）进化性变化的发生：①种群的变异性为进化提供可能：种群是进化的单位。种群中发生的基因突变、染色体畸变、基因重组等变异，可改变种群基因库中基因频率和基因型频率。②选择是进化的动力：由于变异的存在，在自然界中，同一物种的不同个体的某些影响生存和繁殖的性状也存在差异，这种差异影响其存活率和繁殖率。有利于存活和繁殖的性状将在生存斗争过程中更多的被保存下来，经过长期的选择和遗传积累，微小的变异将成为显著的变异，进而产生新的类型、新的物种。（6）总结：种群、进化、选择的关系2、种群的变异性①可遗传变异的来源是基因突变、基因重组和染色体畸变，生物通过                 产生新基因，通过                 产生形形色色的基因型。②种群中普遍存在可遗传变异是自然选择的前提，也是生物进化的前提。③基因座位：一个特定基因在染色体上的位置。人23对染色体，约含基因估计在35000对左右。每种生物的个体平均约有10%的基因座位是杂合的。一个物种可能平均有30%左右的座位上有不同的等位基因。因此，一个种群往往有成千上万的基因座位中有两个或两个以上不同的等位基因。1对等位基因可形成的基因型：31种；（AA、Aa、aa）2对等位基因可形成的基因型：32种；n对等位基因可形成的基因型：3n种。（n是具有2个等位基因的座位数）3、种群基因频率的平衡和变化（1）相关概念：①基因库：一个生物种群的全部等位基因的总和。②基因频率：在一个种群中，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的总数的比例。            （一个种群基因库中某个基因占全部等位基因数的比例。）③基因型频率：某种基因型个体数占种群总个体数的比例。④哈迪-温伯特（遗传平衡）定律：在一个大的随机交配种群里，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。⑤影响因素：突变、基因迁移、遗传漂变、非随机交配、自然选择。（2）计算：方法1、通过基因型个体数计算基因频率
公式：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例1：在一个种群中随机抽取100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。求基因A与a的频率是多少？ 方法2、通过基因型频率计算基因频率
公式1：在种群中一对等位基因的频率之和=1，基因型频率之和=1。公式2：一个等位基因的频率＝该等位基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率。
例2：在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中，基因型为AA的个体占18％，基因型为Aa的个体占78%，aa的个体占4%。基因A和a的频率分别是（   ）A.18%、82%   B.36%、64%   C.57%、43%   D.92%、8%
例3：据调查，某地人群基因型为XBXB的比例为42.32%、XBXb为7.36%、XbXb为0.32%、XBY为46%、XbY为4%，求在该地区XB和Xb的基因频率分别为                     方法3、根据遗传平衡定律计算基因频率
遗传平衡定律：一个群体在符合一定条件的情况下，群体中各个体的比例可从一代到另一代维持不变。
遗传平衡定律是由Hardy和Weinberg于1908年分别应用数学方法探讨群体中基因频率变化所得出一致结论。符合遗传平衡定律的群体，需满足的条件：（1）在一个很大的群体中；（2）随机婚配而非选择性婚配；（3）没有自然选择；（4）没有突变发生；（5）没有大规模迁移。群体的基因频率和基因型频率在一代一代繁殖传代中保持不变。
这样，用数学方程式可表示为：
(p+q)2=1，p2+2pq+q2=1，p+q=l。其中p代表一个等位基因的频率，q代表另一个等位基因的频率。p2是AA（纯合子）基因型的频率；2pq是Aa（杂合子）基因型的频率；q2是aa（纯合子）基因型的频率。A（a）基因频率=（对于XY型性别决定的生物，雄性伴性遗传除外）运用此规律，已知基因型频率可求基因频率；反之，已知基因频率可求基因型频率。
例4：某人群中每10000人中有一白化病患者(aa)，问该人群中带有a基因的杂合体概率是            
例5：若在果蝇种群中，XB的基因频率为80%，Xb的基因频率为20%，雌雄果蝇数相等，理论上XbXb、XbY的基因型频率依次为（   ）。
A．1% 2%   B．8% 8%   C． 2% 10%   D．2% 8%4、自然选择导致适应（1）适应定义：生命的结构及功能、行为、生活方式有助于该生物在一定环境条件下生存和延续，它是生物特有的一种现象。适应是                 的结果。（2）             导致生物进化性变化发生自然选择不是进化的唯一因素，但却是适应进化的唯一因素。（如工业黑化现象）自然选择不仅能保留有利变异，淘汰不利变异，而且能使有利变异积累起来。5、异地的和同地的物种形成（1）异地的物种形式（渐变式）种群经过隔离，形成两个种群，通过自然选择，遗传组成出现差异，生殖隔离形成新物种。（2）同地的物种形成（点断平衡式）例如：二倍体植物，减数分裂失败，两个二倍体配子融合，形成四倍体新物种。[诊断与思考]1．判断下列叙述的正误(1)进化改变的是个体而不是群体(　　)(2)生物进化的实质是种群基因型频率的改变(　　)(3)突变＝基因突变(　　)(4)突变可以改变生物进化的方向(　　)(5)交配后能产生后代的一定是同一物种(　　)(6)隔离＝生殖隔离(　　)(7)共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的(　　)(8)某种抗生素被长期使用，药效下降，是由于病原体接触药物后，产生对药物有抗性的变异(　　)2．相关概念(连线)3．变异是在环境影响下产生的吗？ 4．物种与种群有怎样的联系？ 5．物种形成与两种隔离存在怎样的关系？ 题组一　种群与物种的关系判断1．如图所示为种群与物种的关系图解，关于它们的叙述不正确的是(　　)A．从图中可以看出，一个物种可以有很多种群，这些种群间只是因为地理隔离，阻碍了基因交流B．若物种2是由物种1形成的，则物种1一定发生了基因频率的改变C．由物种1形成物种2的必要条件是地理隔离D．若种群1与种群2的基因频率都发生了改变，则这两个种群都在进化2．大约一万年前，某大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成两个种群，两个种群现在已经发生了明显的分化，过程如图所示。下列有关说法正确的是(　　)A．地球上新物种的形成都必须先经历a过程B．b过程的实质就是定向改变种群的基因频率C．①～⑥只能表示物种形成过程中基因突变是不定向的D．品系1和品系2两种群的基因库出现了较大差异，立刻形成物种1和物种2题组二　物种形成与生物进化的比较3．下列关于生物进化的叙述，正确的是(　　)A．用皮康霜治疗皮肤病，使用一段时间后，药效下降，这是由于引起皮肤病的病原体接触药物后，产生了对皮康霜药物有效成分的抗药性变异B．海南热带野生动植物园的公狮和母虎交配，产下不育的“狮虎兽”，说明狮子和老虎存在生殖隔离C．华南虎和东北虎的形成，是由于地理隔离导致生殖隔离的结果D．19世纪的英国工业革命，使灰色桦尺蛾变成新物种——黑色桦尺蛾4．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分别表示可遗传变异、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5．如图表示生物新物种形成的基本环节，下列叙述正确的是（    ）A．自然选择过程中，直接受选择的是基因型，进而基因频率会改变B．同一物种不同种群基因频率的改变导致种群基因库的差别越来越大，但生物没有进化C．地理隔离能使种群基因库产生差别，必然导致生殖隔离D．种群基因频率的改变是产生生殖隔离的前提条件三、基因频率和基因型频率的相关计算练习题型一　常染色体上的基因频率的计算1．已知人的褐眼(A)对蓝眼(a)是显性。在一个有30 000人的群体中，蓝眼的有3 600人，褐眼的有26 400人(其中纯合子12 000人)。那么，在这个人群中A、a的基因频率各是多少？ 2．家蝇对拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性，原因是神经细胞膜上某通道蛋白中的一个亮氨酸替换为苯丙氨酸。下表是对某市不同地区家蝇种群的敏感性和抗性基因型频率调查分析的结果。家蝇种群来源敏感性纯合子(%)抗性杂合子(%)抗性纯合子(%)甲地区78202乙地区64324丙地区84151 下列叙述正确的是(　　)A．上述通道蛋白中氨基酸的改变是基因碱基对缺失的结果B．甲地区家蝇种群中抗性基因频率为22%C．比较三地区抗性基因频率可知，乙地区抗性基因突变率最高D．丙地区敏感性基因频率高是自然选择的结果题型二　位于性染色体上的基因频率的计算3．在一次红绿色盲的调查中共调查男女各200名，调查发现，女性红绿色盲基因的携带者为15人，患者5人，男性患者11人。那么这个群体中红绿色盲基因的频率是(　　)A．4.5%  B．6%     C．9%    D．7.8%4．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%题型三　利用遗传平衡定律计算基因频率5．已知苯丙酮尿症是位于常染色体上的隐性遗传病。据调查，该病的发病率为1/10 000。请问，在人群中苯丙酮尿症致病基因的基因频率和携带此隐性基因的杂合基因型频率各是多少？  6．(2014·山东，28节选)果蝇的灰体(E)对黑檀体(e)为显性。在没有迁入迁出、突变和选择等条件下，一个由纯合果蝇组成的大种群个体间自由交配得到F1，F1中灰体果蝇8 400只，黑檀体果蝇1 600只。F1中e的基因频率为________，Ee的基因型频率为________。亲代群体中灰体果蝇的百分比为________。题型四　自交与随机交配条件下基因频率和基因型频率的计算7．某植物种群中，AA个体占16%，aa个体占36%，该种群随机交配产生的后代中AA个体百分比、A基因频率和自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为(　　)A．增大，不变；不变，不变         B．不变，增大；增大，不变C．不变，不变；增大，不变         D．不变，不变；不变，增大8．某动物种群中，AA、Aa和aa基因型的个体依次占25%、50%、25%。若该种群中的aa个体没有繁殖能力，其他个体间可以随机交配，理论上，下一代AA∶Aa∶aa基因型个体的数量比为(　　)A．3∶3∶1   B．4∶4∶1     C．1∶2∶0    D．1∶2∶1