2023届高考生物二轮复习微专题3生物的进化学案

微专题3　生物的进化

1.现代生物进化理论

2.明确隔离、物种形成与进化的关系

　①自然选择直接作用的对象是个体的表型，不是个体的基因型。

②生物进化了种群基因频率一定改变；种群基因频率改变也一定表示生物发生了进化。

③Aa个体连续自交n次，假设无突变无淘汰等，后代基因型频率改变，基因频率不发生改变；若为随机交配，则后代基因频率和基因型频率均不变。

3.基因频率相关计算

(1)通过基因型频率计算基因频率

基因频率＝该基因纯合子的基因型频率＋杂合子的基因型频率，例如：

A的基因频率＝AA的基因型频率＋Aa的基因型频率

(2)X染色体上基因频率的计算(以红绿色盲为例，相关基因用B、b表示，假设红绿色盲在男性中的发病率为7%)

(3)遗传平衡定律的应用

地球上现存丰富多样的物种是由共同祖先长期进化形成的。下列关于生物进化的叙述正确的有③⑤。

①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。(2021·浙江1月选考，14C)

②人工选择可以培育新品种，自然选择不能形成新物种。(2021·浙江1月选考，14B)

③种群是生物进化的基本单位，种群内出现个体变异是普遍现象。(2019·江苏卷，6A)

④锁阳因长期干旱定向产生了适应环境的突变，并被保留下来。(2019·江苏卷，15D)

⑤从岛上狼的数量长期相对稳定可推测该岛上环境条件相对稳定。(2019·海南卷，25D)

考向1　围绕生物进化与基因频率的变化考查分析判断能力

1.(2021·海南卷，8)某地区少数人的一种免疫细胞的表面受体CCR5的编码基因发生突变，导致受体CCR5结构改变，使得HIV－1病毒入侵该免疫细胞的几率下降。随时间推移，该突变基因频率逐渐增加。下列有关叙述错误的是(　　)

A.该突变基因丰富了人类种群的基因库

B.该突变基因的出现是自然选择的结果

C.通过药物干扰HIV－1与受体CCR5的结合可抑制病毒繁殖

D.该突变基因频率的增加可使人群感染HIV－1的几率下降

答案　B

解析　基因突变产生了新基因，能丰富种群基因库，A正确；基因突变在自然界中普遍存在，任何一种生物都有可能发生，并非自然选择的结果，B错误；受体CCR5能够与HIV－1特异性结合，通过药物干扰HIV－1与受体CCR5的结合可抑制病毒繁殖，C正确；该突变基因频率的增加可使HIV－1与受体CCR5结合的几率下降，进而导致人群感染HIV－1的几率下降，D正确。

2.(2022·南京市调研)经DNA检测发现，中美洲东海岸与西海岸的两种海龟曾经是同一物种。火山爆发导致它们被分隔成两个地区的不同种群，现已进化成两个不同物种。下列有关叙述正确的是(　　)

A.两种海龟的进化方向相同

B.两种海龟产生地理隔离后，基因频率不再发生改变

C.两种海龟存在地理隔离，但不存在生殖隔离

D.DNA检测为生物进化提供了分子水平上的证据

答案　D

解析　由题意可知，因为火山爆发，两个海龟种群之间产生了地理隔离，这两个海龟种群可能会出现不同的突变和基因重组，而自然选择通过直接作用于个体的表型而发挥作用，在突变、基因重组、自然选择的作用下，这两个种群的基因频率出现差异，B错误；久而久之，两个种群的基因库就形成了明显的差异，并逐渐形成了生殖隔离，即形成了新物种，C错误。

考向2　协同进化及生物多样性

3.(2022·江西九江调研)协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，下列不属于协同进化实例的是(　　)

A.蜂王专职产卵，雄蜂和蜂王交尾，工蜂负责采集花粉，喂养幼虫等工作

B.蝶类偏好高氨基酸含量的花蜜，蝶类传粉植物和花蜜中氨基酸含量通常较高

C.某种蝾螈可产生神经毒素抵抗捕食者，以其为食的乌梢蛇对此毒素具有一定的抗性

D.葱芥会产生有毒的化感物质，其入侵美洲后，本土物种演化出耐受该有毒物质的能力

答案　A

解析　A项所述属于蜜蜂种群内部的分工，不能体现协同进化，A符合题意。

4.(2022·重庆巴蜀中学联考)蜂鸟鹰蛾是一种昆虫，具有长长的口器。蜂鸟鹰蛾通常将卵产在茜草科拉拉藤属植物上，且卵的外形与该植物的花蕾很像，一只雌性蜂鸟鹰蛾最多可产下200粒卵，每个卵所处位置通常不同。下列叙述错误的是(　　)

A.可以采用样方法来调查蜂鸟鹰蛾卵的密度

B.蜂鸟鹰蛾卵的分布有利于减少种内竞争，提高存活率

C.蜂鸟鹰蛾卵的形态特征是定向突变的结果

D.蜂鸟鹰蛾长长的口器可以采食花距较长的花朵中的花蜜，这是协同进化的结果

答案　C

解析　变异是不定向的，C错误。

可遗传变异在生产实践中的应用是历年高考考查的重点，从历年真题看，主要从两个方面考查：一是利用变异个体培育新品种，如2021年山东卷22、2021年河北卷21、2020年全国卷Ⅲ32、2020年北京卷21等；二是探究变异的根源，进行疾病的预防与治疗，如2021年广东卷20、2019年江苏卷18、2021年江苏卷，24等。

材料一　水稻是自花受粉作物，杂交水稻的育种成功得益于对雄性不育性状的利用，如图为我国科学家培育杂交水稻的基本原理，其中基因S/N为细胞质基因，基因R/r为细胞核基因。

注：S表示不育因子，N表示可育因子；R表示雄性育性恢复显性基因，r表示雄性育性恢复隐性基因。

材料二　甲水稻有抗旱优良性状，而乙水稻除不具备抗旱性状外其他性状都优良，研究人员要培育具抗旱性且其他性状表现与乙相同的优良水稻，利用如图所示育种过程来实现。(已知杂交种的花粉育性降低)

1.(2022·东北师大附中)2019年，袁隆平团队培育的双季稻合计均亩产1 365公斤，创下了我国双季稻产量新高。研究发现，水稻7号染色体上的一对等位基因D/d与水稻产量有关。基因D控制高产性状，基因d控制低产性状。据此回答下列问题：

(1)水稻的高秆和矮秆是一对相对性状，受另一对等位基因E/e的控制，其中高秆对矮秆为显性。某研究小组欲探究基因E/e是否位于7号染色体上，让基因型为DdEe的水稻自交，发现其后代表型比例为1∶2∶1，说明这两对等位基因是否遵循基因的自由组合定律？________(填“是”或“否”)，原因是_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

______________________________________________________________________

____________________________________________________________________。

请在图中标出基因E/e的位置。

(2)研究人员发现了一株7号染色体片段缺失的高产水稻(基因型为Dd)，已知水稻至少有1条正常的7号染色体才能存活。请设计实验探究片段缺失的染色体上含有的是显性基因(D)还是隐性基因(d)，写出实验思路和预期结果及结论。实验思路：____________________________，观察并统计后代表型及比例。

预期结果及结论：若后代________________________________，说明片段缺失的7号染色体上含有的是显性基因(D)；若后代____________________________，说明片段缺失的7号染色体上含有的是隐性基因(d)。

(3)双季稻中的早稻和晚稻均属于杂交水稻，杂交水稻(杂种子一代)因具有杂种优势，在生产上常作为种子直接利用，但是种子只能用一年，需年年制种，原因是_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________。

答案　(1)否　双杂合个体自交后代性状分离比为1∶2∶1，不符合9∶3∶3∶1或者其变式　如图

(2)让该7号染色体片段缺失的高产水稻植株自交　高产∶低产＝2∶1　全为高产

(3)杂合子自交后代会发生性状分离，导致子代性状不全是所需的优良性状(合理即可)

解析　(1)由题意知，双杂合个体自交，后代表型比例为1∶2∶1，不符合9∶3∶3∶1或者其变式，因此两对基因是连锁关系，均位于7号染色体上。两对基因均位于7号染色体上，有两种位置关系：一是两个显性基因位于同源染色体的一条染色体上，两个隐性基因位于同源染色体的另一条染色体上，这种情况下自交后代表型比例为3∶1，不符合1∶2∶1；二是显性基因和隐性基因位于同源染色体的一条染色体上，自交后代表型比例为1∶2∶1，符合题意。基因E/e在染色体上的位置见答案。(2)实验思路：让该7号染色体片段缺失的高产水稻植株自交观察并统计后代表型及比例。预期结果及结论：水稻至少有1条正常的7号染色体才能存活，两条7号染色体均不正常的个体不能存活，若片段缺失的染色体上含有的是显性基因(D)，记为D－，则自交后代有1/4的个体基因型为D－D－，不能存活，存活个体中高产∶低产＝2∶1；若片段缺失的染色体上含有的是隐性基因(d)，记为d－，则自交后代有1/4的个体基因型为d－d－，不能存活，后代存活个体全部为高产。(3)杂交水稻为杂合子，其自交后代会发生性状分离，导致子代性状不全是所需的优良性状，所以作为种子的杂交水稻不能连续使用，需年年制种。

2.(2022·广东卷，19)《诗经》以“蚕月条桑”描绘了古人种桑养蚕的劳动画面，《天工开物》中“今寒家有将早雄配晚雌者，幻出嘉种”，表明我国劳动人民早已拥有利用杂交手段培育蚕种的智慧，现代生物技术应用于蚕桑的遗传育种，更为这历史悠久的产业增添了新的活力。回答下列问题：

(1)自然条件下蚕采食桑叶时，桑叶会合成蛋白酶抑制剂以抵御蚕的采食，蚕则分泌更多的蛋白酶以拮抗抑制剂的作用。桑与蚕相互作用并不断演化的过程称为________________。

(2)家蚕的虎斑对非虎斑、黄茧对白茧、敏感对抗软化病为显性，三对性状均受常染色体上的单基因控制且独立遗传。现有上述三对基因均杂合的亲本杂交，F1中虎斑、白茧、抗软化病的家蚕比例是________；若上述杂交亲本有8对，每只雌蚕平均产卵400枚，理论上可获得________只虎斑、白茧、抗软化病的纯合家蚕，用于留种。

(3)研究小组了解到：①雄蚕产丝量高于雌蚕；②家蚕的性别决定为ZW型；③卵壳的黑色(B)和白色(b)由常染色体上的一对基因控制；④黑壳卵经射线照射后携带B基因的染色体片段可转移到其他染色体上且能正常表达。为达到基于卵壳颜色实现持续分离雌雄，满足大规模生产对雄蚕需求的目的，该小组设计了一个诱变育种的方案。下图为方案实施流程及得到的部分结果。

统计多组实验结果后，发现大多数组别家蚕的性别比例与Ⅰ组相近，有两组(Ⅱ、Ⅲ)的性别比例非常特殊。综合以上信息进行分析：

①Ⅰ组所得雌蚕的B基因位于________染色体上。

②将Ⅱ组所得雌蚕与白壳卵雄蚕(bb)杂交，子代中雌蚕的基因型是________(如存在基因缺失，亦用b表示)。这种杂交模式可持续应用于生产实践中，其优势是可在卵期通过卵壳颜色筛选，即可达到分离雌雄的目的。

③尽管Ⅲ组所得黑壳卵全部发育成雄蚕，但其后代仍无法实现持续分离雌雄，不能满足生产需求，请简要说明理由：______________________________________

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________。

答案　(1)协同进化　(2)3/64　50

(3)①常　②ZbWB　③Ⅲ组所得黑壳卵雄蚕为杂合子(基因型为ZBZb)，与白壳卵雌蚕杂交，后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性，无法通过卵壳颜色区分性别

解析　(1)不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是协同进化。(2)由题意可知，三对性状均受常染色体上的单基因控制且独立遗传，即符合自由组合定律，将三对基因均杂合的亲本杂交，可先将三对基因分别按照分离定律计算，再将结果相乘，即F1各对性状中，虎斑个体占3/4，白茧个体占1/4，抗软化病个体占1/4，F1中虎斑、白茧、抗软化病的家蚕比例是3/4×1/4×1/4＝3/64。若上述杂交亲本有8对，每只雌蚕平均产卵400枚，子代总产卵数为8×400＝3 200(枚)，其中虎斑、白茧、抗软化病的纯合家蚕占1/4×1/4×1/4＝1/64，即3 200×1/64＝50(只)。(3)分析题意和图示方案可知，黑壳卵经射线照射后，携带B基因的染色体片段转移到其他染色体上，转移情况可分为三种，即携带B基因的染色体片段可转移到常染色体上、转移到Z染色体上或转移到W染色体上。将诱变孵化后挑选的雌蚕作为亲本与雄蚕(bb)杂交，统计子代的黑壳卵孵化后雌雄家蚕的数目，结合图示的三组结果分析，Ⅰ组黑壳卵家蚕中雌雄比例接近1∶1，说明该性状与性别无关，即携带B基因的染色体片段转移到了常染色体上；Ⅱ组黑壳卵家蚕全为雌性，说明携带B基因的染色体片段转移到了W染色体上；Ⅲ组黑壳卵家蚕全为雄性，说明携带B基因的染色体片段转移到了Z染色体上。①由以上分析可知，Ⅰ组携带B基因的染色体片段转移到了常染色体上，即所得雌蚕的B基因位于常染色体上。②由以上分析可知，Ⅱ组携带B基因的染色体片段转移到了W染色体上，亲本雌蚕的基因型为ZbWB，与白壳卵雄蚕ZbZb杂交，子代雌蚕的基因型为ZbWB(黑壳卵)，雄蚕的基因型为ZbZb(白壳卵)，可以通过卵壳颜色区分子代性别。将子代黑壳卵雌蚕继续与白壳卵雄蚕杂交，后代类型保持不变，故这种杂交模式可持续应用于生产实践中。③由以上分析可知，Ⅲ组携带B基因的染色体片段转移到了Z染色体上，亲本雌蚕的基因型为ZBWb，与白壳卵雄蚕ZbZb杂交，子代雌蚕的基因型为ZbWb(白壳卵)，雄蚕的基因型为ZBZb(黑壳卵)。再将黑壳卵雄蚕(ZBZb)与白壳卵雌蚕(ZbWb)杂交，子代为ZBZb、ZbZb、ZBWb、ZbWb，其后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性，无法通过卵壳颜色区分性别，故不能满足生产需求。