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2020-2021学年高中生物 第四章 生物的进化 1 生物进化理论学案 苏教版必修2

2020-2021学年高中生物 第四章 生物的进化 1 生物进化理论学案 苏教版必修2

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第一节　生物进化理论
新课程标准
学业质量目标
4.2.1举例说明种群内的某些可遗传变异将赋予个体在特定环境中的生存和繁殖优势
4.2.2 阐明具有优势性状的个体在种群中所占比例将会增加
4.2.3 说明自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境
4.2.4概述现代生物进化理论以自然选择学说为核心,为地球上的生命进化史提供了科学的解释
4.2.5阐述变异、选择和隔离可导致物种形成
合格
考试
1.基于对拉马克生物进化理论的主要内容的认识,了解达尔文提出自然选择学说之前,人们是怎样看待生物进化的。(科学思维)
2.基于对实例的分析,归纳概括种群及种群基因库的含义,基于生物学事实和证据,建立模型,运用数学方法分析种群基因频率的变化。(生命观念、科学思维)
3.初步运用进化与适应观,阐明可遗传的变异提供了生物进化的原材料。基于事实和证据,运用比较与分类,理解种群与物种之间的关系。(生命观念、科学思维)
4.运用生物进化观念阐明隔离在物种形成中的作用,运用进化与适应观,理解生物进化与新物种形成之间的关系。(生命观念)
等级
考试
1.运用进化与适应观,阐述适应是自然选择的结果,基于对达尔文自然选择学说的认识,理解达尔文自然选择学说的进步意义和局限性。(科学思维)
2.运用统计与概率的相关知识,解释并预测种群内某一遗传性状的分布及变化。(科学思维)
3.基于给定的条件探究自然选择对种群基因频率的影响。(科学探究)

一、拉马克和达尔文生物进化理论
1.拉马克生物进化理论的基本观点:
拉马克认为:环境变化使得原先生活在这个环境中的生物,发生了某些变异,环境多样性是生物多样性的原因。生物有的器官由于经常使用而发达,有的器官由于不使用而退化,即“用进废退”。这种由于适应环境变化而引起的能够遗传的性状变异称为“获得性遗传”。
2.达尔文生物进化理论的基本观点:
观点
核心内容
物种演变和共同起源
物种是可变的,生物源于共同的原始祖先
生存斗争和自然选择
过度繁殖导致生物与生物,以及生物与无机环境之间的斗争,生存斗争的结果是适者生存,不适者被淘汰
适应是自然选择的结果
自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境
3.自然选择学说的局限性:
(1)对遗传和变异的认识还局限于性状水平。
(2)对于遗传和变异的本质,未做出科学的解释。

　如何用达尔文的进化学说解释害虫耐药性是怎样形成的?
提示:使用农药前,害虫群体中已经存在对农药耐受程度不同的个体,使用农药后,耐药性差的个体被淘汰而无法繁殖后代,耐药性强的个体被保留,并通过繁殖活动逐渐成为群体中的主体。
二、现代生物进化理论以自然选择学说为核心
1.种群是生物进化的基本单位
(1)种群:
选一选:基于对种群概念的理解,下列实例属于一个种群的是①②③。
①一个池塘里的所有的鲫鱼。
②一片森林中的全部猕猴。
③一片草地上所有的山羊。
④一块田里的老鼠。
⑤一个池塘里所有的鱼。

　种群中的个体是机械地集合在一起的吗? 为什么?
提示:不是,一个种群就是一个繁殖的单位,雌雄个体可以通过繁殖将各自的基因传递给后代。
(2)种群的基因库:
判一判:基于对种群基因库的理解,判断下列叙述的正误:
①控制果蝇眼色的全部基因构成基因库。 (×)
提示:基因库指一个种群的全部基因,而非控制某一性状的全部基因。
②生活在同一地域的东北虎的全部基因构成一个种群基因库。 (√)
③秦岭地区所有金丝猴的全部基因构成基因库。 (√)
——教材二次开发
　教材“积极思维”:
个体生育能力相同的种群在没有迁入和迁出,不考虑致死,不考虑突变的情况下,自交后代中基因频率和基因型频率都会变化吗?
提示: 基因型频率会变化(杂合子所占的比例减少),基因频率不会变化。例如:一个基因型为Aa的豌豆种群,此时A基因的频率为1/2,若此种群自交,得到的F1中,AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,F1中A的基因频率仍然为1/2。
2.突变和基因重组提供进化的原材料:
(1)可遗传变异的来源统称为突变
(2)可遗传变异的形成:基因突变产生的等位基因,通过有性生殖过程中的基因重组,可以形成多种多样的基因型。
(3)种群基因突变数=个体基因数×突变频率×个体数。
3.自然选择决定生物进化的方向:
填一填,基于桦尺蛾种群变化的资料,完成下列填空:
①选择的原因:不断淘汰具有不利变异的个体,选择保留具有有利变异的个体。
②选择的对象:
a.直接作用对象:个体的表型。
b.最终选择的对象:决定表型的基因。
③选择的结果:
a.生物性状方面:朝着适应环境的方向不断进化。
b.基因方面:种群基因频率会发生定向改变。

　自然选择如何决定生物进化的方向?
提示:自然选择可以使适应环境的性状保留下来,不适应环境的性状被淘汰,使基因频率发生定向变化。
4.隔离是物种形成的必要条件:
(1)物种
基于对物种概念的理解,判断下列关于物种描述的正误:
①一个物种就是一个种群。 (×)
【解析】一个种群的生物肯定是一个物种,但一个物种可以有多个种群。
②能相互交配产生可育后代的生物是一个物种。 (√)
③不同物种的生物一定不能产生后代。 (×)
提示:不同物种的生物可能会产生不可育的后代,比如马和驴两个物种杂交产生不可育的骡。
④能相互交配并产生后代的一群生物一定是同一物种。 (×)
提示:能相互交配并产生可育后代的一群生物才是同一物种。

　形态、结构一致的生物一定是同一物种吗? 举例说明。
提示:不一定。如两个种群的生物形态、结构相同,但繁殖期不同,这两个种群的生物具有生殖隔离,是两个物种。
(2)隔离及其在物种形成中的作用
基于对隔离概念及两种类型的理解,下列说法正确的是abce
a.隔离是指不同群体间的个体,在自然条件下基因不能自由交流的现象。
b.地理隔离使得种群间不能发生基因交流的现象。
c.生殖隔离使得不同物种之间一般不能相互交配,即使交配成功也不能产生可育后代。
d.两种类型的隔离发生的范围都是不同物种之间。
e.新物种形成的标志是产生了生殖隔离。

　生殖隔离的形成是否必须经过长期的地理隔离? 举例说明。
提示:不一定。自然界中有些植物在外界因素(如低温)的影响下,可能实现染色体的加倍,从二倍体变为四倍体,而四倍体和二倍体之间存在生殖隔离,并且没有经过长期的地理隔离。
三、生物进化理论发展的意义
1.分子进化的中性学说:
填一填,基于对“中性学说”的理解填空:
(1)提出者:日本科学家木村资生首先提出了中性学说。
(2)核心观点
①进化的主导因素不是自然选择,而是中性突变的随机固定。
②DNA分子产生的突变大部分是中性的。
(3)与现代生物进化理论的关系
现代综合进化论揭示了种群进化的规律,中性学说揭示了分子水平的进化规律。两者并不矛盾,更不对立,只是各自的侧重点不同。
2.生物进化理论对生物学的发展和对人们思想观念的影响:
判一判:基于对生物进化理论的发展的理解,判断以下说法的正误:
(1)在遗传变异方面,研究水平从性状水平深入到基因水平。 (√)
(2)人们逐渐认识到遗传和变异的本质。 (√)
(3)生物进化研究的对象仍以生物个体为基本单位。 (×)
提示:生物进化的研究对象发展到以种群为基本单位。
(4)形成了以自然选择为核心的现代生物进化理论。 (√)

　知识点一 拉马克和达尔文的生物进化理论
1.拉马克生物进化理论:
主要内容
当今生物是由更古老的生物进化来的
生物的适应性特征是在进化过程中逐渐形成的
进化原因
用进废退、获得性遗传
意义
否定了物种不变论
2.达尔文自然选择学说的内容:
(1)图解:

(2)分析:

特别提醒:达尔文自然选择学说三点说明
①达尔文自然选择学说认为变异是不定向的,本来就有,环境和生物的意愿都不能决定生物变异的方向。
②达尔文自然选择学说认为在自然选择的作用下,有利变异保存下来,不利变异被淘汰。
③达尔文自然选择学说认为自然选择决定生物进化的方向。

1.情境探究:
材料一　食蚁兽是吻部尖长、嘴呈管形、舌可伸缩并有大量黏液适于舔食昆虫的一种哺乳动物。鼹鼠是外形像鼠、耳小或完全退化、眼小且视力完全退化、营土壤穴居生活的另一种哺乳动物。
材料二　超级细菌是对几乎所有的抗生素都有抗药性的细菌的统称。这种细菌的可怕之处并不在于它对人的杀伤力,而是它对普通、杀菌药物——抗生素的抵抗能力,对这种病菌,人们几乎无药可用。
结合材料,利用拉马克的观点解释以上事实。(科学思维)
提示:(1)用进废退。
①食蚁兽吻部和嘴特征的形成:食蚁兽的吻部尖长、嘴呈管形、舌可伸缩并有大量黏液是长期伸向蚁穴舔食蚂蚁的结果。
②鼹鼠耳和眼特征的形成:器官长期废而不用的结果。
(2)获得性遗传。
超级细菌的形成:人们经常使用抗生素改变了细菌的生活环境,细菌发生定向性变异,而且逐渐积累和遗传,从而演化为超级细菌。
2.拓展探究:某同学认为“在自然选择学说中,变异的方向和自然选择的方向是一致的”,该同学的观点正确吗?说出你的理由。(科学思维)
提示:不正确。在自然选择之前,生物中存在多种变异,有有利的也有不利的,自然选择选择有利变异,淘汰不利变异。

　达尔文以自然选择学说为核心的生物进化论使人们认识到,原来自然界的万千生物是在自然选择的作用下不断发展的,按照达尔文的自然选择学说,下列叙述正确的是 (　　)
A.长颈鹿的进化中,长脖子的出现是环境使其产生了定向的变异
B.食蚁兽的长舌是长期舔食蚂蚁,不断伸长的结果
C.猎豹和斑马在长期的生存斗争中相互选择,结果都发展了各自的特征
D.生活在地穴水井中的盲螈,因长期不用眼睛而失去了视觉
【解题思维】解答本题需突破以下两个关键点:

【解析】选C。长颈鹿长脖子的出现不是环境引起的,而是种群内本来就存在长脖子的变异,环境仅仅起到了选择的作用,A错误;某些器官由于经常使用而发达,并且遗传给下一代,这是拉马克“用进废退”和“获得性遗传”的观点,B错误;猎豹和斑马相互选择,生存下来的类型经过一代代的积累,结果发展成为具有各自特征的种群,这符合达尔文自然选择学说的观点,C正确;盲螈因长期不用眼睛而失去视觉是拉马克“用进废退”的观点,D错误。
在超市中无公害蔬菜很多,也很受市民的欢迎。这些无公害蔬菜在生产中,不使用农药、杀虫剂和化肥等。假如在蔬菜的生产中长期使用某种杀虫剂,其结果是 (　　)
A.杀虫剂诱发了害虫抗药性基因的产生,使害虫的抗药性增强
B.杀虫剂对害虫具有选择作用,使抗药性害虫的数量增加
C.杀虫剂能诱导害虫分解药物的基因大量表达
D.害虫全部消失,最终导致某些害虫的物种灭绝
【解析】选B。由于基因突变,害虫群体中存在着能抵抗杀虫剂的变异个体,当使用某种杀虫剂后,绝大多数害虫被杀死,少数具有抗药性的个体生存下来并繁殖;害虫大量繁殖后,再用该种杀虫剂,会有比以前更多的个体生存。因此,杀虫剂对害虫起到一个定向选择作用。
【补偿训练】
　　下列关于达尔文自然选择学说的叙述,正确的是 (　　)
A.自然选择所保留的变异,对人类都是有利的
B.“生存”的“适者”,对人类都是有益的
C.在自然选择中,人类起着主导作用
D.“适者生存,不适者被淘汰”的过程中,起主导作用的是环境条件
【解析】选D。自然选择的结果是适者生存,保留下来的都是适应环境的个体,对人类不一定有益,A、B错误;在自然选择中,起主导选择作用的是自然环境,C错误,D正确。
　知识点二 种群基因组成的变化
1.种群和种群基因库:
(1)种群的概念及特点:
项目
内容
要素
①生活在一定区域;②同种生物;③全部个体
特点
①生物进化的基本单位;
②个体间彼此交配并通过繁殖将各自的基因遗传给后代
举例
一片草地上的全部蒲公英
(2)种群基因库:

特别提醒:
①理解种群概念的两个“两”:
两个要素即“同种”和“全部”;
两个条件即“时间”和“空间”。
②一般来说,每个个体所含有的基因只是种群基因库中的一个组成部分,种群中的个体一代代地死亡,但基因库却代代相传,并在传递过程中得以保持和发展。
2.种群基因频率的变化:
(1)基因突变、基因重组和染色体变异都能产生新的基因型,但只有基因突变能产生新的等位基因,且这些可遗传变异都是不定向的,而自然选择是定向的。
(2)只有可遗传变异才能影响种群基因库的组成,改变基因频率。
3.自然选择对种群基因频率变化影响的原理及实例分析:
(1)原理分析:

(2)实例分析(桦尺蛾体色进化):

特别提醒:生物进化实质上是种群基因频率发生改变,即在生物进化过程中某基因的频率如果逐渐增大,反映该基因控制的性状对环境的适应能力较强。
4.基因频率和基因型频率的相关计算:
(1)基因频率的计算:
①用定义法求解基因频率。

②已知基因型频率计算基因频率。
a.常染色体上基因频率的计算:
一对等位基因中某基因的频率=该基因纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率。例如,A%(A的基因频率)=AA%(AA的基因型频率)+1/2Aa%(Aa的基因型频率)。
b.X染色体上基因频率的计算:
如某种群中基因型有XBXB、XBXb、XbXb、XBY、XbY,b%(Xb的基因频率)= ×100%。
特别提醒:计算基因频率的三个易混点
①定义法求解常染色体上基因频率时,每个个体的基因都是成对存在的。
② X染色体上基因频率计算时,要注意雄性体内的基因只存在于X染色体上,Y染色体上没有。
③基因型频率改变时,基因频率不一定发生改变。
(2)随机交配情况下的计算:
①设A的基因频率为p,a的基因频率为q,则p+q=1。
　　　雄配子
雌配子　　　
A(p)
a(q)
A(p)
AA(p2)
Aa(pq)
a(q)
Aa(pq)
aa(q2)
即AA的基因型频率=p2,Aa的基因型频率=2pq,aa的基因型频率=q2。
②实例:若已知AA的基因型频率为m,则A的基因频率为。
特别提醒:符合遗传平衡定律的五个条件
①种群足够大;②所有雌雄个体间都能自由交配并产生后代;③没有迁入和迁出;④没有自然选择;⑤没有基因突变。
(3)自交和自由交配时基因频率和基因型频率的变化规律:
交配方式
基因频率
基因型频率
自交
不改变
改变,且纯合子增多,杂合子减少
自由
交配
处于遗
传平衡
不改变
不改变
不处于
遗传平衡
不改变
改变
特别提醒:
①只有处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗传平衡定律,亲代与子代之间种群的基因频率及基因型频率均不变。
②基因频率相同的两个种群,基因型频率不一定相同;当基因型频率发生改变时,基因频率不一定发生改变。
——拓展探究:
　有的同学认为基因型频率发生改变,生物一定发生了进化,你认为该同学的说法是否合理?并说出你的理由。(科学思维)
提示:不合理,基因型频率发生改变,基因频率不一定发生变化,而生物进化的实质是基因频率的改变。

　人工建立一个数量足够大的果蝇实验群体,雌雄个体数量相当且均为杂合子。已知某隐性基因纯合致死,则预测该隐性基因频率的变化曲线是(纵坐标表示该隐性基因频率) (　　)

【解题思维】解答本题需突破以下两个关键点:

【解析】选C。开始时雌雄果蝇均为杂合子,所以隐性基因的基因频率为0.5,又因为隐性基因纯合致死,所以隐性基因的基因频率逐渐降低,但因为杂合子的存在,隐性基因不会消失。
【审答误区】有关自交过程中基因频率和基因型频率变化的两个误区:
(1)杂合子连续逐代自交过程中,基因频率不变,但基因型频率会发生改变。
(2)如出现显性或隐性基因纯合致死现象,会导致显性或隐性基因频率逐渐变小,但因为杂合子的存在,显性或隐性基因不会消失。
【母题追问】
若在该种群中出现显性基因纯合致死,则预测该隐性基因频率的变化曲线是哪一条?为什么?
提示:B。因为显性基因纯合致死,所以显性基因的基因频率逐渐降低,但因为杂合子的存在,显性基因不会消失,在这个数量足够大的种群中,显性基因频率和隐性基因频率之和为1,所以隐性基因频率不断上升,但不为1。
某植物种群中,r基因纯合的个体不能存活。已知该种群的基因型分别为YYRR、YyRR、yyRR、YYRr、YyRr、yyRr,它们的基因型频率依次为30%、20%、20%、10%、10%、10%。计算Y和y的基因频率依次为 (　　)　　　　　　　　　 　
A.55%和45%
B.45%和55%
C.27.5%和22.5%
D.22.5%和27.5%
【解析】选A。由于基因频率是该基因占所有等位基因数的比率,而与非等位基因无关,YY占40%,Yy占30%,yy占30%,所以Y的基因频率为40%+30%×1/2=55%,y的基因频率为45%。
【补偿训练】
　　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,其中雄性金鱼21只,则F1金鱼自由交配所得F2成活个体中,a基因的频率为 (　　)
A.1/8 B.1/6 C.1/11 D.1/14
【解析】选C。由题意知,一对金鱼杂交,F1金鱼共67只,其中雄金鱼21只,雌性个体∶雄性个体≈2∶1,说明金鱼的这一对等位基因位于X染色体上,亲本的基因型为XAXa、XAY。F1中,雌性个体的基因型为XAXa、XAXA,产生卵细胞的基因型及比例是XA∶Xa=3∶1,雄性个体的基因型为XAY,产生的精子的基因型及比例是XA∶Y=1∶1,因此F1金鱼自由交配所得F2的基因型及比例是XAXA∶XAXa∶XAY∶XaY=3∶1∶3∶1,其中XaY死亡,所以成活个体中XAXA∶XAXa∶XAY=3∶1∶3;Xa的基因频率=1÷(3×2+1×2+3)=1/11。
知识点三 隔离及其在物种形成过程中的作用
1.种群与物种的比较:
项目
种群
物种
概念
生活在一定区域的同种生物全部个体的集合
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
范围
较小范围内的同种生物的所有个体
由分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成
判断
标准
①同一时间、同一地点、同一物种;
②同一物种的不同种群不存在生殖隔离,交配能够产生可育后代
①主要是具有一定的形态结构、生理功能和在自然条件下能自由交配并且产生可育后代;
②不同物种之间存在生殖隔离
联系
(1)一个物种可以包括许多种群;
(2)同一个物种的多个种群之间存在着地理隔离,长期发展下去可成为不同的亚种,进而可能形成多个新物种
特别提醒:物种的两个易混点
①同一物种的不同种群间存在地理隔离,不同物种之间存在生殖隔离。
②物种必须是可育的。如三倍体无子西瓜、骡等均不可称为“物种”,因为它们均是“不育”的。
——情境探究:
　三倍体牡蛎肉鲜味美,素有“海的玄米”之称。三倍体牡蛎培育的过程是:用适宜浓度的6-二甲基氨基嘌呤诱导二倍体牡蛎处于减数分裂Ⅱ的次级卵母细胞,抑制第二极体的释放,然后让该细胞与二倍体牡蛎的精子结合。
根据以上信息探究以下问题:
(1)三倍体牡蛎和二倍体牡蛎是两个物种吗?(科学思维)
提示:三倍体牡蛎是不育的,因此不是一个物种,二倍体牡蛎是可育的,是一个物种。
(2)在三倍体牡蛎培育过程中,主要利用了哪种可遗传的变异?(科学思维)
提示:染色体变异。
2.隔离及其在物种形成过程中的作用:
(1)地理隔离和生殖隔离的比较:
①图解:
②表解:
比较项目
地理隔离(图中A)
生殖隔离(图中B)
特点
一旦发生某种地质变化,两个分开的小种群重新相遇,可以再融合在一起
一旦形成就保持物种间基因的不可交流性,从而保证了物种的相对稳定
联系
地理隔离是物种形成的量变阶段;生殖隔离是物种形成的质变阶段,是形成新物种的标志
长期的地理隔离不一定形成生殖隔离,生殖隔离的形成也不一定经过地理隔离
特别提醒:正确认识地理隔离和生殖隔离
①地理隔离不一定形成生殖隔离,当地理隔离时间足够长,基因库差异明显才能形成生殖隔离。
②生殖隔离不一定来自地理隔离,如骤变式物种形成的过程。
(2)物种形成的三种方式:
①渐变式

②骤变式

③人工创造新物种:通过植物体细胞杂交(如番茄—马铃薯)、多倍体育种(如八倍体小黑麦)等方式也可以创造新物种。
特别提醒:地理隔离、生殖隔离与物种形成的关系
①长期的地理隔离可能会导致生殖隔离,进而形成新物种。
②地理隔离是物种形成的量变阶段,生殖隔离是物种形成的质变阶段,生殖隔离是物种形成的最后阶段,是物种间的真正界限。
(3)物种形成的三个环节:
①内容。

②关系图。

特别提醒:物种形成的两点认识
①不能认为隔离是新物种形成的标志,因为隔离包括地理隔离和生殖隔离,其中生殖隔离才是形成新物种的标志。
②生物发生进化不一定形成新物种,进化取决于种群基因频率是否发生改变,物种形成取决于是否形成生殖隔离。
——情境探究:
　隔离与物种形成的关系如图:

经过漫长的地理隔离,是否一定会产生生殖隔离?为什么?(科学思维)
提示:不一定。如果两个种群的生活环境都不发生变化或变化微小,或发生相似的变化,则两个种群的进化方向相同,不会产生生殖隔离。
拓展探究:发现一种外形很像紫花苜蓿的植物,如何确定它和紫花苜蓿是不是同一物种?(科学探究)
提示:自然状态下,让该植物与紫花苜蓿杂交,观察是否能产生可育后代。

　如图是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
【解题思维】解答本题需突破以下两个关键点:

【解析】选B。a通过地理隔离形成两个种群a1和a2,分别演化出b、d、c三个种群,虽然有地理隔离,但是不一定会产生生殖隔离,A错误;由于d是由a1演变而来,所以c与d之间可能存在生殖隔离,B正确;基因频率的改变不一定会导致生殖隔离产生新的物种,但是产生生殖隔离的种群,基因频率一定会发生变化。a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同,但是b和d由于地理隔离存在,所以可能不是同一物种,C错误;即使a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同,只要c和d不存在生殖隔离,仍是同一物种,D错误。
【审答误区】常见以下两种错误:
(1)不明确两种隔离之间的关系而误选A。
(2)两个群体间基因频率是否相同不是判断是否属于同一物种的标志。
【母题追问】
(1)a物种进化为新物种b和c的内因是什么?
提示:突变和基因重组(或可遗传变异)。
(2)若b物种迁入c物种生活的区域,足够长的时间后一定会进化为新物种吗?解释原因。
提示:不一定,b物种也可能因为不适应环境而被淘汰。
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
【解析】选C。由题意知,种群中A的基因频率为40%,a的基因频率为60%,随机交配产生的后代中AA个体的百分比:40%×40%=16%,aa个体的百分比:60%×60%=36%,Aa个体的百分比:48%,A的基因频率:16%+48%/2=40%。自交产生的后代中AA个体的百分比:16%+48%×1/4=28%,aa个体的百分比:36%+48%×1/4=48%,Aa个体的百分比:1-28%-48%=24%,A基因频率:28%+1/2×24%=40%。通过计算可见,C项正确。

1.【科学史情境】达尔文考察了格克伦岛,这个岛屿上经常刮大风,岛上的少数昆虫翅特别发达,大多数昆虫翅退化。
探究:
(1)在这个海岛上昆虫翅长差异的根本来源是什么?(科学思维)
提示:基因突变。
(2)在这个岛屿上,为什么无翅的昆虫特别多?(科学思维)
提示:由于这个岛屿上经常刮大风,那些有翅能飞但翅膀不够强大的昆虫,就常常被大风吹到海里,因而生存和繁殖后代的机会较少,而无翅或残翅的昆虫,由于不能飞,就不容易被风吹到海里,因而生存和繁殖后代的机会就多。经过长时间的自然选择之后,海岛上无翅或残翅的昆虫就特别多,这种现象产生的原因是自然选择。
2.【材料情境】杂交实验表明,桦尺蛾体色受一对等位基因S和s控制,黑色(S)对浅色(s)是显性。在19世纪中叶以前,桦尺蛾种群中S基因频率很低,在5%以下,到了20世纪中叶,该基因的频率上升到95%以上。
探究:
(1)在19世纪时,桦尺蛾的栖息地曼彻斯特地区树干上长满了浅色的地衣,在此环境条件下,种群s的基因频率高的原因是什么?(科学思维)
提示:浅色型(ss)桦尺蛾体色与环境色彩一致,不易被鸟类捕食,生存和繁殖后代的机会多,导致s基因频率高。
(2)随着英国工业的发展,工业炼铜使地衣不能生存,树皮暴露,并被煤烟熏成黑褐色,在此环境条件下,种群S的基因频率升高的原因是什么?(科学思维)
提示:黑色型(SS或Ss)桦尺蛾的黑色成了一种保护色,黑色型个体逐渐增多,导致S基因频率升高。
3.【模型情境】如图是我国黄河两岸某种生物a的演化过程模型。

探究:
(1)自然状态下,b、c之间能进行基因交流吗?为什么?(科学思维)
提示:不能。存在地理隔离。
(2)研究表明,某基因在b、d之间的频率有很大差别,是否说明二者不是同一物种了?(科学思维)
提示:不一定。是否是同一物种要看是否存在生殖隔离。
(3)若长期进化后,b、c形成了两个物种,这反映出物种形成的一般途径是怎样的?(科学思维)
提示:长期的地理隔离产生生殖隔离。

1.生物的进化理论与其他理论一样,也是在修正中发展的,下列关于拉马克的生物进化理论、达尔文的自然选择学说和现代生物进化理论的相关叙述,合理的是________。 
①自然选择学说认为生物进化是有利变异积累的过程,是渐变的过程
②环境通过选择个体的表型而使生物发生进化
③大肠杆菌可以通过基因重组而发生进化
④抗生素能诱导细菌发生基因突变产生抗药性,而使细菌发生进化
⑤自然选择能定向改变种群的基因频率
【解析】选①②⑤。自然选择学说认为生物进化是有利变异积累的过程,是渐变的过程,①正确;环境无法识别生物的基因型,是通过选择表型来选择适应环境的个体的,②正确;基因重组只发生在有性生殖过程中,大肠杆菌不进行有性生殖,不能发生基因重组,③错误;抗生素能选择具有抗药性的细菌,但不会诱导细菌发生基因突变,即环境选择变异而非诱导变异,④错误;自然选择能使基因频率发生定向改变,从而使种群发生定向进化,⑤正确。
2.(2019·湖南学考)现代生物进化理论认为生物进化的基本单位是 (　　)
A.个体　　　B.种群　　　C.群落　　　D.生态系统
【解析】选B。现代生物进化理论认为种群是生物进化的基本单位。
3.如图,理论值与实际生存个体数差别很大,可用来解释的是达尔文进化理论中的 (　　)

A.过度繁殖 B.生存斗争
C.遗传变异 D.适者生存
【解析】选B。由于个体间有差异,通过生存斗争,能适应环境的个体得到保留,不能适应环境的个体被淘汰。
4.某人把原产于丹麦和德国的白三叶草移到瑞典栽培,这里的气候比较寒冷。最初白三叶草茎叶的单位面积产量很低,但经过若干年后,产量显著提高。人们对这一事实作出以下几点解释,其中不符合达尔文自然选择学说的是 (　　)
A.比较不耐寒的个体被自然淘汰
B.耐寒的个体得以生存并繁衍
C.白三叶草在生长过程中逐渐适应了新的环境
D.这是一个自然选择的过程
【解析】选C。根据达尔文自然选择学说,适应是自然选择的结果。白三叶草本身存在抗寒个体的变异,环境(气候比较寒冷)对该种变异进行了选择,使抗寒性状在后代中积累和加强,比较不耐寒的个体在生存斗争中被自然淘汰,故A、B、D选项正确。
5.在某一种群中,经过调查得知,隐性性状(等位基因用A、a表示)约占9%,那么该性状的AA、Aa基因型个体出现的频率分别约为 (　　)
A.0.9、0.82 B.0.36、0.55
C.0.49、0.42 D.0.18、0.73
【解析】选C。已知隐性性状即aa的基因型频率为9%,那么a基因的频率为0.3,则A基因的频率为1-0.3=0.7。在理想的状态下,运用遗传平衡公式进行计算:AA的基因型频率为0.7×0.7=0.49;Aa的基因型频率为2×0.7×0.3=0.42。
6.根据达尔文自然选择学说(图解如图),下列对现代生物进化理论的补充、完善等内容中,不正确的是 (　　)

A.现代生物进化理论是在研究种群基因频率变化的基础上发展起来的
B.种群是生物进化的基本单位
C.新物种形成包括突变和基因重组、自然选择、隔离三个基本环节
D.种群中每个个体都含有该种群基因库的全部基因
【解析】选D。分析题图可知,由于自然选择作用,使种群基因频率发生定向改变,因此现代生物进化理论是在研究种群基因频率变化的基础上发展起来的,A正确;现代生物进化理论认为生物进化的基本单位是种群,B正确;新物种形成的三个基本环节包括突变和基因重组、自然选择、隔离,C正确;种群基因库是一个种群中的所有个体的全部基因,种群中的每个个体的基因不一定包含种群基因库中的所有基因,D错误。
7.超级病菌是一种耐药性细菌,它含有超强耐药性基因δ,该δ基因编码一种ω酰胺酶,使抗生素药物对这种细菌不起作用。
(1)δ是有遗传效应的__________片段。超级细菌产生抗药性的根本原因是__________________。 
(2)滥用抗生素在客观上对超级细菌起到了选择作用,请结合题干信息分析超级细菌耐药的机理:______________________。 
【解析】(1)细菌的遗传物质是DNA,基因是有遗传效应的DNA片段。超级细菌产生抗药性的根本原因是发生了可遗传的变异,细菌可遗传的变异只有基因突变。
(2)由题干信息可知耐药性基因δ编码一种ω酰胺酶,可以使抗菌药物失活,从而使抗生素对超级病菌不起作用。
答案:(1)DNA　基因突变　(2)耐药性基因δ编码一种ω酰胺酶,可以使抗菌药物失活
8.某植物种群,AA基因型个体占30%,aa基因型个体占20%,则:
(1)该植物的A、a基因频率分别是______、______。 
(2)若该植物自交,后代中AA、aa基因型个体分别占____、______。这时A、a的基因频率分别是______、_____。 
(3)依据现代生物进化理论,这种植物在两年中是否发生了进化?______,原因是__。 
(4)由此可见,进化的基本单位是______,进化的原材料由____________________提供,是否发生进化取决于______,进化的实质是________________________________________________________________________。 
【解析】(1)由题意可知,该种群中,AA基因型频率=30%,aa基因型频率=20%,则Aa基因型频率=1-30%-20%=50%,该植物A的基因频率=30%+1/2×50%=55%,a的基因频率=20%+1/2×50%=45%。
(2)该种群的植物个体自交,AA与aa的个体自交后代全是纯合子(分别是AA和aa),Aa的个体自交后代的基因型是AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,因此该种群植物自交后代中AA的基因型频率是30%+50%×1/4=42.5%,aa的基因型频率是20%+50%×1/4=32.5%,Aa的基因型频率是50%×2/4=25%,A的基因频率=42.5%+1/2×25%=55%,a的基因频率=1-55%=45%。
(3)依据现代生物进化理论,这种植物在两年中由于种群的基因频率没有发生改变,所以没有发生进化。
(4)生物进化的基本单位是种群,进化的原材料由突变和基因重组提供,是否发生进化取决于自然选择,进化的实质是种群基因频率的改变。
答案:(1)55%　45%
(2)42.5%　32.5%　55%　45%
(3)否　种群基因频率没有发生改变　(4)种群　突变和基因重组　自然选择　种群基因频率的改变