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生物的進化 知識體系——定內(nèi)容 核心素養(yǎng)——定能力 生命觀念 通過現(xiàn)代生物進化理論等知識，理解生命的延續(xù)和發(fā)展，認識生物界及生物多樣性，形成生物進化的觀點，樹立正確的自然觀 科學思維 通過物種形成、種群的基因頻率與基因型頻率的計算，培養(yǎng)歸納與概括、邏輯分析和計算能力 社會責任 通過由于人類大量服用抗生素導致抗藥性病菌增多的現(xiàn)象，引導人們高度關注不正確使用抗生素帶來的危害，關注人類健康 考點一　現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容[重難深化類] 1．達爾文的自然選擇學說 項目 自然選擇 主要觀點 ①過度繁殖 ②生存斗爭 ③遺傳變異 ④適者生存 評價 貢獻 ①論證了生物是不斷進化的，對生物進化的原因提出了合理的解釋 ②科學地解釋了生物多樣性的形成 不足 ①對遺傳和變異的本質(zhì)不能作出科學的解釋 ②對生物進化的解釋局限于個體水平 ③強調(diào)物種形成都是漸變的結(jié)果，不能很好地解釋物種大爆發(fā)等現(xiàn)象 2．現(xiàn)代生物進化理論 (1)種群是生物進化的基本單位 ①基因庫：一個種群中全部個體所含有的全部基因。 ②基因頻率：一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比率。 (2)突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料 ①可遺傳變異的來源 ②生物突變的有利和有害不是絕對的，往往取決于環(huán)境。 ③生物的變異是不定向的，只是產(chǎn)生了生物進化的原材料，不能決定生物進化的方向。 (3)自然選擇決定生物進化的方向 (4)隔離導致物種的形成 ①隔離 ② 3．共同進化與生物多樣性的形成 (1)共同進化 ①概念：不同物種之間、生物與無機環(huán)境之間在相互影響中不斷進化和發(fā)展。 ②原因：生物與生物之間的相互選擇和生物與無機環(huán)境之間的相互影響。 (2)生物多樣性 所含內(nèi)容 基因多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性 形成原因 共同進化 進化證據(jù) 主要是化石 [基礎自測] 1．判斷下列敘述的正誤 (1)生物進化的基本單位是群落() (2012海南卷，T23D改編) (2)生物進化的方向與基因突變的方向一致() (3)外來物種入侵能改變生物進化的速度和方向(√) (2012江蘇卷，T5C) (4)生物的種間競爭是一種選擇過程(√) (2012江蘇卷，T5A) (5)環(huán)境發(fā)生變化時，種群的基因頻率可能改變，也可能不變(2012海南卷，T23C)(√) 2．連線達爾文的自然選擇學說的內(nèi)容 3．學透教材、理清原因、規(guī)范答題用語專練 (1)圖中：①是__________________，②是__________，③是__________，④是__________。 (2)物種形成的三個環(huán)節(jié)是________________、__________和隔離。 (3)物種的形成是否一定要經(jīng)過地理隔離？舉例說明。_________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)突變和基因重組　自然選擇　地理隔離　生殖隔離　(2)突變和基因重組　自然選擇　(3)不一定，如多倍體植物的出現(xiàn)是通過染色體變異的方式形成新物種，沒有經(jīng)過地理隔離 1．“歸納法”比較自然選擇學說與現(xiàn)代生物進化理論 2．“圖解法”把握物種形成的三大模式 3．選擇對生物進化的影響 (1)自然選擇與人工選擇 項目 自然選擇 人工選擇 選擇因素 自然環(huán)境條件 人類 選擇結(jié)果 對生物自身生存有利，對人類不一定有利 滿足人類 各種需求速度 慢 快 (2)選擇對基因頻率的影響 ①選擇的直接對象是具有某特定性狀表現(xiàn)的生物體。 ②選擇的實質(zhì)是保留或淘汰控制某特定性狀表現(xiàn)的基因。 ③選擇的結(jié)果：從生物個體角度看導致生物個體生存或死亡；從基因角度看導致控制某特定性狀的基因的頻率上升或下降。 4．“列表法”比較物種形成與生物進化的不同 項目 物種形成 生物進化 標志 生殖隔離出現(xiàn) 基因頻率改變 變化后生物與原生物的關系 出現(xiàn)生殖隔離，屬于不同物種，是質(zhì)變 基因頻率改變，屬于同一物種，是量變 二者聯(lián)系 ①只有不同種群的基因庫產(chǎn)生了明顯差異，出現(xiàn)生殖隔離才形成新物種 ②進化不一定產(chǎn)生新物種，新物種產(chǎn)生一定存在進化 [對點落實] 1．下列關于自然選擇學說和現(xiàn)代生物進化理論及其內(nèi)容的敘述，錯誤的是(　　) A．自然選擇學說解釋了生物的多樣性和適應性 B．隔離是形成新物種的必要條件，也是生物進化的必要條件 C．有性生殖的出現(xiàn)有利于實現(xiàn)基因的重組，從而加快了生物進化的速度 D．物種形成的三個基本環(huán)節(jié)是突變和基因重組、自然選擇、隔離 解析：選B　隔離是新物種形成的必要條件，但不是生物進化的必要條件。生物進化的標志是種群基因頻率的改變，生物發(fā)生進化但不一定會出現(xiàn)生殖隔離。 2．(2018浙江4月選考)下列關于自然選擇的敘述，錯誤的是(　　) A．自然選擇是生物進化的重要動力 B．自然選擇加速了種群生殖隔離的進程 C．自然選擇獲得的性狀都可以通過遺傳進行積累 D．自然選擇作用于對個體存活和繁殖有影響的變異性狀 解析：選C　自然選擇是指在生存斗爭中，適者生存、不適應者被淘汰的過程，使種群基因頻率發(fā)生定向改變，導致同一物種不同種群間的基因庫出現(xiàn)差異，當這種差異變得顯著時可導致種群間產(chǎn)生生殖隔離，進而形成新物種，可見自然選擇是生物進化的重要動力，加速了種群生殖隔離的進程；自然選擇獲得的性狀，若為可遺傳變異的范疇，則可以通過遺傳進行積累；自然選擇直接作用的是生物個體，而且是生物個體的表現(xiàn)型，使具有有利變異的個體存活的機會增加，進而通過繁殖，使有利變異在后代中積累，因此自然選擇作用于對個體存活和繁殖有影響的變異性狀。 3．如圖表示蒙古冰草和沙生冰草兩個物種形成的機制。下列相關敘述正確的是(　　) A．種群1內(nèi)部個體間形態(tài)和大小方面的差異體現(xiàn)的是物種多樣性 B．蒙古冰草和沙生冰草為兩個物種的標志是二者之間存在生殖隔離 C．a(chǎn)是地理隔離，自然選擇的直接對象是種群中不同的等位基因 D．蒙古冰草和沙生冰草一直利用相同的生物和非生物資源 解析：選B　一個種群中不同個體表現(xiàn)型的差異體現(xiàn)了生物多樣性層次中的基因多樣性；蒙古冰草和沙生冰草為兩個物種的標志是二者之間產(chǎn)生了生殖隔離；a是地理隔離，自然選擇的直接對象是生物的表現(xiàn)型；蒙古冰草和沙生冰草生活的區(qū)域環(huán)境不同，所以利用的生物和非生物資源可能不同。 [類題通法] 判斷生物進化與新物種形成的方法 (1)從形成標志方面分析 ①如果生物之間出現(xiàn)了生殖隔離，則說明形成了新物種。 ②如果只是種群基因頻率改變，則只能說明生物一定發(fā)生了進化。 (2)從二者聯(lián)系方面分析 ①只有不同種群的基因庫產(chǎn)生了明顯差異，出現(xiàn)生殖隔離后才能形成新物種。 ②生物進化不一定產(chǎn)生新物種，新物種產(chǎn)生一定發(fā)生了生物進化。 抗藥性又稱耐藥性，抗藥性是物競天擇的結(jié)果，由于大量使用抗生素，具有抗藥性的病菌就越來越多，用來有效對抗病菌的抗生素的種類愈來愈少，雖然新藥在研發(fā)，但細菌發(fā)展抗藥性的速度卻不亞于人們發(fā)明新藥的速度。所以有人悲觀地預期“后抗生素時代”——抗生素無效的時代就要來臨。 [對點落實] 4．抗青霉素葡萄球菌是一種突變型菌種。將未接觸過青霉素的葡萄球菌接種到含青霉素的培養(yǎng)基上，結(jié)果有極少數(shù)存活下來。存活下來的葡萄球菌在相同培養(yǎng)基中經(jīng)多代培養(yǎng)后，對青霉素的抗性明顯增強。原因是(　　) A．青霉素使用量的增加提高了葡萄球菌對青霉素的抗性 B．青霉素的選擇作用提高了葡萄球菌抗青霉素基因的頻率 C．葡萄球菌對青霉素抗性的增強是定向突變的結(jié)果 D．葡萄球菌的抗青霉素基因是在使用青霉素后產(chǎn)生的 解析：選B　青霉素只起到選擇作用；青霉素的選擇作用提高了葡萄球菌抗青霉素基因的頻率，淘汰掉了不抗青霉素的個體；突變是不定向的；葡萄球菌的抗青霉素基因是在使用青霉素前通過基因突變產(chǎn)生的。 5．如圖所示的是施用某種殺蟲劑以后，昆蟲種群所發(fā)生的改變。下列相關敘述錯誤的是(　　) A．①類個體被淘汰的原因并不是該殺蟲劑未能誘發(fā)其產(chǎn)生抗性基因 B．抗性基因的根本來源是可遺傳變異，②③類個體的抗性基因一定來源于遺傳 C．若連續(xù)使用該殺蟲劑，抗該殺蟲劑的基因頻率會越來越趨近1 D．殺蟲劑直接選擇的對象是昆蟲的抗藥性或不抗藥性的表現(xiàn)型 解析：選B　觀察題圖可知，②類個體是在施用殺蟲劑之前，已經(jīng)發(fā)生基因突變產(chǎn)生抗性基因的個體，②③類個體的抗性基因可能來源于原種群中含抗性基因的個體，殺蟲劑只起選擇作用，①類個體被淘汰的原因是其本身不含抗性基因；若連續(xù)使用該殺蟲劑，不含抗性基因的個體被淘汰，而含抗性基因的個體所占比例越來越高，故抗殺蟲劑的基因頻率會越來越趨近1；施用殺蟲劑后，具有抗藥性的個體生存下來，不具有抗藥性的個體被淘汰，故殺蟲劑直接選擇的對象是昆蟲的抗藥性或不抗藥性的表現(xiàn)型。 [易錯提醒] 變異先于環(huán)境選擇 (1)“突變”不是基因突變的簡稱，而是包括“基因突變”和“染色體變異”。 (2)變異在環(huán)境變化之前已經(jīng)產(chǎn)生，環(huán)境只是起選擇作用，不能定向誘發(fā)基因突變。 (3)變異是不定向的，而自然選擇能定向改變種群基因頻率，從而使種群發(fā)生定向進化。 考點二　種群的基因與基因型頻率的計算[題點精析類] 題型(一)　已知基因型個體數(shù)，求基因頻率 1．某小島上原有果蠅20 000只，其中基因型MM、Mm和mm的果蠅分別占15%、55%和30%。若從島外入侵了2 000只基因型為MM的果蠅，且所有果蠅均隨機交配，則F1中m的基因頻率約為(　　) A．43%　　　　　　　　　　 B．48% C．52% D．57% 解析：選C　隨機交配，基因頻率保持不變，所以計算出22 000只果蠅中m的基因頻率就是F1中m的基因頻率，即≈52%。 [類題通法] 已知各種基因型的個體數(shù)，計算基因頻率 某基因頻率＝100% PA＝100% Pa＝100% (PA、Pa表示A、a的基因頻率，PAA、PAa、Paa表示三種基因型個體數(shù)) 題型(二)　已知基因型頻率，求基因頻率 2．蝸牛的有條紋(A)對無條紋(a)為顯性。在一個地區(qū)的蝸牛種群內(nèi)，有條紋(AA)個體占55%，無條紋個體占15%，若蝸牛間進行自由交配得到F1，則F1中A基因的頻率和Aa基因型的頻率分別為(　　) A．30%,21% B．30%,42% C．70%,21% D．70%,42% 解析：選D　根據(jù)題意可知，Aa個體占30%，蝸牛間進行自由交配時，產(chǎn)生A配子的基因頻率＝55%＋30%1/2＝70%，a配子的基因頻率＝15%＋30%1/2＝30%，自由交配得到F1各基因型的頻率比例為AA∶Aa∶aa＝49%∶42%∶9%，統(tǒng)計得到A基因的頻率為49%＋42%1/2＝70%。 [類題通法] 已知基因型頻率計算基因頻率 設有N個個體的種群，AA、Aa、aa的個體數(shù)分別為n1、n2、n3，A、a的基因頻率分別用PA、Pa表示，AA、Aa、aa的基因型頻率分別用PAA、PAa、Paa表示，則： PA＝＝＝PAA＋PAa Pa＝＝＝Paa＋PAa 由以上公式可以得出下列結(jié)論： 某等位基因的頻率＝該等位基因純合子的頻率＋雜合子的頻率。 題型(三)　與伴性遺傳有關的基因頻率計算 3．(2019南昌模擬)某生物興趣小組抽樣調(diào)查的500人中，各種基因型和人數(shù)情況如下表所示，則這500人中，Xb的基因頻率為(　　) 基因型 XBXB XBXb XbXb XBY XbY 人數(shù) 278 14 8 170 30 A．5.2% B．6% C．7.5% D．20% 解析：選C　b基因的總數(shù)＝14＋82＋30＝60，(B＋b)基因的總數(shù)＝(278＋14＋8)2＋170＋30＝800。根據(jù)種群中某基因頻率＝種群中該基因總數(shù)/種群中該對等位基因總數(shù)100%，得出Xb的基因頻率＝100%＝100%＝7.5%。 [類題通法] 伴性遺傳中基因頻率的計算 p＝100% q＝100% (p為XA的基因頻率，q為Xa的基因頻率，N代表各基因型個體數(shù)) 題型(四)　利用遺傳平衡公式，求基因型頻率 4．某動物種群中AA、Aa和aa的基因型頻率分別為0.3、0.4和0.3，且種群數(shù)量足夠大、不發(fā)生基因突變、自然選擇不起作用、沒有遷入遷出，則下列分析錯誤的是(　　) A．如果種群中個體間隨機交配，該種群的子一代中aa的基因型頻率為0.25 B．如果該種群的子一代再隨機交配，其后代中aa的基因型頻率會發(fā)生改變 C．如果該種群個體只在相同基因型之間進行交配，其子一代中AA的基因型頻率為0.4 D．如果子一代也同樣只發(fā)生相同基因型之間的交配，AA的基因型頻率會發(fā)生改變 解析：選B　由分析可知，該動物種群中A的基因頻率為0.3＋1/20.4＝0.5，a的基因頻率為1－0.5＝0.5。如果種群中個體間隨機交配，該種群的子一代中aa的基因型頻率為0.50.5＝0.25；由題意知，該種群數(shù)量足夠大、不發(fā)生基因突變、自然選擇不起作用、沒有遷入遷出，可以認為遵循遺傳平衡定律，根據(jù)遺傳平衡定律可知，該種群的子一代再隨機交配，其后代中aa的基因型頻率不會發(fā)生改變；如果該種群只在相同基因型之間進行交配，即發(fā)生自交，其子一代中AA的基因型頻率為0.3＋0.41/4＝0.4；如果子一代也同樣只發(fā)生相同基因型之間的交配，AA的基因型頻率會發(fā)生改變。 [類題通法] 利用遺傳平衡定律計算基因型頻率 (1)前提條件：a.種群非常大；b.所有雌雄個體之間自由交配；c.沒有遷入和遷出；d.沒有自然選擇；e.沒有基因突變。 (2)計算公式：當?shù)任换蛑挥袃蓚€時(A、a)，設p表示A的基因頻率，q表示a的基因頻率，則： 基因型AA的頻率＝p2 基因型Aa的頻率＝2pq 基因型aa的頻率＝q2 題型(五)　隨機交配與自交條件下的基因頻率計算 5．某植物種群中，AA基因型個體占30%，aa基因型個體占20%。若該種群植物自交，后代中AA、aa基因型個體出現(xiàn)的頻率及A、a的基因頻率分別為(　　) A．55%、45%、45%、55% B．42.5%、32.5%、45%、55% C．55%、45%、55%、45% D．42.5%、32.5%、55%、45% 解析：選D　親代中AA基因型個體占30%，aa基因型個體占20%，則Aa基因型個體占50%，親代、子代的基因頻率不變，則A的基因頻率＝30%＋(1/2)50%＝55%，a的基因頻率為45%；若該種群植物自交，后代中AA基因型個體出現(xiàn)的頻率為30%＋(1/4)50%＝42.5%，aa基因型個體出現(xiàn)的頻率為20%＋(1/4)50%＝32.5%。 6．在一個隨機交配的中等大小的種群中，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)控制某性狀的基因型只有兩種：AA基因型的頻率為20%，Aa基因型的頻率為80%，aa基因型(致死型)的頻率為0，那么隨機交配繁殖一代后，AA基因型的個體占(　　) A．1/5 B．1/4 C．3/7 D．11/21 解析：選C　由題意可得出，A的基因頻率＝60%，a的基因頻率＝40%，隨機交配繁殖一代后，AA的基因型頻率＝60%60%＝36%，Aa的基因型頻率＝240%60%＝48%，aa個體致死，因此AA基因型的個體占36%/(36%＋48%)＝3/7。 [類題通法] 自交和自由交配時基因型頻率變化規(guī)律 (1)自交：種群個體自交時，純合子增多，雜合子減少，基因型頻率發(fā)生改變。自交過程不改變基因頻率。 (2)自由交配：在無基因突變、各種基因型的個體生活力相同時，處于遺傳平衡的種群自由交配遵循遺傳平衡定律，上下代之間種群的基因頻率及基因型頻率不變。如果一個種群沒有處于遺傳平衡狀態(tài)，自由交配不改變基因頻率，但改變基因型頻率。 　 　　　課堂一刻鐘 1．(2018江蘇高考)下列關于生物進化的敘述，正確的是(　　) A．群體中近親繁殖可提高純合體的比例 B．有害突變不能成為生物進化的原材料 C．某種生物產(chǎn)生新基因并穩(wěn)定遺傳后，則形成了新物種 D．若沒有其他因素影響，一個隨機交配小群體的基因頻率在各代保持不變 易錯探因——知識混淆 產(chǎn)生新基因會改變基因頻率，導致生物發(fā)生進化，但不一定產(chǎn)生新物種，物種的形成必需經(jīng)過生殖隔離?！?　 　　 　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 解析：選A　群體中近親個體基因相似度高，所以群體中近親繁殖會提高純合體的比例；突變和基因重組是生物進化的原材料；新物種形成的標志是生殖隔離的出現(xiàn)，產(chǎn)生新基因并穩(wěn)定遺傳不代表形成了生殖隔離；基因頻率保持不變的一個前提是種群足夠大，一個隨機交配小群體的基因頻率不一定在各代保持不變。 2．(2018海南高考)為判斷生活在不同地區(qū)的兩個種群的鳥是否屬于同一物種，下列做法合理的是(　　) A．了解這兩個種群所在地區(qū)之間的距離后作出判斷 B．觀察這兩個種群個體之間是否存在生殖隔離現(xiàn)象 C．將兩個種群置于相同環(huán)境條件下，比較其死亡率 D．將兩個種群置于相同環(huán)境條件下，比較其出生率 易錯探因——概念不清 此題是對物種形成必要條件的考查，只有種群間形成了生殖隔離，才能說明兩種群是不同物種。 只有準確理解“物種”的概念，才能正確解答本題。　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　 　　 解析：選B　根據(jù)現(xiàn)代生物進化理論，若兩個種群之間形成了生殖隔離，即兩者不能交配，或交配的后代不育，則兩個種群屬于不同物種。 3．(2018海南高考)甲、乙兩物種在某一地區(qū)共同生存了上百萬年，甲以乙為食。下列敘述錯誤的是(　　) A．甲、乙的進化可能與該地區(qū)環(huán)境變化有關 B．物種乙的存在與進化會阻礙物種甲的進化 C．若甲是動物，乙可能是植物，也可能是動物 D．甲基因型頻率改變可能引起乙基因頻率的改變 易錯探因——記憶不準 教材中明確說明捕食者和被捕食者在相互選擇中共同進化。因此只有準確理解和識記教材知識，才是準確答題的根本?！　　?　　　　　　　　　　　　　 　　 解析：選B　根據(jù)共同進化的觀點，物種乙的存在與進化會促進物種甲的進化，有利于提高生物多樣性。 4．(2016北京高考)豹的某個棲息地由于人類活動被分隔為F區(qū)和T區(qū)。20世紀90年代初，F(xiàn)區(qū)豹種群僅剩25只，且出現(xiàn)諸多疾病。為避免該豹種群消亡，由T區(qū)引入8只成年雌豹。經(jīng)過十年，F(xiàn)區(qū)豹種群增至百余只，在此期間F區(qū)的(　　) A．豹種群遺傳(基因)多樣性增加 B．豹后代的性別比例明顯改變 C．物種豐(富)度出現(xiàn)大幅度下降 D．豹種群的致病基因頻率不變 易錯探因——概念不清 在同一物種內(nèi)是基因多樣性增加，在不同物種間是物種多樣性增加。如果不能正確理解生物多樣性三個層次間的關系，就易出錯?！　　?　　　　　 　　　 　　 解析：選A　由題干信息可知，為避免F區(qū)豹種群消亡，從T區(qū)引入8只成年雌豹后，F(xiàn)區(qū)豹種群數(shù)量增加，豹種群遺傳(基因)多樣性也會增加；由T區(qū)引入8只成年雌豹，經(jīng)過十年，F(xiàn)區(qū)豹種群增至百余只，由于F區(qū)環(huán)境沒有發(fā)生明顯變化，故后代雌雄比例不會發(fā)生明顯改變；F區(qū)引入雌豹后，十年內(nèi)豹種群增加，說明豹的數(shù)量未超過環(huán)境容納量，物種豐(富)度不會出現(xiàn)大幅度下降；十年間在環(huán)境的選擇作用下，隨物種的進化，種群的致病基因頻率會發(fā)生定向改變。 5．(2018全國卷Ⅰ)回答下列問題： (1)大自然中，獵物可通過快速奔跑來逃脫被捕食，而捕食者則通過更快速的奔跑來獲得捕食獵物的機會，獵物和捕食者的每一點進步都會促進對方發(fā)生改變，這種現(xiàn)象在生態(tài)學上稱為________。 (2)根據(jù)生態(tài)學家斯坦利的“收割理論”，食性廣捕食者的存在有利于增加物種多樣性，在這個過程中，捕食者使物種多樣性增加的方式是 _______________________________ ________________________________________________________________________。 (3)太陽能進入生態(tài)系統(tǒng)的主要過程是______________________________________ _________________________________________________。分解者通過_________________ ____________________________________________________________________來獲得生命活動所需的能量。 命題探源——以“本”為本 此空是對人教版必修③教材P123美國生態(tài)學家斯坦利“收割理論”的變式考查。這啟示我們在學習過程中，不能一味地死記硬背，要在理解基礎上記牢用活?！　　　　　　?　　　　　　　　　　　　　　 　　 解析：(1)獵物和捕食者通過捕食活動相互影響，自然選擇有利于獵物種群中跑得快的個體生存，也有利于捕食者種群中跑得快的個體生存，體現(xiàn)了生物與生物之間的協(xié)(共)同進化。(2)捕食者往往捕食個體數(shù)量多的物種，這樣會避免出現(xiàn)一種或少數(shù)幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對優(yōu)勢的局面，為其他物種的生存提供機會，有利于增加物種多樣性。(3)綠色植物通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能儲存在有機物中，這是太陽能進入生態(tài)系統(tǒng)的主要過程。分解者可以通過呼吸作用將動植物遺體和動物排遺物中的有機物分解，來獲得生命活動所需的能量。 答案：(1)協(xié)同進化(或答共同進化)　(2)捕食者往往捕食個體數(shù)量多的物種，為其他物種的生存提供機會　(3)綠色植物通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能儲存在有機物中　呼吸作用將動植物遺體和動物排遺物中的有機物分解 [學情考情了然于胸] 一、明考情知能力——找準努力方向 考查知識 1.現(xiàn)代生物進化理論的基本內(nèi)容，重點考查生物進化、物種形成。 2.共同進化與生物多樣性的形成，主要通過實例考查共同進化。 考查能力 1.識記能力：主要考查對現(xiàn)代生物進化理論基本內(nèi)容的識記能力。 2.推理能力：通過種群基因頻率或基因型頻率的計算考查科學思維能力。 二、記要點背術語——匯總本節(jié)重點 1．現(xiàn)代生物進化理論 (1)在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會發(fā)生定向改變，導致生物朝著一定的方向不斷進化。 (2)隔離是新物種形成的必要條件，新物種形成的標志是產(chǎn)生生殖隔離。 (3)變異是不定向的，變異的利害性取決于生物所生存的環(huán)境。 (4)自然選擇是定向的，決定生物進化的方向。 2．共同進化：生物與生物之間、生物與環(huán)境之間在相互影響中不斷進化和發(fā)展形成了共同進化。 3．生物多樣性：生物進化形成了生物多樣性，生物多樣性包括基因多樣性(也稱為遺傳多樣性)、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。 [課下達標檢測]　 一、選擇題 1．(2019宜賓調(diào)研)下列有關種群及生物進化的敘述，正確的是(　　) A．自然選擇直接作用于個體的基因型，并決定了生物的進化方向 B．只有突變和基因重組才能導致種群的基因頻率發(fā)生改變 C．被捕食者大多是年老、病弱或年幼的個體，捕食者的存在有利于被捕食種群的發(fā)展 D．研究種群間差異的關鍵是它們能否出現(xiàn)地理隔離和形成生殖隔離 解析：選C　自然選擇直接作用于個體的表現(xiàn)型，并決定了生物進化的方向；導致種群的基因頻率發(fā)生改變的因素很多，如突變、基因重組、遷入和遷出以及選擇等；被捕食者大多是年老、病弱或年幼的個體，捕食者的存在可以促進被捕食種群的發(fā)展；研究種群間差異的關鍵是研究它們的種群特征。 2．下列有關基因頻率、基因型頻率與生物進化的敘述，正確的是(　　) A．因色盲患者中男性數(shù)量多于女性，所以男性群體中色盲基因頻率大于女性群體 B．一個種群中，控制一對相對性狀的基因型頻率改變說明物種在進化 C．基因型為Aa的個體逐代自交，后代所形成的種群中，A的基因頻率大于a的基因頻率 D．可遺傳變異為進化提供原材料，突變是生物發(fā)生進化的重要原因 解析：選D　基因頻率是針對種群而言的，男性群體和女性群體都不能代表一個種群，兩者無法比較基因頻率的大??；生物進化的實質(zhì)是基因頻率的變化而非基因型頻率的變化；Aa個體逐代自交的過程中A、a傳遞給子代的概率相同，因此后代所形成的種群中A和a基因頻率相等；可遺傳變異包括突變和基因重組，為生物進化提供原材料，生物通過突變產(chǎn)生大量的可遺傳變異，使種群的基因頻率發(fā)生改變，生物發(fā)生進化。 3．根據(jù)現(xiàn)代生物進化理論，下列說法正確的是(　　) A．在自然選擇過程中，黑色與灰色樺尺蠖表現(xiàn)為共同進化 B．超級細菌感染病例的出現(xiàn)，是因為抗生素的濫用促使細菌發(fā)生基因突變 C．持續(xù)選擇條件下，決定某不良性狀的基因頻率將逐漸減小 D．隔離與新物種形成是達爾文自然選擇學說的主要內(nèi)容 解析：選C　黑色樺尺蠖與灰色樺尺蠖為同一物種，不能表現(xiàn)為共同進化；基因突變是自發(fā)的，環(huán)境只是對其起選擇作用；持續(xù)選擇條件下，決定某不良性狀的基因頻率將逐漸減小；隔離與新物種形成是現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容之一。 4．(2019鄭州質(zhì)檢)鼠尾草的雄蕊高度特化，成為活動的杠桿系統(tǒng)，并與蜜蜂的大小相適應。當蜜蜂前來采蜜時，根據(jù)杠桿原理，上部的長臂向下彎曲，使頂端的花藥接觸到蜜蜂背部，花粉便散落在蜜蜂背上。由此無法推斷出(　　) A．雄蕊高度特化的鼠尾草將自身的遺傳物質(zhì)傳遞給后代的概率更高 B．鼠尾草屬于自花傳粉植物 C．鼠尾草雄蕊的形態(tài)是自然選擇的結(jié)果 D．鼠尾草花的某些形態(tài)特征與傳粉昆蟲的某些形態(tài)特征相適應，屬于共同進化 解析：選B　雄蕊高度特化的鼠尾草能夠通過蜜蜂傳粉，有利于自身的遺傳物質(zhì)傳遞給后代；鼠尾草通過蜜蜂攜帶花粉并將花粉傳授到其他的花上，這說明鼠尾草能進行異花傳粉，從題中信息不能看出鼠尾草能進行自花傳粉；鼠尾草雄蕊的形態(tài)是長期自然選擇的結(jié)果；不同生物之間在相互影響中共同進化。 5．(2017浙江4月選考)經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，某地區(qū)菜青蟲種群的抗藥性不斷增強，其原因是連續(xù)多年對菜青蟲使用農(nóng)藥。下列敘述正確的是(　　) A．使用農(nóng)藥導致菜青蟲發(fā)生抗藥性變異 B．菜青蟲抗藥性的增強是人工選擇的結(jié)果 C．通過選擇導致菜青蟲抗藥性變異不斷積累 D．環(huán)境是造成菜青蟲抗藥性不斷增強的動力 解析：選C　可遺傳的變異為生物進化提供原材料，抗藥性的產(chǎn)生是基因突變的結(jié)果，農(nóng)藥只是起到了選擇作用；菜青蟲抗藥性增強是自然選擇的結(jié)果；自然選擇可以導致有利變異的積累，即農(nóng)藥的選擇使菜青蟲的抗藥性(有利變異)不斷積累；生存斗爭是造成菜青蟲抗藥性不斷增強的動力。 6．下列關于生物的變異與進化的敘述，錯誤的是(　　) A．可遺傳變異是生物發(fā)生進化的內(nèi)因 B．貓叫綜合征與紅綠色盲產(chǎn)生的機理均為基因突變 C．人為因素可以導致基因頻率發(fā)生定向改變 D．遷入與遷出、遺傳漂變會影響生物進化 解析：選B　突變(基因突變和染色體變異)和基因重組產(chǎn)生進化的原材料，如果沒有可遺傳變異，就不可能發(fā)生進化；貓叫綜合征的致病機理是人的第5號染色體部分缺失，屬于染色體變異，不屬于基因突變；在實際生產(chǎn)、生活過程中，人們根據(jù)自己的需求和愛好，選擇某些特定性狀的生物進行培育，從而使種群的基因頻率發(fā)生定向改變，例如，人們選擇矮稈作物進行培育從而使作物矮稈基因的頻率增大等；遷入與遷出能夠引起種群部分基因的增加或減少，遺傳漂變會使少數(shù)個體攜帶的特有基因不能遺傳給下一代而消失，兩者都會引起基因頻率的改變，因此都會影響生物的進化。 7．下列敘述正確的是(　　) A．一個果蠅種群中AA∶Aa＝1∶1，該種群自交和自由交配產(chǎn)生的子一代基因頻率不同 B．一個種群中AA、Aa、aa的基因型頻率分別為30%、60%、10%，該種群中每種基因型的個體中雌雄比例為1∶1，所有個體自由交配，子代中基因型頻率不變 C．某學校的學生中某一相對性狀的各基因型頻率之比為XBXB∶XBXb∶XBY∶XbY＝44%∶6%∶42%∶8%，則Xb的頻率為7% D．人的ABO血型取決于3個等位基因IA、IB、i。通過抽樣調(diào)查發(fā)現(xiàn)某小島上人的血型頻率(基因型頻率)：A型(IAIA，IAi)＝0.45；B型(IBIB，IBi)＝0.13；AB型(IAIB)＝0.06；O型(ii)＝0.36。IA、IB的頻率分別是0.3、0.1 解析：選D　一個果蠅種群中AA∶Aa＝1∶1，即AA占1/2，Aa占1/2，AA自交后代為AA，Aa自交后代中AA占1/4、Aa占1/2、aa占1/4，故自交后代基因型頻率為P(AA)＝5/8，P(Aa)＝1/4，P(aa)＝1/8，基因頻率為P(A)＝3/4，P(a)＝1/4；自由交配在沒有選擇的情況下，子代中的基因頻率與親代中的相同，即P(A)＝3/4，P(a)＝1/4。一個種群中AA、Aa、aa的基因型頻率分別為30%、60%、10%，則A的基因頻率為60%，a的基因頻率為40%，個體隨機交配，后代AA的基因型頻率為36%，Aa的基因型頻率為48%，aa的基因型頻率為16%。當XBXB∶XBXb∶XBY∶XbY＝44%∶6%∶42%∶8%時，Xb的頻率為(6＋8)/(88＋12＋42＋8)≈0.09，即9%。由O型(ii)的基因型頻率＝0.36可知i的頻率為0.6，故IA＋IB的頻率為0.4，假設IA的頻率為p，則IB的頻率為(0.4－p)，AB型(IAIB)的基因型頻率為2p(0.4－p)＝0.06，A型(IAIA，IAi)的基因型頻率為p2＋2p0.6＝0.45，故p＝0.3，IA、IB的頻率分別是0.3、0.1。 8．(2019益陽高三調(diào)研)達爾文明確指出人類可能與黑猩猩具有共同的原始祖先，但從染色體數(shù)目看，人類23對、黑猩猩24對，讓人對達爾文的學說產(chǎn)生懷疑。生物學家研究發(fā)現(xiàn)黑猩猩的兩條染色體(2A和2B)經(jīng)拼接與人類2號染色體相似，據(jù)此提出融合假說。下列分析錯誤的是(　　) A．若融合假說成立，在共同原始祖先進化成人類的過程中發(fā)生了染色體變異 B．人和黑猩猩的形態(tài)差異較大是長期自然選擇的結(jié)果 C．融合假說說明染色體變化是新物種形成的直接原因 D．DNA分子雜交能為融合假說提供證據(jù) 解析：選C　根據(jù)題意分析，若融合假說成立，則在進化過程中，黑猩猩的兩條染色體(2A和2B)經(jīng)拼接和人類2號染色體相似，說明發(fā)生了染色體變異；達爾文明確指出人類可能與黑猩猩具有共同的原始祖先，則兩者的形態(tài)差異較大是長期自然選擇的結(jié)果；新物種形成的標志是生殖隔離，是長期自然選擇的結(jié)果；黑猩猩的兩條染色體(2A和2B)經(jīng)拼接和人類2號染色體相似，因此DNA分子雜交能為融合假說提供證據(jù)。 9．一個隨機交配的足夠大的種群中，某一相對性狀中顯性性狀表現(xiàn)型的頻率是0.36，則(　　) A．該種群繁殖一代后雜合子Aa的頻率是0.32 B．顯性基因的基因頻率大于隱性基因的基因頻率 C．若該種群基因庫中的基因型頻率發(fā)生變化，說明該種生物進化了 D．若該種群中A基因頻率為0.4，A所控制性狀的個體在種群中占到40% 解析：選A　顯性性狀表現(xiàn)型的頻率是0.36，則隱性性狀aa的基因型頻率是0.64，則a的基因頻率為0.8，A的基因頻率為0.2，繁殖一代后Aa的基因型頻率為20.20.8＝0.32；顯性基因的基因頻率為0.2，小于隱性基因的基因頻率；生物進化的標志是種群基因頻率的改變，而不是基因型頻率的改變；A的基因頻率為0.4，則顯性個體在種群中的比例為1－(0.6)2＝0.64，即64%。 10．如圖所示為某種群遷入新環(huán)境后一對等位基因的基因頻率變化情況，分析這些數(shù)據(jù)能得出的結(jié)論是(　　) A．1950～1980年該種群始終沒有發(fā)生進化 B．1990年該生物已經(jīng)進化成了兩個物種 C．1960年該種群Aa基因型的頻率為48% D．變異是有利還是有害取決于生物生存的環(huán)境 解析：選D　分析圖形可知，1950～1980年，A基因的頻率先減小后增大，a基因的頻率先增大后減小，種群的基因頻率發(fā)生了變化，說明該種群發(fā)生了進化；到1990年，該種群中A基因的頻率增大到90%，a基因的頻率減小到10%，說明該種群發(fā)生了進化，但這些數(shù)據(jù)不能說明是否產(chǎn)生了生殖隔離，因此不能說明該生物已經(jīng)進化成了兩個物種；如果該種群的個體之間能自由交配，則1960年時種群基因頻率為A＝40%，a＝60%，根據(jù)遺傳平衡公式，Aa基因型的頻率為240%60%＝48%，由題圖可知該種群的基因頻率處于不斷變化中，不符合遺傳平衡定律，因此該種群Aa基因型的頻率不一定為48%；1930～1970年，A基因的頻率逐漸減小，說明A基因控制的性狀不利于生物適應當時的環(huán)境，1970～1990年，A基因的頻率逐漸增大，說明A基因控制的性狀有利于生物適應當時的環(huán)境，所以變異是有利還是有害取決于生物生存的環(huán)境。 11.如圖是物種形成的一種模式。物種a因為地理隔離分隔為兩個種群a1和a2，經(jīng)過漫長的進化，分別形成新物種b和c。在此進程中的某一時刻，a1種群的部分群體越過障礙外遷與a2同域分布，向d方向進化。下列相關敘述正確的是(　　) A．b和d存在地理隔離，所以一定存在生殖隔離 B．c和d不存在地理隔離，卻可能存在生殖隔離 C．a(chǎn)1中的外遷群體與當時留居群體的基因頻率相同，則b和d是同一物種 D．a(chǎn)1中的外遷群體與當時a2種群的基因頻率不同，則c和d是不同物種 解析：選B　根據(jù)題圖，通過地理隔離形成a1和a2兩個種群，又分別演化出b、c、d三個種群，雖然有地理隔離，但是不一定會產(chǎn)生生殖隔離；由于d是由a1演變而來，所以c與d之間可能存在生殖隔離；a1中的外遷群體與當時留居群體的基因頻率相同，但是b和d由于地理隔離存在，基因頻率會發(fā)生改變，所以b和d可能不是同一物種；即使a1中的外遷群體與當時a2種群的基因頻率不同，只要c和d不存在生殖隔離，它們?nèi)允峭晃锓N。 12．某隨機受粉植物，其高莖(H)與矮莖(h)、綠莖(G)與紫莖(g)分別受一對等位基因控制，現(xiàn)對一個處于遺傳平衡中的該植物種群進行調(diào)查，獲得的結(jié)果如下表： 表現(xiàn)型 高綠莖 高紫莖 矮綠莖 矮紫莖 比例 63% 21% 12% 4% 下列有關分析錯誤的是(　　) A．該種群內(nèi)基因h和基因g的頻率分別為0.4、0.5 B．在該種群內(nèi)基因組成為Gg的個體所占比例為50% C．H－h(huán)和G－g這兩對等位基因位于一對同源染色體上 D．繼續(xù)隨機受粉，該種群內(nèi)矮紫莖個體所占比例不變 解析：選C　由表格數(shù)據(jù)可知，矮莖(hh)個體的比例為16%，則h基因頻率＝0.4，同理可知g基因頻率＝0.5；在該種群內(nèi)基因組成為Gg的頻率＝20.50.5＝0.5，即該基因型的個體所占比例為50%；根據(jù)題意可知，該種群四種表現(xiàn)型的比例＝63∶21∶12∶4，這種理論比例無法推測出兩對等位基因是否位于同一對同源染色體上；在遵循遺傳平衡定律的種群中，只要是個體之間隨機交配，其產(chǎn)生的后代種群的基因頻率和各種基因型的頻率都保持不變，所以該種群繼續(xù)隨機受粉，種群內(nèi)矮紫莖個體所占比例不變。 二、非選擇題 13．(2019寶雞檢測)螺旋蛆蠅是家畜的毀滅性寄生物種。在實驗室里對兩種數(shù)量相同的螺旋蛆蠅進行不同的處理：一組使用殺蟲劑；另一組使用電離輻射，促使雄性不育。實驗結(jié)果如圖1所示，請回答： (1)用現(xiàn)代生物進化理論解釋圖1中殺蟲劑處理后群體中的個體數(shù)逐漸增加的原因：螺旋蛆蠅中存在________________，殺蟲劑起到了選擇作用，通過選擇使________________增大，逐漸形成了抗藥的新類型。 (2)在電離輻射后，會產(chǎn)生圖2所示的基因突變。請闡述你從圖2獲得的基因突變的有關信息：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)用電離輻射促使螺旋蛆蠅雄性不育的方法最終能消滅螺旋蛆蠅，但所需時間較長，原因是________________________。 (4)在對螺旋蛆蠅某一種群進行的調(diào)查中，發(fā)現(xiàn)基因型為AA和aa的個體所占的比例分別為10%和70%(各種基因型個體生存能力相同)，第二年對同一種群進行的調(diào)查中，發(fā)現(xiàn)基因型為AA和aa的個體所占的比例分別為4%和64%，在這一年中，該種群是否發(fā)生了進化？________，理由是____________________________。 解析：(1)螺旋蛆蠅中存在抗藥性基因突變，圖1中殺蟲劑處理后，具有抗藥性基因的個體生存和繁殖后代的機會增大，抗藥性基因頻率升高，逐漸形成抗藥性新類型，因此群體中具有抗藥的個體數(shù)逐漸上升。(2)由圖2可知，A可突變成a1、a2、a3，說明基因突變具有不定向性；A與a1、a2、a3互為等位基因，它們?yōu)閺偷任换?，A可突變成a1，a1也可突變成A，說明基因突變具有可逆性等。(3)由于基因突變的頻率較低，需要在幾代中反復進行，才能使突變個體(即雄性不育個體)的數(shù)量逐漸增多，所以采用電離輻射促使雄性不育的方法消滅螺旋蛆蠅，所需時間較長。(4)根據(jù)題意分析，第一年，AA、Aa、aa分別占10%、20%、70%，則A的基因頻率＝10%＋1/220%＝20%，a的基因頻率為80%；第二年，AA、Aa、aa分別占4%、32%、64%，則A的基因頻率＝4%＋1/232%＝20%，a的基因頻率為80%?？梢姺N群的基因頻率沒有發(fā)生改變，說明生物沒有進化。 答案：(1)抗藥性基因突變　抗藥性基因頻率　(2)基因突變是不定向的、基因突變產(chǎn)生等位基因、基因突變是可逆的、基因突變可產(chǎn)生復等位基因　(3)基因突變具有低頻性(或基因突變的頻率較低)　(4)沒有　基因頻率沒有發(fā)生改變 14．遺傳現(xiàn)象與基因的傳遞密切相關，請回答下列問題。 (1)基因頻率是指____________________________________________。進化的實質(zhì)是_________________________。 (2)現(xiàn)有基因型為Aa的小麥，A和a不影響個體生活力，且不考慮基因突變，若進行連續(xù)多代自交，A的基因頻率________(填“上升”“下降”或“不變”)。若進行隨機交配，并逐代淘汰隱性個體，F(xiàn)3中Aa占________。 (3)果蠅細眼(C)對粗眼(c)為顯性，該基因位于常染色體上。假設個體繁殖力相同，一個由純合果蠅組成的大種群，自由交配得到F1個體5 000只，其中粗眼果蠅約450只。則親本果蠅細眼和粗眼個體的比例為________。 (4)某病是常染色體上的單基因隱性遺傳病，正常人群中每40人有1人是該病攜帶者?，F(xiàn)有一正常男性(其父母都正常，但妹妹是該病患者)與一名正常女性婚配，生下正常孩子的概率是________(用分數(shù)表示)。 解析：(1)基因頻率是指在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比例。生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變。(2)根據(jù)題意分析，現(xiàn)有基因型為Aa的小麥，A和a不影響個體生活力，且沒有發(fā)生基因突變，則在自交的情況下種群的基因頻率不會發(fā)生改變；若進行隨機交配，并且連續(xù)淘汰隱性基因純合的個體aa，則子一代AA∶Aa＝1∶2，子二代AA∶Aa＝(2/32/3)∶(21/32/3)＝1∶1，子三代AA∶Aa＝(3/43/4)∶(23/41/4)＝3∶2，因此子三代中Aa占2/5。(3)根據(jù)題意分析，果蠅自由交配后cc占4505 000＝9%，則c基因頻率為30%，而自由交配后代種群的基因頻率不會發(fā)生改變，即親本種群的c基因頻率也是30%，又因為親本都是純合子，因此親本果蠅細眼CC和粗眼cc個體的比例為(1－30%)∶30%＝7∶3。(4)根據(jù)題意分析，該遺傳病在正常人群中，攜帶者的概率為1/40，一正常男人的父母正常，妹妹攜帶，說明該遺傳病為常染色體隱性遺傳病，且該男人是攜帶者的概率為2/3，則該男人與一名正常女性婚配，后代發(fā)病率＝1/402/31/4＝1/240，因此后代正常的概率為239/240。 答案：(1)在種群基因庫中某種基因占全部等位基因的比率　種群基因頻率的改變　(2)不變　2/5　(3)7∶3　(4)239/240 15．草本植物報春花多數(shù)為二型花柱，少數(shù)為同型花柱(如圖1所示)。花藥的位置明顯低于柱頭的為長柱型花；柱頭位置明顯低于花藥的為短柱型花。同型花柱的花中，花藥與柱頭高度相近。 (1)熊蜂、蝴蝶和天蛾等昆蟲為生態(tài)系統(tǒng)成分中的__________，它們的喙細而長，在吸食花筒底部花蜜的同時，也起到幫助報春花傳粉的作用，這是長期____________的結(jié)果。 (2)研究發(fā)現(xiàn)，隨著海拔高度增加，高山上環(huán)境溫度降低，傳粉昆蟲減少，同型花柱的花比例增大。為研究上述現(xiàn)象，科研人員進行模擬實驗，處理及結(jié)果如圖2所示。 ①本實驗中，套袋處理可以防止________________，模擬了高山上____________的條件。 ②據(jù)圖可知，套袋處理后______________________________________________，推測同型花柱報春花傳粉方式主要為________(填“自花傳粉”或“異花傳粉”)。 (3)結(jié)合圖1和圖2分析，二型花柱的花主要傳粉方式為________，這種傳粉方式雖然有利于增加報春花的______多樣性，但____________________________________________，因而高海拔環(huán)境下同型花柱的花比例增大。 解析：(1)熊蜂、蝴蝶和天蛾等昆蟲都直接以植物為食，所以它們都是生態(tài)系統(tǒng)中的消費者。熊蜂、蝴蝶和天蛾等昆蟲的喙細而長，在吸食花筒底部花蜜的同時，也起到幫助報春花傳粉的作用，這是長期自然選擇(或協(xié)同進化或者共同進化)的結(jié)果。(2)①本實驗的目的是通過套袋處理，模擬高山上無昆蟲傳粉或傳粉昆蟲減少的環(huán)境條件，探究外來昆蟲傳粉對結(jié)實率(因變量)的影響，所以套袋處理是防止外來花粉的干擾，模擬高山上無傳粉者的環(huán)境條件。②結(jié)合前面的分析可知，套袋處理后同型花柱的花結(jié)實率較高，二型花柱的花結(jié)實率明顯低或不結(jié)實，推測同型花柱報春花傳粉方式主要為自花傳粉。 (3)結(jié)合圖1和圖2分析，二型花柱的花主要傳粉方式為異花傳粉。異花傳粉即有性雜交，有利于增加報春花的遺傳(或基因)多樣性，但同型花柱報春花主要為自花傳粉，在傳粉昆蟲減少條件下結(jié)實率更高，有利于繁殖，因而高海拔環(huán)境下同型花柱的花比例增大。 答案：(1)消費者　自然選擇(或協(xié)同進化)　(2)①外來花粉的干擾　無傳粉者(或傳粉昆蟲減少)?、谕突ㄖ幕ńY(jié)實率較高，二型花柱的花結(jié)實率明顯低或不結(jié)實　自花傳粉　(3)異花傳粉　遺傳(或基因)　同型花柱報春花主要為自花傳粉，在傳粉昆蟲減少條件下結(jié)實率更高，有利于繁殖