山東省2019高考生物 第7單元 生物的變異、育種和進(jìn)化(4)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論導(dǎo)學(xué)案(含解析)新人教版必修2.doc
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第4講 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論 李仕才 考綱要求 全國(guó)卷五年考題 1.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容(Ⅱ) 2016卷ⅠT6,2015卷ⅠT32 2.生物進(jìn)化與生物多樣性的形成(Ⅱ) 無考題 考點(diǎn)一| 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論 (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第148頁) [識(shí)記—基礎(chǔ)梳理] 1.拉馬克的進(jìn)化學(xué)說 用進(jìn)廢退和獲得性遺傳是生物不斷進(jìn)化的原因,生物是由低等到高等逐漸進(jìn)化的。 2.達(dá)爾文自然選擇學(xué)說 (1)主要內(nèi)容(連線) ①過度繁殖 A.進(jìn)化的動(dòng)力和手段 ②生存斗爭(zhēng) B.選擇的結(jié)果 ③遺傳變異 C.選擇的內(nèi)因 ④適者生存 D.進(jìn)化的內(nèi)因 【提示】 ①-C?、冢瑼?、郏璂?、埽瑽 (2)意義 ①論證了生物是不斷進(jìn)化的,對(duì)生物進(jìn)化的原因提出了合理的解釋。 ②科學(xué)地解釋了生物多樣性和適應(yīng)性的形成。 (3)局限性 ①對(duì)于遺傳和變異的本質(zhì)不能做出科學(xué)的解釋。 ②對(duì)生物進(jìn)化的解釋局限于個(gè)體水平。 ③強(qiáng)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。 3.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容 (1)種群是生物進(jìn)化的基本單位 ①種群:生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體。 ②基因庫(kù):一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因。 ③基因頻率:在一個(gè)種群基因庫(kù)中,某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比率。 (2)突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料 ①基因突變產(chǎn)生新的等位基因,這就可能使種群的基因頻率發(fā)生變化。 ②可遺傳的變異是生物進(jìn)化的原材料,它包括突變和基因重組,其中突變包括基因突變和染色體變異。 (3)自然選擇決定生物進(jìn)化的方向 ①原因:不斷淘汰不利變異的基因,積累有利變異的基因。 ②結(jié)果:種群的基因頻率發(fā)生定向改變。 (4)隔離導(dǎo)致物種的形成 ①物種的概念:能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物。 ②隔離: 類型 生殖隔離 地理隔離 原因 不同物種之間一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能產(chǎn)生可育后代 地理上的障礙 實(shí)質(zhì) 不同種群間的個(gè)體,在自然條件下不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象 ③物種形成的過程: 一個(gè)種群多個(gè)小種群種群基因頻率定向改變―→亞種新物種 (5)共同進(jìn)化與生物多樣性的形成 ①共同進(jìn)化 Ⅰ.概念:不同物種之間、生物與無機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展。 Ⅱ.原因:生物與生物之間的相互選擇和生物與無機(jī)環(huán)境之間的相互影響。 ②生物多樣性 Ⅰ.內(nèi)容:基因多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性。 Ⅱ.形成原因:生物的進(jìn)化。 Ⅲ.研究生物進(jìn)化歷程的主要依據(jù):化石。 4.自然選擇學(xué)說與現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的區(qū)別 比較項(xiàng)目 自然選擇學(xué)說 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論 進(jìn)化的單位 個(gè)體 種群 進(jìn)化的手段 生存斗爭(zhēng) 自然選擇 研究水平 個(gè)體 分子(基因) 研究對(duì)象 個(gè)體性狀 種群的基因頻率 [教材邊角知識(shí)] 必修2 P116“知識(shí)鏈接”,想一想,染色體數(shù)目變異和結(jié)構(gòu)的變異都能引起種群基因頻率的變化嗎?為什么? _________________________________________________________________ 【提示】 都能。染色體數(shù)目變異必然引起染色體上基因數(shù)目的變化,進(jìn)而引起種群基因頻率的變化,染色體結(jié)構(gòu)的變異也會(huì)引起種群基因頻率的變化。 1.判斷正誤 (1)達(dá)爾文認(rèn)為自然選擇作用于種群,使種群發(fā)生進(jìn)化。 () 【提示】 達(dá)爾文認(rèn)為自然選擇作用的對(duì)象是個(gè)體。 (2)自然選擇作用于生物的表現(xiàn)型而不是基因型。 (√) (3)突變就是指基因突變。 () 【提示】 突變包括基因突變和染色體變異。 (4)突變的可遺傳性阻礙生物的進(jìn)化。 () 【提示】 可遺傳的變異中的突變是生物進(jìn)化的原材料。 (5)不同基因型的個(gè)體對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性可相同,也可不同。 (√) (6)自然選擇決定了生物變異和進(jìn)化的方向。 () 【提示】 變異是不定向的,自然選擇決定進(jìn)化的方向。 (7)在自然條件下,某隨機(jī)交配種群中基因頻率的變化只與環(huán)境的選擇作用有關(guān)。 () 【提示】 種群基因頻率的變化與突變與重組、遷入與遷出和環(huán)境的選擇等多種因素有關(guān)。 (8)生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于有利變異的保存。 () 【提示】 生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于種群基因頻率的定向改變。 (9)生物多樣性的形成也就是新的物種不斷形成的過程。 () 【提示】 生物多樣性包括基因多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。 2.據(jù)圖思考 如圖表示某物種進(jìn)化的基本過程,請(qǐng)思考并回答相關(guān)問題。 (1)圖中X、Y、Z分別指什么? _________________________________________________________________ (2)與原種相比,圖中“新種”產(chǎn)生是否一定經(jīng)歷過地理隔離? _________________________________________________________________ (3)總結(jié)歸納出形成一個(gè)新物種的三個(gè)基本環(huán)節(jié)是什么? _________________________________________________________________ 【提示】 (1)圖中X、Y、Z分別表示的是突變和基因重組、自然選擇及隔離。 (2)不一定。 (3)自然選擇、突變及基因重組和隔離。 [理解—深化探究] 1.物種形成的兩種方式 (1)漸變式——如加拉帕戈斯群島上13種地雀的形成 (2)爆發(fā)式: 物種的形成主要是由異源多倍體以染色體變異的方式形成新物種,一旦出現(xiàn)可以很快形成生殖隔離(基因頻率改變)。 2.如何判斷兩個(gè)種群是否屬于同一物種? 【提示】 判斷兩個(gè)種群是否屬于同一物種的標(biāo)準(zhǔn),就是看它們之間是否存在生殖隔離,若存在生殖隔離,則一定是兩個(gè)物種。 3.一次自然事件把一個(gè)處于遺傳平衡狀態(tài)的小鼠大種群隔離為三個(gè)小種群,三個(gè)小種群個(gè)體數(shù)量分別占原種群數(shù)量的1/2(甲)、1/3(乙)和1/6(丙)。則最容易形成新物種的是甲、乙、丙三個(gè)種群中的哪一種?為什么? 【提示】 丙 生殖隔離是物種形成的標(biāo)志,新物種形成受多種因素的影響,其中種群大小就是一個(gè)重要的影響因素。地理隔離后的小種群,由于基因頻率更容易受偶發(fā)因素改變,被新環(huán)境不同因素選擇并向與原種群不同方向進(jìn)化的可能性較大,因此隔離后的小種群比大種群較容易形成新物種。 [運(yùn)用—考向?qū)歖 考向1 考查對(duì)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論主要內(nèi)容的理解 1.(2018日照市高三二模)張謙德在《朱砂魚譜》中總結(jié)的金魚選種經(jīng)驗(yàn)是:蓄類貴廣,而選擇貴精,須每年夏間市取數(shù)千頭,分?jǐn)?shù)缸飼養(yǎng),逐日去其不佳者,百存一二,并作兩三缸蓄之,加意培養(yǎng),自然奇品悉具。從現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的觀點(diǎn)分析,正確的是( ) A.“分?jǐn)?shù)缸飼養(yǎng)”相當(dāng)于地理隔離和生殖隔離 B.“逐日去其不佳者”是指對(duì)金魚進(jìn)行人工選擇 C.“自然奇品悉具”是金魚發(fā)生定向變異的結(jié)果 D.這種人工培育金魚方法的原理是染色體變異 B [“分?jǐn)?shù)缸飼養(yǎng)”是制造地理隔離,使其不能進(jìn)行基因交流,但地理隔離不一定導(dǎo)致生殖隔離,A錯(cuò)誤;“逐日去其不佳者”是人為選擇去除生長(zhǎng)狀態(tài)不好的個(gè)體,屬于人工選擇,B正確;變異是不定向的,C錯(cuò)誤;基因突變能產(chǎn)生新基因,因此金魚中的“奇品”可能是基因突變?cè)斐傻?,D錯(cuò)誤。] 2.下列有關(guān)敘述中不符合現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的是( ) A.生物的種間競(jìng)爭(zhēng)是一種選擇過程,決定了生物進(jìn)化的方向 B.草原上狼和兔子奔跑能力的提高是二者共同進(jìn)化的結(jié)果 C.農(nóng)田中廣泛栽種抗蟲棉會(huì)使棉鈴蟲抗毒蛋白基因頻率下降 D.植物由于花期不同使得種間雜交不能完成的現(xiàn)象屬于生殖隔離 C [生物的種間競(jìng)爭(zhēng)是一種相互選擇、共同進(jìn)化的過程,A正確;狼和兔子的奔跑能力的提高是它們共同進(jìn)化的結(jié)果,B正確;廣泛栽種抗蟲棉,可以殺死不能抗毒蛋白的棉鈴蟲,只有能抵抗毒蛋白的棉鈴蟲才能生存,因此棉鈴蟲的抗毒蛋白基因頻率增加,C錯(cuò)誤;植物由于花期不同使得種間雜交不能完成的現(xiàn)象屬于生殖隔離,D正確。] (2018濰坊市高三三模)下列有關(guān)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的敘述,錯(cuò)誤的是( ) A.自然選擇通過直接作用于個(gè)體的表現(xiàn)型,定向改變種群的基因頻率 B.環(huán)境引起的變異不能為生物進(jìn)化提供原材料 C.新物種大都是經(jīng)過長(zhǎng)期的地理隔離,最后出現(xiàn)生殖隔離而形成的 D.共同進(jìn)化是生物多樣性形成的重要因素 B [若環(huán)境引起的變異最終導(dǎo)致了生物遺傳物質(zhì)的改變,則其為生物的進(jìn)化提供原材料,B錯(cuò)誤。] 1.突變≠基因突變 “突變”不是基因突變的簡(jiǎn)稱,而是包括“基因突變”和“染色體變異”。 2.變異先于環(huán)境選擇 農(nóng)田噴施農(nóng)藥殺滅害蟲,在噴施農(nóng)藥之前,害蟲中就存在抗農(nóng)藥的突變個(gè)體,噴施農(nóng)藥僅殺滅了不抗藥的個(gè)體,抗藥的個(gè)體存活下來。農(nóng)藥不能使害蟲產(chǎn)生抗藥性變異,只是對(duì)抗藥性個(gè)體進(jìn)行了選擇。 3.物種的形成不一定都需要經(jīng)過地理隔離,如多倍體的產(chǎn)生。 4.生物進(jìn)化不一定導(dǎo)致物種的形成 (1)生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變,即生物進(jìn)化不一定導(dǎo)致新物種的形成。 (2)新物種一旦形成,則說明生物肯定進(jìn)化了。 考向2 考查共同進(jìn)化與生物多樣性的形成 3.(2018平頂山模擬)下列有關(guān)生物進(jìn)化與生物多樣性形成的敘述,正確的是 ( ) A.一個(gè)物種的形成或絕滅不會(huì)影響到其他物種的進(jìn)化 B.物種之間的共同進(jìn)化都是通過生存斗爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)的 C.生物多樣性的形成過程就是新物種不斷形成的過程 D.捕食者的存在有利于增加物種的多樣性 D [生物與生物之間存在共同進(jìn)化,因此一個(gè)物種的形成或絕滅會(huì)影響到其他物種的進(jìn)化;物種之間的共同進(jìn)化是通過物種間的生存斗爭(zhēng)、種間互助以及與無機(jī)環(huán)境的斗爭(zhēng)等實(shí)現(xiàn)的;生物多樣性包含三個(gè)層次,即基因多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性;捕食者往往捕食個(gè)體數(shù)量多的物種,使其他物種的生態(tài)阻力減小,可以促進(jìn)物種多樣性的提高。] 4.有關(guān)生物進(jìn)化和物種形成的描述,正確的是( ) A.是否形成新物種是生物進(jìn)化的標(biāo)志 B.生殖隔離一旦形成就標(biāo)志著新物種的產(chǎn)生 C.環(huán)境條件保持穩(wěn)定,種群的基因頻率不會(huì)發(fā)生變化 D.共同進(jìn)化僅指生物與無機(jī)環(huán)境之間的不斷進(jìn)化和發(fā)展 B [生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變;生殖隔離是物種形成的必要環(huán)節(jié),是新物種形成的標(biāo)志;基因突變是不定向的、隨機(jī)發(fā)生的,所以即便環(huán)境沒有改變,也可能會(huì)因基因突變而使種群的基因頻率發(fā)生改變,同時(shí)個(gè)體的遷入、遷出同樣會(huì)影響種群基因頻率的變化;生物與生物之間、生物與無機(jī)環(huán)境之間均會(huì)相互選擇,共同進(jìn)化。] 考點(diǎn)二| 種群基因(型)頻率的計(jì)算 (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第150頁) [理解—深化探究] 1.位于常染色體上的基因頻率的計(jì)算 (1)已知各基因型個(gè)體的數(shù)量,求基因頻率。此類題型可用定義公式計(jì)算,即某基因的頻率=[(該基因純合子個(gè)體數(shù)2+雜合子個(gè)體數(shù))(總個(gè)體數(shù)2)]100%。 (2)已知基因型頻率,求基因頻率。此類題型可以將百分號(hào)去掉,按定義公式計(jì)算或直接用“某基因的基因頻率=該基因純合子的百分比+雜合子百分比的1/2”來代替。如基因A的頻率=AA的頻率+1/2Aa的頻率,基因a的頻率=1-基因A的頻率。 2.位于X染色體非同源區(qū)段上基因頻率的計(jì)算 已知各基因型個(gè)體的數(shù)量,求基因頻率。此類題型可用定義公式計(jì)算。一定注意:Y染色體上不含與X染色體上相對(duì)應(yīng)的等位基因,因此只能計(jì)算X染色體上的基因總數(shù),絕不能將Y染色體計(jì)算在基因總數(shù)內(nèi)。 3.利用遺傳平衡定律進(jìn)行基因頻率和基因型頻率的計(jì)算 (1)已知A的基因頻率是A%,a的基因頻率是a%,則該種群中基因型為AA的個(gè)體占A%A%,基因型為aa的個(gè)體占a%a%,基因型為Aa的個(gè)體占A%a%2。 (2)已知某種群中基因型是AA的個(gè)體占X%,則A的基因頻率是,a的基因頻率是1-;或已知基因型是aa的個(gè)體占Y%,則a的基因頻率是,A的基因頻率是1-。 4.自交和自由交配對(duì)種群基因型頻率和基因頻率的影響 (1)自交:基因型頻率發(fā)生變化,純合子比例逐漸增大,雜合子比例逐漸減小,但基因頻率不變。 (2)自由交配:基因型頻率和基因頻率都不變。 [運(yùn)用—考向?qū)歖 考向 基因頻率與基因型頻率的相互推導(dǎo) 1.(2018湛江市高三二模)假設(shè)甲果蠅種群中只有Aa、aa兩種基因型且數(shù)量相等,乙果蠅種群中只有AA、Aa兩種基因型且數(shù)量相等,現(xiàn)將兩種群果蠅混合培養(yǎng),下列敘述正確的是( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):67110062】 A.混合前甲、乙種群的A基因頻率相同 B.混合前甲、乙種群的Aa基因型頻率不同 C.若兩種群隨機(jī)交配,則子一代的A基因頻率為25% D.若甲、乙種群中基因型為Aa的雌雄果蠅隨機(jī)交配,子一代的A基因頻 率為50% D [混合前甲、乙種群的A基因頻率分別為1/4、3/4,A項(xiàng)錯(cuò)誤;混合前甲、乙種群的Aa基因型頻率相同,均為1/2,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由題意,無法求出兩種群果蠅混合后的各種基因型的頻率,也就無法求出兩種群隨機(jī)交配所得子一代的A基因頻率,C項(xiàng)錯(cuò)誤;若甲、乙種群中基因型為Aa的雌雄果蠅隨機(jī)交配,則子一代的基因型及其比例為AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,A基因頻率=1/4+1/21/2=50%,D項(xiàng)正確。] 2.(2018濟(jì)寧市高三二模)經(jīng)調(diào)查在某一種群內(nèi)AA的基因型頻率為40%,Aa的基因型頻率為60%,aa基因型(基因致死型)的頻率為0,那么隨機(jī)交配繁殖一代,下列說法正確的是( ) A.AA的基因型頻率占49/91 B.Aa的基因型頻率占42/100 C.自然選擇過程直接作用于個(gè)體的基因型 D.該種群未發(fā)生進(jìn)化 A [A的基因頻率為40%+60%=70%,a的基因頻率為1-70%=30%,根據(jù)遺傳平衡定律,其隨機(jī)交配繁殖一代后,AA基因型頻率=70%70%=49%,Aa的基因型頻率=270%30%=42%,aa的基因型頻率=30%30%=9%,其中aa為致死型,因此AA基因型的個(gè)體占49/91,Aa的基因型頻率占42/91;自然選擇過程直接作用于個(gè)體的表現(xiàn)型;隨機(jī)繁殖一代后A的基因頻率為10/13,a的基因頻率為3/13,基因頻率發(fā)生了改變,說明該種群發(fā)生了進(jìn)化。] 玉米的高稈(H)對(duì)矮稈(h)為顯性?,F(xiàn)有若干H基因頻率不同的玉米群體,在群體足夠大且沒有其他因素干擾時(shí),每個(gè)群體內(nèi)隨機(jī)交配一代后獲得F1。各F1中基因型頻率與H基因頻率(p)的關(guān)系如下圖。下列分析錯(cuò)誤的是( ) A.0
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