2018年高中生物 第五章 生物的進化 第一節(jié) 生物進化理論教學案 蘇教版必修2.doc

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第一節(jié) 生物進化理論 學習目標：1.現(xiàn)代生物進化理論的主要觀點 2．探討生物進化觀點對人們思想觀念的影響 3．基因頻率的計算方法 [教材梳理] 一、拉馬克的進化學說 1．主要觀點 (1)物種是可變的，所有現(xiàn)存的物種都是從其他物種演變而來的。 (2)生物本身存在由低級向高級連續(xù)發(fā)展的內(nèi)在趨勢。 (3)環(huán)境變化是物種變化的原因，“用進廢退”和“獲得性遺傳”是其核心進化觀點。 2．不足和地位：該學說中主觀推測較多，但內(nèi)容系統(tǒng)豐富，為達爾文進化學說的誕生奠定了基礎。 二、達爾文的進化學說 1．基本觀點 (1)物種是可變的：進化通過物種的演變進行。 (2)生存斗爭和自然選擇： ①生存斗爭：包含生物與生物之間的斗爭和生物與無機環(huán)境之間的斗爭。 ②自然選擇：在生存斗爭中，適者生存，不適者淘汰的過程。 (3)適應是自然選擇的結果：適應的第一步是變異的產(chǎn)生，第二步是通過生存斗爭對變異進行選擇。 2．局限 對于遺傳和變異的本質(zhì)以及自然選擇如何對可遺傳的變異起作用等問題，還不能做出科學的解釋。 三、現(xiàn)代生物進化理論 1．代表者：杜布贊斯基等。 3．生物進化的基本單位——種群 (1)進化的實質(zhì)：種群內(nèi)基因頻率的改變。 (2)種群：生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體。種群不僅是生殖的基本單位，也是生物進化的基本單位。 (3)種群基因庫：一個生物種群中全部個體所含有基因總和。 (4)基因頻率：在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比率。 (5)基因型頻率：指某種基因型的個體在群體中所占的比率。 4．生物進化的原材料——突變和基因重組： (1)主要由基因突變、基因重組和染色體變異提供。 (2)影響基因頻率的因素：基因突變、自然選擇、個體遷移、遺傳漂變等。 5．生物進化的方向——自然選擇： 自然選擇可以保留對個體生存和繁衍后代有利的變異，使生物向著適應環(huán)境的方向發(fā)展。 6．物種形成的必要條件——隔離： (1)物種：分布在一定的自然地域，具有一定的形態(tài)結構和生理功能特征，而且在自然狀態(tài)能夠相互交配并能繁殖可育后代的一群生物個體。 (2) 四、分子進化的中性學說 1．提出者：日本學者木村資生。 2．內(nèi)容： (1)生物進化的主導因素不是自然選擇，而是中性突變的隨機固定。 (2)每種生物的信息大分子都有一定的進化速率。 (3)DNA分子產(chǎn)生的突變大部分是中性的，即對生物的生存既無利也無害。 (4)當中性突變積累導致生物性狀出現(xiàn)差異之后，自然選擇才會發(fā)生作用，造成表現(xiàn)型進化。 3．意義：中性學說揭示了分子水平的進化規(guī)律。 五、生物進化理論發(fā)展的意義 1．揭示了生物產(chǎn)生、發(fā)展和進化的客觀規(guī)律，闡明了生物之間、生物與非生物之間的普遍聯(lián)系。 2．有助于人類從事控制和改造生物的實踐活動，為選育良種、植物栽培、動物飼養(yǎng)等提供了理論依據(jù)，對控制生物性狀、創(chuàng)造生物新品種等具有重要的指導實踐的價值。 3．有助于確立辯證唯物主義的自然觀和科學的世界觀。 [牛刀小試] 一、達爾文的進化學說 1．判斷下列說法是否正確，并說明理由。 (1)生存斗爭就是指生物與生物之間的斗爭。 提示：錯誤。生存斗爭包括生物與生物之間的斗爭和生物與環(huán)境之間的斗爭。 (2)環(huán)境改變時，生物向著適應環(huán)境的方向變異。 提示：錯誤。變異是不定向的，環(huán)境只是起定向選擇作用，選擇適應環(huán)境的個體，淘汰不適應環(huán)境的個體。 2．請用達爾文的自然選擇學說解釋長頸鹿的進化。 提示：長頸鹿產(chǎn)生的后代數(shù)量超過了環(huán)境的承受能力(過度繁殖)，導致現(xiàn)有食物不能滿足所有個體的需要(生存斗爭)，又因它們個體間有頸長和頸短的差異(遺傳變異)，頸長的能吃到樹葉而生存下來，頸短的因吃不到樹葉而被淘汰?？刂崎L頸的基因經(jīng)過逐代積累，最終進化形成長頸鹿。 二、現(xiàn)代生物進化理論 1．種群是生物進化的基本單位 (1)為什么說生物進化的基本單位是種群而不是個體？ 提示：個體的基因型是終身不變的，無論它在自然選擇中具有多大優(yōu)勢，其基因型也不可能一成不變地遺傳給下一代個體，因為個體的基因組成來自雙親。種群中個體的基因來自種群基因庫，個體死亡后又通過其后代把基因延續(xù)下去。如果一個個體不能與種群中其他個體交配產(chǎn)生后代，這個個體在進化上就沒有意義。 (2)閱讀教材P106～109探究下列問題： 若一個種群中含有A和a一對等位基因，根據(jù)下列條件，計算種群的基因頻率。 ①若已知種群中基因型為AA、Aa和aa的個體數(shù)目分別為a1、a2、a3，如何計算種群中A的基因頻率？ 提示：A的基因頻率＝100%＝ 100%。 ②若已知AA、Aa和aa的基因型頻率分別為P1、P2、P3，如何計算A的基因頻率？ 提示：A的基因頻率＝AA的基因型頻率＋1/2Aa的基因型頻率＝P1＋1/2P2。 ③若已知基因型為XBXB、XBXb、XbXb、XBY和XbY的個體數(shù)分別為a1、a2、a3、a4和a5，試求XB的基因頻率。 提示：XB的基因頻率＝100%＝ 100%。 (3)試分析導致種群基因庫改變的因素。 提示：基因突變；染色體變異；自然選擇；遺傳漂變；遷移。 2．突變、基因重組和自然選擇與生物進化的關系 (1)閱讀教材P106～113內(nèi)容，結合變異知識，探究下列問題： ①所有的變異都能導致種群基因頻率的改變嗎？為什么？ 提示：不能。只有可遺傳的變異才能影響種群基因的組成，才能改變基因頻率。 ②基因突變和基因重組對種群遺傳組成的影響一樣嗎？試分析原因。 提示：二者都對種群遺傳組成產(chǎn)生影響，但影響角度不一樣。只有基因突變才能出現(xiàn)新基因，才能豐富基因庫，改變基因頻率，從而影響種群的遺傳組成；而基因重組不能產(chǎn)生新基因，只能增加基因型的種類，以此來影響種群的遺傳組成。 ③有人認為“發(fā)生在體細胞中的基因突變不能傳遞給后代，因此不能為生物進化提供原材料”，這種說法正確嗎？分析原因。 提示：不正確。發(fā)生在體細胞中的突變，可以通過無性繁殖的方法傳遞給后代，如發(fā)生基因突變的花芽或葉芽，通過植物組織培養(yǎng)技術或者嫁接的方法可以傳遞給下一代，因此能為生物進化提供原材料。 (2)閱讀教材P111[積極思維]，分析探究下列問題： ①自然選擇是如何使樺尺蛾種群中決定淺色性狀的s基因頻率越來越低的？ 提示：在樹干變黑的環(huán)境下，淺色樺尺蛾易被天敵發(fā)現(xiàn)和捕食，使ss的個體越來越少，SS和Ss的個體越來越多，從而使決定黑色性狀的S基因頻率越來越高，決定淺色性狀的s基因頻率越來越低。 ②在自然選擇過程中，直接受選擇的是基因型還是表現(xiàn)型？并簡要說明原因。 提示：直接受選擇的是表現(xiàn)型，因為天敵看到的是性狀，而不是控制性狀的基因。 三、隔離與物種形成 1．用流程圖的形式總結物種形成的一般過程。 提示：種群多個種群 基因庫出現(xiàn)差別產(chǎn)生生殖隔離―→物種形成。 2．地理隔離和生殖隔離在對種群影響上的共同點是什么？生殖隔離產(chǎn)生的根本原因是什么？ 提示：共同點是都能阻斷種群間的基因交流。產(chǎn)生生殖隔離的根本原因是種群基因庫的差異。 3．地理隔離是否一定會導致生殖隔離？生殖隔離的形成一定要經(jīng)歷地理隔離嗎？ 提示：不一定。如東北虎和華南虎是兩個虎亞種，它們的生活環(huán)境相隔萬里，差異很大，但它們并未形成生殖隔離，因此，仍然是同一物種。生殖隔離的形成也未必經(jīng)歷地理隔離，如多倍體植物的形成。 四、分子進化的中性學說 1．中性學說與現(xiàn)代生物進化理論的主要差異是什么？ 提示：中性學說認為：①生物進化的主導因素不是自然選擇，而是中性突變的隨機固定。②DNA分子產(chǎn)生的突變大部分是中性的。 2．根據(jù)上題分析，你是否認為中性學說完全否決了現(xiàn)代生物進化理論？ 提示：不是。中性學說側重于微觀水平，現(xiàn)代生物進化理論側重于宏觀水平，二者相互補充。 [重難突破] 一、達爾文進化學說與現(xiàn)代生物進化理論的比較 達爾文進化學說 現(xiàn)代生物進化理論 基本內(nèi)容 ①遺傳變異是自然選擇的內(nèi)因 ②過度繁殖為自然選擇提供更多的選擇材料，加劇了生存斗爭 ③變異一般是不定向的，而自然選擇是定向的，定向的自然選擇決定著生物進化的方向 ④生存斗爭是自然選擇的過程，是生物進化的動力 ⑤適應是自然選擇的結果 ⑥自然選擇過程是一個長期、緩慢、連續(xù)的過程 ①種群是生物進化的基本單位，生物進化的實質(zhì)在于種群內(nèi)基因頻率的改變 ②突變、選擇及隔離是物種形成和生物進化的機制 ③基因突變、基因重組和染色體變異為生物進化提供了原材料 ④自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進化的方向 ⑤隔離是新物種形成的必要條件 不同點 沒有闡明遺傳和變異的本質(zhì)以及自然選擇的作用機理，著重研究生物個體進化 從分子水平上闡明了自然選擇對遺傳變異的作用機理，強調(diào)群體進化，認為種群是生物進化的基本單位 共同點 都能解釋生物進化的原因和生物的多樣性、適應性 二、物種形成和生物進化的區(qū)別與聯(lián)系 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 新物種形成， 出現(xiàn)生殖隔離，質(zhì)變 生物進化，基因 頻率改變，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 三、物種形成的方式 1．漸變式物種形成 2．驟變式：少數(shù)物種在很短時間內(nèi)不經(jīng)過地理隔離即可形成，如自然界中多倍體的形成。 四、現(xiàn)代生物進化理論與中性突變學說的比較 理論名稱 學說主要內(nèi)容 價值 現(xiàn)代生物進化理論 種群是生物進化的基本單位，突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料，自然選擇決定生物進化的方向，隔離導致新物種的形成 從宏觀(生態(tài)學)和微觀(基因)角度來看生物進化過程，最明顯的優(yōu)點是從基因的角度研究生物的進化過程 中性突變學說 生物進化的主導因素不是自然選擇，而是中性突變的隨機固定 揭示了分子水平的進化規(guī)律 [考向聚焦] [例1]　某一小島上的野兔原種種群由于某種原因造成部分個體分別遷移到了兩個其他的小島上。下圖表示野兔原種進化的過程，相關說法不正確的是(　　) A．新物種1與新物種2可能是同一物種 B．由野兔原種形成新物種顯示了物種形成的一種方式，即經(jīng)過地理隔離而達到生殖隔離 C．圖中X、Y分別表示突變和基因重組、自然選擇，Z僅表示自然選擇過程 D．在新物種形成的過程中一定存在種群基因頻率的定向改變 [解析]　新物種1與新物種2可能是同一物種，也可能不是同一物種；圖中顯示了經(jīng)過地理隔離而達到生殖隔離形成新物種的方式；種群產(chǎn)生不同性狀是突變和基因重組的結果，有利性狀個體保存是自然選擇的結果，因此，X、Y分別表示突變和基因重組、自然選擇；Z表示若干次突變和基因重組，以及自然選擇的作用；在新物種形成的過程中由于自然選擇的作用使種群的基因頻率發(fā)生了定向改變。 [答案]　C [例2]　 果蠅長翅(V)和殘翅(v)由一對常染色體上的等位基因控制。假定某果蠅種群有20 000只果蠅，其中殘翅果蠅個體數(shù)量長期維持在4%，若再向該種群中引入20 000只純合長翅果蠅，在不考慮其他因素影響的前提下，關于純合長翅果蠅引入后種群的敘述，錯誤的是(　　) A．v基因頻率降低了50% B．V基因頻率增加了50% C．雜合果蠅比例降低了50% D．殘翅果蠅比例降低了50% [解析]　在隱去長翅果蠅之前，殘翅果蠅個體數(shù)量長期維持在4%，說明遵循遺傳平衡定律，vv＝4%，v的基因頻率為20%。V的基因頻率為1－20%＝80%；引入的春和長翅(VV)果蠅的數(shù)量為20 000只，則該種群數(shù)量為40 000只，v的基因頻率為10%，V的基因頻率從為90%。純合長翅果蠅引入種群后，v的基因頻率降低了(20%－10%)20%＝50%，V的基因頻率增加了(90%－80%)80%＝12.5%A正確，B錯誤；種群數(shù)量增加了一倍，雜合子的數(shù)目不變，雜合果蠅的比例降低了50%，C正確；殘翅果蠅數(shù)目不變，殘翅果蠅比例降低了50%，D正確。 [答案]　B 基因頻率和基因型頻率計算方法歸納 1．常染色體上基因頻率的計算 (1)已知基因型的個體數(shù)，求基因頻率： 某基因的頻率＝[(純合子個數(shù)2＋雜合子個數(shù))(總個數(shù)2)]100% (2)已知基因型頻率，求基因頻率： 某基因的頻率＝該基因純合子的基因型頻率＋1/2該基因雜合子的基因型頻率 (3)假設條件下的計算方法： 假設種群非常大，雌雄個體間都能自由交配，沒有大范圍的遷入和遷出，沒有該對等位基因決定的性狀的優(yōu)勝劣汰，我們就可以根據(jù)基因頻率計算基因型頻率，反之亦可。遵循的遺傳平衡定律公式為：(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1，其中p為A的基因頻率、q為a的基因頻率，p2、2pq、q2代表的依次是AA、Aa、aa的基因型頻率。 具體算法是： ①已知A的基因頻率是A%，a的基因頻率是a%，則該種群中基因型是AA的個體占A%A%，基因型是aa的個體占a %a%，基因型是Aa的個體占A%a%2。 ②已知某種群中基因型是AA的個體占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的個體占Y%，則a的基因頻率是，A的基因頻率是1－。 2．性染色體上基因頻率的計算 對于伴X染色體遺傳，在Y染色體上往往沒有該基因及其等位基因(伴Y染色體遺傳中，則X染色體上沒有該基因及其等位基因)，所以在計算基因總數(shù)時，應只考慮X染色體(或Y染色體)上的基因總數(shù)。若某基因在X染色體上，求一個群體中某基因的頻率時，可按下式求解：100%。 ———————————————[課堂歸納]———————————————— [網(wǎng)絡構建] 填充：①物種是可變的　②生存斗爭和自然選擇?、圻m應是自然選擇的結果　 ④種群?、莼蛲蛔?、基因重組和染色體變異　⑥自然選擇?、叩乩砀綦x　 ⑧生殖隔離?、岱N群基因頻率的改變?、夥肿铀? [關鍵語句] 1．達爾文進化學說的三個基本觀點是“物種是可變的”、“生存斗爭和自然選擇”、“適應是自然選擇的結果”。 2．在生存斗爭中適者生存，不適者被淘汏的過程即自然選擇。 3．現(xiàn)代生物進化理論認為種群是生物進化的基本單位；自然選擇決定生物進化的方向；突變、選擇和隔離是物種形成和生物進化的機制。 4．種群進化的實質(zhì)是種群內(nèi)基因頻率的改變。 5．自然界中，由于基因突變、基因重組、染色體變異和自然選擇等因素，種群的基因頻率和基因型頻率總是不斷地變化。 6．物種是指分布在一定的自然地域，具有一定的形態(tài)結構和生理功能特征，而且在自然狀態(tài)能夠相互交配并能生殖出可育后代的一群生物個體。 7．生殖隔離是指不同種群的個體不能自由交配或交配后產(chǎn)生不可育的后代。 8．木村資生的中性學說：生物進化的主導因素不是自然選擇，而是中性突變的隨機固定。 知識點一、拉馬克和達爾文的進化學說 1．用達爾文進化學說的觀點判斷下列敘述，其中正確的是(　　) A．長頸鹿經(jīng)常努力伸長頸和前肢去吃樹上的葉子，因此頸和前肢都變得很長 B．北極熊生活在冰天雪地的環(huán)境里，它們的身體就產(chǎn)生了定向的白色變異 C．野兔的保護色和鷹銳利的目光，是它們長期相互選擇的結果 D．在有毒農(nóng)藥的長期作用下，農(nóng)田害蟲產(chǎn)生了抗藥性 解析：選C　A選項是拉馬克的用進廢退觀點，其錯誤之處在于認為后天獲得的性狀可以遺傳。B選項錯誤之處在于認為生物的變異是定向的。D選項錯誤之處在于認為農(nóng)藥使害蟲產(chǎn)生抗藥性，應為農(nóng)藥選擇使有抗藥性的個體生存了下來，并通過逐代積累，使害蟲產(chǎn)生抗藥性。 2．達爾文的自然選擇學說和現(xiàn)代生物進化理論分別認為進化的基本單位是(　　) A．個體、個體　　　　　　　　B．個體、種群 C．種群、種群 D．種群、個體 解析：選B　現(xiàn)代生物進化理論以達爾文的自然選擇學說為核心，是自然選擇學說的改進和發(fā)展。達爾文認為進化的基本單位是個體，現(xiàn)代生物進化理論認為進化的基本單位是種群。 知識點二、現(xiàn)代生物進化理論 3．下列有關現(xiàn)代生物進化理論的敘述，正確的是(　　) A．突變和基因重組導致種群基因頻率發(fā)生定向改變 B．只有出現(xiàn)了生殖隔離，才標志生物發(fā)生進化 C．種群基因頻率改變一定導致生殖隔離 D．通過漫長的共同進化過程，形成了多種多樣的生態(tài)系統(tǒng) 解析：選D　突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料；隔離是物種形成的必要條件；在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會發(fā)生定向的改變，導致生物朝著一定的方向不斷進化；通過漫長的共同進化過程，地球上不僅出現(xiàn)了千姿百態(tài)的物種，也形成了多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)。4．下列關于隔離的敘述，不正確的是(　　) A．多數(shù)物種的形成都要先經(jīng)過長期的地理隔離 B．隔離導致物種不能交配繁殖，引起物種絕滅 C．生殖隔離一旦形成，就標志著新物種的產(chǎn)生 D．遺傳組成上的差異是產(chǎn)生生殖隔離的根本原因 解析：選B　不同的物種間存在著生殖隔離，即不同的物種間不能交配或交配后不能產(chǎn)生出可育的后代。多數(shù)物種的形成都要先經(jīng)過長期的地理隔離，導致出現(xiàn)生殖隔離從而形成新物種。 5．果蠅的體色由常染色體上一對等位基因控制，基因型BB、Bb為灰身，bb為黑身。若人為地組成一個群體，其中80%為BB的個體，20%為bb的個體，群體隨機交配，其子代中Bb的比例是(　　) A．25%　　　B．32%　　　C．50%　　　D．64% 解析：選B　由基因型的概率推導基因的頻率，再由基因頻率推出隨機交配雜合的幾率(2pq)，即Bb＝20.80.2＝0.32＝32%。 6．果蠅是常用的遺傳學研究的試驗材料，據(jù)資料顯示，果蠅約有104對基因，現(xiàn)有一黑腹果蠅的野生種群，約有107個個體，請分析回答以下問題： (1)該種群的全部個體所含有的全部基因統(tǒng)稱為種群的________，經(jīng)觀察，該種群中果蠅有多種多樣的基因型，分析其產(chǎn)生的原因，是在突變過程中產(chǎn)生的________，通過有性生殖過程中的________而產(chǎn)生的，使種群產(chǎn)生了大量可遺傳的________，其產(chǎn)生的方向是________，其來源包括________、________和________。它們都能為生物進化提供________，但不能決定生物進化的________。 (2)假定該種群中每個基因的突變率都是10－5，那么在該種群中每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)是________。 (3)假定殘翅(v)的基因突變率為10－5，由于在正常環(huán)境條件下，殘翅果蠅難以生存，結果長翅(V)類型個體逐漸增多，V基因頻率也隨之升高，經(jīng)過許多代后，長翅類型成為該種群中常見類型。與其他突變類型相比，殘翅個體數(shù)要少得多，這一現(xiàn)象說明____________________________________________________________________________。 (4)通過對果蠅及其他生物的群體遺傳學的研究，可得出生物進化的基本單位是________；生物進化的實質(zhì)在于________________________，新物種形成的三個基本環(huán)節(jié)是________、________、________；其中必要條件是________，________使種群的基因頻率定向改變并決定________的方向。 解析：由題中信息可算出每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)為210410710－5＝2106；由于殘翅果蠅難以生存，所以在自然選擇的作用下逐漸被淘汰而數(shù)量減少，基因頻率中的V的頻率逐漸增加，而v則逐漸減少，說明自然選擇決定著生物進化的方向。 答案：(1)基因庫　等位基因　基因重組　變異　不定向的　基因突變　基因重組　染色體變異　原材料　方向 (2)2106　(3)殘翅是不利變異，經(jīng)長期的自然選擇而不斷被淘汰，自然選擇決定生物進化的方向　(4)種群　種群基因頻率的改變　突變和基因重組　自然選擇　隔離　隔離　自然選擇　生物進化 知識點三、分子進化的中性學說 7．下列敘述中，符合中性學說的是(　　) A．中性突變一般不引起生物性狀的改變，因此中性突變不是突變 B．當自然選擇作用于中性突變時，有利的變異被積累 C．當環(huán)境惡劣時，中性突變的進化速率加快了 D．中性學說并沒有否認選擇的作用，承認形態(tài)、行為和生態(tài)性狀，即生物的表現(xiàn)型是在自然選擇下進化的 解析：選D　中性學說認為多數(shù)或絕大多數(shù)突變都是中性的，即無所謂有利或有害，因此對于這些中性突變不會發(fā)生自然選擇與適者生存的情況。突變大多在種群中隨機地被固定或消失，而不是通過選擇才被保留或淘汰的。 (時間：25分鐘；滿分：50分) 一、選擇題(每小題3分，共30分) 1．拉馬克認為生物不斷進化的主要原因是(　　) A．不定向變異和定向的自然選擇 B．基因突變和染色體變異 C．用進廢退和獲得性遺傳 D．器官的反復使用 解析：選C　拉馬克的觀點是用進廢退和獲得性遺傳，器官經(jīng)常用就進化，不用就退化，并且把這種性狀遺傳給后代。 2．對達爾文自然選擇學說的正確理解是(　　) ①環(huán)境改變使生物產(chǎn)生適應性的變異?、诳蛇z傳的變異是生物進化的基礎?、圩儺愂遣欢ㄏ虻摹、茏儺愂嵌ㄏ虻摹、葑儺惤?jīng)過長期的自然選擇和遺傳積累可能產(chǎn)生出生物的新類型 A．②④⑤　　　　　　　　B．②③⑤ C．①②④ D．①③⑤ 解析：選B　影響生物變異的因素是多種多樣的，變異是隨機的、不定向的。 3．下列關于在自然條件下，某隨機交配種群中等位基因A、a頻率的敘述，錯誤的是(　　) A．在某種條件下兩種基因的頻率可以相等 B．該種群基因頻率的變化只與環(huán)境的選擇作用有關 C．一般來說，頻率高的基因所控制的性狀更適應環(huán)境 D．持續(xù)選擇條件下，一種基因的頻率可以降為零 解析：選B　A中兩種等位基因的頻率可以相等；B中基因頻率的變化與自身的遺傳變異也有關；C中頻率高的基因控制的性狀更能適應環(huán)境；D中在持續(xù)選擇條件下，可淘汰掉某種基因。 4．某自花傳粉植物種群中，親代中AA基因型個體占30%，aa基因型個體占20%，則親代A的基因頻率和F1中AA的基因型頻率分別是(　　) A．55%和32.5%　　　　　　 B．55%和42.5% C．45%和42.5% D．45%和32.5% 解析：選B　分析題中信息可知，Aa基因型個體占50%，則A基因頻率為30%＋1/250%＝55%。F1中AA的基因型頻率為30%＋50%1/4＝42.5%。 5．現(xiàn)代生物進化理論是在達爾文自然選擇學說的基礎上發(fā)展起來的。現(xiàn)代生物進化理論觀點，對自然選擇學說的完善和發(fā)展表現(xiàn)在(　　) ①突變和基因重組是產(chǎn)生進化的原材料?、诜N群是進化的單位　③自然選擇是通過生存斗爭實現(xiàn)的?、苌镞M化的實質(zhì)是基因頻率的改變?、莞綦x導致物種的形成?、拮匀贿x擇決定生物進化方向?、哌m者生存，不適者被淘汰 A．①②④⑤ B．②③④⑤⑥ C．①②③④⑤⑦ D．①②③⑤⑦ 解析：選A　現(xiàn)代生物進化理論觀點，對自然選擇學說的完善和發(fā)展表現(xiàn)在：突變和基因重組是產(chǎn)生進化的原材料、種群是進化的單位、生物進化的實質(zhì)是基因頻率的改變、隔離導致物種的形成。 6．中性學說認為，分子進化速率表現(xiàn)出來的特點是(　　) A．在不同的生物中，分子進化速率不同 B．分子進化速率與種群大小有關 C．環(huán)境因素會影響分子進化速度 D．分子進化是隨機的，不是自然選擇的結果 解析：選D　每一種生物大分子不論在哪種生物體內(nèi)，都以一定的速率進化著，并且進化的速率與環(huán)境的變化和生物世代的長短無關。分子的進化是隨機的，此時自然選擇不起作用，當中性突變積累導致生物的性狀出現(xiàn)差異后，自然選擇會發(fā)生作用而導致表現(xiàn)型的進化。 7．種群是指生活在同一地點的同種生物的一群個體。種群中的個體通過繁殖將各自的基因傳遞給后代。下列敘述不正確的有(　　) A．自然選擇使種群基因頻率發(fā)生定向改變 B．種群基因頻率的改變導致生物進化 C．種群通過個體的進化而進化 D．種群通過地理隔離可能達到生殖隔離 解析：選C　現(xiàn)代達爾文主義認為：種群是生物進化和生物繁殖的基本單位，自然選擇使種群的基因頻率發(fā)生定向的改變，一般種群可通過長期的地理隔離而形成生殖隔離，最終形成新的物種。 8．下列關于物種形成的敘述，錯誤的是(　　) A．經(jīng)過長期的地理隔離而達到生殖隔離是常見的物種形成方式 B．隔離是物種形成的必要條件 C．兩個同種種群一旦產(chǎn)生生殖隔離就形成了新的物種 D．基因頻率改變一定導致新物種形成 解析：選D　形成新物種的方式一般是由地理隔離導致生殖隔離；隔離是形成新物種的必要條件，而基因頻率的改變導致生物進化，但不一定導致新物種形成。 9．[多選]最近，可以抵抗多數(shù)抗生素的“超級細菌”引人關注，這類細菌含有超強耐藥性基因 NDM－1，該基因編碼金屬 β－內(nèi)酰胺酶。此菌耐藥性產(chǎn)生的原因是(　　) A．定向突變 B．抗生素濫用 C．金屬 β－內(nèi)酰胺酶使許多抗菌藥物失活 D．通過染色體交換從其他細菌獲得耐藥基因 解析：選BC　基因突變具有不定向性；抗藥性的產(chǎn)生是由于抗生素濫用對耐藥基因進行定向選擇，且耐藥基因所表達的酶能使多種抗生素失活，B、C正確；超級細菌是原核生物，無染色體。 10．(天津高考)家蠅對擬除蟲菊酯類殺蟲劑產(chǎn)生抗性，原因是神經(jīng)細胞膜上某通道蛋白中的一個亮氨酸替換為苯丙氨酸。下表是對某市不同地區(qū)家蠅種群的敏感性和抗性基因型頻率調(diào)查分析的結果。 家蠅種 群來源 敏感性純 合子(%) 抗性雜 合子(%) 抗性純 合子(%) 甲地區(qū) 78 20 2 乙地區(qū) 64 32 4 丙地區(qū) 84 15 1 下列敘述正確的是(　　) A．上述通道蛋白中氨基酸的改變是基因堿基對缺失的結果 B．甲地區(qū)家蠅種群中抗性基因頻率為22% C．比較三個地區(qū)抗性基因頻率可知乙地區(qū)抗性基因突變率最高 D．丙地區(qū)敏感性基因頻率高是自然選擇的結果 解析：選D　根據(jù)題干信息，該基因突變導致氨基酸發(fā)生了替換，但數(shù)目沒有發(fā)生改變，因此該基因突變是堿基對替換的結果，A項錯誤；甲地區(qū)抗性基因的基因頻率＝2%＋1/220%＝12%，B項錯誤；比較三個地區(qū)抗性基因的基因頻率可知乙地區(qū)抗性基因頻率最高，但不能得出該地區(qū)抗性基因突變率高，C項錯誤；丙地區(qū)敏感性基因頻率高是自然選擇的結果，D項正確。 二、非選擇題(共20分) 11．(10分)分析有關生物進化的資料，回答問題。 (1)自然界中任何生物的個體數(shù)都不可能無限增加。根據(jù)達爾文自然選擇學說，這是因為________________________________________________________________________。 (2)下圖表示自然選擇對種群的3種作用類型，圖②可代表長頸鹿種群的選擇類型。具有中等體型的麻雀個體被選擇保留下來，該選擇類型可由圖________代表。這三種選擇類型中，最易產(chǎn)生新種的是圖________________________________________________________。 (3)如圖表示某種兩棲動物3個種群在某山脈的分布。在夏季，種群A與B、種群A與C的成員間可以通過山脈遷移，有人研究了1900至2000年間3個種群的變化過程。資料顯示1915年在種群A和B的棲息地之間建了礦，1920年在種群A和C的棲息地之間修了路。100年來氣溫逐漸升高，降雨逐漸減少。 ①建礦之后，種群B可能消失，也可能成為與種群A、C不同的新種。 分析種群B可能形成新種的原因：________________________________________。 ②下表是種群A、C的規(guī)模、等位基因1(T/t)和2(W/w)頻率的數(shù)據(jù)，表中為各自隱性基因的頻率。 依據(jù)表中數(shù)據(jù)和上述資料，對種群C的描述，更為準確的是________。 A．等位基因1的雜合子逐漸增多 B．與種群A之間不能進行基因交流 C．受氣候影響更大 ③據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，種群C的基因庫比種群A________；種群規(guī)模與基因________的頻率變化關系密切。 解析：(1)由于自然環(huán)境條件是有限的。因此生物個體之間會發(fā)生生存斗爭，適者生存，不適者被淘汰，導致個體數(shù)不可能無限增加。(2)具有中等體型的麻雀個體被選擇保留下來，圖示表示的應是居中間的個體數(shù)最多，可用圖①表示。圖③中兩種選擇類型的表現(xiàn)型差異會越來越大，即進化方向不同。最容易發(fā)生生殖隔離產(chǎn)生新種。(3)種群A和B、種群A和C原來可以遷移，進行基因交流，但是建礦之后，種群B與A之間形成了地理隔離，無法進行基因交流，進而與種群C之間也無法進行基因交流；這樣種群B進化方向與原來相比就發(fā)生了改變，經(jīng)過長期進化過程，種群B與A、C間產(chǎn)生了生殖隔離，形成新種。種群C與種群A之間，等位基因1和2在100年內(nèi)仍然都存在，因此兩種群可以進行基因交流，但是種群C中等位基因1中t的頻率在增加，因此等位基因1的雜合子逐漸增多。由于兩種群中等位基因2的頻率現(xiàn)在仍相等，僅是等位基因1發(fā)生差異，因此不能判斷哪一個種群受氣候影響更大。由于種群C的規(guī)模僅有550，遠少于種群A的規(guī)模40 000，因此種群C的基因庫(種群內(nèi)的全部基因)比種群A小。比較兩個等位基因的頻率變化，可以發(fā)現(xiàn)基因1(T/t)的頻率變化和種群規(guī)模變化密切相關。 答案：(1)生存斗爭(生存斗爭，適者生存)　(2)①?、? (3)①由于與種群A之間的地理隔離，阻斷了種群B與種群A、種群B與種群C的基因交流；因此種群B內(nèi)的基因突變開始積累，且產(chǎn)生的變異被環(huán)境選擇保留下來；種群逐漸適應了生存環(huán)境，種群規(guī)模開始擴張，并形成生殖隔離，新種形成?！、贏　③小　　1(T/t) 12．(10分)某地區(qū)從1964年開始使用殺蟲劑殺滅蚊子幼蟲，至1967年中期停用。下圖是五年間蚊子幼蟲基因型頻率變化曲線。R表示殺蟲劑抗性基因，S表示野生敏感型基因。據(jù)圖回答： (1)R基因的出現(xiàn)是________的結果。 (2)在RR基因型頻率達到峰值時，RS、SS基因型頻率分別為4%和1%，此時R基因的頻率為________。 (3)1969年中期RR基因型幾近消失，表明在________的環(huán)境條件下，RR基因型幼蟲比SS基因型幼蟲的生存適應能力________。 (4)該地區(qū)從此不再使用殺蟲劑。預測未來種群中，最終頻率最高的基因型是________，原因是________________________________________________。 解析：(1)野生敏感型基因通過基因突變產(chǎn)生了抗性基因。(2)由題意知：基因型RS＝4%，SS＝1%，則RR＝95%。故R基因的頻率＝95%＋1/24%＝97%。(3)1967年中期停用殺蟲劑后，RR基因型頻率減少，SS基因型頻率增加，說明在不使用殺蟲劑的環(huán)境下，RR基因型幼蟲比SS基因型幼蟲的生存適應能力低。(4)若長期不使用殺蟲劑，會使R基因的頻率降低，S基因的頻率增加，使SS基因型頻率達到最高。 答案：(1)基因突變　(2)97%　(3)不再使用殺蟲劑　低　(4)SS　在不使用殺蟲劑的環(huán)境 下，持續(xù)的選擇作用使R基因頻率越來越低