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基础梳理一、达尔文自然选择学说1．内容2．意义：科学地解释了生物进化的原因，以及生物的多样性和适应性，有助于人们正确地认识生物界。3．局限性对遗传和变异的本质不能做出科学的解释，对生物进化的解释局限于个体水平强调物种的形成是渐变的，不能很好地解释物种大爆发现象4.达尔文以后进化理论的发展对遗传和变异的研究已经从性状水平深入到基因水平关于自然选择的作用等问题的研究，已经从以生物个体为单位发展到以种群为基本单位二、现代生物进化理论1．种群是生物进化的基本单位(1)种群：生活在一定区域的同种生物的全部个体。(2)基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。(3)基因频率：一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。2．可遗传的变异基因突变染色体变异突变基因重组为生物进化提供了原材料3．自然选择决定生物进化的方向变异是不定向的――→经自然选择不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累―→种群的基因频率发生定向改变――→导致生物朝一定方向缓慢进化。4．隔离与物种的形成(1)物种：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称为一个物种，简称种。(2)隔离：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象叫做隔离，包括两种类型：地理隔离和生殖隔离。(3)作用：隔离是物种形成的必要条件，生殖隔离的形成标志着新物种的形成。思维激活东北虎和华南虎是否是不同的物种？为什么？提示：否。东北虎和华南虎，因地理隔离产生了明显的差异，成为两个不同的虎亚种，但未产生生殖隔离。知识整合考点一自然选择学说和现代生物进化理论的比较特别提醒1.“突变”不是基因突变的简称，而是包括“基因突变”和“染色体变异”。2．农田喷施农药杀灭害虫，在喷施农药之前，害虫中就存在抗农药的突变个体，喷施农药仅杀灭不抗药的个体，抗药的个体存活下来，农药不能使害虫产生抗药性变异，只是对抗药性个体进行了选择。跟踪训练12011·江苏高考根据现代生物进化理论，下列说法正确的是()A．自然选择决定了生物变异和进化的方向B．生物进化的实质是种群基因型频率的改变C．种群内基因频率的改变在世代间具有连续性D．种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小解析：自然选择决定进化的方向而不能决定变异的方向。进化的实质是基因频率的改变。种群数量越少，越易造成基因频率的改变。答案：C考点二现代生物进化理论核心问题分析易错警示对于伴X染色体遗传，在Y染色体上往往没有该基因及其等位基因(伴Y染色体遗传中，则X染色体上没有该基因及其等位基因)，所以在计算基因总数时，应只考虑X染色体(或Y染色体)上的基因总数。2．自然选择决定生物进化的方向3．隔离导致物种的形成(1)隔离导致新物种的形成隔离是物种形成的必要条件，包括地理隔离和生殖隔离。其实质是阻止生物之间的基因交流，仅有地理隔离不能产生新的物种，生殖隔离才是物种形成的关键。其关系如下图所示：(2)物种形成与生物进化跟踪训练22013·安徽联考下图表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程。有关叙述中不正确的是()A．图中X、Y、Z分别表示的是突变和基因重组、自然选择以及隔离B．小岛上蜥蜴原种全部个体的总和称为种群，是生物进化的基本单位C．地理隔离一旦形成，原来同属一个物种的蜥蜴很快就进化为不同的物种D．小岛上蜥蜴新种全部个体所有基因的总和称为蜥蜴新种的基因库解析：蜥蜴产生不同性状，原因可能是突变或基因重组，不同的性状中有利的保存而不利的被淘汰，属于自然选择的结果，新物种产生的必要条件是隔离，故A正确；生物进化的基本单位是种群，种群即一定区域内同种生物所有的个体，故B正确；由于地理隔离，不同环境内的生物进化方向可能有差异，但进化是个漫长的过程，故C错误；一种群内所有个体的所有基因的总和称为该种群的基因库，该小岛上全部的蜥蜴新物种即为一个种群，故D正确。答案：C考向一基因频率与基因型频率的相关计算分析近年来各地高考试题，对基因频率计算的考查较为突出。预计今后高考命题仍然以某种具体生物进化材料为背景，考查生物进化、基因频率变化的知识，及获取信息、综合运用知识解决问题的能力。1．已知基因型频率求基因频率(1)设二倍体生物个体的某一基因型上有一对等位基因A和a，假如种群中共有N个个体，而AA、Aa、aa三种基因型的个体数分别是n1、n2、n3，那么种群中A基因的频率和a基因的频率分别是：①A基因的频率＝A基因的总数A基因的总数＋a基因的总数＝2n1＋n22N②a基因的频率＝a基因的总数A基因的总数＋a基因的总数＝2n3＋n22N(2)在以上关系中，设A，a的基因频率分别用PA、Pa表示，AA、Aa、aa的基因型频率分别用PAA、PAa、Paa表示，则PA＝2n1＋n22N＝n1N＋12×n2N＝PAA＋12PAaPa＝2n3＋n22N＝n3N＋12×n2N＝Paa＋12PAa由以上公式可得出下列结论：①在种群中一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。②一个等位基因的频率＝该等位基因纯合子的频率＋12杂合子的频率。2．已知基因频率求基因型频率设A的基因频率为p，a的基因频率为q，则AA的基因型频率＝p2aa的基因型频率＝q2Aa的基因型频率＝2pq以上关系的使用应满足以下5个条件：①种群足够大；②种群中个体间的交配是随机的；③没有突变发生；④没有个体的迁入和迁出；⑤没有自然选择。例12013·北京联考对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现：780名女生中有患者23人，携带者52人；820名男生中有患者65人。那么该群体中色盲基因的频率是()A．4.4%B．5.1%C．6.8%D．10.2%解析本题的易错点是基因总数的正确计算。因为男性中只有一条X染色体，所以计算男性基因总数时不需要乘以2。学生容易误算成(780＋820)×2＝3200，结果得出5.1%，而错选B。由于色盲及其等位基因只存在X染色体上，因此该种群中等位基因(XB＋Xb)总数为780×2＋820×1＝2380，色盲基因Xb总数为23×2＋52×1＋65×1＝163，故基因Xb的频率为163/2380＝6.8%。答案C考向二与生物进化相关的材料题分析新材料、新情景的题目，无论起点有多高，落脚点一定在教材的基础知识中。提供新材料的试题的解题步骤一般是：第一，认真、快速读题，提取关键信息，弄清设问意图。关于设问的类型，一般有以下几种：①概括式：概括文字材料、示意图、曲线图、表格等所反映的生物学要点；②探究式：利用所提供材料，结合教材的知识背景，对某个问题作出合理的解释、结论；③逻辑式：根据文章内容作出逻辑推理；④建议式：根据材料内容和相关知识背景，提出解决问题的方法、思路，或作出合理的建议、假设。第二，联想文章所涉及的材料中的知识背景。第三，针对设问联系相关知识，寻找内在联系，初步思考作答要点。第四，根据答题要点，组织文字，编写答案。例2分析有关生物进化的资料，回答问题。(1)自然界中任何生物的个体数都不可能无限增加。根据达尔文自然选择学说，这是因为__________________。(2)如图表示自然选择对种群的3种作用类型，图②代表长颈鹿种群的选择类型。具有中等体型的麻雀个体被选择保留下来，该选择类型可由图________代表。这三种选择类型中，最易产生新物种的是图________。如图表示某种两栖动物3个种群在某山脉的分布。在夏季，种群A与B、种群A与C的成员间可以通过山脉迁移，有人研究了1900至2000年间3个种群的变化过程。资料显示1915年在种群A和B的栖息地之间建了矿，1920年在种群A和C的栖息地之间修了路。100年来气温逐渐升高，降雨逐渐减少。(3)建矿之后，种群B可能消失，也可能成为与种群A、C不同的新物种。分析种群B可能形成新物种的原因：__________________下表是种群A、C的规模、等位基因1(T/t)和2(W/w)频率的数据，表中为各自隐性基因的频率。(4)依据表中数据和上述资料，对种群C的描述，更为准确的是________。A．等位基因1的杂合子逐渐增多B．与种群A之间不能进行基因交流C．正在经历适应环境D．受气候影响更大(5)据表中数据分析，种群C的基因库比种群A________；种群规模与基因________的频率变化关系密切。解析(1)～(5)题主要考查现代生物进化理论。自然界物种的形成一般是先经过地理隔离，导致不同的种群基因库向不同的方向改变，最终两个种群的基因库差别变大而产生生殖隔离形成新物种。图表信息的分析，一般遵循横向和纵向两个纬度，分析数据的变化可找出规律。答案(1)生存斗争(生存竞争，适者生存)(2)①③(3)由于与种群A之间的地理隔离，阻断了种群B与种群A、种群B与种群C的基因交流，因此种群B内的基因突变开始积累，且产生的变异被环境选择保留下来；种群逐渐适应了生存环境，种群规模开始扩张，并形成生殖隔离，新种形成。(4)A(5)小1(T/t)评价改进型实验题的解题方法此类试题实验目的明确，围绕实验目的已设计好实验，但由于实验设计中存在某些不足，导致实验结果不能说明实验结论。解题时要研读实验目的，看是否设计了变量，结果是否正确，原理使用是否妥当，有无遵循单一变量原则等。(1)看有无对照实验，如果有，看对照设计是否合理。(2)看实验是否遵循了单一变量原则。如研究温度对酶活性的影响，则温度为自变量。除单一变量外，各组实验的其他条件应完全一样。包括：①实验对象的一致性；②等量性原则——每次实验所加试剂的量要相等；③实验控制时间的一致性；④实验条件的一致性等。(3)看实验步骤的顺序是否合理，步骤是否完整。(4)看实验仪器、药剂的使用是否合理，包括药剂的配备及用量的多少等。(5)看实验结果的验证是否合理。例生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，其中影响种群基因频率的因素有很多，如自然选择、基因重组、遗传漂变、生物个体的迁入、迁出等。某中学生物研究小组为证明人工选择对种群基因频率的影响，选用了纯种长翅果蝇和残翅果蝇进行实验。已知果蝇的长翅(B)对残翅(b)为显性，基因位于常染色体上。他们的实验过程如下：a．选择一只纯种雄性长翅果蝇与一只残翅雌性果蝇进行杂交，获得子一代雌雄果蝇；b．让子一代果蝇连续自由交配5代，同时在每一代中要除去残翅果蝇；c．当子六代所有长翅果蝇自由交配后，统计子七代长翅果蝇和残翅果蝇在种群中的百分比；d．根据残翅果蝇的百分比计算出B、b基因在种群中的基因频率，得出结论。请分析回答：(1)如果按照上述步骤进行，在子三代长翅果蝇中纯合子占________。(2)请判断该实验过程的设计是否科学？________。你的理由是：___________________。(3)若让你对此实验过程进行改进，请设计出改进后的步骤。①选择一只纯种长翅雄果蝇与一只残翅雌果蝇进行杂交，获得子一代雌雄果蝇；②___________________；③___________________；④___________________。(4)请预期这种人工选择对种群基因频率的影响______。解析(1)F2中＝，产生的两种类型的配子＝，故F3中bb为1/3×1/3＝1/9，即F3中长翅果蝇占8/9，其中的纯合子为BB＝2/3×2/3＝4/9，占长翅总数的1/2。(2)要研究人工选择作用是否对种群基因频率产生影响，需要以人工选择作用作为单一的变量，通过由人工选择作用的种群和自然繁殖的种群繁殖若干代后进行对照得出实验结论。答案(1)1/2(2)不科学没有设置对照(没有对照实验)(3)②将子一代果蝇分成性状完全相同的甲、乙两组，让甲、乙两组果蝇分别连续自由交配5代，同时将乙组在每一代中都要除去残翅果蝇③当子六代所有长翅果蝇自由交配后，分别统计甲、乙两组子七代中长翅果蝇和残翅果蝇在种群中的百分比④根据甲、乙两组中残翅果蝇的百分比，分别计算出甲、乙两组中的B、b基因在种群中的基因频率，比较得出结论(4)这种人工选择将导致B基因的频率增大，b基因的频率减小课堂巩固1.201