2023版高考生物一輪總復(fù)習(xí)第7單元基因突變及其他變異生物的進(jìn)化第3講生物的進(jìn)化課件

第3講　生物的進(jìn)化自 主 學(xué) 習(xí) · 鞏 固 基 礎(chǔ)[自主學(xué)習(xí)]知識(shí)點(diǎn)一　生物有共同祖先的證據(jù)1．達(dá)爾文生物進(jìn)化論【答案】原始的共同祖先　適應(yīng)的形成　物種的形成2．地層中陳列的證據(jù)——化石【答案】遺體　生活痕跡　直接　重要　簡單　高等　原始的共同祖先　進(jìn)化　復(fù)雜　低等　陸生3．當(dāng)今生物體上進(jìn)化的印跡——其他方面的證據(jù)【答案】器官　系統(tǒng)　翼　鰭　前肢　胚胎的形成　鰓裂和尾　共同祖先　細(xì)胞膜　細(xì)胞質(zhì)[自主檢測]1．思考判斷(1)生物的遺體或生活痕跡也可能形成化石。 (　　)(2)“滄海桑田”觀點(diǎn)形成的依據(jù)是陸地上發(fā)現(xiàn)了海洋生物化石。 (　　)(3)親緣關(guān)系越近的生物，其蛋白質(zhì)或核酸分子的相似性越高。 (　　)(4)人和猴的細(xì)胞色素c的差異最小，由此說明人和猴的親緣關(guān)系最近。 (　　)(5)有共同祖先的生物個(gè)體在形態(tài)結(jié)構(gòu)上沒有差異。 (　　)(6)進(jìn)化地位越高等的生物，適應(yīng)環(huán)境的能力越強(qiáng)。 (　　)【答案】(1)√　(2)√　(3)√　(4)√　(5)×　(6)×2．深挖教材(1)赫氏近鳥龍化石為鳥類起源于恐龍的假說提供了有力證據(jù)，為什么？__________________。(2)蝙蝠的翼、鯨的鰭、貓的前肢和人的上肢，骨骼的功能迥異，外形差別也很大，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)模式為什么如此一致？__________________。(3)關(guān)于人與其他生物的親緣關(guān)系，從細(xì)胞色素c的相關(guān)資料可以得出什么結(jié)論？__________________________?！敬鸢浮?1)提示：因?yàn)楹帐辖B龍化石兼具鳥類(具翅膀，能飛翔)和恐龍的特點(diǎn)　(2)提示：具有共同祖先的相似基因　(3)提示：親緣關(guān)系越近的生物其細(xì)胞色素c的相似性越高，親緣關(guān)系越遠(yuǎn)的生物其細(xì)胞色素c的差別越大[自主學(xué)習(xí)]知識(shí)點(diǎn)二　自然選擇與適應(yīng)的形成1．適應(yīng)的普遍性和相對性【答案】形態(tài)結(jié)構(gòu)　功能　形態(tài)結(jié)構(gòu)及其功能　生存和繁殖　普遍存在　環(huán)境條件2．拉馬克的進(jìn)化學(xué)說【答案】進(jìn)化　用進(jìn)廢退　獲得性遺傳　遺傳給后代3．達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(1)達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的解釋。(2)主要內(nèi)容?！敬鸢浮?1)過度繁殖　生存斗爭　有限　(2)可遺傳變異　自然選擇　可遺傳的有利變異　定向選擇　生物進(jìn)化　統(tǒng)一性　共同祖先　進(jìn)化[自主檢測]1．思考判斷(1)生物都具有適應(yīng)環(huán)境的特征，適應(yīng)是普遍存在的。 (　　)(2)由于缺少草而吃樹葉的長頸鹿脖子越來越長，符合拉馬克的觀點(diǎn)。 (　　)(3)達(dá)爾文認(rèn)識(shí)到遺傳和變異的本質(zhì)并做出了科學(xué)的解釋。 (　　)(4)生物進(jìn)化的內(nèi)因是生存斗爭。 (　　)(5)各種生物均有過度繁殖的傾向。 (　　)(6)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的核心是自然選擇學(xué)說，研究對象是生物個(gè)體。 (　　)【答案】(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×2．熱圖導(dǎo)析下圖表示達(dá)爾文對現(xiàn)代長頸鹿進(jìn)化形成過程的解釋，請據(jù)圖回答下列問題。(1)長頸鹿祖先的頸和前肢的長短有差異嗎？由此說明什么問題？________________________________。(2)在旱季缺乏青草的時(shí)期，頸和前肢長短不同的個(gè)體生存機(jī)會(huì)相等嗎？由此說明什么問題？____________________________。(3)請分別利用拉馬克和達(dá)爾文的進(jìn)化觀點(diǎn)，解釋長頸鹿脖子長的原因：________________________________________。(4)通過對長頸鹿的進(jìn)化歷程的分析，你能否解釋達(dá)爾文自然選擇學(xué)說中遺傳變異和自然選擇的關(guān)系？__________________________?！敬鸢浮?1)提示：有差異，說明變異是不定向的　(2)提示：生存機(jī)會(huì)不相等，頸和前肢長些的個(gè)體，在生存斗爭中容易得到食物，從而得以生存并繁殖，食物在決定長頸鹿變異個(gè)體的生存和淘汰過程中，起到了選擇作用　(3)提示：①拉馬克觀點(diǎn)解釋：拉馬克認(rèn)為，長頸鹿在旱季缺乏青草的時(shí)期就會(huì)用它的長脖子去吃高處的樹葉，這樣長期“使用”，久而久之脖子就更長了(用進(jìn)廢退)，然后遺傳給了下一代(獲得性遺傳)。②達(dá)爾文觀點(diǎn)解釋：在缺乏青草的干旱時(shí)期，那些頸部和四肢都較長的個(gè)體會(huì)有較多的機(jī)會(huì)吃到高處的樹葉，能夠生存下來，并繁殖后代，而那些頸部和四肢較短的個(gè)體則無法得到足夠的食物，不容易生存下來，也無法繁殖后代，所以頸部和四肢較短的長頸鹿逐漸被淘汰　(4)提示：變異是不定向的，自然選擇的直接對象就是生物的變異性狀，定向篩選出有利變異和不利變異，通過遺傳使生物微小的有利變異得以積累加強(qiáng)[自主學(xué)習(xí)]知識(shí)點(diǎn)三　種群基因組成的變化與物種的形成1．種群和種群基因組成的變化【答案】同種　全部個(gè)體　全部個(gè)體　基因　全部等位基因數(shù)2．種群基因頻率的變化及自然選擇對種群基因頻率變化的影響(1)基因突變使種群基因頻率發(fā)生變化的原因?；蛲蛔儺a(chǎn)生新的__________，這就可以使種群的基因頻率發(fā)生變化。(2)可遺傳的變異提供了生物進(jìn)化的原材料。等位基因　(3)自然選擇使種群的基因頻率發(fā)生定向改變。?????【答案】(3)多　提高　下降　定向改變3．隔離與物種形成(1)物種的概念：能夠在自然狀態(tài)下__________并且產(chǎn)生__________的一群生物。(2)隔離。相互交配　可育后代　【答案】 (2)不同物種　相互交配　可育的后代　同一種生物　基因交流(3)隔離在物種形成中的作用。①新物種形成的過程?！敬鸢浮?(3)①突變　基因重組　食物　棲息條件　基因頻率　基因庫　生殖隔離?、诮Y(jié)論：隔離是物種形成的________條件。必要　[自主檢測]1．思考判斷(1)自然選擇通過作用于個(gè)體而影響種群的基因頻率。 (　　)(2)種群基因頻率的變化趨勢既能預(yù)測進(jìn)化的方向又能預(yù)測變異的方向。 (　　)(3)高莖豌豆與矮莖豌豆雜交出現(xiàn)的3∶1性狀分離比的過程可以為進(jìn)化提供原材料。 (　　)(4)生物進(jìn)化的方向與基因突變的方向一致。 (　　)(5)外來物種入侵能改變生物進(jìn)化的速度和方向。 (　　)(6)生物的種間競爭是一種選擇過程。 (　　)(7)環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，種群的基因頻率可能改變，也可能不變。 (　　)【答案】(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√　(7)√2．深挖教材(1)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？_________________________________________________。(2)自然選擇的實(shí)質(zhì)和結(jié)果分別是什么？_________________________________________________?！敬鸢浮?1)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(2)自然選擇的實(shí)質(zhì)是對控制某特定性狀的基因的選擇。自然選擇的結(jié)果：從生物個(gè)體角度看，導(dǎo)致生物個(gè)體生存或死亡；從基因角度看，導(dǎo)致控制某特定性狀的基因的頻率上升或下降3．熱圖導(dǎo)析：分析生物進(jìn)化與物種形成基本環(huán)節(jié)(1)物種形成的三個(gè)環(huán)節(jié)是什么？圖中①②③④分別是什么？______________________________________________。(2)為什么進(jìn)化的基本單位是種群而不是個(gè)體？______________________________________________。(3)自然選擇作用的直接對象、間接對象、根本對象分別是什么？________________________________________________。(4)試從分子水平和進(jìn)化角度解釋生物多樣性的原因：______________________________________________?！敬鸢浮?1)提示：突變和基因重組、自然選擇及隔離。①是突變和基因重組，②是自然選擇，③是地理隔離，④是生殖隔離(2)提示：因?yàn)樵谏锓毖苓^程中，個(gè)體有新老交替，基因卻代代相傳，因此，研究生物的進(jìn)化時(shí)僅僅研究個(gè)體是否與環(huán)境相適應(yīng)是不夠的，還必須研究種群基因組成的變化(3)提示：自然選擇作用的直接對象是生物個(gè)體的變異性狀(表現(xiàn)型)；間接對象是相關(guān)的基因型；根本對象是與生物個(gè)體變異性狀相對應(yīng)的基因(4)提示：分子水平：DNA多樣性(根本)→蛋白質(zhì)多樣性(直接) →生物性狀多樣性；進(jìn)化角度：生物生存的不同環(huán)境對生物進(jìn)行不同方向的自然選擇[自主學(xué)習(xí)]知識(shí)點(diǎn)四　協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性的形成1．協(xié)同進(jìn)化【答案】不同物種　厭氧　好氧　選擇　影響2．生物多樣性【答案】遺傳　物種　生態(tài)系統(tǒng)　基因重組[自主檢測]1．思考判斷(1)捕食者的存在不利于被捕食者的生存。 (　　)(2)協(xié)同進(jìn)化都是通過物種之間的生存斗爭實(shí)現(xiàn)的。 (　　)(3)生物多樣性的形成也就是新物種不斷形成的過程。 (　　)(4)生物多樣性包括基因多樣性、個(gè)體多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。 (　　)(5)協(xié)同進(jìn)化只能發(fā)生在生物與生物之間。 (　　)(6)最早出現(xiàn)的生物是單細(xì)胞的厭氧型生物。 (　　)【答案】(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√2．深挖教材(1)昆蟲傳粉的專門化對植物繁衍后代有什么意義？______________________________________________________。(2)關(guān)于捕食者在進(jìn)化中的作用，美國生態(tài)學(xué)家斯坦利(S.M.stanley)提出了“收割理論”：捕食者往往捕食個(gè)體數(shù)量__________的物種，這樣就會(huì)避免出現(xiàn)__________________在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對優(yōu)勢的局面，為其他物種的形成騰出空間。捕食者的存在有利于增加物種多樣性。(3)最早出現(xiàn)的生物是哪一類，它們生活在什么樣的環(huán)境中？____________________________。【答案】(1)提示：特定昆蟲給特定植物傳粉，這樣可以提高傳粉效率，并且昆蟲也可以得到較多的食物或保護(hù)，是互利的過程　(2)提示：多　一種或少數(shù)幾種生物　(3)提示：最早出現(xiàn)的生物是厭氧的單細(xì)胞生物，它們生活在海洋中重 難 探 究 · 素 養(yǎng) 達(dá) 標(biāo)生物的進(jìn)化1．教材中能說明生物有共同祖先的事例(1)生物的遺傳物質(zhì)都是核酸：地球上目前存在的生物的遺傳物質(zhì)都是核酸，其中具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物的遺傳物質(zhì)都是DNA，只有極個(gè)別的病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。[深度講解]而這些RNA病毒也起源于DNA為遺傳物質(zhì)的生物，歸根到底，地球上最原始的生物的遺傳物質(zhì)應(yīng)該是DNA。在千萬年的進(jìn)化過程中，生物的遺傳物質(zhì)在遺傳過程中同時(shí)朝著不同方向變異，而不同的自然環(huán)境保留下了不同的變異基因，才導(dǎo)致今天紛繁萬象的自然界。(2)地球上生物遺傳信息傳遞都遵循中心法則：DNA上的遺傳信息通過復(fù)制傳遞到子細(xì)胞或子代生物體內(nèi)，并通過轉(zhuǎn)錄傳到RNA上，RNA上的信息通過翻譯指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。這些信息傳遞過程不管是在真核生物還是在原核生物中都存在，如果生物不是具有共同起源，兩類生物不會(huì)這么巧合都遵循中心法則。(3)地球上生物遺傳信息傳遞過程都遵循堿基互補(bǔ)配對原則：在生物界通用的中心法則中，都遵循堿基互補(bǔ)配對原則，比如DNA復(fù)制時(shí)有A—T、G—C配對，在轉(zhuǎn)錄過程中，有T—A、A—U、G—C配對，在翻譯過程中mRNA上的密碼子和tRNA上的反密碼子存在A—U、G—C配對。(4)地球上的生物都共用同一套遺傳密碼：生物體內(nèi)RNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，都是mRNA上三個(gè)相鄰堿基決定一個(gè)氨基酸，故而生物有64種密碼子，而且不管是動(dòng)物、植物、微生物，特定密碼子對應(yīng)編碼的氨基酸都是相同的。終止密碼子都是UAA、UAG、UGA。這也充分說明了地球上的生物有共同起源。(5)生物體有共同起源的其他證據(jù)：地球上的具有生命系統(tǒng)的細(xì)胞都具有生物膜，而且不管是原核細(xì)胞還是真核細(xì)胞的生物膜都是以磷脂雙分子層為基本支架。2．達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說與現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的比較3．現(xiàn)代生物進(jìn)化理論4．物種形成(1)三種模式。(2)漸變式物種形成過程中的三個(gè)環(huán)節(jié)。突變和基因重組、自然選擇、隔離三者關(guān)系如下圖所示：①突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料。②自然選擇決定生物進(jìn)化的方向。③隔離導(dǎo)致新物種形成。5．物種形成與生物進(jìn)化的關(guān)系 　關(guān)于生物進(jìn)化的六個(gè)易混點(diǎn)(1)突變≠基因突變?！巴蛔儭辈皇腔蛲蛔兊暮喎Q，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，只是對抗藥性個(gè)體進(jìn)行了選擇。(3)形態(tài)、結(jié)構(gòu)一致≠同一物種。形態(tài)、結(jié)構(gòu)一致的生物，有可能具有生殖隔離，兩個(gè)種群的生物形態(tài)、結(jié)構(gòu)相同，但繁殖期不同，則這兩個(gè)種群的生物具有生殖隔離，是兩個(gè)物種。(4)能產(chǎn)生后代≠同一物種。兩個(gè)個(gè)體能夠交配產(chǎn)生后代，有可能子代高度不育，如馬和驢，雖然能夠產(chǎn)生子代，但子代不育，因此馬和驢是兩個(gè)物種。(5)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。(6)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。(一)生物有共同祖先的證據(jù)(素養(yǎng)目標(biāo)：生命觀念)1．(2021年山東青島期末)下列關(guān)于生物有共同祖先的證據(jù)的說法，錯(cuò)誤的是 (　　)A．鳥的翅膀和昆蟲的翅膀結(jié)構(gòu)相似，這是比較解剖學(xué)為生物進(jìn)化提供的證據(jù)[考向預(yù)測]B．人和魚的胚胎發(fā)育經(jīng)歷了有鰓裂和尾的階段，這可以用人與魚有共同祖先來解釋C．幾乎所有生物共用一套遺傳密碼能為生物有共同祖先這一論點(diǎn)提供支持D．通過對生物體內(nèi)核酸、蛋白質(zhì)等物質(zhì)的分析，可判斷生物之間的親緣關(guān)系【答案】A　【解析】鳥的翅膀和昆蟲的翅膀結(jié)構(gòu)相似，屬于同功器官，而同功器官不能說明生物之間具有直接的親緣關(guān)系，不能作為比較解剖學(xué)為生物進(jìn)化提供的證據(jù)，A錯(cuò)誤；人和魚的胚胎發(fā)育經(jīng)歷了有鰓裂及有尾的階段，這說明人與魚有共同的原始祖先，B正確；幾乎所有生物共用一套遺傳密碼，能為生物有共同祖先這一論點(diǎn)提供支持，C正確；不同生物的DNA和蛋白質(zhì)等生物大分子，既有共同點(diǎn)，又存在差異性，通過對生物體內(nèi)核酸、蛋白質(zhì)等物質(zhì)的分析，可判斷生物之間的親緣關(guān)系，D正確。(二)自然選擇與適應(yīng)的形成(素養(yǎng)目標(biāo)：生命觀念)2．(2021年江西九江高三期末)各種各樣的抗生素對治療細(xì)菌感染造成的疾病發(fā)揮著重要作用。一種抗生素使用一段時(shí)間后，殺菌效果就會(huì)下降，原因是細(xì)菌產(chǎn)生了抗藥性。下列選項(xiàng)試圖用達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說解釋細(xì)菌產(chǎn)生抗藥性的原因。其中不正確的是 (　　)A．細(xì)菌在繁殖過程中會(huì)產(chǎn)生各種可遺傳的變異，其中就有抗藥性強(qiáng)的變異B．在未使用抗生素時(shí)，抗藥性強(qiáng)的變異不是有利變異，這樣的個(gè)體在生存斗爭中不占優(yōu)勢C．抗生素導(dǎo)致細(xì)菌產(chǎn)生了抗藥性，抗藥性強(qiáng)的個(gè)體能產(chǎn)生更多的后代，殺菌效果下降D．ABC項(xiàng)解釋未能深入到基因水平，沒有說明基因突變在進(jìn)化中的作用【答案】C　【解析】細(xì)菌在繁殖過程中會(huì)產(chǎn)生各種可遺傳的變異，有抗藥性弱的變異，有抗藥性強(qiáng)的變異，A正確；在未使用抗生素時(shí)，抗藥性強(qiáng)或抗藥性弱，并不影響細(xì)菌的生存，因此抗藥性強(qiáng)的變異不是有利變異，這樣的個(gè)體也沒有生存優(yōu)勢，B正確；抗生素的作用是選擇出細(xì)菌種群中已經(jīng)具有的抗藥性的個(gè)體，抗藥性的個(gè)體在抗生素出現(xiàn)之前就已經(jīng)存在，C錯(cuò)誤；ABC項(xiàng)解釋都是在個(gè)體水平進(jìn)行的，沒有深入到基因水平，沒有說明基因突變在進(jìn)化中的作用，D正確。(三)對現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的理解和應(yīng)用(素養(yǎng)目標(biāo)：生命觀念)3．達(dá)爾文曾發(fā)現(xiàn)一種蘭花長著細(xì)長的花距，其底部儲(chǔ)存著花蜜。達(dá)爾文推測，這種花的形成絕不是偶然的，肯定存在這樣的昆蟲，它們生有同樣細(xì)長的吸管似的口器，可以從花距中吸到花蜜。大約50年以后，研究人員果然發(fā)現(xiàn)了這樣的蛾類昆蟲。下列敘述錯(cuò)誤的是 (　　)A．蘭花的進(jìn)化方向既受蛾類昆蟲的影響，也受其他生物及環(huán)境的影響B(tài)．蛾類昆蟲既會(huì)影響蘭花的出生率，也會(huì)影響其基因頻率的改變C．蛾類昆蟲口器的長短決定著不同蘭花個(gè)體將其基因傳遞給后代的概率D．蘭花植株產(chǎn)生進(jìn)化原材料的途徑為基因突變和染色體變異【答案】D　【解析】任何一種生物都不是單獨(dú)進(jìn)化的，而是協(xié)同進(jìn)化的，協(xié)同進(jìn)化指不同物種之間，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，A正確；蛾類口器的長短與蘭花的花距長短相適應(yīng)，蛾類昆蟲口器的長短決定著不同蘭花個(gè)體能否完成傳粉產(chǎn)生后代，既會(huì)影響蘭花的出生率，也會(huì)影響其基因頻率的改變，B正確；蛾類口器的長短與蘭花的花距長短相適應(yīng)，蛾類昆蟲口器的長短決定著不同蘭花個(gè)體能否完成傳粉產(chǎn)生后代，所以蛾類昆蟲口器的長短決定著不同蘭花個(gè)體將其基因傳遞給后代的概率，C正確；蘭花是真核生物，能有性生殖，產(chǎn)生進(jìn)化原材料的途徑為突變和基因重組，突變又包括基因突變和染色體變異，D錯(cuò)誤。(四)協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性的形成(素養(yǎng)目標(biāo)：科學(xué)思維)4．小黃蜂為無花果授粉，而小黃蜂的繁殖依賴于無花果，因?yàn)樗鼈冊诨ㄖ挟a(chǎn)卵，幼蟲在果中發(fā)育，所以無花果和小黃蜂具有悠久的共同演化歷史。下列說法正確的是 (　　)A．共同演化過程中無花果的基因庫是在不斷變化的B．小黃蜂與無花果間的協(xié)同進(jìn)化不利于生物多樣性的形成C．無花果形成的過程僅靠基因突變和基因重組提供進(jìn)化的原材料D．無花果與小黃蜂之間共同演化體現(xiàn)了個(gè)體水平上的協(xié)同進(jìn)化【答案】A　【解析】共同演化過程中，小黃蜂傳粉，可能帶來不同基因型的配子，使得無花果的基因庫發(fā)生變化，A正確；協(xié)同進(jìn)化是生物多樣性形成的原因，B錯(cuò)誤；基因突變、基因重組和染色體變異都能為生物進(jìn)化提供原材料，C錯(cuò)誤；種群是進(jìn)化的基本單位，而非個(gè)體，D錯(cuò)誤?；蝾l率和基因型頻率的計(jì)算[深度講解]2．“公式法”求解基因頻率(以常染色體上一對等位基因A、a為例)A基因頻率＝AA基因型頻率＋1/2×Aa基因型頻率a基因頻率＝aa基因型頻率＋1/2×Aa基因型頻率3．運(yùn)用遺傳平衡定律求解基因頻率條件：①種群非常大，②所有雌雄個(gè)體自由交配，③沒有遷入和遷出，④沒有自然選擇，⑤沒有基因突變。當(dāng)?shù)任换蛑挥幸粚?A、a)時(shí)，設(shè)p代表A基因的頻率，q代表a基因的頻率，則：(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1。其中p2是AA的基因型頻率，2pq是Aa(雜合子)的基因型頻率，q2是aa的基因型頻率。4．自交和自由交配對種群基因型頻率和基因頻率的影響(1)自交：種群個(gè)體自交時(shí)，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(gè)體生活力相同時(shí)，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(gè)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。(一)種群常染色體上基因頻率的計(jì)算(素養(yǎng)目標(biāo)：科學(xué)思維)1．蝸牛的有條紋(A)對無條紋(a)為顯性。在一個(gè)地區(qū)的蝸牛種群內(nèi)，有條紋(AA)個(gè)體占55%，無條紋個(gè)體占15%，若蝸牛間進(jìn)行自由交配得到F1，則A基因的頻率和F1中Aa基因型的頻率分別是 (　　)A．30%、21% B．30%、42%C．70%、21% D．70%、42%【答案】D　[考向預(yù)測]【解析】親本中AA占55%，aa占15%，所以Aa占30%，則A基因的頻率為55%＋30%×1/2＝70%，a基因的頻率＝1－70%＝30%。蝸牛間進(jìn)行自由交配，在不考慮基因突變的情況下，可利用遺傳平衡定律計(jì)算，F(xiàn)1中Aa的基因型頻率為2×70%×30%＝42%。(二)種群性染色體上基因頻率的計(jì)算(素養(yǎng)目標(biāo)：科學(xué)思維)2．據(jù)調(diào)查，某校學(xué)生關(guān)于某性狀基因型的比例為XBXB(42.32%)、XBXb(7.36%)、XbXb(0.32%)、XBY(46%)、XbY(4%)，則該地區(qū)XB和Xb的基因頻率分別是 (　　)A．60%、8% B．80%、92%C．78%、92% D．92%、8%【答案】D　(三)種群基因型頻率的計(jì)算(素養(yǎng)目標(biāo)：科學(xué)思維)3．某動(dòng)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(cuò)誤的是 (　　)A．如果種群中個(gè)體間隨機(jī)交配，該種群的子一代中aa的基因型頻率為0.25B．如果該種群的子一代再隨機(jī)交配，其后代中aa的基因型頻率會(huì)發(fā)生改變C．如果該種群個(gè)體只在相同基因型之間進(jìn)行交配，其子一代中AA的基因型頻率為0.4D．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(huì)發(fā)生改變【答案】B　【解析】由分析可知，該動(dòng)物種群中A的基因頻率為0.3＋1/2×0.4＝0.5，a的基因頻率為1－0.5＝0.5。如果種群中個(gè)體間隨機(jī)交配，該種群的子一代中aa的基因型頻率為0.5×0.5＝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(rèn)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(jī)交配，其后代中aa的基因型頻率不會(huì)發(fā)生改變；如果該種群只在相同基因型之間進(jìn)行交配，即發(fā)生自交，其子一代中AA的基因型頻率為0.3＋0.4×1/4＝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(huì)發(fā)生改變。實(shí) 驗(yàn) 平 臺(tái) · 專 講 專 練探究抗生素對細(xì)菌的選擇作用1．原理一般情況下，一定濃度的抗生素會(huì)殺死細(xì)菌，但變異的細(xì)菌可能產(chǎn)生耐藥性。在實(shí)驗(yàn)室連續(xù)培養(yǎng)細(xì)菌時(shí)，如果向培養(yǎng)基中添加抗生素，耐藥菌有可能存活下來。[實(shí)驗(yàn)理論]2．目的要求通過觀察細(xì)菌在含有抗生素的培養(yǎng)基上的生長狀況，探究抗生素對細(xì)菌的選擇作用。3．方法步驟第1步：用記號(hào)筆在培養(yǎng)皿的底部畫2條相互垂直的直線，將培養(yǎng)皿分為4個(gè)區(qū)域，分別標(biāo)記為①～④?！?步：取少量細(xì)菌的培養(yǎng)液，用無菌的涂布器(或無菌棉簽)均勻地涂抹在培養(yǎng)基平板上?！?步：用無菌的鑷子先夾取1張不含抗生素的紙片放在①號(hào)區(qū)域的中央，再分別夾取1張抗生素的紙片放在②～④號(hào)區(qū)域的中央，蓋上皿蓋?！?步：將培養(yǎng)皿倒置于37 ℃的恒溫箱中培養(yǎng)12～16 h?！?步：觀察培養(yǎng)基上細(xì)菌的生長狀況。紙片附近是否出現(xiàn)了抑菌圈？如果有，測量和記錄每個(gè)實(shí)驗(yàn)組中抑菌圈的直徑，并取平均值?！?步：從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細(xì)菌，接種到已滅菌的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，然后重復(fù)步驟2～5。如此重復(fù)幾代，記錄每一代培養(yǎng)物抑菌圈的直徑。4．結(jié)果在培養(yǎng)基上有細(xì)菌生長，在放有抗生素紙片的區(qū)域無細(xì)菌生長。連續(xù)培養(yǎng)幾代后，抑菌圈的直徑會(huì)變小。5．結(jié)論抗生素對細(xì)菌具有定向選擇作用。(一)實(shí)驗(yàn)的原理和方法1．(2021年江蘇宿遷模擬)某課外興趣小組的同學(xué)探究阿莫西林對細(xì)菌的選擇作用，首先取少量含細(xì)菌的培養(yǎng)液均勻涂抹在平板上，并將平板均等地分為四個(gè)區(qū)，然后在1號(hào)區(qū)放1張不含阿莫西林的圓形紙片，2、3、4號(hào)區(qū)放等大的含有阿莫西林的圓形紙片。在37 ℃的恒溫箱中培養(yǎng)12～16 h(第一代)，觀察并測量抑菌圈的直徑。從抑菌圈邊緣的菌落上挑取菌體，接種到液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，然后取菌液重復(fù)上述操作，獲得第二代、第三代，并記錄每代抑菌圈的直徑。相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)[診斷小練]A．耐藥菌的出現(xiàn)是基因突變的結(jié)果B．每代都需計(jì)算2、3、4區(qū)抑菌圈的平均值C．培養(yǎng)過程中細(xì)菌的耐藥性基因頻率發(fā)生定向改變D．培養(yǎng)過程中抑菌圈越小說明細(xì)菌的耐藥性越弱【答案】D　【解析】細(xì)菌耐藥性狀的出現(xiàn)是發(fā)生了可遺傳的變異，而細(xì)菌可遺傳的變異的來源是基因突變，A正確；本實(shí)驗(yàn)需要測定2、3、4號(hào)區(qū)抑菌圈的直徑，所以每代都需計(jì)算2、3、4區(qū)抑菌圈的平均值，B正確；由于在培養(yǎng)過程中，都加入了阿莫西林，所以具有抗性的個(gè)體就存活下來，不具有抗性的被淘汰，耐藥性基因頻率發(fā)生定向改變，C正確；培養(yǎng)過程中抑菌圈越大，說明細(xì)菌的耐藥性越弱，抑菌圈越小，說明其耐藥性越強(qiáng)，D錯(cuò)誤。(二)實(shí)驗(yàn)原理和方法的應(yīng)用2．(2021年廣東佛山二模)下表為碳青霉烯類抗生素2005～2008年在某醫(yī)院住院患者中的人均使用量，以及從患者體內(nèi)分離得到的某種細(xì)菌對該類抗生素的耐藥率變化。下列說法正確的是 (　　)A．細(xì)菌耐藥率的不斷升高是人工選擇的結(jié)果B．碳青霉烯類抗生素使細(xì)菌的基因發(fā)生了定向變異C．2005～2008年細(xì)菌種群的基因頻率發(fā)生了定向改變D．細(xì)菌的耐藥性可能是由于基因突變或染色體變異產(chǎn)生的【答案】C　【解析】細(xì)菌耐藥率的不斷升高是抗生素對細(xì)菌的選擇，A錯(cuò)誤；細(xì)菌的基因發(fā)生的變異是不定向的，B錯(cuò)誤；2005～2008年由于抗生素的選擇作用，細(xì)菌種群的基因頻率發(fā)生了定向改變，C正確；細(xì)菌為原核生物，不含染色體，不能發(fā)生染色體變異，D錯(cuò)誤。典 題 演 練 · 破 解 高 考1．(2021年廣東卷)兔的脂肪白色(F)對淡黃色(f)為顯性，由常染色體上一對等位基因控制。某兔群由500只純合白色脂肪兔和1 500只淡黃色脂肪兔組成，F(xiàn)、f 的基因頻率分別是 (　　)A．15%、85% B．25%、75%C．35%、65% D．45%、55%【答案】B　【解析】基因頻率是指在一個(gè)種群的基因庫中，某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比率。由題意可知，該兔種群由500只純合白色脂肪兔(FF)和1 500只淡黃色脂肪兔(ff)組成，故F的基因頻率＝F/(F＋f)＝(500×2)/(2 000×2)＝25%，f 的基因頻率＝1－25%＝75%，B正確?？枷蝾A(yù)測對基因頻率計(jì)算的考查，主要是常染色體上或性染色體上的基因頻率的計(jì)算，本題針對的是常染色體上的基因頻率計(jì)算，相對難度較小。2．(2021年廣東卷) 孔雀魚雄魚的魚身具有艷麗的斑點(diǎn)，斑點(diǎn)數(shù)量多的雄魚有更多機(jī)會(huì)繁殖后代，但也容易受到天敵的捕食。關(guān)于種群中雄魚的平均斑點(diǎn)數(shù)量，下列推測錯(cuò)誤的是 (　　)A．缺少天敵，斑點(diǎn)數(shù)量可能會(huì)增多B．引入天敵，斑點(diǎn)數(shù)量可能會(huì)減少C．天敵存在與否決定斑點(diǎn)數(shù)量相關(guān)基因的變異方向D．自然環(huán)境中，斑點(diǎn)數(shù)量增減對雄魚既有利也有弊【答案】C　【解析】捕食是指一種生物以另一種生物為食的現(xiàn)象。在不考慮其他因素的情況下，如果缺少天敵，則斑點(diǎn)數(shù)量會(huì)增多，反之，則會(huì)減少，A、B正確。變異是普遍存在的，自然選擇決定生物進(jìn)化的方向，而不是變異的方向，C錯(cuò)誤。由“斑點(diǎn)數(shù)量多的雄魚有更多機(jī)會(huì)繁殖后代，但也容易受到天敵的捕食”可知，斑點(diǎn)少的雄魚繁殖后代的機(jī)會(huì)少，但不易被天敵捕食，所以自然環(huán)境中，斑點(diǎn)數(shù)量增減對雄魚既有利也有弊，D正確。名師點(diǎn)睛雄魚體表上的斑點(diǎn)分布是一種生物性狀，受相應(yīng)基因的控制。天敵是一個(gè)重要的選擇因素，它可以決定基因頻率發(fā)生改變的方向，但不能決定生物變異的方向。3．(2021年河北卷)雄性縫蠅的求偶方式有：①向雌蠅提供食物；②用絲縷簡單纏繞食物后送給雌蠅；③把食物裹成絲球送給雌蠅；④僅送一個(gè)空絲球給雌蠅。以上四種方式都能求偶成功。下列敘述錯(cuò)誤的是 (　　)A．求偶時(shí)提供食物給雌蠅有利于其繁殖，是一種適應(yīng)性行為B．④是一種儀式化行為，對縫蠅繁殖失去進(jìn)化意義C．③是雌蠅對雄蠅長期選擇的結(jié)果D．④可能由③進(jìn)化而來【答案】B　【解析】求偶時(shí)提供食物給雌蠅是一種適應(yīng)性行為，A項(xiàng)正確；④僅送一個(gè)空絲球給雌蠅，也是一種適應(yīng)，對縫蠅繁殖也有進(jìn)化意義，B項(xiàng)錯(cuò)誤；③是雌蠅對雄蠅長期選擇的結(jié)果，④可能由③進(jìn)化而來，C、D兩項(xiàng)正確。易錯(cuò)探因題干中的四種求偶方式均對生物的進(jìn)化有重要意義，因?yàn)樗姆N求偶方式都能求偶成功。4．(2020年海南卷)金鯧魚是一種重要海產(chǎn)經(jīng)濟(jì)魚類。為獲得更大收益，養(yǎng)殖戶不斷篩選生長更快的品種，但因苗種來源范圍小、近親繁殖普遍，種質(zhì)退化現(xiàn)象較嚴(yán)重，人工養(yǎng)殖種群的遺傳多樣性低于野生種群。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 (　　)A．生長更快的金鯧魚養(yǎng)殖品種，是人工選擇的結(jié)果B．野生種群和人工種群的基因庫不同C．近親繁殖會(huì)使隱性致病基因的純合個(gè)體增加D．如果人工種群個(gè)體持續(xù)大量地逃逸到野外，會(huì)增加野生種群的遺傳多樣性【答案】D　【解析】為獲得更大收益，養(yǎng)殖戶不斷篩選生長更快的品種，是為培養(yǎng)適合人類需要的生物品種，屬于人工選擇，A正確；人工養(yǎng)殖種群的遺傳多樣性低于野生種群，兩個(gè)種群的基因庫不同，B正確；近親繁殖能夠使純合基因型的頻率迅速增加，C正確；遺傳多樣性的本質(zhì)是遺傳變異，人工種群大量逃逸到野外，不會(huì)使野生種群發(fā)生遺傳變異，故其遺傳多樣性不會(huì)改變，D錯(cuò)誤。5．(2020年浙江卷)下列關(guān)于遺傳漂變和自然選擇的敘述，正確的是 (　　)A．遺傳漂變在大種群中更易發(fā)生B．遺傳漂變能產(chǎn)生新的可遺傳變異C．遺傳漂變和自然選擇不都是進(jìn)化的因素D．遺傳漂變和自然選擇均可打破遺傳平衡【答案】D　【解析】遺傳漂變在小種群中更易發(fā)生，因?yàn)樵谝粋€(gè)比較小的種群中，一起偶然的事件往往可以引起種群基因頻率發(fā)生較大的變化，但遺傳漂變不能產(chǎn)生可遺傳的變異，A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤；遺傳漂變和自然選擇都能使基因頻率發(fā)生改變，所以遺傳漂變和自然選擇都是生物進(jìn)化的因素，C項(xiàng)錯(cuò)誤；遺傳平衡是指在一個(gè)大的隨機(jī)交配的種群里，基因頻率和基因型頻率在沒有遷移、突變、選擇的情況下，世代相傳不發(fā)生變化，而遺傳漂變和自然選擇等均可引起基因頻率的變化，能打破遺傳平衡，D項(xiàng)正確。易錯(cuò)探因遺傳漂變是小的群體中，由于不同基因型個(gè)體生育的子代個(gè)體數(shù)有所變動(dòng)而導(dǎo)致的基因頻率隨機(jī)波動(dòng)。