第6章  生物的進(jìn)化6.3  種群基因組成的變化與物種的形成（第1課時） 1.通過對特定情境的分析，深入理解進(jìn)化的基本單位不是個體，認(rèn)同種群是生物繁殖的單位和生物進(jìn)化的單位。2.結(jié)合具體的種群實(shí)例，分析比較種群和物種的區(qū)別；理解基因庫的概念，認(rèn)同研究生物性狀的維持和變化要從種群中全部個體所含有的全部基因入手。3.運(yùn)用數(shù)學(xué)方法計(jì)算種群的基因頻率和基因型頻率，構(gòu)建遺傳平衡定律數(shù)學(xué)模型；通過比較模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證模型。 知識點(diǎn)01  種群和基因庫 1.在自然界中，沒有哪一個個體是長生不死的，個體的基因型也會隨著個體的死亡而消失，但決定表現(xiàn)型的基因卻可以通過生殖傳給后代，因此研究生物的進(jìn)化僅僅研究個體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境適應(yīng)是不夠的，還需要研究群體的基因組成變化。2.生活在一定區(qū)域的同種生物全部個體的集合。如一片樹林中的全部獼猴或一片草地上的所有蒲公英都可以看作一個種群。種群是生物進(jìn)化的基本單位，也是生物繁殖的基本單位，種群中的雌雄個體可以通過繁殖將各自的基因傳給后代。3.一個種群中全部個體所含有的全部基因，叫作這個種群的基因庫。 知識點(diǎn)02  種群基因頻率的變化 1.在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比值叫做基因頻率；基因頻率＝（種群中某基因的總數(shù)/該基因及其等位基因總數(shù)）×100%。影響基因頻率的因素包括突變、選擇、遷移等。2.可遺傳的變異提供了生物進(jìn)化的原材料?？蛇z傳的變異來源于基因突變、基因重組和染色體變異，其中基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變。3.基因突變產(chǎn)生新的等位基因；通過有性生殖過程中的基因重組，可以形成多種多樣的基因型，從而使種群中出現(xiàn)多種多樣的變異類型。突變和重組都是隨機(jī)的、不定向的?？蛇z傳的變異的有利和有害是相對的，是由生存環(huán)境決定的，不能決定生物進(jìn)化的方向。 知識點(diǎn)03  自然選擇對種群基因頻率變化的影響  自然選擇對種群基因頻率變化的影響1.在自然選擇的作用下，具有有利變異的個體有更多的機(jī)會產(chǎn)生后代，種群中相應(yīng)基因的頻率會不斷提高；相反，具有不利變異的個體留下后代的機(jī)會少，種群中相應(yīng)基因的頻率會下降。2.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(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。 考法01 常染色體上基因的基因頻率計(jì)算①已知各基因型個體的數(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＝[(該基因純合子個體數(shù)×2＋雜合子個體數(shù))÷(總個體數(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。【典例1】果蠅的長翅(V)對殘翅(v)為顯性。在一個由600只長翅果蠅和400只殘翅果蠅組成的種群中，若雜合子占所有個體的40%，那么隱性基因v在該種群內(nèi)的基因頻率為A．20%                        B．40% C．60%                        D．80%【答案】 C【解析】 根據(jù)題意，vv有400只，Vv有400只，VV有200只，依據(jù)基因頻率的計(jì)算方式，v的基因頻率為[(400×2＋400×1)÷(1 000×2)]×100%＝60%。考法02 X染色體上非同源區(qū)段上基因的基因頻率的計(jì)算 已知各基因型個體的數(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)。【典例2】在某人群中對血友病進(jìn)行調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，基因型為XHXH的比例為42.32%，XHXh為7.36%，XhXh為0.32%，XHY為46%，XhY為4%。則在該地區(qū)XH和Xh的基因頻率分別為A．6%、8%   B．8%、92%C．78%、92%   D．92%、8%【答案】 D【解析】 性染色體上的基因頻率是指某基因占該染色體總數(shù)的比例。首先求該人群中X染色體的總比例，即為42.32%＋7.36%＋0.32%＋46%×(1/2)＋4%×(1/2)＝75%，Xh的比例為7.36%×(1/2)＋0.32%＋4%×(1/2)＝6%，XH的比例為42.32%＋7.36%×(1/2)＋46%×(1/2)＝69%。所以該地區(qū)XH的基因頻率為69%÷75%×100%＝92%，Xh的基因頻率為6%÷75%×100%＝8%。 考法03  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的個體占A%×A%，基因型為aa的個體占a%×a%，基因型為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－。【典例3】已知苯丙酮尿癥是位于常染色體上的隱性遺傳病。據(jù)調(diào)查，該病的發(fā)病率為1/10 000。請問，在人群中苯丙酮尿癥致病基因的基因頻率和攜帶此隱性基因的雜合基因型頻率分別是A．1%和0.99%　　　　                B．1%和1.98%C．1%和3.96%　                   D．1%和0.198%【答案】 B【解析】 由題意可知基因型aa的頻率為1/10 000，計(jì)算得基因a的頻率為1%，所以基因A的頻率＝1－1%＝99%，基因型Aa的頻率為2×99%×1%＝1.98%。 考法03  自交和自由交配對種群基因頻率和基因型頻率的影響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。【典例4】某植物種群中，AA個體占16%，aa個體占36%，該種群隨機(jī)交配產(chǎn)生的后代中AA個體百分比、A基因頻率和自交產(chǎn)生的后代中AA個體百分比、A基因頻率的變化依次為A．增大，不變；不變，不變       B．不變，增大；增大，不變C．不變，不變；增大，不變       D．不變，不變；不變，增大【答案】C【解析】種群中，A基因頻率＝16%＋1/2×(1－16%－36%)＝40%，a基因頻率為60%。根據(jù)遺傳平衡定律可知，隨機(jī)交配后，基因頻率不變。16%AA16%AA；48%Aa48%(1/4AA∶1/2Aa∶1/4aa)，即12%AA∶24%Aa∶12%aa；因此自交產(chǎn)生的后代中AA頻率＝16%＋12%＝28%，A基因頻率＝28%＋1/2×24%＝40%。題組A  基礎(chǔ)過關(guān)練1.某一瓢蟲種群中有黑色和紅色兩種體色的個體（如圖所示），這一體色性狀由一對等位基因控制，黑色（B）對紅色（b）為顯性。若基因型為BB的個體占20%，基因型為Bb的個體占68%，基因型為bb的個體占12%，則基因B和b的頻率分別是（    ）A．54%、46% B．36%、64% C．20%、80% D．88%、12%2.下列關(guān)于現(xiàn)代生物進(jìn)化理論內(nèi)容的敘述中，正確的是（    ）A．細(xì)胞是生物進(jìn)化的基本單位B．生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變C．隔離決定生物進(jìn)化的方向D．突變和基因重組都是隨機(jī)的、定向的3.假設(shè)豌豆種群由RR、Rr和rr三種基因型的個體組成，其中RR占50%、Rr占20%。該種群中r基因頻率為（    ）A．40% B．45% C．60% D．70%4.某動物種群中,AA、Aa和aa遺傳因子組成的個體依次占25%、50%、25%。若該種群中的aa個體沒有繁殖能力,其他個體間可以隨機(jī)交配,理論上,下一代AA︰Aa︰aa遺傳因子組成個體的數(shù)量比為(   )A.3︰3︰1      B.4︰4︰1     C.1︰2︰0   D.1︰2︰15.現(xiàn)有一黑腹果蠅野生種群，約108只個體，已知每只果蠅約含104對基因。下列有關(guān)說法錯誤的是（    ）A．該種群的全部個體所含有的全部基因稱為該種群的基因庫B．該種群突變過程產(chǎn)生的變異不能決定生物進(jìn)化的方向C．若該種群每個基因的突變率都是10-5，則每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)是107個D．若該種群中殘翅果蠅難以生存，長翅類型逐漸增多，則多代后該種群基因頻率會發(fā)生改變6.下列關(guān)于生物進(jìn)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(jìn)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(jī)交配小群體的基因頻率在各代保持不變7.下圖表示加拉帕戈斯群島上某種地雀在1975~1978年間種群平均喙長的變化和該地區(qū)種子（該種地雀的主要食物）平均硬度的變化。研究表明，喙長的地雀能吃硬和不硬的種子，喙短的地雀僅能吃不硬的種子。下列相關(guān)說法，正確的是(   )A.地雀喙長的變化過程中基因頻率未發(fā)生改變B.1976年中期至1977年前期，由于經(jīng)常啄食硬度較大的種子導(dǎo)致地雀喙長度增加C.地雀的平均喙長在2~3年間增加是種子硬度對其進(jìn)行選擇的結(jié)果D.根據(jù)調(diào)查結(jié)果，可以預(yù)測1979年后地雀的平均喙長會迅速變短8.有翅昆蟲有時會出現(xiàn)殘翅或無翅的突變類型，這類昆蟲在正常情況下很難生存下去。但在經(jīng)常刮大風(fēng)的海島上，這些突變類型的昆蟲因不能飛行，從而避免了被風(fēng)吹到海里淹死。這個事例說明（　?。?/span>A．突變多數(shù)是有害的 B．突變多數(shù)是有利的C．突變的有害和有利并不是絕對的 D．突變的有害和有利是絕對的9.不同基因型的褐鼠對滅鼠強(qiáng)藥物的抗性及對維生素E的依賴性（即需要從外界環(huán)境中獲取維生素E才能維持正常生命活動）的表型如下表。若對維生素E含量不足環(huán)境中的褐鼠種群進(jìn)行長期連續(xù)使用滅鼠強(qiáng)處理，則該褐鼠種群中(   )基因型TTTttt對維生素E依賴性高度中度無對滅鼠強(qiáng)的抗性抗性抗性敏感A.基因t的頻率最終下降至0 B.抗性個體TT︰Tt=1︰1C.Tt基因型頻率會接近100% D.基因庫會發(fā)生顯著變化10.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，請回答：（1）該種群中a基因的頻率為___。（2）如果該種群滿足四個基本條件，即種群_____、不發(fā)生_____、不發(fā)生______、沒有遷入遷出，且種群中個體間隨機(jī)交配，則理論上該種群的子一代中aa的基因型頻率為____；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、不會）發(fā)生改變。（3）假定該動物種群滿足上述四個基本條件，但不發(fā)生隨機(jī)交配，只在相同基因型之間進(jìn)行交配，則理論上該種群的子一代中AA、Aa和aa的基因型頻率分別為_____、____和______；如果子一代也同樣只發(fā)生相同基因型之間的交配，其后代中AA、Aa和aa的基因型頻率_____（會、不會）發(fā)生改變。 題組B  能力提升練11.某動物的基因A、a和B、b分別位于非同源染色體上，只有A基因或B基因的胚胎不能成活，若基因型為AABB和aabb的個體交配，F1雌雄個體相互交配，F2群體中A的基因頻率是(   )A.50% B.45% C.60% D.40%12.在19世紀(jì)中葉以前，英國曼徹斯特地區(qū)的樺尺蛾幾乎都是淺色型（s）的，隨著工業(yè)的發(fā)展，工廠排出的煤煙逐漸將樹皮熏成黑褐色，到了20世紀(jì)中葉，黑色型（S）的樺尺蛾成了常見類型。下列與此相關(guān)的敘述正確的是(   )A.自然選擇的方向發(fā)生了改變，所以自然選擇是不定向的B.樺尺蛾種群進(jìn)化過程中接受選擇的是各種基因型的個體C.該地區(qū)樺尺蛾種群進(jìn)化過程中Ss的基因型頻率不會改變D.長時間的環(huán)境污染導(dǎo)致s基因定向突變成S基因13.甲昆蟲的體色黑色（A）對淺色（a）是顯性。1978年某地區(qū)甲昆蟲的體色中淺色占70%，雜合子占所有個體的20%．由于環(huán)境污染，該區(qū)域的甲昆蟲每年淺色個體的減少率為10%，黑色個體的增長率10%．現(xiàn)在該區(qū)域的甲昆蟲以黑色為主，幾乎看不到淺色個體，以下敘述正確的是（    ）A．該區(qū)域的甲昆蟲個體間存在體色的差異，體現(xiàn)了遺傳的多樣性B．1979年該區(qū)域的甲昆蟲群體中，顯性基因（A）的基因頻率約為22.9%C．1980年該地區(qū)的甲昆蟲群體中aa的基因型頻率為59.1%D．種群基因頻率的改變是通過環(huán)境對生物個體的選擇來實(shí)現(xiàn)的14.下列關(guān)于現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的內(nèi)容，正確的是（    ）A．某種群A有100個個體，80種基因型，種群B有500個個體50種基因型，則A種群的基因庫比B種群的大B．某樺尺蠖種群黑色（S基因控制）對淺色（ss）為顯性，基因型頻率如下：SS10%，Ss20%，ss70%。由于樹干變黑，使淺色個體每年減少10%，深色個體每年增加10%，則第二年SS基因型變?yōu)?/span>11．5%，Ss基因型頻率變?yōu)?/span>22．9%C．某非常大的昆蟲種群中隨機(jī)抽取100個個體，基因型為AA，Aa和aa的個體分別為30、60和10個，隨機(jī)交配一代后，相應(yīng)的基因型頻率變?yōu)?/span>36%、48%和16%，說明種群進(jìn)化了D．一個山谷中，由于山洪暴發(fā)使得某鼠群的個體被河流一分為二，這樣過了很多年，結(jié)果兩個鼠群大不相同，但仍然屬于同一種群15.某研究小組為研究自然選擇的作用，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：將直毛長翅果蠅（AABB）與分叉毛殘翅（aabb）果蠅雜交，雜交后代作為第0代放置在塑料箱中，個體間自由交配。裝有食物的培養(yǎng)瓶懸掛在箱蓋上，使殘翅個體難以進(jìn)入。連續(xù)培養(yǎng)7代，檢測每一代a、b的基因頻率，結(jié)果如圖所示。已知A、a與B、b基因是自由組合的。下列相關(guān)敘述正確的是（   ）A．第2代成年果蠅的性狀分離比為9∶3∶3∶1B．種群數(shù)量越大，a基因頻率的波動幅度會越小C．a、b基因頻率的變化都是自然選擇的結(jié)果D．培養(yǎng)至某一代中無殘翅個體時，b基因頻率為016.經(jīng)X射線照射的紫花香豌豆品種，其后代中出現(xiàn)了幾株開白花植株，下列敘述錯誤的是(　　)A．X射線不僅可引起基因突變，也會引起染色體變異B．觀察白花植株自交后代的性狀，可確定是否是可遺傳變異C．通過雜交實(shí)驗(yàn)，可以確定是顯性突變還是隱性突變D．白花植株的出現(xiàn)是對環(huán)境主動適應(yīng)的結(jié)果，有利于香豌豆的生存17.選擇系數(shù)是表征某基因型在特定環(huán)境中不利于生存程度的指標(biāo)，即某基因型的個體在某環(huán)境中適應(yīng)性越差，選擇系數(shù)越大。下列說法正確的是（    ）A．同一基因型的個體在不同環(huán)境中選擇系數(shù)不同B．若某基因型的選擇系數(shù)不變，相關(guān)基因頻率不變C．某基因型的選擇系數(shù)越大，相關(guān)基因頻率變化越慢D．隨新冠疫苗的推廣使用，新冠病毒的選擇系數(shù)降低18.圖表是長期使用一種農(nóng)藥后，害蟲種群密度的變化情況．下列不正確的是（    ）
A．種群中存在很多變異類型，是選擇的原始材料B．A→B的變化通過生存斗爭實(shí)現(xiàn)C．B→C是逐代積累加強(qiáng)的結(jié)果D．農(nóng)藥對害蟲抗藥性變異的定向選擇使害蟲抗藥性增加 題組C  培優(yōu)拔尖練19．（2021·浙江高考真題）選擇是生物進(jìn)化的重要動力。下列敘述正確的是（　　）A．同一物種的個體差異不利于自然選擇和人工選擇B．人工選擇可以培育新品種，自然選擇不能形成新物種C．自然選擇保存適應(yīng)環(huán)境的變異，人工選擇保留人類所需的變異D．經(jīng)自然選擇，同一物種的不同種群的基因庫發(fā)生相同的變化20．（2020·浙江高考真題）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21．（2020·浙江高考真題）某海島上，因?yàn)榻?jīng)常有大風(fēng)天氣，昆蟲中無翅的或翅特別發(fā)達(dá)的個體比翅普通（中間型）的更易生存，長此以往形成了現(xiàn)在的無翅或翅特別發(fā)達(dá)的昆蟲類型。下列分析錯誤的是A．昆蟲翅的變異是多方向且可遺傳的B．昆蟲翅的全部基因構(gòu)成了該種群的基因庫C．大風(fēng)在昆蟲翅的進(jìn)化過程中起選擇作用D．自然選擇使有利變異得到保留并逐漸積累
 

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高中生物人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》電子課本

一 種群基因組成的變化

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