第二節(jié)進化性變化是怎樣發(fā)生的

1、第二節(jié)進化性變化是怎樣發(fā)生的【目標導(dǎo)航1.通過材料分析，理解自然選擇是生物進化的動力。2.利用學(xué)過的遺傳學(xué)知識理解種群的變異性。3.舉例說明基因庫、基因頻率和基因型頻率，學(xué)會基因頻率和基因型頻率的計算。尹預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)呂挑戰(zhàn)自我，點點落實一、選擇是進化的動力1 進化性變化的前提條件：同一物種的個體之間存在可遺傳的變異。2 選擇的類型(1) 人工選擇 概念：人們根據(jù)自己的需要，在普遍存在變異的家養(yǎng)生物中挑選出比較合乎要求的變異個 體，并讓它們保留后代。 過程：把不合乎要求的個體淘汰，不讓其傳留后代。 結(jié)果：經(jīng)過連續(xù)數(shù)代的選擇，人類所需要的變異被保存下來，微小變異得以積累成為顯著 變異，從而培育出符合要

2、求的新品種。(2) 自然選擇 概念：環(huán)境條件以某種方式選擇用以繁殖后代的過程。 原因：自然界中的生物個體之間普遍存在變異。 過程：骼響平怵的變異* 結(jié)果：經(jīng)過長期的選擇，有利變異被保存下來，產(chǎn)生岀新的類型或物種。3 達爾文認為進化的一個重要動力和機制是自然選擇。二、種群的變異性與基因頻率的平衡與變化1 .基本概念基因型頻率每種基因型個體數(shù)占種群總個體數(shù)的比例基因座位一個特疋基因在染色體上的位置基因庫一個牛物種群的全部等位基因的總和基因頻率在種群中，某一個等位基因的數(shù)目占這個基因可能出現(xiàn)的所有等位基因總數(shù)的比例2.遺傳平衡定律在一個大的隨機交配的種群里，基因頻率和基因型頻率在沒有遷移、突變、選擇

3、的情況下, 世代相傳不發(fā)生變化。3 影響遺傳平衡的因素突變、基因遷移、遺傳漂變、非隨機交配、自然選擇。13預(yù)習(xí)診斷判斷正誤：(1) 生物通過變異產(chǎn)生新的基因，這里的變異包括染色體畸變。()(2) 自然狀態(tài)下的種群通常不處于遺傳平衡狀態(tài)。()(3) 達爾文自然選擇學(xué)說能解釋生物進化的原因及物種多樣性的形成。()(4) 達爾文自然選擇學(xué)說解釋了遺傳和變異的本質(zhì)。()(5) 環(huán)境改變誘導(dǎo)生物產(chǎn)生變異，不同環(huán)境選擇不同的變異得以保存，因此變異是定向的，選擇是不定向的。()(6) 基因頻率改變，生物一定進化。()(7) 基因突變和基因重組使生物發(fā)生定向改變。()答案 X V (3) V X (5) X

4、(6) V (7) X戸課堂詵義 全更點難點*個個擊破、達爾文的自然選擇學(xué)說達爾文自然選擇學(xué)說的分析(1)關(guān)系圖解分析: 過度繁殖一一自然選擇的基礎(chǔ)。 生存斗爭自然選擇的動力：生存斗爭包括三個方面：生物與無機環(huán)境之間的斗爭、種內(nèi)斗爭和種間斗爭(競爭)。而種內(nèi)斗爭對某個個體是不利的，對物種的生存是有利的。 遺傳和變異一一進化的內(nèi)因：生物的變異可以分為兩類：有利變異：有利于生物在環(huán)境中生存 變異不利變異：不利于生物在環(huán)境中生存 適者生存一一自然選擇的結(jié)果：生物產(chǎn)生的不定向變異，由自然選擇決定其保存或淘汰。自然選擇只選擇與環(huán)境相適應(yīng)的變 異類型，通過多次的選擇，生物微小的變異得到積累。一般外界環(huán)境條

5、件變化越劇烈，選擇 越頻繁，生物進化速度越快。2 自然選擇在生物進化中的作用(1) 選擇的對象：表面上，是對個體的選擇，實質(zhì)上直接對個體所包括的變異性狀進行選擇。(2) 選擇的因素：外界環(huán)境，包括無機環(huán)境和生物環(huán)境。(3) 選擇的手段：生存斗爭。3 .人工選擇和自然選擇的區(qū)別項目人工選擇自然選擇選擇因素人自然環(huán)境選擇對象家養(yǎng)生物自然界中的生物選擇目的滿足人們需要適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境選擇手段人工干預(yù)生存斗爭選擇進度較快十分緩慢結(jié)果培育出人類需要的新品種優(yōu)勝劣汰、適者生存思維激話1 .環(huán)境引起的生物形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上的變化是否都可以遺傳給后代？答案 不一定；環(huán)境的變化如果沒有造成遺傳物質(zhì)的改變，就不會遺傳

6、給后代。2 .生存斗爭對生物體都是不利的嗎？答案 不是；生存斗爭對失敗(死亡)的個體是不利的，但對整個物種的生存是有利的，它推 動著生物的進化。3 .遺傳變異和自然選擇在生物進化過程中各有什么作用？答案生物變異是不定向的，生物繁殖產(chǎn)生的大量變異類型是自然選擇的原材料；自然選擇是定向的，自然選擇使適應(yīng)環(huán)境的變異類型保留下來，并不斷積累，從而產(chǎn)生新的類型、新的物種。應(yīng)用示例1 利用生物進化理論解釋病菌抗藥性不斷增強的原因是()。A. 使用抗生素的劑量不斷加大，病菌向抗藥能力增強的方向變異B. 抗生素對病菌進行人工選擇，生存下來的病菌都是抗藥能力強的C. 抗生素對病菌進行自然選擇，生存下來的病菌都是

7、抗藥能力強的D. 病菌中原來沒有抗藥性強的個體，在使用抗生素的過程中產(chǎn)生了抗藥性強的個體【問題導(dǎo)析】(1) 根據(jù)達爾文的進化理論，生物的變異是不定向的自然選擇是定向的。(2) 病菌中有少量個體由于基因突變等原因，本身就存在能夠抵抗抗生素的可遺傳變異，當(dāng) 人們使用抗生素后，抗生素對病菌起到一個選擇作用，絕大多數(shù)沒有抗藥性的個體死亡，少 數(shù)產(chǎn)生了抗藥性的個體生存下來，并將抗藥性這一性狀遺傳給了后代。(3) 經(jīng)過多次用藥后，病菌的抗藥性越來越強。答案 C【一題多變】病菌中的抗藥性狀的出現(xiàn)，對于病菌來說是有利變異還是不利變異？答案 變異的利與弊要看環(huán)境條件，對于使用抗生素的環(huán)境條件來說，抗藥性變異就是

8、有利 變異；對于沒有抗生素的環(huán)境來說，抗藥性就顯示不出其有利性。二、種群基因頻率的平衡和變化1 .基因頻率和基因型頻率項目比較 '、含義變化后與進化的關(guān)系基因型該基因型個體數(shù)、種群個體總數(shù)、|00%生物不一定進化基因頻率該基因數(shù)、100%全部等位基因數(shù)導(dǎo)致生物進化2.遺傳平衡定律(Hardy Wein berg定律)(1) 內(nèi)容：在一個大的隨機交配的種群里，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，并且基因型頻率是由基因頻率所決定的。(2) 五個條件 沒有突變發(fā)生。 沒有基因遷移。 沒有遺傳漂變。 種群中個體間的交配是隨機的。 沒有自然選擇。(3) 在一

9、個有性生殖的自然種群中，當(dāng)?shù)任换蛑挥幸粚?A、a)時。 設(shè)p代表A基因的頻率，q代表a基因的頻率，則：2 2 2(p + q) = p + 2pq + q = 1。 基因型頻率：AA= p2, Aa= 2pq, aa= q2。 上述計算方法只有在理想的狀態(tài)下才能成立。理解狀態(tài)就是指遺傳平衡狀態(tài)。在自然條件 下，同時滿足上述條件的種群是不存在的。這也從反面說明了自然界中種群的基因頻率遲早 要發(fā)生變化，即種群的進化是必然的。3 影響遺傳平衡的因素(1) 突變憲蠻L有利突壹|日貌 基因，益'沖群基因庫發(fā)生改變基因遷移種群中單向遷出種群獲得或丟失種群的基因>影響、的個體或遷入一些等位基

10、因頻率發(fā)生變化(3) 遺傳漂變白然種祥非隨機交配全ft!不HI機.種群的昨 -率和廉因礙額率掘電變化(5)自然選擇:思維激話1 種群的基因庫是一直不變的嗎？試分析原因。答案 不是?；蛲蛔儭⑷旧w畸變、自然選擇、種群個體的遷入遷出等都會使種群的基因 庫發(fā)生改變。2 為什么說生物進化的基本單位是種群而不是個體？答案 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。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。應(yīng)用示例2 .某動物種群中 AA

11、 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)生隨機交配，只在相同基因型之間進行交配，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?！締栴}導(dǎo)析】明確：(

12、1)隱性基因的基因頻率=隱性純合子的基因型頻率+1/2雜合子的基因型頻率；(2) 在理想條件下，種群達到遺傳平衡，種群的基因頻率和基因型頻率都不變，否則種群的基_因型頻率可能改變。答案 (1)0.5(2)足夠大基因突變(或突變)選擇0. 25 不會(3)0.40.20.4 會解析 (1)AA = 0.3、Aa= 0.4、aa= 0.3，所以 a = 0.4 x 1/2 + 0.3 = 0.5。(2)由 a= 0.5，可以2計算出后代中aa的基因型頻率是(0.5)= 0.25，且該基因型的頻率不會發(fā)生改變，但是該結(jié)論的前提條件是種群足夠大、不發(fā)生基因突變、不發(fā)生選擇、沒有遷入遷出，且種群中個體間

13、隨機交配；(3)AA = 0.3 , Aa= 0.4 , aa= 0.3,題目中敘述的情況相當(dāng)于植物的自交，結(jié)果如下：0.3 AA x AA 得到 0.3AA, 0.4 Aa x Aa 得到 0.1AA、0.2Aa、0.1aa,0.3 aa x aa 得到 0.3 aa,所以相同基因型之間進行交配，后代中AA= 0.3 + 0.1 = 0.4、Aa= 0.2、aa = 0.3 + 0.1=0.4 ,同理可以計算該代相同基因型個體之間的交配后代中AA= 0.45、Aa= 0.1、aa= 0.45 ,所以基因型頻率會發(fā)生改變?！疽活}多變】(1) 當(dāng)滿足上述四個基本條件并隨機交配時，A和a的基因頻率

14、分別是多少？答案 滿足上述四個基本條件，說明種群達到了遺傳平衡，種群的基因頻率不變，即A和a的基因頻率均為0.5。(2) 第(3)問中，若只在相同基因型之間進行交配，A和a的基因頻率分別是多少？種群進化了嗎？答案 A的基因頻率=AA的基因型頻率+ 1/2Aa的基因型頻率=0.4 + 1/2 x 0.2 = 0.4 + 0.1 =0.5，可得a的基因頻率=1 0.5 = 0.5 ;由于種群的基因頻率沒有改變，因此種群沒有進化。諜堂小結(jié)（可遺傳變異是溝生物之何的共同由來選抒是進勒進化的前撮：生物變異的普遍性劇綁箴錨輕足進化的機制種群毘生物進 優(yōu)畫施本單位種群內(nèi)大量的可遺傳變異為逍化腺供了豐富的脈材

15、料舉開庫童耍概念基因頻率歹對點練習(xí)全即時訓(xùn)練，體驗成功考查 目標11 .對人工選擇和自然選擇的關(guān)系認識不正確的是（）。A. 人工選擇同樣是生物進化的動力和機制B. 人工選擇進化的過程可不受自然選擇限制C. 自然選擇進化的過程可不受人工選擇限制D. 兩種選擇的前提均是生物存在可遺傳變異答案 B解析 人工選擇或自然選擇是在生物存在可遺傳變異的前提下，保存有利變異，淘汰不利變 異，加速生物進化的進程。二者都是生物進化的動力和機制；自然選擇以自然條件為選擇標 準，不受人的意愿限制；人工選擇以人們的需要為選擇標準，但被選擇的生物也必須適應(yīng)自 然條件。2 根據(jù)現(xiàn)代生物進化理論，下列觀點中正確的是（）。A.

16、 人工培育的新物種只能生活在人工環(huán)境中卞：B. 生物進化的方向與基因突變的方向一致IC. 冬季來臨時植物葉中可溶性糖含量增高是為了更好地防止凍害D. 受農(nóng)藥處理后種群中抗藥性強的個體有更多機會將基因傳遞給后代 答案 D3 .在一個種群中隨機抽出100個個體，其中基因型為AA的個體占24個，基因型為 Aa的個體占72個，基因型為aa的個體占4個，那么基因 A和基因a的頻率分別是（）。A. 28% 72%B. 36% 64%考杏C. 57% 43%D. 60% 40%川"答案 D解析 在100個個體中，AA占24個，Aa占72個，aa占4個，貝U AA%f 24% Aa% 72% aa%

17、 =4%。根據(jù)公式得 A%= AA%F 1/2Aa%= 24%+ 36%= 60% a%= aa% 1/2Aa%= 4%+ 36%= 40%?？疾?目標24.開始使用殺蟲劑時， 對某種害蟲效果顯著， 但隨著殺蟲劑的繼續(xù)使用，該種害蟲表現(xiàn)出越來越強的抗藥性。實驗證明，害蟲種群中原來就存在具有抗藥性的個體。這證明：（1）害蟲種群中，個體抗藥性的 體現(xiàn)了生物的變異是。（2）殺蟲劑的使用對害蟲起了 作用，而這種作用是。（3）害蟲抗藥性的增強，是通過害蟲與殺蟲劑的 來實現(xiàn)的。答案（1）差異 多方向的 （2）選擇 定向的（3）生存斗爭解析 由題意可知：（1）害蟲種群中原來就存在具有抗藥性的個體，有的個體抗

18、藥性強，有的 個體抗藥性弱。（2）這種差異在殺蟲劑的作用下會出現(xiàn)不同的結(jié)果，抗藥性強的變異個體容易生存下來并產(chǎn)生后代，抗藥性弱的個體被淘汰。（3）經(jīng)過一代代的自然選擇，抗藥性強的個體適應(yīng)環(huán)境保留下來，表明自然選擇是定向的，而自然選擇是通過生存斗爭來實現(xiàn)的，它是生 物進化的動力。F"分層訓(xùn)練 全 解疑糾偏，訓(xùn)練檢測【基礎(chǔ)鞏固】1 對達爾文自然選擇學(xué)說的正確評價是（）。A. 它只能正確解釋生物界的多樣性和適應(yīng)性B. 它能正確解釋遺傳和變異的本質(zhì)C. 它能正確解釋生物界的多樣性和適應(yīng)性，但沒有闡明遺傳和變異的本質(zhì)D. 它能解釋自然選擇的作用，不能闡明生物界的多樣性答案 C解析 自然選擇學(xué)說

19、能科學(xué)地解釋生物進化的原因，以及生物界的多樣性和適應(yīng)性，對于人 們正確地認識生物界具有重要意義。但對遺傳和變異的本質(zhì)，以及自然選擇如何對可遺傳的 變異起作用等問題，未能做出科學(xué)的解釋。2 當(dāng)某種新藥問世時，可有效治療病毒性感冒。幾年后療效逐漸降低，因為感冒病毒具有了抗藥性，其根本原因可能是（）。A. 病毒接觸藥物后，慢慢地產(chǎn)生了抗藥性B. 病毒為了適應(yīng)環(huán)境，產(chǎn)生了抗藥性變異C. 選擇使抗藥性個體增多D. 后來的藥量用得過少，產(chǎn)生了抗藥性變異答案 C解析 病毒的抗藥性是通過突變獲取的，產(chǎn)生在用藥之前，當(dāng)使用藥物后不抗藥個體被環(huán)境 淘汰，而抗藥性個體得到了保留并繁殖，從而使抗藥性個體增加。3 農(nóng)業(yè)

20、生產(chǎn)中長期使用某種殺蟲劑后，害蟲的抗藥性增強，殺蟲效果下降，原因是A. 殺蟲劑誘發(fā)了害蟲抗藥性基因的產(chǎn)生B. 殺蟲劑對害蟲具有選擇作用，使抗藥性害蟲的數(shù)量增加C. 殺蟲劑能誘導(dǎo)害蟲分解藥物的基因大量表達D. 抗藥性強的害蟲所產(chǎn)生的后代都具有很強的抗藥性答案 B解析 在沒有使用殺蟲劑之前，害蟲種群的個體就存在抗藥性的差異，有的具有抗藥性，有 的無抗藥性。長期使用某種殺蟲劑之后，殺蟲劑選擇了具有抗藥性的害蟲，使其種群中抗藥 性基因頻率增大，所以殺蟲效果下降，而不是殺蟲劑誘發(fā)抗藥性基因的產(chǎn)生。4 下表列出A、B C、D四種鳥的產(chǎn)卵、孵出和繁殖后代數(shù)，哪種鳥將會得到更多的進化優(yōu)勢（）。鳥數(shù)目產(chǎn)卵孵出繁

21、殖后代A982B222C993D751答案 B解析 在四種鳥類中選項 B的個體繁殖成功率高，產(chǎn)卵、孵出到成活后代數(shù)目相同，說明此 種鳥對環(huán)境有較強的適應(yīng)能力。5 .下列有關(guān)種群的敘述中，不正確的是（）。A. 種群是生物進化的單位B. 種群內(nèi)的個體彼此可以交配C. 種群是同種個體的機械集合D. 種群是生物繁殖的基本單位答案 C解析 同一種群的不同個體相互聯(lián)系，并通過交配保持一個共同的基因庫。因此，種群不是 個體的機械集合。6 .祖國寶島臺灣蝴蝶資源豐富，種類繁多。變異是島上蝶類新物種形成和進化的重要因素之一。下列變異中不能成為蝶類進化內(nèi)因的是（）。A. 基因結(jié)構(gòu)改變引起的變異B. 染色體數(shù)目改變

22、引起的變異C. 環(huán)境改變引起的變異D. 生物間雜交引起的變異答案 C解析 生物進化的內(nèi)因是可遺傳的變異，包括基因突變、染色體畸變、基因重組，可遺傳的變異為生物進化提供了原材料。單純由環(huán)境改變引起的變異是不遺傳的。7.某小麥種群中TT個體占20% Tt個體占60% tt個體占20%由于某種病害導(dǎo)致 tt個體 全部死亡，則病害發(fā)生前后該種群中T的基因頻率分別是（）。A. 50% 50%B. 50% 62.5%C. 62.5%、50%D. 50% 100%答案 B解析 由題意得出病害發(fā)生前 T的基因頻率為（20 X 2 + 60）十200= 50%由于某種病害導(dǎo)致tt 個體全部死亡，病害發(fā)生后T的基

23、因頻率為（20 X 2 + 60） - （200 20X 2） = 62.5%。【鞏固提升】8 若一個種群中，某一性狀的出現(xiàn)頻率增加，這很可能（）。A. 這個性狀對環(huán)境具有很強的適應(yīng)性B. 該群體中具此性狀的純合體多C. 這個性狀的出現(xiàn)是由環(huán)境條件引起的D. 控制這個性狀的基因為隱性答案 A9 .炭疽桿菌生命力之頑強，堪稱細菌之最。根據(jù)達爾文生物進化理論，炭疽桿菌的頑強生命力的形成是由于（）。A. 進化過程中環(huán)境對炭疽桿菌的定向選擇B. 不良環(huán)境引起炭疽桿菌發(fā)生的多方向變異C. 進化過程中炭疽桿菌產(chǎn)生的定向變異D. 進化過程中炭疽桿菌通過DNA復(fù)制，逐代積累答案 A解析 根據(jù)達爾文自然選擇學(xué)說

24、：生物的變異是多方向的，可遺傳的變異為生物進化提供原材料，自然選擇決定生物進化的方向。10.如圖表示某個種群基因型的組成情況，Aa為一對等位基因。則該AA種群中a的基因頻率是（）。f aa崩AA 1AAA. 0.11B. 0.4C. 0.5D. 0.55答案 C解析 由圖中可知 AA： Aa： aa= 1 ： 1 ： 1,1 11 1所以a的基因頻率為aa + ?Aa= " +2 x 3=0.5。11在果蠅中， 假定每個基因的突變率是 105，對于一個中等數(shù)量的果蠅種群 ( 約 108個個體 )，卻有2X 107個基因發(fā)生了突變，則每個果蠅大約有多少個基因()。44A. 0.5 X

25、10B. 1044C. 2X 10 4D. 4X 10 4答案解析12設(shè)每個果蠅有x個基因，則XX 108X 10一5= 2X 107, x= 2X 104。 比例為：xbxb ：x BX3 ：x bX3 ：X BY ：X bY =. 據(jù) 調(diào) 查 ， 某 學(xué) 校 學(xué) 生 中 的 基 因43%： 6%： 1%： 43%： 7%貝U Xb的基因頻率為)。A.14%B. 5%C.15%D. 10%答案 D解析 注意在計算全部基因值的時候，要考慮到伴X 染色體隱性遺傳的特點，男性 Y 染色體上不攜帶此基因。丈的頻率=(6 + 1 X 2+ 7) - (43 X 2+ 6X 2+ 1 X 2+ 43X

26、1 + 7X 1) X 100%= 10%。13 .青霉素是一種抗菌素。幾十年來，由于反復(fù)使用，致使某些細菌對青霉素的抗性越來越 強。請回答：(1) 青霉素使用之前，細菌對青霉素的抗性存在著 ；患者使用青霉素后，體內(nèi)絕大多數(shù)細菌被殺死，這叫做 ；極少數(shù)抗藥性強的細菌活了下來并繁殖后代，這叫做 。青霉素的使用對細菌起了 ，這種作用是通過細菌與青霉素之間的 實現(xiàn)的。由于青霉素的反復(fù)使用，就會使得抗藥性狀逐代 并加強。從這個過程可以看出，雖然生物的 是多方向的，但 在很大程度上是定向的。(2) 自然選擇是把自然界中早已存在的 變異選擇出來，并使之逐代積累、加強，最終形成生物新品種。(3) 上述過程表明自然選擇是一個 的過程。答案 (1) 差異 不適者被淘汰 適者生存 選擇作用生存斗爭 積累 變異 自然選擇 (2) 有利(3) 適者生存、不適者被淘汰解析 根據(jù)達爾文自然選擇學(xué)說可以知道，生物的變異一般是多方向的。細菌對青霉素的抗 性存在著個體差異。 通過青霉素的選擇， 抗藥性強的細菌通過生存斗爭得以生存并繁衍后代， 經(jīng)逐代積累并加強，形成了抗藥新類型，而抗藥性差的細菌由于不適應(yīng)環(huán)境而被淘汰，這種 適者生存、不適者被淘汰的過程就是自然選擇。14. 果蠅是常用的遺傳學(xué)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