高中生物七章現(xiàn)代生物進化理論2節(jié)現(xiàn)代生物進化理論主要內(nèi)容1課時種群基因頻率改變與生物進化生物

第1課時種群基因頻次的改變與生物進化[學(xué)習(xí)導(dǎo)航

]

1.舉例說明種群、基因庫、基因頻次的看法，學(xué)會用數(shù)學(xué)方法議論基因頻次的變化。2.

聯(lián)合教材說明突變和基因重組是生物進化的原資料。

3.經(jīng)過研究自然選擇對種群基因頻次的影響，理解自然選擇決定生物進化的方向。[重難點擊]1.用數(shù)學(xué)方法議論基因頻次的變化。2.自然選擇對生物進化的作用。世紀，英國優(yōu)秀的生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)了生物發(fā)展的規(guī)律，證明所有的物種都有共同的先人。達爾文的這一重要發(fā)現(xiàn)，對生物學(xué)擁有劃時代的意義。人們在達爾文自然選擇理論的基礎(chǔ)之上，逐漸完美和發(fā)展進化論，最后成立了現(xiàn)代生物進化理論。這節(jié)課就讓我們一同來學(xué)習(xí)現(xiàn)代生物進化理論。一、種群是生物進化的基本單位1．以種群作為生物進化單位的原由達爾文以為自然選擇直接作用的是生物個體，而且是個體的表現(xiàn)型，而個體表現(xiàn)型會跟著個體的死亡而消逝。決定生物性狀的基因能夠經(jīng)過生殖而世代持續(xù)，而且在集體中擴散，因今生物進化應(yīng)當研究集體基因構(gòu)成的變化。2．種群的看法生活在必定地區(qū)的同種生物的所有個體叫做種群。它是生物進化的基本單位，相互之間能夠交配，并經(jīng)過生殖將各自的基因傳給后輩。3．基因庫與基因頻次基因庫：一個種群中所有個體所含有的所有基因，叫做這個種群的基因庫?；蝾l次：一個種群基因庫中，某個基因占所有等位基因數(shù)的比率，叫做基因頻次。在某昆蟲種群中，決定翅色為綠色的基因為A，決定翅色為褐色的基因為a，從這個種群中隨機抽取

100個個體，測得基因型為

AA、Aa和

aa的個體分別是

30、60和10

個，就這平等位基因來說，每個個體能夠看作含有

2個基因。假定該昆蟲種群特別大，

所有的雌雄個體間都能自由交配并產(chǎn)生后輩，

沒有遷入和遷出，自然選擇對翅色這一相對性狀沒有作用，

基因A和a都不產(chǎn)生突變，依據(jù)孟德爾的分別定律計算：1．該種群產(chǎn)生的A配子和a配子的比率各是多少？答案A配子占60%，a配子占40%。2．子一代基因型的頻次各是多少？答案AA占36%，Aa占48%，aa占16%。3．子一代種群的基因頻次各是多少？答案A占60%，a占40%。4．子二代、子三代以及若干代此后，種群的基因頻次會同子一代同樣嗎？答案親代基因型的頻次AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A(30%)A(30%)a(30%)a(10%)子一代基因型頻次AA(36%)Aa(48%)aa(16%)子一代基因頻次A(60%)a(40%)子二代基因型頻次AA(36%)Aa(48%)aa(16%)子二代基因頻次A(60%)a(40%)由表可知，子三代、子四代以及若干代此后，種群的基因頻次與子一代同樣。5．若上述計算結(jié)果是成立在五個假定條件基礎(chǔ)上的。對自然界種群來說，這五個條件都成立嗎？你能舉出哪些實例？答案對自然界的種群來說，這五個條件不行能同時都成立。比如，翅色與環(huán)境色彩較一致，被天敵發(fā)現(xiàn)的時機就少些。知識整合當某種群特別大，所有雌雄個體間都能自由交配，沒有遷入和遷出，沒有自然選擇和突變時，這樣的種群稱為理想種群。理想種群中，各等位基因的頻次和基因型頻次在一代一代的遺傳中是穩(wěn)固不變的，或許說是保持著基因均衡的。1．以下對于種群的表達中，不正確的選項是()A．種群是生物進化的基本單位，也是生物群落的基本單位B．種群內(nèi)個體間相互能夠交配，并經(jīng)過生殖將各自的基因傳給后輩C．兩個池塘內(nèi)的所有青蛙是一個種群D．一個樹林中的所有杜鵑是一個種群答案

C分析

種群是在必定地區(qū)內(nèi)

(即同一地址

)同種生物的所有個體的總和，而

C項為兩個池塘，屬于兩個種群。2．在一個種群中隨機抽取必定數(shù)目的個體，此中基因型為

AA的個體占

18%，基因型為

Aa的個體占

78%，基因型為

aa的個體占

4%，A和

a的基因頻次分別是

(

)A．18%、82%

B．36%、64%C．57%、43%D．92%、8%答案C分析A基因頻次＝AA基因型頻次＋1/2Aa基因型頻次＝18%＋1/2×78%＝57%，a基因頻次aa基因型頻次＋1/2Aa基因型頻次＝4%＋1/2×78%＝43%。3．在某一按照遺傳均衡定律的人群中，已檢查得悉，隱性性狀者為16%，則該性狀不一樣類型的基因型頻次分別是(按AA、Aa、aa次序擺列)()A．0.36、0.48、0.16B．0.48、0.36、0.16C．0.16、0.48、0.36D．0.16、0.36、0.38答案A分析此題考察基因遺傳均衡定律的應(yīng)用。依據(jù)基因庫中隱性性狀者(aa)的頻次為16%。則q2＝0.16，q＝0.4，而p＝1－0.4＝0.6，依據(jù)遺傳均衡公式，[p(A)＋q(a)]2＝p2(AA)＋2pq(Aa)＋q2(aa)可計算出AA的頻次為0.36，Aa的頻次為0.48，aa的頻次為0.16。方法鏈接1.已知基因型頻次計算基因頻次設(shè)有某種群，AA、Aa、aa的基因型頻次分別用PAA、PAa、Paa表示，A、a的基因頻次分別用11PA、Pa表示，則：PA＝PAA＋2PAa；Pa＝Paa＋2PAa。2．理想條件下的基因頻次和基因型頻次的計算理想種群中，一平等位基因為A和a，設(shè)A的基因頻次為p，a的基因頻次為q，則p＋q＝A%＋a%＝1。假如這個種群達到了遺傳均衡，那么遺傳均衡定律能夠表示為：(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1。(1)p2代表純合子AA的基因型頻次；(2)2pq代表雜合子Aa的基因型頻次；(3)q2代表純合子aa的基因型頻次。即：AA%＝p2，Aa%＝2pq，aa%＝q2。二、突變和基因重組、自然選擇1．突變和基因重組產(chǎn)生進化的原資料可遺傳變異的根源基因重組可遺傳變異根源基因突變統(tǒng)稱為突變?nèi)旧w變異可遺傳變異的形成、特色和作用①形成：a.基因突變產(chǎn)生等位基因；b.經(jīng)過有性生殖過程中的基因重組，能夠形成多種多樣的基因型。②特色：隨機的、不定向的。③作用：不過供給生物進化的原資料，不可以決定生物進化的方向。變異的有益和有害是相對的，是由生計環(huán)境決定的。2．自然選擇決定生物進化的方向原由：在自然選擇的作用下，擁有有益變異的個體更易產(chǎn)生后輩，相應(yīng)的基因頻次會不停提升，擁有不利變異的個體很難產(chǎn)生后輩，相應(yīng)的基因頻次會不停降落。結(jié)果：在自然選擇的作用下，種群的基因頻次會發(fā)生定向改變，致使生物朝著必定的方向不停進化。突變和基因重組能產(chǎn)生進化的原資料，據(jù)此剖析回答以下問題：1．突變擁有低頻性，為何還可以為生物進化供給原資料？答案生物進化的單位是種群，固然突變的頻次很低，但一個種群常常由很多個體構(gòu)成，而每一個個體的每一個細胞內(nèi)都有不計其數(shù)個基因，所以在種群中每一代都會產(chǎn)生大批的突變。2．突變大多半對生物體是不利的，為何還可以為進化供給原資料？答案生物變異能否有益，取決于它們的生計環(huán)境，細小有益的變異不停累積也能致使生物進化。3．突變和基因重組能決定生物進化的方向嗎？答案不可以。突變和基因重組都是隨機的、不定向的，不可以決定生物進化的方向。4．在一個種群中隨機抽出必定數(shù)目的個體，此中基因型AA的個體占24%，基因型Aa的個體占72%。一年后，種群中基因型AA的個體占48%，基因型Aa的個體占24%，這一年間種群能否進化了？剖析該種群中基因A和基因a的頻次：A%＝AA%＋1/2Aa%＝60%；a%＝aa%＋1/2Aa%＝40%。一年后，A%＝AA%＋1/2Aa%＝60%；a%＝aa%＋1/2Aa%＝40%。答案種群的基因頻次沒有變化，生物沒有進化。知識整合生物進化的單位是種群，由很多個體構(gòu)成，而每一個個體的每一個細胞內(nèi)都有成千上萬個基因，所以在種群中每一代都會產(chǎn)生大批的突變，此中那些細小有益的變異不停積累致使生物進化，但突變自己不可以決定生物進化的方向，起決定作用的是自然選擇。生物進化的實質(zhì)是種群基因頻次的變化。4．依據(jù)現(xiàn)代生物進化理論，以下說法正確的選項是()A．自然選擇決定了生物變異和進化的方向B．生物進化的實質(zhì)是種群基因型頻次的改變C．種群內(nèi)基因頻次的改變在世代間擁有連續(xù)性D．種群內(nèi)基因頻次改變的有時性隨種群數(shù)目降落而減小答案C分析自然選擇使種群的基因頻次發(fā)生定向改變，從而使生物定向進化，所以自然選擇決定了生物進化的方向，生物進化的實質(zhì)是種群基因頻次的改變。種群中基因頻次的改變在世代間擁有連續(xù)性，致使生物不停進化。種群中基因頻次改變的有時性隨種群數(shù)目降落而增大。5．以下有關(guān)基因頻次與生物進化的描繪，正確的選項是()A．生物在進化的過程中不必定有基因頻次的改變B．生物只需發(fā)生進化，基因頻次就會改變C．變異使基因頻次定向改變D．只有基因突變，才致使基因頻次發(fā)生改變答案B分析生物進化的實質(zhì)是種群基因頻次的改變，只需生物進化了，基因頻次必定發(fā)生了改變；變異是不定向的，自然選擇可使基因頻次發(fā)生定向改變；基因頻次的改變與基因突變、遷入和遷出、自然選擇等多種要素有關(guān)。1．對種群看法的正確表達是()A．不一樣空間中同種生物個體的總和B．生活在必定地區(qū)的同種生物的一群個體C．一片水田中的所有魚的總和D．一個生態(tài)環(huán)境中有互相關(guān)系的動植物的總和答案B分析種群是指生活在必定地區(qū)的同種生物的所有個體。此中的“種”是生物分類的基本單位，比如：一個池塘中所有的鯉魚是一個種群，包含所有的大鯉魚、小鯉魚和鯉魚苗。這里一定詳細到“鯉魚”，而不可以是“魚”，因為后者還包含其余種類的魚。2．以下對于基因庫的有關(guān)描繪，錯誤的選項是()A．基因庫是指一個種群所含有的所有基因B．生物個體老是要死亡的，但基因庫卻因種群個體的生殖而代代相傳C．種群中每個個體含有種群基因庫的所有基因D．基因突變可改變基因庫的構(gòu)成答案C分析基因庫是指一個種群中所有個體所含有的所有基因，因為個體之間存在著差別，所以每個個體中不行能含有種群基因庫的所有基因?；驇熘兄恍栌幸粋€基因發(fā)生變化，則基因庫構(gòu)成必定會發(fā)生變化。種群是生殖的基本單位，基因庫隨生殖的進行而不停持續(xù)。3．在一次狂風(fēng)暴后，有人收集了100只受傷的麻雀，把它們飼養(yǎng)起來，結(jié)果活下來64只。在逝世的個體中，大多半是個體比較大、變異種類特別的，以下有關(guān)表達正確的選項是()A．突變和基因重組決定生物進化的方向B．自然選擇會改變種群的基因頻次C．特別的變異種類都是不利的D．不產(chǎn)生變異的生物才能生計答案B分析突變和基因重組為生物的進化供給原資料，這類變異是不定向的，可能是有益的，也可能是有害的。產(chǎn)生有益變異的個體存活下來，產(chǎn)生不利變異的個領(lǐng)會在自然選擇中被裁減，自然選擇的過程就是種群基因頻次發(fā)生變化的過程。4．在一個隨機交配的中等大小的種群中，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)控制某性狀的基因型只有兩種：AA基因型的頻次為40%，Aa基因型的頻次為60%，aa基因型(致死型)的頻次為0，那么隨機交配生殖一代后，

AA基因型的個體占

(

)A．49/91

B．49/100C．11/20

D．11/17答案

A分析

AA自交產(chǎn)生

AA的比率為

40%×40%＝

16%，AA

與

Aa

雜交也產(chǎn)生

AA，比率為2×40%×60%×

12＝24%，Aa自交也產(chǎn)生

AA，比率為

60%×60%×

14＝9%，而

aa產(chǎn)生的比率為160%×60%×4＝9%，所以AA占的比率為49%，而總數(shù)變成1－9%(被裁減的aa)＝91%，此時49的比率為91。5．以下圖中的小圓圈表示物種，箭頭表示物種的變異，箭頭線上有兩條短線代表被裁減的變異個體。請依據(jù)此圖解達成以下對于達爾文自然選擇學(xué)說的問題：此圖說了然一個什么看法？________________________________。圖解中為何有的箭頭被裁減？_____________________________________。(3)圖解中畫出的未被裁減的箭頭綜合說了然什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)變異是不定向的，自然選擇是定向的(2)在生計斗爭中，不利生計的變異個體在斗爭中被裁減(3)說明在生計斗爭中適于生計的變異個體被保存，

并逐代經(jīng)過遺傳而不停累積增強

(說了然自然選擇是定向的

)分析依圖所示，每個小圓圈表示的物種，都有多個變異的方向，但每次都只有一個方向(且同一方向)保存下來，其余變異均被裁減。說明①生物的變異可向各方向發(fā)展，一般是不定向的；②生物被保存下來的變異是與環(huán)境相適合的，

即自然選擇是定向的，

當生物產(chǎn)生了變異后，由環(huán)境決定其生計仍是被裁減。

圖中大多半的箭頭

(即變異

)被裁減，就是因為不適應(yīng)環(huán)境的緣由。圖中未被裁減的箭頭一直朝向一個方向，除了說明外界環(huán)境未變，選擇方向沒變外，更重要的是物種在進化過程中，經(jīng)過遺傳，使有益變異在后輩獲得不停累積和增強，并最后達到進化目的。課時作業(yè)1．假如一個種群中，控制某一性狀的基因頻次增添，將會出現(xiàn)()A．控制該性狀的基因不可以傳達給子代B．該種群的所有個體為純合子C．該種群的生殖速度加速D．該性狀對環(huán)境條件有很大的適應(yīng)性答案D分析基因頻次是某種基因在某個種群的基因庫中占所有等位基因數(shù)的比率。在自然界中，因為存在基因突變、基因重組和自然選擇等要素，種群的基因頻次老是在不停地變化，生物進化的過程實質(zhì)上就是種群基因頻次發(fā)生變化的過程。而自然選擇決定著生物進化的方向，經(jīng)過自然選擇，不利變異被不停裁減，有益變異則漸漸累積，從而使種群的基因頻次發(fā)生定向改變，致使生物朝著必定的方向不停進化。2．某相對獨立的海島上，原有果蠅

20000

只，此中基因型為

AA、Aa和

aa的果蠅分別占15%、55%和

30%。若此時從島外入侵了

2000

只基因型為

AA的果蠅，且所有果蠅均隨機交配，則理論上

F1中

A的基因頻次約是

(

)A．43%B．48%C．52%D．57%答案B分析原海島上基因型為AA的果蠅的數(shù)目為20000×15%＝3000只，基因型為Aa的果蠅數(shù)目為20000×55%＝11000只，基因型為aa的果蠅數(shù)目為20000×30%＝6000只，侵入2000只基因型為AA的果蠅后，基因型為AA的果蠅數(shù)目為5000只，該島上果蠅種群總數(shù)目為22000只，所以各樣基因型的果蠅的基因型頻次分別為AA＝5000÷22000＝5/22，Aa＝11000÷22000＝11/22，aa＝6000÷22000＝6/22，故A的基因頻次＝5/22＋1/2×11/22＝21/44≈48%。3．以下有關(guān)現(xiàn)代生物進化理論的表達，錯誤的選項是()A．種群是生物進化的基本單位B．自然選擇學(xué)說是現(xiàn)代生物進化理論的核心C．生物進化過程的實質(zhì)是種群基因頻次的改變D．生物進化過程的實質(zhì)在于有益變異的保存答案D分析種群是生物進化的基本單位，生物進化的實質(zhì)是種群基因頻次的改變，在這個過程中有益變異保存而不利變異被裁減，從而改變了基因頻次。4．水稻非糯性(Y)對糯性(y)為顯性，抗病(R)對不抗病(r)為顯性。用非糯性抗病和糯性不抗病的兩純種水稻雜交，讓F1自交三代，在自然狀況下，基因頻次的變化是()A．Y漸漸增大，R漸漸增大B．Y漸漸減小，R漸漸減小C．Y基本不變，R基本不變D．Y基本不變，R漸漸增大答案D分析非糯性抗病和糯性不抗病的兩純種水稻的基因型分別為YYRR和yyrr，雜交得F1(YyRr)。F1自交三代，因為自然選擇的作用，后輩中抗病個體增添，不抗病個體漸漸被淘汰，即

R的基因頻次漸漸增大；

而非糯性與糯性性狀基本不受環(huán)境影響，

后輩中

Y的基因頻率基本不變。5．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

20000只果蠅，此中殘翅果蠅個體數(shù)目長久保持在

4%，若再向該種群中引入

20000只純合長翅果蠅，在不考慮其余要素影響的前提下，

以下對于純合長翅果蠅引入后種群的表達，

錯誤的選項是()A．v基因頻次降低了50%B．V基因頻次增添了50%C．雜合果蠅比率降低了50%D．殘翅果蠅比率降低了50%答案B分析因該果蠅種群長久保持vv的基因型為4%，由此算出v＝0.2，V＝0.8，從而計算出引入純種長翅果蠅前，

vv有0.04×20000＝

800，Vv有

2×0.2×0.8×20000＝

6400

，VV有0.8×0.8×20000＝

12800。引入后，基因頻次

v＝(800×2＋6400)/(40000

×2)＝

0.1，V＝1－0.1＝0.9，故A正確，B錯誤；因Vv、vv的數(shù)目不變，而該種群的總數(shù)增添一倍，所以Vv、vv的基因型頻次降低50%，C、D正確。6．(2015·安徽，5)現(xiàn)有兩個特別大的某昆蟲種群，個體間隨機交配，沒有遷入和遷出，無突變，自然選擇對A和a基因控制的性狀沒有作用。種群1的A基因頻次為80%，a基因頻率為20%；種群2的A基因頻次為60%，a基因頻次為40%。假定這兩個種群大小相等，地理隔絕不再存在，兩個種群完整歸并為一個可隨機交配的種群，則下一代中Aa的基因型頻次是(

)A．75%

B．50%C．42%

D．21%答案

C分析

依據(jù)題意可知兩個特別大的某昆蟲種群，

在理想狀況下歸并為一個種群，

能夠以為原先兩個種群的大小同樣，再依據(jù)兩個種群的基因頻次可知歸并后種群的

A基因頻次為

70%，a基因頻次為

30%，依據(jù)哈溫定律可知下一代中的

Aa的基因型頻次為

42%。7．已知蝸牛殼上有條紋與無條紋的性狀是由一平等位基因

A和

a控制的。研究人員檢查了某地域的1000只蝸牛，對存活的個體數(shù)和被鳥捕食后剩下的蝸牛空殼數(shù)進行了統(tǒng)計，結(jié)果以下表所示，請剖析并回答以下問題：有條紋(顯性)無條紋(隱性)共計存活個體數(shù)178211389空殼數(shù)332279611共計5104901000(1)在這1000只蝸牛中，aa的基因型頻次為__________；假如Aa的基因型頻次為42%，則a基因的基因頻次為________。依據(jù)表中數(shù)據(jù)推測，殼上________(有條紋、無條紋)的蝸牛更易被鳥捕食。經(jīng)多個世代后，該種群中a基因的基因頻次將會________(增大、減小)，這類基因頻次的改變是經(jīng)過________實現(xiàn)的。答案(1)49%70%(2)有條紋增大自然選擇分析(1)1000只蝸牛中，aa個體總數(shù)為490只，所以aa基因型頻次＝490÷1000×100%49%，若Aa的基因型頻次為42%，a的基因頻次＝49%＋1/2×42%＝70%。(2)依據(jù)表格中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計可知，有條紋蝸?？諝?shù)多于無條紋的蝸牛空殼數(shù)，說明有條紋的蝸牛簡單被天敵發(fā)現(xiàn)而被捕食，從而使A基因