2025屆高考生物一輪復習第七單元生物的變異育種與進化第4講現(xiàn)代生物進化理論教案新人教版

PAGE12-第4講現(xiàn)代生物進化理論學問體系——定內容核心素養(yǎng)——定實力生命觀念通過現(xiàn)代生物進化理論等學問，理解生命的持續(xù)和發(fā)展，相識生物界及生物多樣性，形成生物進化的觀點，樹立正確的自然觀理性思維通過物種形成、種群的基因與基因型頻率的計算，培育歸納與概括、邏輯分析和計算實力科學探究通過由于人類大量服用抗生素導致抗藥性病菌增多的現(xiàn)象，引導人們高度關注不正確運用抗生素帶來的危害，關注人體健康考點一現(xiàn)代生物進化理論一、現(xiàn)代生物進化理論的由來1．拉馬克的進化學說(1)生物不是神造的，是由更古老的生物進化而來的。(2)生物是由低等到高等漸漸進化的。(3)生物各種適應性特征的形成都是由于用進廢退和獲得性遺傳。2．達爾文的自然選擇學說(1)內容：過度繁殖：選擇的基礎。生存斗爭：生物進化的動力和選擇的手段。遺傳變異：生物進化的內因。適者生存：自然選擇的結果。(2)意義：科學地說明了生物進化和生物多樣性形成的緣由。(3)局限性：對遺傳和變異的本質不能做出科學的說明；對生物進化的說明局限于個體水平；強調物種形成都是漸變的結果，不能很好地說明物種大爆發(fā)等現(xiàn)象。二、現(xiàn)代生物進化理論的主要內容1．種群是生物進化的基本單位(1)種群是指生活在確定區(qū)域的同種生物的全部個體，種群也是繁殖的基本單位。(2)基因庫：一個種群中全部個體所含有的全部基因。(3)基因頻率：一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因的比值。2．突變和基因重組產生進化的原材料(1)可遺傳變異的來源eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(突變\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(基因突變,染色體變異)),基因重組))(2)生物突變的有利和有害不是確定的，往往取決于生物生存的環(huán)境。(3)生物的變異是不定向的，只是產生了生物進化的原材料，不能確定生物進化的方向。3．自然選擇確定生物進化的方向經過長期的自然選擇，具有不利變異的個體不斷被淘汰，有利變異得以積累和加強，從而使種群的基因頻率發(fā)生定向的變更，導致生物朝著適應環(huán)境的方向不斷進化。4．隔離導致物種的形成(1)物種：能夠在自然狀態(tài)下相互交配并產生可育后代的一群生物。(2)隔離：①兩種類型：常見的有生殖隔離和地理隔離。②隔離實質：基因不能自由溝通。(3)物種形成的三個基本環(huán)節(jié)：突變和基因重組、自然選擇及隔離。(4)新物種形成的標記：出現(xiàn)生殖隔離。三、共同進化與生物多樣性的形成1．共同進化(1)概念：不同物種之間、生物與無機環(huán)境之間在相互影響中不斷進化和發(fā)展。(2)緣由：生物與生物之間的相互選擇和生物與無機環(huán)境之間的相互影響。(3)共同進化的實例：共同進化類型包含類型實例不同物種之間種間互助一種蛾與蘭花種間斗爭捕食獵豹和斑馬寄生黏液瘤病毒和兔子競爭作物與雜草生物與無機環(huán)境之間生物影響環(huán)境，環(huán)境影響生物地球早期無氧環(huán)境→厭氧生物→光合生物出現(xiàn)→空氣中有氧氣→出現(xiàn)好氧生物2.生物多樣性的形成(1)內容：生物多樣性主要包括基因多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。(2)形成緣由：生物的進化。(3)探討生物進化歷程的主要依據：化石。3．生物進化理論在發(fā)展(1)中性學說：大量的基因突變是中性的，確定生物進化方向的是中性突變的漸漸積累，而不是自然選擇。(2)生物進化理論不會停滯不前，而是在不斷發(fā)展。1．推斷下列敘述的正誤(1)生物進化的基本單位是群落(×)(2)生物進化的方向與基因突變的方向一樣(×)(3)外來物種入侵能變更生物進化的速度和方向(√)(4)生物的種間競爭是一種選擇過程(√)(5)環(huán)境發(fā)生變更時，種群的基因頻率可能變更，也可能不變(√)2．連線達爾文的自然選擇學說的內容①過度繁殖a．生物進化的動力和選擇手段②生存斗爭 B．自然選擇的結果③遺傳和變異c．選擇的緣由④適者生存 D．生物進化的內因答案：①—c②—a③—d④—b3．長句應答突破簡答題(1)圖中：①是____________，②是________，③是________，④是________。(2)物種形成的三個環(huán)節(jié)是____________、____________和隔離。(3)物種的形成是否確定要經過地理隔離？舉例說明。_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________答案：(1)突變和基因重組自然選擇地理隔離生殖隔離(2)突變和基因重組自然選擇(3)不確定，如多倍體植物的出現(xiàn)是通過染色體變異的方式形成新物種，沒有經過地理隔離。1．達爾文的自然選擇學說與現(xiàn)代生物進化理論的比較2．現(xiàn)代生物進化理論3．物種形成過程(1)物種形成的兩種方式。①漸變式：②爆發(fā)式：或人工創(chuàng)建新物種——通過植物體細胞雜交(如番茄—馬鈴薯)、多倍體遠緣雜交(如甘藍—蘿卜)、多倍體育種(如八倍體小黑麥)等方式創(chuàng)建新物種。(2)漸變式物種形成過程中的三個環(huán)節(jié)。突變和基因重組、自然選擇、隔離三者關系如下圖所示：①突變和基因重組產生進化的原材料。②自然選擇確定生物進化的方向。③隔離導致新物種形成。4．物種形成與生物進化的關系物種形成生物進化標記生殖隔離出現(xiàn)基因頻率變更變更后生物和原來生物關系新物種形成，生殖隔離，質變，屬于不同的物種生物進化，基因頻率變更，量變，仍屬于一個物種聯(lián)系①生物進化的實質是種群基因頻率的變更，這種變更可大可小，不確定會突破物種的界限，即生物進化不確定導致新物種的形成②新物種一旦形成，則說明生物確定進化了關于生物進化的六個易混點(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。農田噴施農藥殺滅害蟲，在噴施農藥之前，害蟲中就存在抗農藥的突變個體，噴施農藥僅殺滅了不抗藥的個體，抗藥的個體存活下來。農藥不能使害蟲產生抗藥性變異，只是對抗藥性個體進行了選擇。(3)形態(tài)、結構一樣≠同一物種。形態(tài)、結構一樣的生物，有可能具有生殖隔離，兩個種群的生物形態(tài)、結構相同，但繁殖期不同，這兩個種群的生物具有生殖隔離，是兩個物種。(4)能產生后代≠同一物種。兩個個體能夠交配產生后代，有可能子代高度不育，如馬和驢，雖然能夠產生子代，但子代不育，因此馬和驢是兩個物種。(5)物種的形成不確定都須要經過地理隔離，如多倍體的產生。(6)生物進化不確定導致物種的形成。①生物進化的實質是種群基因頻率的變更，即生物進化不確定導致新物種的形成。②新物種一旦形成，則說明生物確定進化了。eq\o(,,\s\do4(,))題組一自然選擇學說與現(xiàn)代生物進化理論1．(2024·山東萊蕪模擬)依據現(xiàn)代生物進化理論推斷，下列說法正確的是()A．在自然選擇過程中，種群基因頻率的定向變更表現(xiàn)為共同進化B．超級細菌感染病例的出現(xiàn)，是因為抗生素的濫用促使細菌發(fā)生基因突變C．持續(xù)選擇條件下，確定某不良性狀的基因頻率將漸漸減小D．隔離與新物種形成是達爾文自然選擇學說的主要內容C[種群基因頻率的定向變更是種群的進化，并不是共同進化；基因突變是自發(fā)的，與運用抗生素無關；持續(xù)選擇條件下，確定某不良性狀的基因頻率將漸漸減?。桓綦x與新物種形成是現(xiàn)代生物進化理論的主要內容之一。]2．(2024·福建莆田期中)張謙德在《朱砂魚譜》中總結的金魚選種閱歷是：蓄類貴廣，而選擇貴精，須每年夏間市取數(shù)千頭，分數(shù)缸飼養(yǎng)，逐日去其不佳者，百存一二，并作兩三缸蓄之，加意培育，自然奇品悉具。從現(xiàn)代生物進化理論的觀點分析，正確的是()A．“分數(shù)缸飼養(yǎng)”相當于地理隔離和生殖隔離B．“逐日去其不佳者”是指對金魚進行人工選擇C．“自然奇品悉具”是金魚發(fā)生定向變異的結果D．這種人工培育金魚方法的原理是染色體變異B[“分數(shù)缸飼養(yǎng)”是制造地理隔離，使其不能進行基因溝通，但地理隔離不確定導致生殖隔離，A錯誤；“逐日去其不佳者”是人為選擇去除生長狀態(tài)不好的個體，屬于人工選擇，B正確；變異是不定向的，C錯誤；基因突變能產生新基因，因此金魚中的“奇品”可能是基因突變造成的，D錯誤。]題組二生物進化與物種形成3．如圖是物種形成的一種模式。物種a因為地理障礙分隔為兩個種群a1和a2，經過漫長的進化，分別形成新物種b和c。在此進程中的某一時刻，a1種群的部分群體越過障礙外遷與a2同域分布，向d方向進化。下列有關敘述正確的是()A．b和d存在地理隔離，所以確定存在生殖隔離B．c和d不存在地理隔離，卻可能存在生殖隔離C．a1中的外遷群體與當時留居群體的基因頻率相同，則b和d是同一物種D．a1中的外遷群體與當時a2種群的基因頻率不同，則c和d是不同物種B[圖示是物種形成的常見模式，經過長期的地理隔離而達到生殖隔離。a通過地理隔離形成兩個種群a1和a2，又分別演化出b、c、d三個種群，b、d雖然有地理隔離，但是不確定形成了生殖隔離，故A項錯誤；由于d是由a1演化而來，c是由a2演化而來，c與d之間可能存在生殖隔離，故B項正確；即使a1中的外遷群體與當時留居群體的基因頻率相同，但由于b和d兩個種群之間有地理隔離，有可能形成了生殖隔離，故二者可能屬于不同的物種，故C項錯誤；同理，即使a1中的外遷群體與當時a2種群的基因頻率不同，只要c和d之間不存在生殖隔離，它們仍是同一物種，故D項錯誤。]4．如圖表示蒙古冰草和沙生冰草兩個物種形成的機制。下列相關敘述正確的是()A．種群1內部個體間形態(tài)和大小方面的差異體現(xiàn)的是物種多樣性B．蒙古冰草和沙生冰草為兩個物種的標記是二者之間存在生殖隔離C．a是地理隔離，自然選擇的干脆對象是種群中不同的等位基因D．蒙古冰草和沙生冰草始終利用相同的生物和非生物資源B[一個種群中不同個體表現(xiàn)型的差異體現(xiàn)了生物多樣性層次中的基因多樣性；蒙古冰草和沙生冰草為兩個物種的標記是二者之間產生了生殖隔離；a是地理隔離，自然選擇的干脆對象是生物的表現(xiàn)型；蒙古冰草和沙生冰草生活的區(qū)域環(huán)境不同，所以利用的生物和非生物資源可能不同。]推斷生物進化與新物種形成的方法(1)從形成標記方面分析①假如生物之間出現(xiàn)了生殖隔離，則說明形成了新物種。②假如只是種群基因頻率變更，則只能說明生物確定發(fā)生了進化。(2)從二者聯(lián)系方面分析①只有不同種群的基因庫產生了明顯差異，出現(xiàn)生殖隔離后才能形成新物種。②生物進化不確定產生新物種，新物種產生確定發(fā)生了生物進化。題組三共同進化與生物多樣性的形成5．下列四組圖是關于生物進化方面的證據。相關敘述，正確的是()A．圖甲中四種地雀喙的差異是由于不同食物的刺激所致的不同變異B．圖乙中昆蟲的兩類翅形的形成是對環(huán)境的主動適應C．圖丙是兩種體色的樺尺蛾，它們的性狀分化證明了物種形成的機制D．圖丁中捕食關系對兩者都是有益的，捕食者的存在有利于增加物種多樣性D[圖甲中四種地雀喙的差異、圖乙中昆蟲的兩類翅形的形成及圖丙中的兩種體色的樺尺蛾都是自然選擇的結果。]6．如圖表示生物多樣性的形成過程，下列說法不正確的是()A．圖中P確定生物進化的方向B．生物多樣性主要包括基因多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性C．圖中R表示生殖隔離，它能導致新物種的形成D．若兩個動物交配后能產生后代，則它們確定屬于同一物種D[題圖中P表示自然選擇，自然選擇確定生物進化的方向，A正確。生物多樣性主要包括基因多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性，B正確。產生生殖隔離是新物種形成的標記，C正確。馬和驢屬于兩個物種，但它們可以交配，并產生后代——騾，D錯誤。](1)生物多樣性各層次間的關系。生物多樣性包括基因多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性三個層次，三個層次之間的關系可以用如圖的形式描述：(2)生物多樣性形成的緣由分析。①從分子水平看：DNA多樣性eq\o(→,\s\up7(轉錄),\s\do5(翻譯))蛋白質多樣性→生物性狀多樣性(根本緣由)(干脆緣由)(生物多樣性)②從進化角度看：物種多樣性與生態(tài)系統(tǒng)多樣性主要是生物的不定向變異與定向選擇在進化過程中共同作用的結果。eq\o(,,\s\do4(,))考點二難點突破——種群基因頻率的計算方法一已知各種基因型的個體數(shù)，計算基因頻率某基因頻率＝eq\f(該基因總數(shù),該基因及其等位基因總數(shù))×100%A＝eq\f(2AA＋Aa,2AA＋Aa＋aa)×100%a＝eq\f(Aa＋2aa,2AA＋Aa＋aa)×100%(A、a為等位基因，AA、Aa、aa為三種基因型個體數(shù))某小島上原有果蠅20000只，其中基因型為MM、Mm和mm的果蠅分別占15%、55%和30%。若從島外遷入了2000只基因型為MM的果蠅，且全部果蠅均自由交配，則F1中m的基因頻率約為()A．43%B．48%C．52% D．57%C[全部果蠅隨機交配，種群的基因頻率保持不變，所以22000只果蠅中m的基因頻率就是F1中m的基因頻率，即eq\f(20000×30%×2＋20000×55%,22000×2)×100%≈52%。]方法二已知基因型頻率計算基因頻率設有N個個體的種群，AA、Aa、aa的個體數(shù)分別為n1、n2、n3，A、a的基因頻率分別用PA、Pa表示，AA、Aa、aa的基因型頻率分別用PAA、PAa、Paa表示，則：PA＝eq\f(2n1＋n2,2N)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n1,N)＋\f(1,2)×\f(n2,N)))＝PAA＋eq\f(1,2)PAaPa＝eq\f(2n3＋n2,2N)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n3,N)＋\f(1,2)×\f(n2,N)))＝Paa＋eq\f(1,2)PAa由以上公式可以得出下列結論：某等位基因的頻率＝該等位基因純合子的頻率＋1/2雜合子的頻率。蝸牛的有條紋(A)對無條紋(a)為顯性。在一個地區(qū)的蝸牛種群內，有條紋(AA)個體占55%，無條紋個體占15%，若蝸牛間進行自由交配得到F1，則F1中A的基因頻率和Aa的基因型頻率分別為()A．30%,21% B．30%,42%C．70%,21% D．70%,42%D[在一個地區(qū)的蝸牛種群內，有條紋(AA)個體占55%，無條紋個體占15%，則有條紋(Aa)個體占30%，A的基因頻率＝AA的基因型頻率＋1/2×Aa的基因型頻率＝55%＋1/2×30%＝70%，同理a的基因頻率＝30%。若蝸牛間進行自由交配得到F1，依據遺傳平衡定律，F(xiàn)1中Aa的基因型頻率＝2×70%×30%＝42%。]方法三利用遺傳平衡定律計算基因型頻率1．前提條件：a.種群特別大；b.全部雌雄個體之間自由交配；c.沒有遷入和選出；d.沒有自然選擇；e.沒有基因突變。2．計算公式：當?shù)任换蛑挥袃蓚€時(A、a)，設p表示A的基因頻率，q表示a的基因頻率，則：基因型AA的頻率＝p2基因型Aa的頻率＝2pq基因型aa的頻率＝q2玉米的高稈(H)對矮稈(h)為顯性。現(xiàn)有若干H基因頻率不同的玉米群體，在群體足夠大且沒有其他因素干擾時，每個群體內隨機交配一代后獲得F1。各F1中基因型頻率與H基因頻率(p)的關系如圖。下列分析錯誤的是()A．0<p<1時，親代群體都可能只含有純合體B．只有p＝b時，親代群體才可能只含有雜合體C．p＝a時，顯性純合體在F1中所占的比例為eq\f(1,9)D．p＝c時，F(xiàn)1自交一代，子代中純合體比例為eq\f(5,9)D[依據題意，該群體的基因頻率符合遺傳平衡定律。當親代只有HH和hh存在時，由于其基因型的比率不同，p的值也不同，取值范圍為0<p<1，A項正確；若親代只有雜合體，則H、h的基因頻率均為eq\f(1,2)，F(xiàn)1中HH、Hh、hh的基因型頻率分別為eq\f(1,4)、eq\f(1,2)、eq\f(1,4)，對應圖中b點，B項正確；當p＝a時，由圖可知，Hh基因型頻率＝hh基因型頻率，依據遺傳平衡定律，可知2a(1－a)＝(1－a)(1－a)，解得a＝eq\f(1,3)，F(xiàn)1代顯性純合體的比例為a×a＝eq\f(1,9)，C項正確；當p＝c時，HH基因型頻率＝Hh基因型頻率，依據遺傳平衡定律可知c×c＝2c(1－c)，解得c＝eq\f(2,3)，則F1代，HH＝eq\f(4,9)，Hh＝eq\f(4,9)，hh＝eq\f(1,9)，F(xiàn)1自交一代，其子代雜合體Hh＝eq\f(4,9)×eq\f(1,2)＝eq\f(2,9)，純合體比例為1－eq\f(2,9)＝eq\f(7,9)，D項錯誤。]方法四伴性遺傳中基因頻率的計算p＝eq\f(2NXAXA＋NXAXa＋NXAY,2NXAXA＋NXAXa＋NXaXa＋NXAY＋NXaY)×100%q＝eq\f(2NXaXa＋NXAXa＋NXaY,2NXaXa＋NXAXa＋NXAXA＋NXaY＋NXAY)×100%(p為XA頻率，q為Xa頻率)對某校學生進行色盲遺傳病調查探討后發(fā)覺，780名女生中有患者23人、攜帶者52人；820名男生中有患者65人，那么該群體中色盲基因的頻率是()A．4.4% B．5.1%C．6.8% D．10.2%C[依據題意，780名女生中有患者23人、攜帶者52人，因此女性中Xb的數(shù)量為23×2＋52＝98；820名男生中有患者65人，因此男性中Xb的數(shù)量為65，Xb基因總數(shù)為98＋65＝163。該校學生中的X染色體總數(shù)是780×2＋820＝2380，色盲基因的頻率是163/2380×100%＝6.8%。]方法五自交和自由交配時基因(型)頻率變更規(guī)律1．自交：種群個體自交時，純合子增多，雜合子削減，基因型頻率發(fā)生變更。自交過程不變更基因頻率。2．自由交配：在無基因突變、各種基因型的個體生活力相同時，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。假如一個種群沒有處于遺傳平衡狀態(tài)，自由交配不變更基因頻率，但變更基因型頻率。某植物種群中，AA個體占16%，aa個體占36%，該種群隨機交配產生的后代中AA個體百分比、A基因頻率和自交產生的后代中AA個體百分比、A基因頻率的變更依次為()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C[種群中，A基因頻率＝16%＋1/2×(1－16%－36%)＝40%，a基因頻率為60%。依據遺傳平衡定律可知，隨機交配后，基因頻率不變。16%AAeq\o(→,\s\up7())16%AA；48%Aaeq\o(→,\s\up7())48%(1/4AA∶1/2Aa∶1/4aa)，即12%AA∶24%Aa∶12%aa；因此自交產生的后代中AA頻率＝16%＋12%＝28%，A基因頻率＝28%＋1/2×24%＝40%。]確定基因頻率和基因型頻率是否變更的方法(1)存在下列狀況之一，基因頻率確定變更：①基因突變；②自然選擇；③遷入和遷出；④生物發(fā)生了進化；⑤形成了新物種；⑥遺傳漂變。(2)下列狀況不會導致基因頻率變更：①自交；②自由交配。(3)自交確定引起基因型頻率發(fā)生變更；自由交配不確定引起基因型頻率發(fā)生變更，對于一個處于遺傳平衡的種群來說，自由交配不會引起基因型頻率的變更；假如原來沒有達到遺傳平衡，自由交配會引起基因型頻率的變更。eq\o(,,\s\do4(,))1．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，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，則下列分析錯誤的是()A．假如種群中個體間隨機交配，該種群的子一代中aa的基因型頻率為0.25B．假如該種群的子一代再隨機交配，其后代中aa的基因型頻率會發(fā)生變更C．假如該種群個體只在相同基因型之間進行交配，其子一代中AA的基因型頻率為0.4D．假如子一代也同樣只發(fā)生相同基因型之間的交配，AA的基因型頻率會發(fā)生變更B[由分析可知，該動物種群中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。假如種群中個體間隨機交配，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，可以認為遵循遺傳平衡定律，依據遺傳平衡定律可知，該種群的子一代再隨機交配，其后代中aa的基因型頻率不會發(fā)生變更；