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第一节 生物进化理论
第2课时 现代生物进化理论以自然选择学说为核心
第四章 生物的进化
课标内容要求
核心素养对接
必备知识·自主预习储备
01
杜布赞斯基
同种
全部个体
全部
基因总和
基因库
等位基因数
基因型
基因突变
基因重组
染色体变异
突变
基因重组
可遗传
基因突变产生新的等位基因
基因重组
基因型
种群的基因频率
定向
一定的
形态结构
生理功能
相互交配
可育后代
不同种群
自由交流基因
地理
生殖
地理屏障
基因交流
地理
不同
自由交配
可育后代
木村资生
自然选择
中性突变
核酸
蛋白质
碱基
氨基酸
置换
中性的
等位基因
等位基因
基因频率
不同种群间
物种
中性突变
差异
自然选择
表型
种群进化
分子水平
唯物史观
发展变化
生物学
良种选育
动物饲养
疾病防治
创世说
生态伦理
关键能力·重难探究达成
02
核心点一
核心点二
核心点三
应用创新·问题情境探究
03
学习效果·随堂评估自测
04
点击右图进入…
课
时
分
层
作
业
谢谢观看 THANK YOU!
W
浅仰芹
我仰
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团结守纪勤学春
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生物进化理
种群是生物
论在不断发
进化的基本
展
单位
理论
分子进化的
中性学说
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物理自
化以选说心
进论然学核
突变和基因
重组提供进
化的原材料
生物进化理
自然选择决
论对生物学
定生物进化
的发展具有
生物进化理论对
的方向
重要影响
人们的思想观念
隔离是物种
具有重要影响
形成的必要
条件第2课时 现代生物进化理论以自然选择学说为核心
1．阐明具有优势性状的个体在种群中所占比例将会增多。2．说明自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境。3．阐述变异、选择和隔离可导致新物种的形成。4．概述现代生物进化理论以自然选择学说为核心，为地球上的生物进化史提供了科学的解释。 1．生命观念——初步运用进化与适应观，阐明可遗传的变异提供了生物进化的原材料；运用生物进化观念阐明隔离在物种形成中的作用。2．科学思维——运用统计与概率的相关知识，解释并预测种群内某一遗传性状的分布与变化。3．科学探究——基于给定的条件探究自然选择对种群基因频率的影响。
一、现代生物进化理论以自然选择学说为核心
1．现代综合进化论提出者
生物学家杜布赞斯基。
2．种群是生物进化的基本单位
(1)种群：指生活在一定区域内的同种生物的全部个体的集合。
(2)种群基因库：一个种群中全部个体所含有的基因总和称为种群基因库。
(3)基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率被称为基因频率。
(4)基因型频率：某种基因型的个体在种群中所占的比率被称为基因型频率。
3．突变和基因重组提供进化的原材料
(1)可遗传变异的三大来源：基因突变、基因重组或染色体变异。
(2)在自然界中，由突变和基因重组产生的可遗传的变异，为生物进化提供了原材料。
(3)基因突变产生新的等位基因，是影响基因频率变化的主要原因。在生殖过程中，等位基因通过基因重组形成不同的基因型，产生可遗传的变异。
4．自然选择决定生物进化的方向
(1)自然选择的作用可以使种群的基因频率发生定向改变，最终导致生物朝着一定的方向不断进化。
(2)物种：具有一定的形态结构和生理功能特征，在自然状态下能够相互交配并繁殖可育后代的一群生物个体，通常称为物种，简称为“种”。
5．隔离是物种形成的必要条件
(1)隔离：指同种生物中不同种群的个体在自然条件下不能自由交流基因的现象。隔离主要包括地理隔离和生殖隔离。
(2)地理隔离：同一种生物由于地理屏障而被分隔成不同的种群，各种群之间不发生基因交流的现象，被称为地理隔离。
(3)生殖隔离：经过长期的地理隔离，同一物种可能演化为不同的物种，这些物种的个体之间不能自由交配或交配后不能产生可育后代的现象，称为生殖隔离。
二、生物进化理论发展的意义
1．生物进化理论在不断发展
2．分子进化的中性学说
(1)提出者：日本科学家木村资生。
(2)主要观点
①生物进化的主导因素不是自然选择，而是中性突变的随机固定。
②在进化过程中，核酸、蛋白质等分子的碱基、氨基酸会发生一定的置换，通常用它们的置换率来计算相应分子的进化速率。
③DNA分子产生的突变大部分是中性的，即对生物的生存既无利也无害。
④在小种群中，不同基因型个体生育的子代个数有所变动，会导致一些等位基因消失，另一些等位基因被保留下来，从而使种群中基因频率随机波动。其中一些中性突变被随机保留后，经过日积月累会积少成多，使同种生物的不同种群间出现巨大的差异，形成不同的物种。
⑤当积累的中性突变导致生物的性状出现差异之后，自然选择才会发生作用，造成表型进化。
3．现代综合进化论与中性学说
现代综合进化论 中性学说
揭示内容 揭示了种群进化的规律：通过自然选择淘汰不利变异，保留有利变异，即适者生存，不适者被淘汰，使生物不断进化 揭示了分子水平的进化规律
侧重内容 侧重于个体、群体，即宏观水平 侧重于分子，即微观水平
联系 ①两者并不矛盾，更不对立，只是各自的侧重点不同。②两者相互补充，更好地阐述了生物进化的本质
4．生物进化理论对生物学的发展具有重要影响
(1)生物进化理论对整个生物界的发生和发展做出了符合唯物史观的解释，把发展变化的思想引入生物学研究，使生物学发生了革命性的变化。
(2)此外，生物进化理论所揭示的原理，有助于指导人们进行良种选育、植物栽培、动物饲养等实践活动，也对疾病防治、人工合成新物种等具有重要的指导意义。
5．生物进化理论对人们的思想观念具有重要影响
(1)生物进化理论颠覆了“创世说”的统治地位。
(2)生物进化理论促进了生态伦理的发展。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．生物进化的实质是种群基因频率的变化。 ( )
2．自然选择决定了生物变异和进化的方向。 ( )
3．生物进化的原材料源于基因突变和基因重组。 ( )
4．自然选择过程中，直接受选择的是表型。 ( )
5．种群基因频率改变一定导致新物种的形成。 ( )
6．存在生殖隔离的两种群，不一定存在地理隔离。 ( )
提示：1．√
2．× 生物变异是不定向的，自然选择决定了生物进化的方向，但不能决定生物变异的方向。
3．× 基因突变、染色体变异和基因重组提供进化的原材料。
4．√
5．× 基因频率改变只能说明生物发生了进化，但不一定突破物种的界限，即不一定形成新物种。
6．√
现代综合进化论
1．自然选择对种群基因频率变化影响的原理及实例分析
(1)原理分析
(2)实例分析(桦尺蛾体色进化)
由以上可以看出，生物进化实质上是种群基因频率发生改变，即在生物进化过程中某基因的频率如果逐渐增大，反映该基因控制的性状对环境的适应能力较强。
2．地理隔离和生殖隔离的比较
(1)图中A属于地理隔离，一旦发生某种地质变化，两个分开的小种群重新相遇，可以再融合在一起。
(2)图中B属于生殖隔离，一旦形成就保持物种间基因的不可交流性，从而保证了物种的相对稳定。
地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成的质变阶段。
3．物种形成的两种方式和三个环节
(1)物种形成的两种方式
①渐变式——经长期地理隔离产生
②骤变式——主要通过染色体变异的方式形成新物种，一旦出现可以很快形成生殖隔离。此种方式多见于植物。
(2)物种形成的三个环节
①内容
a．突变和基因重组提供进化的原材料。
b．自然选择导致种群基因频率的定向改变。
c．隔离是物种形成的必要条件。
②关系图
物种形成的两点认识
(1)不能认为隔离是新物种形成的标志，因为隔离包括地理隔离和生殖隔离，其中生殖隔离才是形成新物种的标志。
(2)生物发生进化不一定形成新物种，进化取决于种群基因频率是否发生改变，物种形成取决于是否形成生殖隔离。
4．物种形成与生物进化的关系
内容 物种形成 生物进化
标志 生殖隔离出现 基因频率改变
变化后生物与原生物的关系 属于不同物种 可能属于一个物种
二者关系 生物进化的实质是基因频率改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种的界限，生物进化不一定导致新物种的形成
1．生物进化的实质是什么？如何判断一个种群是否发生了进化？
提示：生物进化的实质是种群基因频率的改变。判断的依据是种群基因频率是否发生改变。
2．突变具有低频性，还能为生物进化提供原材料吗？
提示：虽然突变的频率很低，但一个种群往往由许多个体组成，而每一个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量突变。
3．新物种的产生一定经过地理隔离才产生生殖隔离吗？
提示：不一定。如二倍体西瓜经秋水仙素诱导，得到四倍体西瓜，四倍体西瓜与二倍体西瓜属于不同物种此过程没有经过地理隔离。
1．(多选)桦尺蛾的体色受一对等位基因控制，其中黑色(S)对浅色(s)为显性。将某桦尺蛾种群分成两组，分别迁移到A、B两个区域，A地是煤炭工业重镇，B地是闭塞的山区，数年后抽样调查，结果如表所示。下列有关说法中不正确的是( )
区域 SS(%) Ss(%) ss(%)
A 80 18 2
B 2 8 90
A．A地S基因的频率为89%，B地S基因的频率为6%
B．A地的大部分s基因突变为S基因，故S基因的频率升高
C．从上述材料得知生物进化的方向是由自然选择决定的
D．从上述材料得知生物进化的实质是种群基因型频率的变化
BD [由题干中的数据可知，A种群内S基因的频率＝(80×2＋18)/(80×2＋18×2＋2×2)×100%＝89%，s基因的频率＝1－89%＝11%；而B种群内S基因的频率＝(2×2＋8)/(100×2)×100%＝6%，s基因的频率＝1－6%＝94%。可见A种群内控制黑色的S基因的频率较高，而B种群内控制浅色的s基因的频率较高，这些不同与这两个种群的生活环境有关。A种群生活在污染严重的环境中，而B种群生活在基本未受污染的环境中。可见生物进化的实质是自然选择使生物的基因频率发生改变。]
2．某地有两个习性相似的猴面花姐妹种——粉龙头(花瓣呈粉红色)和红龙头(花瓣呈红色)，起源于一个粉色花的祖先种，两者分布区重叠，前者由黄蜂投粉，后者由山蜂鸟投粉。下列分析正确的是( )
A．粉龙头和红龙头猴面花是因长期地理隔离而产生生殖隔离形成的
B．两者分布区重叠导致自然选择对两种群基因频率改变所起的作用相同
C．两个猴面花姐妹种的生活区域重叠越多，对资源的利用就越不充分
D．因起源于同一祖先种，所以粉龙头和红龙头猴面花种群的基因库相同
C [由题干信息可知，两者分布区有重叠，由此说明粉龙头和红龙头猴面花并不是因长期地理隔离而产生生殖隔离形成的，A错误；由题干信息可知，两者分布区有重叠，但传粉动物不同，故两者分布区重叠导致自然选择对两种群基因频率改变所起的作用不相同，B错误；物种的生活区域在一定范围内重叠的越多，对资源的利用越充分，但超过一定范围，会影响资源的再生能力，故当两个猴面花姐妹种的生活区域重叠越多，对资源的利用就越不充分，C正确；粉龙头和红龙头猴面花属于不同的物种，尽管起源于一个祖先种，但因进化最终导致它们的基因库会存在差异，D错误。]
基因频率的相关计算
1．基因频率和基因型频率的计算
以一对等位基因(A、a)和其组成的基因型(AA、Aa、aa)为例
(1)A或a的基因频率为
×100%
(2)AA或Aa或aa的基因型频率为：
×100%
2．常见题型分析
(1)题型一 已知调查的各种基因型的个体数，计算基因频率
某基因频率＝×100%
A＝×100%
a＝×100%
A、a为基因，AA、Aa、aa为三种基因型个体数。
(2)题型二 已知基因型频率求基因频率
常染色体上一个等位基因的频率＝该等位基因纯合子的频率＋1/2×杂合子的频率
A＝AA＋1/2Aa；a＝aa＋1/2Aa。
(3)题型三 X染色体非同源区段上基因的基因频率的计算
XY型性别决定的生物，基因在X染色体上，Y染色体上无等位基因，计算时只计算X染色体上的基因数，不考虑Y染色体。ZW型性别决定也是这样。例如：N表示个体数。
Xb＝＝
不涉及Y染色体，XB＋Xb＝1。
(4)题型四 利用p2＋2pq＋q2＝1，由基因频率计算基因型频率
①成立前提
a．种群非常大；b．所有雌雄个体之间自由交配；c．没有迁入和迁出；d．没有自然选择；e．没有基因突变。
②计算公式
当等位基因只有两个时(A、a)，设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，则基因型AA的频率为p2，Aa的频率为2pq，aa的频率为q2。如果一个种群达到遗传平衡，其基因型频率应符合：p2＋2pq＋q2＝1。
1．在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型AA的个体占24%，基因型Aa的个体占72%，基因型aa的个体占4%。该种群中基因A和基因a的频率分别是多少？
提示：A基因的频率＝24%＋1/2×72%＝60%；a基因的频率＝4%＋1/2×72%＝40%。
2．某工厂有男女职工各200名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因的携带者为15人，患者为5人，男性患者为11人。那么，这个群体中色盲基因的频率为多少？
提示：据题意分析，基因型为XBXb有15人，基因型为XbXb有5人，基因型为XbY有11人，所以，Xb的基因共有36个，女性有2条X染色体，男性只有1条X染色体，所以等位基因总数＝200×2＋200＝600。因此，Xb的基因频率是36/600×100%＝6%。
3．两个非常大的果蝇种群被隔离在两个不同地区，种群内个体间随机交配，无迁入和迁出，无突变发生。种群中的基因频率如表所示。
果蝇种群 A基因频率 a基因频率
种群1 80% 20%
种群2 60% 40%
假设这两个种群大小相等，地理隔离不再存在，两个种群完全合并，则下一代中Aa的基因型频率是( )
A．75% B．50%
C．42% D．21%
C [种群1的A基因频率为80%，a基因频率为20%，种群2的A基因频率为60%，a基因频率为40%，由于两个种群大小相等，因此完全合并后A的基因频率为(80%＋60%)÷2＝70%，a的基因频率为(20%＋40%)÷2＝30%，按照遗传平衡定律，随机交配一代，Aa＝2×70%×30%＝42%，C正确。]
4．某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1%，红绿色盲在男性中的发病率为7%。现有一对表现正常的夫妇，妻子为该常染色体遗传病致病基因和红绿色盲致病基因携带者。那么，他们所生小孩同时患上述两种遗传病的概率是( )
A．1/88 B．1/22
C．7/2 200 D．3/800
A [设该常染色体遗传病基因用A、a来表示，红绿色盲基因用B、b来表示，则妻子的基因型为AaXBXb，丈夫的基因型是AAXBY或AaXBY。由题意分析可知，aa＝1%，则a＝1/10，A＝9/10，AA＝81/100，Aa＝18/100，Aa在正常个体中的比例为18/99＝2/11，由此得到丈夫的基因型为AaXBY的概率是2/11，所以他们所生小孩同时患两种病的概率为2/11×1/4×1/4＝1/88。]
生物进化理论发展的意义
现代综合进化论与中性学说的比较
项目 现代综合进化论 木村资生的中性学说
主要观点 种群是生物进化的基本单位；突变和基因重组提供进化的原材料；自然选择决定生物进化的方向；隔离是物种形成的必要条件 DNA分子产生的突变大部分是中性的。生物进化的主导因素不是自然选择，而是中性突变的随机固定。当积累的中性突变导致生物性状出现差异之后，自然选择才会发生作用，造成表型进化
突变 为生物进化提供原材料 DNA分子产生的突变大部分是中性的
进化的主导因素 自然选择决定生物进化的方向 中性突变的随机固定
研究水平 个体、群体(宏观水平) 分子(微观水平)
(1)现代综合进化论侧重于从个体以及群体水平解释生物的进化，揭示了种群的进化规律，通过自然选择淘汰不利变异，保留有利变异，即适者生存，不适者被淘汰，使生物向适应环境的方向进化。
(2)中性学说揭示了分子水平的进化规律，中性突变的积累导致性状出现差异，通过自然选择导致表型进化。两者相互补充，更好地阐述了生物进化的本质。
5．(2021·江苏无锡期末改编)关于中性学说的认识和理解，以下说法正确的是( )
A．中性学说是对达尔文进化论的全面否定
B．中性学说有效地补充和修正了现代生物进化理论的内容
C．中性学说内容本身就属于现代生物进化理论
D．中性学说和自然选择学说都发现表型水平的进化与基因水平的进化有不同之处
B [中性学说没有全面否定达尔文的进化论，A错误；中性学说有效地补充和修正了现代生物进化理论的内容，B正确；中性学说内容不属于现代生物进化理论的内容，C错误；自然选择学说没有提出表型水平的进化与基因水平的进化有不同之处，D错误。]
达尔文在环球航行考察的过程中，发现某个经常刮大风的海岛上，有许多无翅或残翅的昆虫，少数昆虫翅特别发达(如图所示)。
海岛上昆虫发生翅长变异的有利与不利是相对的，是由生存环境决定的。通过比较分析可知自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境。
1．在这个海岛上昆虫翅长差异的根本来源是什么？(科学思维)
提示：基因突变。
2．在这个岛屿上，为什么无翅的昆虫特别多？(科学思维)
提示：由于这个岛屿上经常刮大风，那些有翅能飞但翅膀不够强大的昆虫，就常常被大风吹到海里，因而生存和繁殖后代的机会较少，而无翅或残翅的昆虫，由于不能飞，就不容易被风吹到海里，因而生存和繁殖后代的机会就多。经过长时间的自然选择之后，海岛上无翅或残翅的昆虫就特别多，这种现象产生的原因是自然选择。
3．若没有突变，进化还能发生吗？为什么？(生命观念)
提示：不能。突变和基因重组提供了生物进化的原材料。若没有突变，就不可能产生新的等位基因，基因重组也就没有意义，生物就不可能产生可遗传的变异，也就不能进化了。
[课堂小结]
知 识 网 络 构 建 要 点 强 化 识 记
1．核心概念(1)一个种群中全部个体所含有的基因总和称为种群基因库。(2)在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率被称为基因频率。(3)某种基因型的个体在种群中所占的比率被称为基因型频率。(4)具有一定的形态结构和生理功能特征，在自然状态下能够相互交配并繁殖可育后代的一群生物个体，通常称为物种，简称“种”。(5)隔离是指同种生物中不同种群的个体在自然条件下不能自由交流基因的现象。(6)经过长期的地理隔离，同一物种可能演化为不同的物种，这些物种的个体之间不能自由交配或交配后不能产生可育后代的现象，称为生殖隔离。2．结论语句(1)在自然界中，由突变和基因重组产生的可遗传的变异，为生物进化提供了原材料。(2)自然选择的作用可以使种群的基因频率发生定向改变，最终导致生物朝着一定的方向不断进化。(3)现代综合进化论揭示了种群进化的规律；中性学说揭示了分子水平的进化规律。
1．下列有关种群基因库的叙述中，不正确的是( )
A．一个种群的基因库包括这个种群所含有的全部基因
B．生物的个体总是要死亡的，但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传
C．种群中每个个体都含有种群基因库的全部基因
D．基因突变可以改变种群基因库的组成
C [种群基因库是一个种群中全部个体所含的基因总和，由于不同个体之间在基因上具有差异，所以不可能每个个体都含有种群基因库的全部基因，A正确，C错误；种群是生物进化的基本单位，基因库不会因个体死亡而消失，会代代相传，B正确；可遗传的变异均可能改变基因库的组成，D正确。]
2．下列哪一项不是自然选择对生物进化的作用( )
A．自然选择作用于生物的变异，使有利的变异得到保存，不利的变异被淘汰
B．自然选择使生物种群的基因频率发生定向改变
C．自然选择使生物的变异发生定向改变
D．自然选择是新生物类型形成的基本条件之一
C [自然选择作用于生物的变异，经过优胜劣汰，使有利的变异得到保存，不利的变异被淘汰，A正确；自然选择使生物种群的基因频率发生定向改变，生物发生进化，B正确；生物的变异是不定向的，不能发生定向的变异，C错误；自然选择决定生物进化的方向，使种群基因频率发生改变，进而形成新生物类型，D正确。]
3．下列关于物种和隔离的叙述，正确的是( )
A．物种是生物进化的基本单位
B．二倍体西瓜与四倍体西瓜属于同一物种
C．地理隔离和生殖隔离都会阻止生物之间的基因交流
D．种群必须经过地理隔离，才能达到生殖隔离
C [种群是生物进化的基本单位，A错误；二倍体西瓜与四倍体西瓜杂交产生的后代是三倍体，三倍体联会紊乱，不可育，说明二者之间存在生殖隔离，即二倍体西瓜与四倍体西瓜不属于同一物种，B错误；地理隔离和生殖隔离都会阻止生物之间的基因交流，C正确；物种的形成一般要经过长期的地理隔离，才能达到生殖隔离，但也有不经过地理隔离而产生生殖隔离的，如四倍体西瓜的形成，D错误。]
4．下列对生物进化理论的内容及其意义的叙述，错误的是( )
A．生物进化理论仅阐明了生物之间的联系
B．生物进化理论的发展，对现代生物科学的发展具有重要意义
C．生物进化理论所揭示的原理有助于人类从事控制和改造生物的实践活动
D．生物进化理论的发展有助于人们树立人与自然和谐发展的观念
A [从生物自身及其与环境的相互关系分析，生物进化理论揭示了生物产生、发展和进化的客观规律，阐明了生物之间、生物与非生物之间的普遍联系，A错误。]
5．在一个海岛中，一种海龟中有的脚趾是连趾(ww)，有的脚趾是分趾(Ww、WW)。连趾海龟便于划水，游泳能力强，分趾海龟游泳能力较弱。开始时，连趾和分趾的基因频率各为0.5，当岛上食物不足时，连趾的海龟更容易从海中得到食物。若干万年后，W的基因频率变为0.2，w的基因频率变为0.8。
(1)该种群中所有海龟所含有的全部基因称为该种群的________________________，基因频率发生变化后，从理论上计算，杂合子占分趾海龟的比例为______________________。
(2)该种群中海龟多种多样的类型来源于可遗传的变异，但由于变异是________________________的，因此只为生物进化提供原材料，而进化的方向则由__________决定。
(3)该海龟种群________(填“是”或“否”)发生了进化，理由是__________________________。
[解析] (1)一个种群中全部个体所含有的基因总和，称为该种群的基因库；由题意可知，基因频率发生变化后，WW的基因型频率＝0.2×0.2×100%＝4%，ww的基因型频率＝0.8×0.8×100%＝64%，Ww的基因型频率＝1－64%－4%＝32%，因此杂合子占分趾海龟的比例为32%÷(4%＋32%)＝8/9。(2)该种群中海龟有多种多样的类型，其中可遗传的变异来源于突变和基因重组，但由于变异是不定向的，因此只是产生了进化的原材料，进化的方向是由自然选择决定的。(3)生物进化的实质是种群基因频率的改变，该海龟种群中基因频率发生了改变，因此海龟发生了进化。
[答案] (1)基因库 8/9 (2)不定向 自然选择 (3)是 种群基因频率已经改变
1/15课时分层作业(18) 现代生物进化理论以自然选择学说为核心
题组一 种群是生物进化的基本单位
1．(2021·江苏连云港模拟)现代生物进化理论认为，生物进化的基本单位是( )
A．生活在一定区域内的种群
B．生活在不同区域内的相同物种
C．生活在一定区域内的个体
D．生活在不同区域内的同种个体
A [种群是生物进化的基本单位，而种群是指生活在一定区域内的同种生物的全部个体的集合，A正确。]
2．某生物兴趣小组抽样调查的200人中，各种基因型和人数情况如下表所示，则这200人中，Xb的基因频率为( )
基因型 XBXB XBXb XbXb XBY XbY
人数 78 14 8 70 30
A．85% B．30%
C．20% D．15%
C [每个女性基因型中XB或Xb基因共两个，男性基因型中只有一个XB或Xb基因。则Xb基因的数量是14＋8×2＋30＝60，XB与Xb基因的数量为78×2＋14×2＋8×2＋70＋30＝300，故Xb的基因频率为60/300×100%＝20%。]
3．蜗牛的有条纹(A)对无条纹(a)为显性。在一个地区的蜗牛种群内，有条纹(AA)个体占55%，无条纹个体占15%。若蜗牛间进行自由交配得到F1，则F1中A基因的频率和Aa基因型的频率分别是( )
A．30%、14% B．30%、21%
C．70%、21% D．70%、42%
D [根据题干可知，有条纹(AA)个体占55%，无条纹(aa)个体占15%，则杂合子(Aa)占30%，故A的基因频率是55%＋1/2×30%＝70%，a的基因频率是30%。若蜗牛间进行自由交配，则种群的基因频率不变。Aa的基因型频率是2×70%×30%＝42%。]
题组二 进化的原材料和进化方向
4．(2021·江苏宿迁学情调研)在一次大风暴后，有人搜集了100只受伤的麻雀，并把它们饲养起来，结果活下来64只。在死去的个体中，大部分个体比较大、变异类型特殊，下列有关叙述正确的是( )
A．突变和基因重组决定生物进化的方向
B．自然选择会改变种群的基因频率
C．特殊的变异类型都是不利的
D．不产生变异的生物才能生存
B [突变和基因重组为生物的进化提供原材料，不决定进化的方向，自然选择决定生物进化的方向，A错误；自然选择通过定向改变种群的基因频率决定生物进化的方向，B正确；变异是不定向的，可能是有利的，也可能是有害的，变异的利与害取决于环境，C错误；变异是普遍存在的，产生有利变异的个体存活下来，产生不利变异的个体会在自然选择中被淘汰，D错误。]
5．英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾。在自然条件下，桦尺蛾的体色受一对等位基因S和s控制，黑色(S)对浅色(s)是显性。19世纪中叶以前，桦尺蛾种群中S基因的频率很低。随着英国工业的发展，桦尺蛾种群中S基因的频率提高了很多，如表。
基因 基因频率
19世纪中叶以前 20世纪中叶
S 5% 95%
s 95% 5%
请根据上述材料回答下列问题：
(1)1850年以前，浅色桦尺蛾比例很高，黑色桦尺蛾比例很低，这表明稀有的黑色型是由浅色型通过________产生的。
(2)从1850年到1898年间，黑色桦尺蛾逐渐取代浅色桦尺蛾，这表明黑色基因(S)和浅色基因(s)的频率均发生__________________________________。
(3)被污染的环境使得浅色桦尺蛾容易被鸟类捕食而处于选择劣势，黑色桦尺蛾由于具有保护色而处于选择优势。这一事实表明，种群中产生的变异是________，经过长期的________，使种群的________________________发生定向的改变，导致生物朝着一定的方向缓慢地进化。
[解析] (1)稀有的黑色型是由浅色型通过突变产生的。(2)黑色桦尺蛾逐渐取代浅色桦尺蛾，这表明黑色基因(S)和浅色基因(s)的频率均发生定向改变。(3)种群产生的变异是不定向的，在自然选择的作用下，不利变异不断被淘汰，有利的变异逐渐积累，从而使种群基因频率发生定向改变。
[答案] (1)突变 (2)定向改变 (3)不定向的 自然选择 基因频率
题组三 隔离是物种形成的必要条件
6．下列有关物种的叙述，正确的是( )
A．地理隔离是新物种形成的必要条件
B．能在自然状态下相互交配的一群生物
C．在物种形成的过程中，地理隔离和生殖隔离不一定是同时出现的
D．一个物种就是一个种群
C [隔离是新物种形成的必要条件，A错误；能在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物为一个物种，B错误；在物种形成的过程中，一般长期的地理隔离导致生殖隔离出现，C正确；一个物种可包括许多个种群，D错误。]
7．(2021·江苏徐州学情调研)某地的蜗牛被突然隆起的山丘分隔成两个种群。若干年后，两个种群的个体在形态上发生了明显变化。后来山丘消失，消除了两个种群间的地理隔离。种群演变过程如图所示。下列说法正确的是( )
A．b1→b2发生了定向变异
B．d1和d2一定是两个新物种
C．c1→c2种群的基因频率发生了改变
D．a和c2之间一定产生了生殖隔离
C [b1→b2发生的变异是不定向的，A错误；d1和d2是不是两个新物种关键看它们之间是否存在生殖隔离，B错误；c1→c2通过自然选择种群的基因频率发生了改变，C正确；a和c2不能确定是不是两个物种，所以不一定产生了生殖隔离，D错误。]
题组四 生物进化理论发展的意义
8．下列叙述中，符合中性学说的是( )
A．中性突变一般不引起生物性状的改变，因此中性突变不是突变
B．当自然选择作用于中性突变时，有利的变异被积累
C．当环境恶劣时，中性突变的进化速率加快了
D．中性学说并没有否认选择的作用，承认形态、行为和生态性状，即生物的表型是在自然选择下进化的
D [中性学说认为大部分突变都是中性的，对生物的生存既无利也无害，因此对于这些中性突变不会发生自然选择与适者生存的情况。突变大多在种群中随机保留或消失，而不是通过选择才被保留或淘汰的。]
9．现代综合进化论与中性学说的区别在于( )
A．现代综合进化论没有从根本上揭示生物进化的实质
B．中性学说与现代综合进化论有着根本上的区别，中性学说否定了自然选择
C．通过中性突变的随机保留由生物个体决定保留和淘汰
D．中性学说侧重于微观水平，现代综合进化论侧重于宏观水平
D [现代综合进化论侧重于在个体以及群体水平研究生物进化，揭示了种群进化的规律。中性学说侧重于分子水平研究，揭示了分子水平的进化规律。两者相互补充，更好地阐述了生物进化的本质。]
10．(2021·江苏南京期中)稳定性选择和单向性选择是自然选择中的两种类型，前者是把种群中趋于极端的变异个体淘汰，而保留中间型的个体，后者是在种群中保留趋于某个性状中某一极端的个体，而淘汰另一极端的个体。下列关于英国曼彻斯特地区受工业发展影响，桦尺蛾黑化现象的叙述正确的是( )
A．工业污染导致桦尺蛾种群发生了黑色的变异
B．桦尺蛾变异的不定向性导致该种群朝着不同的方向进化
C．单向性选择导致某基因频率逐代增加，其等位基因频率逐代下降
D．桦尺蛾黑化现象属于自然选择中的稳定性选择
C [桦尺蛾发生了不定向变异，工业污染的环境变化对其进行了自然选择，A错误；变异是不定向的，但自然选择是定向的，自然选择决定生物进化的方向，B错误；单向性选择导致某基因频率逐代增加，保留趋于某个性状中某一极端的个体，另一极端的个体逐步淘汰，其等位基因频率逐代下降，C正确；桦尺蛾黑化现象属于自然选择中的单向性选择，D错误。]
11．下图中的A、B、C表示3个自然条件有差异的地区，地区间的黑粗线表示存在一定的地理隔离。A地区某些个体分布到B、C地区，并逐渐形成两个新物种，③中的甲、乙、丙分别表示3个种群。下列相关说法正确的是( )
① ② ③
A．上述过程说明地理隔离是新物种形成的标志
B．甲、丙种群存在生殖隔离，两个种群基因库组成完全不同
C．乙、丙两个种群存在地理隔离，但两种群的基因频率相同
D．甲、乙两个种群的基因库存在着明显的差异，不能进行基因交流
D [题述过程说明生殖隔离是新物种形成的必要条件，A错误；甲、丙两个种群的基因库组成有明显差异，但两个种群的基因库组成并不是完全不同的，B错误；乙、丙两个种群存在生殖隔离，它们的基因频率不一定相同，C错误；甲、乙种群存在生殖隔离，基因库存在着明显的差异，不能进行基因交流，D正确。]
12．(多选)如图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群a1和a2，经过漫长的进化，分别形成新物种b和c。在此进程中的某一时刻，a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布，向d方向进化。下列有关叙述正确的是( )
A．b和d存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离
B．c和d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离
C．a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，则b和d是同一物种
D．a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，则c和d可能是同一物种
BD [a通过地理隔离形成两个种群a1和a2，又分别演化出b、c、d三个种群，b和d虽然有地理隔离，但是不一定会产生生殖隔离，A错误；c和d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离，B正确；基因频率的改变不一定会导致生殖隔离而产生新的物种，但是产生了生殖隔离的种群，其基因频率一定会发生变化，a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，但是b和d存在地理隔离，种群的基因频率在各自的环境下，向不同的方向改变，因此可能形成不同的物种，C错误；即使a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，只要c和d不存在生殖隔离，它们仍是同一物种，D正确。]
13．(多选)囊鼠的体毛深色(D)对浅色(d)为显性，若毛色与环境差异大则易被天敌捕食。调查不同区域囊鼠深色表型频率，检测并计算基因频率，结果如图。
下列叙述错误的是( )
A．深色囊鼠与浅色囊鼠在不同区域的分布现状受自然选择影响
B．与浅色岩P区相比，深色熔岩床区囊鼠的杂合子频率低
C．浅色岩Q区的深色囊鼠的基因型为DD、Dd
D．与浅色岩Q区相比，浅色岩P区囊鼠的隐性纯合子频率低
BD [在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化，深色囊鼠与浅色囊鼠在不同区域的分布现状受自然选择的影响，A项正确；在浅色岩P区，D基因的频率为0.1，则d基因的频率为0.9，深色囊鼠表型频率为0.18，则浅色囊鼠表型频率为0.82，设杂合子频率为x，那么x＋0.82＝0.9，可算出x＝0.16，同理，在深色熔岩床区，D基因的频率为0.7，则d基因的频率为0.3，深色囊鼠表型频率为0.95，则浅色囊鼠表型频率为0.05，可算出杂合子频率为0.50，B项错误；已知浅色岩Q区D基因的频率为0.3，若该区深色囊鼠的基因型均为Dd，则D基因的频率为0.25，不足0.3，故浅色岩Q区的深色囊鼠的基因型为DD、Dd，C项正确；浅色岩P区囊鼠的隐性纯合子频率为0.82，浅色岩Q区囊鼠的隐性纯合子频率为1－0.50＝0.50，即与浅色岩Q区相比，浅色岩P区囊鼠的隐性纯合子频率高，D项错误。]
14．(2021·湖北孝感期末)某中学生物研究小组为探究人工选择对种群基因频率的影响，选用了纯种长翅果蝇和残翅果蝇进行实验。已知果蝇的长翅(B)对残翅(b)为显性，且控制翅形的基因位于常染色体上。他们的实验过程如下：
a．选择一只纯种长翅雄果蝇与一只残翅雌果蝇进行杂交，获得子一代雌雄果蝇；
b．让子一代果蝇连续自由交配五代，同时在每一代中除去残翅果蝇；
c．当子六代所有长翅果蝇自由交配后，统计子七代长翅果蝇和残翅果蝇在种群中的百分比；
d．根据子七代长翅果蝇和残翅果蝇的百分比计算出B、b基因的频率，得出结论。
请分析回答下列问题。
(1)如果按照上述步骤进行，在子三代长翅果蝇中纯合子占________。
(2)如果在每代中不除去残翅果蝇，在子三代长翅果蝇中纯合子占________。
(3)请判断该实验过程的设计是否科学？___________________________。
你的理由是_____________________________________________________。
(4)若要对此实验过程进行改进，请将改进后的步骤补充完整。①选择一只纯种长翅雄果蝇与一只残翅雌果蝇进行杂交，获得子一代雌雄果蝇；
②_____________________________________________________________；
③_____________________________________________________________；
④_____________________________________________________________。
(5)请预测这种人工选择对种群基因频率的影响：
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
[解析] (1)纯种长翅雄果蝇与残翅雌果蝇杂交，得子一代，子一代自由交配得子二代，子二代去除残翅果蝇后的基因型及比例为BB∶Bb＝1∶2，产生的配子的种类及比例为B∶b＝2∶1，故自由交配后子三代中基因型为BB的个体占(2/3)×(2/3)＝4/9，基因型为Bb的个体占2×(2/3)×(1/3)＝4/9，即子三代长翅果蝇中纯合子占1/2。(2)若每代中不除去残翅果蝇，则子二代中的基因型及比例为BB∶Bb∶bb＝1∶2∶1。子二代产生的配子B∶b＝1∶1，子三代中的基因型及比例为BB∶Bb∶bb＝(1/4)∶(2/4)∶(1/4)＝1∶2∶1，故子三代长翅果蝇中纯合子占1/3。(3)该实验过程没有设置对照实验。要研究人工选择对种群基因频率产生的影响，需要将人工选择作为单一的变量，通过将有人工选择的种群和自然繁殖的种群繁殖若干代后进行对照得出实验结论。(4)②将子一代果蝇随机分成性状完全相同的甲、乙两组，让甲、乙两组果蝇分别连续自由交配五代，同时将乙组在每一代中都要除去残翅果蝇；③甲组子六代所有果蝇自由交配，乙组子六代所有长翅果蝇自由交配，分别统计甲、乙两组子七代中长翅果蝇和残翅果蝇的百分比；④根据甲、乙两组中残翅果蝇的百分比，分别计算出甲、乙两组中的B、b基因的基因频率，比较得出结论。(5)根据题意分析可知，这种人工选择将导致B的基因频率增大，b的基因频率减小。
[答案] (1)1/2 (2)1/3 (3)不科学 没有设置对照实验 (4)②将子一代果蝇随机分成性状完全相同的甲、乙两组，让甲、乙两组果蝇分别连续自由交配五代，同时乙组在每一代中都要除去残翅果蝇 ③甲组子六代所有果蝇自由交配，乙组子六代所有长翅果蝇自由交配，分别统计甲、乙两组子七代中长翅果蝇和残翅果蝇在种群中所占的百分比 ④根据甲、乙两组中子七代长翅果蝇和残翅果蝇的百分比，分别计算出甲、乙两组中的B、b的基因频率，比较得出结论 (5)这种人工选择将导致B的基因频率增大，b的基因频率减小
8/8课时分层作业(18) 现代生物进化理论以自然选择学说为核心
题组一 种群是生物进化的基本单位
1．(2021·江苏连云港模拟)现代生物进化理论认为，生物进化的基本单位是( )
A．生活在一定区域内的种群
B．生活在不同区域内的相同物种
C．生活在一定区域内的个体
D．生活在不同区域内的同种个体
2．某生物兴趣小组抽样调查的200人中，各种基因型和人数情况如下表所示，则这200人中，Xb的基因频率为( )
基因型 XBXB XBXb XbXb XBY XbY
人数 78 14 8 70 30
A．85% B．30%
C．20% D．15%
3．蜗牛的有条纹(A)对无条纹(a)为显性。在一个地区的蜗牛种群内，有条纹(AA)个体占55%，无条纹个体占15%。若蜗牛间进行自由交配得到F1，则F1中A基因的频率和Aa基因型的频率分别是( )
A．30%、14% B．30%、21%
C．70%、21% D．70%、42%
题组二 进化的原材料和进化方向
4．(2021·江苏宿迁学情调研)在一次大风暴后，有人搜集了100只受伤的麻雀，并把它们饲养起来，结果活下来64只。在死去的个体中，大部分个体比较大、变异类型特殊，下列有关叙述正确的是( )
A．突变和基因重组决定生物进化的方向
B．自然选择会改变种群的基因频率
C．特殊的变异类型都是不利的
D．不产生变异的生物才能生存
5．英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾。在自然条件下，桦尺蛾的体色受一对等位基因S和s控制，黑色(S)对浅色(s)是显性。19世纪中叶以前，桦尺蛾种群中S基因的频率很低。随着英国工业的发展，桦尺蛾种群中S基因的频率提高了很多，如表。
基因 基因频率
19世纪中叶以前 20世纪中叶
S 5% 95%
s 95% 5%
请根据上述材料回答下列问题：
(1)1850年以前，浅色桦尺蛾比例很高，黑色桦尺蛾比例很低，这表明稀有的黑色型是由浅色型通过________产生的。
(2)从1850年到1898年间，黑色桦尺蛾逐渐取代浅色桦尺蛾，这表明黑色基因(S)和浅色基因(s)的频率均发生__________________________________。
(3)被污染的环境使得浅色桦尺蛾容易被鸟类捕食而处于选择劣势，黑色桦尺蛾由于具有保护色而处于选择优势。这一事实表明，种群中产生的变异是________，经过长期的________，使种群的________________________发生定向的改变，导致生物朝着一定的方向缓慢地进化。
题组三 隔离是物种形成的必要条件
6．下列有关物种的叙述，正确的是( )
A．地理隔离是新物种形成的必要条件
B．能在自然状态下相互交配的一群生物
C．在物种形成的过程中，地理隔离和生殖隔离不一定是同时出现的
D．一个物种就是一个种群
7．(2021·江苏徐州学情调研)某地的蜗牛被突然隆起的山丘分隔成两个种群。若干年后，两个种群的个体在形态上发生了明显变化。后来山丘消失，消除了两个种群间的地理隔离。种群演变过程如图所示。下列说法正确的是( )
A．b1→b2发生了定向变异
B．d1和d2一定是两个新物种
C．c1→c2种群的基因频率发生了改变
D．a和c2之间一定产生了生殖隔离
题组四 生物进化理论发展的意义
8．下列叙述中，符合中性学说的是( )
A．中性突变一般不引起生物性状的改变，因此中性突变不是突变
B．当自然选择作用于中性突变时，有利的变异被积累
C．当环境恶劣时，中性突变的进化速率加快了
D．中性学说并没有否认选择的作用，承认形态、行为和生态性状，即生物的表型是在自然选择下进化的
9．现代综合进化论与中性学说的区别在于( )
A．现代综合进化论没有从根本上揭示生物进化的实质
B．中性学说与现代综合进化论有着根本上的区别，中性学说否定了自然选择
C．通过中性突变的随机保留由生物个体决定保留和淘汰
D．中性学说侧重于微观水平，现代综合进化论侧重于宏观水平
10．(2021·江苏南京期中)稳定性选择和单向性选择是自然选择中的两种类型，前者是把种群中趋于极端的变异个体淘汰，而保留中间型的个体，后者是在种群中保留趋于某个性状中某一极端的个体，而淘汰另一极端的个体。下列关于英国曼彻斯特地区受工业发展影响，桦尺蛾黑化现象的叙述正确的是( )
A．工业污染导致桦尺蛾种群发生了黑色的变异
B．桦尺蛾变异的不定向性导致该种群朝着不同的方向进化
C．单向性选择导致某基因频率逐代增加，其等位基因频率逐代下降
D．桦尺蛾黑化现象属于自然选择中的稳定性选择
11．下图中的A、B、C表示3个自然条件有差异的地区，地区间的黑粗线表示存在一定的地理隔离。A地区某些个体分布到B、C地区，并逐渐形成两个新物种，③中的甲、乙、丙分别表示3个种群。下列相关说法正确的是( )
① ② ③
A．上述过程说明地理隔离是新物种形成的标志
B．甲、丙种群存在生殖隔离，两个种群基因库组成完全不同
C．乙、丙两个种群存在地理隔离，但两种群的基因频率相同
D．甲、乙两个种群的基因库存在着明显的差异，不能进行基因交流
12．(多选)如图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群a1和a2，经过漫长的进化，分别形成新物种b和c。在此进程中的某一时刻，a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布，向d方向进化。下列有关叙述正确的是( )
A．b和d存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离
B．c和d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离
C．a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，则b和d是同一物种
D．a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，则c和d可能是同一物种
13．(多选)囊鼠的体毛深色(D)对浅色(d)为显性，若毛色与环境差异大则易被天敌捕食。调查不同区域囊鼠深色表型频率，检测并计算基因频率，结果如图。
下列叙述错误的是( )
A．深色囊鼠与浅色囊鼠在不同区域的分布现状受自然选择影响
B．与浅色岩P区相比，深色熔岩床区囊鼠的杂合子频率低
C．浅色岩Q区的深色囊鼠的基因型为DD、Dd
D．与浅色岩Q区相比，浅色岩P区囊鼠的隐性纯合子频率低
14．(2021·湖北孝感期末)某中学生物研究小组为探究人工选择对种群基因频率的影响，选用了纯种长翅果蝇和残翅果蝇进行实验。已知果蝇的长翅(B)对残翅(b)为显性，且控制翅形的基因位于常染色体上。他们的实验过程如下：
a．选择一只纯种长翅雄果蝇与一只残翅雌果蝇进行杂交，获得子一代雌雄果蝇；
b．让子一代果蝇连续自由交配五代，同时在每一代中除去残翅果蝇；
c．当子六代所有长翅果蝇自由交配后，统计子七代长翅果蝇和残翅果蝇在种群中的百分比；
d．根据子七代长翅果蝇和残翅果蝇的百分比计算出B、b基因的频率，得出结论。
请分析回答下列问题。
(1)如果按照上述步骤进行，在子三代长翅果蝇中纯合子占________。
(2)如果在每代中不除去残翅果蝇，在子三代长翅果蝇中纯合子占________。
(3)请判断该实验过程的设计是否科学？___________________________。
你的理由是_____________________________________________________。
(4)若要对此实验过程进行改进，请将改进后的步骤补充完整。①选择一只纯种长翅雄果蝇与一只残翅雌果蝇进行杂交，获得子一代雌雄果蝇；
②_____________________________________________________________；
③_____________________________________________________________；
④_____________________________________________________________。
(5)请预测这种人工选择对种群基因频率的影响：
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
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