现代生物进化理论的由来
一、拉马克的进化学说
1．主要观点
2．意义
(1)是历史上第一个比较完整的进化学说。
(2)否定了神创论和物种不变论，奠定了科学生物进化论的基础。
二、达尔文的自然选择学说
1．主要内容
(1)过度繁殖：增加了变异数量，同时加剧了生存斗争。
(2)生存斗争：推动生物进化的动力。
(3)遗传和变异：生物进化的内在因素。
(4)适者生存：生物进化的结果。
2．评价
三、达尔文以后进化理论的发展
1．随着生物科学的发展，关于遗传和变异的研究，已经从性状水平深入到基因水平。
2．关于自然选择的作用等问题的研究，已经从以生物个体为单位，发展到以种群为基本单位。
一、拉马克的进化学说
1．观察教材P110图7－1，结合相关文字内容，分析探究下列问题：
(1)环境引起的性状改变一定能遗传给后代吗？
提示：不一定。只有环境条件导致遗传物质改变进而引起性状改变，才能遗传给后代。
(2)用拉马克的观点解释长颈鹿的进化。
提示：依据拉马克的进化学说——生物各种适应性特征的形成是由于用进废退和获得性遗传。长颈鹿的进化过程为：草地退化后，长颈鹿只能食用高处的树叶，由于经常使用颈部，导致颈部越用越长，并将长颈这一性状遗传给后代。
2．判断正误
(1)生物的种类是随时间的推移而变化的。(√)
(2)生物某一器官发达与否取决于用与不用，这是拉马克进化论观点之一。(√)
(3)生物的种类从古至今都是一样的。(×)
二、达尔文的自然选择学说
1．仔细观察分析教材P111图7－3，探究下列问题：
(1)达尔文是否否定了拉马克的进化论？两者的观点有什么不同？
提示：没有。达尔文接受了拉马克关于器官用进废退和获得性遗传的观点，但他认为变异有的可以遗传，有的不能遗传。
(2)相比拉马克，达尔文认为生物进化的关键是什么？
提示：他改变了拉马克过分强调用进废退，即“生物内在的自我改进的力量”的观点，强调自然选择的作用。
(3)判断下列说法是否正确，并说明理由。
①生存斗争就是指生物与生物之间的斗争。
提示：错误。生存斗争包括生物与生物之间的斗争和生物与环境之间的斗争。
②环境改变时，生物向着适应环境的方向变异。
提示：错误。变异是不定向的，环境只是起定向选择作用，选择适应环境的个体，淘汰不适应环境的个体。
(4)请用达尔文的自然选择学说解释长颈鹿的进化。
提示：长颈鹿产生的后代数量超过了环境的承受能力(过度繁殖)，导致现有食物不能满足所有个体的需要(生存斗争)，又因它们个体间有颈长和颈短的差异(遗传变异)，颈长的能吃到树叶而生存下来，颈短的因吃不到树叶而被淘汰。控制长颈的基因经过逐代积累，最终进化形成长颈鹿。
(5)达尔文自然选择学说中遗传变异和自然选择具有怎样的关系？
提示：生物变异是不定向的，生物繁殖产生的大量变异类型是自然选择的原材料；自然选择是定向的，自然选择使适应环境的变异类型保留下来。
2．连线(把下列进化学说与相对应的观点用线连接起来)
①eq \a\vs4\al()
②eq \a\vs4\al()
1．自然选择在生物进化中的作用
(1)选择的对象：表面上，是对个体的选择，实质上直接对个体所包括的变异性状进行选择，间接选择的是相关的基因型。
(2)选择的因素：外界环境，包括无机环境和生物环境。
(3)选择的手段：生存斗争。
(4)进化的内因：遗传变异。
①变异是不定向的，可分为有利变异和不利变异。
②遗传的作用：可使微小有利变异得以积累加强，从而形成生物新类型。
(5)选择的结果：适者生存、不适者被淘汰。一般外界环境条件变化越剧烈，选择越频繁，生物进化速度越快。
2．拉马克进化学说与达尔文自然选择学说的比较
比较项目 达尔文自然选择学说 拉马克进化学说
变异 变异是不定向的，环境和生物都不能决定生物变异的方向 变异是定向的，环境和动物的意愿可决定变异的方向
适应环境 有利变异―→适者生存不利变异―→不适者被淘汰 环境和动物的意愿决定的变异都适应环境
进化方向 自然选择决定 生物自身决定
[例1] 生活在加拉帕戈斯群岛上的地雀，其祖先原本生活在南美洲大陆，迁移到加拉帕戈斯群岛后，分布在不同岛屿上，后来发现分布在不同岛屿上的地雀，嘴的形状各不相同。试用自然选择学说解释：
(1)鸟嘴的_______体现了生物的变异一般是_______。
(2)迁移到加拉帕戈斯群岛后__________对鸟嘴的__________进行了__________的__________，通过逐代__________和遗传，最终导致不同岛屿上的鸟嘴的形状各不相同。
(3)假如它们生活在同一个岛屿上，能产生如此多样的鸟嘴吗？________。为什么？________________________________________________________________________。
(4)生物变异如何在下一代积累和加强？________，选择的动力是____________，选择的结果是________________________________________________________________________。
(5)拉马克进化学说的解释和上述的解释不同之处在于拉马克进化学说认为变异和适应是一回事，________是产生变异的过程，又是形成________的过程，达尔文自然选择学说认为变异和适应是两回事，适应是__________和____________的结果。
[解析] 自然选择学说认为变异是不定向的。鸟嘴的形状本来就存在着差异，但环境的选择是定向的，因此环境可对鸟嘴的形状进行选择。在生存斗争中，只有适应环境的变异被保留并通过遗传定向积累。生存斗争是自然选择的动力，结果是适者生存。
[答案] (1)差异 不定向的 (2)环境 差异 定向 选择 积累 (3)不能 因为它们处于相同的地理环境中，不存在不同的选择，选择是同方向的 (4)通过遗传 生存斗争 适者生存 (5)用进废退 适应 变异 自然选择
自然选择学说的内容间的关系
[例2] 如图表示长期使用一种农药后，害虫种群密度的变化情况，下列有关叙述中不正确的是( )
A．a点种群中存在很多种变异类型，原因是变异具有不定向性
B．a→b的变化是农药作用的结果
C．b→c是抗药性逐代积累的结果
D．农药对害虫的抗药性变异进行定向选择，使害虫产生了抗药性
[研析] 本题以曲线为信息载体，考查自然选择学说内容的应用。具体解题过程如下：
[审]——提取信息
信息①：曲线表示长期使用一种农药后害虫种群密度的变化。
信息②：曲线ab段表示使用农药后害虫种群密度迅速下降，bc段表示使用农药后一段时间害虫种群密度上升。
[联]——联系基础
①：生物种群存在多种变异类型，使用农药后农药对害虫种群进行选择，具有有利变异的个体生存下来，具有不利变异的个体被淘汰。
②：生物变异是不定向的，自然选择是定向的。
[判]——研判选项
C项：害虫的抗药性增强是农药对其变异进行选择，并逐代积累的结果，C项正确。
D项：生物变异在先，选择在后，D项错误。
[答案] D
(1)自然选择和变异的方向不一定是相同的，变异为自然选择提供材料，变异是不定向的，自然选择是定向的。
(2)生物产生变异在先，选择在后，适应环境的变异逐代积累加强，产生适应性。
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?[网络构建]
填充：①用进废退 ②获得性遗传 ③生存斗争 ④遗传变异 ⑤适者生存
[关键语句]
1．拉马克进化学说的主要内容是：用进废退和获得性遗传。
2．拉马克进化学说的主要意义在于否定了神创论和物种不变论。
3．达尔文自然选择学说的主要内容是：过度繁殖、生存斗争、遗传变异和适者生存。
4．达尔文自然选择学说能解释生物进化的原因及物种多样性的形成。
5．达尔文自然选择学说的局限性表现为：
(1)不能解释遗传和变异的本质。
(2)不能解释物种大爆发现象。
(3)对生物进化的解释局限于个体水平。
知识点一、拉马克进化学说
1．拉马克认为生物不断进化的主要原因是( )
A．不定向变异和定向的自然选择
B．基因突变和染色体变异
C．用进废退和获得性遗传
D．器官的反复使用
解析：选C 拉马克的观点是用进废退和获得性遗传，器官经常用就进化，不用就退化，并且把这种性状遗传给后代。
2．下列符合现代生物进化理论的叙述是( )
A．物种是神创的
B．物种是不变的
C．种群是生物进化的基本单位
D．用进废退是生物进化的原因
解析：选C 拉马克与达尔文均认为物种不是神创的，物种是可变的，拉马克认为，“用进废退”和“获得性遗传”是生物不断进化的主要原因。
知识点二、达尔文自然选择学说
3．由于蟹类的捕食，某种海洋蜗牛种群中具有较厚外壳的个体的比例逐渐增加。对这个现象的解释，正确的是( )
A．人工选择 B．适者生存 C．用进废退 D．定向变异
解析：选B 某种海洋蜗牛种群中具有较厚外壳的个体的比例逐渐增加，说明具有较厚外壳的蜗牛能适应其生活环境。
4．达尔文的自然选择学说和现代生物进化理论分别认为进化的基本单位是( )
A．个体、个体 B．个体、种群
C．种群、种群 D．种群、个体
解析：选B 现代生物进化理论以达尔文的自然选择学说为核心，是自然选择学说的改进和发展。达尔文认为进化的基本单位是个体，现代生物进化理论认为进化的基本单位是种群。
5．一只雌蛙能产卵4 000～5 000个，卵受精后只有5%～10%能发育为成体。达尔文对这一事实的解释是( )
A．过度繁殖 B．生存斗争 C．遗传和变异 D．自然选择
解析：选B 一只雌蛙能产卵4 000～5 000个，卵受精后只有5%～10%能发育为成体。那是因为受精卵在发育成成体的过程中，必然要受到环境条件的影响，这些环境条件对受精卵的发育是至关重要的，包括食物、天敌、水温、空间等。要发育成成体首先要与恶劣的无机环境作斗争，其次，同种生物之间要为食物、生存空间而发生斗争，且随时面临被天敌捕食的危险。
6．如图表示达尔文对现代长颈鹿进化形成过程的解释，请据图回答下列问题：
(1)长颈鹿祖先过度繁殖的含义是________________。长颈鹿的颈和前肢的长短各异，这表明生物变异是________。变异提供生物进化的________________。
(2)在缺乏青草的时期，有的个体能吃到高处食物而活下来，有的个体因得不到食物而死亡，这个过程叫做_________，它是通过生存斗争实现的。生存斗争是指________________________________________________________________________。
(3)适应有双重含义：一是生物体的________与环境相适应的表现，二是指生物____________________的过程。适应是____________的结果。
解析：适者生存，不适者被淘汰是自然选择的必然结果。自然选择总是选择有利于生存的变异，淘汰不利于生存的变异，所以，自然选择决定着生物进化的方向。适应主要是指生物的性状与环境相适合，适应是在生物进化的过程中逐渐形成的，是生物改造自己形成适应环境的性状的过程，这是长期自然选择的结果。
答案：(1)后代数目超过环境承受的能力 不定向的 原材料 (2)自然选择 生物与生物之间以及生物与无机环境之间的斗争 (3)性状 改造自己形成适合环境的性状 自然选择
(时间：30分钟；满分：50分)
一、选择题(每小题3分，共24分)
1．下列有关进化的说法中，错误的是( )
A．各种生物有强大的繁殖力
B．生存斗争造成多数个体死亡，少数生存
C．适应是自然选择的结果
D．变异朝着适应环境的方向进行，通过遗传逐渐积累
解析：选D 变异是不定向的。有利变异(适应环境的变异)通过自然选择被保留下来，可以通过遗传逐代积累，而不利变异则被淘汰。
2．下列叙述不符合拉马克进化学说的是( )
A．地球上的生物是由更古老的生物进化来的
B．器官废而不用，就会造成形态上的退化
C．生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传
D．变异是不定向的，自然选择是定向的
解析：选D 拉马克进化学说的观点中说明了物种是可变的，生物是由低等到高等逐渐进化的。D项内容符合达尔文的自然选择学说。
3．某植物单株年产数百粒种子，其中大部分被鸟所食，或因气候、土壤、水分等原因不能在第二年长成植株，按达尔文的观点，对这种现象的解释不正确的是( )
A．过度繁殖 B．生存斗争 C．遗传变异 D．适者生存
解析：选C 每种生物都有大量的个体，这是过度繁殖的结果。通过生存斗争后只有少量个体能生存。
4．关于达尔文自然选择学说和拉马克进化学说的区别，叙述正确的是( )
A．达尔文自然选择学说认为环境的作用可引起不定向的变异
B．拉马克进化学说认为不定向的变异是由动物的意愿决定的
C．达尔文自然选择学说认为变异后就能适应环境
D．拉马克进化学说认为生物通过变异适应环境
解析：选D 达尔文自然选择学说认为变异是自然界始终存在的，A不正确，他也认为变异是不定向的，只有有利变异适应环境，C不正确。拉马克进化学说认为生物可根据自己的意愿产生适应环境的变异，变异是定向的，B不正确。
5．对达尔文自然选择学说的正确理解是( )
①环境改变使生物产生适应性的变异 ②可遗传的变异是生物进化的基础 ③变异是不定向的 ④变异是定向的 ⑤变异经过长期的自然选择和遗传积累就可能产生出生物的新类型
A．②④⑤ B．②③⑤ C．①②④ D．①③⑤
解析：选B 影响生物变异的因素是多种多样的，变异是随机的、不定向的；变异不一定都是生物产生有利于适应环境的变异。
6．如图所示，理论值与实际生存个体数差别很大，其原因可用达尔文的什么理论解释( )
A．过度繁殖 B．生存斗争 C．遗传变异 D．适者生存
解析：选B 从坐标图中可看出，生物个体实际值小于理论值，这是因为一部分个体在生存斗争中被淘汰。
7．据研究，现代的长颈鹿是由古代的一种颈和前肢较短的古鹿进化来的，按照自然选择学说，对长颈鹿进化过程的解释正确的是( )
A．长颈鹿的长颈和长的前肢是由于长期伸长和使用的结果
B．由于食物的缺乏，导致古鹿发生变异的结果
C．变异、选择的结果
D．变异、选择、遗传综合作用的结果
解析：选D 达尔文自然选择学说的核心观点有：过度繁殖产生的个体之间存在差异(变异)，既有长颈的又有较短颈的，经自然选择后，适应环境的个体得到了保留，并大量繁殖，而且把相应性状遗传给后代。
8．抗流感的新疫苗刚开始效果比较显著，但过几年就需要更换新的，因为流感病毒已经产生了很强的抗药性，对这种抗药性的产生合理的解释是( )
A．流感病毒的获得性遗传的结果
B．病毒对疫苗产生了定向变异
C．疫苗对病毒的变异进行定向选择的结果
D．流感疫苗诱发病毒产生突变
解析：选C 流感病毒产生抗药性的原因：在未使用该药之前，流感病毒存在差异(变异)，变异是不定向的，有的抗药性强些，有的弱些。开始使用时疗效很高，说明绝大多数病毒抗药性差，被药物毒死而遭到淘汰。但同时药物本身也选择了极少数抗药性强的变异个体，并通过迅速繁殖传染给正常人群，当再次用药时，使抗药性强的病毒再次得以选择并积累，导致药效降低，并可能演变为新的流感病毒类型。
二、非选择题(共26分)
9．(14分)下面为对一块甲虫成灾的农田使用两种杀虫剂的实验结果曲线图，试分析：
(1)曲线回升是通过____________之间的________来实现的。
(2)杀虫剂的使用对甲虫起了________作用，这种作用是________(选填“定向”或“不定向”)的，结果导致甲虫的抗药性________(选填“增强”或“减弱”)。
(3)根据以上分析，使用杀虫剂治虫有其缺点，主要有：①_____________________；②__________________________。针对这些缺点，你认为消灭甲虫应采用什么方法较好？________________________。
解析：从图中可以看出使用杀虫剂在早期都取得了一定的效果，甲虫的种群密度都明显下降，但下降到一定程度时，又会增加，说明杀虫剂的使用没有杀死有抗药能力的甲虫，而这部分有抗药能力的甲虫大量繁殖导致种群密度上升。
答案：(1)甲虫与杀虫剂 生存斗争 (2)选择 定向 增强 (3)①使具有抗药性害虫的比例上升 ②对环境造成污染 生物防治等
10．(12分)用水蚤(一种水生小动物)进行如图所示的实验。请回答：
(1)实验结果表明，多数水蚤生活的最适温度为________。
(2)有些水蚤能在20 ℃环境中生活，还有些水蚤能在28 ℃环境中生活，这表明水蚤个体之间存在着________，从而体现了生物的变异一般是________的。
(3)能在20 ℃环境中生存的个体都是适应20 ℃环境的个体，而能在28 ℃环境中生存的个体都是适应28 ℃环境的个体。所以，温度的改变对水蚤起了________作用，这种作用是________的。
(4)把20 ℃环境中生活的水蚤移入28 ℃环境中，将导致水蚤死亡；同理，把28 ℃环境中生活的水蚤移入20 ℃环境中也引起水蚤死亡。这说明，当环境条件发生变化时，如果生物体缺少________，就要被环境淘汰。
解析：通过实验过程可知两组实验中的变量是温度，说明温度是自然选择的条件，在两组中第一步都有部分个体得到了保存，说明个体间存在差异，这是不定向变异的结果，在28 ℃中生存的个体放入20 ℃环境后全部死亡，说明这部分个体中没有适应20 ℃环境的变异。
答案：(1)25 ℃ (2)差异 不定向 (3)选择 定向 (4)适应新环境的变异
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现代生物进化理论的主要内容
一、种群是生物进化的基本单位
1．种群的概念及特点
(1)概念：生活在一定区域的同种生物的全部个体。
(2)特点：是生物进化的基本单位，彼此之间可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。
2．基因库与基因频率
二、突变和基因重组产生进化的原材料
1．可遗传变异来源
2．可遗传变异是进化原材料的原因
(1)可遗传变异的形成
(2)可遗传变异的特点是随机的和不定向的。
(3)可遗传变异的结果：只提供生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。
3．变异的有利和有害是相对的，是由生存环境决定的。
三、自然选择决定生物进化的方向
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。即生物进化的实质是种群基因频率的定向改变。
四、隔离与物种的形成
1．物种的概念
能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物。
2．隔离
(1)概念：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。
(2)常见类型
类型 范围 结果
生殖隔离 不同物种间 不能相互交配，即使交配成功，也不能产生可育后代
地理隔离 同一种生物 使种群间不能发生基因交流
3.隔离在物种形成中的作用
(1)新物种的形成过程
地理隔离
自然选择
生殖隔离：基因库形成明显的差异，并逐步出现生殖隔离，从而形成不同物种
(2)结论：隔离是形成新物种的必要条件。
五、共同进化与生物多样性的形成
1．共同进化
2．生物多样性的形成
(2)研究生物进化历程的主要依据：化石。
(3)生物多样性的进化历程
35亿年前：古细菌出现
↓
35亿～15亿年前：主要是蓝藻和细菌
↓
15亿年前：真核生物
↓
5．7亿～5亿年前：海洋中有大量的无脊椎动物
↓
4亿年前：原始陆生植物、原始两栖类
一、种群是生物进化的基本单位
1．为什么说生物进化的基本单位是种群而不是个体？
提示：个体的基因型是终身不变的，无论它在自然选择中具有多大优势，其基因型也不可能一成不变地遗传给下一代个体，因为个体的基因组成来自双亲。种群中个体的基因来自种群基因库，个体死亡后又通过其后代把基因延续下去。如果一个个体不能与种群中其他个体交配产生后代，这个个体在进化上就没有意义。
2．阅读教材P115第二自然段，结合图7－7分析探究下列问题：
若一个种群中含有A和a一对等位基因，根据下列条件，计算种群的基因频率。
(1)若已知种群中基因型为AA、Aa和aa的个体数目分别为a1、a2、a3，如何计算种群中A的基因频率？
提示：A的基因频率＝×100%＝×100%。
(2)若已知AA、Aa和aa的基因型频率分别为P1、P2、P3，如何计算A的基因频率？
提示：A的基因频率＝AA的基因型频率＋1/2Aa的基因型频率＝P1＋1/2P2。
(3)若已知基因型为XBXB、XBXb、XbXb、XBY和XbY的个体数分别为a1、a2、a3、a4、a5，试求XB的基因频率。
提示：XB的基因频率＝×100%＝×100%。
3．试分析导致种群基因库改变的因素。
提示：基因突变；染色体变异；自然选择；种群个体数量过少；种群个体的迁入、迁出。
二、突变、基因重组和自然选择与生物进化的关系
1．阅读教材P116内容，结合变异知识，探究下列问题：
(1)所有的变异都能导致种群基因频率的改变吗？为什么？
提示：不能。只有可遗传的变异才能影响种群基因的组成，才能改变基因频率。
(2)基因突变和基因重组对种群遗传组成的影响一样吗？试分析原因。
提示：二者都对种群遗传组成产生影响，但影响角度不一样。只有基因突变才能出现新基因，才能丰富基因库，改变基因频率，从而影响种群的遗传组成；而基因重组不能产生新基因，只能增加基因型的种类，以此来影响种群的遗传组成。
(3)有人认为“发生在体细胞中的基因突变不能传递给后代，因此不能为生物进化提供原材料”，这种说法正确吗？分析原因。
提示：不正确。发生在体细胞中的突变，可以通过无性繁殖的方法传递给后代，如发生基因突变的花芽或叶芽，通过植物组织培养技术或者嫁接的方法可以传递给下一代，因此能为生物进化提供原材料。
2．阅读教材P116[探究]，分析探究下列问题：
(1)自然选择是如何使桦尺蠖种群中决定浅色性状的s基因频率越来越低的？
提示：在树干变黑的环境下，浅色桦尺蠖易被天敌发现和捕食，使ss的个体越来越少，SS和Ss的个体越来越多，从而使决定黑色性状的S基因频率越来越高，决定浅色性状的s基因频率越来越低。
(2)在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表现型？并简要说明原因。
提示：直接受选择的是表现型，因为天敌看到的是性状，而不是控制性状的基因。
三、隔离与物种形成
1．判断下列生物是否属于同一个物种，并说明理由。
(1)生活在同一区域的两个种群。
提示：不是。种群是指生活在一定区域的同种生物的总和，既然在同一地点是两个种群，说明它们属于两个物种。
(2)生活在不同区域的两个种群。
提示：不一定。看两个种群能否相互交配并产生可育后代，若能则属于同一物种，若不能则属于不同物种。
2．根据教材P120[资料分析]，探究下列问题：
(1)用流程图的形式总结物种形成的一般过程。
提示：种群多个种群基因库出现差别产生生殖隔离―→物种形成。
(2)地理隔离和生殖隔离在对种群影响上的共同点是什么？生殖隔离产生的根本原因是什么？
提示：共同点是都能阻断种群间的基因交流。产生生殖隔离的根本原因是种群基因库的差异。
(3)经过漫长的地理隔离，是否一定会产生生殖隔离？
提示：不一定。如果两个种群的生活环境都不发生变化或变化微小，或发生相似的变化，则两个种群的进化方向相同，不产生生殖隔离。
(4)产生生殖隔离是否一定要经过漫长的地理隔离？
提示：不一定。如植物中多倍体的形成，不经过地理隔离，直接产生了生殖隔离。
四、共同进化与生物多样性形成
1．阅读教材P123内容，仔细观察图7－9、7－10，分析探究下列问题：
(1)在捕食者与被捕食者的共同进化中，从生物个体和种群两个方面分析是有利还是有害。
提示：从个体考虑，对被淘汰的个体来说是有害的，从种群考虑，有利于种群的发展。
(2)从共同进化角度分析，地球上最早出现的生物属于什么代谢类型？说明原因。
提示：异养厌氧型。生物进化过程中，首先出现无氧呼吸，然后出现光合作用有了氧气，最后出现有氧呼吸，因此最早出现的生物属于异养厌氧型。
2．生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。试探究分析：
(1)生物多样性的直接原因和根本原因是什么？运用进化论观点分析生物多样性形成的原因。
提示：生物多样性的直接原因是蛋白质多样性，根本原因是基因(遗传物质)多样性。生物多样性的形成是多种多样的环境对生物不定向变异进行选择的结果。
(2)三种生物多样性之间的关系是怎样的？
提示：基因多样性是形成物种多样性和生态系统多样性的基础，物种多样性和生态系统多样性又影响基因多样性。
1．遗传平衡定律及其适用条件
(1)定律内容：
若种群中，一对等位基因为A和a，设A的基因频率为p，a的基因频率为q，则p＋q＝A%＋a%＝100%。如果这个种群达到了遗传平衡，那么遗传平衡定律可以表示为：(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝AA%＋Aa%＋aa%＝1。
①p2代表纯合子AA的基因型频率；
②2pq代表杂合子Aa的基因型频率；
③q2代表纯合子aa的基因型频率。
即：AA%＝p2；Aa%＝2pq；aa%＝q2。
(2)适用条件：保证种群基因频率稳定不变的5种因素。
①该种群非常大；
②所有的雌雄个体都能自由交配；
③没有迁入和迁出；
④自然选择对不同表现型的个体没有作用；
⑤这对基因不发生突变和携带这对基因的染色体不发生变异。
2．地理隔离与生殖隔离的关系
(1)仅有地理隔离，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)只有地理隔离而不形成生殖隔离，能产生生物新类型(或亚种)，但不可能产生新物种。
(3)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，生殖隔离是物种形成的最后阶段，是物种间的真正界限。
(4)生殖隔离保持物种间的不可交配性，从而也保证了物种的相对稳定性。
3．生物多样性三个层次之间的联系
(1)基因多样性：由于生物存在各种各样的变异，并且变异是不定向的，进而出现了基因多样性。
(2)物种多样性：基因的多样性决定了蛋白质的多样性，基因多样性是形成物种多样性的根本原因，蛋白质多样性是形成物种多样性的直接原因。
(3)生态系统多样性：生态系统是由生物和非生物的环境共同组成的，所以物种的多样性和无机环境的多样性共同组成了生态系统的多样性。
A．v基因频率降低了50%
B．V基因频率增加了50%
C．杂合果蝇比例降低了50%
D．残翅果蝇比例降低了50%
[研析] 本题考查基因频率和基因型频率的计算。具体解题过程如下：
[审]——提取信息
信息a：20 000只果蝇种群中残翅果蝇个体数量长期维持在4%。
信息b：再向该种群中引入20 000只纯合长翅果蝇，不考虑其他因素影响。
[析]——解读信息
①：根据信息a，果蝇种群中vv的基因型频率为4%，由遗传平衡定律可推出v＝0.2，V＝0.8。该种群中vv的数量为0.04×20 000＝800，Vv的数量为2×0.2×0.8×20 000＝6 400，VV的数量为0.8×0.8×20 000＝12 800。
②：根据信息b可知，引入纯种长翅果蝇后，v基因频率＝×100%＝10%，V基因频率＝1－10%＝90%。Vv、vv个体数量不变，该种群总数增加一倍，Vv、vv的基因型频率降低了50%。
[判]——研判选项
根据分析①②可知v基因频率由引入前的0.2降到引入后的0.1，降低了50%，A项正确；V基因频率由0.8升高到0.9，B项错误。根据分析②可知，C、D项都正确。
[答案] B
基因频率和基因型频率计算
(1)已知基因型的个体数计算基因频率：
计算公式：某基因频率＝×100%
例如：A的基因频率＝ ×100%
(2)已知基因型频率求基因频率：
计算公式：一对等位基因中某基因的频率＝该基因纯合子的基因型频率＋1/2杂合子的基因型频率
例如：A的基因频率＝AA的基因型频率＋1/2Aa的基因型频率
[例2] 如图是生物新物种形成的基本环节，对图示分析正确的是( )
A．图中甲表示基因突变和基因重组，为进化提供原材料
B．种群基因频率的定向改变是形成新物种的前提
C．图中乙表示地理隔离，是新物种形成的必要条件
D．图中丙表示生殖隔离，指两种生物不能杂交产生后代
[解析] 图中甲表示突变和基因重组，为生物进化提供原材料；种群基因频率的定向改变是生物进化的实质，只有生物进化了才有可能形成新物种；图中乙表示地理隔离，但地理隔离不一定形成新物种；图中丙表示生殖隔离，生殖隔离也包括产生不可育的后代。
[答案] B
判断生物是否属于同一个物种的方法
(1)依据：生殖隔离。
(2)方法：若出现生殖隔离，即不能交配或交配后产生不可育的后代，则说明不是同一物种。
[例3] 下列有关生物的进化和生物多样性的叙述错误的是( )
A．自然界中种群的基因频率总是在不断变化的，基因频率的变化是导致基因库变化的原因
B．狼和鹿通过捕食和被捕食进行着相互选择，实现共同进化
C．从分子水平上看，生物的性状具有多样性的直接原因是基因多样性
D．生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性
[解析] 种群中基因频率改变一定会导致基因库的改变；共同进化过程可以发生在生物与生物之间，也可以发生在生物与无机环境之间；生物多样性的直接原因是蛋白质多样性，基因多样性是生物多样性的根本原因；生物多样性包括基因多样性、物种多样性、生态系统多样性。
[答案] C
————————————————[课堂归纳]——————————————————
[网络构建]
填充：①种群 ②突变和基因重组 ③自然选择 ④种群基因频率发生改变 ⑤隔离 ⑥地理隔离 ⑦生殖隔离 ⑧基因多样性 ⑨生态系统多样性?
[关键语句]
1．种群是生物进化的基本单位。
2．突变和基因重组产生生物进化的原材料。
3．自然选择决定生物进化的方向。
4．隔离是物种形成的必要条件。
5．生物进化的实质是种群基因频率的定向改变。
6．共同进化导致生物多样性的形成。
7．生物多样性主要包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次的内容。
知识点一、种群是生物进化的基本单位
1．下列关于基因库的叙述，不正确的是( )
A．一个种群所含有的全部基因叫做这个种群的基因库
B．生物个体会死亡，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．基因突变可改变基因库的组成
解析：选C 种群中每个个体只含有种群基因库中的部分基因。
2．有关基因频率和生物进化的关系，以下说法正确的是( )
A．生物只要发生进化，基因频率就会改变
B．只有新物种形成时，才发生基因频率的改变
C．基因频率的改变不一定引起生物的进化
D．生物在进化的过程中不一定有基因频率的改变
解析：选A 生物进化的实质就是基因频率的改变。所以基因频率改变生物就进化，基因频率不改变生物就没有进化。
3．基因型为BB的个体占18%、Bb的个体占78%，基因B和b的基因频率分别是( )
A．18% 82% B．36% 64%
C．57% 43% D．92% 8%
解析：选C B的基因频率＝18%＋1/2×78%＝57%，b的基因频率＝1－57%＝43%。
知识点二、隔离在物种形成中的作用
4．隔离在物种形成中的作用是( )
A．导致种群基因频率不断改变
B．阻止了种群间的基因交流
C．决定了生物进化的方向
D．导致不同种群出现不同的突变和基因重组
解析：选B 隔离阻止了种群间的基因交流，是物种形成的必要条件。
5．下列关于物种形成的叙述错误的是( )
A．经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是常见的物种形成方式
B．隔离是物种形成的必要条件
C．两个同种种群一旦产生生殖隔离就形成了新的物种
D．基因频率改变一定导致新物种形成
解析：选D 形成新物种的方式一般是由地理隔离导致生殖隔离；隔离是形成新物种的必要条件，而不是基因频率的改变。
知识点三、生物进化与物种多样性
6．(江苏高考)关于生物进化的叙述，错误的是( )
A．生物的种间竞争是一种选择过程
B．化石是研究生物进化的重要依据
C．外来物种入侵能改变生物进化的速度和方向
D．突变的可遗传性阻碍生物进化
解析：选D 生物的种间竞争可能会导致劣势一方被淘汰，故也是环境对生物进行选择的过程；化石是研究生物进化历程的重要依据；外来物种入侵会严重影响与当地有竞争关系的物种，使某些种群的基因频率发生改变，故能改变生物进化的速度和方向；突变包括基因突变和染色体变异，属于可遗传的变异，为生物进化提供了原材料。
7．(广东高考)某种兰花有细长的花矩(如图)，花矩顶端贮存着花蜜，这种兰花的传粉需借助具有细长口器的蛾在吸食花蜜的过程中完成。下列叙述正确的是( )
A．蛾口器的特征决定兰花花矩变异的方向
B．花矩变长是兰花新物种形成的必要条件
C．口器与花矩的相互适应是共同进化的结果
D．蛾的口器会因吸食花蜜而越变越长
解析：选C 变异是不定的，A项错误；新物种形成的必要条件是隔离，B项错误；两种生物之间的种间互助是共同进化的结果，C项正确；蛾的口器变长是自然选择的结果，D项错误。
8．回答下列有关生物进化和生物多样性的问题。
(1)现代综合进化理论认为生物进化的基本单位是________。
材料一 某种蛾易被蝙蝠捕食，千百万年之后，此种蛾中的一部分当感受到蝙蝠的超声波时，便会运用复杂的飞行模式，逃脱危险，其身体也发生了一些其他改变。当人工使变化后的蛾与祖先蛾交配后，产出的受精卵不具有生命力。
材料二 蛙是幼体生活于水中，成体可生活于水中或陆地的动物。由于剧烈的地质变化，使某种蛙生活的水体分开，蛙被隔离为两个种群。千百万年之后，这两个种群不能自然交配。
依据以上材料，回答下列问题：
(2)这两则材料中发生的相似事件是________(填编号)。
A．共同进化 B．地理隔离
C．生存竞争 D．生殖隔离
(3)在材料一中，蛾复杂飞行模式的形成是________的结果。
(4)在材料二中，若发生剧烈地质变化后，其中一个蛙种群生活的水体逐渐干涸，种群中个体数减少，导致该种群的________变小。
下表为V基因在种群A和B中的基因型个体数。
基因型 VaVb VaVa VbVc VcVc VaVc
A种群(个) 200 50 100 150 100
B种群(个) 0 120 200 50 80
(5)计算Va在A种群中的频率________。
(6)就V基因而言，比较A种群和B种群的遗传多样性，并利用表中数据陈述判断依据________________________________________________________________________。
解析：(1)生物进化的基本单位是种群。(2)两材料中的生物交配后不能产生正常后代或不能交配，说明存在生殖隔离。(3)材料一中，蛾能生存是长期自然选择的结果。(4)种群中个体数减少，导致部分基因消失，种群的基因库变小。(5)Va在A种群中的基因频率为[(200＋50×2＋100)/1 200]×100%≈33%。(6)A种群中的基因型多于B种群，A种群的生物多样性高于B种群。
答案：(1)种群 (2)D (3)自然选择(或适者生存) (4)基因库 (5)33% (6)A种群的遗传多样性高于B种群，因为A种群的基因型为5种，B种群的基因型为4种(或A种群的基因型多于B种群的基因型)
(时间：30分钟；满分：50分)
一、选择题(每小题3分，共30分)
1．下列关于在自然条件下，某随机交配种群中等位基因A、a频率的叙述，错误的是( )
A．在某种条件下两种基因的频率可以相等
B．该种群基因频率的变化只与环境的选择作用有关
C．一般来说，频率高的基因所控制的性状更适应环境
D．持续选择条件下，一种基因的频率可以降为零
解析：选B 两种等位基因的频率可以相等；基因频率的变化与自身的遗传变异也有关；频率高的基因控制的性状更能适应环境；在持续选择条件下，可淘汰掉某种基因。
2．下列与生物进化相关的叙述，正确的是( )
A．进化总是由突变引起的
B．如果没有可遗传的变异，生物就不可能进化
C．变异个体总是适应环境的
D．进化改变的是个体而不是群体
解析：选B 生物进化中发生改变的是种群的基因频率，单位是种群，故改变的是种群的特征，而非个体；自然选择、迁入、迁出等只要改变种群的基因频率就能引起生物进化；变异是不定向的，并具有多害少利特征，此处的“害”与“利”即指能否适应所生存的环境。
3．(江苏高考)某医院对新生儿感染的细菌进行了耐药性实验，结果显示70%的致病菌具有耐药性。 下列有关叙述正确的是( )
A．孕妇食用了残留抗生素的食品，导致其体内大多数细菌突变
B．即使孕妇和新生儿未接触过抗生素，感染的细菌也有可能是耐药菌
C．新生儿体内缺少免疫球蛋白，增加了致病菌的耐药性
D．新生儿出生时没有及时接种疫苗，导致耐药菌形成
解析：选B 抗生素不能诱导细菌突变，而是对不同耐药性的细菌进行选择；细菌本身就存在耐药性与非耐药性两种类型，所以即使孕妇和新生儿未接触过抗生素，感染的细菌也有可能是耐药菌；新生儿体内缺少免疫球蛋白，将会导致体内的致病菌数量增加，但不会增加致病菌的耐药性；新生儿出生时没有及时接种疫苗，未能对该类细菌产生免疫力，将导致致病菌在体内大量繁殖，但不会导致耐药菌形成。
4．腕足类动物海豆芽，从4亿年前出现至今面貌基本没变，又没有灭绝，对此现象的合理解释是( )
A．自然选择对其不发生作用
B．海豆芽在漫长的年代中基因频率发生了较大变化
C．海豆芽很少变异，适应性强
D．海豆芽的生活环境基本没有改变
解析：选D 自然选择决定了生物进化的方向，该生物的“面貌基本没变”，说明其生存环境基本没变，基因频率也基本没变，所以性状基本没变。
5．(江苏高考)根据现代生物进化理论，下列说法正确的是( )
A．自然选择决定了生物变异和进化的方向
B．生物进化的实质是种群基因型频率的改变
C．种群内基因频率的改变在世代间具有连续性
D．种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小
解析：选C 生物变异的方向是不定向的，而自然选择是定向的，故自然选择决定了生物进化的方向；生物进化的实质是种群基因频率的改变，而不是基因型频率的改变；种群基因频率改变的偶然性是随着种群数量下降而增大的。
6．下列关于自然界中影响物种形成因素的叙述，不正确的是( )
A．突变和基因重组是物种形成的内因
B．自然选择是物种形成的外因
C．隔离是物种形成的必不可少的重要因素
D．物种的形成有的不需要经过隔离
解析：选D 隔离是物种形成的必要条件，生殖隔离是物种形成的标志。有的物种如多倍体的形成可以不经过地理隔离而直接达到生殖隔离。
7．根据现代生物进化理论，下列观点中正确的是( )
A．人工培育的新物种只能生活在人工环境中
B．生物进化的方向与基因突变的方向一致
C．冬季来临时植物叶中可溶性糖含量增高是为了更好地防止冻害
D．受农药处理后种群中抗药性强的个体有更多机会将基因传递给后代
解析：选D 人工培育的新物种有的也可以生活在野外如杂交水稻等；基因突变是不定向的，生物进化的方向取决于自然选择的方向。冬季来临时，植物体内可溶性糖含量增加，增大了细胞内溶液的浓度，降低了凝固点，有利于适应寒冷环境，而不是为了适应寒冷环境。农药处理后选择了具有抗药性的个体，淘汰了没有抗药性的个体，因此抗药性强的个体生存下来并繁殖的机会大大增加。
8．下列为现代生物进化理论的概念图，以下说法正确的是( )
A．①是突变和基因重组 B．②是自然选择
C．③是自然选择学说 D．④是物种多样性
解析：选C ①是基因频率的改变，②是突变、基因重组和自然选择，③是自然选择学说，④是基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。
9．(上海高考)果蝇的长翅(V)对残翅(v)为显性。在一个由600只长翅果蝇和400只残翅果蝇组成的种群中，若杂合子占所有个体的40%，那么隐性基因v在该种群内的基因频率为( )
A．20% B．40% C．60% D．80%
解析：选C 由题意可知，杂合子占所有个体的40%，即(600＋400)×40%＝400(只)，则基因v在该种群内的基因频率为：v＝[400(Vv)＋2×400(vv)]/(2×1 000)＝6/10，即60%。
10．(海南高考)某动物种群中，AA、Aa和aa基因型的个体依次占25%、50%、25%。若该种群中的aa个体没有繁殖能力，其他个体间可以随机交配，理论上，下一代AA∶Aa∶aa基因型个体的数量比为( )
A．3∶3∶1 B．4∶4∶1 C．1∶2∶0 D．1∶2∶1
解析：选B 若该种群中的aa个体没有繁殖能力，其他个体间可以随机交配就是AA、Aa这两种基因型的雌雄个体间的交配，AA占1/3、Aa占2/3，用棋盘法表示如下：
产生雌雄配子的概率 2/3A 1/3a
2/3A 4/9AA 2/9Aa
1/3a 2/9Aa 1/9aa
理论上，下一代AA∶Aa∶aa基因型个体的数量比为4∶4∶1。
二、非选择题(共20分)
11．(11分)某地区从1964年开始使用杀虫剂杀灭蚊子幼虫，至1967年中期停用。如图是五年间蚊子幼虫基因型频率变化曲线。R表示杀虫剂抗性基因，S表示野生敏感型基因。据图回答：
(1)R基因的出现是________的结果。
(2)在RR基因型频率达到峰值时，RS、SS基因型频率分别为4%和1%，此时R基因的频率为____________。
(3)1969年中期RR基因型几近消失，表明在________的环境条件下，RR基因型幼虫比SS基因型幼虫的生存适应能力________。
(4)该地区从此不再使用杀虫剂，预测未来种群中，最终频率最高的基因型是________，原因是____________________________________________________________。
解析：(1)新基因的出现是基因突变的结果。(2)RS、SS基因型频率分别是4%和1%，则RR的基因型频率为95%，则R的基因频率为95%＋4%÷2＝97%。(3)根据现代生物进化理论观点，适者生存，不适者被淘汰，因此1967年中期停用杀虫剂后，RR基因型频率下降，SS基因型频率上升，说明在不使用杀虫剂的环境条件下，RR基因型幼虫比SS基因型幼虫的生存适应能力低。(4)由(3)分析可知，不再使用杀虫剂，SS基因型幼虫更能适应环境，RR基因型幼虫不适应环境，从而使S基因频率上升，R基因频率下降，这样的持续选择作用导致SS基因型频率最高。
答案：(1)基因突变 (2)97% (3)不再使用杀虫剂 低 (4)SS 在不使用杀虫剂的环境条件下，持续的选择作用使R基因频率越来越低
12．(9分)原产某地的某种一年生植物a，分别引种到低纬度和高纬度地区种植，很多年以后移植到原产地，开花时期如图所示。回答下列问题：
(1)将植物a引种到低纬度和高纬度地区，这样原属于同一个物种的种群a、b和c之间形成________，种群b和种群c个体之间由于花期不同，已不能正常传粉，说明已产生了________。
(2)在对植物b的某一种群进行的调查中，发现基因型为DD和dd的植株所占的比例分别为10%和70%(各种基因型个体生存能力相同)，第二年对同一种群进行的调查中，发现基因型为DD和dd的植株所占的比例分别为4%和64%，在这一年中，该植物种群是否发生了进化？________。
(3)现代生物进化理论认为：________是生物进化的基本单位，________决定生物进化的方向；____________是物种形成和生物进化的机制。
解析：根据计算可知植物b种群的基因频率并没有改变，所以该种群没有发生进化。种群b和种群c的生活环境是不同的，因此植物a在不同的环境中进化，形成了不同的植物b和c。植物b和c个体之间由于花期不同，已不能正常传粉，说明已产生生殖隔离，形成了不同的物种。
答案：(1)地理隔离 生殖隔离 (2)没有 (3)种群 自然选择 突变、选择和隔离
[知识归纳整合]
1．数形结合思想
在进行DNA分子中碱基比例、基因表达和DNA分子半保留复制过程中的有关计算时，可巧用数形结合思想。如：在计算DNA分子中的碱基比例时，先画出DNA分子平面结构简图(如图1所示)，其次将题目中的数量关系和图形结合，明确已知的碱基比例是占一条链的情况，还是占整个DNA分子的情况，最后在理清两条链碱基关系的基础上作答。在解答有关基因表达过程中的计算时，可结合图2，明确DNA分子中的碱基、RNA分子中的碱基、多肽中氨基酸的数量关系，并关注变化的情况，如RNA某一位置出现了终止密码子，多肽中的氨基酸必发生变化，如何变化可结合该图思考得出结论。有关DNA分子半保留复制过程中的计算可参看图3。
2．分解组合思想
分解组合思想就是把组成生物的两对或多对相对性状分离开来，用单因子分析法一一加以研究，最后把研究的结果用一定的方法组合起来，运用数学中的乘法原理或加法原理进行计算。在遗传概率的计算中，分解组合思想大放光芒。
(1)基因分离定律的三把钥匙
①若后代性状分离比为显∶隐＝3∶1，则双亲一定都是杂合子(用D、d表示)。即Dd×Dd→3D_∶1dd。
②若后代性状分离比为显∶隐＝1∶1，则双亲一定是测交类型。即Dd×dd→1Dd∶1dd。
③若后代性状只有显性性状，则双亲至少有一方为显性纯合子。即DD×DD或DD×Dd或DD×dd。
(2)解题思路
①先确定此题是否遵循基因的自由组合定律。如不遵循，则不用此法。
②分解：将所涉及的两对(或多对)基因或性状分离开来，单独考虑，用基因分离定律的三把钥匙进行研究。
③组合：将分离定律研究的结果按一定方式进行组合。
(3)应用
①求基因型、表现型种类数
②求患病概率
当甲、乙两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，利用基因分离定律计算得知：患甲病的概率为m，患乙病的概率为n，可利用乘法原理或加法原理计算其他概率，如两病兼患的概率为mn，只患一种病的概率为m×(1－n)＋n×(1－m)＝m＋n－2mn。
3．集合思想
集合思想已成为现代数学的理论基础，用集合语言可以简明扼要地表述数学概念，准确、简捷地进行数学推理。在生物学的一些计算中，如能主动运用数学的集合思想去解题，对于培养我们严谨的逻辑思维能力大有裨益。
(1)在人类的遗传病中，若只考虑甲病的情况，患甲病的概率为a，只考虑乙病的情况，患乙病的概率为b，两个事件互相独立，则不患甲病和不患乙病的概率分别是集合a和集合b的补集，分别用1－a、1－b表示，如图1所示。图2中，同时患两病的概率可看成集合a、集合b的交集。只患甲病的概率为集合a中集合ab的补集，数值＝a－ab。(集合ab是集合a的子集)
(2)在基因频率和基因型频率的计算中，也可运用集合思想。以一对等位基因Aa为例，若A的基因频率为p，a的基因频率为q，则集合p、q互为补集，即p＋q＝1，图3所示。体会基因频率的动态变化，如p增加，则q减少。在图4中AA、Aa、aa三者基因型频率互为补集，即AA的基因型频率＋Aa的基因型频率＋aa的基因型频率＝1，留意三者的动态变化，如AA和Aa的基因型频率增加，则aa的基因型频率减少。
当达到遗传平衡时，基因频率和基因型频率保持不变，为恒定值。结合图3和图4理解，图3中的p、q恒定时，图4中的AA的基因型频率＝p2，Aa的基因型频率＝2pq，aa的基因型频率＝q2，三者的数值恒定不变。
[强化针对训练]
1．(上海高考)小麦粒色受不连锁的三对基因A/a、B/b、C/c控制。A、B和C决定红色，每个基因对粒色增加效应相同且具叠加性，a、b和c决定白色。将粒色最浅和最深的植株杂交得到F1。F1的自交后代中，与基因型为Aabbcc的个体表现型相同的概率是( )
A．1/64 B．6/64 C．15/64 D．20/64
解析：选B 由题可知粒色最深的植株基因型为AABBCC(6显)，颜色最浅的植株基因型为aabbcc(0显)，此外，小麦粒色还存在5显、4显、3显、2显、1显等情况。AABBCC与aabbcc杂交得到F1(AaBbCc)，F1自交后代中与Aabbcc(1显)表现相同的有Aabbcc(1/2×1/4×1/4)、aaBbcc(1/4×1/2×1/4)、aabbCc(1/4×1/4×1/2)，合计6/64。
2．在阿拉伯牵牛花的遗传实验中，用纯合红色牵牛花和纯合白色牵牛花杂交，F1全是粉红色牵牛花。将F1自交后，F2中出现红色、粉红色和白色三种类型的牵牛花，比例为1∶2∶1，如果将F2中的所有粉红色的牵牛花和红色的牵牛花均匀混合种植，进行自由受粉，则后代应为( )
A．红色∶粉红∶白色＝1∶2∶1
B．粉红∶红色＝1∶1
C．红色∶白色＝3∶1
D．红色∶粉红∶白色＝4∶4∶1
解析：选D 设阿拉伯牵牛花花色由基因A、a控制。由题意可知，F2中粉红色牵牛花和红色牵牛花中，A、a的基因频率分别是A＝2/3、a＝1/3，则自由受粉后代中各基因型的频率为AA＝4/9、Aa＝4/9、aa＝1/9，即红色∶粉红∶白色＝4∶4∶1。
3．如图是甲、乙两种单基因遗传病在某家族中的系谱图(与甲病有关的基因为A、a，与乙病有关的基因为B、b)。经调查在自然人群中甲病发病率为19%。请回答下列问题：
(1)甲病的遗传方式是________，仅考虑甲病，在患病人群中纯合子的比例是________。
(2)乙病致病基因是________性基因，要确定其是否位于X染色体上，最好对家族中的________个体进行基因检测。
(3)若乙病基因位于X染色体上，Ⅱ2的基因型是______。Ⅲ3与自然人群中仅患甲病的男子婚配，则他们后代患遗传病的概率为________。
解析：(1)Ⅰ3和Ⅰ4是患者，而Ⅱ3是患者，Ⅱ4正常，说明甲病是显性基因控制的遗传病，并且根据Ⅰ4是患者、Ⅱ4(女性)正常，排除X染色体上的显性遗传病的可能性，因此，甲病的遗传方式为常染色体显性遗传。在自然人群中甲病发病率为19%，说明甲病已达到遗传平衡状态，根据AA＋Aa＝19%，利用数学集合思想，aa＝81%，结合遗传平衡公式，可推知a的基因频率＝0.9，A的基因频率＝0.1，AA＝1%，Aa＝18%，则患病人群中纯合子的比例＝1%/19%＝1/19。(2)Ⅰ1和Ⅰ2正常，而Ⅱ1是患者，Ⅱ2正常，说明控制乙病的基因为隐性基因；如果Ⅰ1或Ⅱ3含该致病基因，则该病为常染色体隐性遗传，如果Ⅰ1或Ⅱ3不含该致病基因，则该病为伴X染色体隐性遗传。(3)若乙病基因位于X染色体上，根据上下代个体的遗传情况，可推知Ⅱ2的基因型为aaXBXb。Ⅲ3的基因型为1/2AaXBXB或1/2AaXBXb，自然人群中仅患甲病的男子的基因型为1/19AAXBY或18/19AaXBY。利用分解组合思想，后代中患甲病的概率＝1/19＋(18/19)×(3/4)＝29/38；患乙病的概率＝(1/2)×(1/4)＝1/8，则不患甲病的概率为1－29/38＝9/38，不患乙病的概率＝1－1/8＝7/8，则患病的概率＝1－(9/38)×(7/8)＝241/304。
答案：(1)常染色体显性遗传 1/19 (2)隐 Ⅰ1或Ⅱ3 (3)aaXBXb 241/304
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