第2节 现代生物进化理论的主要内容(一)
学 习 目 标
核 心 素 养
1．解释种群、基因库和基因频率的概念。
2.种群基因频率的计算和影响因素分析。(重、难点)
3.解释生物进化的实质。(重点)
1．通过用数学方法讨论基因频率的变化，掌握基因频率和基因型频率的相关计算。
2.结合某海岛上残翅和无翅昆虫的形成过程等事实，阐明突变和基因重组是生物进化的原材料。
3.通过探究自然选择对种群基因频率的影响，理解自然选择决定生物进化的方向。
一、种群是生物进化的基本单位
1．种群
(1)概念：三要素
(2)特点：种群是生物进化和繁殖的基本单位。
2．基因库
由一个种群中全部个体所含有的全部基因构成。
3．基因频率
一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。
二、突变和基因重组产生进化的原材料
1．可遗传的变异的来源
2．可遗传的变异是进化的原材料
(1)可遗传的变异的形成：基因突变产生的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型。
(2)可遗传的变异的特点
(3)可遗传的变异的结果：只提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。
3．可遗传的变异的利害性：变异的有利和有害是相对的，是由生存环境决定的。
4．种群基因突变数＝个体基因数×突变率×个体数。
三、自然选择决定生物进化的方向
1．原因：不断淘汰发生不利变异的个体，选择保留发生有利变异的个体。
2．选择的对象
(1)直接作用对象：个体的表现型。
(2)实质：决定表现型的基因。
3．选择的结果
(1)生物性状上：朝着有利变异的方向不断进化。
(2)基因上：种群基因频率会发生定向改变。
4．进化的实质：种群基因频率的改变。
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．一个池塘中全部的鱼是一个种群。 ( )
2．生物进化的实质是种群基因频率的变化。 ( )
3．自然选择决定了生物变异和进化的方向。 ( )
4．生物进化的原材料源于基因突变和基因重组。 ( )
5．自然选择过程中，直接受选择的是表现型。 ( )
提示：1．× 一个池塘中的鱼包括多个物种，而种群是同种生物所有个体的总和。
2．√
3．× 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。
4．× 基因突变、染色体变异和基因重组产生生物进化的原材料。
5．√
种群是生物进化的基本单位
[问题探究]
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%＝AA%＋1/2Aa%＝60%；a%＝aa%＋1/2Aa%＝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，XBXb有15人，XbXb有5人，XbY有11人，所以，Xb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%。
[归纳总结]
1．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%
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。
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。
题型三 X染色体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。
题型四 利用哈代—温伯格定律，由基因频率计算基因型频率
(1)成立前提
①种群非常大；②所有雌雄个体之间自由交配；③没有迁入和迁出；④没有自然选择；⑤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。
误区警示：伴X染色体遗传病中，男性中患者的表现型概率(色盲)＝相关基因型(XbY)的频率＝相关基因(b)的频率。
2．自交、自由交配与基因频率改变的关系
(1)自交是指基因型相同的个体交配，雌雄同株植物是指自花传粉。结果是杂合基因型频率降低，纯合基因型频率增加，在无选择条件下，各基因频率不变。
(2)自由交配是指种群内不同基因型的个体间相互交配。在无选择的条件下，基因频率、基因型频率均保持不变，相关计算可按哈代—温伯格定律进行。
(3)只要种群的基因频率不变，即使基因型频率改变，种群也未发生进化。
1．果蝇的长翅(V)和残翅(v)由一对常染色体上的等位基因控制。假定某果蝇种群有20 000只果蝇，其中残翅果蝇个体数量长期维持在4%，若再向该种群中引入20 000只纯合长翅果蝇，在不考虑其他因素影响的前提下，关于纯合长翅果蝇引入后种群的叙述，错误的是( )
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%
B [因该果蝇种群vv的基因型频率为4%，由遗传平衡定律公式算出v＝0.2，V＝0.8，进而计算出引入纯种长翅果蝇前，基因型为vv的果蝇有0.04×20 000＝800(只)，基因型为Vv的果蝇有2×0.2×0.8×20 000＝6 400(只)，VV有0.8×0.8×20 000＝12 800(只)。引入20000只纯合长翅果蝇后，基因频率v＝(800×2＋6 400)/(40 000×2)＝0.1，V＝1－0.1＝0.9，故A正确、B错误；因Vv、vv的数目不变，而该种群的总数增加一倍，所以Vv、vv的基因型频率降低了50%，C、D正确。]
2．在一个随机交配的中等大小的种群中，经调查发现控制某性状的基因型只有两种：AA基因型的频率为20%，Aa基因型的频率为80%，aa基因型(致死型)的频率为0。那么随机交配繁殖一代后，AA基因型的个体占( )
A．1/5 B．1/4
C．3/7 D．11/21
C [根据题干信息，亲代中，A的基因频率为20%＋80%×(1/2)＝60%，a基因的频率为80%×(1/2)＝40%。随机交配得到的子一代的基因型及其比例为AA∶Aa∶aa＝(60%×60%)∶(2×60%×40%)∶(40%×40%)＝36%∶48%∶16%。又因aa基因型为致死型，故随机交配繁殖一代后，AA基因型的个体占36%/(36%＋48%)＝3/7。]
现代生物进化理论的主要内容
[问题探究]
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：不是。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．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．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：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。
[归纳总结]
1．理解“可遗传的变异”的含义
(1)来源：基因突变、基因重组以及染色体变异。其中基因突变和染色体变异统称为突变，都能产生新的基因型，但只有基因突变能产生新的基因。
(2)数量大
①突变数大：突变的频率虽然很低，但一个种群往往由许多个体组成，而且每一个个体的每一个细胞都含有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量的突变。
②基因重组：基因突变产生的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型，从而使种群出现大量的可遗传变异。
(3)意义：为生物进化提供原材料，但不能决定生物进化的方向。
2．自然选择决定生物进化的方向
(1)在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会逐渐提高。具体过程是：
种群中产生变异(不定向)(定向)―→基因频率定向改变―→生物朝一定方向进化。
(2)自然选择的对象
①直接对象是生物的表现型。
②间接对象是相关的基因型。
③根本对象是与表现型相对应的基因。
(3)生物进化的实质：种群基因频率的改变。
(4)生物进化的方向：变异是不定向的，自然选择是定向的，定向的自然选择决定了生物进化的方向。
1．下列有关变异和进化的说法中，正确的是( )
A．自然选择决定了基因突变的方向
B．若没有外界因素的影响，基因就不会发生突变
C．自然界中即使没有突变发生，生物也会进化
D．在生物进化过程中，显性基因频率比隐性基因频率增加得快
C [基因突变是不定向的，自然选择决定生物进化的方向，但不能决定基因突变的方向，A错误；若没有外界因素的影响，在生物体内部因素的作用下，基因也会发生突变，B错误；突变和基因重组、自然选择等都会导致种群的基因频率发生变化，因此自然界中即使没有突变发生，生物也会进化，C正确；在生物进化过程中，种群基因频率总是变化的，而基因频率的改变方向决定于自然选择，显性基因频率与隐性基因频率增加的快慢取决于哪种性状表现更能适应当前环境，D错误。]
2．桦尺蠖的体色受一对等位基因控制，其中黑色(S)对浅色(s)为显性。将某桦尺蠖种群分成两组，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就是种群基因频率的变化
B [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。]
[课堂小结]
知 识 网 络 构 建
核 心 语 句 归 纳
1．一个种群中全部个体所含有的全部基因称为基因库。
2.种群是生物进化的基本单位。
3.突变和基因重组产生进化的原材料。
4.自然选择决定生物进化的方向。
5.生物进化的实质是基因频率的改变。
1．下列关于种群的叙述中，错误的是 ( )
A．种群是生物进化和繁殖的基本单位
B．一个池塘中的全部鱼是一个种群
C．一个种群中的全部基因构成该种群的基因库
D．种群内的个体会死亡，但基因库却可在代代相传的过程中得到保持和发展
B [一个池塘中的全部鱼一般都由多种不同的鱼组成，属于不同的物种，不能构成一个种群。]
2．根据现代生物进化理论判断，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
C [变异是不定向的，自然选择不能决定生物变异的方向，但能决定生物进化的方向，A错误；生物进化的实质是种群基因频率的改变，B错误；通过遗传能使种群基因频率的改变在前后代保持一定的连续性，C正确；种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而增大，D错误。]
3．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，大部分是个体比较大、变异类型特殊的，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，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，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。]
4．某植物种群中，r基因纯合的个体不能存活。已知该种群的基因型分别为YYRR、YyRR、yyRR、YYRr、YyRr、yyRr，它们的基因型频率依次为30%、20%、20%、10%、10%、10%。则Y和y的基因频率依次为( )
A．55%和45% B．45%和55%
C．27.5%和22.5% D．22.5%和27.5%
A [基因频率是该基因占所有等位基因数的比率，而与非等位基因无关，由题中数据可知，YY占40%，Yy占30%，yy占30%，所以Y的基因频率为40%＋30%×(1/2)＝55%，y的基因频率为45%。]
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)一个种群中所有个体所含的全部基因，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 (2)8/9 (2)不定向 自然选择 (3)是 种群基因频率已经改变
教材课后习题 (教师用书独具)
一、基础题
1．C 种群是指生活在一定区域的同种生物的全部个体。
2．C 在一对等位基因中，一个基因的频率＝含该基因的纯合子的基因型频率＋杂合子的基因型频率×(1/2)。故基因B的频率为18%＋78%×(1/2)＝57%，基因b的频率为1－57%＝43%。
3．C 环境温度变化，突变体的生存能力发生变化，这说明突变的有害或有利取决于环境条件。
4．突变和基因重组产生进化的原材料。如果没有突变，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，也就不可能进化。
二、拓展题
1．提示：如选择育种和杂交育种。
2．提示：如果气候等其他条件也合适，并且这个种群具有一定的繁殖能力，该种群的个体数会迅速增加。否则，也可能仍然处于濒危状态甚至绝灭。
课件53张PPT。第7章 现代生物进化理论第2节 现代生物进化理论的主要内容(一)繁殖进化一定区域全部同种全部等位基因数全部全部基因突变突变染色体变异
等位基因有性生殖基因型生物进化的方向随机性不定向性
相对生存环境突变率
不利变异有利变异表现型基因
有利基因频率定向基因频率种群是生物进化的基本单位 现代生物进化理论的主要内容 点击右图进入…Thank you for watching !第2节 现代生物进化理论的主要内容(二)
学 习 目 标
核 心 素 养
1．理解物种的概念。(重点)
2.分析隔离在物种形成中的作用。(重、难点)
3.说出生物共同进化与生物多样性的关系。
1．通过分析和讨论，解释物种的概念。
2.结合加拉帕戈斯群岛上地雀的形成过程，构建模型，说明隔离在物种形成中的作用。
3.通过对具体实例的分析，简述生物的共同进化。
一、隔离与物种的形成
1．隔离与物种
(1)物种
概念
(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：
项目
类型
发生范围
结果
生殖隔离
不同物种间
a．不能相互交配
b.即使交配成功，也不能产生可育后代
地理隔离
同种生物
使种群间不能发生基因交流
2.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。
二、共同进化与生物多样性的形成
1．共同进化
(1)概念
(2)实例
2．生物多样性的形成
(1)生物多样性的含义
(2)生物多样性的形成过程
3．生物进化理论在发展
(1)观点1：大量的基因突变是中性的，决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择。
(2)观点2：物种形成并不都是渐变的过程，而是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。
(3)影响广泛的观点：以自然选择学说为核心的生物进化理论。
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．种群基因频率改变一定导致新物种的形成。 ( )
2．存在生殖隔离的两种群，不一定存在地理隔离。 ( )
3．不同的生物之间的相互影响形成了生物的多样性。 ( )
4．中性突变理论认为决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累。
( )
提示：1．× 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。
2．√
3．× 生物多样性的形成不仅包括不同生物之间的相互影响，还包括生物和无机环境之间的相互影响。
4．√
隔离与物种的形成
[问题探究]
1．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。
2．如何判断两种动物是否为同一物种？
提示：两种动物杂交，若产生可育后代则为同一物种，否则不是。
3．生物进化了一定能产生新物种吗？
提示：不一定，必须出现生殖隔离。
[归纳总结]
1．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。
2．物种形成的两种方式
(1)渐变式
此方式经过长期的地理隔离达到生殖隔离，形成新物种。
(2)爆发式
此方式通过异源多倍体的染色体变异方式形成新物种，一旦出现，在很短时间内即可形成生殖隔离(基因频率改变)。
3．物种形成的三个环节
(1)内容
①突变和基因重组产生进化的原材料。
②自然选择决定生物进化的方向。
③隔离导致物种形成。
(2)关系图
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．如图表示渐进式新物种形成的基本环节，对图示的相关分析正确的是( )
A．图中①表示基因突变和基因重组，为进化提供了原材料
B．图中②表示地理隔离，地理隔离使种群间基因交流受阻
C．图中③表示生殖隔离，指两种生物不能交配且不能产生可育后代
D．种群基因型频率的改变一定会导致新物种形成
B [基因突变、基因重组和染色体变异为生物进化提供原材料，A错误；地理隔离使种群间基因交流受阻，当地理隔离导致种群基因库的差别较大时，就可能产生生殖隔离，进而形成新的物种，B正确；生殖隔离是指自然状态下，个体不能交配或者交配后不能产生可育的后代，C错误；种群基因频率的改变是生物进化的实质，不一定会导致新物种形成，D错误。]
2．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是不同物种
B [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由于存在地理隔离，种群的基因频率在各自的环境下，向不同的方向改变，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错误。]
共同进化与生物多样性的形成
[问题探究]
1．请用生物进化论的观点分析生物多样性形成的原因。
提示：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．根据你的理解，分析三种生物多样性之间的关系。
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，反过来物种多样性和生态系统多样性又影响基因多样性。
3．物种之间的共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的吗？
提示：不是。物种之间的共同进化有通过种间互助实现的，如某种兰花和专门给它传粉的蛾；也有通过种间斗争实现的，如猎豹和斑马。
[归纳总结]
1．共同进化
(1)实例
①某种兰花具有细长的花矩某种蛾类具有细长的吸管似的口器。
②斑马的奔跑速度加快猎豹的奔跑速度加快。
③生物影响环境、环境影响生物：地球最早是无氧环境→厌氧生物→光合生物出现→空气中有了氧气→出现好氧生物。
(2)共同进化的概念：不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是共同进化。
说明：①不同物种之间的影响既包括种间互助，也包括种间斗争。任何一个物种都不是单独进化的。
②无机环境的选择作用可定向改变种群的基因频率，导致生物朝着一定方向进化；生物的进化反过来又会影响无机环境。
③共同进化是千姿百态的物种和多种多样的生态系统的形成原因。
2．生物多样性的形成
(1)生物多样性的内容：包括基因多样性、物种多样性、生态系统多样性。
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。
(2)生物多样性各层次间的关系
基因多样性是形成物种多样性和生态系统多样性的基础，反过来物种多样性和生态系统多样性又影响基因多样性。
1．不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，下列不属于共同进化实例的是( )
A．猎豹捕食斑马
B．某种长有细长花矩的兰花和生有细长口器专门为它传粉的蛾
C．草原上狼的灭绝造成鹿的数量剧增
D．昆虫的保护色越来越逼真，而它们天敌的视觉也越来越发达
C [猎豹捕食斑马是二者相互选择的结果，属于共同进化，A不符合题意；某种长有细长花矩的兰花和生有细长口器专门为它传粉的蛾是通过长期的共同进化形成的，B不符合题意；草原上狼的灭绝造成鹿的数量剧增不属于共同进化，这种情况由于鹿群缺乏捕食者的选择作用，很可能会退化，C符合题意；昆虫的保护色越来越逼真，能够避免被天敌捕食，而它们的天敌视觉越来越发达，以方便捕食昆虫，这是双方在相互选择中共同进化，D不符合题意。]
2．关于生物进化理论发展的叙述，不正确的是( )
A．大多数情况下生物的进化导致生物对环境的相对适应
B．寒武纪生物大爆发支持达尔文进化渐进观点
C．生物进化是通过传代过程中基因频率的变化而实现的
D．中性的分子进化属于既无利也无害的基因突变
B [由于长期的自然选择，大多数情况下生物的进化导致生物对环境的相对适应，A正确；达尔文进化理论不能解释许多物种在短时间内迅速形成的现象，例如寒武纪生物的大爆发，B错误；生物在不断进化过程中，基因频率也发生着变化，C正确；中性突变是指这种突变对生物体的生存既没有好处，也没有害处，D正确。]
[课堂小结]
知 识 网 络 构 建
核 心 语 句 归 纳
1．生殖隔离是物种形成的标志。
2.隔离是物种形成的必要条件。
3.共同进化导致生物多样性的形成。
4.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。
1．下列选项形成了新物种的是( )
A．二倍体西瓜经秋水仙素处理成为四倍体西瓜
B．桦尺蠖体色的基因频率由S(灰色)95%变为s(黑色)95%
C．马与驴交配产生了骡子
D．克隆羊“多利”
A [A项中，四倍体西瓜自交能产生可育后代，且与二倍体西瓜存在生殖隔离，说明四倍体西瓜属于一个新物种；B项中，基因频率发生了改变，说明生物进化了，但未突破物种的界限，仍属于同一物种；C项中，骡子不育，不是一个物种；D项中，“多利”是无性繁殖产生的，其遗传组成基本不变，仍属原来的物种。]
2．如图A、B、C表示3个自然条件有差异的地区，地区间的分界线表示存在一定的地理隔离。A地区的某些个体由于某些机会开始分布到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。下列有关说法正确的是( )
A．上述过程说明地理隔离是新物种形成的标志
B．甲、乙两个种群的基因库存在较大差异，不能进行基因交流
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、丙种群存在生殖隔离，两个种群的基因库组成完全不同
B [生殖隔离是新物种形成的标志；甲、乙两个种群的个体为不同物种，不同物种间存在生殖隔离，因此两个种群的基因库存在较大差异，且不能进行基因交流；乙、丙两个种群存在生殖隔离，且两种群的基因频率不相同；甲、丙种群存在生殖隔离，但两个种群的部分基因库组成可能相同。]
3．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
C [兰花花矩的变异是不定向的，蛾的口器和兰花花矩起到相互选择的作用。任何一个物种都不是单独进化的，生物与无机环境以及生物与生物之间都存在着进化上的密切联系。蛾的口器与花矩的相互适应正是共同进化的结果。新物种形成的标志是与原来的物种形成生殖隔离，隔离是新物种形成的必要条件。]
4．在南美洲加拉帕戈斯群岛的不同岛屿上分别生活着15个陆生龟种群，它们的形态各异，食性和栖息场所也各不相同。研究发现，它们是由南美洲西海岸大陆龟进化而来的，都保留着南美洲西海岸大陆龟类的痕迹，但它们部分种群间杂交无法得到后代或杂交后代不育。根据以上信息分析，下列叙述正确的是( )
A．陆生龟进化的实质是种群基因频率的改变，进化的结果不一定形成新物种
B．陆生龟新物种的形成经历了基因突变、自然选择、隔离三个基本环节
C．陆生龟发生的变异决定了其进化的方向
D．刚开始进化时，不同岛屿的龟种群由于生殖隔离而不能进行基因交流
A [生物进化的实质是种群基因频率的改变，生物进化不一定会形成新物种，新物种形成的标志为生殖隔离的产生，A正确；新物种形成的三个基本环节：突变和基因重组(基因突变、基因重组和染色体变异)、自然选择和隔离，B错误；变异是不定向的，自然选择决定生物进化的方向，C错误；刚开始进化时，不同岛屿上的龟种群由于地理隔离而不能进行基因交流，D错误。]
5．加拉帕戈斯群岛由许多互不相连、彼此独立的小岛组成。1835年，达尔文发现该群岛上有地雀13种，如图表示这13种地雀之间的进化关系。
(1)从图中可以看出，这些不同种的地雀都是由________这一共同祖先进化而来的。
(2)每一种地雀都有其特定的觅食场所，这些场所分布在不同的小岛上。每一种地雀喙的大小、形状、尺寸等性状均存在差异，这是各小岛上不同的________因素作用的结果。该因素在地雀的进化过程中起到了________的作用。
(3)由于各小岛彼此独立，生活在这些小岛上的原始地雀之间存在着______________隔离。在长期的进化历程中，各个小岛上的地雀分别累积各自的有利变异，从而彼此之间逐渐形成______________隔离，最终形成了地雀新种。
(4)若某个小岛上的地雀均为莺雀，则该小岛上的全部莺雀个体称为______________。这是生物进化的____________。
(5)加拉帕戈斯群岛上的13种地雀体现了生物的______________多样性。
[解析] (1)分析图示可知，这些不同种的地雀都是由共同祖先——南美洲地雀进化而来的。(2)喙是用来取食的，地雀喙存在差异，是各小岛上不同的食物因素作用的结果。食物因素在地雀的进化过程中起到了选择的作用。(3)由于小岛彼此独立，原始地雀之间存在地理隔离，在长期进化过程中由于各自有利变异的积累，产生了生殖隔离。(4)生活在一定地域内的同种生物的总和称为种群，种群是生物进化的基本单位。(5)该群岛上的13种地雀体现了生物的物种多样性。
[答案] (1)南美洲地雀 (2)食物 选择 (3)地理 生殖 (4)种群 基本单位 (5)物种
教材课后习题 (教师用书独具)
一、基础题
1．(1)√ (2)√ (3)√
2．生活在峡谷北侧的种群发生了突变，由于突变的随机性，同样的突变没有发生在峡谷南侧的种群中。由于这两个种群被河流隔开，彼此没有交配的机会，也就是没有基因的交流，所以两个种群发生明显的分化，有可能演变成两个物种。
二、拓展题(略)
课件59张PPT。第7章 现代生物进化理论第2节 现代生物进化理论的主要内容(二)可育相互交配自由交流种群自然条件
不同相互交配同种可育基因交流基因交流突变基因重组食物栖息条件基因频率隔离基因库相互选择传粉自然选择学说中性的中性突变自然选择长期稳定迅速形成新种隔离与物种的形成 共同进化与生物多样性的形成点击右图进入…Thank you for watching !课时分层作业(二十)
(建议用时：25分钟)
[合格基础练]
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 [基因库是一个种群的全部个体所含的全部基因，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；种群是生物繁殖的基本单位，所以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．已知aa在某一种群9%，那么该性状的AA、Aa基因型个体出现的频率分别约为( )
A．0.9、0.82 B．0.36、0.55
C．0.49、0.42 D．0.18、0.73
C [已知隐性性状即aa的基因型频率为9%，那么a基因的频率为0.3，则A基因的频率为1－0.3＝0.7。在理想的状态下，运用遗传平衡公式进行计算：AA的基因型频率为0.7×0.7＝0.49；Aa的基因型频率为2×0.7×0.3＝0.42，C正确。]
3．某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1%，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． B.
C. D.
A [设该常染色体遗传病基因用A、a来表示，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。常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1%，根据遗传平衡定律可以得出丈夫的基因型为AaXBY的概率是2/11，所以后代同时患两种病的概率为2/11×1/4×1/4＝1/88。]
4．原鸡经过人类长时间的饲养、驯化逐渐形成现在的家鸡，即使是家鸡，也分化成为很多品种，比如长尾巴的观赏鸡、善斗的斗鸡等。以下与此有关的说法中不正确的是( )
A．原鸡形成家鸡的过程中，必然有基因频率的变化
B．突变和基因重组为多个品种的形成提供了必要的基础
C．在原鸡的驯化过程中，人类对鸡起到了选择的作用
D．若不经人类的驯养，原鸡种群中将不会出现长尾基因
D [原鸡到家鸡的变化，实际上就是进化，进化过程中必然伴随有基因频率的变化，A正确；多个品种的形成也是进化，突变和基因重组为进化提供原材料，B正确；人类根据自己的需要，淘汰不需要的类型，保留需要的类型，起到了选择作用，C正确；长尾基因的出现是突变的结果，突变是不定向的，与人类的驯养无关，人类只是对长尾和短尾等不定向变异进行了选择，D错误。]
5．某一自由交配的昆虫种群，控制昆虫某性状的不同基因型及相应个体数目分别是AA＝77，Aa＝94，aa＝29。下列分析错误的是( )
A．该昆虫种群A的基因频率为0.62，a的基因频率为0.38
B．如果若干代后A基因频率不变，则说明该种群没有发生进化
C．种群自由交配的结果是基因频率发生改变，基因型频率不改变
D．若下一代有500个个体，则杂合子约有236个
C [A的基因频率是0.62，a的基因频率为0.38，因此若下一代有500个个体，则杂合子(Aa)的个体约有2×0.62×0.38×500≈236(个)，A、D项正确；生物进化的实质是种群基因频率发生改变，故B项正确；种群自由交配的结果是基因频率不变，基因型频率也不发生变化，C项错误。]
6．在19世纪中叶以前，英国曼彻斯特地区的桦尺蠖几乎都是浅色型(s)的，随着工业的发展，工厂排出的煤烟逐渐将树皮熏成黑褐色，到了20世纪中叶，黑色型(S)的桦尺蠖成了常见类型。下列与此相关的叙述中正确的是( )
A．自然选择的方向发生了改变，所以自然选择是不定向的
B．桦尺蠖种群进化过程中接受选择的是各种基因型的个体
C．该地区桦尺蠖种群进化过程中Ss的基因型频率不会改变
D．长时间的环境污染导致s基因突变成S基因的频率增加
B [自然选择是定向的，故A错误。自然选择直接作用于表现型，选择的是各种基因型的个体，故B正确。Ss个体对应的表现型为黑色，适应环境，通过选择，其基因型频率增加，故C错误。通过自然选择，S基因的频率增加，故D错误。]
[等级过关练]
7．在用杀虫剂防治某种害虫时，敏感型个体容易被杀死，抗药型个体易生存，但在越冬期，容易生存下来的却是敏感型个体。下列分析错误的是( )
A．害虫种群中出现的变异是不定向的，为自然选择提供丰富原材料
B．抗药基因在使用杀虫剂前已经存在，抗药基因的出现，对该害虫来说一定是有利的
C．若停止使用杀虫剂，抗药基因频率会逐年下降，害虫种群在不断进化
D．该实例说明杀虫剂和严寒通过定向改变种群基因频率决定害虫进化的方向
B [生物的变异是不定向的，能为自然选择提供原材料，A正确；抗药基因在使用杀虫剂前已经存在，在杀虫剂使用之后，抗药基因的出现对该害虫来说是有利的，但在越冬期抗药基因对害虫来说是有害的，B错误；杀虫剂对抗药基因起到选择作用，若停止使用杀虫剂，抗药基因频率会逐年下降，种群基因频率的变化标志着生物的进化，C正确；杀虫剂使得敏感型个体容易被杀死，抗药型个体易生存，而严寒使敏感型个体生存下来，表明杀虫剂和严寒可通过定向改变种群基因频率决定害虫进化的方向，D正确。]
8．一对等位基因(F、f)位于常染色体上，经调查，某兔群中雌兔的基因型及其频率为FF(30%)、Ff(60%)、ff(10%)；雄兔的基因型及其频率为FF(20%)、Ff(40%)、ff(40%)。假设该兔群中雌雄个体随机交配，且后代生活力一致，则子代中( )
A．基因型频率改变，该群体发生了进化
B．Ff基因型频率为52%
C．F基因的频率在雌兔中为60%、在雄兔中为40%
D．雌兔、雄兔的基因型频率不同，进化方向不同
B [生物进化的实质是种群基因频率的改变，子代基因型频率改变不能说明该种群发生了进化，A错误。由题意可知，雌兔的基因型频率为FF(30%)、Ff(60%)、ff(10%)，雌兔产生的卵细胞的基因型及所占比例是F＝30%＋(1/2)×60%＝60%，f＝10%＋(1/2)×60%＝40%；雄兔的基因型频率为FF(20%)、Ff(40%)、ff(40%)，雄兔产生的精子的基因型及所占比例是F＝20%＋(1/2)×40%＝40%，f＝40%＋(1/2)×40%＝60%。因此自由交配后子代的基因型及比例是FF∶Ff∶ff＝(60%×40%)∶(60%×60%＋40%×40%)∶(40%×60%)＝24%∶52%∶24%，B正确。自由交配后子代的基因频率为F＝24%＋(1/2)×52%＝50%，f＝50%，因此子代中F基因的频率在雌兔、雄兔中相同，均为50%，C错误。生物进化的基本单位是种群，同一种群中雌雄个体进化方向相同，D错误。]
课时分层作业(二十一)
(建议用时：25分钟)
[合格基础练]
1．下列关于物种的叙述，正确的是( )
①不同种群的生物肯定不属于同一个物种 ②具有一定形态结构和生理功能，能相互交配且产生可育后代的一群生物个体 ③隔离是形成新物种的必要条件 ④在物种形成过程中必须有地理隔离和生殖隔离
A．①②④ B．①②③④
C．②③ D．③④
C [物种是指分布在一定的自然区域，具有一定形态结构和生理功能，而且在自然状态下能够相互交配和繁殖，并能够产生出可育后代的一群生物个体。其概念范围比种群要大，例如，东北虎和华南虎虽属两个种群，但属同一物种。隔离是物种形成的必要条件，物种形成的方式有多种，经过长期的地理隔离而达到生殖隔离只是比较常见的一种方式。]
2．大约一万年前，某大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成甲、乙两个种群，两个种群所发生的变化如下图所示，下列叙述正确的是( )
A．地球上新物种的形成都必须先经历a过程，最终达到生殖隔离
B．b过程的实质就是定向改变种群的基因频率，使生物能够定向进化
C．①～⑥只能表示新物种形成过程中，基因突变是不定向和随机的
D．品系1和品系2种群基因库出现了差异，立刻形成物种1和物种2
B [图中a过程表示地理隔离，物种的形成不一定经过地理隔离，如多倍体的形成；b过程表示自然选择，其可定向改变种群的基因频率，导致生物发生进化；①～⑥表示可遗传的变异，可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异，三者均是不定向的；当品系1和品系2种群基因库出现了较大差异，即产生生殖隔离时才会导致新物种的形成。]
3．世界自然基金会发表报告指出，1998～2008年这10年间，在新几内亚岛上发现了1 060种新物种，其中有12种为哺乳动物，如居住在火山里的羊毛鼠、惹人喜爱的扁鳍海豚等。下列关于共同进化与生物多样性形成的叙述中，正确的是( )
A．物种之间的共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的
B．生物多样性的形成过程也就是新的物种不断形成的过程
C．一个物种的形成或灭绝会影响到其他若干物种的进化
D．不同物种之间在相互影响中不断进化和发展，这就是共同进化
C [物种之间的共同进化也可能是种间互助，如兰花与专门给它传粉的蛾；新物种不断形成是生物多样性形成的基础；一个物种的形成与灭绝会影响到与之相关的其他若干物种；共同进化指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。]
4．某种白色蚜虫的部分个体，由于与真菌进行基因交换而获得合成色素的基因，所以有了绿色、橙色等类型。有研究表明，在光下绿色个体较白色个体产生更多的ATP，橙色个体在光下较在黑暗处产生更多的ATP。下列有关分析中错误的是( )
A．绿色蚜虫和橙色蚜虫的出现是基因突变的结果
B．绿色蚜虫和橙色蚜虫可能具有将光能转变为化学能的能力
C．绿色和橙色性状的出现为蚜虫进化提供了原材料
D．绿色蚜虫和橙色蚜虫的出现提高了生物多样性
A [某种白色蚜虫的部分个体，由于与真菌进行基因交换而获得合成色素的基因，所以有了绿色、橙色等类型。由此可知，绿色蚜虫和橙色蚜虫的出现是基因重组的结果，A项错误。]
5．下列关于生物进化的叙述，错误的是( )
A．某物种仅存一个种群，该种群中每个个体均含有这个物种的全部基因
B．虽然亚洲与澳洲之间存在地理隔离，但两洲人之间并没有生殖隔离
C．无论是自然选择还是人工选择作用，都能使种群基因频率发生定向改变
D．古老地层中都是简单生物的化石，而新近地层中含有复杂生物的化石
A [种群中所有个体含有的基因才是这个物种的全部基因；各大洲人之间并没有生殖隔离；无论是自然选择还是人工选择作用，都可使种群基因频率发生定向改变；生物进化的过程由简单到复杂，在没有受到破坏的情况下，越古老的地层中的化石所代表的生物结构越简单，在距今越近的地层中，挖掘出的化石所代表的生物结构越复杂。]
6．下图为太平洋岛屿鸟类的分布情况，甲岛分布着S、L两种鸟，乙岛的鸟类是S鸟的迁移后代，下列相关叙述错误的是( )
A．甲岛所有的鸟类称为一个种群
B．可遗传变异为乙岛鸟类进化提供了可能
C．乙岛的鸟类与S鸟可能具有生殖隔离
D．甲、乙岛的自然条件决定了鸟类的进化方向
A [根据题干信息可知，甲岛分布着S、L两种鸟，这两种鸟不是一个种群，A错误；可遗传变异包括基因突变、基因重组和染色体变异，能为生物进化提供原材料，B正确；乙岛的鸟类是S鸟的迁移后代，由于两个岛的环境不同，乙岛的鸟类可能与甲岛的S鸟产生生殖隔离，C正确；自然选择决定生物进化的方向，D正确。]
[等级过关练]
7．油菜物种甲(2n＝20)与乙(2n＝16)通过人工授粉杂交，获得的幼胚经离体培养形成幼苗丙，用秋水仙素处理丙的顶芽形成幼苗丁，待丁开花后自交获得后代戊若干。下列有关叙述正确的是( )
A．秋水仙素通过促进着丝点分裂，使染色体数目加倍
B．在幼苗丁的细胞分裂后期，可观察到36或72条染色体
C．丙到丁发生的染色体变化，决定了生物进化的方向
D．形成戊的过程未经过地理隔离，因而戊不是新物种
B [在有丝分裂过程中，秋水仙素的作用是在分裂前期抑制纺锤体的形成，从而达到使染色体数目加倍的目的，A错误；油菜物种甲、乙杂交，子代丙是异源二倍体，其染色体数为10＋8＝18，用秋水仙素处理其顶芽后，发育成的幼苗丁中部分细胞染色体加倍为36条，在该类细胞的有丝分裂后期，可观察到72条染色体，B正确；决定生物进化方向的是自然选择，不是丙到丁发生的染色体变化(染色体变异)，C错误；虽然形成戊的过程没有经过地理隔离，但是戊为异源四倍体，与二倍体物种甲、二倍体物种乙都存在生殖隔离，因而戊是新物种，D错误。]
8．研究人员对生长在山区中的某二倍体植物种群进行了两次调查，结果见下表。已知控制植株红花、黄花和白花性状的基因依次为R、r＋和r，且R对r＋、r为显性，r＋对r为显性。下列叙述错误的是( )
红花植株
白花植株
黄花植株
初次调查
64%
36%
0
二次调查
36%
25%
39%
A．基因突变是该植物花色基因频率变化的原因之一
B．该种植物所有个体的全部基因共同构成该种群的基因库
C．初次调查时种群中R的基因频率为40%，二次调查时为20%
D．基因r＋的产生与遗传为该植物基因多样性的形成奠定了基础
C [基因突变是该植物花色基因频率变化的原因之一，A正确；一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫做这个种群的基因库，B正确；由于不知道红花植株中RR、Rr和Rr＋各基因型的具体比例，所以不能确定种群中R基因的基因频率，C错误；基因r＋的产生与遗传为该植物基因多样性的形成奠定了基础，D正确。]
