(共40张PPT)
第二节 适应是自然选择的结果
课标阐释
学法指导
1.举例说明种群内普遍存在变异,具有优势性状的个体有生存和繁衍的优势。(生命观念)
2.阐明自然选择与生物进化的关系,举例说明自然选择导致适应。(科学思维)
3.说明在随机交配的种群中,种群的基因频率和基因型频率的稳定性。(生命观念、科学思维)
4.列举导致种群基因频率变化的因素。(生命观念)
1.联系生活经验,通过剖析具体的实例理解自然选择。
2.采取比较的方式理解相关概念,如人工选择与自然选择,同地和异地的物种形成等。
3.归纳规律,联系遗传与变异知识掌握基因频率和基因型频率的计算。
一、自然选择
1.种群内普遍存在着变异
(1)在种群的不同个体之间普遍存在着变异,这些变异至少一部分是可以遗传的。达尔文将个体间存在可遗传的变异视为自然选择的前提,形成适应的前提。
(2)生物通过突变产生新的基因,通过基因重组产生形形色色的基因型。
(3)一个特定基因在染色体上的位置称为基因座位。一个种群中往往有成千上万的基因座位中有两个或两个以上不同的等位基因。
2.优势性状的个体在特定环境中具有生存和繁殖的优势
(1)生物的繁殖能力很强,但是在自然界中,生物赖以生存的食物和空间是有一定限度的,因此任何生物在生活过程中都必须为生存而斗争。生物与生物之间会争夺食物、空间、配偶,生物要与干旱、寒冷等恶劣环境进行斗争,通过生存斗争,生存下来的个体就会大大减少。
(2)在生存斗争中,一定是具有优势性状的个体,更容易获得食物和空间,获得更多的生存和繁殖的机会。
3.自然选择导致生物更好地适应特定的生存条件
(1)适应是生物特有的一种现象。生命的结构及功能、行为、生活方式使该生物适合在一定环境条件下生存和延续。
(2)人工选择:人们根据自己的需要,把某些比较合乎要求的变异个体挑选出来,让它们保留后代;把其他变异个体淘汰掉,不让它们保留后代。经过连续数代的选择,人类所需要的变异被保存下来,微小变异因此积累成为显著变异,从而培育出新的品种。
(3)自然选择:自然界中的物种,其个体之间普遍存在变异,有些性状有利于个体在特定环境中存活和繁殖,另一些则是不利的。性状特征有助于其生存的个体较之没有这种特征的个体,能繁殖出更多的后代。
(4)同种生物的个体之间,只要个体之间存在着变异,而且某些变异性状影响了个体的存活和繁殖,从而使具有不同性状的个体之间在存活率和繁殖率上出现了差异,自然选择就发生作用。经过世世代代的选择,种群中相关的有利变异被保存下来并不断得到积累,微小变异积成显著变异,新的类型、新的物种由此产生。
(5)自然选择是进化的一个重要动力和机制。
预习反馈
1.判断正误
(1)在缺乏青草的环境下,长颈鹿种群中头和颈比较长的个体容易获得更高处的树叶,从而生存下来并繁殖后代,这就是自然选择。(
√
)
(2)人类不能创造变异,也不能防止变异的产生。但是,人们可以利用这些变异材料,通过选择的方法培育新的品种。(
√
)
(3)可遗传变异是自然选择的前提,也是生物进化的前提。(
√
)
(4)在工业区森林中,树干和岩石呈现深暗色,同时桦尺蠖种群中,黑色蛾逐渐取代了灰色蛾,这种变化是自然选择造成的。(
√
)
(5)自然选择不仅是进化的唯一因素,也是适应进化的唯一因素。(
×
)
2.(2020温州高二上学期期末B)关于自然选择,以下说法正确的是( )
A.自然选择的直接对象是具有不同基因型的个体
B.自然选择是生物进化的唯一因素
C.自然选择导致生物的不定向变异积累成定向变异
D.自然选择作用于存活率和繁殖率有差异的个体
解析:若变异性状影响个体的存活和繁殖,自然选择就发生作用,D项正确。
答案:D
二、遗传平衡定律
1.基因库:一个生物种群的全部等位基因的总和。
2.基因频率:在种群中,某一个等位基因的数目占这个基因可能出现的所有等位基因总数的比例。
3.基因型频率:每种基因型个体数占种群总个体数的比例。
4.遗传平衡定律
在一个大的随机交配的种群里,基因频率和基因型频率在没有迁移、突变、选择的情况下,世代相传不发生变化。有许多因素能够打破平衡使种群基因频率发生变动,如:突变、基因迁移、遗传漂变、非随机交配、自然选择。
预习反馈
1.判断正误
(1)假定一个豌豆种群全部由白花豌豆组成,则白花基因频率为100%,紫花基因的频率为0。(
√
)
(2)基因型频率指在种群中某一个等位基因的数目占这个基因可能出现的所有等位基因总数的比例。(
×
)
(3)有许多因素能够打破平衡使种群基因频率发生变动,如随机交配等。(
×
)
(4)大多数突变是有害的,少数突变基因是有利的,有利突变尽管可能被保留和扩增,但对基因库来说没有大的变化。(
×
)
(5)在一个种群中,所有雄性个体和所有的雌性个体交配的机会一般来说是相等的。(
×
)
2.下列关于生物进化及某些概念的叙述,正确的是( )
A.所有含等位基因的个体构成了该种群的基因库
B.同一物种的不同种群的个体间通常可相互交配
C.易位会导致基因座位的改变
D.某豌豆种群中,亲代基因型AA、aa各占40%、20%,则在自然条件下,F1中aa的基因型频率为16%
解析:一个生物种群的全部等位基因的总和称为基因库,A项错误;同一物种的不同种群的个体由于环境等因素,通常不可以相互交配,B项错误;易位会导致基因座位的改变,C项正确;由题意知,AA=40%,aa=20%,则Aa=1-40%-20%=40%,F1中aa的基因型频率是:aa=20%+40%×1/4=30%,D项错误。
答案:C
三、现代生物进化理论为地球上的生命史提供了科学的解释
1.自然选择学说能够科学地解释生物进化的原因,生物的多样性和适应性都是自然选择的结果。
2.现代生物进化理论认为,个体不是进化的单位,种群才是进化的单位。在自然界中,由于存在基因突变、基因重组和自然选择等因素,种群的基因频率总是在不断变化的,生物进化的过程实质上就是
种群基因频率发生变化的过程。
3.异地的物种形成:一个初始种群,因环境隔离因素(如地理障碍)而分隔成两个种群。由于新种群形成时可能发生的遗传漂变,它们所处的环境条件不同,自然选择所保留的和淘汰的基因型不同,两个种群的遗传组成出现差异。由于两个种群彼此处于隔离状态,它们之间的遗传差异避免了因基因交流(个体的迁入和迁出)而减弱,甚至消失。随着时间的推移,种群间的遗传差异积累,最后达到种群间完全的生殖隔离。当它们再度相遇时,已经不能相互交配了,从而形成新的物种。
4.同地的物种形成:在自然界,通过一些途径可以使植物细胞的染色体数目加倍,染色体数目加倍的生物与亲本之间出现生殖隔离,这个染色体数目加倍的生物就是一个新的物种。这个新物种是在亲本物种所在地区产生的,即同地的物种形成。
预习反馈
1.判断正误
(1)能够在自然状态下相互交配并产生可育后代的一群生物称为一个物种。(
√
)
(2)生殖隔离就是不同物种之间一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能产生可育的后代的现象。(
√
)
(3)生物进化的实质是种群基因型频率的改变。(
×
)
(4)曼彻斯特地区的桦尺蠖,工业革命前后,种群中不同体色的个体数量发生了很大变化,种群的基因频率发生了定向的改变,说明种群在进化。(
√
)
(5)新物种的形成一定是通过地理障碍产生了生殖隔离。(
×
)
2.(2020嘉兴高二上学期期末)变异、选择和隔离是新物种形成中的重要环节,下列叙述错误的是( )
A.新物种的形成不一定要经过长期的地理隔离
B.物种形成过程中种群的基因库通常不发生变化
C.新种群形成时可能会发生遗传漂变
D.新形成的物种通常对环境较适应
解析:有些新物种形成可以不经过地理隔离而直接产生生殖隔离,如用秋水仙素处理植株的分生组织,形成多倍体,A项正确;物种形成过程中种群的基因库通常发生改变,B项错误;一般情况下,种群的生物个体的数量越少,种群中基因就越容易发生遗传漂变,新种群形成时可能会发生遗传漂变,C项正确;新物种的形成说明生物适应新环境,意味着生物能够以新的方式利用环境条件,D项正确。
答案:B
探究点一
探究点二
探究点三
人工选择与自然选择
问题情境
下图为人工选择培育出的鸡的新品种。思考解决下列问题。
探究点一
探究点二
探究点三
1.鸡的新品种在形态、功能上的差异称为什么?鸡的雌雄是不是一对相对性状?
提示:变异。是。
2.这些品种的鸡是怎样选择出来的?
提示:人们根据自己的需要,把某些比较合乎要求的鸡的变异个体挑选出来,让它们保留后代,把其他变异个体淘汰掉,不让它们保留后代。经过连续数代的选择,人类所需要的变异被保存下来,微小变异因此积累成为显著变异,从而培育出新的品种。
3.选择培育这些鸡起主要作用的是什么?自然界中有类似情况吗?
提示:人工选择起主要作用的是人。自然界中由环境来选择。
探究点一
探究点二
探究点三
典例剖析
兰花螳螂的步足演化出现了类似花瓣的构造和颜色,还能随花色的深浅调整身体的颜色,使它能在兰花丛中等候以捕食猎物。兰花螳螂的这种演化是( )
A.突变后经人工选择的结果
B.人工选择后再突变的结果
C.突变后经自然选择的结果
D.自然选择后再突变的结果
探究点一
探究点二
探究点三
解析:兰花螳螂的步足存在不定向的变异,步足的构造和颜色,有的与花瓣差异较小,有的与花瓣的差异较大,在生长着兰花的特定环境的选择下,步足的构造和颜色与花瓣的差异较大的兰花螳螂被淘汰,而与花瓣差异较小的兰花螳螂生存的机会增多,并通过繁殖将该性状遗传给后代。经过世世代代的选择,兰花螳螂的步足演化出现了类似花瓣的构造和颜色,还能随花色的深浅调整身体的颜色。可见,兰花螳螂的这种演化是突变后经自然选择的结果。
答案:C
探究点一
探究点二
探究点三
归纳提升
人工选择与自然选择
项目
人工选择
自然选择
概念
人们根据自己的需要,把某些比较合乎要求的变异个体挑选出来,让它们保留后代,把其他变异个体淘汰掉,不让它们保留后代
自然界中,环境条件以某种方式选择用以繁殖后代
目的
满足人们的需要
使性状有利于个体在特定环境中存活和繁殖
对象
家养生物
自然界中的生物
探究点一
探究点二
探究点三
归纳提升
人工选择与自然选择
项目
人工选择
自然选择
过程
直接淘汰不合乎要求的变异个体,不让其保留后代
自然界中个体之间存在变异,存在不同的性状特征,有些性状特征有利于个体在特定环境中存活和繁殖,被保留下来,而不利的个体则被淘汰
结果
培育出人类需要的新品种
优胜劣汰,适者生存。通过世代的选择,微小变异积累成显著变异,可以产生新的类型或新的物种
探究点一
探究点二
探究点三
活学活练
1.观赏鱼锦鲤有很多漂亮的品种,这些品种的产生主要是由于( )
A.自然选择
B.人工选择
C.定向突变
D.生存斗争
解析:观赏鱼锦鲤有很多漂亮的品种,这些品种的产生主要是人们根据自己的喜好选择的结果。
答案:B
探究点一
探究点二
探究点三
2.下列关于生物进化的叙述,错误的是( )
A.人类滥用抗生素会导致细菌抗药性逐渐增强
B.二倍体西瓜和四倍体西瓜不能进行基因交流
C.自然选择能定向改变生物变异和进化的方向
D.进化的实质是种群基因频率定向改变的过程
解析:抗生素的滥用通过选择作用会导致细菌抗药性得到积累和增强,A项正确;二倍体西瓜和四倍体西瓜之间存在生殖隔离,不能进行基因交流,B项正确;自然选择能定向改变进化的方向,生物变异的方向是不定向的,C项错误;进化的实质是种群基因频率的定向改变,D项正确。
答案:C
探究点一
探究点二
探究点三
基因频率与基因型频率
问题情境
某昆虫的a基因是抗药性基因,研究人员从农场的某昆虫群体中随机捕捉100只,aa、Aa和AA的个体数分别为16、48、36。在使用农药杀虫的若干年后,再从该农场中随机捕捉100只该昆虫,aa、Aa和AA的个体数分别为64、20、16。思考解决下列问题。
探究点一
探究点二
探究点三
1.抗药性昆虫数量逐渐增多的原因是什么?
提示:自然选择。
2.种群中开始时和使用农药若干年后,A和a基因频率分别是多少?
提示:种群中开始时,基因频率A=(48+36×2)÷200×100%=60%,a=40%;使用农药若干年后,基因频率A=(20+16×2)÷200×100%=26%,a=74%。
3.三种基因型频率均发生了变化,说明选择直接作用于昆虫的基因型吗?
提示:不是,选择直接作用于昆虫的表型。
探究点一
探究点二
探究点三
典例剖析
太平洋上有一小岛,风景优美,居民迁入与迁出极少,其基因频率符合哈迪-温伯格定律。某科学家发现当地4万人口中带有某基因的显性纯合子的人口有400人,该岛上居民中杂合子为( )
A.3
600
B.6
400
C.7
200
D.9
600
解析:哈迪-温伯格定律为设某种群中含有等位基因A、a,A的基因频率为p,a的基因频率为q,有p+q=1,AA的频率为p2,aa的频率为q2,Aa的频率为2pq。由题意可知,AA的频率为400/40
000=1/100,故A的频率为1/10,a的频率为1-1/10=9/10,Aa的频率为2×1/10×9/10=9/50,因此该岛上居民中杂合子为
40
000×9/50=7
200,C项正确。
答案:C
探究点一
探究点二
探究点三
归纳提升
1.已知各种基因型的个体数求基因频率
(A、a为基因,AA、Aa、aa为三种基因型个体数)
2.已知基因型频率求基因频率
某等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率。
探究点一
探究点二
探究点三
3.利用遗传平衡定律求基因型频率
(1)前提条件:种群非常大;所有雌雄个体之间自由交配;没有迁入和迁出;没有自然选择;没有基因突变。
(2)计算公式:当等位基因只有两个A、a时,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=p2
基因型Aa的频率=2pq
基因型aa的频率=q2
探究点一
探究点二
探究点三
活学活练
1.(2018浙江11月选考)研究小组对某公园的金鱼草种群进行调查及基因鉴定,得知红花(CC)金鱼草35株、粉红花(Cc)40株、白花(cc)25株。下列叙述正确的是( )
A.金鱼草种群中全部C和c的总和构成其基因库
B.不同花色数量的差异是由适应环境的变异造成的
C.基因重组产生的粉红花为自然选择提供选择材料
D.种群中C的基因频率为55%,Cc的基因型频率为40%
探究点一
探究点二
探究点三
解析:金鱼草种群中全部个体所含的C和c基因构成基因库,A项错误;不同花色数量的差异是自然选择的结果,B项错误;粉红花不是由基因重组产生的,C项错误;种群中C的基因频率为:(35×2+40)/(35+25+40)×2×100%=55%,Cc的基因型频率为:40/(35+25+40)×100%=40%,D项正确。
答案:D
探究点一
探究点二
探究点三
2.(2020金华十校高二上学期期末)桦尺蠖的体色黑色(D)对灰色(d)为显性,体色与环境接近更能逃避鸟类的捕食。调查不同区域桦尺蠖的黑色的表型频率,并计算基因频率,结果如下图所示。
下列叙述正确的是( )
A.由图可知自然选择不是进化的唯一因素
B.与非工业区相比,工业区1桦尺蠖杂合子频率低
C.在工业区黑色桦尺蠖的表型频率增加属于适应性进化
D.若工业区灰色等位基因频率逐代下降为零,则说明形成了新物种
探究点一
探究点二
探究点三
解析:依据题意可知,在非工业污染区,树干呈浅灰色,浅色的桦尺蠖能适应环境而生存,深色的桦尺蠖不适应环境而不能很好地生存;在工业污染区,树变黑,深色的桦尺蠖能适应环境,而浅色的桦尺蠖不能适应环境。图中可以看出自然选择对生物进化的重要影响,但并不能证明自然选择不是进化的唯一因素,A项错误;非工业区:D=0.1,d=0.9,则Dd=2×0.1×0.9=0.18。工业区1:D=0.7,d=0.3,则Dd=2×0.7×0.3=0.42,比非工业区频率高,B项错误;在工业区黑色桦尺蠖的表型频率增加更能逃避鸟类的捕食,属于适应性进化,C项正确;若工业区灰色等位基因频率逐代下降为零,种群基因频率发生变化,说明发生了生物进化,但不能说明形成了新物种,D项错误。
答案:C
探究点一
探究点二
探究点三
生物进化与物种形成
问题情境
某一小岛上的野兔原种种群由于某种原因造成部分个体分别迁移到了两个其他的小岛上。下图表示野兔原种进化的过程。思考解决下列问题。
探究点一
探究点二
探究点三
1.由野兔原种形成新物种显示了物种形成的哪一种方式?
提示:经过地理障碍而达到生殖隔离。
2.新物种1与新物种2可能是同一物种吗?
提示:不可能。
3.图中X、Y、Z各表示什么?
提示:X是突变和基因重组,Y是自然选择,Z是生殖隔离。
探究点一
探究点二
探究点三
典例剖析
(2020温州高二上学期期末A)下列有关生物进化的叙述,错误的是( )
A.有害突变也是生物进化的原材料
B.杂交育种一定会导致种群基因频率改变
C.只要个体间存在可遗传变异,自然选择就会起作用
D.遗传漂变、基因重组、突变都是异地物种形成的因素
解析:有害突变和有利突变都可以为生物进化提供原材料,A项正确;杂交育种存在筛选过程,故一定会导致种群基因频率改变,B项正确;只有变异的性状影响了个体的存活和繁殖,自然选择才可能发生作用,C项错误;遗传漂变、基因重组、突变都是异地物种形成的因素,D项正确。
答案:C
探究点一
探究点二
探究点三
归纳提升
1.物种形成与生物进化的比较
项 目
物种形成
生物进化
标 志
生殖隔离出现
种群基因频率改变
变化后的生物与原生物的关系
属于不同物种
可能属于同一个物种,也可能属于不同的物种
二者联系
(1)只有不同种群的基因库产生了明显差异,出现生殖隔离后才能形成新物种
(2)生物进化不一定产生新物种,新物种产生一定发生了生物进化
探究点一
探究点二
探究点三
2.同地与异地的物种形成比较
(1)异地的物种形成
易错提醒①异地的物种形成经过漫长的时间和许多世代的演变,同地的物种形成时间较短。
②物种的形成都以生殖隔离的形成为标志。
探究点一
探究点二
探究点三
活学活练
1.下列关于生物进化的叙述,正确的是( )
A.只要个体之间存在着变异,自然选择就发生作用
B.在生物的繁殖过程中,个体传递给子代的仅仅是亲代的基因
C.二倍体植物与其经诱导后形成的四倍体之间,不存在生殖隔离
D.若a基因控制的性状不能适应环境,在自然选择的作用下,a基因频率会降为零
探究点一
探究点二
探究点三
解析:只有个体的变异性状影响了个体的存活和繁殖,自然选择才会发生作用,A项错误;在生物的繁殖过程中,个体并不是把性状直接传递给后代,而是将亲代的基因传递给子代,B项正确;二倍体植物与四倍体植物杂交,它们后代(三倍体)高度不育。故二倍体植物与其经诱导后形成的四倍体之间存在生殖隔离,C项错误;若a基因控制的性状不能适应环境,在自然选择的持续作用下,a基因频率会逐渐下降可能至零,D项错误。
答案:B
探究点一
探究点二
探究点三
2.(2020绍兴柯桥区高二上学期期末)某野生动物种群的栖息场所被两条交叉的高速公路分割成4块,由此形成4个完全独立的种群。下列相关叙述正确的是( )
A.这4个种群的突变和基因重组对彼此的基因频率均有影响
B.个体的迁入和迁出、出生和死亡不影响该种群的基因频率
C.高速公路的开通会诱导4个种群发生不同的变异及进化
D.环境通过对不同表型个体的不同选择改变种群的基因频率
解析:这4个种群的突变对彼此的基因频率均有影响,A项错误;个体的迁入和迁出、出生和死亡会影响该种群的基因频率,B项错误;高速公路的开通会对4个种群发生的不同变异进行选择,C项错误;环境通过对不同表型个体的不同选择,使得种群的基因频率向不同的方向改变,D项正确。
答案:D第五章生物的进化
第二节 适应是自然选择的结果
课后篇巩固提升
基础巩固
一、选择题
1.(2018浙江6月学考)人类对家鸡祖先经过数代的选育,获得了很多家鸡品种,这属于( )
A.人工选择
B.自然选择
C.定向变异
D.生殖隔离
答案A
2.达尔文认为进化的一个重要动力和机制是( )
A.可遗传变异
B.生殖隔离
C.自然选择
D.适应
解析达尔文进化学说认为生物普遍存在不定向的变异,自然选择使有利变异逐代积累并加强,促进生物不断进化出新类型。自然选择是进化的一个重要动力和机制。
答案C
3.下列关于生物进化的叙述,正确的是( )
A.出现生殖隔离是新物种形成的标志
B.种群中的个体是进化的基本单位
C.人工选择是进化最重要的动力和机制
D.生物在适应环境的过程中与环境发生协同进化
解析新物种形成的标志是出现生殖隔离,A项正确;种群是进化的基本单位,B项错误;自然选择是进化最重要的动力和机制,C项错误;在自然选择过程中,生物与环境发生协同进化,D项错误。
答案A
4.某生物种群由基因型为AA、Aa、aa的个体组成,aa个体20只,Aa个体50只,AA个体30只,则基因a的频率为
( )
A.30%
B.35%
C.40%
D.45%
解析由题意可知,AA=30,Aa=50,aa=20,根据基因频率的概念可知,a基因频率=(20×2+50)÷200×100%=45%。
答案D
5.下列关于进化,说法正确的是( )
A.自然选择是生物进化的唯一因素
B.抗青霉素细菌的保留是人工选择的结果
C.外来物种的入侵不会改变生物进化的速度和方向
D.生物发生进化可能会产生新物种
解析生物进化的实质是种群基因频率的改变,自然选择通过定向改变种群的基因频率使生物朝着一定的方向进化,自然选择不是进化的唯一因素,但却是适应性进化的唯一因素,A项错误;抗青霉素细菌的保留,是青霉素的使用对细菌种群中的不定向的变异进行了定向的选择,使抗青霉素的细菌保留下来,淘汰了对青霉素没有抗性的细菌,这是自然选择的结果,B项错误;外来物种的入侵,会导致入侵地的生物多样性减少,进而改变生物进化的速度和方向,C项错误;生物通过长期进化,随着基因频率的定向改变,可使同一物种不同种群间的基因库出现显著差异,最终导致种群间产生生殖隔离,使一个物种演变成另一个物种,即生物发生进化可能会产生新物种,D项正确。
答案D
6.下列关于自然选择的叙述,错误的是( )
A.自然选择是生物进化的重要动力和机制
B.自然选择是适应性进化的唯一因素
C.自然选择直接作用于生物的基因型,从而影响基因频率
D.自然选择作用于对个体存活和繁殖有影响的变异性状
解析自然选择使得生物个体适者生存,不适者被淘汰,是生物进化的重要动力和机制,A项正确。自然选择的结果是适者生存,因此是适应性进化的唯一因素,B项正确。自然选择直接作用于生物的表型,从而影响基因频率,C项错误。自然选择淘汰对个体存活和繁殖不利的性状,有利的性状保留,D项正确。
答案C
7.图中由于河道改变将种群隔离开来,使它们之间彼此不能往来接触,失去了交配的机会。长期的自然选择使它们形成了两个新物种甲和乙。下列相关说法正确的是
( )
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的差异,不能进行基因交流
C.甲、乙两个种群存在地理隔离,但两种群的基因频率相同
D.甲、乙种群存在生殖隔离,两个种群基因库组成完全不同
解析由于长期地理隔离,甲、乙两种群不能进行基因交流,基因库间的差异逐渐增大,产生生殖隔离,形成两个新物种。
答案B
二、非选择题
8.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),连趾便于划水,游泳能力强,分趾游泳能力较弱。若开始时,w和W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,基因频率变化为W为0.2,w为0.8。请回答下列问题。
(1)该种群中所有海龟所含有的全部基因称为该种群的 ,基因频率变化后,从理论上计算,分趾海龟中杂合子占整个种群的比例为 。?
(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 ,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 决定的。?
(3)海龟是否发生了进化? ,理由是 ? 。?
(4)这种基因频率的改变,是否产生了新的物种? ,理由是 ? 。?
解析(1)种群基因库是指一个生物种群的全部等位基因的总和。该海岛中海龟的基因频率变化后,从理论上计算,分趾海龟中杂合子占整个种群的比例为2×0.2×0.8×100%=32%。(2)生物进化的实质是种群基因频率的改变,其中可遗传的变异是不定向的,只是产生了进化的原材料,决定生物进化方向的是自然选择。海龟的类型有很多种,其可遗传的变异来源于基因突变、染色体畸变、基因重组。(3)(4)海龟的种群基因频率发生改变,可认为海龟发生了进化,但未与原物种个体产生生殖隔离,故不能认为形成了新的物种。
答案(1)基因库 32% (2)基因重组、基因突变、染色体畸变 自然选择 (3)是 种群基因频率发生了变化 (4)没有 只是种群基因频率改变,并没有产生生殖隔离
能力提升
一、选择题
1.(2020杭州七县区高二上学期期末)在适宜的环境条件下,不会改变某种群亲子代之间基因频率的因素是( )
A.自然选择
B.基因突变
C.非随机交配
D.遗传漂变
解析自然选择会导致部分基因减少,部分基因增加,从而改变种群的基因频率,A项错误;基因突变可能产生等位基因,使种群的基因频率发生变化,B项错误;非随机交配不是影响种群基因频率变化的因素,C项正确;遗传漂变是影响基因频率变化的因素之一,D项错误。
答案C
2.工业革命之前,曼彻斯特地区的桦尺蠖群体中灰色野生型占绝对优势。到了1900年,群体主要由黑色突变型组成,人们称之为工业黑化现象。下列叙述正确的是
( )
A.灰色桦尺蠖全部基因的总和称为基因库
B.不能说明黑色突变型桦尺蠖已进化为新物种
C.黑色突变型桦尺蠖数目增多是人工选择的结果
D.环境是造成黑色桦尺蠖取代灰色桦尺蠖的动力
解析一个种群中所有个体所含的全部基因称为基因库,A项错误。该过程中没有说明黑色突变型桦尺蠖是否和灰色野生型还能进行交配及是否产生可育后代,所以不能说明黑色突变型桦尺蠖已进化为新物种,B项正确。黑色突变型桦尺蠖数目增多是自然选择的结果,C项错误。环境是对不同颜色的桦尺蠖进行了选择,而不是造成黑色桦尺蠖取代灰色桦尺蠖的动力,D项错误。
答案B
3.水稻的非糯性(Y)对糯性(y)为显性,抗病(R)对不抗病(r)为显性。用非糯性抗病和糯性不抗病的两纯种水稻杂交,让F1自交三代,在自然情况下,基因频率的变化是
( )
A.Y基本不变,R逐渐增大
B.Y逐渐减小,R逐渐减小
C.Y逐渐增大,R逐渐增大
D.Y基本不变,R基本不变
解析F1是YyRr,自交后自然情况下对非糯性和糯性没有明显选择,而自然条件下对不抗病的植株淘汰的率较大,因此Y基因频率基本不变,而R基因频率会逐渐增大。
答案A
4.某社区全部人口刚好男女各400人,居委会进行红绿色盲普查,发现女性中有10人患红绿色盲,12名未生育女性是红绿色盲基因携带者,18名色觉正常妇女的儿子患红绿色盲,男性中共有22人不能区分红色和绿色。那么,这个群体中红绿色盲的基因频率为( )
A.7.5%
B.6%
C.5.6%
D.8.1%
解析由于红绿色盲是伴X染色体隐性遗传病,Y染色体上没有红绿色盲基因的位点,所以红绿色盲相关的基因总数是400×2+400=1
200,Xb=10×2+12×1+18×1+22×1=72(18名色觉正常妇女的儿子患色盲,这18名正常妇女的基因型是XBXb,22个男性是红绿色盲,其基因型是XbY),所以红绿色盲的基因频率(Xb)=72/1
200×100%=6%。
答案B
5.下图表示生物新物种形成的基本环节,以下有关叙述正确的是( )
A.任何导致基因频率改变的方式,都能引起生物的适应性进化
B.同一物种不同种群基因频率的改变导致种群基因库的差别越来越大,但生物没有进化
C.地理障碍能使种群基因库产生差别,可能导致生殖隔离
D.突变和基因重组是自然选择的前提,但不是生物进化的前提
解析基因频率改变不一定都能引起生物的适应性进化,A项错误;生物进化的实质是种群基因频率的改变,B项错误;地理障碍能使种群基因库产生差别,差别达到一定程度,可能导致生殖隔离,C项正确;突变和基因重组是生物进化的原材料,是生物进化的前提条件,D项错误。
答案C
6.(2020浙江名校协作体高三3月第二次联考)下列关于生物进化的叙述,正确的是( )
A.种群间的双向基因迁移引起种群内变异量增大
B.自然种群中,个体中存在变异就会发生选择
C.环境条件稳定,种群基因频率就不会变化
D.同地物种形成是一个渐进式的过程
解析两种群间的双向迁移,会增加个体间的基因交流,引起种群内变异量增大,A项正确;只有变异的性状影响了个体的存活和繁殖,自然选择才可能发生作用,B项错误;影响基因频率改变的因素有非随机交配、自然选择、遗传漂变和基因迁移等,因此环境条件稳定时,种群基因频率也会发生改变,C项错误;同地物种形成不一定是渐进的,如多倍体的形成,D项错误。
答案A
二、非选择题
7.(2020温州高二上学期期末A)遗传学上将染色体上某一段丢失的现象叫做缺失。一对同源染色体相同位置都缺失的个体叫做缺失纯合子,具有一条染色体发生缺失的个体叫做缺失杂合子。缺失杂合子可育,缺失纯合子具有完全致死效应。对某种家鼠进行实验,让无尾雌家鼠和有尾雄家鼠多次杂交,统计F1如下表。
表 型
有尾
无尾
F1数量(只)
雄家鼠
49
0
雌家鼠
51
51
请回答下列问题。
(1)上述实验结果说明缺失发生在 染色体上,要验证这一结论,可从亲本 ?
家鼠体内获取细胞,进行 分析。?
(2)小鼠的有尾性状为 (填“显性”“隐性”或“无法判断”),本实验亲本家鼠中控制尾有无的相关基因是否随染色体缺失而丢失? (填“是”“否”或“无法判断”)。?
(3)F1中有尾基因的基因频率为 %(保留小数点后一位)。让F1雌、雄家鼠随机交配,F2家鼠中有尾∶无尾= 。?
(4)已知家鼠的短尾对长尾为显性,其基因座位在常染色体上,上述亲本家鼠的该基因座位都是杂合的。让F1雌、雄家鼠随机交配,F2中短尾家鼠占 。?
解析假设家鼠尾的相关性状的基因用A、a表示,若基因A所在的染色体正常用A+表示,缺失用A-表示。根据题意和图表分析可知,无尾雌家鼠和有尾雄家鼠多次杂交,后代雄家鼠中只有有尾个体,没有无尾个体;而雌家鼠中有尾∶无尾=1∶1,说明缺失发生在X染色体上,有缺失的染色体含无尾基因A,正常的染色体含有尾基因a。推测出母本的基因型是XA-Xa+,父本的基因型是Xa+Y,则F1基因型是XA-Xa+、Xa+Xa+、Xa+Y。
(1)无尾雌家鼠和有尾雄家鼠多次杂交,后代雄家鼠中只有有尾个体,没有无尾个体;而雌家鼠中有尾∶无尾=1∶1,即雌性个体∶雄性个体=2∶1,说明缺失发生在X染色体上,有缺失的染色体含无尾基因A,正常的染色体含有尾基因a。可选择无尾雌家鼠体内获取细胞,进行染色体组型或者染色体核型分析,检测这一结论。
(2)表格数据显示雄性只有有尾,且数量是雌性的一半,说明母本无尾是缺失杂合子,无尾是显性性状,有尾是隐性性状,题中某个体发生染色体缺失后,形成缺失杂合子,所以与尾的有无的相关基因仍然存在,没有丢失。
(3)通过表格数据可计算出,F1中有尾基因的基因频率为Xa+=×100%=79.8%。已知母本的基因型是XA-Xa+,父本的基因型是Xa+Y,则子代基因型是XA-Xa+、Xa+Xa+、Xa+Y,让F1雌雄家鼠自由交配,F2成年家鼠中的表型及比例为1/4×1/2=1/8XA-Xa+、3/4×1/2=3/8Xa+Xa+、3/4×1/2=3/8Xa+Y,即有尾∶无尾=6∶1。
(4)假设短尾与长尾相关基因为B、b,已知家鼠的短尾对长尾为显性,其基因座位在常染色体上,上述亲本家鼠的该基因座位都是杂合的。即亲本基因型为BbXA-Xa+和BbXa+Y,常染色体基因和性染色体基因分开考虑,Bb×Bb后代F1为1/4BB、1/2Bb、1/4bb,F1中B基因频率为1/2,b基因频率为1/2,F1雌雄个体自由交配后产生的F2中B_占3/4,bb占1/4,结合(3)可知F2中短尾家鼠占3/4×6/7=9/14。
答案(1)X 无尾雌 染色体组型/染色体核型 (2)隐性 否 (3)79.8 6∶1 (4)9/14第五章生物的进化
第二节 适应是自然选择的结果
课后篇巩固提升
基础巩固
一、选择题
1.(2018浙江6月学考)人类对家鸡祖先经过数代的选育,获得了很多家鸡品种,这属于( )
A.人工选择
B.自然选择
C.定向变异
D.生殖隔离
2.达尔文认为进化的一个重要动力和机制是( )
A.可遗传变异
B.生殖隔离
C.自然选择
D.适应
3.下列关于生物进化的叙述,正确的是( )
A.出现生殖隔离是新物种形成的标志
B.种群中的个体是进化的基本单位
C.人工选择是进化最重要的动力和机制
D.生物在适应环境的过程中与环境发生协同进化
4.某生物种群由基因型为AA、Aa、aa的个体组成,aa个体20只,Aa个体50只,AA个体30只,则基因a的频率为
( )
A.30%
B.35%
C.40%
D.45%
5.下列关于进化,说法正确的是( )
A.自然选择是生物进化的唯一因素
B.抗青霉素细菌的保留是人工选择的结果
C.外来物种的入侵不会改变生物进化的速度和方向
D.生物发生进化可能会产生新物种
6.下列关于自然选择的叙述,错误的是( )
A.自然选择是生物进化的重要动力和机制
B.自然选择是适应性进化的唯一因素
C.自然选择直接作用于生物的基因型,从而影响基因频率
D.自然选择作用于对个体存活和繁殖有影响的变异性状
7.图中由于河道改变将种群隔离开来,使它们之间彼此不能往来接触,失去了交配的机会。长期的自然选择使它们形成了两个新物种甲和乙。下列相关说法正确的是
( )
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的差异,不能进行基因交流
C.甲、乙两个种群存在地理隔离,但两种群的基因频率相同
D.甲、乙种群存在生殖隔离,两个种群基因库组成完全不同
二、非选择题
8.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),连趾便于划水,游泳能力强,分趾游泳能力较弱。若开始时,w和W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,基因频率变化为W为0.2,w为0.8。请回答下列问题。
(1)该种群中所有海龟所含有的全部基因称为该种群的 ,基因频率变化后,从理论上计算,分趾海龟中杂合子占整个种群的比例为 。?
(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 ,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 决定的。?
(3)海龟是否发生了进化? ,理由是 ? 。?
(4)这种基因频率的改变,是否产生了新的物种? ,理由是 ? 。?
能力提升
一、选择题
1.(2020杭州七县区高二上学期期末)在适宜的环境条件下,不会改变某种群亲子代之间基因频率的因素是( )
A.自然选择
B.基因突变
C.非随机交配
D.遗传漂变
2.工业革命之前,曼彻斯特地区的桦尺蠖群体中灰色野生型占绝对优势。到了1900年,群体主要由黑色突变型组成,人们称之为工业黑化现象。下列叙述正确的是
( )
A.灰色桦尺蠖全部基因的总和称为基因库
B.不能说明黑色突变型桦尺蠖已进化为新物种
C.黑色突变型桦尺蠖数目增多是人工选择的结果
D.环境是造成黑色桦尺蠖取代灰色桦尺蠖的动力
3.水稻的非糯性(Y)对糯性(y)为显性,抗病(R)对不抗病(r)为显性。用非糯性抗病和糯性不抗病的两纯种水稻杂交,让F1自交三代,在自然情况下,基因频率的变化是
( )
A.Y基本不变,R逐渐增大
B.Y逐渐减小,R逐渐减小
C.Y逐渐增大,R逐渐增大
D.Y基本不变,R基本不变
4.某社区全部人口刚好男女各400人,居委会进行红绿色盲普查,发现女性中有10人患红绿色盲,12名未生育女性是红绿色盲基因携带者,18名色觉正常妇女的儿子患红绿色盲,男性中共有22人不能区分红色和绿色。那么,这个群体中红绿色盲的基因频率为( )
A.7.5%
B.6%
C.5.6%
D.8.1%
5.下图表示生物新物种形成的基本环节,以下有关叙述正确的是( )
A.任何导致基因频率改变的方式,都能引起生物的适应性进化
B.同一物种不同种群基因频率的改变导致种群基因库的差别越来越大,但生物没有进化
C.地理障碍能使种群基因库产生差别,可能导致生殖隔离
D.突变和基因重组是自然选择的前提,但不是生物进化的前提
6.(2020浙江名校协作体高三3月第二次联考)下列关于生物进化的叙述,正确的是( )
A.种群间的双向基因迁移引起种群内变异量增大
B.自然种群中,个体中存在变异就会发生选择
C.环境条件稳定,种群基因频率就不会变化
D.同地物种形成是一个渐进式的过程
二、非选择题
7.(2020温州高二上学期期末A)遗传学上将染色体上某一段丢失的现象叫做缺失。一对同源染色体相同位置都缺失的个体叫做缺失纯合子,具有一条染色体发生缺失的个体叫做缺失杂合子。缺失杂合子可育,缺失纯合子具有完全致死效应。对某种家鼠进行实验,让无尾雌家鼠和有尾雄家鼠多次杂交,统计F1如下表。
表 型
有尾
无尾
F1数量(只)
雄家鼠
49
0
雌家鼠
51
51
请回答下列问题。
(1)上述实验结果说明缺失发生在 染色体上,要验证这一结论,可从亲本 ?
家鼠体内获取细胞,进行 分析。?
(2)小鼠的有尾性状为 (填“显性”“隐性”或“无法判断”),本实验亲本家鼠中控制尾有无的相关基因是否随染色体缺失而丢失? (填“是”“否”或“无法判断”)。?
(3)F1中有尾基因的基因频率为 %(保留小数点后一位)。让F1雌、雄家鼠随机交配,F2家鼠中有尾∶无尾= 。?
(4)已知家鼠的短尾对长尾为显性,其基因座位在常染色体上,上述亲本家鼠的该基因座位都是杂合的。让F1雌、雄家鼠随机交配,F2中短尾家鼠占 。?
