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【備考2023】高中生物新教材一輪復習學案
第22講　生物的進化
[素養(yǎng)目標]
1．通過搜集生物進化理論發(fā)展的資料，探討生物進化觀點對人們思想觀念的影響。(生命觀念)
2．用科學方法討論自然選擇使種群基因頻率發(fā)生變化。(科學思維)
3．探討耐藥菌的出現(xiàn)與抗生素濫用的關(guān)系。(生命觀念、科學思維)
　生物進化的證據(jù)、自然選擇與適應(yīng)的形成
1．達爾文的生物進化論的主要組成
(1)共同由來學說
指出地球上所有的生物都是由原始的共同祖先進化來的。
(2)自然選擇學說
揭示了生物進化的機制，解釋了適應(yīng)的形成和物種形成的原因。
2．生物有共同祖先的證據(jù)
(1)地層中陳列的證據(jù)——化石
(2)當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據(jù)
①比較解剖學證據(jù)；
②胚胎學證據(jù)；
③細胞和分子水平的證據(jù)。
3．適應(yīng)的普遍性和相對性
4．適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果
(1)拉馬克的進化學說
①主要觀點
②意義：歷史上第一個比較完整的進化學說；徹底否定了物種不變論，奠定了科學生物進化論的基礎(chǔ)。
(2)達爾文自然選擇學說
1．(必修2 P100正文)生物的遺體、遺物或生活痕跡就叫作化石。(×)
2．(必修2 P104正文)親緣關(guān)系越近的生物細胞代謝方面的共同特征就越多。(√)
3．(必修2 P104正文)DNA中的堿基序列相似程度越大，生物的親緣關(guān)系可能越近。(√)
4．(必修2 P108正文)環(huán)境的定向選擇是適應(yīng)形成的唯一條件。(×)
5．(必修2 P109“概念檢測”)適應(yīng)相對性的根本原因是遺傳的穩(wěn)定性與環(huán)境不斷變化之間的矛盾。(√)
6．(必修2 P109“概念檢測”)拉馬克認為生物的種類從古至今是一樣的。(×)
1．必修2 P102圖6 3及“思考·討論”節(jié)選：蝙蝠的翼、鯨的鰭、貓的前肢、人的上肢骨骼組成及其排列順序都是一致的，但它們的外形及功能差別很大，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：這些生物具有共同的原始祖先，由于它們生活的環(huán)境不同，為適應(yīng)不同的生活環(huán)境，這些器官在進化過程中，逐漸出現(xiàn)了形態(tài)和功能上的不同
2．必修2 P108“思考·討論”：
(1)拉馬克觀點解釋長頸鹿脖子長的原因是___________________________________
________________________________________________________________________。
(2)達爾文觀點解釋長頸鹿脖子長的原因是___________________________________
________________________________________________________________________。
提示：(1)長頸鹿在旱季缺乏青草的時期就會用它的長脖子去吃高處的樹葉，這樣長期“使用”它的脖子，久而久之就更長了(用進廢退)，然后遺傳給了下一代(獲得性遺傳)
(2)在缺乏青草的干旱時期，那些頸部和四肢都較長的個體會有較多的機會吃到高處的樹葉，能夠生存下來，并繁殖后代，而那些頸部和四肢較短的個體則無法得到足夠的食物，不容易生存下來，也無法繁殖后代，所以頸部和四肢較短的長頸鹿逐漸被淘汰
突破點1　
1．化石、比較解剖學、胚胎學、分子生物學等方面的證據(jù)逐漸證實了地球上多種多樣的生物都是由共同的祖先進化而來的。下列說法錯誤的是(　　)
A．化石的大量發(fā)現(xiàn)，為生物進化論提供了充分證據(jù)
B．最原始的化石包含了生產(chǎn)者、消費者、分解者的化石
C．鯨魚的鰭與人的上肢骨骼的結(jié)構(gòu)相似，說明它們起源于共同的祖先
D．不同生物中蛋白質(zhì)的基本單位都是氨基酸，可為進化學說提供證據(jù)
解析：化石是指通過自然作用保存在地層中的古代生物的遺體、遺物或生活痕跡等，直接說明了古代生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、行為等特征，化石的大量發(fā)現(xiàn)，為生物進化論提供了充分證據(jù)，A正確；最原始的化石中不包含消費者的化石，B錯誤；鯨魚的鰭與人的上肢骨骼的結(jié)構(gòu)相似，說明它們之間具有一定的共性，說明它們起源于共同的祖先，C正確；不同生物中蛋白質(zhì)的基本單位都是氨基酸，可為進化學說提供證據(jù)，D正確。
答案：B
2．生物學家提出了“線粒體是起源于好氧細菌”的假說。該假說認為，在進化過程中原始真核細胞吞噬了某種好氧細菌形成共生關(guān)系，最終被吞噬的好氧細菌演化成線粒體。下列多個事實中無法支持該假說的是(　　)
A．哺乳動物細胞的核DNA由雌雄雙親提供，而線粒體DNA則主要來自雌性親本
B．線粒體外膜的成分與真核細胞的細胞膜相似，而內(nèi)膜則同現(xiàn)存細菌的細胞膜相似
C．真核細胞的核DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合形成染色體，而線粒體DNA裸露且主要呈環(huán)狀
D．真核細胞中有功能不同的多種細胞器，而線粒體中僅存在與細菌中類似的核糖體
解析：哺乳動物細胞的核DNA由雌雄雙親提供，而線粒體DNA則主要來自雌性親本，這與題干假說無關(guān)，不支持題干假說，A符合題意；線粒體外膜的成分與真核細胞的細胞膜相似，而內(nèi)膜則同現(xiàn)存細菌的細胞膜相似，支持題干假說，B不符合題意；真核細胞的核DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合形成染色體，而線粒體DNA裸露且主要呈環(huán)狀，與細菌擬核DNA相同，支持題干假說，C不符合題意；真核細胞中有功能不同的多種細胞器，而線粒體中僅存在與細菌中類似的核糖體，支持題干假說，D不符合題意。
答案：A
突破點2　
3．用達爾文自然選擇學說解釋狼的兇狠、善跑、狡猾、貪婪的進化過程，下列敘述正確的是(　　)
A．在食物稀少的環(huán)境中，狼群產(chǎn)生與環(huán)境相適應(yīng)變異
B．狼性的貪婪、狡猾是狼與無機環(huán)境之間競爭的結(jié)果
C．狼群在繁衍的過程中，個體有新老交替，基因卻代代相傳
D．狼群中出現(xiàn)可遺傳的有利變異與環(huán)境的定向選擇是狼性適應(yīng)形成的必要條件
解析：變異是不定向的，在食物稀少的環(huán)境中，環(huán)境和食物對狼起了選擇作用，即選擇出與環(huán)境相適應(yīng)狼群中的變異類型，A錯誤；狼性的貪婪、狡猾是通過狼與種內(nèi)、種間以及環(huán)境條件的生存斗爭來實現(xiàn)的，因而它能適應(yīng)環(huán)境，B錯誤；狼群(種群)在繁衍過程中，個體有新老交替，基因代代相傳，這屬于現(xiàn)代生物進化理論的解釋，C錯誤；適應(yīng)的形成離不開可遺傳的有利變異與環(huán)境的定向選擇作用，D正確。
答案：D
4．(多選)棉紅鈴蟲作繭有利于保護自己，金小蜂正是借助它的繭的束縛作用，順利地將卵產(chǎn)到棉紅鈴蟲幼蟲體內(nèi)，使棉紅鈴蟲死亡，而金小蜂得以繁殖，這體現(xiàn)了適應(yīng)的相對性。下列說法錯誤的是(　　)
A．進化地位越高等的生物適應(yīng)能力越強
B．當環(huán)境條件改變時適應(yīng)可能會失去作用
C．生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)適合于完成一定的功能不是絕對的
D．生物都具有適應(yīng)環(huán)境的特征，適應(yīng)性特征來自環(huán)境
解析：生物進化的地位與其適應(yīng)環(huán)境沒有絕對的關(guān)系，生物生存在環(huán)境中，就可以適應(yīng)環(huán)境，如果不能適應(yīng)環(huán)境，會被淘汰，A錯誤；當環(huán)境條件改變時，生物可能會不適應(yīng)改變后的環(huán)境，因此適應(yīng)可能會失去作用，B正確；生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)適合于完成一定的功能，但適應(yīng)是相對的，不是絕對的，C正確；生物都具有適應(yīng)環(huán)境的特征，適應(yīng)性特征來自遺傳，D錯誤。
答案：AD
　現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容
1．種群是生物進化的基本單位
(1)種群定義：生活在一定區(qū)域的同種生物全部個體的集合。
(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數(shù)的比值。
2．突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料
(1)可遺傳變異的來源
(2)生物突變的有利和有害不是絕對的，往往取決于環(huán)境。
(3)生物的變異是不定向的，只是產(chǎn)生了生物進化的原材料，不能決定生物進化的方向。
3．自然選擇導致種群基因頻率的定向改變
4．隔離導致物種的形成
(1)隔離
(2)
5．協(xié)同進化與生物多樣性的形成
(1)協(xié)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原因：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。
(2)生物多樣性
所含內(nèi)容 遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性
形成原因 協(xié)同進化
進化證據(jù) 主要是化石
1．(必修2 P112小字)變異的有利和有害是相對的，是由遺傳變異決定的。(×)
2．(必修2 P116正文)不同種群間的個體不能進行基因交流，說明種群間存在生殖隔離。(×)
3．(必修2 P118黑體)隔離是物種形成的必要條件。(√)
4．(必修2 P119正文)捕食者的存在有利于增加物種多樣性。(√)
5．(必修2 P122文字)生態(tài)系統(tǒng)第三極——生產(chǎn)者的出現(xiàn)，使生態(tài)系統(tǒng)具有更加復雜的結(jié)構(gòu)。(×)
6．(必修2 P124正文)中性突變學說認為決定生物進化方向的是中性突變的逐漸積累，而不是自然選擇。(√)
7．(必修2 P124“概念檢測”)協(xié)同進化都是通過物種之間的生存斗爭實現(xiàn)的。(×)
1．必修2 P112“知識鏈接”：染色體數(shù)目變異和結(jié)構(gòu)的變異都能引起種群基因頻率的變化嗎？為什么？
提示：都能。染色體數(shù)目變異必然引起染色體上基因數(shù)目的變化，進而引起種群基因頻率的變化，染色體結(jié)構(gòu)的變異也會引起種群基因頻率的變化。
2．必修2 P117“思考·討論”：通過地雀的形成過程，說明物種形成需要以下環(huán)節(jié)：(1)____________________________________；(2)________________________________；(3)____________________________。________的出現(xiàn)意味著新物種的產(chǎn)生。
提示：(1)突變和基因重組為生物的進化提供原材料　(2)自然選擇決定生物進化的方向　(3)隔離是物種形成的必要條件　生殖隔離
3．必修2 P119小字：美國生態(tài)學家斯坦利提出的“收割理論”是指
________________________________________________________________________。
提示：捕食者往往捕食個體數(shù)量多的物種，這樣就會避免出現(xiàn)一種或少數(shù)幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對優(yōu)勢的局面，為其他物種的形成騰出空間
1．物種形成的三大模式的模型構(gòu)建[科學思維]
2．生物進化與新物種形成的判斷方法[科學思維]
(1)從形成標志方面分析
①如果生物之間出現(xiàn)了生殖隔離，則說明形成了新物種。
②如果只是種群基因頻率改變，則只能說明生物一定發(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(chǎn)生了明顯差異，出現(xiàn)生殖隔離后才能形成新物種。
②生物進化不一定產(chǎn)生新物種，新物種產(chǎn)生一定發(fā)生了生物進化。
3．明辨三個易錯點[生命觀念]
(1)生物進化中的“突變”不是基因突變的簡稱，這里的“突變”包括“基因突變”和“染色體變異”。
(2)變異先于環(huán)境選擇。農(nóng)田噴施農(nóng)藥殺滅害蟲，在噴施農(nóng)藥之前，害蟲中就存在抗農(nóng)藥的突變個體，噴施農(nóng)藥僅殺滅了不抗藥的個體，抗藥的個體存活下來。農(nóng)藥不能使害蟲產(chǎn)生抗藥性變異，只是對具有抗藥性個體進行了選擇。
(3)隔離≠生殖隔離
①只有地理隔離而沒有形成生殖隔離，可能產(chǎn)生亞種，但沒有產(chǎn)生新物種。
②生殖隔離是物種形成的關(guān)鍵，是物種形成的最后階段，是物種間的真正界限。
③生殖隔離有三種情況：不能雜交；雜交后代不活；雜交后代活而不育。
[探究意圖：以生物進化與物種形成圖示為情境信息考查理解能力]
分析生物進化與物種形成基本環(huán)節(jié)圖解：
(1)物種形成的三個環(huán)節(jié)是什么？圖中①②③④分別是什么？
提示：突變和基因重組、自然選擇及隔離。①是突變和基因重組，②是自然選擇，③是地理隔離，④是生殖隔離。
(2)自然選擇的實質(zhì)是什么？自然選擇作用的直接對象、根本對象分別是什么？
提示：自然選擇的實質(zhì)是對控制某特定性狀的基因的選擇。自然選擇作用的直接對象是生物個體的變異性狀(表型)；根本對象是與生物個體變異性狀相對應(yīng)的基因。
(3)試從分子水平和進化角度解釋生物多樣性的原因是什么？
提示：分子水平：DNA多樣性(根本)→蛋白質(zhì)多樣性(直接)→生物性狀多樣性；進化角度看：生物生存的不同環(huán)境對生物進行不同方向的自然選擇。
突破點1　
1．下列關(guān)于生物進化的敘述，正確的是(　　)
A．長期使用一種殺蟲劑，藥效下降，是因為殺蟲劑使害蟲產(chǎn)生了抗藥性變異
B．馬和驢交配，產(chǎn)下不育的“騾子”，說明馬和驢存在生殖隔離
C．華南虎和東北虎的形成，是由于地理隔離導致生殖隔離的結(jié)果
D．19世紀的英國工業(yè)革命，使灰色樺尺蠖演變成新物種——黑色樺尺蠖
解析：殺蟲劑對害蟲起選擇作用，使具有抗藥性變異的害蟲存活下來并產(chǎn)生后代，使害蟲群體中具有抗藥性的個體逐漸增多，殺蟲劑藥效下降，A錯誤；生殖隔離指物種間不能相互交配或交配后不能產(chǎn)生可育后代，“騾子”不育，說明馬和驢存在生殖隔離，B正確；華南虎和東北虎的形成，是由于地理隔離形成，但沒有形成生殖隔離，C錯誤；灰色樺尺蠖與黑色樺尺蠖是同一物種，D錯誤。
答案：B
2．在美國南部森林中生活著一種綠色變色蜥蜴，當人類在這一地區(qū)引入一種褐色蜥蜴后，褐色蜥蜴占據(jù)了森林地面上的區(qū)域，綠色蜥蜴被迫遷移到樹上生活。研究發(fā)現(xiàn)僅僅經(jīng)過20代的繁衍，綠色蜥蜴就長出更大、黏性更強的護趾，幫助它們在較高的領(lǐng)地上定居。推測下列說法正確的是(　　)
A．環(huán)境改變導致綠色蜥蜴突變，從而形成適合在樹上生活的護趾
B．護趾的變化表明綠色蜥蜴經(jīng)過20代的繁衍已經(jīng)進化形成新物種
C．樹上的綠色蜥蜴種群中不一定產(chǎn)生了新的基因
D．自然選擇通過作用于個體的基因型而使種群基因頻率發(fā)生改變
解析：變異是不定向的，且變異在前，選擇在后，環(huán)境改變只是把綠色蜥蜴突變產(chǎn)生適合樹上生活的護趾這種變異選擇出來，A錯誤；生殖隔離的產(chǎn)生是新物種形成的標志，褐色蜥蜴的入侵導致綠色蜥蜴種群發(fā)生了進化，但不一定產(chǎn)生了生殖隔離，所以不一定形成了新物種，B錯誤；由“經(jīng)過20代的繁衍，綠色蜥蜴就長出更大、黏性更強的護趾”推測，樹上的綠色蜥蜴種群中不一定產(chǎn)生了新的基因，但由于環(huán)境的定向選擇，種群的基因頻率可能發(fā)生了變化，C正確；自然選擇通過作用于個體的表型而使種群基因頻率發(fā)生改變，D錯誤。
答案：C
突破點2　
3．獅子魚多棲息于溫帶靠海岸的巖礁或珊瑚礁內(nèi)，但在馬里亞納海溝7 000米以下的深海環(huán)境生存著一個通體透明的新物種——超深淵獅子魚。該環(huán)境具有高壓、終年無光等特殊極端條件。研究發(fā)現(xiàn)，該超深淵獅子魚基因組中與色素、視覺相關(guān)的基因發(fā)生了大量丟失，這些遺傳變異共同造成了這一物種的奇特表型和對超深淵極端環(huán)境的適應(yīng)能力。下列說法正確的是(　　)
A．超深淵獅子魚與溫帶靠海岸分布的獅子魚一定不能交配成功
B．在深海環(huán)境中，超深淵獅子魚個體間在斗爭過程中相互選擇，協(xié)同進化
C．在海底漆黑環(huán)境的誘導下，超深淵獅子魚的眼睛應(yīng)已退化
D．因自然選擇，超深淵獅子魚種群與溫帶靠海岸獅子魚種群的基因庫不同
解析：由題干信息可知，超深淵獅子魚是一個新物種，故超深淵獅子魚與溫帶靠海岸分布的獅子魚存在生殖隔離，有可能交配成功，但不能產(chǎn)生可育后代，A錯誤；共同進化發(fā)生在不同物種之間、生物與環(huán)境之間，超深淵獅子魚個體間的生存斗爭不屬于協(xié)同進化，B錯誤；海底漆黑的環(huán)境只對超深淵獅子魚起選擇作用，C錯誤；因自然選擇，基因頻率會發(fā)生改變，故超深淵獅子魚種群與溫帶靠海岸獅子魚種群的基因庫不同，D正確。
答案：D
4．(多選)海綿等足蟲棲息在海生海綿的中央腔中，雌蟲的外觀都一樣，雄蟲的體型有大、中、小3種類型，它們具有不同的生殖對策：大雄蟲傾向于用戰(zhàn)斗來保衛(wèi)雌蟲；中雄蟲會模擬雌蟲，與大雄蟲共處一室；小雄蟲會回避大雄蟲但埋伏在其周圍，伺機與雌蟲交配。研究表明，大、中、小雄蟲的體型差異主要來自一個基因的3個等位基因a1、a2、a3。下列說法正確的是(　　)
A．三種雄蟲的平均繁殖成功率不一定存在顯著差異
B．大、中、小雄蟲屬于同一個種群
C．三種雄蟲具有不同的生殖對策是不同雄蟲間協(xié)同進化的結(jié)果
D．經(jīng)歷很長時期后，種群中a1、a2、a3的基因頻率可能保持基本穩(wěn)定
解析：三種雄蟲采取生殖對策不一樣，但均有效，具有交配機會，因此三種雄蟲的平均生殖率不一定存在顯著差異，A正確；大、中、小雄蟲不存在生殖隔離，屬同一種群，B正確；不同物種之間、生物與無機環(huán)境之間的進化叫協(xié)同進化。三種雄蟲屬于同一個物種，具有不同的生殖對策是自然選擇的結(jié)果，C錯誤；若三種雄蟲的平均生殖率不存在顯著差異，經(jīng)歷很長時期后，種群中a1、a2、a3的基因頻率可能保持基本穩(wěn)定，D正確。
答案：ABD
　基因頻率及基因型頻率的相關(guān)計算
1．常染色體上基因頻率的計算[科學思維]
(1)已知各種基因型的個體數(shù)，計算基因頻率
某基因頻率＝×100%
PA＝×100%
Pa＝×100%
(A、a為基因，AA、Aa、aa為三種基因型個體數(shù))
(2)已知基因型頻率計算基因頻率
設(shè)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＝＝＝PAA＋PAa
Pa＝＝＝Paa＋PAa
由以上公式可以得出下列結(jié)論：
某等位基因的頻率＝該等位基因純合子的頻率＋雜合子的頻率。
2．性染色體上基因頻率的計算[科學思維]
(1)計算公式(p為XA的基因頻率，q為Xa的基因頻率)
p＝×100%；
q＝×100%。
(2)例析說明
遺傳平衡時位于X染色體上的基因的基因頻率與基因型頻率的關(guān)系(以紅綠色盲為例)
①紅綠色盲基因(Xb)的基因頻率在男性和女性中相同，但男性與女性的發(fā)病率不同。
②人群中男性的紅綠色盲發(fā)病率即為該群體Xb的基因頻率。
③若紅綠色盲基因Xb的基因頻率為10%，則
男性中
女性中
說明：若男性和女性數(shù)量相等，則女性攜帶者XBXb在女性中的比例和人群中的比例分別為18%和9%。
3．利用遺傳平衡定律求基因型頻率[科學思維]
(1)前提條件：①種群非常大；②所有雌雄個體之間自由交配；③沒有遷入和遷出；④沒有自然選擇；⑤沒有基因突變。
(2)計算公式：當?shù)任换蛑挥袃蓚€(A、a)時，設(shè)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。
(3)當已知基因型aa的頻率為x%時，則a的基因頻率為，A的基因頻率為1－。AA基因型頻率為(1－)2；Aa基因型頻率為2··(1－)。
突破點1　
1．某小島上原有果蠅20 000只，其中基因型MM、Mm和mm的果蠅分別占15%、55%和30%。若從島外入侵了2 000只基因型為MM的果蠅，且所有果蠅均隨機交配，則F1中m的基因頻率約為(　　)
A．43%　　　　　　　　　 B．48%
C．52% D．57%
解析：隨機交配，基因頻率保持不變，所以計算出22 000只果蠅中m的基因頻率就是F1中m的基因頻率，即×100%≈52%。
答案：C
2．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(nèi)，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基因的頻率和Aa基因型的頻率分別為(　　)
A．30%,21% B．30%,42%
C．70%,21% D．70%,42%
解析：根據(jù)題意可知，Aa個體占30%，蝸牛間進行自由交配時，產(chǎn)生A配子的基因頻率＝55%＋30%×1/2＝70%，a配子的基因頻率＝15%＋30%×1/2＝30%，自由交配得到F1各基因型的頻率比例為AA∶Aa∶aa＝49%∶42%∶9%，統(tǒng)計得到A基因的頻率為49%＋42%×1/2＝70%。
答案：D
突破點2　
3．某生物興趣小組抽樣調(diào)查的500人中，各種基因型和人數(shù)情況如下表所示。則這500人中，Xb的基因頻率為(　　)
基因型 XBXB XBXb XbXb XBY XbY
人數(shù) 278 14 8 170 30
A.5.2% B．6%
C．7.5% D．20%
解析：b基因的總數(shù)＝14＋8×2＋30＝60，(B＋b)基因的總數(shù)＝(278＋14＋8)×2＋170＋30＝800。根據(jù)種群中某基因頻率＝種群中該基因總數(shù)/種群中該對等位基因總數(shù)×100%，則Xb的基因頻率＝×100%＝×100%＝7.5%。
答案：C
4．某自然人群中，紅綠色盲致病基因a的基因頻率為p，則有關(guān)分析正確的是(　　)
①男性和女性中，a基因的基因頻率均為p
②人群中，色盲男性占p/2，色盲女性占p2/2
③男性中，a基因的頻率>p，女性中，a基因的頻率④男性中色盲患者占p/2，女性中色盲患者占p2/2
A．①② B．③④
C．①④ D．②③
解析：紅綠色盲致病基因a的基因頻率為p，在男性和女性中，a基因的基因頻率均為p，①正確，③錯誤；色盲基因僅位于X染色體上，男性含有色盲基因即患色盲，男性中色盲患者占p，人群中，男女個體數(shù)理論上各占1/2，色盲男性占p/2，女性兩條X染色體上均出現(xiàn)色盲基因才患色盲，女性中色盲患者占p2，人群中色盲女性占p2/2，②正確，④錯誤。
答案：A
突破點3　
5．一個隨機交配的足夠大的種群中，某一相對性狀中顯性性狀表型的頻率是0.36。設(shè)相關(guān)基因用A、a表示，則(　　)
A．該種群繁殖一代后雜合子Aa的基因型頻率是0.32
B．顯性基因的基因頻率大于隱性基因的基因頻率
C．若該種群基因庫中的基因頻率發(fā)生變化，就一定會形成新物種
D．若該種群中A的基因頻率為0.4，A所控制性狀的個體在種群中占40%
解析：根據(jù)題意可知，隱性個體aa的基因型頻率為0.64，則a的基因頻率為0.8，A的基因頻率為0.2，B項錯誤；該種群繁殖一代后雜合子Aa的基因型頻率是2×0.2×0.8＝0.32，A項正確；種群的基因頻率發(fā)生變化說明生物發(fā)生了進化，但不一定會形成新物種，C項錯誤；若A的基因頻率變?yōu)?.4，則a的基因頻率為0.6，A所控制性狀的個體(AA、Aa)在種群中所占的比例為0.42＋2×0.4×0.6＝0.64，即64%，D項錯誤。
答案：A
6．(多選)某種家兔的毛色由常染色體上的一對等位基因控制，白色(A)對黑色(a)為顯性。若某人工飼養(yǎng)的家兔種群(處于遺傳平衡狀態(tài))中，控制白毛和黑毛的基因的頻率均為0.5，現(xiàn)該家兔種群隨機交配并進行人工選擇，逐代淘汰黑色個體。下列說法正確的是(　　)
A．淘汰前，該家兔種群中黑色個體數(shù)量與白色個體數(shù)量相等
B．黑色兔淘汰一代后，種群中a的基因頻率下降到1/3
C．黑色兔淘汰兩代后，家兔種群中AA與Aa的數(shù)量比為2∶1
D．隨著淘汰代數(shù)的增加，家兔種群中純合子的比例不斷增加
解析：淘汰前，該家兔種群中顯性個體應(yīng)該多于隱性個體，即白色個體數(shù)量多于黑色個體數(shù)量，A錯誤；黑色兔淘汰一代后，AA∶Aa＝1∶2，則a的基因頻率＝1/3，B正確；黑色兔淘汰兩代后，兔群中AA∶Aa＝1∶1，C錯誤；隨著淘汰代數(shù)的增加，該家兔種群中AA的頻率逐漸增加，D正確。
答案：BD
　實驗：一、自然選擇對種群基因頻率變化的影響
二、探究抗生素對細菌的選擇作用
一、自然選擇對種群基因頻率變化的影響
1．提出問題
樺尺蛾種群中s基因(決定淺色性狀)的頻率為什么越來越低呢？
2．作出假說
黑褐色的生活環(huán)境不利于淺色樺尺蛾的生存，卻對黑色樺尺蛾有利，因此環(huán)境的選擇作用使該種群中s基因的頻率越來越低，即自然選擇可以使種群的基因頻率發(fā)生定向改變。
3．創(chuàng)設(shè)數(shù)字化問題情境
1870年，樺尺蛾種群的基因型頻率為SS 10%，Ss 20%，ss 70%。在樹干變黑這一環(huán)境條件下，假如樹干變黑不利于淺色樺尺蛾的生存，使得種群中淺色個體每年減少10%，黑色個體每年增加10%。第2～10年間，該種群每年的基因型頻率各是多少？每年的基因頻率是多少？
提示：不同年份該種群的個體總數(shù)可能有所變化。
4．根據(jù)基因型頻率計算每年基因頻率，將結(jié)果寫在下表中。
第1年 第2年 第3年
個數(shù) 占比 存活個數(shù) 占比 存活個數(shù) 占比
基因型頻率 SS 10 10% 11 11.5% 12 12.9%
Ss 20 20% 22 22.9% 24 25.8%
ss 70 70% 63 65.6% 57 61.3%
基因頻率 S 20% 23% 26%
s 80% 77% 74%
5.實驗結(jié)論：自然選擇會使種群基因頻率發(fā)生定向改變。
1．樹干變黑會影響樺尺蛾種群中淺色個體的出生率嗎？為什么？
提示：樹干變黑會影響樺尺蛾種群中淺色個體的出生率；這是因為樹干變黑后，淺色個體容易被發(fā)現(xiàn)，被捕食的概率增加，許多淺色個體可能在沒有交配、產(chǎn)卵前就已被天敵捕食，導致其個體數(shù)減少，影響出生率。
2．在自然選擇過程中，直接受選擇的是基因型還是表型？為什么？
提示：直接受選擇的是表型(體色)，而不是基因型；基因型并不能在自然選擇中起直接作用。因為天敵在捕食樺尺蛾時，看到的是樺尺蛾的體色而不是控制體色的基因。
二、探究抗生素對細菌的選擇作用
1．實驗原理
一般情況下，一定濃度的抗生素能殺死細菌，但變異的細菌可能產(chǎn)生耐藥性。在實驗室連續(xù)培養(yǎng)細菌時，如果向培養(yǎng)基中添加抗生素，耐藥菌有可能存活下來。
2．實驗步驟
步驟1 分組、編號、做標記 用記號筆在培養(yǎng)皿的底部畫兩條相互垂直的直線，將培養(yǎng)皿分為4個區(qū)域，分別標記為①～④
步驟2 接種 取少量細菌的培養(yǎng)液，用無菌的涂布器(或無菌棉簽)均勻地涂抹在培養(yǎng)基平板上
步驟3 自變量控制 用無菌的鑷子先夾取1張不含抗生素的紙片放在①號區(qū)域的中央，再分別夾取1張抗生素紙片放在②～④號區(qū)域的中央，蓋上皿蓋
步驟4 培養(yǎng) 將培養(yǎng)皿倒置于37 ℃的恒溫箱中培養(yǎng)12～16 h
步驟5 因變量觀測 觀察培養(yǎng)基上紙片附近是否出現(xiàn)抑菌圈，并測量、記錄抑菌圈的直徑，并取平均值
步驟6 重復實驗 從抑菌圈邊緣的菌落上挑出細菌，接種到已滅菌的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，重復步驟2～5。如此重復幾代，記錄每一代培養(yǎng)物抑菌圈的直徑
3.實驗結(jié)果
與區(qū)域①相比，區(qū)域②③④紙片周圍會出現(xiàn)抑菌圈；②③④區(qū)域抑菌圈的平均直徑逐代變小。
4．實驗結(jié)論
(1)細菌耐藥性的出現(xiàn)是發(fā)生了可遺傳的變異；
(2)抗生素的選擇作用導致了耐藥菌比例的逐漸升高。
1．你的數(shù)據(jù)是否支持“耐藥菌是普遍存在的”這一說法？說說你的理由。
提示：支持；因為抑菌圈邊緣生長的細菌可能是耐藥菌。
2．在本實驗的培養(yǎng)條件下，耐藥菌所產(chǎn)生的變異是有利還是有害的？你怎么理解變異是有利還是有害的？
提示：在本實驗條件下，耐藥菌產(chǎn)生的變異一般來說是有利的；有利于生物在特定環(huán)境中生存和繁殖的變異在此環(huán)境中就是有利變異。
突破點1　
1．(2022·浙江溫州模擬)野生型金黃色葡萄球菌對青霉素敏感。將它接種到青霉素濃度為0.1單位/cm3的培養(yǎng)基里，絕大多數(shù)死亡，有個別存活如圖甲，并能進行繁殖。繼續(xù)用同濃度的青霉素處理存活的細菌結(jié)果如圖乙、丙。下列敘述正確的是(　　)
A．該細菌抗藥性的產(chǎn)生是人工選擇的結(jié)果
B．存活的細菌進行繁殖并將抗青霉素性狀直接傳遞給后代
C．該細菌在接觸青霉素前可能通過染色體變異產(chǎn)生了變異
D．圖甲→乙→丙過程中，該細菌的基因頻率發(fā)生了定向改變
解析：一般而言，變異在前，選擇在后，即細菌抗藥性的產(chǎn)生是基因突變的結(jié)果，與人工選擇無關(guān)，A錯誤；存活下來的個體通過繁殖產(chǎn)生后代可能會出現(xiàn)性狀分離，故后代不一定有來自存活細菌的抗青霉素性狀，B錯誤；金黃色葡萄球菌為原核生物，細胞中沒有染色體，故不能發(fā)生染色體變異，C錯誤；據(jù)圖可知，圖甲→乙→丙過程中，不斷用青霉素進行處理，青霉素的作用相當于自然選擇，故該過程中細菌的基因頻率發(fā)生了定向改變，D正確。
答案：D
突破點2　
2．細菌對各種抗生素的藥敏程度實驗方法：將含有一定濃度不同抗生素的濾紙片放置在已接種被檢菌的固體培養(yǎng)基表面，抗生素向周圍擴散，如果抑制生長，則在濾紙片周圍出現(xiàn)抑菌圈(圖中里面的圈)，結(jié)果如圖所示。
(1)衡量本實驗結(jié)果的指標是______________________________________________。
(2)上述圖中最有效的是________培養(yǎng)皿中的抗生素。
(3)用上述最有效的抗生素對細菌進行處理，并測定細菌數(shù)量變化，如圖所示：
①向培養(yǎng)基中加入抗生素的時刻為________點。
②細菌種群的進化是定向的，而變異是________，細菌的抗藥性產(chǎn)生于環(huán)境變化之________(填“前”“中”或“后”)，抗生素對細菌變異的作用不是“誘導”而是________。
③盡管有抗藥性基因存在，但使用抗生素仍然能治療由細菌引起的感染，原因在于細菌種群中______________________________________________________________________。
解析：(1)抗生素如果抑制細菌生長，在濾紙片周圍就會出現(xiàn)抑菌圈，抑菌圈越大就說明抗生素殺菌能力越強。
(2)因抑菌圈越大抗生素殺菌能力越強，所以最有效的是B培養(yǎng)皿中的抗生素。
(3)①據(jù)曲線圖分析，AB段沒有抗生素，細菌繁殖加快，B點加入抗生素，細菌數(shù)量快速減少。
②細菌種群的進化是定向的，而變異是不定向的，細菌的抗藥性個體，在使用抗生素之前就已經(jīng)存在，抗生素對細菌種群起到選擇的作用，選擇了抗藥性的個體生存下來，無抗藥性的個體被殺死。
③在細菌種群中，含有抗藥性基因的個體是變異個體，只占少數(shù)，使用抗生素殺死了大部分無抗藥性的個體，故仍然能治療由細菌引起的感染。
答案：(1)抑菌圈的大小　(2)B　(3)①B　②不定向的　前　選擇?、塾锌顾幮曰虻膫€體占極少數(shù)
[構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)]
[強化生命觀念]
1．化石是指通過自然作用保存在地層中的古代生物的遺體、遺物或生活痕跡等。
2．物種是指能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物。
3．隔離是指不同群體間的個體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。
4．協(xié)同進化是指不同物種之間、生物與無機環(huán)境之間在相互影響中不斷進化和發(fā)展。
真題再現(xiàn)　感悟考情
1．(2021·河北卷)雄性縫蠅的求偶方式有：①向雌蠅提供食物；②用絲縷簡單纏繞食物后送給雌蠅；③把食物裹成絲球送給雌蠅；④僅送一個空絲球給雌蠅。以上四種方式都能求偶成功。下列敘述錯誤的是(　　)
A．求偶時提供食物給雌蠅有利于其繁殖，是一種適應(yīng)性行為
B．④是一種儀式化行為，對縫蠅繁殖失去進化意義
C．③是雌蠅對雄蠅長期選擇的結(jié)果
D．④可能由③進化而來
解析：雄蠅通過提供食物進行求偶，成功的可能性增大，有利于種群的繁殖，是一種適應(yīng)性行為，A正確；與簡單的直接提供食物相比，將食物裹成絲球更容易被雌蠅接受，這是雌蠅對雄蠅長期選擇的結(jié)果，C正確；求偶行為中，雄蠅對食物的處理方式發(fā)生了①→③的進化，經(jīng)過長期自然選擇最終進化出直接提供沒有食物的空絲球也能獲得成功的求偶行為，對縫蠅的繁殖與進化具有積極的意義，B錯誤，D正確。
答案：B
2．(2021·湖南卷)金魚系野生鯽魚經(jīng)長期人工選育而成，是中國古代勞動人民智慧的結(jié)晶，現(xiàn)有形態(tài)多樣、品種繁多的金魚品系。自然狀態(tài)下，金魚能與野生鯽魚雜交產(chǎn)生可育后代。下列敘述錯誤的是(　　)
A．金魚與野生鯽魚屬于同一物種
B．人工選擇使鯽魚發(fā)生變異，產(chǎn)生多種形態(tài)
C．鯽魚進化成金魚的過程中，有基因頻率的改變
D．人類的喜好影響了金魚的進化方向
解析：物種指的是能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物，自然狀態(tài)下，金魚能與野生鯽魚雜交產(chǎn)生可育后代，二者屬于同一物種，A正確；變異先于環(huán)境選擇，變異可以是自然發(fā)生的，人類只是起到選擇作用，B錯誤；生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變，C正確；人們根據(jù)自己的需要，把合乎要求的變異個體挑選出來，讓它們保留后代，經(jīng)過連續(xù)數(shù)代的選擇，人類所需要的變異被保存下來，進而培育出新品種，因此人類的喜好影響了金魚的進化方向，D正確。
答案：B
3．(2021·浙江1月選考)選擇是生物進化的重要動力。下列敘述正確的是(　　)
A．同一物種的個體差異不利于自然選擇和人工選擇
B．人工選擇可以培育新品種，自然選擇不能形成新物種
C．自然選擇保存適應(yīng)環(huán)境的變異，人工選擇保留人類所需的變異
D．經(jīng)自然選擇，同一物種的不同種群的基因庫發(fā)生相同的變化
解析：同一物種的個體差異，利于自然選擇和人工選擇，A錯誤；人工選擇能培育出新品種，自然選擇也能形成新的類型、新的物種，B錯誤；自然選擇是自然界對生物的選擇作用，使適者生存，不適者被淘汰；人工選擇是人們根據(jù)自己的需要，對合乎要求的變異個體進行選擇，最后選育出新品種，C正確；由于同一物種不同種群所處的自然環(huán)境可能不同，故在自然選擇的作用下，同一物種的不同種群的基因庫可能發(fā)生不同的變化，D錯誤。
答案：C
4．(2021·廣東卷)兔的脂肪白色(F)對淡黃色(f)為顯性，由常染色體上一對等位基因控制。某兔群由500只純合白色脂肪兔和1 500只淡黃色脂肪兔組成，F(xiàn)、f的基因頻率分別是(　　)
A．15%、85%　　　　　　　 B．25%、75%
C．35%、65% D．45%、55%
解析：基因頻率是指在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比率。該兔群純合白色脂肪兔的基因型為FF，數(shù)目為500；淡黃色脂肪兔的基因型為ff，數(shù)目為1 500。F的基因頻率為×100%＝25%，f的基因頻率為1－25%＝75%。故選B。
答案：B
5．(2018·全國Ⅰ卷)回答下列問題：
(1)大自然中，獵物可通過快速奔跑來逃脫被捕食，而捕食者則通過更快速地奔跑來獲得捕食獵物的機會，獵物和捕食者的每一點進步都會促進對方發(fā)生改變，這種現(xiàn)象在生態(tài)學上稱為________。
(2)根據(jù)生態(tài)學家斯坦利的“收割理論”，食性廣捕食者的存在有利于增加物種多樣性，在這個過程中，捕食者使物種多樣性增加的方式是_________________________________
________________________________________________________________________。
(3)太陽能進入生態(tài)系統(tǒng)的主要過程是_______________________________________
________________________________________________________________________。
分解者通過_________________________________________來獲得生命活動所需的能量。
解析：(1)大自然中獵物與捕食者在逃脫被捕食和捕食過程中相互選擇，共同進化。(2)根據(jù)“收割理論”分析，食性廣捕食者往往捕食個體數(shù)量多的物種，這樣就會避免出現(xiàn)一種或少數(shù)幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對優(yōu)勢的局面，食性廣捕食者的存在有利于增加物種多樣性。(3)太陽能主要通過綠色植物的光合作用過程進入生態(tài)系統(tǒng)，分解者通過呼吸作用分解有機物來獲得能量，滿足生命活動的需要。
答案：(1)協(xié)同進化(或共同進化)　(2)捕食者往往捕食個體數(shù)量多的物種，為其他物種的生存提供機會　(3)綠色植物通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能儲存在有機物中　呼吸作用將動植物遺體和動物排遺物中的有機物分解

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