考點20透過圖解理解現代生物進化理論，并掌握相關計算依綱聯想1．現代生物進化理論的6個易混點(1)生物進化≠物種的形成①生物進化的實質是種群基因頻率的改變，物種形成的標志是生殖隔離。②生物發生進化，并不一定形成新物種，但是新物種的形成要經過生物進化，即生物進化是物種形成的基礎。(2)物種形成與隔離的關系：物種的形成不一定要經過地理隔離，但必須要經過生殖隔離。(3)共同進化并不只包括生物與生物之間共同進化，還包括生物與無機環境之間共同進化，共同進化中的生物之間的關系既有種間互助，也有種間斗爭，但不包含種內關系。(4)自然選擇作用的對象：直接對象是種群中個體表現型，間接對象是個體基因型，根本對象是與變異性狀相對應的基因。(5)進化理論中定向與不定向：只有自然選擇能定向改變種群的基因頻率，而突變和基因重組是隨機的，不定向的。(6)共同進化表現為相互影響與相互改變。共同進化導致生物多樣性的形成，其包含三個層次：基因多樣性、物種多樣性和生態系統多樣性。2．種群的基因頻率的3種計算方法(1)常染色體基因頻率的計算①在種群中一對等位基因的頻率之和等于1，基因型頻率之和也等于1。②一個等位基因的頻率＝該等位基因純合子的頻率＋1/2雜合子的頻率。(2)X染色體上的基因頻率計算：Xb＝eq\f(Xb總數,2×女性個數＋男性個數)×100%。(3)利用哈迪—溫伯格平衡定律，通過基因頻率計算基因型頻率①內容：在一個有性生殖的自然種群中，當等位基因只有一對(A—a)時，設p代表A基因的頻率，q代表a基因的頻率，則(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1。其中，p2是AA(純合子)的基因型頻率，2pq是Aa(雜合子)的基因型頻率，q2是aa(純合子)的基因型頻率。②適用條件：在一個有性生殖的自然種群中，在符合以下5個條件的情況下，各等位基因的基因頻率和基因型頻率在一代代的遺傳中是穩定不變的，或者說是保持著動態平衡的。這5個條件是：種群足夠大；種群中個體間的分配是隨機的；沒有突變的發生；種群之間不存在個體的遷移或基因交流；沒有自然選擇。1．判斷下列關于生物進化的敘述(1)因自然選擇是通過作用于個體而影響種群的基因頻率，所以進化改變的是個體而不是群體(2010·山東，2D和2008·山東，5D)(×)(2)盲魚眼睛的退化是黑暗誘導基因突變的結果(2011·重慶，4A)(×)(3)在自然條件下，某隨機交配種群中等位基因A、a頻率的變化只與環境的選擇作用有關(2010·大綱全國Ⅰ，4B)(×)(4)受農藥處理后種群中抗藥性強的個體有更多機會將基因傳遞給后代(2010·江蘇，12D)(√)(5)物種的形成必須經過生殖隔離，因此生殖隔離是物種朝不同方向發展的決定性因素(2010·山東，2A和2013·江蘇，12B改編)(×)(6)下圖表示某小島上蜥蜴進化的基本過程，X、Y、Z表示生物進化的基本環節，Y是自然選擇(2009·上海，34(1)改編)(√)(7)某島上蜥蜴原種的腳趾逐漸出現兩種性狀，W代表蜥蜴腳趾的分趾基因；w代表聯趾基因。如圖表示這兩種性狀比例變化的過程，說明自然環境的變化引起不同性狀蜥蜴的比例發生變化，其本質是因為蜥蜴群體內的基因頻率發生了改變；從生物多樣性角度分析，下圖所示群體中不同個體的存在反映了基因多樣性(2009·上海，34(4)改編)(√)(8)果蠅的長翅(V)對殘翅(v)為顯性。在一個由600只長翅果蠅和400只殘翅果蠅組成的種群中，若雜合子占所有個體的40%，那么隱性基因v在該種群內的基因頻率為60%(2014·上海，9C)(√)(9)某動物種群中，AA、Aa和aa基因型的個體依次占25%、50%、25%。若該種群中的aa個體沒有繁殖能力，其他個體間可以隨機交配，理論上，下一代AA∶Aa∶aa基因型個體的數量比為4∶4∶1(2014·海南，23B)(√)2．(2015·山東，6)玉米的高稈(H)對矮稈(h)為顯性。現有若干H基因頻率不同的玉米群體，在群體足夠大且沒有其他因素干擾時，每個群體內隨機交配一代后獲得F1。各F1中基因型頻率與H基因頻率(p)的關系如圖。下列分析錯誤的是()A．0<p<1時，親代群體都可能只含有純合子B．只有p＝b時，親代群體才可能只含有雜合子C．p＝a時，顯性純合子在F1中所占的比例為eq\f(1,9)D．p＝c時，F1自交一代，子代中純合子比例為eq\f(5,9)答案D解析當p＝0時，種群只有hh，當p＝1時，種群只有HH，當0<p<1時，種群可以是只含有純合子，也可能純合子、雜合子都有，A正確；只有當p＝b時，F1Hh基因型頻率為eq\f(1,2)，此時親代才可能只含雜合子，B正確；圖示曲線信息表明p＝a時，Hh＝hh即2×a×(1－a)＝(1－a)2，則3a＝1即H為1/3，h為2/3，顯性純合子在F1中為1/9，C正確；p＝c時，HH＝Hh即c2＝2×c×(1－c)，求得c＝eq\f(2,3)，則HH＝eq\f(4,9)，Hh＝2×eq\f(1,3)×eq\f(2,3)＝eq\f(4,9)，hh＝eq\f(1,9)，則F1自交子代純合子比例為1－雜合子＝1－eq\f(4,9)×eq\f(1,2)＝eq\f(7,9)，D錯誤。本考點多以選擇題的形式出現，內容側重于進化理論的基本觀點和基本概念的理解和種群基因頻率的相關計算。因此同學們在備考時：其一要通過對比的方法理解和掌握有關的基本概念；其二要根據實際問題的情景進行精準的分析；其三要掌握基因頻率相關的計算技巧。1．(表格信息題)由于一次劇烈的地質變化，原來生活在某山谷的一個鼠種群被剛形成的一條洶涌的大河隔離成甲和乙兩個種群，U基因在甲種群和乙種群中的基因型個體數如下表。通過分析不能得出的結論是()基因型UaUaUaUbUbUcUcUcUaUc種群甲(個)50200100150100種群乙(個)12002005080A.甲種群的基因庫大于乙種群B．基因Ua在甲種群中的頻率約為33%C．若甲、乙兩種群長期隔離，表中基因型數量會發生變化D．種群越小，基因的喪失對該基因頻率的影響越小答案D解析由于甲種群中含有基因型為UaUb的個體，乙種群中不含有，故A正確；基因Ua在甲種群中的頻率為(200＋50×2＋100)÷(50×2＋200×2＋100×2＋150×2＋100×2)×100%≈33%，B正確；若甲、乙兩種群長期地理隔離，兩種群進化的方向不同，基因型會發生變化，C正確；種群越小，基因的喪失對該基因頻率的影響越大，故D錯誤。思維延伸(1)題中甲種群的基因庫大于乙種群的基因庫，所以二者之間已經產生生殖隔離(×)(2)題中種群甲中Ub基因頻率是25%，種群乙中UaUb個體在自然選擇中被淘汰(√)(3)題中種群中不同基因型的出現，體現了突變的不定向性及基因重組的多樣性(×)(4)題中由于地理隔離致使種群甲、種群乙之間不能自由交配，是新物種形成的標志(×)(5)某地甲、乙兩個地雀種群的個體數和有關基因型如下表所示，請判斷：甲基因型AATTAaTTaaTTAATtAaTt個體數202242012基因型aaTtAAttAattaatt總數個體數3982100乙基因型AATTAaTTaaTT總數個體數19616836400①甲種群的a基因頻率小于乙種群(×)②甲種群的基因突變不同于乙種群(√)③兩個種群的進化方向都由自然選擇決定(√)2．(2015·安徽，5)現有兩個非常大的某昆蟲種群，個體間隨機交配，沒有遷入和遷出，無突變，自然選擇對A和a基因控制的性狀沒有作用。種群1的A基因頻率為80%，a基因頻率為20%；種群2的A基因頻率為60%，a基因頻率為40%。假設這兩個種群大小相等，地理隔離不再存在，兩個種群完全合并為一個可隨機交配的種群，則下一代中Aa的基因型頻率是()A．75%B．50%C．42%D．21%答案C解析根據題意可知兩個非常大的某昆蟲種群，在理想情況下合并為一個種群，可以認為原先兩個種群的大小相同，再根據兩個種群的基因頻率可知合并后的種群的A基因頻率為70%，a基因頻率為30%。根據哈迪—溫伯格定律可知，下一代中的Aa的基因型頻率為42%，所以C正確。思維延伸假設某果蠅種群中雌雄個體數目相等，且對于A和a這對等位基因來說只有Aa一種基因型。回答下列問題：(1)若不考慮基因突變和染色體變異，則該果蠅種群中A基因頻率∶a基因頻率為____________。理論上該果蠅種群隨機交配產生的第一代中AA、Aa和aa的數量比______________，A基因頻率為________。(2)若該果蠅種群隨機交配的實驗結果是第一代中只有Aa和aa兩種基因型，且比例為2∶1，則對該結果最合理的解釋是_____________________________________________。根據這一解釋，第一代再隨機交配，第二代中Aa和aa基因型個體數量的比例應為________。答案(1)1∶11∶2∶10.5(2)A基因純合致死1∶13．甲海島上的某種鳥一部分遷徙到乙、丙兩個海島(三個島嶼相互隔絕)，如圖為剛遷入時和多年后決定羽毛顏色相關基因的調查結果(B－黑色、b－灰色、B1－黃色)。下列推測正確的是()A．三個島嶼上的這種鳥既存在地理隔離，也存在生殖隔離B．鳥類遷入新島嶼后會與其食物、天敵和無機環境共同進化C．甲、丙兩個島嶼的相同環境決定羽毛顏色朝著相同方向進化D．乙島嶼的環境促進羽毛顏色基因發生定向突變，產生B1基因答案B解析分析題圖可知，甲島的鳥遷到乙、丙兩島后，存在地理隔離，但是不一定存在生殖隔離，A錯誤；生物的進化是不同生物之間、生物與無機環境之間的共同進化，因此鳥類遷入新島嶼后會與其食物、天敵和無機環境共同進化，B正確；分析題圖可知，甲島進化過程中B基因頻率逐漸升高，b基因頻率逐漸降低，丙種群在進化過程中B基因頻率逐漸降低，b基因頻率逐漸升高，二者進化的方向不同，因此生存的環境不同，C錯誤；基因突變是不定向的，D錯誤。思維延伸如圖表示一個親代種群由于地理隔離(河流和山脈)形成了兩個新的種群，進而進化為兩個新物種的過程。判斷下列相關敘述：(1)地理隔離導致種群1、2與親代種群之間不能發生基因交流(√)(2)種群1、2出現不同的突變和基因重組，相互間無影響(√)(3)種群1、2承受不同的選擇壓力，適應環境的個體被保留(√)(4)由于種群1、2基因庫中沒有相同的基因，導致生殖隔離(×)4．如圖表示生物新物種形成的基本環節，對圖示分析正確的是()A．a表示基因突變和基因重組，是生物進化的原材料B．b表示生殖隔離，生殖隔離是生物進化的標志C．c表示新物種形成，新物種與生活環境共同進化D．d表示地理隔離，新物種形成一定需要地理隔離答案C解析據圖分析可知，a表示突變和基因重組，為生物進化提供原材料，其中突變包括基因突變和染色體變異，A項錯誤；b表示生殖隔離，生殖隔離是新物種形成的標志，B項錯誤；c表示新物種形成，生物進化過程實際上是生物與生物、生物與無機環境共同進化的過程，C項正確；d表示地理隔離，新物種形成通常由長期的地理隔離導致，但是并不是所有新物種的形成都需要地理隔離，例如多倍體的形成，D項錯誤。5．(坐標曲線類)如圖是某物種遷入新環境后一對等位基因的基因頻率變化情況，分析這些數據能得出的結論是()A．1950～1980年間該種群始終沒有發生進化B．1990年該生物已經進化成了兩個物種C．1960年該種群Aa基因型的頻率為48%D．變異的有利還是有害取決于生物生存的環境答案D解析1950～1980年間該種群基因頻率不斷發生著變化，說明種群進化了，A錯誤；1990年該生物已經進化了，但是沒有形成兩個物種，B錯誤；1960年時，如果種群中個體間可以自由交配，該種群Aa基因型的頻率＝2×0.4×0.6＝48%，但如果個體間不能自由交配，則Aa基因型的頻率不一定為48%，C錯誤；1970年以前，A基因頻率逐漸降低，說明A基因控制的性狀不利于適應新的環境；1970年以后，A基因頻率逐漸升高，說明A基因控制的性狀有利于適應新的環境，所以變異的有利還是有害取決于生物生存的環境，D正確。思維延伸(1)某農民起初在農田里噴灑某種農藥R，取得較好的效果，但c年后又不得不以放養青蛙來代替噴灑農藥。如圖為在此時間段內，農田中甲蟲的種群密度變化示意圖。判斷下列敘述：①圖中ABC段表明甲蟲種群中抗藥基因的頻率先降低后升高(×)②通過分析BC段可推知這種抗藥性的變異是可以遺傳的(√)③農藥對害蟲所起的作用是定向地改變害蟲種群中的基因頻率(√)④如果a～d年間都為農藥防治期，c年后害蟲種群密度下降的原因可能是農民更換了農藥的種類(√)(2)圖中甲、乙、丙表示自然選擇對種群的三種作用類型，其中最易產生新物種的是________。答案丙6．(綜合應用)如圖1所示為某地區中某種老鼠原種群被一條河分割成甲、乙兩個種群后的進化過程圖，圖2為在某段時間內，種群甲中的A基因頻率的變化情況，請思考回答下列問題：(1)圖1中a過程為________，b過程的實質是________________________________________，其直接作用對象是________________________，地球新物種的形成必須經過[]______________。(2)由圖可知，物種形成過程中________是不定向的，而圖中過程[]____________是定向的。(3)圖2中在________時間段內甲種群生物發生了進化，其中________基因控制的性狀更加適應環境，在T點時________(填“是”、“否”或“不一定”)形成新物種。(4)若時間單位為年，在某年時，甲種群AA、Aa和aa的基因型頻率分別為10%、30%和60%，則此時A基因頻率為________。現假設甲種群所生存的環境發生一種新的變化，使得生存能力AA＝Aa>aa，其中aa個體每年減少10%，而AA和Aa個體每年增加10%，則下一年時種群中的aa的基因型頻率約為________，該種群________(會、不會)發生進化。(5)若A和a基因位于X染色體上，在某個時間點統計甲種群中XAXA個體占42%、XAXa個體占6%、XAY個體占45%、XaY個體占5%，則該種群的a基因頻率為____________。(6)若說“該地區生物多樣性的形成過程就是新物種的形成過程”是否正確呢？________。答案(1)地理隔離定向改變種群的基因頻率生物個體的表現型c生殖隔離(2)變異b自然選擇(3)QRA不一定(4)25%55.1%會(5)7.5%(6)不正確