专题22-生物的进化(串讲)(新高考专用)(原卷版).docx

专题22 生物的进化
考点分布
重点难点
备考指南
1.现代生物进化理论
2.种群基因（型）频率的计算
1.现代生物进化理论的主要内容　
2.生物进化与生物多样性的形成
理解并掌握现代生物进化理论的内容。
理解并掌握种群基因频率计算的题型及题型做法。
考点一　共同由来学说和自然选择学说

1． 生物有共同祖先的证据
（1） 化石证据
①概念：化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的 等，是研究 最直接、最重要的证据。
②事实证据：生物的化石在地层中的出现是有一定顺序的，在越早形成的地层中出现的生物结构越简单、越低等，在越晚形成的地层中出现的生物结构越复杂越高等。
③意义：证实了生物是由原始的共同祖先经过漫长的地质年代逐渐进化来的。揭示出生物由 、由 、由 的进化顺序。
（2） 比较解剖学证据
①概念：研究比较脊椎动物的器官、系统的 。
②事实证据：蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢、人的上肢都是 器官。具有同源器官的生物是由共同祖先进化来的，具有共同祖先的生物生活在不同的 中，向着不同的方向进化发展，其结构适应于不同的生活环境，因而产生形态上的差异。
③意义：为生物是否有 寻找证据。
3） 胚胎学证据
①概念：胚胎学是指研究动植物胚胎的 过程的学科。
②意义：支持了人和其他脊椎动物有 的观点。
（4） 细胞和分子水平的证据
细胞水平的证据：生物有许多共同特征，比如都有能进行代谢、生长和增殖的细胞。细胞有共同的物质基础和 基础。
分子水平的证据：不同生物的DNA和蛋白质等大分子，既有共同点又存在差异性。
2.拉马克的进化学说
(1)内容： 和 是生物进化的原因，生物是由低等到高等逐渐进化的。
(2)意义：否定了神创论和 。
3．达尔文自然选择学说

4．现代生物进化理论
(1) 是生物进化的基本单位
①基因库：一个种群中全部个体所含有的 。
②基因频率：一个种群基因库中，某个基因占全部 的比率。
(2) 产生进化的原材料
①可遗传变异的来源 。
②生物突变的有利和有害不是绝对的，往往取决于 。
③生物的变异是 的，只是产生了生物进化的 ，不能决定生物进化的 。
(3) 决定生物进化的方向
(4) 导致物种的形成
①隔离
②物种形成
(5)协同进化与生物多样性的形成
①协同进化
a．概念：不同物种之间、 之间在相互影响中不断进化和发展。
b．原因：生物与生物之间的 和生物与无机环境之间的 。
②生物多样性的形成
a．内容： 多样性、 多样性、生态系统多样性
b．形成原因：生物的 。
c．研究生物进化历程的主要依据： 。
4．生物进化理论在发展
(1)中性学说：大量的基因突变是中性的，决定生物进化方向的是 的逐渐积累，而不是 。
(2)生物进化理论不会停滞不前，而是在不断 。

1．对现代生物进化理论的理解

(1)变异先于选择，例如害虫抗药性的产生，是在农药使用之前，农药仅起到选择作用。
(2)自然选择是定向的，但也不是说只有一个方向。如常刮大风的海岛上昆虫就向无翅和翅异常发达两个方向进化。
(3)基本观点的比较
达尔文进化论
共同点
现代生物进化理论
①进化局限于“个体”水平；
②自然选择源于过度繁殖和生存斗争；
③未就遗传变异本质以及自然选择的作用机理做出科学解释
①变异是进化的原材料；
②自然选择决定生物进化的方向；
③解释生物的多样性和适应性
①进化的基本单位是种群；
②生物进化的实质是种群基因频率的改变；
③突变和基因重组为生物进化提供原材料；
④隔离导致新物种的形成

2.与物种相关的比较
(1)物种形成的三大模式比较

（2）种群和物种的比较
项目
种群
物种
概念
生活在一定区域的同种生物的全部个体。种群是生物进化和繁殖的基本单位。同一种群内的个体之间可以进行基因交流
在自然状态下能够相互交配和繁殖，并能够产生可育后代的一群生物个体
范围
较小范围内的同种生物的所有个体
由分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成
判断
标准
①种群必须具备“三同”，即同一时间、同一地点、同一物种；
②同一物种的不同种群不存在生殖隔离，交配能够产生可育后代
①主要是具有一定的形态结构、生理功能和在自然条件下能自由交配并且产生可育后代（无生殖隔离）；②不同物种之间存在生殖隔离
联系
（1）一个物种可以包括许多种群；（2）同一个物种的多个种群之间存在着地理隔离，长期发展下去可成为不同的亚种，进而可形成多个新物种
（3）地理隔离与生殖隔离的比较
项目
地理隔离
生殖隔离
概念
同一种生物由于地理上的障碍，使不同的种群不能进行基因交流的现象
不同物种之间一般是不能够相互交配的，即使交配成功，也不能够产生可育的后代
特点
自然条件下不进行基因交流
种群间不进行基因交流
联系
①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；
②一般经过长期的地理隔离，然后形成生殖隔离，也可能不经过地理隔离直接形成生殖隔离，如多倍体的产生；
③只有地理隔离不一定形成生殖隔离，但能产生亚种，如东北虎和华南虎；
④生殖隔离是物种形成的标志，是物种形成的最后阶段，是物种间的真正界限
（4）物种形成与生物进化的比较
内容
物种形成
生物进化
标志
生殖隔离出现
基因频率改变
二者联系
①只有不同种群的基因库产生了明显差异，出现生殖隔离才能形成新物种；
②进化不一定产生新物种，新物种产生一定存在进化

3.协同进化与生物多样性的形成
(1)协同进化的实例
协同进化类型
包含类型
实例
不同物种之间
种间互助
某种兰花和专门给它传粉的蛾
种间斗争
捕食
猎豹和斑马
寄生
黏液瘤病毒和兔子
竞争
农作物与杂草
生物与无机
环境之间
生物影响环境，环境影响生物
地球早期无氧环境→厌氧生物→光合生物出现→空气中有氧气→出现好氧生物

(2)生物多样性形成的原因分析
①从分子水平看：

②从进化角度看：物种多样性与生态系统多样性主要是生物的不定向变异与定向选择在进化过程中共同作用的结果。
典例1.如图所示的是施用某种杀虫剂以后，昆虫种群所发生的改变。下列相关叙述错误的是(　　)

A．①类个体被淘汰的原因并不是该杀虫剂未能诱发其产生抗性基因
B．抗性基因的根本来源是可遗传变异，②③类个体的抗性基因一定来源于遗传
C．若连续施用该杀虫剂，则抗杀虫剂的基因频率会越来越趋近1
D．杀虫剂直接选择的对象是昆虫的抗药性或不抗药性的表现型
典例2.桦尺蠖的体色暗黑由显性基因S控制，体色灰白由隐性基因s控制。由于工业化发展，S和s基因的频率在英国某工业污染区100年间的变化结果如下表所示。下列叙述错误的是(　　)
工业污染区
1800年
1810年
……
1890年
1900年
s基因
99%
90%
……
19%
10%
S基因
1%
10%
……
81%
90%

A.环境的定向选择作用可使种群中s基因的频率下降
B．污染区种群S基因频率上升是桦尺蠖对环境的适应
C．自然选择能保留有利变异且能使有利变异逐代积累
D．暗黑色桦尺蠖是通过基因突变和自然选择产生的新物种
考点二　基因频率和基因型频率的计算

一、　常染色体上基因频率的计算
1．已知各基因型个体的数量，求基因频率。此类题型可用定义公式计算，即某基因的频率＝[（该基因纯合子个体数×2＋杂合子个体数）÷（总个体数×2）]×100%。
2．已知基因型频率，求基因频率。此类题型可以将百分号去掉，按定义公式计算或直接用“某基因的基因频率＝该基因纯合子的百分比＋杂合子百分比的1/2”来代替。如基因A的频率＝AA的频率＋1/2Aa的频率，基因a的频率＝1－基因A的频率。
二、　性染色体上基因频率的计算
p＝×100%
q＝×100%
(p为XA的基因频率，q为Xa的基因频率，N为个体数)
准确运用男性基因型频率计算该地区X染色体基因频率
红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病，色盲基因b位于X染色体上。对男性（XY）而言，每个男性体细胞中只有一条X染色体，含有致病基因就为患者，不含则为正常个体，无携带者。若某地区男性中色盲占x，则此地区Xb的基因频率也为x，此地区女性色盲率则为x2。
三、　利用遗传平衡公式计算基因频率和基因型频率
1．前提条件：(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(A、a)时，设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，则：AA的基因型频率＝p2，Aa的基因型频率＝2pq，aa的基因型频率＝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。

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，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，相关计算可按哈迪—温伯格定律（遗传平衡定律）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。
典例1.某小岛上原有果蝇20 000只，其中基因型MM、Mm和mm的果蝇分别占15%、55%和30%。若从岛外入侵了2 000只基因型为MM的果蝇，且所有果蝇均随机交配，则F1中m的基因频率约为(　　)
A．43% B．48%
C．52% D．57%
典例2.对某村庄人群的红绿色盲情况调查发现，共有500人，其中XBXB占42.2%，XBXb占7.4%，XbXb占0.4%，XBY占46%，XbY占4%。一年后由于出生、死亡、婚嫁等原因，该村庄男性色盲增加了5人，女性携带者增加了6人，其余类型人数不变。则一年后该人群XB和Xb的基因频率分别是(　　)
A．9.39%,90.61% B．8%,92%
C．92%,8% D．90.61%,9.39%
典例3.现有两个非常大的某昆虫种群，个体间随机交配，没有迁入和迁出，无突变，自然选择对A和a基因控制的性状没有作用。种群1的A基因频率为80%，a基因频率为20%；种群2的A基因频率为60%，a基因频率为40%。假设这两个种群大小相等，地理隔离不再存在，两个种群完全合并为一个可随机交配的种群，则下一代中Aa的基因型频率是(　　)
A．75% B．50%
C．42% D．21%

有关现代进化理论基本观点的几点易错点
（1）突变≠基因突变。“突变”不是基因突变的简称，而是包括“基因突变”和“染色体变异”。
（2）变异在环境变化之前已经产生，环境只是起选择作用，不能定向诱发基因突变。
（3）变异是不定向的，而自然选择能定向改变种群的基因频率，从而使种群发生定向进化。
（4）能产生后代≠同一物种。两个个体能够交配产生后代，但子代可能高度不育，则仍是两个物种。
（5）生物进化不一定导致物种的形成，但新物种一旦形成，则说明生物肯定进化了。
（6）只有地理隔离而没形成生殖隔离，可能产生亚种，但没有产生新物种。

1.（2023·海南·高考真题）某学者按选择结果将自然选择分为三种类型，即稳定选择、定向选择和分裂选择，如图。横坐标是按一定顺序排布的种群个体表型特征，纵坐标是表型频率，阴影区是环境压力作用的区域。下列有关叙述错误的是（    ）

A．三种类型的选择对种群基因频率变化的影响是随机的
B．稳定选择有利于表型频率高的个体
C．定向选择的结果是使种群表型均值发生偏移
D．分裂选择对表型频率高的个体不利，使其表型频率降低
2.（2023·北京·统考高考真题）抗虫作物对害虫的生存产生压力，会使害虫种群抗性基因频率迅速提高，导致作物的抗虫效果逐渐减弱。为使转基因抗虫棉保持抗虫效果，农业生产上会采取一系列措施。以下措施不能实现上述目标（　　）
A．在转基因抗虫棉种子中混入少量常规种子
B．大面积种植转基因抗虫棉，并施用杀虫剂
C．转基因抗虫棉与小面积的常规棉间隔种植
D．转基因抗虫棉大田周围设置常规棉隔离带
3.（2022·福建·统考高考真题）青蒿素是治疗疟疾的主要药物。疟原虫在红细胞内生长发育过程中吞食分解血红蛋白，吸收利用氨基酸，血红蛋白分解的其他产物会激活青蒿素，激活的青蒿素能杀死疟原虫。研究表明，疟原虫Kelch13蛋白因基因突变而活性降低时，疟原虫吞食血红蛋白减少，生长变缓。同时血红蛋白的分解产物减少，青蒿素无法被充分激活，疟原虫对青蒿素产生耐药性。下列叙述错误的是（    ）
A．添加氨基酸可以帮助体外培养的耐药性疟原虫恢复正常生长
B．疟原虫体内的Kelch13基因发生突变是青蒿素选择作用的结果
C．在青蒿素存在情况下，Kelch13蛋白活性降低对疟原虫是一个有利变异
D．在耐药性疟原虫体内补充表达Kelch13蛋白可以恢复疟原虫对青蒿素的敏感性
4.（2023·湖北·统考高考真题）某二倍体动物种群有100个个体，其常染色体上某基因有A1、A2、A3三个等位基因。对这些个体的基因A1、A2、A3进行PCR扩增，凝胶电泳及统计结果如图所示。该种群中A3的基因频率是（　　）

A．52% B．27% C．26% D．2%
5.（2023·湖北·统考高考真题）现有甲、乙两种牵牛花，花冠的颜色由基因A、a控制。含A基因的牵牛花开紫花，不含A基因的牵牛花开白花。甲开白花，释放的挥发物质多，主要靠蛾类传粉；乙开紫花，释放的挥发物质少，主要靠蜂类传粉。若将A基因转入甲，其花颜色由白变紫，其他性状不变，但对蛾类的吸引下降，对蜂类的吸引增强。根据上述材料，下列叙述正确的是（　　）
A．甲、乙两种牵牛花传粉昆虫的差异，对维持两物种生殖隔离具有重要作用
B．在蛾类多而蜂类少的环境下，甲有选择优势，A基因突变加快
C．将A基因引入甲植物种群后，甲植物种群的基因库未发生改变
D．甲释放的挥发物是吸引蛾类传粉的决定性因素
6.（2022·重庆·统考高考真题）人的扣手行为属于常染色体遗传，右型扣手（A）对左型扣手（a）为显性。某地区人群中AA、Aa、aa基因型频率分别为0.16、0.20、0.64。下列叙述正确的是（  ）
A．该群体中两个左型扣手的人婚配，后代左型扣手的概率为3/50
B．该群体中两个右型扣手的人婚配，后代左型扣手的概率为25/324
C．该群体下一代AA基因型频率为0.16，aa基因型频率为0.64
D．该群体下一代A基因频率为0.4，a基因频率为0.6
7.（2022·辽宁·统考高考真题）下列关于生物进化和生物多样性的叙述，错误的是（  ）
A．通过杂交育种技术培育出许多水稻新品种，增加了水稻的遗传多样性
B．人类与黑猩猩基因组序列高度相似，说明人类从黑猩猩进化而来
C．新物种的形成意味着生物类型和适应方式的增多
D．生物之间既相互依存又相互制约，生物多样性是协同进化的结果
8.（2022·河北·统考高考真题）某植物叶片含有对昆虫有毒的香豆素，经紫外线照射后香豆素毒性显著增强。乌凤蝶可以将香豆素降解，消除其毒性。织叶蛾能将叶片卷起，取食内部叶片，不会受到毒害。下列叙述错误的是（　　）
A．乌凤蝶进化形成香豆素降解体系，是香豆素对其定向选择的结果
B．影响乌凤蝶对香豆素降解能力的基因突变具有不定向性
C．为防止取食含有强毒素的部分，织叶蛾采用卷起叶片再摄食的策略
D．植物的香豆素防御体系和昆虫的避免被毒杀策略是协同进化的结果
9.（2022·浙江·高考真题）由欧洲传入北美的耧斗菜已进化出数十个物种。分布于低海拔潮湿地区的甲物种和高海拔干燥地区的乙物种的花结构和开花期均有显著差异。下列叙述错误的是（  ）
A．甲、乙两种耧斗菜的全部基因构成了一个基因库
B．生长环境的不同有利于耧斗菜进化出不同的物种
C．甲、乙两种耧斗菜花结构的显著差异是自然选择的结果
D．若将甲、乙两种耧斗菜种植在一起，也不易发生基因交流
10.（2021·重庆·高考真题）2017年，我国科学家发现一个水稻抗稻瘟病的隐性突变基因b（基因B中的一个碱基A变成G），为水稻抗病育种提供了新的基因资源。请回答以下问题：
(1)基因B突变为b后，组成基因的碱基数量 。
(2)基因b包含一段DNA单链序列TAGCTG，能与其进行分子杂交的DNA单链序列为 。自然界中与该序列碱基数量相同的DNA片段最多有 种。
(3)基因b影响水稻基因P的转录，使得酶P减少，从而表现出稻瘟病抗性。据此推测，不抗稻瘟病水稻细胞中基因P转录的mRNA量比抗稻瘟病水稻细胞 。
(4)现有长穗、不抗稻瘟病（HHBB）和短穗、抗稻瘟病（hhbb）两种水稻种子，欲通过杂交育种方法选育长惠、抗稻瘟病的纯合水稻。请用遗传图解写出简要选育过程。
(5)某水稻群体中抗稻瘟病植株的基因型频率为10%，假如该群体每增加一代，抗稻瘟病植株增加10%、不抗稻病植株减少10%，则第二代中，抗稻瘟病植株的基因型频率为 %（结果保留整数）。