高三生物第一轮复习资料第七章生物的进化

第七章生物的进化
考点要求：
自然选择学说的主要内容（过度繁殖，生存斗争，遗传变异，适者生存）、不足
现代生物进化理论简介：研究对象（种群）、进化原材料、进化方向、进化的实质、物种形成的必要条件。

一、自然选择学说
1、创立：达尔文1859年《物种起源》
2、主要内容：过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存
3、对进化的解释：生物具有很强的繁殖能力（过度繁殖）
产生
有利变异及不利变异个体（遗传和变异）
环境条件有限（例如空间、食物、种间斗争。

即生存斗争）
有利变异个体生存（适者生存）
长期自然选择和遗传的不断积累
微小的有利变异积累成为显著的有利变异
产生
适应特定环境的生物类型
4、主要观点
（1）自然选择的内因：遗传和变异
（2）变异是不定向的，自然选择是定向的，定向的自然选择决定生物进化的方向
（3）过度繁殖为自然选择提供更多的选择材料，加剧了生存斗争
（4）生物进化的动力：生存斗争
（5）自然选择的结果：适应
（6）自然选择是一个长期的、缓慢的、连续的过程
5、意义：
（1）科学的解释了生物进化的原因
（2）科学的解释了生物进化的多样性和适应性
6、局限性：
（1）不能科学地解释遗传和变异的本质及自然选择的作用机理，即不能科学地解释自然选择如何对遗传变异起作用
（2）对生物进化的解释局限于个体水平
（3）认为物种的形成是微小有利变异积累的结果，没有认识到隔离的作用
7、自然选择的特点：是定向的（定向选择有利变异，而变异是不定向的）
自然选择的含义：生物之间相互选择例如：兔的保护色；鹰的锐利的目光；虫媒花与某
些能传粉的昆虫表现了惊人的相互适应
环境选择生物（生物适应环境）
例题分析：图表示物种形成的过程，图中小圆圈表示物种，箭头表示物种产生变异，带有两条短线的箭头表示被淘汰的变异个体。

请据图回答下列问题：
（1）此图解说明了达尔文自然选择学说
的哪些观点？
变异是不定向的，自然选择则是定向的
（2）图中表示被淘汰的变异个体的原因是
在生存斗争中，不利于生存的变异个体在斗争中失败而被淘汰。

（3）图中画出的未被淘汰的箭头说明了在生存斗争中，适于生存的变异个体被保留，并逐代通过遗传而不断积累和加强，也说明了自然选择是定向的。

二、现代生物进化理论简介
（一）核心：自然选择学说
（二）基本观点：
1、种群是生物进化的单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变
（1）种群：指生活在同一地点的同种生物的一群个体，个体之间有性别和年龄的差别，彼此可以交配，也是生物繁殖的基本单位
理解：①X围：较小X围的同种生物的个体（不存在地理隔离）
②判断标准：是同一地点（一定空间和时间内）的同种生物，它通过个体间的交配保
持着一个共同的基因库
例如：1、一个池塘中全部鲤鱼；一片森林里全部的蛇；一座山上所有的树；一片农田中所有的虫；一块稻田中所有的水稻；一片草地上的全部蒲公英；一块棉花田中的全部幼蚜，有翅和无翅的成蚜；一块朽木上的全部的真菌
2、种群是指生活在同一地点的同种生物的一群个体;种群中的个体通过繁殖将各自的基因传递给后代.下列叙述不正确的是（ABD）
A.基因重组能改变种群的基因频率
B.种群通过地理隔离一定达到生殖隔离
C.自然选择使种群基因频率发生定向改变
D.种群基因型频率的变化可导致生物进化
（2）基因库
①定义:一个种群的全部个体所含有的全部基因,包括核基因和质基因
例如:
果蝇约有104对基因,现有一黑腹果蝇的野生种群约有107个个体,则基因库中的基因为?
区别于单倍体基因组:
雌雄同体生物:其单倍体细胞中所有染色体上DNA分子的全部碱基组成
雌雄异体生物:一组非同源常染色体+2条性染色体上DNA的全部碱基组成
②特点:
A、每一个种群都有其基因库，种群中每一个个体的基因都是种群基因库的一个组成成分
B、种群个体有生有死，但基因库却不因个体死亡而消失，而在前后代遗传过程中保存和发
展
（3）基因频率及基因型频率
①、基因频率
A、定义：某个基因在某个种群基因库中出现的比例
B、特点：不断变动
原因：a、突变和基因重组；
b、存在选择作用（包括自然选择及人工选择）；
c、欲使种群基因频率不改变，所有雌雄个体间均能自由交配并产生后代且无配子
致死、胚胎致死等现象发生，否则也将导致种群基因频率的改变
d、种群内个体的迁移
e、种群越小，遗传漂变越显著
例题分析：生物进化的实质是种群基因频率的改变，其中影响种群基因频率的因素有很多，如自然选择、基因突变、基因重组、遗传漂变、生物个体的迁入和迁出等。

某中学生物研究小组为探究人工选择对种群基因频率是否有影响时，选用了纯种长翅果蝇和残翅果蝇进行实验。

已知果蝇的长翅（B）对残翅（b）为显性，基因位于常染色体上。

他们的实验过程如下：㈠选择一只纯种雄性长翅果蝇与一只雌性果蝇进行杂交，获得子一代雌雄果蝇；㈡让子一代果蝇连续自由交配5次，同时在每一代中都要除去残翅果蝇；㈢当子六代所有长翅果蝇自由交配后，统计子七代中长翅果蝇和残翅果蝇在种群的百分比；㈣根据残翅果蝇的百分比计算出B、b基因在种群中的基因频率，得出结论。

请分析回答：⑴该实验过程的设计是否科学？请说出你的理由。

不科学，没有对照实验⑵若让你对此实验过程进行改进，请设计出改进后的步骤：①选择一只纯种雄性长翅果蝇与一只雌性残翅果蝇进行杂交，获得子一代雌雄果蝇；②将子一代分成性状完全相同的甲、乙两组，让甲、乙两组的果蝇分别连续自由交配5次，同时乙组在每一代中都要除去残翅果蝇③当子六代所有长翅果蝇自由交
配后，分别统计甲、乙两组子七代中长翅果蝇和残翅果蝇在种群中的百分比④根据甲、乙两组中残翅果蝇的百分比，分别计算出甲、乙两组中的B 、b 基因在种群中的基因频率，比较得出结论⑶ 请预期这种人工选择对种群基因频率的影响：
这种人工选择将导致B 基因频率增大，b 基因频率减小
②基因型频率：某种特定基因型的个体占群体内全部个体的比例
③有关计算
A 、通过不同基因型个体数计算基因频率：
则基因频率=
%100⨯总数该基因及其等位基因的某基因的数目 例题分析：
类型Ⅰ 只在常染色体上，基因频率=%1002
⨯⨯种群个体数某基因数 类型Ⅱ 只在X 染色体上，基因频率=
%1002⨯+⨯男性个体数女性个体数某基因总数 1、中心血站调查了1788个MN 血型血，其中397人是M 型（L M L M ），861人是MN 性（L M L N ），530人是N 型（L N L N ），请分别计算L M 和L N 的基因频率。

据题意可知，M 型者含有两个L M 基因，MN 型者含有一个L M 基因和一个L N 基因，N 型者含有两个L N 基因，故本题应如此计算：
L M %＝[(2×397＋816)/(1788×2)]×100%＝46.3%，
L N %＝[(816＋2×530)/(1788×2)]×100%＝53.7%。

2、某工厂有男女职工各200人，对他们进行调查时发现，女性色盲基因携带者为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？6%
B 、通过基因型频率计算基因频率
一个等位基因的频率=其纯合体频率与1/2杂合体频率之和
例：1、在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型为AA的个体占18%，基因型为Aa的个体占78%，aa的个体占4%。

则A%＝(18%×2＋78%)×1/2＝18%＋78%×1/2＝57%，
a%＝(4%×2＋78%)×1/2＝4%＋78%×1/2＝43%。

2、某植物种群中基因型AA的个体占20%，基因型aa的个体占50%
（1）这个种群中基因A的频率是a的基因频率是
(2) 这个种群自交一代后，基因型AA的个体占基因型aa的个体占。

（3）这一种群如果连续自交多代，它的进化趋势是从基因频率上看是而从基因型上看
在自交多代的情况下的进化趋势，可通过计算基因频率在各代的情况判断。

通过计算，知道自交一代后基因频率没有发生变化。

由此可推至杂交二代乃至杂交三代基因频率仍然没有变化。

所以，这一种群没有发生进化。

而从基因型上看，该种群中杂合体的比例愈来愈小，纯合体所占的比例则愈来愈大。

3、高秆小麦（DD）与矮秆小麦（dd）杂交后，再经过多次自交，其后代种群中基因型为DD的个体占72%，基因型为Dd的个体占8%，基因型为dd的个体占20%，那么基因D 的频率是（）A. 72% B. 80% C. 76% D. 60%
C、通过遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率
（1）遗传平衡定律的内容：若A%=p，a%=q，p+q=1 ，则AA%=p2，aa%=q2，Aa%=2pq。

（2）遗传平衡定律的适用X围：在随机交配的无限大的群体中，没有突变、自然选择、迁移、遗传漂变等干扰。

虽然此定律是在较为理想的条件下适用的，但在自然界中群体都是很大的，个体间的交配一般也接近于随机，所以遗传平衡定律基本上普遍适用。

例题1、在非洲人群中，每10000人中有1人患囊性纤维原瘤，该病属常染色体遗传。

一对健康夫妇生有一患病的孩子，此后，该妇女与另一健康男性再婚，他们若生孩子，患此病
的概率是
2、某种子公司进了一批小麦种子，经实验发现了隐性纯合子稳定在0.01%，按规定砸合资在2%以下才适合播种，请问此种子是否符合播种要求？
3、某人血型为AB 型，因车祸急需输入4000ml 血，而血库暂时确AB 型血，已知某厂现有400名健康工人，经调查发现180人为A 型，144人为O 型，推测该工厂有AB 型工人多少人，如果每人均符合献血条件，每人献血200ml ，请预计能否通过献血挽救此人？ 解：O 型：ii=144人 则i=144/400=6/10
设p=6/10，I A =q 则A 型：I A I A +I A i=q 2+2pq=188/400 则q=3/10
则I B 的频率为1/10，则AB 型人为人24040010
11032=⨯⨯⨯ 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 ． 1/88
B ． 1/22
C ． 7/2200
D ． 3/800
2、物种形成的三个基本环节
（1）突变和基因重组产生进化的原材料
①突变：基因突变和染色体变异
②过程：
突变→(产生)等位基因→(经有性生殖的基因重组产生)多种基因型→(导致)种群出现大量不定向的可遗传变异(但无法定向改变基因频率,也就不能决定生物进化的方向)→产生生物进化的原材料
③原因:
A 、突变率虽低，但种群基因库中的基因数多、个体数多，故能产生大量突变
例如：果蝇约有104对基因,现有一黑腹果蝇的野生种群约有107个个体，基因突变率为10-5,则每一代出现的突变个体为2×103.
B 、突变的有利或有害并不是绝对的,取决于生物的生存环境
例如:
变异
果蝇突变体在21℃下生存能力低，在25℃下生存能力大大提高
例题分析：某海岛上生活着一种昆虫，经调查其翅的长度与个体数的关系如下图的甲（横坐标为个体数量，纵坐标为翅的长度）。

该岛上经常刮大风，若干年后再进行调查，你认为此时可能性最大的是（ B ）
注释：翅长的能抵抗大风，翅短的能避开大风，翅中等的则被淘汰
（2）自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向
①自然选择的定义：是适者生存，不适者被淘汰的过程
例题分析：（1）19世纪中叶以来，随着英国重工业的发展，尺蛾中黑化蛾的比例越来越高。

为了研究环境改变对尺蛾种群变化的影响，1950年科学工作者在英国的两个地区利用标志重捕法进行了调查，获得如下结果：
项目
地区
白色蛾 黑化蛾 释放数 回收数 回收率 释放数 回收数 回收率 污染区
64 16 25．0％ 154 82 53．2％ 非污染区
393 54 13．7％ 406 19 4．7％ 请回答下列问题：
①自然选择是__适者生存，不适者被淘汰_的有翅昆虫
残翅、无翅：一般情况下有害,但在经常刮大风的海岛上,则有利 相对值
树干上地衣数量
甲
过程。

②表中两组数据_53．2％大于_25．0％、13．7％大于_4．7％共同支持“自然选择决定生物进化方向”这一论点。

（2）20世纪50年代后，英国开始实行控制计划，大气环境污染得到了治理。

请根据下图说出三者的变化关系并解释原因。

①由于煤烟排放量减少，SO 2浓度逐年降低。

②由于SO 2浓度降低，树干上地衣数量逐渐增多。

原因是地衣对SO 2敏感，因此SO 2浓度降低，有利于地衣生长。

③由于地衣数量增多，黑化蛾频率逐年降低。

原因是地衣颜色浅，黑化蛾易被鸟类捕食。

③相关问题： A 、选择的对象： 表面上看：是对不同生物个体的选择，实质是对个体所含有的变异进行选择
分子水平看：是对变异所对应的基因的选择，从而改变种群中不同基因的频率
B 、选择的因素：自然环境（环境因素有很多，但只有一种或几种因素起主导的选择作用） 例如：用农药喷洒农业害虫，害虫大量死亡（不抗药性），少数害虫生存且繁殖后代（抗药性），农药是这一变异中主导的选择因素
右图是对某农田生态系统中的一个害虫种群先后施用
两种杀虫剂后，某种群密度的变化图像，请分析回答下
列问题：
（1）从A 点到B 点，C 点到D 点表明，在施用杀虫剂
的初期，害虫种群密度都急剧下降，但仍有极少数个体表现出抗药性而得以生存。

害虫种群中这种抗药性变异的出现，现代遗传学认为，这是由于 基因突变
生物朝适应环境的方向进化
A B C D
E
的结果。

（2）从B点到C点，D点到E点表明害虫抗药性逐渐增强，这种抗药性增强是针对种群（个体还是种群）而言的，这种抗药性的变化实质上是种群基因库中基因频变化的结果。

（3）在C点害虫对杀虫剂甲具有较强的抗药性，但对于杀虫剂乙则没有抗药性。

这说明变异的有利或有害是由生存环境决定的。

（4）现代生物进化论认为生物进化的实质是：种群基因频率的改变。

（5）⑷请根据所学过的生物学知识，在不造成对环境污染的前提下，拟出一种有效控制害虫的方法：利用利用害虫的天敌防治害虫（或将抗虫基因引入植株或用黑光灯诱杀害虫。

C、选择的手段：生存斗争
D、选择的结果：适者生存，不适应者被淘汰
④其他因素:遗传漂变;迁移
例题分析:某研究小组在农业实验站研究奶牛时发现，牛厩中的苍蝇群体已大到足以影响牛群健康，于是工人用DDT喷洒在牲口圈内和牛身上，DDT是一种杀虫剂，能杀死几乎所有的苍蝇。

但一周以后，苍蝇的数目再次扩大，工人再次喷洒DDT，得到了类似于第一次喷洒的结果——多数苍蝇都死了。

但不久后，苍蝇的群体再扩大，工人再次喷洒DDT。

经过4—5次重复喷洒之后，DDT能杀死的苍蝇愈来愈少，直到最后全无杀蝇效果。

根据材料回答如下问题：
（1）阅读了以上材料，有的同学提出了这样的假说：遗传上对DDT最敏感的苍蝇在选择中被杀死了;请你根据上述资料再提出一个假说：_DDT的成分可能随着使用期限而变化；DDT可能仅在一定的环境条件下才起作用，而这些条件（例如：温度和湿度）在作用的过程中会发生变化（或其他合理的假说，一种即可）_____。

（2）DDT不溶于水，与脂肪酸、甘油一样通过自由扩散进入细胞，故DDT进入人体后主是储存于___B ____。

A.上皮组织
B.脂肪组织
C.神经组织
D.肌肉组织
（3）在过去，施用农药DDT的地区，虽然占陆地面积的一小部分，可是在远离施药地区的南极，运动体内也发现了DDT，下表是南极海洋生态系统中，海水和几种生物体内的DDT含量，请据表回答问题：
名称海水生物A 生物B 生物C 生物D 生物E DDT含量（ g/mL）0.00005 0.5 0.005 2 0.04 75.5 该生态系统的食物链结构是___B→D→A→C→___。

（4）甲是一种能生活在多种土壤中的小型昆虫，常被昆虫
乙大量捕食；DDT是用于控制这些生物的杀虫剂。

已知DDT对
乙的毒性比对甲要强得多，现用DDT单独处理田块，请在右图中
用曲线表示DDT对昆虫甲、乙数量的影响。

（5）DDT等化学杀虫剂的危害之一是打破了一些营养结构
简单的生态系统的平衡。

例如在华北地区，化学杀虫剂通过食物
链到达食虫鸟体内，使松毛虫的天敌数量减少，于是纯油松林中
松毛虫泛滥成灾。

若将纯林改造为混交林，由于增加了生物的多
样性，就建立起食物网的生物控制机制，既控制了虫害，又维持了生态平衡。

右图为混交林中食物网结构的一部分，请你将下列生物的代码填入相应框中。

A.绿色植物
B.昆虫
C.食虫
鸟 D.鼠 E.鹰 F.
蛇G.兔
（6）请根据下面提供的材料用具
设计一个实验方案，探究在果蝇种
群抗药性的产生中，DDT的选择是主要作用，还是自身基因突变是主要作用。

（提示：果蝇抗药性可以用其死亡率代表，抗药性强死亡率低，抗药性弱死亡率高）
材料用具：果蝇若干、一定浓度的DDT、相同培养瓶若干
提示：果蝇抗药性可用其死亡率代表，抗药性强死亡率低，抗药性弱死亡率高
方法步骤：
（1）将若干果蝇随机平分成甲、乙两组，甲组雌雄果蝇混合培养，自由交配，繁殖10代，作为对照组。

（2）乙组雌雄果蝇混合培养，自由交配，繁殖出第一代，用一定浓度的DDT处理，保留存活的雌雄个体，再把它们混合培养，自由交配，繁殖出第二代，再用一定浓度的DDT处理；保留存活的雌雄个体，如此重复至第10代
（3）分别用相同浓度的DDT处理甲组第10代果蝇和乙组第10代果蝇，统计、比较两者的死亡率
预测结果并得出结论：
如果乙组第10代果蝇的死亡率远远低于甲组第10代果蝇的死亡率，说明乙组第10代果蝇的抗药性远远高于甲组第10代果蝇的抗药性，那么在果蝇种群抗药性的产生中，DDT 起了主要的选择作用
如果乙组第10代果蝇的死亡率远远高于甲组第10代果蝇的死亡率，说明乙组第10代果蝇的抗药性远远低于甲组第10代果蝇的抗药性，那么在果蝇种群抗药性的产生中，自身基因突变起了主要作用
如果乙组第10代果蝇的死亡率等于甲组第10代果蝇的死亡率，说明乙组第10代果蝇的抗药性等于甲组第10代果蝇的抗药性，那么在果蝇种群抗药性的产生中，两者的作用都不明显
（3）隔离导致物种的形成 ①物种
A 、概念：分布在一定的自然区域，具有一定的形态、结构和生理功能，而且在自然状态下能相互交配和繁殖，并能够产生出可育后代的一群个体 理解：
X 围：分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成（可存在地理隔离，但不存在生
殖隔离）
判断标准：形态特征和能否自由交配并产生可育后代 B 、与种群的关系
a 、一个物种可以包括许多种群，例如同种鲤鱼可以生活在不同的池塘、湖泊等地，形成一个彼此被陆地隔离的种群。

b 、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，可以成为不同的亚种，进而可能形成多个新物种 图示： ②隔离：
A 、定义：将一个种群分离成许多小种群，使彼此不能交配，是物种形成的必要条件
B 、常见类型： Ⅰ、地理隔离：
a 、定义:分布在不同区域的种群由于地理上的障碍（如高山、河流）使彼此间无法相遇而不能交配。

即地理空间上的隔离
b 、过程：
形成
各小种群间的个
地质变迁
一个种群
几个小种群
基因交流停止
各自环境的选择
各小种群朝不各自基因库和基
几个亚种
c、实例：东北虎和华南虎
Ⅱ、生殖隔离
a、定义：种群间的个体不能自由交配或交配后不能产生可育后代的现象
b、特点：不同种间一旦产生生殖隔离，就不会有基因交流
生殖隔离不一定在地理上隔开
c、过程：
d、种类
动物因繁殖期不同而不能交配
受精前生殖隔离动物因求偶方式不同而不能交配
植物因开花季节、花的形态不同而不能交配
动物胚胎早期死亡
受精后生殖隔离
产生杂种后代无生殖能力——杂交不育
Ⅲ、地理隔离和生殖隔离的关系
a、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，只有地理隔离而不形成生殖隔离，能产生亚种，但绝不可能产生新物种
b、生殖隔离是物种形成的关键，使最后阶段，是物种间的真正界限
C、作用：
阻断种群间的基因交流，使种群的基因频率在自然选择中向不同方向发展，是物种形成的必要条件
③物种的形成
A、过程：
标志着
形成
进一步地理隔离
亚种各自基因库和基因频率
形成
更大的差异
生殖隔离新物种
a 、常见方式：先地理隔离再形成生殖隔离，也叫异地物种的形成
b 、特殊方式：
往往只需几代甚至一代就完成，而且不需要经过地理隔离，但一定要经过生殖隔离 例如：多倍体植物的形成 B 、实例：
C 、与生物进化的关系 a 、区别：
生物进化：实质上是种群基因频率改变的过程（而不是基因型频率的改变），所以生物发生
进化的标志为基因频率改变，不论大小，都属于进化的X 围
物种形成：种群基因频率改变至突破种的界限，形成生殖隔离，标志着新物种形成，隔离是
物种形成的必要条件
b 、联系：生物发生进化，并不一定形成新物种，但新物种的形成一定要经生物进化过程 （三）与达尔文自然选择学说的比较 1、共同点
（1）都能解释生物进化的原因和生物的多样性、适应性 （2）都认为自然选择决定生物进化的方向 2、进步性：
（1）从分子水平上阐明了自然选择对遗传和变异的作用机理（即基因频率定向改变）
自然选择不同 海洋隔离
（且不同岛上突变和原
始
地雀
不同的突基因频率定
种群中的基
形成
生殖隔离
新物种
形成
（2）强调群体进化，认为种群是生物进化的基本单位
（3）认识到隔离物种形成的必要条件
练习：
1、在北极的一个山脉中，原始的狼已经形成在体格和生活习性上不同的变种，其中一种狼的体重较轻，四肢发达而灵活，以猎鹿为主；另一种狼体重较重，足短而力强，常常攻击羊群。

下列叙述错误的是
A．狼的性状分歧是自然选择的结果
B．在生存斗争中，捕食者和被捕食者之间进行着相互选择
C．上述现象说明自然选择在一定程度下是不定向的
D．原始狼群由于食物来源不同，通过自然选择进化成不同的类型
2、下列关于基因库的叙述，错误的是
A、一个种群所含的全部基因叫做这个种群的基因库
B、生物个体总是要死亡的，但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传
C、种群中每个个体含有种群基因库的全部基因
D、基因突变可改变基因库的组成
3、某生物科技活动小组对家鸡自然孵化进行了观察和温度测定，结果如下：
①母鸡体温：42℃。

②母鸡在抱窝（孵卵）时鸡蛋温度：不足40℃。

③母鸡不抱窝时鸡蛋温度：低于30℃。

④母鸡在抱窝时，每隔一定时间用爪和喙翻一次。

⑤母鸡两天下抱（即离开需孵化的卵）一次。

⑥小鸡出壳时间：21天。

下面是该科技活动小组所进行的两组实验：
第一组实验：取一立方米容积的大纸箱，箱内以60 W灯泡加热，用手动调压器来调节温度，模拟自然状态（②③④⑤）孵化一批鸡蛋。