查缺补漏 | 6.3 现代生物进化理论
提纲
核心点拨
1．现代生物进化理论中的“三、两、两、两”
2．现代生物进化理论的6个易混点
(1)生物进化≠物种的形成
①生物进化的实质是种群基因频率的改变，物种形成的标志是生殖隔离。
②生物发生进化，并不一定形成新物种，但是新物种的形成要经过生物进化，即生物进化是物种形成的基础。
(2)物种形成与隔离的关系：物种的形成不一定要经过地理隔离，但必须要经过生殖隔离。
(3)共同进化并不只包括生物与生物之间共同进化，还包括生物与无机环境之间共同进化，共同进化中的生物之间的关系既有种间互助，也有种间斗争，但不包含种内关系。
(4)自然选择作用的对象：直接对象是种群中个体表现型，间接对象是个体基因型，根本对象是与变异性状相对应的基因。
(5)进化理论中定向与不定向：自然选择能定向改变种群的基因频率，而突变和基因重组是随机的、不定向的。
(6)共同进化表现为相互影响与相互改变。共同进化导致生物多样性的形成，其包含三个层次：基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。
3．种群的基因频率的3种计算方法
(1)常染色体基因频率的计算
①在种群中一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。
②一个等位基因的频率＝该等位基因纯合子的频率＋1/2杂合子的频率。
(2)X染色体上的基因频率计算(以b基因为例)：
(3)利用哈迪—温伯格平衡定律，通过基因频率计算基因型频率
①内容：在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因只有一对(A、a)时，设p代表A基因的频率，q代表a基因的频率，则(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1。其中，p2是AA(纯合子)的基因型频率，2pq是Aa(杂合子)的基因型频率，q2是aa(纯合子)的基因型频率。
②适用条件：在种群足够大、种群中个体间的交配是随机的、没有突变的发生、种群之间不存在个体的迁移或基因交流、没有自然选择的情况下，一个有性生殖的自然种群中，各等位基因的基因频率和基因型频率在一代代的遗传中是稳定不变的，或者说是保持着动态平衡的。
题组特训
题组一 辨析进化的基本观点
1．如图是我国黄河两岸a、b、c、d 4个物种及其演化关系的模型，请据图分析下列说法错误的是()
A．a物种最终进化为b、c两个物种，经历了从地理隔离到生殖隔离的过程
B．b物种迁移到黄河南岸后，不与c物种进化为同一物种，内因是种群的基因库不同
C．c物种的种群基因频率发生了变化，则该物种一定在进化
D．欲判断b与d是否为同一物种，只需看b与d能否自由交配即可
答案 D
2．某种白色蚜虫的部分个体，由于与真菌进行基因交换而获得合成色素的基因，因此有了绿色、橙色等类型。有研究表明，在光下绿色个体较白色个体产生更多的ATP，橙色个体在光下较在黑暗处产生更多的ATP。下列有关分析中错误的是()
A．绿色蚜虫和橙色蚜虫的出现是基因突变的结果
B．绿色蚜虫和橙色蚜虫可能具有将光能转变为化学能的能力
C．绿色和橙色性状的出现为蚜虫进化提供了原材料
D．绿色蚜虫和橙色蚜虫的出现提高了生物多样性
答案 A
解析 绿色、橙色基因来自真菌，因此绿色蚜虫和橙色蚜虫的出现是基因重组的结果，A错误；绿色蚜虫和橙色蚜虫均能合成ATP，说明其可能具有将光能转变为化学能的能力，B正确；由于基因重组而出现了绿色和橙色性状，基因重组能为生物进化提供原材料，C正确；绿色蚜虫和橙色蚜虫的出现提高了生物多样性，D正确。
思维延伸
(1)下图表示将某种植物分别移栽到低纬度和高纬度地区种植，经过多年的演化后最终形成了不同的五个物种。请回答下列问题：
①什么具体证据可以帮助你确定D和C不是一个物种？
________________________________________________________________________。
②图示中B物种进化为D、E两个物种的机理是______________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③C种群内部个体间形态和大小方面的差异，体现的是________多样性。
答案 ①如果D和C不能交配，或交配后不能产生可育后代，说明它们不是一个物种(或若D和C之间存在生殖隔离，说明它们不是同一物种)②地理隔离造成基因交流的阻断，不同环境的自然选择造成不同基因频率的变化，当基因频率变化积累到一定的程度，形成生殖隔离，从而形成物种D和E③基因(遗传)
(2)若甲、乙水草杂交，可产生三倍体的后代。甲、乙水草__________(填“是”或“不是”)同一物种。你判断的理由是___________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 不是 甲、乙杂交的后代是三倍体，不能产生正常的配子，所以不具有正常的生殖能力
题组二 基因频率的计算
3．假设某一地区白化病的致病基因频率为a，红绿色盲的致病基因频率为b，抗维生素D佝偻病的致病基因频率为c。下列相关叙述不正确的是()
A．该地区正常个体中白化病致病基因携带者所占的比例为2a/(1＋a)
B．该地区男性个体中患红绿色盲的个体所占的比例为b2
C．该地区女性个体中不患抗维生素D佝偻病的个体所占的比例为(1－c)2
D．该地区女性个体中同时患红绿色盲和抗维生素D佝偻病的个体所占的比例为b2(2c－c2)
答案 B
解析 已知白化病为常染色体隐性遗传病，致病基因频率为a，则正常基因频率为1－a，因此该地区正常个体中白化病致病基因携带者所占的比例＝2×(1－a)×a÷[2×(1－a)×a ＋(1－a)(1－a)]＝2a/(1＋a)，A正确；已知红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病，致病基因频率为b，则该地区男性个体中患红绿色盲的个体所占的比例为b，B错误；已知抗维生素D佝偻病为伴X染色体显性遗传病，致病基因频率为c，则正常基因频率为1－c，因此该地区女性个体中不患抗维生素D佝偻病的个体所占的比例为(1－c)2，C正确；该地区女性个体中，患有红绿色盲的概率为b2，患有抗维生素D佝偻病的概率为1－(1－c)2＝2c－c2，因此同时患有两种病的概率为b2(2c－c2)，D正确。
4．如图1所示为某地区中某种老鼠原种群被一条河分割成甲、乙两个种群后的进化过程图，图2为在某段时间内，种群甲中的A基因频率的变化情况，请思考回答下列问题：
(1)图1中a过程为____________，b过程的实质是________________________________
________________，其直接作用对象是_____________________________________，地球新物种的形成必须经过[]________________________________________________。
(2)由图可知，物种形成过程中__________是不定向的，而图中过程[]________是定向的。
(3)图2中在________时间段内甲种群生物发生了进化，其中________基因控制的性状更加适应环境，在T点时________(填“是”“否”或“不一定”)形成新物种。
(4)若时间单位为年，在某年时，甲种群AA、Aa和aa的基因型频率分别为10%、30%和60%，则此时A基因频率为__________。现假设甲种群所生存的环境发生了一种新的变化，使得生存能力AA＝Aa>aa，其中aa个体每年减少10%，而AA和Aa个体每年增加10%，则下一年时种群中的aa的基因型频率约为__________，该种群________(填“会”或“不会”)发生进化。
(5)若A和a基因位于X染色体上，在某个时间点统计甲种群中XAXA个体占42%、XAXa个体占6%、XaXa个体占2%、XAY个体占45%、XaY个体占5%，则该种群中a基因的频率为________。
(6)若说“该地区生物多样性的形成过程就是新物种的形成过程”是否正确呢？________。
答案 (1)地理隔离 定向改变种群的基因频率 生物个体的表现型 c 生殖隔离 (2)变异 b 自然选择(3)QRA 不一定 (4)25%55.1% 会 (5)10% (6)不正确
思维延伸 判断下列有关基因频率的计算与分析：
(1)果蝇的长翅(V)对残翅(v)为显性。在一个由600只长翅果蝇和400只残翅果蝇组成的种群中，若杂合子占所有个体的40%，那么隐性基因v在该种群内的基因频率为60%(√)
(2)某动物种群中，AA、Aa和aa基因型的个体依次占25%、50%、25%。若该种群中的aa个体没有繁殖能力，其他个体间可以随机交配，理论上，下一代AA∶Aa∶aa基因型个体的数量比为4∶4∶1(√)
(3)玉米的高秆(H)对矮秆(h)为显性。现有若干H基因频率不同的玉米群体，在群体足够大且没有其他因素干扰时，每个群体内随机交配一代后获得F1。各F1中基因型频率与H基因频率(p)的关系如图。判断下列分析：
①0<p<1时，亲代群体都可能只含有纯合子(√)
②只有p＝b时，亲代群体才可能只含有杂合子(√)
③p＝a时，显性纯合子在F1中所占的比例为1/9(√)
④p＝c时，F1自交一代，子代中纯合子比例为5/9(×)
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