专题现代生物进化理论一、考点解读知识内容要求（1）现代生物进化理论的主要内容Ⅱ（2）生物进化与生物多样性的形成Ⅱ二、重点难点易错点分析1、现代生物进化理论种群是生物进化的单位⑴一个种群所含有的全部基因，称为种群的基因库。基因库代代相传，得到保持和发展⑵种群中每个个体所含有的基因，只有基因库中的一个组成部分⑶不同的基因在基因库中的基因频率是不同的⑷生物进化的实质是种群基因频率发生变化的过程突变和基因重组是产生进化的原材料⑴可遗传的变异是生物进化的原材料⑵可遗传的变异包括基因突变、染色体变异和基因重组⑶突变的有害或有利取决于生物生存的环境⑷有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型⑸变异的不定向性，确定了突变和基因重组是产生进化的原材料自然选择决定生物进化方向⑴种群中产生的变异是不定向的⑵自然选择淘汰不利变异，保留有利变异⑶自然选择使种群基因频率发生定向改变，即导致生物朝一个方向缓慢进化。隔离导致物种形成⑴物种：分布在一定自然区域，具有一定形态结构和生理功能，而且在自然状态下能相互交配、繁殖产生可育后代的一群生物个体⑵隔离：将一个种群分成若干个小种群，使彼此间不能交配，从而形成新的物种。⑶物种形式：同一个物种间产生变异和基因重组，经过长期的自然选择，使种群基因频率发生定向改变，再经过隔离作用产生新的物种。2、物种的形成7\n（1）物种的两种方式：①渐变式（常见方式）：即由长期的地理隔离→生殖隔离→新物种形成。过程：差异加大生殖隔离地理隔离阻断交流自然选择基因频率发生改变种群小的种群新物种新物种形成的必要条件是隔离；新物种形成的标志是生殖隔离；新物种的形成是一个从量变到质变的过程。②骤变式：在很短的时间内形成，如自然界中多倍体的形成。通常情况下，物种的形成需经地理隔离，最后产生生殖隔离。但在特殊情况下，不需地理隔离也能产生生殖隔离，导致新物种的形成，如人工诱导多倍体的形成，可不经过地理隔离而达到生殖隔离。如二倍体无籽西瓜为二倍体，经人工诱导形成四倍体西瓜，四倍体和二倍体西瓜后代是高度不育，所以四倍体西瓜不经地理隔离就出现的新物种（2）生物进化不等于物种形成。①判断生物是否进化了，看它的基因频率是否改变了；②判断新物种是否形成了，看它与原生物是否出现了生殖隔离。3、基因频率和突变率的计算（1）基因频率和基因型频率的计算①基因频率＝②基因型频率＝③基因频率和基因型频率的关系转换A设一对等位基因为A和ａ，其频率分别为ｐ与ｑ（ｐ＋ｑ＝1）。亲代AA和aa自然交配后F1代具有AA、Aa、aa三种基因型，其频率如下列公式：（p（A）＋q（a））2＝p2(AA)＋2pq(Aa)＋q2(aa)即AA的基因型频率为p2，Aa的基因型频率为2pq，aa的基因型频率为q2，产生A配子频率为：A＝p2＋×2pq＝p2＋pq＝p（p＋q）＝p，产生a配子频率为：a＝q2＋×2pq＝q2＋pq＝q（p＋q）＝q。可知F1的基因频率没有改变。上式揭示了基因频率与基因型频率的关系，使用它时，种群应满足以下5个条件：种群大；种群个体间的交配是随机的；没有突变发生；没有新基因加入；没有自然选择。满足上述5个条件的种群即处于遗传平衡。（2）种群基因突变率的计算每一代出现的种群突变数=种群个体数×每个个体基因数×每个基因的突变率4、共同进化和生物多样性的形成（1）共同进化在生物与生物之间的相互选择和生物与无机环境之间的相互影响中不断进化和发展。（2）生物进化的历程①生物进化的趋势：从原核生物到真核单细胞生物，再到真核多细胞生物；从异养生物到自养生物；从厌氧生物到需氧生物；从无性生殖到有性生殖；从低等到高等；从水生到陆生。（3）生物多样性层次7\n①遗传多样性：指遗传信息的总和、包括地球上所有动植物、微生物个体的基因。②物种多样性：地球上生物有机体的多样性。③生态系统多样性：生物圈中生态环境、生物群落和生态过程的多样性。④生物多样性成因：生物与环境共同进化的结果。（4）进化过程中的关键点：①氧气的出现：自养型生物的出现，为还原二氧化碳，夺得水中的氢，生成了氧气。②真核细胞的出现：出现了核膜及各种细胞器，形成丰富的生物膜系统。三典型示例例1[2012·江苏卷]全球范围内生物多样性有降低的趋势，对此所作的分析不正确的是( )A．栖息地总量减少和栖息地多样性降低是重要原因B．栖息地破碎化造成小种群有利于维持生物多样性C．这种变化是由于新物种产生量少于现有物种灭绝量D．过度的人为干扰导致生物多样性降低[解析]本题考查生物多样性知识。生物生存需占有一定的栖息空间和资源。由于人为因素的破坏，生物的栖息地减少、栖息地种类变少，使很多生物失去了生存的环境、资源，从而导致了生物多样性的降低，A正确。栖息地破碎化造成小种群，会减少各个种群之间的基因交流的机会，导致生物多样性减小。再加上生物与生物间的相互作用关系的变化往往导致生物多样性降低，故B错。生物多样性是千万年进化的结果，新物种产生速度是一个漫长的过程。在现有条件下，一些物种因生存环境遭到破坏而灭绝是物种多样性降低的原因之一，故C正确。过度的人为干扰会破坏生物生存的自然环境，导致生物的多样性降低，故D正确。答案B例2[2012·江苏卷]下列关于生物进化的叙述，错误的是( )A．生物的种间竞争是一种选择过程B．化石是研究生物进化的重要依据C．外来物种入侵能改变生物进化的速度和方向D．突变的可遗传性阻碍生物进化 [解析]种间竞争使两个种群的生物在竞争中优胜劣汰，是一种自然选择的过程。化石是古代生物在特有的条件下形成的，是研究生物进化的珍贵资料。外来物种能影响当地生态系统的生物组成成分，可以改变生物进化的进程。可遗传变异为生物进化提供原材料，突变是可遗传变异的一种，是生物进化的基础。[答案]D例3(2009江苏卷)下图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群a1和a2，经过漫长的进化，分别形成新物种b和c。在此进程中的某一时刻，a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布，向d方向进化。下列有关叙述正确的是( )A．b和d存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离7\nB．c和d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离C．a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，则b和d是同一物种D．a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，则c和d是不同物种[解析] 本题考查物种形成的知识。a通过地理隔离形成两个种群a1和a2，又分别演化出b、c、d三个种群，虽然有地理隔离，但是不一定会产生生殖隔离，A错；由于d是由a1演变而来，所以c与d之间可能存在生殖隔离，B对。基因频率的改变不一定会导致生殖隔离产生新的物种，但是产生了生殖隔离的种群，基因频率一定会变化。a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，但是b和d由于地理隔离存在，自然选择不同，基因频率变化不同，所以可能不是同一物种，C错。即使a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，只要c和d不存在生殖隔离他们仍是同一物种。[答案] B例4(2010·上海生物)某白花传粉植物种群中，亲代中AA基因型个体占30%，aa基因型个体占20%，则亲代A的基因频率和F1中AA的基因型频率分别是( )A．55%和32.5%B．55%和42.5%C．45%和42.5%D．45%和32.5%[解析] 本题考查基因频率和基因型频率的计算方法，意在考查考生的推理计算能力。分析题中信息可知，Aa基因型个体占50%，则A基因频率为30%＋1/2×50%＝55%。F1中AA的基因型频率为30%＋50%×1/4＝42.5%。[答案] B例5(2010·山东理综)下列符合现代生物进化理论的叙述是( )A．物种的形成可以不经过隔离B．生物进化过程的实质在于有利变异的保存C．基因突变产生的有利变异决定生物进化的方向D．自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率[解析] 本题考查了现代生物进化理论的主要观点。物种的形成在特殊情况下可以不经过地理隔离，但一定要经过生殖隔离，如高原低温导致形成的四倍体植物与原二倍体植物之间可以不经过地理隔离而形成生殖隔离；生物进化的实质是种群基因频率发生变化的过程；自然选择决定生物进化的方向；现代进化论强调群体的进化，认为种群是生物进化的基本单位，具体来说自然选择过程中作用的是个体，因此选D。[答案] D四、配套练习1.某植物种群中，r基因纯合的个体不能存活。已知该种群的基因型分别为YYRR、YyRR、yyRR、YYRr、YyRr、yyRr，它们的基因型频率依次为30%、20%、20%、10%、10%、10%。计算Y和y的基因频率依次为( )7\nA．55%和45%B．45%和55%C．27.5%和22.5%D．22.5%和27.5%2.(2010·江苏南京第三次模拟)下图表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程。下列叙述中不正确的是( )A．图中X、Y、Z分别表示的是突变和基因重组、自然选择以及隔离B．小岛上蜥蜴原种全部个体的总和称为种群，是生物进化的基本单位C．蜥蜴原种中不同性状个体比例变化的本质是种群基因型频率的改变D．小岛上蜥蜴新种全部个体所有基因的总和，称为蜥蜴新种的基因库3．(2010·广东联考)由于蟹类的捕食，某种海洋蜗牛种群中具有较厚外壳的个体的比例逐渐增加。对这个现象的解释，正确的是( )A．人工选择B．适者生存C．用进废退D．定向变异4．(2011·临沂)人类与某些病毒的斗争是长期的，人类与这些病毒长期共存的原因是( )①病毒的毒性越来越强，人类对该病毒的免疫力越来越强②病毒的毒性越来越弱，人类对该病毒的免疫力越来越弱③病毒的毒性越来越强，人类对该病毒的免疫力越来越弱④病毒的毒性越来越弱，人类对该病毒的免疫力越来越强A．①③B．②④C．①②D．③④5．一般地说，干旱条件育成的作物，适于在干旱地区种植；潮湿条件下育成的作物，适于在潮湿地区种植。干旱和潮湿条件所起的作用是( )A．诱发基因突变B．引起染色体变异C．选择基因型D．导致基因重组6．下列关于基因频率，基因型频率和生物进化的叙述正确的是( )A．一个种群中，控制一对相对性状的各种基因型频率的改变说明物种在不断变化B．基因频率改变则生物发生进化7\nC．基因型为Aa的个体自交后代所形成的种群中，A的基因的频率大于a基因的频率D．因色盲患者中男性数量大于女性，所以男性群体中色盲的基因频率大于女性群体7．(2010·山东泰安模拟)上个世纪五十年代，为除去对农作物构成重大危害的兔，澳洲使用了能引起兔致命的病毒。下图是对此后6年间兔的致死率和病毒的毒性变化进行调查的结果。生物学家从以上结果中得知一个事实，即兔因发生遗传性的变异对病毒产生抗性，病毒也因遗传的变异而导致毒性减小。兔和病毒进化的主要原因是( )A．隔离、自然选择B．隔离、突变C．自然选择、定向变异D．自然选择、突变8．(2011·江西重点中学联考)突变和基因重组是生物进化的原材料，现代生物技术也能利用这一原理来改变生物的遗传性状，培养出符合人类要求的生物新品种。下列有关叙述错误的是( )A．转基因技术能打破种间生殖隔离障碍，实现种间基因重组并产生定向变异B．植物体细胞杂交表明不经过地理隔离也能形成新物种C．现代生物技术能改变许多生物，使之更适合人的需要，但对生物自身进化发展不一定有利D．太空育种提高了突变频率，产生的新类型总是对人类有益的答案1解析：本题最终只考虑Y和y一对等位基因，不考虑R和r这对等位基因。基因频率的计算公式为：(某一基因的总数/等位基因的总数)×100%；假设有100个个体，Y基因的总数为YY个数×2＋Yy个数＝40×2＋30＝110，等位基因的总数为(YY＋Yy＋yy)总数×2＝200，则Y的基因频率＝110/200＝55%，而y的基因频率为1－55%＝45%。答案：A2解析：蜥蜴原种中不同性状个体比例变化的本质是种群基因频率的改变，而不是基因型频率的改变。答案：C3[解析] 该现象不可能是人工选择的结果，也不可能是用进废退，根据现代生物进化理论的观点，变异是不定向，自然选择是定向的，故B正确。[答案] B7\n4[答案] C[解析] 人类能与这些病毒长期共存是二者长期相互选择的结果。5[答案] C[解析] 在干旱条件的选择下，作物种群中耐干旱的基因频率会越来越高，而不耐旱的作物品种则被淘汰。同样，在潮湿条件下育成的作物也应该是适宜在潮湿地区种植的。干旱和潮湿条件的作用就是对种群的基因型进行选择。6[答案] B[解析] 生物进化的实质是基因频率的改变，而不是基因型频率的改变，因此A错B正确；基因型为Aa的个体自交后代所形成的种群中，A的基因的频率和a基因的频率大小比较与显隐性没有关系，因此根据题目信息无法判断二者大小，C错；色盲患者中男性数量大于女性，但女性正常中有携带者含有色盲基因，因此男性群体中色盲的基因频率不一定大于女性群体，因此D错。7[答案] D[解析] 本题考查生物进化的相关知识以及理解能力、识图分析能力、推理能力等。生物进化的原因是自然选择，病毒与兔之间是相互选择的。病毒、兔均有多种突变性状(变异不定向的)。对于病毒而言，毒性小的变异可以使相应的病毒不会导致其宿主兔死亡而得以增殖，此变异为有利变异；对于兔而言，对病毒抗性强的变异才能使其生存并繁衍下去。两者的相互选择，使各自的有利变异被定向积累和加强，使兔的抗性增强而死亡率下降，使病毒的毒性下降而增殖能力增强。据此分析可知D项正确。8[答案] D[解析] 太空育种的原理是基因突变，基因突变具有不定向性，产生的新类型不一定对人类有益。7
