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高考研究

【试题研究】高中生物学专题突破—生物的进化

作者:皖智研究院  时间:2024/3/28 10:10:22  点击量:551

一、主干梳理

(一)生物进化与物种的形成

1.自然选择与现代生物进化理论的比较


达尔文自然选择学说

现代生物进化理论

不同点

a.进化局限于个体水平

b.自然选择源于过度繁殖和生存斗争

c.未就遗传变异的本质作出科学解释

a.进化的基本单位是种群

b.生物进化的实质是种群基因频率的改变

c.突变和基因重组为生物进化提供原材料

d.隔离导致新物种的形成

相同点

a.变异是进化的原材料

b.自然选择决定生物进化的方向

c.解释生物的多样性和适应性

2.物种的形成

1)物种形成的标志:产生生殖隔离

2)物种形成的三种典型模式

①渐变式:先长期地理隔离,最后产生生殖隔离。


②骤变式:主要通过染色体变异的方式形成新物种,一旦出现可以很快形成生殖隔离。此种方式多见于植物。


③人工创造新物种:通过植物体细胞杂交(如番茄—马铃薯)、多倍体远缘杂交(如甘蓝—萝卜)、多倍体育种(如八倍体小黑麦)等方式可以创造新物种。

3.物种形成和生物进化的区别和联系

物种形成

生物进化

标志

生殖隔离出现

基因频率改变

变化后与原生物的关系

属于不同物种

可能属于同一物种,也可能属于不同物种

)考察基因频率和基因型频率的计算(以二倍体为例)

1.基因频率:是指一个种群基因库中某个基因占全部等位基因数的比值。


1)不同的基因在基因库中所占的比例可能不同,影响基因频率的因素有基因突变、自然选择等。

2)种群基因频率的定向改变导致生物朝一定方向不断进化

2.基因型频率:是指某种特定基因型的个体占群体内全部个体的比值。


3.通过基因型频率计算基因频率

1)在种群中一对等位基因的基因频率之和等于1,基因型频率之和也等于1

2)一个基因的频率=该基因纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率。

3)已知基因型AAa的频率,求Aa的频率经常用到开平方的方法。


4.运用哈代—温伯格平衡定律,由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,当等位基因只有对(Aa)时,设p代表A基因的频率,q代表a基因的频率,则(p+q2=p2+2pq+q2=1

其中p2AA(显性纯合子)的基因型频率,2pqAa(杂合子)的基因型频率,q2a(隐性纯合子)的基因型频率。

2)适用条件:在一个有性生殖的自然种群中,在符合以下5个条件的情况下,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。这5个条件是种群大;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。

5.X染色体上基因的频率计算


)协同进化

1.概念:不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,这就是协同进化。

2.类型

协同进化的类型

包含类型

举例

不同物种之间

互利共生

豆科植物与根瘤菌

捕食

猎豹和斑马

寄生

黏液病毒和兔子

竞争

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

地球最早是无氧环境→厌氧生物→光合生物出现→空气中有了氧气→出现好氧生物

3.意义:通过漫长的协同进化过程,地球上不仅出现了千姿百态的物种,丰富多彩的基因库,而且形成了多种多样的生态系统。

)生物多样性的形成

1.内容:生物多样性主要包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。

2.形成原因:生物的进化。

3.研究生物进化历程的主要依据:化石。

4.生物多样性三个层次的关系


二、辨析

易错点1混淆种群和物种的内涵与外延

点拨:

1)物种是自然状态下能够自由交配并产生可育后代的一群生物,一个物种可能在不同地点和时间形成不同的种群。

2)种群是同一种生物、同一地点、同一时间形成的一个群体。种群“小”,不同种群间有地理隔离;物种“大”,不同物种间有生殖隔离。

3)判断生物是不是同一物种,如果来历不明,形态结构相似,可靠依据是:看是否存在生殖隔离。若存在生殖隔离,则不是同一物种。

易错点2混淆自然选择与人工选择

点拨:人工选择和自然选择的比较

1)区别:二者选择的标准不同,目的不同。人工选择是以“是否对人类有利“为标准,对人类有利的基因或性状被保留下来,不利的就被淘汰。而自然选择的标准为“是否有利于该生物的生存”,有利于该生物生存的性状或基因就被保留下来,不利的就被淘汰。

2)联系:二者都能使被选择的种群的基因频率发生改变。

易错点3不能准确运用男性基因型频率计算该地区X染色体基因频率

点拨:(以红绿色盲为例)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×b的基因频率也为x%,此地区女性色盲率则为(x%*2

易错点4误认为变异出现于环境变化之后,是在环境“诱发”下产生的

点拨:变异在环境变化之前已经产生且是不定向的,环境只是起“选择”作用。

三、对接高考真题

1.(2021·江苏,8)下列关于生物种群叙述正确的是(  )

A.不同种群的生物之间均存在生殖隔离

B.种群中个体的迁入与迁出会影响种群的基因频率

C.大量使用农药导致害虫种群产生抗药性,是一种协同进化的现象

D.水葫芦大量生长提高了所在水体生态系统的物种多样性

【答案】B

【解析】不同种群的生物之间存在地理隔离或生殖隔离,A错误;种群中个体的出生和死亡,迁入和迁出会导致种群基因频率的改变,B正确;害虫抗药性在喷洒农药之前已经存在,喷洒农药只起选择作用,C错误;水葫芦大量生长降低了水中溶解氧的含量并占据了大量的空间,使其所在水体生态系统的物种多样性降低,D错误。

2.(2022·湖南,12)稻蝗属的三个近缘物种①日本稻蝗、②中华稻蝗台湾亚种和③小翅稻蝗中,①与②、①与③的分布区域有重叠,②与③的分布区域不重叠。为探究它们之间的生殖隔离机制,进行了种间交配实验,结果如表所示。下列叙述错误的是(  )

交配(♀×♂)

×

×

×

×

×

×

交配率

0

8%

16%

2%

46%

18%

精子传送率

0

0

0

0

100%

100%

注:精子传送率是指受精囊中有精子的雌虫占确认交配雌虫的百分比

A.实验结果表明近缘物种之间也可进行交配

B.生殖隔离与物种的分布区域是否重叠无关

C.隔离是物种形成的必要条件

D.②和③之间可进行基因交流

【答案】D

【解析】本题考查生物进化的有关知识。①与②、①与③之间可以进行交配,但精子传送率为0,这说明近缘物种之间虽然存在生殖隔离,但可以进行交配,A项正确;①与②、①与③的分布区域有重叠,②与③的分布区域不重叠,但从交配率和精子传送率来看,生殖隔离与物种的分布区域是否重叠无关,B项正确;隔离包括地理隔离和生殖隔离,生殖隔离使种群间不能进行基因交流,从而形成新物种,C项正确;②与③的分布区域不重叠,故存在地理隔离,两者属于两个近缘物种,题表中②与③交配精子传送率为100%,即使交配成功,也会因为存在生殖隔离,而不能进行基因交流,D项错误。

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