變異與進化(二)

1、變異與進化（二） 三、生物的進化理論(一)達爾文的自然選擇學說 1主要內(nèi)容(1)過度繁殖生物繁殖能力往往超過其生存環(huán)境的承受力。(2)遺傳變異生物繁殖后代有微小的不定向變異；微小有利變異通過遺傳得到逐代積累和加強。(3)生存斗爭導致生物個體大量死亡和少量生存。(4)適者生存在生存斗爭中，適者生存，不適者淘汰(自然選擇)。2生物進化的過程 3生物進化的原因 遺傳和變異是生物進化的內(nèi)在因素；生存斗爭是生物進化的動力；環(huán)境的定向選擇作用決定進化方向；多樣性和適應性是自然選擇的結(jié)果，即生物進化的產(chǎn)物。(二)現(xiàn)代生物進化理論1、主要內(nèi)容(1)種群是生物進化的單位 種群基因庫代代相傳 基因頻率和基因型頻率

2、的恒定 假設：顯性基因A的基因頻率為p，隱性基因a的基因頻率為q p+q1 (p+q)21 p2+2pq+q21 則顯性純合體AA的基因型頻率為p2，隱性純合體aa的基因型頻率為q2，雜合體Aa的基因型頻率為2pq。 生物進化的過程實質(zhì)上就是種群基因頻率發(fā)生變化的過程。(2)突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料(3)自然選擇決定生物進化的方向基因頻率定向改變 基因頻率改變導致基因庫變遷(4)隔離導致物種形成 生物進化決定于種群基因庫變遷的方向和速度2、生物進化的原因 突變是基因庫變遷的動因；基因重組形成多種多樣的基因型；自然選擇使基因頻率定向改變，決定著生物進化方向；遷移、遺傳漂變、性選擇能引起基因

3、平衡的偏移；地理隔離使種群間出現(xiàn)交配障礙，生殖隔離斷絕基因交流，導致物種形成。3、物種形成過程 典型題解析例1：自然界中，一種生物某一基因及其三種突變基因決定的蛋白質(zhì)的部分氨基酸序列如下：正常基因精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 蘇氨酸 脯氨酸突變基因1 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 蘇氨酸 脯氨酸突變基因2 精氨酸 亮氨酸 亮氨酸 蘇氨酸 脯氨酸突變基因3 精氨酸 苯丙氨酸 蘇氨酸 酪氨酸 丙氨酸根據(jù)上述氨基酸序列確定這三種突變基因DNA分子的改變是（）A、突變基因1和2為一個堿基的替換，突變基因3為一個堿基的增添B、突變基因2和3為一個堿基的替換，突變基因1為一個堿基的增添C、突變基因1為一個堿基的替

4、換，突變基因2和3為一個堿基的增添D、突變基因2為一個堿基的替換，突變基因1和3為一個堿基的增添解析本題考查基因突變的概念及其應用，解題思路是將突變基因決定的蛋白質(zhì)中氨基酸序列和正?；驔Q定的蛋白質(zhì)中氨基酸序列進行比較。突變基因1決定的蛋白質(zhì)氨基酸序列沒有變化，說明基因中堿基的種類發(fā)生變化及堿基的替換，但決定的氨基酸沒有變化，屬于無義突變；突變基因2決定的氨基酸跟正常基因比，只是其中的一個氨基酸的變化，變化氨基酸前后都沒有變化，證明也只是堿基的種類的改變。而基因3決定的蛋白質(zhì)氨基酸從蘇氨酸開始都發(fā)生變化，證明在此位置有堿基的增添或缺失，屬于數(shù)量的變化。答案：A例2：在一個自交繁殖的植物種群中，

5、發(fā)現(xiàn)一種突變性狀，具此性狀的個體連續(xù)繁殖兩代后，又有37.5的性狀回復到原有性狀。原有性狀的突變是由于（）A、隱性基因突變?yōu)轱@性基因B、突變的基因與原基因無顯隱性關(guān)系C、顯性基因突變?yōu)殡[性基因D、突變的基因與原基因沒有等位關(guān)系解析本題的解題思路有兩種，一種是：考慮突變有兩種情況，是顯性基因突變?yōu)殡[性基因；是隱性基因突變?yōu)轱@性基因，假設是情況，則必須是AA突變?yōu)閍a，才能表現(xiàn)新性狀，而基因型為aa的個體自交不會發(fā)生性狀分離，由此可以斷定該突變?yōu)榍闆r，即隱性基因突變?yōu)轱@性基因；第二種思路是具有突變性狀的個體自交發(fā)生了性狀分離，說明該個體為雜合體，基因型為Aa，如果a是突變而來的，新性狀就不會表現(xiàn)出

6、來，只能是A是突變而來的；雜合體自交一代后代中雜合體的幾率為12，自交兩代雜合體的幾率為14，純合體(AA和aa)的概率為34，所以aa(原性狀)的個體出現(xiàn)的概率為38。答案：A例3：某地區(qū)一些玉米植株比一般玉米植株早熟、生長整齊而健壯，果穗大、籽粒多，因此這些植株可能是（）A、單倍體B、三倍體C、四倍體D、雜交種解析本題重點考查多倍體和雜種優(yōu)勢的相同點和不同點，同學們?nèi)菀妆还氪?，籽粒多吸引而選擇四倍體，但多倍體發(fā)育遲緩，不會比普通玉米早熟，題干中描述的是典型的雜種優(yōu)勢的特點。答案：D例4：鐮刀形細胞貧血癥是一種遺傳病，隱性純合子(aa)的患者不到成年就會死亡，可見這種突變基因在自然選擇的壓

7、力下容易被淘汰。但是在非洲流行惡性瘧疾(一種死亡率很高的疾病)的地區(qū)，帶有這一突變基因的人(Aa)很多，頻率也很穩(wěn)定。對此現(xiàn)象的合理解釋是（）A、雜合子不易感染瘧疾，顯性純合子易感染瘧疾B、雜合子易感染瘧疾，顯性純合子不易感染瘧疾C、雜合子不易感染瘧疾，顯性純合子也不易感染瘧疾D、雜合子易感染瘧疾，顯性純合子也易感染瘧疾解析本題以新的問題情境作為載體，考察同學們知識遷移的能力。題干中介紹鐮刀形細胞貧血癥是一種遺傳病，隱性純合子(aa)的患者不到成年就會死亡，隱含的條件是a的基因頻率會越來越低，則雜合子的基因型頻率也會逐漸降低，但是在非洲流行惡性瘧疾(一種死亡率很高的疾病)的地區(qū)，帶有這一突變基

8、因的人(Aa)很多，頻率也很穩(wěn)定，說明這一地區(qū)顯性純合體由于某種原因被淘汰了一部分，根據(jù)提供的信息，只能推斷顯性純合子易感染瘧疾而死亡。答案：A例5：一般地說，干旱條件下育成的作物品種，適于在干旱地區(qū)種植；潮濕條件下育成的作物品種，適于在潮濕地區(qū)種植。在這里，干旱和潮濕條件所起的作用是（）A、誘發(fā)基因突變B、引起染色體變異C、選擇基因型D、導致基因重組解析環(huán)境在此的作用是進行自然選擇，使基因頻率定向的改變。答案：C例6：在某個海島上，每1萬個人中有500名男子患紅綠色盲。則該島上的人群中，女性攜帶者的數(shù)量為每萬人中有(設男女性別比為1：1)（）A、1000人B、900人C、800人D、700人

9、解析本題考察的知識點是基因頻率及其應用，根據(jù)題意可知Xb的基因頻率為5005000110，XB的基因頻率為910，因為男性的X染色體來自于女性，由此可以推斷女性人群中產(chǎn)生Xb的基因頻率為110，XB的基因頻率為910，配子結(jié)合幾率相等，可以根據(jù)下表得出女性各種基因型頻率9/10XB1/10Xb9/10XB(9/10)2XBXB(9/10)×(1/10)XBXb1/10Xb(9/10)×(1/10)XBXb(1/10)2XbXb所以女性攜帶者的基因型頻率為2×(910)×(110)，再乘以5000女性就是該病女性攜帶者的總?cè)藬?shù)?，F(xiàn)總結(jié)規(guī)律如下：顯性基因A的

10、頻率為p，隱性基因a的頻率為q，p+q1，在理想狀態(tài)下，(p+q)21，得出p2+2pq+q21，p2就是基因型AA的頻率，2pq就是基因型Aa的頻率，q2就是基因型aa的頻率，這就是著名的哈代溫伯格平衡。答案：B例7：下列關(guān)于現(xiàn)代生物進化的理論的敘述，其中不正確的是（）A、種群是生物進化的基本單位B、自然選擇學說是現(xiàn)代生物進化理論的核心C、生物進化過程的實質(zhì)在于種群基因頻率的改變D、生物進化過程的實質(zhì)在于有利變異的保存解析現(xiàn)代生物進化理論是以達爾文的自然選擇學說為基礎(chǔ)，是從生物進化的單位(宏觀)方面和遺傳變異的(微觀)的實質(zhì)方面豐富和完善達爾文的自然選擇學說。達爾文認為遺傳變異是生物進化的內(nèi)

11、在原因，因此，生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率的變遷。答案：D例8：下列哪一項不是生物進化的材料?（）A、基因突變B、基因重組C、環(huán)境引起的變異D、染色體變異解析不定向的可遺傳變異為生物進化提供了原材料?？蛇z傳的變異包括基因突變、基因重組、染色體變異。如果環(huán)境引起的變異沒有引起生物遺傳物質(zhì)的改變，為不可遺傳的變異，則對生物的進化不起作用，因為遺傳可以積累微小的有利的變異。答案：C例9：最早生活在同一區(qū)域的種群，后來由于水的阻礙分為甲和乙兩個群體。如果群體甲生活的環(huán)境發(fā)生了一系列的劇烈變化，而乙群體的環(huán)境沒有這種變化，群體甲進化的速率很可能是（）A、最初比乙慢B、最初比乙快C、與乙相同D、開始比乙慢

12、然后比乙快解析甲生活的環(huán)境發(fā)生劇烈的變化，開始由于不適應環(huán)境的劇變，甲生物進化發(fā)展的速度很慢，但劇變的環(huán)境可以選擇變異幅度大的個體，而沒有明顯變化的環(huán)境對于乙群體的選擇作用不明顯。答案：D例10：在某一地區(qū)的遺傳學調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)男性色盲占該地區(qū)男性總?cè)丝诘?，問該地區(qū)的女性色盲占該地區(qū)女性人口的比例是_?該地區(qū)中的男性XB和Xb的基因頻率是_?女性個體中XBXb的頻率是_?解析男性色盲的基因型為XbY，由于男性色盲患者在該地區(qū)男性人口中占7，而男性的X染色體來自女性，說明女性中產(chǎn)生Xb配子的概率為7。由于男性色盲占7，則男性產(chǎn)生的X配子中，Xb的概率為7。女性色盲的基因型為XbXb，則女性色

13、盲患者在該地區(qū)占7×7，約為0.5。該地區(qū)男性人口的基因型及比例為XBY(93)，XbY(7)，在男性人口中XB和Xb的基因頻率分別為93和7。XBXb的概率為2×93×713.02XB(93%)Xb(7%)YXB(93%)XBXB(86.49%)XBXb(6.51%)XBY(93%)Xb(7%)XBXb(6.51%)XbXb(7%)XbY(7%)答案：0.5 93 7 13.02例11：自然人群中先天性聾啞的基因型頻率為110000，下圖為一個先天性聾啞家族的系譜，試根據(jù)系譜回答問題：(1)該家族遺傳病由_性基因控制，該致病基因位于染色體上。(2)II3和II5

14、攜帶致病基因的可能性各為_；III3、III5和III6攜帶致病基因的可能性各為_。(3)III5和III6為近親結(jié)婚，III6所生子女(無論男孩或女孩)為先天性聾啞患者的可能性為_。(只列算式)若III3與自然人群的某位男人結(jié)婚(隨機婚配)，III3所生子女為先天性聾啞患者的可能性為_。(只列算式)解析(1)根據(jù)遺傳系譜圖可知，父母正常生出患病的女兒，該病屬于常染色體隱性遺傳病。自然人群中先天性聾啞的基因型頻率為110000，則先天聾啞的基因頻率為1100。(2)I1和I2的基因型為Aa，II3和II5的基因型可能為AA或Aa，是攜帶者的概率為23； II3是Aa的概率為23，AA的概率是1

15、3，其所產(chǎn)生的配子的概率A為23，a為13；II4是自然人群中的一員，所產(chǎn)生的配子a的頻率為1100；A的頻率為為99100，他們所生育的后代的基因型及其比例可概括如下：1/3a2/3A1/100a1/300aa2/300Aa99/100A99/300Aa198/300AA III3、III5、III6或者是AA或者是Aa，所以是攜帶者的可能性為101299。(3)III5、III6是攜帶者的可能性為101299，后代患病率為(101299)24自然人群中雜合體的概率為2×1100×99100150，所以后代患病率為101299×150×14。答案：(1

16、)隱性，常(2)2/3、2/3，101/299(3)(101/299)2/4；101/299×1/50×1/4例12：下圖為6種不同育種方法的示意圖，據(jù)圖回答：(1)圖中A至D方向所示的途徑表示_育種方式，ABC的途徑表示_育種方式。這兩種育種方式中后者的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在_。(2)B常用的方法為_。(3)E方法所用的原理是_，所用的方法如_。(4)C、F過程中常采用的藥劑是_，其作用的原理是_。(5)由G到J的過程涉及的生物工程技術(shù)有_和_。(6)K過程的實現(xiàn)首先要_，之后要加_等促進細胞融合。解析本題將所學的六種育種方法綜合到一起，對比學習各種育種方法的原理和特點。雜交育

17、種所利用的原理是基因重組，是比較傳統(tǒng)的育種方法；單倍體育種所利用的原理是染色體變異，最大的優(yōu)點是縮短育種年限，較快地獲得純合體；誘變育種所以用的原理是基因突變，通過該育種方法，可以大幅度改良生物的性狀或產(chǎn)生新性狀；多倍體育種所利用的原理也是染色體變異，如果要獲得較大的果實或種子，提高產(chǎn)量用這種育種方法；利用基因工程育種的原理是按照人們的意愿進行基因重組，可以獲得人們希望獲得的新品種；體細胞雜交育種也是按照人們的意愿進行育種，該方法的最大優(yōu)點是克服了遠緣雜交不親和的障礙。答案：(1)雜交 單倍體 明顯縮短育種年限，較快獲得純合體(2)花藥離體培養(yǎng)(3)基因突變 X射線、紫外線、亞硝酸、硫酸二乙酯

18、、秋水仙素等(4)秋水仙素 在細胞分裂時，抑制紡錘體的形成，使染色體數(shù)目加倍(5)轉(zhuǎn)基因技術(shù)(或基因工程) 植物組織培養(yǎng)技術(shù)(6)用纖維素酶除去細胞壁 聚乙二醇(PEG)在線測試窗體頂端選擇題1、在下面的敘述中，不屬于胚胎學提供的生物進化證據(jù)是（） A、各種高等生物的受精卵均具有大致相同的結(jié)構(gòu)特點 B、各種高等生物的胚胎發(fā)育都是從受精卵分裂開始的 C、脊椎動物和人的胚胎發(fā)育初期很相似 D、個體發(fā)育簡單而迅速地重演其祖先進化的歷程窗體底端窗體頂端2、證明鯨的原始祖先是水生動物的確切證據(jù)是（） A、鯨胚胎早期有鰓裂 B、成體有尾鰭 C、鯨是水生動物 D、以上均是 窗體底端窗體頂端3、使用殺蟲劑開始

19、有效，后逐漸失效，害蟲具有了抗藥性，原因是（） A、害蟲接觸殺蟲劑后，慢慢產(chǎn)生了抗藥性 B、害蟲為了適應這種環(huán)境，發(fā)生了抗藥的變異 C、抗藥個體的出現(xiàn)是殺蟲劑選擇的結(jié)果 D、藥量太少，不能殺死害蟲，需要加大藥量 窗體底端窗體頂端 填空題： 用人的血清注射到家兔體內(nèi)后，再用家兔的血清與人和其他3種動物的血清相混合，得到結(jié)果如下圖所示，請分析回答：（圖上黑色表示沉淀）4、人的血清對家兔起到 作用，此時家兔的血清中會出現(xiàn) ，其化學組成為 。 窗體底端窗體頂端 5、根據(jù)上圖所示，可說明黑猩猩血清中的 在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上與 最相似，從而說明兩者之間有著最密切的 。 窗體底端窗體頂端6、血清鑒定法能為生物進化

20、提供 上的證據(jù)。答案與解析1、A 2、A 3、C 4、抗原 、抗體 、蛋白質(zhì) 5、血清蛋白 、人 、親緣關(guān)系 6、生理學 1、 試題所給四個備選答案，就其本身所表述的內(nèi)容全是正確的。但如果與題干中的設問聯(lián)系起來看，A項為正確答案。因為它闡述的是高等生物的受精卵的結(jié)構(gòu)相似，與胚胎發(fā)育過程的特點無關(guān)。而有的同學注意到A項表述的內(nèi)容是生物具有親緣關(guān)系的表現(xiàn)，是生物進化證據(jù)之一，但沒有緊緊抓住“胚胎學”上證據(jù)這一關(guān)鍵所在。2、 考查生物進化的證據(jù)，屬理解層次。鯨是水生的哺乳動物，現(xiàn)在生活在水中，不能說明祖先也生活在水中；鯨胚胎早期有鰓裂，因鰓裂是水生動物的呼吸器官，說明鯨具有有鰓裂的原始祖先。3、 考

21、查運用達爾文的自然選擇學說解釋生物的適應性，屬應用層次。A項所述只說明現(xiàn)象，沒答原因，而抗藥性也不是接觸殺蟲劑后才產(chǎn)生的，因為生物的變異是不定向的，故B項所述是錯誤的；害蟲具有抗藥性后。加大藥量效果不明顯，因此D項所述也不好。長期使用某種殺蟲劑，對害蟲中不同個體進行了選擇，存活下來的少量個體抗藥性能強，這種性狀經(jīng)逐代積累得以加強，使害蟲具有了抗藥性。4-6、 人的血清注入兔的體內(nèi)，人血清作為抗原，從而使家兔血清中產(chǎn)生抗體（抗人血清），此抗體同人的血清發(fā)生反應，產(chǎn)生沉淀。不同動物血清與兔血清混合，發(fā)生不同程度的沉淀，表明其他動物與人親緣關(guān)系遠近。親緣關(guān)系越近，其血清與人的血清差別越小，產(chǎn)生的沉淀

22、越多；反之則少。這是在生理學水平上為生物提供的證據(jù)。課外拓展 什么是生物重演律德國博物學家海克爾通過研究人的胚胎發(fā)育過程發(fā)現(xiàn)：生物在個體發(fā)育中，重現(xiàn)其祖先的主要發(fā)育階段，或者說，個體發(fā)育史是系統(tǒng)發(fā)育史簡單而迅速的重演。這就是著名的“生物重演律”。這為胚胎學的研究認為高等動物是由低等動物進化而來的理論提供了堅實的佐證。生物進化學說的發(fā)展杜布贊斯基的綜合理論綜合理論是杜布贊斯基1937年首次提出，又叫“現(xiàn)代達爾文主義”。后來經(jīng)過他本人的修改，于1970年提出“新綜合理論”。新綜合理論的主要內(nèi)容有：（1）種群是生物進化的基本單位；（2）突變，選擇，隔離是物種形成及生物進化過程中的三個基本環(huán)節(jié)。突變過

23、程是所有遺傳變異的來源，是進化的主要關(guān)鍵，因為突變供應著產(chǎn)生進化改變的原始材料。而選擇，包括保存有利變異消除有害變異的正?；摹白匀贿x擇”，在同一位點上保留不同等位基因的“平衡選擇”，及產(chǎn)生進化變異的“定向選擇”等，主要是把突變或變異的材料加以篩選和累積，最終通過隔離作用的“固定”，就會限制不同隔離類群之間的基因交流，從而就會產(chǎn)生新種。“新綜合理論”是達爾文自然選擇學說，現(xiàn)代遺傳學及育種學的綜合，比較全面又科學地解釋了生物進化與物種形成的機制。拉馬克進化學說和達爾文進化學說比較  用進廢退學說自然選擇學說中中心心論內(nèi)點容中心論點：環(huán)境變化是物種變化的原因。器官用則發(fā)達，不用則退化獲得

24、性遺傳：后天獲得的性狀能夠遺傳下去。中心內(nèi)容：過度繁殖生存斗爭遺傳變異適者生存適者生存，不適者被淘汰的過程就是自然選擇。對進化原因的解釋動物的變異是由動物本身的意愿所決定的，而且變異是一直向前發(fā)展的。長頸鹿由于經(jīng)常努力地伸長頸和前肢去吃樹上高處的葉子，所以它的頸和前肢變長了。長頸鹿的長頸和前肢是逐代一直向前發(fā)展而形成的。生物產(chǎn)生了變異以后，是由自然選擇來決定其生存或淘汰的。長頸鹿的長頸和長的前肢，是由于自然選擇并經(jīng)過逐代積累形成的。生物的變異一般是不定向的，而自然選擇是定向的。只有適應環(huán)境的變異類型才能生存下來，產(chǎn)生后代；而那些與環(huán)境不相適應的變異類型就被淘汰。高考真題 1、  19

25、93年全國高考試題 下列哪項不是達爾文的進化論觀點？（）A、同種生物不同個體之間在許多性狀上存在差異B、生物產(chǎn)生后代的數(shù)量往往超過生活條件所能承受的數(shù)量C、不適應生存環(huán)境的生物會被淘汰D、適應是環(huán)境作用的結(jié)果解析：達爾文的自然選擇學說主要內(nèi)容如下：過度繁殖、生存斗爭、遺傳變異、適者生存。上述A、B、C選項明顯符合達爾文的進化論觀點，只有D不屬于達爾文的進化論觀點。按達爾文的學說，適應是環(huán)境對生物變異進行自然選擇的結(jié)果，并不是環(huán)境一定能促使生物產(chǎn)生適應性特征。2、 1996年上海高考試題  用達爾文進化學說的觀點來判斷下列敘述，其中正確的是（）。A、長頸鹿經(jīng)常努力伸長頸和前肢去吃樹上的葉子，因此頸和前肢都變得很長B、北極熊生活在冰天雪地的環(huán)境里，它們的身體就產(chǎn)生了定向的白色變異C、野兔的