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文檔簡介
一輪復習必修二遺傳與變異基因認識存在位置遺傳變異是什么第二十二講
生物進化復習目標要求1.闡明化石是支持生物進化論的最直接、最重要的證據(jù)。2.說明自然選擇與適應的形成。3.闡明生物進化的實質(zhì)。4.舉例說明協(xié)同進化與生物多樣性形成的關系。考點一生物有共同祖先的證據(jù)考點二自然選擇與適應的形成考點三種群基因組成的變化與物種的形成考點四基因頻率及基因型頻率的計算考點五協(xié)同進化與生物多樣性的形成主要考點
必備知識概念圖1.達爾文的生物進化論包括哪兩大學說?生物有共同祖先的證據(jù)有哪些?研究生物進化最直接、最重要的證據(jù)?
2.不同生物的DNA和蛋白質(zhì)等生物大分子的共同點,說明?其差異的大小,說明?3.適應的含義?特點?適應相對性的根本原因?
4.拉馬克進化學說的進步性、局限性?P1075.達爾文自然選擇學說:(1)內(nèi)容(4點)?(2)達爾文認為適應的來源是?適應是什么的結(jié)果?(3)適應形成的必要條件?(4)達爾文進化論的進步性?局限性?(5)分別用達爾文的自然選擇學說、現(xiàn)代生物進化理論解釋細菌產(chǎn)生抗藥性的原因。達爾文:細菌在繁殖過程中會產(chǎn)生各種可遺傳的變異,其中就有抗藥性強的變異。使用抗生素之后,抗藥性弱的個體大量死亡,抗藥性強作為有利變異,容易生存且有機會產(chǎn)生更多的后代,一段時間后,細菌中抗藥性強的個體增多,抗生素的殺菌效果減弱?,F(xiàn)代:抗生素的濫用,使耐藥細菌生存和繁殖機會增加,耐藥性基因在細菌種群中的基因頻率逐年上升,形成超級細菌
背誦基礎回扣(6)如何防止超級細菌出現(xiàn)?建立細菌耐藥預警機制,當細菌耐藥率超過一定值時,及時更換抗生素類藥物,將細菌耐藥率控制在低水平6.現(xiàn)代生物進化理論的核心?內(nèi)容?P123最后一段黑體字7.自然選擇直接作用對象?根本對象?
8.基因庫?基因頻率?種群遺傳平衡的5個條件?P111在遺傳平衡種群中,基因頻率、基因型頻率改變嗎?引起基因頻率改變的因素?9.生物進化的原材料是什么?可遺傳變異的來源?P112突變和基因重組有方向嗎?10.進化的實質(zhì)?
新物種形成的三個環(huán)節(jié)?新物種形成的標志?物種形成的必要條件?11.物種的概念?生殖隔離?地理隔離?隔離?P116地理隔離一定形成新物種?12.基因頻率改變、生物進化、物種形成三者之間的關系?13.捕食者的作用?P119協(xié)同進化的概念?協(xié)同進化的結(jié)果?生物多樣性包含三個層次?P12114.解釋基因重組對生物進化的意義?有性生殖對生物進化的意義?背誦基礎回扣1.適應相對性的根本原因?
適應性特征來自遺傳,即來源于可遺傳的有利變異的逐代積累,是對之前的環(huán)境適應的結(jié)果。由于環(huán)境總是處于不斷變化中,遺傳的穩(wěn)定性與環(huán)境不斷變化之間的矛盾是適應相對性的根本原因。2.適應形成的原因?適應形成的必要條件?拉馬克認為:適應的形成都是由于用盡廢退和獲得性遺傳達爾文認為:在一定環(huán)境的選擇作用下,可遺傳的有利變異會賦予某些個體生存和發(fā)展的優(yōu)勢,經(jīng)過代代繁殖,群體中這樣的個體就會越來越多,有利變異通過逐代積累而成為顯著的適應性特征,進而出現(xiàn)新的生物類型。
適應形成的必要條件是可遺傳的有利變異和環(huán)境的定向選擇
P108第一段背誦基礎回扣考點一生物有共同祖先的證據(jù)問題導引1.支持共同由來學說的證據(jù)有哪些?2.怎樣通過化石證據(jù)研究生物的進化?3.什么是適應?如何運用自然選擇學說解釋生物的適應和多樣性的形成?4.自然選擇學說的意義和局限性?5.為什么說種群是生物進化的基本單位?6.自然選擇與種群基因頻率的變化有什么關系?7.新物種形成的一般過程?8.什么是協(xié)同進化?舉例說明協(xié)同進化與生物多樣性形成的關系。進化是指一切生命形態(tài)發(fā)生、發(fā)展的演變過程?!斑M化”一般用以指事物的逐漸變化、發(fā)展,由一種狀態(tài)過渡到另一種狀態(tài)。一、達爾文的生物進化論的主要組成進化是指一切生命形態(tài)發(fā)生、發(fā)展的演變過程。1.共同由來學說——地球上所有的生物都是由原始的
進化而來。共同祖先2.自然選擇學說——揭示的生物進化的機制,解釋了
的形成和
形成的原因。適應物種一、達爾文的生物進化論的主要組成1.地層中陳列的證據(jù)——化石(1)概念通過自然作用保存在地層中的古代生物的遺體、遺物或生活痕跡等。遼寧古果化石標本硅化木三葉蟲化石標本二、生物有共同祖先的證據(jù)從動物的牙齒化石推測它們的飲食情況從動物的骨骼化石推測其體型大小和運動方式從植物化石推測其形態(tài)、結(jié)構(gòu)和分類地位
利用化石可以確定地球上曾經(jīng)生活過的生物的種類及其形態(tài)、結(jié)構(gòu)、行為等特征?;茄芯可镞M化最直接、最重要的證據(jù)。(2)作用1.地層中陳列的證據(jù)——化石二、生物有共同祖先的證據(jù)
大量化石證據(jù),證實了生物是由原始的共同祖先經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代逐漸進化而來的,而且還揭示出生物由
、由
、由
的進化順序。大部分化石發(fā)現(xiàn)于
的地層中。地層年齡(百萬年前)首次出現(xiàn)的生物類群(化石)245~144鳥類、哺乳類360~286爬行類408~360昆蟲、兩棲類505~438魚類700多細胞生物2100單細胞真核生物沉積巖水生→陸生(3)分布(4)基于化石研究生物進化的結(jié)論簡單→復雜低等→高等1.地層中陳列的證據(jù)——化石二、生物有共同祖先的證據(jù)2.當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據(jù)(1)
比較解剖學證據(jù)
比較解剖學是研究比較脊椎動物的器官、系統(tǒng)的形態(tài)和結(jié)構(gòu)的科學。為生物是否有共同祖先尋找證據(jù)。肱骨橈骨尺骨腕骨掌骨指骨二、生物有共同祖先的證據(jù)2.當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據(jù)(2)
胚胎學證據(jù)胚胎學是研究動植物胚胎的形成和發(fā)育過程的學科。①人和魚的胚胎在發(fā)育早期出現(xiàn)鰓裂和尾,隨著發(fā)育的進行,人的鰓裂和尾消失了,而成年的魚仍然保留了鰓和尾;②人和其他脊椎動物在胚胎發(fā)育早期都有彼此相似的階段。支持了人和其他脊椎動物有共同祖先。2.當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據(jù)(3)細胞和分子水平的證據(jù)I.細胞水平
當今生物有許多共同的特征,如都有能進行代謝、生長和增殖的細胞,細胞有共同的物質(zhì)基礎和結(jié)構(gòu)基礎等,這是對生物有共同祖先這一論點的有力支持。①結(jié)構(gòu):②代謝:③生命活動:都有細胞膜、細胞質(zhì)、核糖體和DNA。都能進行呼吸作用,代謝中酶的種類非常相似,都以ATP為直接能源,植物都能進行光合作用等。都有細胞的增殖、衰老和凋亡。2.當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據(jù)(3)細胞和分子水平的證據(jù)II.分子水平
不同生物的DNA和蛋白質(zhì)等生物大分子的共同點,提示人們當今生物有著共同的原始祖先,其差異的大小則揭示了當今生物種類親緣關系的遠近,以及它們在進化史上出現(xiàn)的順序。①DNA水平:②蛋白質(zhì)水平:細胞結(jié)構(gòu)的生物都有DNA;人和類人猿堿基序列或基因組高度接近。人和其他生物都有細胞色素C;細胞色素C的氨基酸序列差異越小,親緣關系越近。1達爾文的生物進化論①共同由來學說②自然選擇學說直接證據(jù)有力支持化石比較解剖學證據(jù)胚胎學證據(jù)細胞和分子水平的證據(jù)B一、易錯辨析1.通過化石可以了解已經(jīng)絕滅的生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點,推測其行為特點(
)2.較晚形成的地層中,沒有較簡單、較低等的生物化石(
)3.我國發(fā)現(xiàn)的大量的恐龍蛋化石是遺跡化石(
)4.人和魚的胚胎發(fā)育經(jīng)歷了有鰓裂及有尾的階段,這個證據(jù)支持了達爾文的共同由來學說(
)5.比較解剖學發(fā)現(xiàn),不同種類的哺乳動物的前肢在形態(tài)上差別很大,這說明這些哺乳動物不是由共同祖先進化來的(
)6.不同生物之間的DNA序列都有一定的差異性,說明生物不是由共同祖先進化來的(
)√××√××二、填空默寫
這些生物具有共同的原始祖先,由于它們生活的環(huán)境不同,為適應不同的生活環(huán)境,這些器官在進化過程中,逐漸出現(xiàn)了形態(tài)和功能上的不同2.(源于必修2P103思考·討論)人和類人猿在DNA的堿基序列方面高度接近說明
。不同生物的細胞色素c中氨基酸序列的差異大小不一表明_________________________________________________________________。同時也能反映________________________________。人和類人猿有共同的祖先,并且親緣關系很近現(xiàn)存各種生物有著或遠或近的親各種生物緣關系,差異大說明親緣關系遠,反之則近在進化史上出現(xiàn)的順序自然選擇與適應的形成考點二(1)適應的含義①是指生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)適合于完成一定的功能。小腸內(nèi)壁
小腸位于腹中,是食物消化吸收的主要場所。小腸全長約4-6米。小腸內(nèi)表面有許多環(huán)形皺襞和小腸絨毛,使小腸的消化、吸收面積大大增加;小腸絨毛壁很薄,只由一層上皮細胞構(gòu)成,且絨毛中有豐富的毛細血管和毛細淋巴管。一、適應的普遍性和相對性(1)適應的含義
②是指生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)及其功能適合于該生物在一定的環(huán)境中
生存和繁殖。仙人掌刺葉子退化,減少水分蒸發(fā)仙人掌葉子退化,發(fā)根系發(fā)達,適應干旱缺水的沙漠環(huán)境。北極熊白色的毛發(fā),厚厚的脂肪層,適應寒冷的北極環(huán)境一、適應的普遍性和相對性(1)適應的特點①適應的普遍性:適應在自然界中是普遍存在的。圓掌舟蛾偽裝成斷枝,迷惑捕食者竹節(jié)蟲躲避天敵例如:擬態(tài)、警戒色、保護色等均屬于適應。雷鳥冬季羽毛白色,保護自己一、適應的普遍性和相對性(1)適應的特點②適應的相對性
雷鳥是寒帶地區(qū)特有的鳥類。羽毛顏色因季節(jié)而異,而與環(huán)境一致:冬季羽毛白色,與雪地相一致;春夏則為有橫斑的灰或褐色,以配合凍原地區(qū)的植被顏色。適應是針對一定的環(huán)境條件而言的,是一種暫時的現(xiàn)象。一、適應的普遍性和相對性(1)適應的特點②適應的相對性適應具有相對性的原因
適應性特征來自遺傳,即來源于可遺傳的有利變異的逐代積累,是對之前的環(huán)境適應的結(jié)果。
但由于環(huán)境總是處于不斷變化之中,遺傳的穩(wěn)定性與環(huán)境之間不斷變化之間的矛盾是適應相對性的根本原因。各種生物的適應性特征是如何形成的呢?一、適應的普遍性和相對性拉馬克1744-1829(1)主要內(nèi)容:①地球上所有生物都不是神創(chuàng)造的,
而是由更古老的生物進化而來。①用進廢退(2)進化的原因:②獲得性遺傳②生物是由低等到高等逐漸進化的。二、拉馬克的進化學說①用進廢退:器官使用越多越發(fā)達,不使用就退化。拉馬克認為:食蟻獸的舌頭之所以細長,是長期舔食螞蟻的結(jié)果。事實:
食蟻獸舌頭平均長度是60cm,成年后不會增長。食蟻獸——舌頭平均長度是60cm
二、拉馬克的進化學說②獲得性遺傳:由于環(huán)境引起或由于用進廢退引起的變化,都是可以遺傳的。拉馬克認為:鼴鼠長期生活在地下,視覺派不上用場,眼睛就萎縮退化。事實:鼴鼠是一種具有立體嗅覺感的哺乳動物,幼年有微弱視力,常年不見天日,成年后退化。二、拉馬克的進化學說②歷史上第一個提出比較完整的進化學說。(3)意義:①否定了神創(chuàng)論和物種不變論,強調(diào)生物的進化。(4)不足:①提出的用進廢退和獲得性遺傳的觀點缺少科學證據(jù)的支持,
大多來自主觀臆測。②過于強調(diào)環(huán)境的變化直接導致物種的改變,具有局限性。二、拉馬克的進化學說達爾文1809.2.12-1882.4.19②適應是自然選擇的結(jié)果。①適應的來源是可遺傳的變異。(1)主要觀點:(2)學說內(nèi)容:①過度繁殖②生存斗爭③遺傳變異④適者生存——自然選擇的條件——自然選擇的手段,進化的動力——自然選擇的基礎,進化的內(nèi)因——自然選擇的結(jié)果三、達爾文自然選擇學說事實3:資源是有限的推論1:個體間存在著生存斗爭事實4:個體間普遍存在差異(變異)事實5:許多變異是可能遺傳的推論2:具有有利變異的個體,生存并留下后代的機會多推論3:有利變異逐代積累,具有這些有利變異的個體越來越多,形成具有新的適應特征的生物新類型事實1:生物都有過度繁殖的傾向事實2:物種內(nèi)的個體數(shù)能保持穩(wěn)定達爾文自然選擇學說的解釋模型三、達爾文自然選擇學說源于必修2P108“思考·討論”:拉馬克觀點解釋長頸鹿脖子長的原因是什么?達爾文觀點解釋長頸鹿脖子長的原因是什么?提示拉馬克觀點:長頸鹿在旱季缺乏青草的時期就會用它的長脖子去吃高處的樹葉,這樣長期“使用”它的脖子,久而久之就更長了(用進廢退),然后遺傳給了下一代(獲得性遺傳)。達爾文觀點:在缺乏青草的干旱時期,那些頸部和四肢都較長的個體會有較多的機會吃到高處的樹葉,能夠生存下來,并繁殖后代,而那些頸部和四肢較短的個體則無法得到足夠的食物,不容易生存下來,也無法繁殖后代,所以頸部和四肢較短的長頸鹿逐漸被淘汰。運用自然選擇學說解釋適應的形成(1)長頸鹿主要以樹葉為食,而在漫長的干旱季節(jié),食物的缺乏是經(jīng)常發(fā)生的。設想在某個歷史時期,長頸鹿的祖先群體中出現(xiàn)了頸長的個體,這一變異是可以遺傳的。這樣的個體在生存和繁殖上具有什么優(yōu)勢?容易吃到高處的樹葉,留下后代的機會多。(2)經(jīng)過若干代的繁殖,長頸鹿祖先群體中頸長的個體所占的比例將會怎樣變化?逐漸增加三、達爾文自然選擇學說運用自然選擇學說解釋適應的形成長頸鹿的祖先大量長頸鹿后代長頸鹿出現(xiàn)差異(長頸長腿)長頸長腿的長頸鹿存活現(xiàn)代長頸鹿過度繁殖遺傳變異生存斗爭適者生存三、達爾文自然選擇學說運用自然選擇學說解釋適應的形成①群體中先產(chǎn)生可遺傳的有利變異——適應的來源②然后,生存斗爭使生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)及其功能朝著更利于生物在一定環(huán)境中生存和繁殖的方向發(fā)展——自然選擇的方向③最終產(chǎn)生適應——自然選擇的結(jié)果在以上分析的基礎上,適應的形成:在一定環(huán)境的選擇作用下,可遺傳的有利變異會賦予某些個體生存和繁殖的優(yōu)勢,經(jīng)過代代繁殖,群體中出現(xiàn)這樣的個體就會越來越多,有利變異通過逐代積累而成為顯著的適應性特征,進而出現(xiàn)新的生物類型。三、達爾文自然選擇學說(3)適應形成的必要條件:②環(huán)境的定向選擇(外因)①群體中出現(xiàn)可遺傳的有利變異(內(nèi)因)(4)自然選擇學說的意義:①揭示了生物界的統(tǒng)一性是由于所有生物都有共同祖先,
生物的多樣性和適應性是進化的結(jié)果。②論證了生物是不斷進化的,并且對生物進化的原因提出了合理
的解釋。③被譽為19世紀自然科學的三大發(fā)現(xiàn)之一。④使生物學第一次擺脫了神學的束縛,走上了科學的軌道。變異在前且是不定向的,環(huán)境變化在后且是定向的。環(huán)境只起選擇作用。三、達爾文自然選擇學說(5)自然選擇學說的局限性:①對生物進化的解釋局限于個體(性狀)水平。②對于遺傳和變異的本質(zhì)不能做出科學的解釋。③強調(diào)物種形成都是漸變的結(jié)果,不能很好地解釋物種大爆發(fā)等現(xiàn)象。以自然選擇為核心,從生物個體為單位發(fā)展到以種群為基本單位。(6)現(xiàn)代生物進化理論三、達爾文自然選擇學說三、達爾文自然選擇學說構(gòu)建自然選擇學說的概念模型原始物種過度繁殖有限的生活資源+生存斗爭+變異適者生存+遺傳新類型的出現(xiàn)導致解讀1:自然選擇的對象選擇的直接對象是具有某特定表現(xiàn)型的生物體。選擇的間接對象是具有某基因型的生物體。自然選擇的實質(zhì)是環(huán)境對變異所對應的基因的選擇,因而可以改變種群的基因頻率。構(gòu)建自然選擇學說的概念模型原始物種過度繁殖有限的生活資源+生存斗爭+變異適者生存+遺傳新類型的出現(xiàn)導致解讀2:兩個方向圖示變異不定向,自然選擇定向三、達爾文自然選擇學說構(gòu)建自然選擇學說的概念模型原始物種過度繁殖有限的生活資源+生存斗爭+變異適者生存+遺傳新類型的出現(xiàn)導致解讀3:生存斗爭范疇①種內(nèi)斗爭②種間斗爭③生物與非生物之間的斗爭生物為爭奪有限的生活條件產(chǎn)生生存斗爭的原因:過度繁殖+有限生活資源生物大量死亡,少量存活。對生物個體往往有害,但對生物物種是有利的。并能推動生物的進化。生存斗爭產(chǎn)生的結(jié)果(意義)三、達爾文自然選擇學說進化原因內(nèi)因:生物產(chǎn)生的變異(不定向變化)外因:生物生存的各種環(huán)境條件的自然選擇(定向變化)定向變化的環(huán)境選擇不定向的生物變異,環(huán)境條件推動著生存斗爭,表現(xiàn)為自然選擇,決定著生物進化的方向。相互作用:變異和環(huán)境的關系:進化過程中環(huán)境只起到選擇作用,變異是生物自身的事情。變異在環(huán)境變化之前就已經(jīng)產(chǎn)生,選擇作用不是影響變異的因素。三、達爾文自然選擇學說由于時代的局限,達爾文未能對進化的本質(zhì)做出科學的解釋。進化結(jié)果現(xiàn)象適應性:環(huán)境對變異的定向選擇,使生物形成了對環(huán)境的適應性。多樣性:同一物種的不同種群,由于生活在不同的環(huán)境中,產(chǎn)生的變異不同,選擇條件也不同,生物進化的方向不同,形成了不同的生物新類型。實質(zhì)三、達爾文自然選擇學說1.(多選)下列關于達爾文自然選擇學說的敘述,錯誤的是()A.生存斗爭是生物進化的動力,對維持物種內(nèi)個體數(shù)目的穩(wěn)定有重要作用B.達爾文認為遺傳和變異是進化的內(nèi)因,種群基因頻率的改變導致生物不斷進化C.達爾文的研究是個體水平的研究,但是仍能合理地解釋生物進化原因D.殺蟲劑造成抗藥性強的一些害蟲生存下來屬于適者生存,是自然選擇的結(jié)果E.某種抗生素被長期使用后藥效下降,是由于病原體接觸藥物后,產(chǎn)生對藥物有抗性的變異BE對位練習2.用達爾文進化學說的觀點來判斷,下列敘述正確的是()A.在長期有毒農(nóng)藥的誘導下,農(nóng)田害蟲產(chǎn)生了抗藥性B.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C.北極熊生活在冰天雪地的環(huán)境里,它們定向產(chǎn)生了適應白色環(huán)境的變異D.野兔保護性的體色和鷹銳利的目光,是它們長期互相選擇的結(jié)果D對位練習考向拉馬克和達爾文進化學說1.下列不屬于拉馬克進化學說的是()A.鯨沒有牙齒,是因為它們吞食浮游生物B.長頸鹿的頸很長是采食高處樹葉反復伸頸的結(jié)果C.羚羊聽覺靈敏、奔跑快是長期自然選擇的結(jié)果D.蛇身體細長無足,是經(jīng)常出入鼠穴捕食的結(jié)果C解析A、B、D選項都是拉馬克進化學說的觀點;C選項是達爾文自然選擇學說的觀點??枷?/p>
自然選擇與適應的形成1.下列各項不能體現(xiàn)生物對環(huán)境的適應的是()A.竹節(jié)蟲的體形像竹枝B.北極熊的體色與冰雪的顏色相似C.森林中的避役體色為綠色D.持續(xù)干旱導致植物大量死亡D一、易錯辨析1.拉馬克認為生物的適應性特征的形成是用進廢退和獲得性遺傳的結(jié)果(
)2.達爾文的自然選擇學說正確地解釋了生物的多樣性、適應性以及遺傳和變異的本質(zhì)(
)3.抗生素的濫用會使細菌產(chǎn)生抗藥性的原因是抗生素誘發(fā)細菌產(chǎn)生基因突變,使細菌中出現(xiàn)抗藥性強的個體(
)4.生存斗爭僅僅是指同種生物不同個體之間對食物和空間的爭奪(
)5.生物進化的內(nèi)因是生存斗爭(
)√××××習題鞏固1.拉馬克觀點解釋長頸鹿脖子長的原因是什么?
達爾文觀點解釋長頸鹿脖子長的原因是什么?拉馬克觀點:長頸鹿在旱季缺乏青草的時期就會用它的長脖子去吃高處的樹葉,這樣長期“使用”它的脖子,久而久之就更長了(用進廢退),然后遺傳給了下一代(獲得性遺傳)。達爾文觀點:在缺乏青草的干旱時期,那些頸部和四肢都較長的個體會有較多的機會吃到高處的樹葉,能夠生存下來,并繁殖后代,而那些頸部和四肢較短的個體則無法得到足夠的食物,不容易生存下來,也無法繁殖后代,所以頸部和四肢較短的長頸鹿逐漸被淘汰。種群基因組成的變化與物種的形成考點三假定獼猴群體中有一只雄性個體發(fā)生了變異(超猴),變異使其在生存斗爭中獲得了優(yōu)勢。1.超猴使其所在的群體強大起來,但它卻沒有合適伴侶孤獨一生,其死后獼猴群體又恢復到原來的樣子,能不能說獼猴群體進化?2.假如超猴與普通雌性交配生小猴子。當超猴死去,多年之后,超猴的表型(基因)能不能在群體中擴散開來?不能能種群是生物進化的基本單位一、種群基因組成的變化1.種群:生活在一定區(qū)域的同種生物全部個體的集合。(2)特點(1)定義是生物生存、繁殖和進化的基本單位,彼此可以交配,并通過繁殖將各自的基因傳給后代。一片樹林中的全部獼猴()一個草地上的所有蒲公英()一個湖泊中的全部魚()臥龍自然保護區(qū)中的全部大熊貓()(3)舉例√√√×一、種群基因組成的變化2.基因庫:一個種群中全部個體所含有的全部基因。3.基因頻率:在一個種群基因庫中,某個基因占全部等位基因數(shù)的比率。4.基因型頻率:在一個種群基因庫中,某個基因型的個體占個體總數(shù)的比值?;蝾l率=某基因的數(shù)目該基因的等位基因的總數(shù)=純合子頻率+1/2雜合子頻率×100%基因型頻率=某基因型個體總數(shù)種群全部個體數(shù)×100%一、種群基因組成的變化
1.某昆蟲種群中決定翅色為綠色的基因為A,決定翅色為褐色的基因為a,從種群中隨機抽出100個個體,測知基因型為AA、Aa和aa的個體分別是30、60和10個。那么A和a的基因頻率是多少?方法一:概念法A基因頻率為:a基因頻率為:=40%A%=×100%2×AA+Aa2(AA+Aa+aa)a%==60%2×aa+Aa2(AA+Aa+aa)×100%一、種群基因組成的變化
1.某昆蟲種群中決定翅色為綠色的基因為A,決定翅色為褐色的基因為a,從種群中隨機抽出100個個體,測知基因型為AA、Aa和aa的個體分別是30、60和10個。那么A和a的基因頻率是多少?方法二:通過基因型頻率計算A基因頻率
=AA的基因型頻率+1/2Aa基因型頻率A基因頻率=30%+1/2×60%=60%a基因頻率=10%+1/2×60%=40%AA基因型頻率為:
30%Aa基因型頻率為:60%aa基因型頻率為:
10%a基因頻率=
aa的基因型頻率+1/2Aa基因型頻率一、種群基因組成的變化1種群基因組成的變化種群和種群基因庫生物進化理想條件概念基因頻率和基因型頻率計算方法生物不能進化打破遺傳平衡,改變基因頻率能使種群基因頻率發(fā)生變化的因素有哪些?1.可遺傳的變異基因突變?nèi)旧w變異基因重組突變
基因突變在自然界是普遍存在的?;蛲蛔儺a(chǎn)生新的等位基因,這就可以使種群的基因頻率發(fā)生變化。能使種群基因頻率發(fā)生變化的因素有許多,我們著重學習突變和基因重組及自然選擇。二、種群基因頻率的變化2.影響種群基因頻率變化的因素:突變(基因突變和染色體變異)和基因重組產(chǎn)生進化的原材料。突變基因重組新的等位基因多種多樣的基因型種群中出現(xiàn)大量可遺傳的變異變異是不定向的形成了進化的原材料,不能決定生物進化的方向突變和重組都是隨機的、不定向的,那么,種群基因頻率的改變是否也是不定向的呢?二、種群基因頻率的變化3.自然選擇為進化提供方向突變的有害和有利也不是絕對的,這往往取決于生物的生存環(huán)境。某海島上殘翅和無翅的昆蟲例如有翅的昆蟲中有時會出現(xiàn)殘翅和無翅的突變類型,這類昆蟲在正常情況下很難生存下去。但是在經(jīng)常刮大風的海島上,這類昆蟲卻因為不能飛行而避免了被海風吹到海里淹死。自然選擇是定向的,但也不是說只有一個方向。如常刮大風的海島上昆蟲就向殘翅和無翅異常發(fā)達兩個方向進化。不可遺傳變異不能提供進化的原材料。二、種群基因頻率的變化二、種群基因頻率的變化4.自然選擇對種群基因頻率變化的影響:
英國的曼徹斯特地區(qū)有一種樺尺蛾(其幼蟲叫樺尺蠖)。它們夜間活動,白天休息在樹干上。雜交實驗表明,其體色受一對等位基因S和s控制,黑色(S)對淺色(s)是顯性的。在19世紀中葉以前,樺尺蛾幾乎都是淺色型的,該種群中S基因的頻率很低,在5%以下。到了20世紀中葉,黑色型的樺尺蛾卻成了常見的類型,S基因的頻率上升到95%以上。二、種群基因頻率的變化4.自然選擇對種群基因頻率變化的影響:
黑褐色的生活環(huán)境不利于淺色樺尺蛾的生存,卻對黑色樺尺蛾有利,因此,環(huán)境的選擇作用使該種群中s基因的頻率越來越低,即自然選擇可以使種群的基因頻率發(fā)生定向改變。不利變異不斷淘汰有利變異積累加強自然選擇種群基因頻率定向改變生物定向進化變異不定向生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率在自然選擇作用下的定向改變。種群基因頻率的改變,標志著生物的進化。10.在自然情況下,突變的頻率是很低的,且多數(shù)是有害的,對生物的進化有重要意義嗎?雖然基因突變頻率很低,但放到種群中每一代都會有可觀的變異量,雖然大多數(shù)都是有害的,但是總會出現(xiàn)一些更適應環(huán)境的變異,在自然選擇過程中被保留下來并逐代積累。11.在自然選擇過程中,直接受選擇的是基因型還是表型?為什么?直接受選擇的是表型(體色),而不是基因型,基因型并不能在自然選擇中起直接作用,因為天敵在捕食樺尺蛾時,看到的是樺尺蛾的體色而不是控制體色的基因。二、種群基因頻率的變化5.自然選擇和人工選擇區(qū)別與聯(lián)系
自然選擇人工選擇誰來選擇自然環(huán)境條件人選擇目的有利于生物生存有利于人類實例害蟲和病菌抗藥性肉食雞、蛋雞等聯(lián)系都能改變基因頻率,使生物進化二、種群基因頻率的變化自然選擇使種群的基因頻率發(fā)生定向改變,只要是基因頻率發(fā)生變化,生物就一定發(fā)生了進化,但是進化一定形成新物種嗎?19世紀中葉到20世紀中葉,英國曼徹斯特地區(qū)的樺尺蠖種群基因頻率發(fā)生了很大的改變。這兩種樺尺蠖還是不是同一物種?是同一物種(同種生物的不同種群)探究抗生素對細菌的選擇作用實驗原理
一般情況下,一定濃度的抗生素會殺死細菌,但變異的細菌可能產(chǎn)生耐藥性。在實驗室連續(xù)培養(yǎng)細菌時,如果向培養(yǎng)基中添加抗生素,耐藥菌有可能存活下來。目的要求
通過觀察細菌在含有抗生素的培養(yǎng)基上的生長狀況,探究抗生素對細菌的選擇作用。探究抗生素對細菌的選擇作用實驗步驟1.用記號筆在培養(yǎng)皿的底部畫線,將培養(yǎng)基分為四個區(qū),標號。2.用無菌涂布器將細菌涂布在培養(yǎng)基平板上。提示:實驗過程需要無菌操作實驗步驟3.①號區(qū)域的中央放置不含抗生素紙片和②③④號區(qū)域的中央分別放置含有抗生素的紙片。4.將培養(yǎng)皿倒置于37℃的恒溫箱中培養(yǎng)12~16h。探究抗生素對細菌的選擇作用實驗步驟5.觀察并測量抑菌圈直徑,并取平均值。6.從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細菌培養(yǎng),并重復以上步驟。抑菌圈注意:實驗結(jié)束后,應將耐藥菌、培養(yǎng)基、紙片等進行高溫滅菌處理,防止對環(huán)境造成污染。探究抗生素對細菌的選擇作用實驗結(jié)果和結(jié)論抗生素對細菌有選擇作用,抗生素對細菌抑制作用越來越弱。組別抑菌圈直徑/cm第一代第二代第三代12.261.891.6222.411.911.6732.421.871.69平均值2.361.891.66結(jié)論:在自然選擇的作用下,種群的基因頻率會發(fā)生定向改變,
導致生物朝著一定的方向不斷進化。探究抗生素對細菌的選擇作用思考討論1.為什么要從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細菌?
抗生素能夠殺死細菌,在抑菌圈邊緣抗生素濃度較低,可能存在具有耐藥性的細菌,因此要從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細菌。探究抗生素對細菌的選擇作用思考討論2.在本實驗的培養(yǎng)條件下,耐藥菌所產(chǎn)生的變異是有利還是
有害的?你怎么理解變異是有利還是有害的?
有利的,基因突變具有隨機性和不定向性,有利或有害取決于所處的環(huán)境條件,在本實驗的環(huán)境條件下,耐藥性細菌的存活率高,故為有利變異。有利于細菌的變異對人類是有害的,面對不同的主體,應辯證地看待變異的有利有害性。探究抗生素對細菌的選擇作用1.物種:能給自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物。2.物種與種群的區(qū)別:同一物種可以分布在不同區(qū)域;種群是同一區(qū)域內(nèi)的同一物種的全部個體。不同物種之間一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能生育不能產(chǎn)生可育的后代,這種現(xiàn)象叫做生殖隔離。三、隔離在物種形成中的作用1.二倍體西瓜和四倍體西瓜是不是一個物種?為什么?不是,因為后代三倍體西瓜不可育2.三倍體西瓜是一個新物種嗎?
不是。因為同一物種的雌雄個體間要能夠相互交配并產(chǎn)生可育后代,而三倍體是不可育的,因此三倍體西瓜不是一個新物種。3.馬和驢是一個物種嗎?不是,因為后代騾子不可育。判斷是否是同一個物種:能否自由交配;能否產(chǎn)生可育后代。三、隔離在物種形成中的作用3.隔離:不同群體間的個體,在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。(1)地理隔離:
同種生物由于地理障礙而分成不同的種群,使得種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象。三、隔離在物種形成中的作用3.隔離:(2)生殖隔離:
不同物種之間一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能產(chǎn)生可育后代的現(xiàn)象。馬驢騾子三、隔離在物種形成中的作用3.隔離:(3)隔離≠生殖隔離①只有地理隔離而沒有形成生殖隔離,可能產(chǎn)生亞種,
但沒有產(chǎn)生新物種。②生殖隔離是物種形成的關鍵,是物種形成的最后階段,
是物種間的真正界限。③生殖隔離有三種情況:不能雜交;雜交后代不活;雜交后代活而不育。三、隔離在物種形成中的作用三、隔離在物種形成中的作用4.新物種的形成過程:
隔離阻斷突變、基因重組和種群出現(xiàn)差異差異進一步加大隔離新物種形成地理自然選擇基因頻率基因庫生殖基因交流
朝著不同方向發(fā)生改變
生殖隔離是物種形成的標志。長期的地理隔離會導致生殖隔離的出現(xiàn)。②自然選擇導致種群基因頻率的定向改變;物種形成的三個環(huán)節(jié)①突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料;③隔離是物種形成的必要條件。4.新物種的形成過程:(1)漸變式:經(jīng)過長期的地理隔離達到生殖隔離,形成新物種。自然選擇2自然選擇1地理隔離原種變異1變異2基因頻率的定向改變變異類型1變異類型2新物種新物種生殖隔離新物種的形成是生物與環(huán)境相互影響相互作用的結(jié)果。三、隔離在物種形成中的作用4.新物種的形成過程:(2)爆發(fā)式:特定的自然條件下,異源多倍體的形成。物種A雜種植物異源多倍體染色體加倍物種B雜交無需地理隔離,短時間內(nèi)即可形成,如自然界中多倍體的形成。(3)人工創(chuàng)造新物種如人工誘導多倍體形成(四倍體西瓜、八倍體小黑麥等)三、隔離在物種形成中的作用突變和基因重組自然選擇種群基因頻率基因庫的差別地理隔離生殖隔離物種形成時間定向改變積累導致擴大導致標志物種形成生物進化標志變化后生物與原生物的關系二者聯(lián)系生殖隔離出現(xiàn)基因頻率改變屬于不同物種可能屬于同一物種;也可能屬于不同物種②進化不一定產(chǎn)生新物種,但新物種產(chǎn)生的過程
中一定存在進化①只有不同種群的基因庫產(chǎn)生了明顯的差異,
出現(xiàn)生殖隔離才形成新物種;考向生物進化和物種形成1.張謙德在《朱砂魚譜》中總結(jié)的金魚選種經(jīng)驗是:“蓄類貴廣,而選擇貴精,須每年夏間市取數(shù)千頭,分數(shù)缸飼養(yǎng),逐日去其不佳者,百存一二,并作兩三缸蓄之,加意培養(yǎng),自然奇品悉具”。從現(xiàn)代生物進化理論的觀點分析,下列敘述正確的是()A.“分數(shù)缸飼養(yǎng)”相當于地理隔離和生殖隔離B.“逐日去其不佳者”是指對金魚進行人工選擇C.“自然奇品悉具”是金魚發(fā)生定向變異的結(jié)果D.這種人工培育金魚方法的原理是染色體變異B解析“分數(shù)缸飼養(yǎng)”是制造地理隔離,使其不能進行基因交流,但地理隔離不一定導致生殖隔離,A錯誤;“逐日去其不佳者”是人為選擇去除生長狀態(tài)不好的個體,屬于人工選擇,B正確;變異是不定向的,C錯誤;基因突變能產(chǎn)生新基因,因此金魚中的“奇品”可能是基因突變造成的,D錯誤。一、易錯辨析1.一個種群中某基因占所有基因數(shù)的比值叫作基因頻率(
)2.在環(huán)境條件保持穩(wěn)定的前提條件下,種群的基因頻率不會發(fā)生變化(
)3.若親子代間基因頻率不變,基因型頻率也一定不變(
)4.突變具有低頻性,不能為生物進化提供原材料(
)5.有害突變不能成為生物進化的原材料(
)6.所有變異都不能決定生物進化的方向,但都能提供進化的原材料(
)××××××一、易錯辨析7.自然選擇決定生物變異和進化的方向(
)8.生物進化的實質(zhì)是種群基因型頻率的改變(
)9.細菌在抗生素的誘導作用下產(chǎn)生了抗藥性基因(
)10.生物進化一定會形成新物種(
)11.不同種群間的個體不能進行基因交流,說明種群間存在生殖隔離(
)×××××二、填空默寫1.
是生物
和
的基本單位。2.(必修2P112)
產(chǎn)生進化的原材料,可遺傳的變異包括
。突變包括
。突變的有害或有利不是絕對的,取決于
。突變和重組是
的,只為進化提供了
,不能決定生物進化的方向。3.
決定生物進化的方向。種群進化繁殖突變和基因重組基因突變、基因重組、染色體變異基因突變和染色體變異生物的生存環(huán)境隨機、不定向原材料自然選擇4.生物進化的實質(zhì)是
。5.物種的概念:能夠在
并且______________
的一群生物稱為一個物種。種群的基因頻率的改變自然狀態(tài)下相互交配產(chǎn)生可育后代二、填空默寫6.新物種的形成途徑(1)漸變:長期的
→阻斷基因交流→不同的突變、基因重組和選擇→基因頻率向不同方向改變→種群基因庫出現(xiàn)差異→差異加大→_____
→新物種形成。(2)有時不需要地理隔離:如
的形成。7.物種形成的三個環(huán)節(jié):
。8.新物種形成的標志:
。地理隔離生殖隔離多倍體突變和基因重組、自然選擇、隔離生殖隔離的形成二、填空默寫9.通過地雀的形成過程,說明物種形成需要以下環(huán)節(jié):(1)
;(2)______________
;(3)
。
的出現(xiàn)意味著新物種的產(chǎn)生。自然選擇決定生物進化的方向突變和基因重組為生物的進化提供原材料隔離是物種形成的必要條件生殖隔離基因頻率及基因型頻率的計算考點四一、已知調(diào)查的各種基因型的個體數(shù),計算基因頻率基因頻率:指特定基因在種群中出現(xiàn)的頻率。應理解為:種群中某一等位基因在所有等位基因總數(shù)中所出現(xiàn)的百分率。如伴性遺傳中某基因的頻率,就是該等位基因占群體中全部等位基因的百分率。(1)常染色體上基因頻率的計算A、a為基因,AA、Aa、aa為三種基因型個體數(shù)。例1:如某昆蟲種群中決定翅色為綠色的基因為A,決定翅色為褐色的基因為a,從種群中隨機抽出100個個體,測知基因型為AA、Aa和aa的個體分別是30、60和10個。那么A和a的基因頻率是多少?AA、Aa和aa的基因頻率是多少?解:A基因的基因頻率為:a基因的基因頻率為:=40%A%=×100%2×AA+Aa2(AA+Aa+aa)a%==60%2×aa+Aa2(AA+Aa+aa)×100%在種群中一對等位基因的頻率之和等于1AA%=30%,Aa%=60%,aa%=10%一、已知調(diào)查的各種基因型的個體數(shù),計算基因頻率(2)利用性染色體上一對等位基因的基因型頻率(個數(shù))求基因頻率
以人類的色盲基因遺傳為例。女性的性染色體組成為XX,男性的性染色體組成為XY,Y染色體上無該等位基因,設定XB%、Xb%分別表示基因XB和Xb的頻率,XBXB、XBXb、XbXb
、XBY、XbY分別表示XBXB、XBXb、XbXb
、XBY、XbY五種基因型頻率(個數(shù))。則:XB%=Xb%=100%100%一、已知調(diào)查的各種基因型的個體數(shù),計算基因頻率例、某校的一個生物興趣小組在研究性學習活動中,開展了色盲普查活動,他們先從全校的1800名學生中隨機抽取了180名學生(男女學生各半)做為首批調(diào)查對象,結(jié)果發(fā)現(xiàn)有女性色盲3人,男性色盲8人,女性攜帶者13人,那么,在該校全體學生中色盲基因的頻率約為多少?解:由于色盲基因及其等位基因只位于X染色體上,而Y染色體上沒有對應的基因。因此,在180名學生中該等位基因的總數(shù)為XB+Xb=(女性)90×2+(男性)90×1=270。色盲基因的總數(shù)為Xb=3(女性色盲)×2+13(女性攜帶者)×1+8(男性色盲)得:色盲基因的頻率為:27027×100%=10%一、已知調(diào)查的各種基因型的個體數(shù),計算基因頻率練習:在某個海島上,每一萬個人中有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?(假設男女比為1:1)()A.1000人B.900人C.800人D.700人解析:假設男女比為1:1每一萬個人中有500名男子患紅綠色盲,可知男性色盲患者的發(fā)病率為500/(10000/2)=10%可知Xb=10%那么XB=90%,女性攜帶者概率為2*10%*90%=18%,女性攜帶者的數(shù)量為每萬人中有(假設男女比為1:1)18%*10000/2=900。B一、已知調(diào)查的各種基因型的個體數(shù),計算基因頻率A%=a%=推導出公式
例:已知AA%=30%,Aa%=60%,aa%=10%。則A、a基因的頻率分別是多少?AA+1/2Aaaa+1/2Aa解:假設種群個體總數(shù)為a個基因型頻率之和也等于1過程略二、已知基因型頻率求基因頻率例:在一個種群中隨機抽取一定數(shù)量的個體,其中基因型AA的個體占18%,基因型Aa的個體占78%,基因型aa的個體占4%,那么基因A和a頻率分別是多少?解析:二、已知基因型頻率求基因頻率哈迪一溫伯格定律也稱遺傳平衡定律該定律指出:一個有性生殖的自然種群中,在符合以下5個條件的情況下,各等位基因的頻率和等位基因的基因型頻率在一代一代的遺傳中是穩(wěn)定不變的,或者說,是保持基因平衡的。這5個條件是:①種群大;②種群中個體間隨機交配;③沒有發(fā)生突變;④沒有新基因加入;⑤沒有自然選擇。一般的試題討論的是理想種群,符合該定律的條件。英國數(shù)學家哈迪(Gz.H.Hardy)和德國醫(yī)生溫伯格(W.Weinberg)分別于1908年和1909年各自提出的,稱為哈迪-溫伯格定律。三、利用遺傳平衡公式計算基因頻率和基因型頻率1.計算公式(1)當?shù)任换蛑挥袃蓚€(A、a)時,設p表示A的基因頻率,q表示a的基因頻率,則:AA的基因型頻率=p2,Aa的基因型頻率=2pq,aa的基因型頻率=q2。(2)逆推計算:已知隱性純合子的概率,求種群的基因頻率和基因型頻率。三、利用遺傳平衡公式計算基因頻率和基因型頻率遺傳平衡時X染色體上基因頻率與基因型頻率的關系(以紅綠色盲為例)(1)紅綠色盲基因(Xb)的基因頻率在男性和女性中相同,但發(fā)病率不同。(2)人群中男性的紅綠色盲發(fā)病率即為該群體Xb的基因頻率。說明:若男性和女性數(shù)量相等,則女性攜帶者XBXb在女性中的比例和人群中的比例分別為18%和9%。三、利用遺傳平衡公式計算基因頻率和基因型頻率例:囊性纖維變性是一種常染色體遺傳病,在歐洲人群中每2500個人中就有一人患此病。如果一對健康的夫婦有一個患病的兒子,此后,該女又與另一健康男子再婚,則再婚后他們生一個患此病的男孩的概率是多少?()A.0.49%B.0.04%C.3.9%D.2%解析:該婦女與歐洲人群中基因型為Aa的男人結(jié)婚生育囊性纖維變性患者的概率為1/4,生育囊性纖維變性男孩的概率為1/8(白化病患者1/4,生男生女各1/2)。則該婦女與健康男子結(jié)婚生育一患囊性纖維變性男孩的概率為:1/4×1/2×0.0392≈0.49%。=98/2499A三、利用遺傳平衡公式計算基因頻率和基因型頻率1.自交是指基因型相同的個體交配,雌雄同株植物是指自花傳粉。結(jié)果是雜合基因型頻率降低,純合基因型頻率增大,在無選擇條件下,基因頻率不變。2.自由交配是指種群內(nèi)不同基因型的個體間相互交配。在無選擇的條件下,基因頻率、基因型頻率均保持不變,相關計算可按哈代——溫伯格定律進行。3.只要種群的基因頻率不變,即使基因型頻率改變,種群也未發(fā)生進化。四、自交與自由交配(隨機交配)中基因頻率的計算
例:用基因型為Aa的小麥分別進行連續(xù)自交、隨機交配、連續(xù)自交并逐代淘汰隱性個體、隨機交配并逐代淘汰隱性個體,根據(jù)各代Aa基因型頻率繪制曲線如圖,下列分析錯誤的是()A.曲線Ⅱ的F3中Aa基因型頻率為B.曲線Ⅲ的F2中Aa基因型頻率為C.曲線Ⅳ的Fn中純合體的比例比上一代增加(1/2)n+1D.曲線Ⅰ和Ⅳ的各子代間A和a的基因頻率始終相等C四、自交與自由交配(隨機交配)中基因頻率的計算以人的ABO血型系統(tǒng)決定于3個等位基因IA、IB、i為例。設基因IA的頻率為p,基因IB的頻率為q,基因i的頻率為r,且人群中p+q+r=1。根據(jù)基因的隨機結(jié)合,用下列二項式可求出子代的基因型及頻率:♂(pIA+qIB+ri)×♀(pIA+qiB+ri)=p2(IAIA)+q2(IBIB)+r2(ii)+2pq(IAIB)+2pr(IAi)+2qr(IBi)=1,A型血(IAIA,IAi)的基因型頻率為p2+2pr;B型血(IBIB,IBi)的基因型頻率為q2+2qr;O型血(ii)的基因型頻率為r2,AB型血(IAIB)的基因型頻率為2pq。五、利用常染色體上復等位基因的基因型頻率(個體)求基因頻率例:檢驗429人的ABO血型,IA頻率為。IB頻率為。那么O型血的人數(shù)應是()A.200人B.210人C.220人D.230人解析:雄配子:IA、IB、i,雌配子:IA、IB、i,O型血的概率是:所以O型血的人為0.49*429=210,選BB五、利用常染色體上復等位基因的基因型頻率(個體)求基因頻率例:通過抽樣調(diào)查發(fā)現(xiàn)血型頻率(基因型頻率):A型血(IAIA,IAi)的頻率=0.45;B型血(IBIB,IBi)的頻率=0.13;AB型血(IAIB)的頻率=0.06;O型血(ii)=0.36。試計算IA、IB、I的基因頻率。設IA的頻率為p,IB的頻率q,i的頻率為r。根據(jù)以上公式可知:O型血的基因型頻率=r2;A型血的基因型頻率=p2;B型血的基因頻率=q2;AB型血的基因型頻率。解方程即可得出IA的基因頻率為;IB的基因頻率為0.1;i的基因頻率為。五、利用常染色體上復等位基因的基因型頻率(個體)求基因頻率
練習:ABO血型系統(tǒng)由3個等位基因IA、IB、i決定,通過調(diào)查一由400個個體組成的群體,發(fā)現(xiàn)180人為A型血,144人為O型血,從理論上推測,該人群中血型為B型的人應有()A.24人B.36人C.52人D.76人解析:在ABO血型系統(tǒng)得基因中有3種:IA、IB、i,設IA為P,IB為q,i為r,三種基因頻率之和應等于1,所有基因型頻率的和等于1,即:(p+q+r)2=p2+q2+r2+2pq+2pr+2qr=1。A型血的基因頻率=p2+2pr,B型血的基因頻率=q2+2qr,AB型血的基因頻率=2pq,O型的基因頻率=r2。根據(jù)題意可以知道O型的有144人,總?cè)藬?shù)有400人,則r2=144/400,r=6/10。180人為A型血,則有p2+2pr=180/400,把r=6/10代入其中,可以知道p=3/10。由于p+q+r=1,可以知道q=1-p-r=1/10,而B型血的基因頻率=q2+2qr=13%,則B型血的人數(shù)應為13%×400=52人,故正確答案為C,52人。C五、利用常染色體上復等位基因的基因型頻率(個體)求基因頻率1.人的ABO血型系統(tǒng)決定于3個等位基因IA、IB、i,設基因IA的頻率為p,基因IB的頻率為q,基因i的頻率為r,人群中p+q+r=1。
在遺傳平衡的人群中,IAIA的基因型頻率為p2,IAi的基因型頻率為2pr;IBIB的基因型頻率為q2,IBi的基因型頻率為2qr;ii的基因型頻率為r2;IAIB的基因型頻率為2pq。(p+q+r)2=p2+q2+r2+2pq+2pr+2qr=1特別提醒1:復等位基因頻率計算IAIAIBIBiiIAIBIAiIBi例9.通過抽樣調(diào)查發(fā)現(xiàn)血型頻率(基因型頻率):A型血(IAIA,IAi)的頻率;B型血(IBIB,IBi)的頻率;AB型血(IAIB)的頻率;O型血(ii)。試計算IA、IB、i的基因頻率。O型血的基因型頻率=r2=0.36;
A型血的基因型頻率=p2+2pr=0.45;
B型血的基因頻率=q2+2qr=0.13;
AB型血的基因型頻率。
解方程即可得出IA的基因頻率為0.3;IB的基因頻率為0.1;i的基因頻率為。(p+q+r)2=p2+q2+r2+2pq+2pr+2qr=1IAIAIBIBiiIAIBIAiIBi(1)男女人數(shù)不等時,只能用定義法例10.對某校學生進行色盲遺傳病調(diào)查研究后發(fā)現(xiàn):780名女生中有患者23人,攜帶著52人,820名男生中有患者65人,那么該群體中色盲基因的概率是
。(23×2+52+65)/780×2+820=163/2380特別提醒2:伴X染色體(非同源區(qū)段)的
基因頻率、基因型頻率(2)雌雄相等以人類的色盲基因遺傳為例。因為女性的染色體組成為XX,男性的染色體組成為XY,Y染色體上無該等位基因,所以:在男性群體中:基因頻率=基因型頻率=表現(xiàn)型頻率。
設XB的頻率為p,Xb的頻率為q,則XB的頻率=XBY的頻率=p,Xb的頻率=XbY的頻率=q,且p+q=1。由于男性中的XB、Xb均來自于女性,故在女性群體中:XB的頻率也為p,Xb的頻率也為q,p+q=1?;蝾l率在男性、女性群體中、人群中是相同的XBXBXBXbXbXbXBYXbYXBXb男性群體中女性群體總?cè)巳褐衟qp22pqq2P2/2pqq2/2P/2q/2
故在女性群體中,遵循遺傳平衡定律pppqqq例11.若在果蠅種群中,XB的基因頻率為80%,Xb的基因頻率為20%,雌雄果蠅數(shù)相等,理論上,XbXb、XbY的基因型頻率依次(
)A.1%2%B.8%8%C.2%10%D.2%8%C方法:基因型頻率法,Xb基因頻率﹦p﹦20%則在群體(雌雄果蠅相等)中有:XbXb基因型頻率﹦p2/2﹦20%×20%/2﹦2%XbY基因型頻率﹦p/2﹦20%/2﹦10%例12.假如某種遺傳病是由位于X染色體上的顯性基因控制,已知該病在男性中的發(fā)病率為7%,那么在女性中的發(fā)病率為(
)%%%%
由題意知該病在男性中的表現(xiàn)型頻率為7%,則其基因型頻率也為7%,在女性中的基因頻率也為7%。在女性中正常率為(1-7%)2。所以在女性中的發(fā)病率為1-(1-7%)2%。
C例13.人的色盲是X染色體上的隱性遺傳病。在人類群體中,男性中患色盲的概率大約為8%,那么,在人類中色盲基因的概率以及在女性中色盲的患病率各是(
)%B.16%,4%C.8%,%D.8%,0.64%已知人群中男性色盲概率為8%,也即色盲基因(Xb)的基因頻率就應該是q(Xb)=0.08,所以p(XB)=0.92.這樣,在女性中色盲(XbXb)的發(fā)病率應該為q2=(0.08)2
D例14.某種群中aa為致死基因型,如果調(diào)查的第一代中AA和Aa各占50%,并且此種生物為一年生植物(自花授粉),則該種群的自交第三代中A基因的頻率為(
)A.12/13
B.11/14
C.5/8
D.1/2A例15.用基因型為Aa的小麥分別進行連續(xù)自交、隨機交配、連續(xù)自交并逐代淘汰隱性個體、隨機交配并逐代淘汰隱性個體(淘汰隱性個體不統(tǒng)計在子代中),根據(jù)各代Aa基因型頻率繪制曲線個,下列分析錯誤的是(
)A.曲線Ⅰ和Ⅳ的各子代間A和a的基因頻率始終相等B.曲線Ⅱ表示的方式是隨機交配并逐代淘汰隱性個體C.曲線Ⅲ的F3中Aa基因型頻率為2/9D.曲線Ⅳ的F3中純合體的比例比上一代增加1/4D解析:A.曲線Ⅰ和Ⅳ隨機交配和連續(xù)自交,這兩者都不存在選擇,所以沒有發(fā)生進化,Ⅰ和Ⅳ的基因頻率都不會改變,A正確;B、根據(jù)分析可知,曲線Ⅱ表示的方式是隨機交配并逐代淘汰隱性個體,B正確;C、根據(jù)分析可知,曲線Ⅲ是自交并淘汰aa的曲線,F(xiàn)3中aa基因型頻率為2/9,C正確;D、曲線Il是自交的結(jié)果在F3代純合子的比例是1-(1/2)3,則比上一代F2增加的數(shù)值是[1-(1/2)3]-[1-(1\2)2]=1/8,D錯誤.故選:D.例16.在歐洲人群中,每2500人中就有一人患囊性纖維性變性,這是一種常染色體上的隱性遺病。一對健康的夫婦有一個患此病的孩子。以后該婦女又與一健康的男子再婚,問這對再婚夫婦生一個孩子,孩子患病的幾率是[]A.1/25B.1/5C.1/102D.1/625C基因a頻率1/50,基因A頻率49/50,正常男子中基因型為Aa所占的比例為〖Aa/(Aa+AA)〗=2/51例17.色盲基因出現(xiàn)的頻率為7%。一個正常男性與一個無親緣關系的女性結(jié)婚,子代患色盲的可能性是(
)A.7/400B.8/400C.13/400或1/400D.14/400D如:一個正常男性與一個無親緣關系的正常女性結(jié)婚,子代患色盲的可能性是(
)7/214例18.金魚的一對相對性狀由一對等位基因(A、a)控制,其中a基因在純合時使胚胎致死(aa、XaXa、XaY等均為純合子).現(xiàn)取一對金魚雜交,F(xiàn)1代金魚共67只,其中雄金魚21只,則F1代金魚自由交配所得F2代成活個體中,a基因頻率為()A.1/8B.1/6C.1/11D.1/14C解析:一對金魚雜交,F(xiàn)1代金魚共67只,其中雄金魚21只,雌性個體:雄性個體≈2:1,說明金魚的這一對等位基因位于X染色體上,親本的基因型為XAXa、XAY,F(xiàn)1中,雌性個體的基因型為XAXa、XAXA,產(chǎn)生卵細胞的基因型及比例是:XA:Xa=3:1,雄性個體的基因型為XAY,產(chǎn)生的精子的基因型及比例是XA:Y=1:1,因此F1代金魚自由交配所得F2代的基因型及比例是:XAXA:XAXa:XAY:XaY=3:1:3:1.,其中XaY死亡,所以成活個體中XAXA:XAXa:XAY=3:1:3;Xa的基因頻率=1÷(3×2+1×2+3)=1\11.故選:C.例19.假設某一年樺尺蠖種群的基因型組成及比例為:SS(黑色)10%,Ss(黑色)10%,ss(淺色)80%。由于寄居的樹干變黑不利于淺色個體的生存,使得種群中淺色個體每年減少10%,黑色個體每年增加10%。則第二年樺尺蠖的有關基因型頻率和基因頻率正確的是(
)A.Ss25.5%B.ss76.6%C.SS13%D.S15%;s85%試題分析:假設第一年總數(shù)目為100,則第二年黑色個體(SS、Ss)數(shù)目為20+20×10%=22、淺色個體(ss)數(shù)目為80-80×10%=72,第二年樺尺蠖的有關基因型頻率ss=72/(22+72)×100%=76.6%,SS+Ss=1-ss=1-76.6%%,因為在第一年中SS:Ss=1:1,所以SS=Ss=11.7%,基因頻率S=82.45%,s=17.55%。B孟德爾發(fā)現(xiàn)基因分離定律和自由組合定律的過程就是“假說—演繹法”的充分體現(xiàn)。高考復習中,通過挖掘“假說—演繹法”內(nèi)涵,運用它解答遺傳設計題時分解為3步:提出假說,正向演繹推理(結(jié)論→結(jié)果),逆向答題(結(jié)果→結(jié)論),取得了良好的效果。特別提醒3:利用“假說——演繹法”解決----生物變異實驗探究題例20.某科研小組對野生純合小鼠進行X射線處理,得到一只雄性突變型小鼠。對該鼠研究發(fā)現(xiàn),突變性狀是由位于一條染色體上的某基因突變產(chǎn)生的。該小組想知道突變基因的顯隱性和在染色體中的位置,設計了如下雜交實驗方案,如果你是其中一員,將下列方案補充完整。(注:除要求外,不考慮性染色體的同源區(qū)段。相應基因用D、d表示。)(1)雜交方法:__________________________________。讓突變型雄鼠與多只野生型雌鼠交配
野生型突變型突變型/(野生型+突變型)雄性小鼠
A雌性小鼠
B(2)觀察統(tǒng)計:觀察并將子代雌雄小鼠中野生型和突變型的數(shù)量填入下表。(3)結(jié)果分析與結(jié)論:①如果A=1,B=0,說明突變基因位于__________;②如果A=0,B=1,說明突變基因為_____,且位于___________;③如果A=0,B=___,說明突變基因為隱性,且位于X染色體上;④如果A=B=1/2,說明突變基因為______,且位于___________。Y染色體上顯性X染色體上0顯性常染色體上(4)拓展分析:如果基因位于X、Y的同源區(qū)段,突變性狀為______,該個體的基因型為______________。顯性XDYd或XdYD[例1]
(2023·山東德州模擬)某小鼠群體中,A+、A和a互為等位基因,該種群基因型及個體數(shù)如下表:下列說法錯誤的是(
)+的基因頻率是35%+、A、a是基因突變的結(jié)果+和A的根本區(qū)別是堿基序列不同D.該小鼠群體所有的A+、A、a基因,構(gòu)成小鼠的基因庫基因型A+A+A+AA+aAAAaaa個體數(shù)100200300100200100D解析由題表信息可知,該小鼠種群共有1000個個體,則該等位基因共有2000個,其中A+基因共有100×2+200+300=700(個),所以A+的基因頻率為700÷2000×100%=35%,A正確;A+、A和a互為等位基因,是基因突變的結(jié)果,B正確;等位基因的根本區(qū)別是堿基的排列順序不同,C正確;小鼠種群全部個體的所有基因才能構(gòu)成小鼠的基因庫,D錯誤。[例2]
(2023·青島模擬)某生物興趣小組抽樣調(diào)查的200人中,各種基因型和人數(shù)情況如表所示,則這200人中,Xb的基因頻率為(
)CA.85% % C.20% D.15%基因型XBXBXBXbXbXbXBYXbY人數(shù)781487030解析這200人中男、女總?cè)藬?shù)均等,因此該人群中Xb的基因頻率為(14×1+8×2+30×1)÷(100×2+100×1)×100%=20%,C正確。[例3]
(2022·山東濰坊模擬)經(jīng)調(diào)查在某一種群內(nèi)AA的基因型頻率為40%,Aa的基因型頻率為60%,aa的基因型(致死基因型)頻率為0,那么隨機交配繁殖一代,下列說法正確的是(
)的基因型頻率占49/91的基因型頻率占42/100 C.自然選擇過程直接作用于個體的基因型 D.該種群未發(fā)生進化A[例4]
(2023·山東師大附中模擬)紅綠色盲是一種常見的伴X染色體隱性遺傳病。假設在一個數(shù)量較大的群體中,男女比例相等,XB的基因頻率為80%,Xb的基因頻率為20%,下列說法正確的是(
) A.該群體男性中的
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