7.2.1 種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化

1、.第2節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容第1課時種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化學(xué)習(xí)目的1.解釋種群、基因庫和基因頻率的概念。2.種群基因頻率的計算和影響因素。3.解釋生物進(jìn)化的本質(zhì)。一、種群是生物進(jìn)化的根本單位1種群的概念及特點1概念：生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體。如一片樹林中的全部獼猴或一個湖泊中的所有鯉魚都可以看作一個種群。2特點：種群是生物進(jìn)化的根本單位，種群中的個體彼此可以交配，通過交配繁殖將各自的基因傳給后代。種群也是生物繁殖的根本單位。2基因庫一個種群中全部個體所含有的全部基因叫做這個種群的基因庫。3基因頻率1概念：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。2計算：基因頻率

2、100%。3影響因素：突變、選擇、遷移等。例1以下關(guān)于種群的表達(dá)中，不正確的選項是A種群是生物進(jìn)化的根本單位B種群內(nèi)個體間彼此可以交配，并通過繁殖將各自的基因傳給后代C兩個池塘內(nèi)的全部青蛙是一個種群D一個樹林中的全部杜鵑是一個種群答案C解析在一定區(qū)域內(nèi)即同一地點同種生物的全部個體叫做種群，兩個池塘內(nèi)的全部青蛙，屬于兩個種群。例2某相對獨立的海島上，原有果蠅20 000只，其中基因型為AA、Aa和aa的果蠅分別占15%、55%和30%。假設(shè)此時從島外入侵了2 000只基因型為AA的果蠅，且所有果蠅均隨機(jī)交配，那么理論上F1中A的基因頻率約是A43% B48%C52% D57%答案B解析原海島上基

3、因型為AA的果蠅的數(shù)量為20 00015%3 000只，基因型為Aa的果蠅數(shù)量為20 00055%11 000只，基因型為aa的果蠅數(shù)量為20 00030%6 000 只，侵入2 000只基因型為AA的果蠅后，基因型為AA的果蠅數(shù)量為5 000只，該島上果蠅種群總數(shù)量為22 000只，所以各種基因型的果蠅的基因型頻率分別為AA5 00022 000，Aa11 00022 000，aa6 00022 000，故A的基因頻率48%。二、突變和基因重組、自然選擇1突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料1可遺傳變異的來源可遺傳變異來源2可遺傳變異的形成、特點和作用形成：a.基因突變產(chǎn)生等位基因；b.通過有性生

4、殖過程中的基因重組，可以形成多種多樣的基因型。特點：隨機(jī)的、不定向的。作用：只是提供生物進(jìn)化的原材料，不能決定生物進(jìn)化的方向。3變異的有利和有害是相對的，是由生存環(huán)境決定的。2自然選擇決定生物進(jìn)化的方向1原因：在自然選擇的作用下，具有有利變異的個體更易產(chǎn)生后代，相應(yīng)的基因頻率會不斷進(jìn)步，具有不利變異的個體很難產(chǎn)生后代，相應(yīng)的基因頻率會不斷下降。2結(jié)果：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(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。例32019青島一中月考對于突變與進(jìn)化的關(guān)系，以下說法正確的選項是A有利的突變太少，不能作為生物進(jìn)化的原材料B突變可以增加等位基因的數(shù)量，但突變了的基因都是隱性基因

5、C基因突變、基因重組和染色體變異統(tǒng)稱為突變D突變的有利與否不是絕對的，往往因所處環(huán)境的不同而異答案D解析染色體變異和基因突變統(tǒng)稱為突變，突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料；基因突變可以增加等位基因的數(shù)量，產(chǎn)生的等位基因有可能是隱性基因，也有可能是顯性基因。例4根據(jù)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論，以下說法正確的選項是A自然選擇決定了生物變異和進(jìn)化的方向B生物進(jìn)化的本質(zhì)是種群基因型頻率的改變C種群內(nèi)基因頻率的改變在世代間具有連續(xù)性D種群內(nèi)基因頻率改變的偶爾性隨種群數(shù)量下降而減小答案C解析自然選擇使種群的基因頻率發(fā)生定向改變，從而使生物定向進(jìn)化，所以自然選擇決定了生物進(jìn)化的方向；生物進(jìn)化的本質(zhì)是種群基因頻率的改變；種

6、群中基因頻率的改變在世代間具有連續(xù)性，導(dǎo)致生物不斷進(jìn)化；種群中基因頻率改變的偶爾性隨種群數(shù)量下降而增大。易錯易混進(jìn)化中的“定向與“不定向 1變異是不定向的。2自然選擇是定向的。3種群基因頻率的變化是定向的。4生物進(jìn)化是定向的。1判斷正誤1一個種群中某基因占所有基因的比率叫做基因頻率2達(dá)爾文認(rèn)為自然選擇作用于種群，使種群發(fā)生進(jìn)化3基因突變產(chǎn)生的有利變異決定生物進(jìn)化的方向4種群內(nèi)基因頻率改變，生物一定發(fā)生進(jìn)化5基因突變和基因重組使生物發(fā)生定向改變6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)生變化答案1234562某植物種群中，r基因純合的個體不能存活。該種群的基因型分別為YYRR、YyR

7、R、yyRR、YYRr、YyRr、yyRr，它們的基因型頻率依次為30%、20%、20%、10%、10%、10%。計算Y和y的基因頻率依次為A55%和45% B45%和55%C27.5%和22.5% D22.5%和27.5%答案A3種群是生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體。種群中的個體通過繁殖將各自的基因傳遞給后代。以下表達(dá)中正確的一組是種群基因頻率的改變導(dǎo)致生物進(jìn)化自然選擇使種群基因頻率發(fā)生定向改變種群基因頻率的變化只與環(huán)境的選擇作用有關(guān)種群通過個體的進(jìn)化而進(jìn)化A BC D答案B解析種群的基因頻率發(fā)生變化，那么生物一定發(fā)生了進(jìn)化；在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會發(fā)生定向改變，而種群基因頻

8、率的變化與可遺傳變異、自然選擇、遷入和遷出等因素有關(guān)；種群是生物進(jìn)化的根本單位。4有翅昆蟲有時會出現(xiàn)殘翅或無翅的突變類型，這類昆蟲在正常情況下很難生存下去。但在經(jīng)常刮大風(fēng)的海島上，這些突變類型的昆蟲因不能飛行而防止了被風(fēng)吹到海里淹死。這個事例說明A突變多數(shù)是有害的B突變多數(shù)是有利的C突變的有害和有利并不是絕對的D突變的有害和有利是絕對的答案C解析有翅昆蟲突變成殘翅或無翅類型，在正常情況下這些變異類型因不能飛行，活動范圍小，在生存斗爭中處于優(yōu)勢。但在經(jīng)常刮大風(fēng)的海島這一特定環(huán)境中，殘翅或無翅類型的昆蟲因不能飛行而防止了被風(fēng)吹到海里，更容易活下來。這一事例說明，突變的有利和有害并不是絕對的，它取決

9、于生物的生存環(huán)境。5雜交實驗說明，樺尺蠖體色受一對等位基因S和s控制，黑色S對淺色s是顯性。在19世紀(jì)中期以前，樺尺蠖種群中S基因頻率很低，在5%以下，到了20世紀(jì)那么上升到95%以上。請根據(jù)以上資料，答復(fù)以下問題：1在19世紀(jì)時，樺尺蠖的棲息地曼徹斯特地區(qū)，樹干上長滿了地衣，在此環(huán)境條件下，種群s基因頻率高的原因是_。2隨著英國工業(yè)的開展，工業(yè)煉銅使地衣不能生存，樹皮暴露，并被煤煙熏成黑褐色，在此環(huán)境條件下，種群S基因頻率升高的原因是_。3上述事例說明，種群中產(chǎn)生的變異是_，經(jīng)過長期的_，其中不利的變異被不斷_，有利的變異那么逐漸_，從而使種群的_發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝著一定方向緩慢地進(jìn)化

10、。因此生物進(jìn)化的方向是由_決定的。答案1淺色型s樺尺蠖與環(huán)境色彩一致，不易被鳥類所食，后代繁殖個體多，導(dǎo)致s基因頻率高2黑色型S樺尺蠖的黑色成了一種保護(hù)色，黑色型個體逐漸增多，導(dǎo)致S基因頻率升高3不定向的自然選擇淘汰積累基因頻率自然選擇6答復(fù)以下有關(guān)生物進(jìn)化的問題：1圖1表示某小島上蜥蜴進(jìn)化的根本過程，X、Y、Z表示生物進(jìn)化中的根本環(huán)節(jié)，X、Y分別是_、_。2該小島上的蜥蜴原種由許多個體組成，這些個體的總和稱為_，這是生物進(jìn)化的_。3小島上能進(jìn)展生殖的所有蜥蜴?zhèn)€體含有的全部基因，稱為蜥蜴的_。4小島上蜥蜴原種的腳趾逐漸出現(xiàn)兩種性狀，W代表蜥蜴腳趾的分趾基因，w代表聯(lián)趾趾間有蹼基因。圖2表示這兩

11、種性狀比例變化的過程，答復(fù)以下問題：由于蜥蜴過度繁殖，導(dǎo)致_加劇。小島上食物短缺，聯(lián)趾蜥蜴?zhèn)€體比例反而逐漸上升，其原因可能是_。圖2所示的過程說明，自然環(huán)境的變化引起不同性狀蜥蜴的比例發(fā)生變化，其本質(zhì)是因為蜥蜴群體內(nèi)的_發(fā)生了改變。答案1突變和基因重組自然選擇2種群根本單位3基因庫4生存斗爭種內(nèi)斗爭聯(lián)趾型個體趾間有蹼，適于游泳，可以從水中獲取食物。因此，在島上食物短缺時，聯(lián)趾個體的生存和繁殖時機(jī)較多合理即可基因頻率 對點訓(xùn)練題組一種群是生物進(jìn)化的根本單位1以下對種群概念的表達(dá)，正確的選項是A不同空間中同種生物個體的總和B生活在一定區(qū)域的同種生物的一群個體C一片水田中的所有魚的總和D一個生態(tài)環(huán)境

12、中有互相關(guān)系的動植物的總和答案B解析種群是指生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體。2以下說法中正確的選項是A種群中控制某一性狀的全部基因稱為基因庫B某種基因在基因庫中所占的比例稱為基因頻率C基因頻率的改變導(dǎo)致新物種的形成D人類不斷進(jìn)化過程中，基因庫中的基因是不斷變化的答案D解析一個種群中全部個體所含有的全部基因，叫做這個種群的基因庫；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，叫做基因頻率；生物進(jìn)化的本質(zhì)是種群基因頻率發(fā)生變化，基因頻率發(fā)生變化，生物就會發(fā)生進(jìn)化，但不一定產(chǎn)生新物種；人類不斷進(jìn)化過程中，基因庫中的基因是不斷變化的。3以下關(guān)于種群基因頻率的表達(dá)中，錯誤的選項是A基因頻率是指

13、某種基因占全部等位基因數(shù)的比率B基因頻率越大，突變率越高C基因突變、基因重組和自然選擇會造成基因頻率的改變D自然選擇會使原來同一種群的基因頻率向著不同的方向開展答案B解析在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因的比率，叫做基因頻率，故A正確；突變率一般是不變的，故B錯誤；由于存在基因突變、基因重組和自然選擇等因素，種群的基因頻率總是在不斷變化的，故C正確；基因頻率的定向改變是由自然選擇決定的，故D正確。4在某一種群中隨機(jī)抽出100個個體，測得某種性狀的基因型為DD、Dd、dd的個體所占比例分別為10%、85%、5%，但是由于某種環(huán)境的變化，基因型為dd的個體被逐漸淘汰。在這個種群中，D、d的

14、基因頻率分別是A55.3%,44.7% B52.5%,47.5%C47.5%,52.5% D55%,45%答案A解析因為基因型為dd的個體被逐漸淘汰，因此，種群中DD、Dd的個體所占比例變?yōu)?、，因此D的基因頻率為55.3%，d的基因頻率為44.7%。5不同基因型的褐鼠對滅鼠靈藥物的抗性及對維生素K的依賴性即需要從外界環(huán)境中獲取維生素K才能維持正常的生命活動的表現(xiàn)型如表。假設(shè)對維生素K含量缺乏環(huán)境中的褐鼠種群長期連續(xù)使用滅鼠靈進(jìn)展處理，那么褐鼠種群基因型rrRrRR對滅鼠靈的抗性敏感抗性抗性對維生素K的依賴性無中度高度A.基因r的頻率最終下降至0B抗性個體RRRr11CRR個體數(shù)量增加，rr個體

15、數(shù)量減少D絕大多數(shù)抗性個體的基因型為Rr答案D解析由于是維生素K含量缺乏的環(huán)境，所以對維生素K依賴性較高的個體基因型為RR數(shù)量減少，長期使用滅鼠靈導(dǎo)致基因型為rr的個體數(shù)量大量減少，所以基因型為Rr個體的數(shù)量最多；兩種基因頻率都不為0。62019株洲二中月考某植物種群中AA、Aa、aa的基因型頻率如圖甲所示，種群中每種基因型的繁殖成功率如圖乙所示。種群隨機(jī)交配產(chǎn)生的后代中aa個體百分比、A基因頻率的變化最可能是A增加、減少 B減少、減少C減少、增加 D增加、增加答案C解析由題圖可知，基因型為AA的個體繁殖成功率最高，基因型為aa的個體繁殖成功率最低，種群隨機(jī)交配產(chǎn)生的后代中AA的基因型頻率升高

16、，aa的基因型頻率降低，因此A的基因頻率升高，a的基因頻率降低。題組二突變和基因重組、自然選擇7關(guān)于現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的表達(dá)，錯誤的選項是A基因的自發(fā)突變的頻率雖然很低，但對進(jìn)化非常重要B不同基因型的個體對環(huán)境的適應(yīng)性可一樣，也可不同C生物發(fā)生進(jìn)化時，種群的基因頻率可能改變，也可能不變D生物進(jìn)化的根本單位是種群答案C8以下有關(guān)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的表達(dá)，錯誤的選項是A種群是生物進(jìn)化的根本單位B自然選擇學(xué)說是現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的核心C生物進(jìn)化過程的本質(zhì)是種群基因頻率的改變D生物進(jìn)化過程的本質(zhì)在于有利變異的保存答案D解析種群是生物進(jìn)化的根本單位，生物進(jìn)化的本質(zhì)是種群基因頻率的改變，在這個過程中有利變異保存

17、而不利變異被淘汰，從而改變了基因頻率。9以下關(guān)于生物進(jìn)化的表達(dá)，正確的選項是A進(jìn)化總是由突變引起的，且變異個體總是適應(yīng)環(huán)境的B進(jìn)化改變的是個體而不是群體C基因突變產(chǎn)生新基因改變了種群的基因頻率，對生物進(jìn)化有重要意義D在生物進(jìn)化過程中，顯性基因頻率比隱性基因頻率增加得快答案C解析可遺傳的變異是生物進(jìn)化的原材料，變異是不定向的，變異個體不一定適應(yīng)環(huán)境，A錯誤；生物進(jìn)化的根本單位是種群，B錯誤；基因突變產(chǎn)生的新基因改變了種群的基因頻率，對生物進(jìn)化有重要意義，C正確；在生物進(jìn)化過程中，種群基因頻率總是變化的，而基因頻率的改變方向決定于自然選擇，顯性基因頻率與隱性基因頻率增加的快慢取決于哪種性狀表現(xiàn)能更

18、好地適應(yīng)當(dāng)前環(huán)境，D錯誤。10假如一個種群中的基因頻率要維持不變，以下條件不是必備的是A基因庫中的基因必須足夠多B雌雄個體之間能自由交配C沒有遷入和遷出D自然選擇不起作用答案A解析種群中基因頻率維持不變的條件有五個：種群數(shù)量足夠大，而與基因庫中的基因個數(shù)沒有絕對關(guān)系；種群內(nèi)雌雄個體之間是自由交配的；沒有基因突變；環(huán)境對其沒有選擇作用；沒有大量個體的遷入和遷出。11以下哪一項不是自然選擇對生物進(jìn)化的作用A自然選擇作用于生物的變異，使有利的變異得到保存，不利的變異被淘汰B自然選擇使生物種群的基因頻率發(fā)生定向改變C自然選擇使生物的變異發(fā)生定向改變D自然選擇是物種形成的根本條件之一答案C解析生物的變異

19、是不定向的，但自然選擇可使基因頻率發(fā)生定向改變。122019大連高一檢測腕足類動物海豆芽，從4億年前出現(xiàn)至今相貌根本沒變，又沒有絕滅，對此現(xiàn)象的合理解釋是A自然選擇對其不發(fā)生作用B海豆芽在漫長的年代中基因頻率發(fā)生了較大變化C海豆芽很少變異，適應(yīng)性強(qiáng)D海豆芽的生活環(huán)境根本沒有改變答案D解析自然選擇決定了生物進(jìn)化的方向，該生物的“相貌根本沒變，說明其生存環(huán)境根本沒變，基因頻率也根本沒變，所以性狀根本沒變。綜合強(qiáng)化132019石家莊高一檢測果蠅是常用的遺傳學(xué)研究的實驗材料，據(jù)資料顯示，果蠅約有104對基因，現(xiàn)有一黑腹果蠅的野生種群，約有107個個體，請分析答復(fù)以下問題：1該種群的全部個體所含有的全部

20、基因統(tǒng)稱為種群的_，經(jīng)觀察，該種群中果蠅有多種多樣的基因型，分析其產(chǎn)生原因，是在突變過程中產(chǎn)生的_，通過有性生殖過程中的_而產(chǎn)生的，使種群中產(chǎn)生了大量可遺傳的_，其產(chǎn)生的方向是_，它們都能為生物進(jìn)化提供_。2假定該種群中每個基因的突變率都是105，那么在該種群中每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)約是_。3隨機(jī)從該種群中抽出100只果蠅，測知基因型為AA灰身的個體35只，基因型為Aa灰身的個體60只，基因型為aa黑身的個體5只，那么A基因的基因頻率為_，a基因的基因頻率為_。4通過對果蠅及其他生物的群體遺傳學(xué)的研究，可得出生物進(jìn)化的根本單位是_，生物進(jìn)化的本質(zhì)是_。答案1基因庫等位基因基因重組變異不定向的原

21、材料22106個365%35%4種群種群基因頻率的改變解析1突變和基因重組提供生物進(jìn)化的原材料，基因突變產(chǎn)生等位基因，基因重組會使生物的基因型產(chǎn)生多樣性，但它們都是不定向的。2由于每個個體含有約2104個基因，每個基因的突變率為105，而整個種群中含有的個體數(shù)約為107，所以基因突變數(shù)目約為21041051072106個。3A%100%100%65%，由于A與a兩者基因頻率之和為1，所以a基因的基因頻率為35%。4生物進(jìn)化的本質(zhì)即為種群基因頻率的改變。14以下圖中的小圓圈表示物種，箭頭表示物種的變異，箭頭線上有兩條短線代表被淘汰的變異個體。請根據(jù)此圖解完成以下關(guān)于達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的問題：1此圖說明了一個什么觀點？_。2圖解中為什么有的箭頭被淘汰？_。3圖解中畫出的未被淘汰的箭頭綜合說明了什么？_。答案1變異是不定向的，自然選擇是定向的2在生存斗爭中，不利于生存的變異個體在斗爭中被淘汰 3說明在生存斗爭中適于生存的變異個體被保存，并逐代通過遺傳而不斷積累加強(qiáng)說明了自然選擇是定向的解析依圖所示