高中生物復(fù)習(xí)專(zhuān)題教案- 遺傳與進(jìn)化

1、 高中生物復(fù)習(xí)專(zhuān)題教案: 遺傳與進(jìn)化第34講 生物進(jìn)化一、考點(diǎn)內(nèi)容全解（一）本講考點(diǎn)是什么1.達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)（1）主要內(nèi)容：達(dá)爾文認(rèn)為遺傳和 變異是自然選擇的根底(內(nèi)因)；生存斗爭(zhēng)是生物進(jìn)化的動(dòng)力(外因)；過(guò)度生殖為自然選擇供應(yīng)了更多的選擇材料，同時(shí)加劇了生存斗爭(zhēng)；定向的自然選擇打算了生物進(jìn)化的方向。其要點(diǎn)圖示如下：（2）評(píng)價(jià)意義：科學(xué)地解釋了生物進(jìn)化的緣由，以及生物的多樣性、適應(yīng)性。局限：對(duì)于遺傳和變異的本質(zhì)、自然選擇如何起作用等方面存在猜測(cè)和片面，甚至錯(cuò)誤的熟悉。2.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論現(xiàn)代生物進(jìn)化理論是達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)和基因?qū)W說(shuō)的綜合，也就是說(shuō)用現(xiàn)代遺傳學(xué)理論來(lái)補(bǔ)充和完善達(dá)爾文學(xué)說(shuō)的缺

2、乏，如通過(guò)種群、基因庫(kù)、基因頻率解決了達(dá)爾文不能解釋的自然選擇如何發(fā)揮作用的問(wèn)題 。其本觀點(diǎn)是：（1）種群是生物進(jìn)化的單位，生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于種群基因頻率的轉(zhuǎn)變。（2）突變和基因重組、自然選擇及隔離是物種形成過(guò)程的三個(gè)根本環(huán)節(jié)，通過(guò)它們的綜合作用，種群產(chǎn)生分 化，最終導(dǎo)致新物種的形成。在這個(gè)過(guò)程中，突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料，自然選擇使種群基因頻率發(fā)生定向轉(zhuǎn)變并打算生物進(jìn) 化的方向，隔離是新物種形成的必要條件。圖示如右：（二）考點(diǎn)例析例1用生物進(jìn)化論的觀點(diǎn)解釋病菌抗藥性不斷增加的緣由是a使用抗菌素的劑量不斷加大，病菌向抗藥力量增加方向變異b抗菌素對(duì)病菌進(jìn)展人工選擇，生存下來(lái)的病菌都是抗

3、藥力量強(qiáng)的c抗菌素對(duì)病菌進(jìn)展自然選擇，生存下來(lái)的病菌都是抗藥力量強(qiáng)的d病菌中原來(lái)就有抗藥性強(qiáng)的個(gè)體，在使用抗菌素的過(guò)程中淘汰了抗藥性弱的個(gè)體解析此題考察學(xué)生對(duì)達(dá)爾文生物進(jìn)化觀點(diǎn)的理解狀況。依據(jù)達(dá)爾文的進(jìn)化觀點(diǎn)，由于變異，病菌本身存在著個(gè)體差異，有的抗藥性強(qiáng)，有的抗藥性弱，有的無(wú)抗藥性，抗菌素的使用對(duì)病菌起了自然選擇作用，而不是人工選擇(人工選擇是指人類(lèi)有目的地選擇適合人類(lèi)需要的生物品種) 。通過(guò)一代又一代地自然選擇，病菌的抗藥性會(huì)越來(lái)越強(qiáng)。答案c、d解題警示最簡(jiǎn)單犯的錯(cuò)誤是“生物主動(dòng)的適應(yīng)（變異能按生物意愿而發(fā)生有利的定向變異）”例2在一個(gè)種群中隨機(jī)抽出肯定數(shù)量的個(gè)體，其中，基因型為aa的個(gè)體

4、占18，基因型為aa的個(gè)體占78%，aa的個(gè)體占4%?；騛和a的頻率分別是：a.18%、82% b.36%、64% c.57%、43% d.92%、8%解析不妨設(shè)該種群為100個(gè)個(gè)體，則基因型為aa、aa和aa的個(gè)體分別是18、78和4個(gè)。就這對(duì)等位基因來(lái)說(shuō)，每個(gè)個(gè)體可以看做含有2個(gè)基因。那么，這100個(gè)個(gè)體共有200個(gè)基因，其中，a基因有218+78=114個(gè)，a基因有24+78=86個(gè)。于是，在這個(gè)種群中，a基因的基因頻率為： 114200=57%a基因的基因頻率為： 86200=43%答案c說(shuō)明可以先算出一對(duì)等位基因中任一個(gè)基因的頻率，再用1減去該值即得另一個(gè)基因的頻率。同類(lèi)變式據(jù)調(diào)查

5、，某地人群基因型為xbxb的比例為42.32%、xbxb為7.36%、xbxb為0.32%、xby為46%、xby為4%，求在該地區(qū)xb和xb的基因頻率分別為解析取100個(gè)個(gè)體，由于b和b這對(duì)等位基因只存在于x染色體上， y染色體上無(wú)相應(yīng)的等位基因。故基因總數(shù)為150個(gè)，而xb和xb基因的個(gè)數(shù)xb、xb分別為42.322+7.36+46138，7.36+0 .322+412，再計(jì)算百分比。xb、xb基因頻率分別為138/15092%，12/1508%答案92%， 8%例3圖為加拉帕戈斯群島上物種演化的模型，a、b、c、d為四個(gè)物種及其演化關(guān)系，答復(fù)：(1)a物種進(jìn)化為b、c兩個(gè)物種的兩個(gè)外部因

6、素是(2)甲島上的b物種遷到乙島后，不與c物種進(jìn)化為同一物種的緣由是(3)遷到乙島的b物種進(jìn)化為d物種的緣由解析a物種原是同一自然區(qū)域的生物類(lèi)群，后來(lái)，同一物種的生物有的在甲島生活，有的在乙島生活，由于甲、乙兩島環(huán)境條件不同，使得同種物種的兩個(gè)種群的基因頻率發(fā)生不同的定向轉(zhuǎn)變。再加上甲、乙兩島由于地理隔離而不能相互自由交配，使不同種群的基因庫(kù)不同。所以，最終的進(jìn)化結(jié)果是形成兩個(gè)物種。甲島上的b物種遷回乙島后，由于各自種群的基因庫(kù)已發(fā)生轉(zhuǎn)變，加之二者的生殖隔離，因此物種b不會(huì)與c物種共同進(jìn)化為一個(gè)一樣的新物種，而是各自獨(dú)立進(jìn)化。因甲、乙兩島的環(huán)境條件不同，再加上由于地理隔離導(dǎo)致生殖隔離，不能與b

7、自由交配，故d物種在b物種根底上進(jìn)化而成。答案 (1)自然選擇、地理隔離 (2)b與c間已形成生殖隔離 (3)甲、乙兩島的環(huán)境條件不同，自然選擇作用不同，再加上地理隔離使它們基因頻率的差異得到累積而形成了生殖隔離。二、方法技巧規(guī)律近幾年高考命題集中在三個(gè)方面：（1）自然選擇學(xué)說(shuō)的理解和運(yùn)用；（2）基因頻率的有關(guān)計(jì)算；（3）對(duì)生物進(jìn)化一些新觀點(diǎn)、新學(xué)說(shuō)的評(píng)價(jià)；（4）生物進(jìn)化的證據(jù)。將來(lái)高考考向猜測(cè)：（1）與遺傳根本定律相結(jié)合，以基因頻率為學(xué)問(wèn)切入點(diǎn)，解決進(jìn)化中的相關(guān)計(jì)算問(wèn)題；（2）討論生物大分子進(jìn)化；（3）與生態(tài)學(xué)學(xué)問(wèn)相結(jié)合，考察綜合運(yùn)用現(xiàn)代進(jìn)化理論分析生物多樣性。1.運(yùn)用遺傳的根本定律，結(jié)合“

8、哈代-溫伯格”基因平衡定律解決有關(guān)基因頻率的計(jì)算問(wèn)題，加深理解自然選擇學(xué)說(shuō)的實(shí)質(zhì)。在一個(gè)種群中符合以下5個(gè)條件：種群極大種群個(gè)體間的交配是隨機(jī)的無(wú)基因突變無(wú)新基因參加無(wú)自然選擇的狀況下，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，保持平衡。用數(shù)學(xué)方程式可表示為：(p+q)2=1,p2+2pq+q2=1，p+q=l。其中p代表一個(gè)等位基因的頻率，q代表另一個(gè)等位基因的頻率。運(yùn)用此規(guī)律，已知基因型頻率可求基因頻率；反之，已知基因頻率可求基因型頻率。2.生物進(jìn)化歷程和彼此間的親緣關(guān)系是進(jìn)化論的重要內(nèi)容，能夠供應(yīng)生物進(jìn)化和親緣關(guān)系的證據(jù)有多方面，要學(xué)會(huì)運(yùn)用已有學(xué)問(wèn)去查找證據(jù)：

9、（1）古生物學(xué)討論供應(yīng)的證據(jù)：化石。通過(guò)對(duì)地層中化石的討論說(shuō)明：生物進(jìn)化與自然條件的轉(zhuǎn)變親密相關(guān)；生物的進(jìn)化有很多中間過(guò)渡類(lèi)型連接。（2）胚胎學(xué)討論供應(yīng)的證據(jù)：重演律生物個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，重現(xiàn)其祖先的重要發(fā)育階段。通過(guò)對(duì)動(dòng)物胚胎發(fā)育的討論，可推想生物之間的親緣關(guān)系和各種生物的起源。（3）比擬生理學(xué)討論的證據(jù)：如血清鑒別法，注射了異種動(dòng)物血清后依據(jù)沉淀狀況，測(cè)定各種生物的親緣關(guān)系。若沉淀反響愈強(qiáng)，說(shuō)明血清蛋白差異越小，親緣關(guān)系越近；反之，則越遠(yuǎn)。（4）分子生物學(xué)討論的證據(jù)：測(cè)定不同生物的同種 蛋白質(zhì)的分子構(gòu)造，差異越小，親緣關(guān)系越近；不同生物的核酸分子雜交，雜交程度越高，親緣關(guān)系越近。例4某人群中

10、每10000人中有一白化病患者(aa)，問(wèn)該人群中帶有a基因的雜合體概率是解析已知基因型aa的頻率為1/10000則基因a的頻率q= =0.01，基因a的頻率p=10.01=0.99，則基因型aa的頻率為2pq=20.990.01=0.0198答案0.0198特殊提示嫻熟運(yùn)用遺傳的根本定律，結(jié)合“哈代-溫伯格”基因平 衡定律計(jì)算基因頻率這是定量描述自然選擇的根底。同類(lèi)變式人類(lèi)的苯丙酮尿癥是代謝疾病，由隱性基因掌握。假如群體的發(fā)病率是1/10000，表現(xiàn)型正常的個(gè)體與苯丙酮尿癥患者婚配，生出患苯丙酮尿癥小孩的概率約為解析本例是例4的拓展。依基因的平衡定律，雜合體基因頻率為21/100(11/10

11、0)1/50雜合體占表型正常個(gè)體的機(jī)率，故表型正常個(gè)體婚配子女患病機(jī)率為1/41/501/200答案1/200例5討論說(shuō)明魚(yú)和蝌蚪的排泄物主要是氨，兩棲類(lèi)的排泄物主要是尿素，飛行類(lèi)和鳥(niǎo)類(lèi)的排泄物主要是尿酸。經(jīng)測(cè)定，在雞胚的發(fā)育過(guò)程中，含氮化合物的排泄?fàn)顩r如圖。該圖說(shuō)明：解析據(jù)圖可知，第4天的雞胚，氮排泄物主要是氨，其排泄功能與魚(yú)類(lèi)相像；第7天的雞胚主要排泄尿素，與兩棲類(lèi)相當(dāng)；第10天的雞胚主要排泄尿素，與鳥(niǎo)類(lèi)相當(dāng)。由此可見(jiàn)，雞胚發(fā)育簡(jiǎn)潔而快速地重演其祖先進(jìn)化的歷程，這是胚胎學(xué)為生物進(jìn)化及生物間親緣關(guān)系供應(yīng)的證據(jù)。答案 (1) 動(dòng)物的個(gè)體發(fā)育簡(jiǎn)潔而快速地重演其系統(tǒng)發(fā)育的過(guò)程 (2)進(jìn)化歷程：魚(yú)類(lèi)

12、兩棲類(lèi)鳥(niǎo)類(lèi)特殊提示無(wú)論采納何種方法、何種指標(biāo)比擬各種生物的親緣關(guān)系：相像（近）程度越多則親緣關(guān)系越近。例61977年，科學(xué)家在深海中的火山口四周發(fā)覺(jué)熱泉。熱泉噴出的海水溫度超過(guò)300，并且富含硫化氫和硫酸鹽。令人驚異的是，在這樣的海水中，竟發(fā)覺(jué)大量的硫細(xì)菌。這些細(xì)菌通過(guò)氧化硫化物和復(fù)原二氧化碳來(lái)制造有機(jī)物，在熱泉口四周還發(fā)覺(jué)多種無(wú)脊椎動(dòng)物，如大海蛤、蟹、管水母、沒(méi)有口也沒(méi)有消化道的管居環(huán)節(jié)動(dòng)物等。近年來(lái)，人們不斷在深海發(fā)覺(jué)這樣的熱泉生態(tài)系統(tǒng)。有些科學(xué)家認(rèn)為熱泉口的環(huán)境與地球上早期生命所處的環(huán)境類(lèi)擬。請(qǐng)依據(jù)以上材料答復(fù)：(1)上述硫細(xì)菌的同化作用類(lèi)型是(2)與一般生態(tài)系統(tǒng)相比，深海熱泉生態(tài)系統(tǒng)有

13、哪些特別之處?(3)討論深海熱泉生態(tài)系統(tǒng)有什么意義?解析此題考察了生物代謝、進(jìn)化和生態(tài)的學(xué)問(wèn)，旨在闡 明生物體構(gòu)造與功能相統(tǒng)一的觀點(diǎn)，更為重要的是引導(dǎo)考生解放思想，不要被傳統(tǒng)觀念所束縛，只有批判地繼承，大膽創(chuàng)新，才能攀登科學(xué)的頂峰，為人類(lèi)和社會(huì)進(jìn)展做出更大奉獻(xiàn)。(1)依據(jù)題目材料信息：這些細(xì)菌通過(guò)氧化硫化物和復(fù)原二氧化碳來(lái)制造有機(jī)物。以h2s為例，則：h2s+o2 so2+能量(化學(xué)能)co2+h2o (ch2o)可見(jiàn)硫細(xì)菌為化能自養(yǎng)型生物。(2)深海熱泉生態(tài)系的特別之處可從無(wú)機(jī)環(huán)境、生產(chǎn)者類(lèi)群和生態(tài)系的能源等三個(gè)方面進(jìn)展描述。(3)閱讀完題干，給人的第一印象是生物的適應(yīng)性和多樣性超出我們的預(yù)

14、料，進(jìn)而對(duì)熱泉生態(tài)系生物的抗高溫、高壓力量感到迷惑，還有“有些科學(xué)家認(rèn)為熱泉生態(tài)系的環(huán)境與地球上早期生命所處的環(huán)境類(lèi)似”，這莫非不是生命起源和生物進(jìn)化的鮮活材料嗎?答案(1)化能自養(yǎng)型 (2)能源是化學(xué)能，不是太陽(yáng)能 生產(chǎn)者是化能自養(yǎng)細(xì)菌，不是綠色植物 無(wú)機(jī)環(huán)境是高溫、高壓、無(wú)光環(huán)境，不是常溫、常壓、有光環(huán)境 (3)豐富人們對(duì)生物適應(yīng)性或多樣性的熟悉；對(duì)討論生物抗高溫、抗高壓的機(jī)理有重要價(jià)值；對(duì)討論生命的起源和生物的進(jìn)化有肯定意義。三、根底力量測(cè)試1右圖為某一群體基因頻率變化圖(樟坐標(biāo)表示基因型，縱坐標(biāo)表示頻率)，則與這一現(xiàn)象相符的事實(shí)是a克格倫島上殘翅昆蟲(chóng)和強(qiáng)翅昆蟲(chóng)的形成b人類(lèi)新生兒體重過(guò)重

15、或過(guò)輕死亡率較高c育種學(xué)家選育某抗病品種d工業(yè)(尺蛾)黑化2以下表達(dá)中正確的選項(xiàng)是自然選擇是通過(guò)生存斗爭(zhēng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的 生存斗爭(zhēng)是通過(guò)自然選擇實(shí)現(xiàn)的 適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果 自然選擇是適應(yīng)的結(jié)果a b c d3若讓某雜合體連續(xù)自交，那么能表示自交代數(shù)和純合體比例關(guān)系的是 4在進(jìn)化過(guò)程中，有關(guān)生物類(lèi)型消失的幾種描述，可能性的是a自養(yǎng)、厭氧異養(yǎng)、需氧異養(yǎng) b需氧異養(yǎng)、厭氧異養(yǎng)、自養(yǎng)c厭氧自養(yǎng)、需氧異養(yǎng)、光能自養(yǎng) d厭 氧異養(yǎng)、光能合成自養(yǎng)、需氧異養(yǎng)5在1.5108a前(用150mabp表示)的沉積物中發(fā)覺(jué)了已滅亡的劍尾動(dòng)物。對(duì)每個(gè)個(gè)體背甲的長(zhǎng)寬比都進(jìn)展了測(cè)量。長(zhǎng)寬的比值用s值表示。在下列圖中，p曲線表示1

16、50mabp時(shí)該動(dòng)物s值的分布，在100mabp的沉積物中，在3個(gè)不同地點(diǎn)發(fā)覺(jué)了3個(gè)不同劍尾動(dòng)物的群體。 選項(xiàng) a b c d新種形成 b c c b環(huán)境不變 a c a b圖中a、b、c分別表示3種動(dòng)物群體中s值的分布狀況。那么，在a、b、d個(gè)群體中，哪一群體最可能消失了新種?在發(fā)覺(jué)劍尾動(dòng)物的3個(gè)地區(qū)中，哪一地區(qū)的環(huán)境最可能保持不變? 請(qǐng)從下表a、b、c、d選項(xiàng)中選擇正確的一項(xiàng)。6對(duì)細(xì)胞中某些物質(zhì)的組成進(jìn)展分析，可以作為鑒別真核生物的不同個(gè)體是否為同一物種的幫助手段，一般不采納的物質(zhì)是a蛋白質(zhì) bdna crna d核苷酸7用現(xiàn)代生物技術(shù)能制造出新的生物品種，這主要是由于現(xiàn)代技術(shù)可在短時(shí)間內(nèi)

17、完成高頻率的基因突變或基因重組現(xiàn)代轉(zhuǎn)基因技術(shù)可快速轉(zhuǎn)變生物的基因組成現(xiàn)代生物技術(shù)可快速使新品種形成種群現(xiàn)代技術(shù)可使新品種的產(chǎn)生不需要經(jīng)過(guò)地理隔離a b c d8圖表示最早生活在這個(gè)區(qū)域同種生物的群體由于屏障(水)的阻礙，已經(jīng)分別為兩個(gè)獨(dú)立的群體。假如群體a經(jīng)受了長(zhǎng)期的生活環(huán)境猛烈的變化，而群體b的環(huán)境無(wú)大變化，則群體a的進(jìn)化速度將可能是a比群體b快 b比群體b慢 c與群體b一樣 d停頓進(jìn)化9下列圖表示4種不同森林環(huán)境的樹(shù)于樣品，在一個(gè)大城市四周的森林環(huán)境中釋放了1000只白色的和1000只黑色的飛蛾。三周后重新捕獲到778只白飛蛾和135只黑飛蛾。該城市四周的樹(shù)干很可能類(lèi)似于 a b c d四

18、、潛能挑戰(zhàn)測(cè)試10.假設(shè)一對(duì)等位基因a、a的頻率為a=09，a =01，那么aa、aa、aa三種基因型的頻率分別是 、 、 ；若環(huán)境的選擇使用使a的率由09降為07，選擇后其次代基因型知aa、aa的頻率分別是 、 ；若選擇作用保持變，后代基因型頻率變化是11.右圖為人、豬、鼠、野山羊、鴨嘴獸的胰島素分子同源性分析統(tǒng)計(jì)曲線(縱 標(biāo)表示氨基酸序列一樣的百分率)。答復(fù)：曲線中代表豬的點(diǎn)是分子進(jìn)化速率為每轉(zhuǎn)變1%氨基酸需p年, 若人和豬胰島素同源序列，在總共m個(gè)氨基酸中有n個(gè)氨基酸不同，則可推知人和豬的祖先在距今年 前開(kāi)頭分道揚(yáng)鑣。請(qǐng)你運(yùn)用鴨嘴獸作為材料，說(shuō)明一種生物學(xué)觀點(diǎn)。12所謂“雜種優(yōu)勢(shì)”，是指

19、雜合體的生活力(生殖力、抗逆性及產(chǎn)量和品質(zhì))高于親本的平均值，甚至超出親本范圍的現(xiàn)象，雜種優(yōu)勢(shì)常見(jiàn)于種間雜種的子一代(1)試運(yùn)用“雜種優(yōu)勢(shì)”原理解釋近親生殖的害處(2)生物進(jìn)化實(shí)質(zhì)是環(huán)境對(duì)不利基因的淘汰及對(duì)有利基因的保存和放大過(guò)程。為模擬自然選擇過(guò)程，假定基因型為aa、aa個(gè)體全部能生存并生殖后代，而基因型為aa的個(gè)體全部致死，若不考慮基因突變，試求基因型為aa個(gè)體自交，fn代各基因型的比例？先猜測(cè)，再用數(shù)學(xué)歸納法證明。五、參考答案與提示1a（ 由圖可知基因型頻率向兩個(gè)方向進(jìn)展, 最終將導(dǎo)致兩個(gè)不同物種或不同性狀生物形成，這種現(xiàn)象稱(chēng)為分裂性選擇）2d（ 自然選擇是通過(guò)生存斗爭(zhēng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的；通過(guò)自然選擇形成物種多樣性、生物的適應(yīng)性和實(shí)現(xiàn)生物進(jìn)化）3a( 用“歸納法”得雜合體的比率為（1/2）n-1，故純合體（aa和aa）比率值域亦為（0，1）)4d( 原始生命構(gòu)造特別簡(jiǎn)潔，沒(méi)有自養(yǎng)的構(gòu)造根底，同時(shí)原始海洋有機(jī)養(yǎng)分非常豐富，異養(yǎng)條件充分；而且因環(huán)境中無(wú)氧，只能進(jìn)展無(wú)氧呼吸。隨后消失原始的光合自養(yǎng)型生物，同時(shí)生成o2，形成“其次代大氣”。環(huán)境有o2后，生物經(jīng)變異產(chǎn)生的有氧呼吸類(lèi)生物能量利用效率高，經(jīng)自然選擇漸漸演化為需氧型)5c( c種群的s值有2個(gè)峰值，說(shuō)明自然選擇已造成種群分異，只要這種“過(guò)程”