6.3种群基因组成的变化与物种的形成期末复习讲义-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

第6章 生物的进化 必修二第三章期末复习 第一部分：知识梳理 6.3　种群基因组成的变化与物种的形成 一、种群和种群基因库 1．种群概念和特点 (1)种群概念：生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。 (2)种群特点 ①种群中的个体并不是机械地集合在一起。（火车站的人不是种群） ②一个种群其实就是一个繁殖的单位，雌雄个体可以通过繁殖将各自的基因遗传给后代。 ③种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。 2．种群基因库和基因频率 (1)基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因 ，叫作这个种群的基因库。 (2)基因频率 ①概念：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值。 ②计算公式： 基因频率＝×100%。 ③影响因素：突变、迁入和迁出、自然选择等。 二　种群基因频率的变化及自然选择对种群基因频率变化的影响 1．种群基因频率的变化 (1)基因突变产生新的等位基因，这就可以使种群的基因频率发生变化。 (2)可遗传变异的来源：基因突变、基因重组、染色体变异。其中基因突变和染色体变异又叫突变 (3)可遗传变异的形成、特点和作用 ①形成：基因突变产生的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组 ，可以形成多种多样的基因型，从而使种群中出现多种多样可遗传的变异类型。 ②特点：随机的、不定向的 。 ③作用：只是提供生物进化的原材料 。 (4)变异的有利和有害是相对的，这往往取决于生物的生存环境 。 2．自然选择对种群基因频率变化的影响 在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会不断提高 ；相反，具有不利变异的个体留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会下降。 3. 影响种群基因频率变化的因素 突变和基因重组（不定向），自然选择（定向） 4.生物进化的实质：在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。自然选择决定生物进化的方向 三、探究抗生素对细菌的选择作用 1．实验原理：一般情况下，一定浓度的抗生素会杀死细菌，但变异的细菌可能产生耐药性 。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素 ，耐药菌有可能存活下来。 2．目的要求：通过观察细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，探究抗生素对细菌的选择作用。 3．方法步骤 1．实验变量分析 自变量 有无抗生素 因变量 抗生素的抑菌能力（抑菌圈直径大小） 无关变量 温度、培养时间等 2.抑菌圈直径与抗药性的关系 抑菌圈的直径大小表明该种抗生素的杀菌能力，直径越大，杀菌能力越强。 3．实验现象 与不含抗生素的对照组相比，含抗生素的纸片周围会出现抑菌圈；抑菌圈的平均直径逐代变小。 4．实验结论 (1)细菌耐药性的出现是发生了可遗传的变异。 (2)抗生素的选择作用导致耐药菌比例逐代升高。 注意：1.在实验开始时所有用具要保持无菌，实验结束后，应将耐药菌、培养基、纸片等进行高温灭菌处理，防止对环境造成污染。 2.本实验1为对照组，234是实验组。自变量为抗生素的有无，因变量为抑菌圈直径的大小，无关变量为纸片大小，抗生素的浓度，细菌的种类，培养温度等 3.连续培养几代后抑菌圈的直径在逐渐变小，抗生素对细菌有选择作用。每次实验都要从抑菌圈周围挑选菌落的原因是：在抑菌圈边缘抗生素浓度较低，可存在具有耐药性的细菌。 4.本实验也可以在234上放置不同浓度相同抗生素的纸片，或者同浓度不同抗生素的纸片，用的菌也可以更换 【例1】　为探究两种抗生素对某细菌的抑菌效果，设计如图所示实验方案，在无菌固体培养基表面上涂布被检测的细菌，放置甲、乙和丙三个圆形滤纸片（抗生素可在培养基扩散，滤纸片周围出现抑菌圈的大小能反映其抑菌效果）。下列说法错误的是( D ) A．抑菌最有效的是抗生素b B．浸泡滤纸片的抗生素a、b浓度应相同 C．丙滤纸片起到对照作用 D．此方法可检测抗生素对病毒的抑制效果 四、隔离在物种形成中的作用 1．物种与隔离 (1)物种的概念：能够在自然状态下相互交配 并且产生可育后代的一群生物称为一个物种。 (2)隔离：概念：不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。 常见的类型 类型 发生范围 结果 生殖隔离 不同物种间 a.一般不能相互交配 b.即使交配成功，也不能产生可育的后代 地理隔离 同种生物间 使种群间不能发生基因交流 2．隔离在物种形成中的作用 (1)新物种的形成过程 生殖隔离：种群的 基因库 形成明显的差异，并逐渐 　　 出现生殖隔离，从而形成不同的物种 (2)结论：隔离是物种形成的必要条件。 物种形成的三个环节：地理隔离、突变基因重组和自然选择、生殖隔离 第二部分：方法论 1．突变和基因重组产生进化的原材料 (1)由于突变和基因重组都是随机的、不定向的，因此它们只提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。 (2)变异的有利和有害是相对的，其由生物的生存环境决定。 2．影响种群基因频率变化的因素 (1)外因：自然选择。 (2)内因：基因突变和部分染色体变异（如缺失和重复等）能直接引起基因频率的变化，基因重组只改变了基因型频率，在自然选择的作用下淘汰部分个体后可引起基因频率的变化。 3．变异先于环境选择 (1)变异在环境变化之前已经产生，环境只是起选择作用，不能定向诱发基因突变。 (2)变异是不定向的，而自然选择能定向改变种群基因频率，从而使种群发生定向进化。 (3)生物体内产生的变异是不定向的，经过长期的自然选择和种群繁衍，控制有利变异的基因不断积累，控制不利变异的基因逐渐被淘汰。种群的基因频率发生定向改变，从而导致生物沿着一定方向缓慢进化。因此，生物进化的方向是自然选择决定的。如图所示： 4.生物进化中的“定向”与“不定向” (1)变异是不定向的。 (2)自然选择是定向的。 (3)在自然选择的作用下，种群基因频率的变化是定向的。 (4)在自然选择的作用下，生物进化的方向是定向的 5．种群和物种的比较 项目 种群 物种 概 念 生活在一定区域的同种生物全部个体的集合 能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物 范 围 较小范围内的同种生物的所有个体 由分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成 判 断 标 准 种群必须具备“三同”，即同一时间、同一地点、同一物种；同一物种的不同种群不存在生殖隔离，交配能够产生可育后代 主要根据形态特征、生理功能和在自然条件下能否自由交配并产生可育后代判断；不同物种间存在生殖隔离 联 系 物种是生物分类学的单位，反映了生物的本质属性；种群是生态学的单位，是同一物种许多个体的集合，也是物种存在的具体形式，是生物繁殖、进化的基本单位 一个物种可以包括许多种群，同一个物种的多个种群之间存在着地理隔离，长期发展下去可成为不同亚种，进而可能形成多个新物种 6.地理隔离和生殖隔离的比较 (1)图解 (2)表解 比较 项目 地理隔离（图中A） 生殖隔离（图中B） 特点 一旦发生某种地质变化，两个分开的小种群重新相遇，可以再融合在一起 一旦形成就保持物种间基因的不可交流性，从而保证了物种的相对稳定 联系 地理隔离是物种形成的量变阶段；生殖隔离是物种形成的质变阶段，是形成新物种的标志 长期的地理隔离不一定形成生殖隔离，生殖隔离的形成也不一定经过地理隔离 7.物种形成的三个环节 (1)内容 ①突变和基因重组产生进化的原材料。 ②自然选择导致种群基因频率的定向改变。 ③隔离是物种形成的必要条件。 (2)关系图 4．物种形成的三种模式 5．物种形成和生物进化的关系 项目 物种形成 生物进化 标志 生殖隔离出现 基因频率改变 变化后生 物和原来 生物关系 新物种形成，存在生殖隔离，质变，属于不同的物种 生物进化，种群的基因频率改变，量变，可能仍属于同一物种 联系 ①生物进化的实质是种群基因频率的改变，这种变化可大可小，不一定会突破物种的界限，即生物进化不一定导致新物种的形成 ②新物种一旦形成，则说明生物已经进化 第三部分：小试牛刀 6.3 种群基因组成的变化与物种的形成 1．以下关于生物进化的叙述，正确的是（ ） A．基因频率的改变标志新物种的形成 B．共同进化是指不同物种之间在相互影响中不断进化和发展 C．达尔文认为自然选择作用于种群，使种群发生进化 D．生物进化的实质是种群基因频率的改变 2．若在农业生产中长期使用某种杀虫剂，其结果是害虫的抗药性越来越强。对此合理的解释是（  ） A．害虫受杀虫剂压迫，主动突变以适应环境变化 B．杀虫剂诱发了害虫抗药性突变，使害虫的抗药性逐渐增强 C．害虫的分解药物有效成分的基因，受杀虫剂诱导而高效表达 D．杀虫剂对害虫具有选择作用，种群中抗药性个体的比例越来越高 3．茉莉花的红色（C）对白色（c）为不完全显性。现有粉红色茉莉花植株进行自交，子一代出现红色茉莉花的概率是（  ） A．1/3 B．1/4 C．1/2 D．3/4 4．狮与虎为两个不同的物种，它们交配产生的狮虎兽是不育的，这种现象称为（ ） A．突变 B．自然选择 C．生殖隔离 D．地理隔离 5．红绿色盲是一种常见的伴X染色体隐性遗传病。假设在一个数量较大的群体中，男女比例相等，XB的基因频率为80%，Xb的基因频率为20%，下列说法正确的是（ ） A．该群体男性中的Xb的基因频率高于20% B．—对表现正常的夫妇，不可能生出患色盲的孩子 C．在这一人群中，XbXb、XbY的基因型频率依次为2%、10% D．如果不采取遗传咨询、基因诊断等措施，该群体中色盲的发病率会越来越高 6．下列关于物种和种群的说法，错误的是（  ） A．同一种群一般不存在地理隔离 B．同一物种可包括多个种群 C．同一物种不存在隔离 D．不同物种一定存在隔离 7．下列有关变异与进化的叙述，错误的是（  ） A．突变只能改变基因的结构，但不能改变基因的数量和排列顺序 B．某些环境因素能引起突变，但突变不一定引起个体表现型改变 C．若无其他因素影响，一随机交配的小种群的基因频率也可能变化 D．种群是生物进化的基本单位，进化的实质是种群基因频率的改变 8．明朝张谦德的《朱砂鱼谱》记载:“蓄类贵广,而选择贵精,须每年夏间市取数千头,分数缸饲养,逐日去其不佳者,百存一二,并作两三缸蓄之,加意培养,自然奇品悉具。”其中“逐日去其不佳者”和“分数缸饲养”的作用分别是（ ） A．自然选择,地理隔离 B．人工选择,生殖隔离 C．自然选择,生殖隔离 D．人工选择,地理隔离 9．下列有关生物进化的叙述，错误的是（ ） A．基因突变会引起种群基因库改变 B．双向基因迁移会引起种群间变异量增大 C．非随机交配会引起种群基因频率变化 D．自然选择会导致种群适应性进化出现 10．自然状态下，鸡有时会发生性反转，如母鸡逐渐变为公鸡。已知鸡的性别是由性染色体决定的，母鸡为ZW，公鸡为ZZ（基因型为WW的个体不能成活）。如果性反转公鸡与正常母鸡交配并产生后代，后代中母鸡与公鸡的比例是（ ） A．1∶2 B．2∶1 C．1∶1 D．3∶1 11．下列有关种群的说法，错误的是（  ） A．种群是生物进化的基本单位 B．种群是生物繁殖的基本单位 C．黄山和华山的黄松是一个种群 D．一个种群中全部个体所含有的全部基因叫作这个种群的基因库 12．紫罗兰花瓣的单瓣与重瓣是由常染色体上一对等位基因（D、d）控制的相对性状。研究人员让单瓣紫罗兰自交得F1，再从Fl中选择单瓣紫罗兰继续自交得F2，一直自交多代，但发现每一代中总会出现约50％的单瓣紫罗兰和50％的重瓣紫罗兰。若取实验一F1中单瓣紫罗兰的花粉进行离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗，获得的正常植株全部表现为重瓣性状。下列相关叙述错误的是（ ） A．单瓣为显性性状，F1单瓣植株全部为杂合子 B．单瓣的雄性植株中含单瓣基因的花粉不育 C．F1单瓣植株中不存在纯合子，原因是单瓣纯合子致死 D．秋水仙素抑制纺锤体的形成，作用于有丝分裂的前期 13．下列关于生物进化理论的叙述，正确的是（ ） A．自然选择过程中，直接受选择的是基因型，进而导致基因频率的改变 B．不同性状个体繁殖率的差异会导致基因频率改变 C．种群基因频率的改变意味着新物种的产生 D．新物种的形成必须经过地理隔离和生殖隔离 14．在一个随机交配的大种群中，经调查发现控制某性状的基因型只有两种：AA基因型的频率为40%，Aa基因型的频率为60%，aa基因型(致死型)的频率为0，那么随机交配繁殖一代后，AA基因型的个体占 A．2/3 B．49/91 C．11/17 D．49/100 15．在一个海岛中种海龟中有的脚趾是连趾（ww），有的脚趾是分趾（Ww、WW）。连趾海龟便于划水，游泳能力强，分趾海龟游泳能力较弱。开始时，连趾和分趾的基因频率各为0．5，当岛上食物不足时，连趾的海龟更容易从海中得到食物。若干万年后，W的基因频率变为0．2，w的基因频率变为0．8。 （1）该种群中所有海龟所含有的全部基因称为该种群的________基因频率发生变化后，从理论上计算杂合子占分趾海龟的比例为________。 （2）该种群中海龟多种多样的类型来源于可遗传的变异但由于变异是________的，因此只为生物进化提供原材料，而进化的方向则由________决定。 （3）该海龟种群________（填是或否）发生了进化，理由是____________________________。 16．果蝇的黑身、灰身由一对等位基因（B、b）控制。 （A）实验一：黑身雌蝇甲与灰身雄蝇乙杂交，F1全为灰身，F1随机交配，F2雌雄果蝇表型比均为灰身：黑身＝3：1。 （1）果蝇体色性状中，________ 为显性。F1的后代重新出现黑身的现象叫做 ________；F2的灰身果蝇中，杂合子占________。 （2）若一大群果蝇随机交配，后代有9900只灰身果蝇和100只黑身果蝇，则后代中Bb的基因型频率为________。若该群体置于天然黑色环境中，灰身果蝇的比例会________，这是________的结果。 (B) 实验二：另一对同源染色体上的等位基因（R、r）会影响黑身果蝇的体色深度。黑身雌蝇丙（基因型同甲）与灰身雄蝇丁杂交，F1全为灰身，F1随机交配，F2表型比为：雌蝇中灰身：黑身＝3：1；雄蝇中灰身：黑身：深黑身＝6：1：1。 (1)R、r基因位于________染色体上，雄蝇丁的基因型为________，F2中灰身雄蝇共________ 种基因型。 (2)现有一只黑身雌蝇（基因型同丙），其细胞（2n＝8）中Ⅰ、Ⅱ号染色体发生如图所示变异。 变异细胞在减数分裂时，所有染色体同源区段须联会且均相互分离，才能形成可育配子。用该果蝇重复实验二，则F1雌蝇的减数第二次分裂后期细胞中有________ 条染色体，F2的雄蝇中深黑身个体占________ 。    6.3 种群基因组成的变化与物种的形成 参考答案 1.D 2.D 3.B 4.C 5.C 6.C 7.A 8.D 9.D 10.B 11.C 12.C 13.B 14.B 15．（1）基因库  8/9 （2）不定向  自然选择 （3）是  种群基因频率已经改变 16．( A)(1)灰色  性状分离  2/3  (2)18%  下降  自然选择 (B)(1)X BBXrY 4 (2)8或者6 1/32 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $$