第5章 第1、2节 第2课时 遗传平衡和现代生物进化理论-【新课程学案】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化配套课件PPT（浙科版）

该高中生物学课件聚焦遗传平衡与现代生物进化理论，涵盖基因频率计算、哈迪-温伯格定律及物种形成等核心知识。通过曼彻斯特桦尺蠖、非洲象象牙变化等实例导入，衔接自然选择与基因频率定向改变的关系，以数学分析和概念辨析搭建学习支架。 其亮点在于融合科学思维与探究实践，通过蜗牛种群基因频率计算、象群进化案例分析等任务驱动活动，培养学生运用数学方法解决生物问题的能力，助力建立进化与适应的生命观念。教师可借助系统知识梳理和分层训练，提升教学效率，学生能在实例探究中深化对进化理论的理解。

第2课时　遗传平衡和现代生物进化理论 [四层]学习内容1 落实必备知识 [四层]学习内容2 融通关键能力 课时跟踪检测 目录 [四层]学习内容3·4 浸润学科素养和核心价值 [四层]学习内容1 落实必备知识 一、基因频率与遗传平衡 (一)自然选择的实例及基因库等概念 1.实例:曼彻斯特地区桦尺蠖的体色发生_________进化。工业革命前_____体色占绝对优势,工业革命后_____体色占绝对优势。 适应性 灰 黑 主干知识梳理 2.基因库、基因频率和基因型频率的概念 基因库 一个生物种群的_______________的总和 基因 频率 在种群中,某一个等位基因的数目占这个基因可能出现的_______________总数的比例 基因型 频率 在种群中,每种基因型个体数占_______________的比例 全部等位基因 所有等位基因 种群总个体数 (二)活动——用数学方法讨论自然选择使种群的基因频率发生变化 1.自然选择的作用 自然选择表面上是选择___________的性状,本质上是选择___________________。在自然选择的作用下,种群的___________会发生定向改变,导致生物朝着一定的方向不断进化。 适应环境 控制该性状的基因 基因频率 2.实例分析(填表)   基因型频率 基因频率 配子频率 D(AA) H(Aa) R(aa) p(A) q(a) 含A 含a P 0.6 0.4 0 ___________ ______________ ____________ ____________ F1 0.64 0.32 0.04 ___________ ___________ _____________ ____________ F2 0.64 0.32 0.04 ___________ ____________ _____________ ____________ 0.8 0.2 0.8 0.2 0.8 0.2 0.8 0.2 0.8 0.2 0.8 0.2 0.8 7 (三)遗传平衡 1.遗传平衡定律——哈迪—温伯格定律 (1)内容:在一个_______________的种群里,基因频率和基因型频率在没有____________________的情况下,世代相传不发生变化。 (2)数学表达式(一对等位基因A、a,它们的基因频率分别用p、q表示): p+q=1;(p+q)2 =p2+2pq+q2=1;D(AA)=____;H(Aa)=_____;R(aa)=___。  大的随机交配 迁移、突变、选择 p2 2pq q2 2.打破遗传平衡的因素 ________ 假设基因A突变为基因a,就会使基因A频率变小,基因a频率增大 __________ 某些个体的迁入或迁出会导致种群基因频率发生一些变动 遗传漂变 在一个________的种群中,一起偶然的事件往往可以引起种群基因频率发生较大的变化 突变 基因迁移 比较小 ____________ 种群中所有雄性个体和所有雌性个体交配的机会并不是相等的,会影响后代种群基因库的基因频率和基因型频率 ____________ 某些基因型将比其他基因型有更多个体能存活到性成熟,并成功地进行繁殖,为下一代的基因库贡献更多的基因,从而使基因库的基因频率和基因型频率发生变化 非随机交配 自然选择 续表 二、现代生物进化理论为地球上的生命史提出了科学的解释 1.对达尔文自然选择学说的评价和发展 科学性 科学地解释__________的原因,生物的多样性和适应性都是__________的结果,对于人们正确地认识生物界具有重要意义 局限性 对于____________的本质以及自然选择如何对_____________起作用等问题不能做出科学的解释 生物进化 自然选择 遗传和变异 可遗传的变异 发展 (1)对遗传和变异的研究,从_______水平深入到______水平。 (2)对自然选择的作用等问题的研究,从以生物_______为单位发展到以_______为基本单位。 (3)发展形成以________________为基础的现代生物进化理论 续表 性状 分子 个体 种群 自然选择学说 2.现代生物进化理论的主要观点 (1)_______ 是生物进化的基本单位,生物进化的过程实质上就是种群___________发生变化的过程。 (2)突变和基因重组为生物进化提供原材料。 (3)自然选择定向改变基因频率,决定生物进化的方向。 (4)隔离形成新物种,____________ 是新物种形成的标志。 种群 基因频率 生殖隔离 3.物种形成的两种方式 (1)异地的物种形成方式(渐进的物种形成方式) 突变和基因重组 自然选择 基因频率 基因交流 种群基因库 生殖隔离 (2)同地的物种形成方式(在一次有性生殖过程中形成) 有丝 二倍体 四倍体 生殖隔离 [预习效果自评] 1.判断下列叙述的正误 (1)曼彻斯特地区的桦尺蠖在工业革命前后种群基因频率发生了定向改变。 ( ) (2)自然选择直接作用于基因或基因型，定向改变基因频率。 ( ) √ × 提示:自然选择直接选择适应环境的性状(表型)。 (3)一个达到遗传平衡的种群不发生进化。 ( ) (4)如果自然选择不发生影响或作用，则该种群基因频率不发生改变。 ( ) (5)同一物种的两个种群，一旦有了隔离便形成了新物种。 ( ) 提示:突变、基因迁移、遗传漂变、非随机交配等因素都可能改变基因频率。 提示:种群间出现生殖隔离才是新物种形成的标志。 √ × × 2.写出下表中各种现象的实质或标志。 现象 实质或标志 可遗传的变异 __________________ 生物进化 ________________ 自然选择的作用 ___________________ 新物种形成 _____________ 隔离 _________________ 突变和基因重组 基因频率改变 定向改变基因频率 生殖隔离 阻断基因交流 3.思考题 (1)阅读教材第133页“小资料”思考:为什么在工业污染区暗黑色蛾的回收比例远高于灰白色蛾呢? 提示:暗黑色蛾与污染区的环境颜色更接近，不容易被天敌发现捕食，存活概率更大。 (2)阅读教材第137页“小资料”分析:包括达尔文本人在内的很多进化论学者都坚持渐变式模型，哪些化石证据让人提出了点断平衡式模型? 提示:不仅是早期化石，到了20世纪，人们发现大多数化石物种在地层中仍然突然出现。 一、知识体系建一建 [精要内容把握] 二、核心语句背一背 1.自然选择表面上是选择适应环境的性状，本质上是选择控制该性状的基因，在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝一定方向不断进化。 2.遗传平衡是指在一个大的随机交配的种群里，基因频率和基因型频率在没有迁移、突变、选择的情况下，世代相传不发生变化。 3.现代生物进化理论认为，个体不是进化的单位，种群才是进化的单位。在自然界中，由于存在基因突变、基因重组和自然选择等因素，种群的基因频率总是在不断变化的，生物进化的过程实质上就是种群基因频率发生变化的过程。 [四层]学习内容2 融通关键能力 任务驱动 提能点(一)　基因频率与遗传平衡 阅读下面的材料，回答有关问题: 在蜗牛的天敌中，飞鸟最为可怕，它们拥有敏锐的视力、飞快的速度和锋利的爪子，蜗牛只要离开树荫和草丛的庇护，就很容易被飞鸟发现。已知蜗牛外壳有条纹(B)对无条纹(b)为显性，由常染色体上的一对等位基因控制。在自然界中两种蜗牛被其天敌捕食的情况如图所示。 (1)哪种类型的蜗牛更容易被天敌捕食?预计若干年后，基因B、b的基因频率将会发生什么样的变化? (2)以上基因频率的改变是什么原因导致的? 提示:有条纹的蜗牛更容易被天敌捕食。无条纹基因b的频率将会增大，有条纹基因B将会减小。 提示:自然选择。 (3)在一个没有天敌伤害、人工养殖的自由交配的蜗牛种群中，有条纹的蜗牛大约占36%，则一年后基因B的频率是多少?杂合子的基因型频率是多少? 提示:20%，32%。(在一个人工养殖的自由交配的蜗牛种群中， 种群间的个体随机交配而非选择性交配；没有自然选择；没有突变发生；没有大规模迁移，所以符合遗传平衡定律，即BB+Bb=36%，bb=64%，b=80%，故基因B的频率=20%，杂合子Bb的基因型频率=2×20%×80%=32%。) 生成认知 一、种群的基因频率及计算 1.种群、基因库、基因频率和基因型频率比较 2.已知各种基因型的个体数，计算基因频率 某基因频率= pA=×100% qa=×100% pA、qa分别表示A、a的基因频率，NAA、NAa、Naa为三种基因型个体数。 3.已知基因型频率求基因频率 一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+1/2×杂合子的频率。 4.利用遗传平衡定律(哈迪—温伯格定律)，由基因频率计算基因型频率 在一个大的随机交配的种群里，基因频率和基因型频率在没有迁移、突变、选择的情况下，世代相传不发生变化。 当等位基因只有两个时(A、a)，设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，则基因型D(AA)的频率为p2，H(Aa)的频率为2pq，R(aa)的频率为q2。如果一个种群达到遗传平衡，其基因型频率应符合:p2+2pq+q2=1。具体算法是: ①已知A的基因频率是p，a的基因频率是q，则该种群中基因型是AA的个体占p2，基因型是aa的个体占q2，基因型是Aa的个体占2pq。 ②已知某种群中基因型是AA的个体占x，则A的基因频率是，a的基因频率是1-；或已知基因型是aa的个体占y，则a的基因频率是，A的基因频率是1-。 二、自交与自由交配对后代的基因频率、基因型频率的影响 1.自交:某种群的所有个体自交，若没有进行选择，则自交后代的基因频率不变，基因型频率会改变，并且杂合子的基因型频率降低，纯合子的基因型频率升高。 2.自由交配:某种群的所有个体随机交配，若没有进行选择，则后代的基因频率不变。后代的基因型频率是否改变有以下两种情况:如果没有达到遗传平衡，则后代的基因型频率会改变并达到遗传平衡；如果已达到遗传平衡，则后代的基因型频率不会改变。 [例1]　现代的生物都是由共同祖先进化而来的，物种的进化体现在种群基因频率的改变。下列能引起基因频率改变的因素是 (　　) A.自然选择 B.基因重组 C.随机交配 D.大的种群 √ [解析]　生物进化的实质是基因频率的定向改变，在一个足够大、随机交配的种群中，基因频率不发生改变，但是较多因素能够引起基因频率改变，如自然选择、非随机交配、遗传漂变、突变、个体的迁入和迁出等。基因重组未引起种群中基因数量改变，也不会改变种群的基因频率，因此只有A项符合题意。 [例2]　下表为某地区人群中红绿色盲的部分基因型频率调查结果。 则该地区人群中Xb的基因频率约为 (　　) A.11.3%　　B.17.0%　　C.8.2%　　D.13.0% 性别 女性 男性 基因型 频率 XBXB (39%) XBXb (9%) XbXb (2%) XBY (46%) XbY (4%) √ [解析]　设总人数为100，则基因型为XBXB的人数为39人，XBXb的人数为9人，XbXb的人数为2人，XBY的人数为46人，XbY的人数为4人，男女各50人，Xb的基因频率=(9+2×2+4)÷(50×2+50)≈11.3%。 [思维建模] X连锁的基因频率计算方法(以红绿色盲为例) (1)红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病，色盲基因b位于X染色体上，对男性(XY)而言，每个男性体细胞中只有一条X染色体，含有致病基因就为患者，不含则为正常个体，无携带者。 (2)男性只有等位基因中的一个，所以计算基因总数是女性的1/2。 (3)男性人群中XbY的基因型频率=整个人群中Xb的基因频率。即若某地区男性中色盲占p，则此地区Xb的基因频率也为p，此地区女性色盲的概率则为p2。 跟踪训练 1.某种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型为AA的个体占24%，基因型为Aa的个体占72%，基因型为aa的个体占4%，那么A和a的基因频率分别是 (　　) A.28%，72% B.36%，64% C.57%，43% D.60%，40% √ 解析:由题意可知，AA=24%，Aa=72%，aa=4%，因此该种群的基因频率为A=24%+1/2×72%=60%，a=4%+1/2×72%=40%。 2.(2025·浙江山水联盟模拟)许多因素能够打破平衡使种群基因频率发生变动，下列关于自然种群遗传平衡叙述，正确的是 (　　) A.有害突变和有利突变均容易引起种群基因库发生较大变化 B.种群之间的单向迁移将会引起种群内变异量增加 C.非随机交配现象会引起种群基因型频率发生变化，但不影响种群基因频率 D.自然选择对遗传平衡的影响，可通过不同基因型个体存活率和繁殖率的差异得以体现 √ 解析:有害突变基因不会在种群中扩展而会被淘汰，不会引起基因库较大的差异，具有有利的突变基因的个体生存和繁殖后代的机会增大，通过长期自然选择，会引起基因库较大的差异，A错误；种群之间的单向迁移，种群将会获得或丢失一些等位基因，于是种群的基因频率发生一些变动，所以变异量可能减少，B错误；非随机交配现象影响种群基因频率，例如在一个种群中，相邻的两个个体最可能发生交配，这种趋势助长了近亲交配，而近亲交配使杂合的基因型减少，纯合的基因型增加，而隐性性状往往对个体存活和生殖能力是不利的，这就会进一步影响下一代种群基因库的基因频率和基因型频率，C错误； 由于种群内部普遍存在变异，自然选择作用于表型，而基因型控制表型，某些基因型有更多个体能存活到性成熟，并成功地进行繁殖，因此它们将留下相对多的后代，为下一代的基因库贡献更多的基因，从而使基因库的基因频率和基因型频率发生变化，所以可以通过不同基因型个体存活率和繁殖率的差异体现自然选择对遗传平衡的影响，D正确。 3.假设处于遗传平衡的某个种群，A基因频率为p，a基因频率为q，且2pq>p2>q2，若AA基因型个体不断被淘汰，则该种群AA、Aa、aa三种基因型频率的变化过程为 (　　) A.②→③→④ B.③→④→① C.①→②→④→③ D.②→③→④→① √ 解析:分析题图可知，②中是AA基因型频率与Aa相等，与2pq>p2矛盾，A错误；③→④→①过程中AA、Aa基因型频率逐渐降低，aa的基因型频率逐渐升高，B正确；分析题图可知，①起点Aa<aa，与2pq>p2>q2矛盾，且aa基因型频率没有逐渐升高，C错误；由A分析可知，D错误。 4.(2025·宁波中学检测)大熊猫最初是食肉动物，经过进化，其99%的食物都来源于竹子。现在一个处于遗传平衡的大熊猫种群中，雌雄数量相等，且雌雄之间可以自由交配，若该种群中B的基因频率为60%，b的基因频率为40%，则下列有关说法错误的是 (　　) A.大熊猫种群中全部的B和b不能构成大熊猫种群的基因库 B.大熊猫由以肉为食进化为以竹子为食的实质是种群基因频率的定向改变 C.若该对等位基因位于常染色体上，则显性个体中出现杂合雌性大熊猫的概率约为28.6% D.若该对等位基因只位于X染色体上，则XbXb、XbY的基因型频率分别为16%、40% √ 解析:基因库是一个生物种群的全部等位基因的总和，因此，大熊猫种群中全部B和b的总和不能构成大熊猫种群的基因库，A正确；生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，因此，大熊猫由以肉为食进化为以竹子为食的实质是种群基因频率的定向改变，B正确；若该对等位基因位于常染色体上，该种群中B的基因频率为60%，b的基因频率为40%，则种群中BB基因型频率等于B基因频率的平方为36%，Bb 基因型频率=2×B基因频率×b基因频率=48%，bb基因型频率等于b基因频率的平方为16%。显性个体中出现杂合雌性大熊猫概率为1/2×48%/(36%+48%)≈28.6%，C正确；若该对等位基因只位于X染色体上，则XbXb在雌性中为16%、在群体中占8%，XbY在雄性中的概率为40%、在群体中占20%，D错误。 任务驱动 提能点(二)　现代生物进化理论 阅读下面的材料，回答有关问题: 在没有盗猎的自然环境下，非洲南部只有2%~4%的雌性象不会长牙。在1977~1992年，非洲南部的大象因为象牙的暴利惨遭毒手。现在出生的雌性大象，有三分之一都没长象牙，而且就算是长了象牙，象牙也变小了，其中公象的小了五分之一，母象的小了三分之一。 (1)有人认为，为了防止人的猎杀，象群产生了小象牙甚至是无象牙的变异。这种观点对吗?请从进化和适应的角度分析原因。 (2)利用自然选择学说的观点，解释小象牙或无象牙逐渐增多的原因是什么? 提示:不对。象群会产生各种变异，人类猎杀导致正常象牙的个体被捕杀，剩余小象牙或无象牙的个体得以生存和繁殖。 提示:经过变异和选择，小象牙或无象牙成为适应环境的性状，通过世代遗传，小象牙或无象牙的性状被积累了下来。 (3)这样的种群持续发展会形成新物种吗?为什么? 提示:不会。因为没有隔离，基因交流没有被阻断，种群基因库便不会出现巨大差异，不能出现生殖隔离，也就不能形成新物种。 生成认知 一、现代生物进化理论对生物进化的解释 项目 现代生物进化理论 模型 建构 主要内容 自然选择的实质是环境对变异所对应的基因的选择 进化的原材料 基因突变、基因重组、染色体畸变 选择对象 主要认为是内在的选择基因 进化单位 种群 进化实质 基因频率的定向改变 变异与选 择的关系 变异在前，选择在后，生物性状的差异是变异的结果，选择只是对差异进行淘汰或保留，并实现差异的积累和放大 续表 选择 与进 化的 方向 续表 二、物种的形成 1.三个环节:突变和基因重组、自然选择、隔离。三者关系如图所示: 2.物种形成的三种典型模式 (1)渐变式——如加拉帕戈斯群岛上13种地雀的形成 (2)骤变式——如自然界多倍体植物的形成 ①通过异源多倍体的染色体畸变方式形成新物种，一旦出现可以很快形成生殖隔离(基因频率改变)，如下图所示: ②通过同源多倍体的染色体畸变形成新物种，如下图所示: (3)人工创造新物种 如通过植物体细胞杂交(如番茄—马铃薯)、多倍体远缘杂交(如甘蔗—萝卜)、多倍体育种(如八倍体小黑麦)等方式也可以创造新物种。 三、物种形成与生物进化的区别 内容 物种形成 生物进化 标志 生殖隔离出现 基因频率改变 变化后与原生物关系 属于不同物种 可能属于同一个物种，也可能属于不同的物种 两者联系 ①生物进化的实质是基因频率改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种的界限，即生物进化不一定导致新物种形成 ②新物种形成则说明生物进化了 [例1]　(2022·浙江6月选考)由欧洲传入北美的耧斗菜已进化出数十个物种。分布于低海拔潮湿地区的甲物种和高海拔干燥地区的乙物种的花结构和开花期均有显著差异。下列叙述错误的是 (　　) A.甲、乙两种耧斗菜的全部基因构成了一个基因库 B.生长环境的不同有利于耧斗菜进化出不同的物种 C.甲、乙两种耧斗菜花结构的显著差异是自然选择的结果 D.若将甲、乙两种耧斗菜种植在一起，也不易发生基因交流 √ [解析]　一个生物种群的全部等位基因的总和称为基因库，甲、乙两种耧斗菜是两个物种，A错误；不同生长环境有利于进行不同的自然选择，从而进化出不同的物种，B正确；自然选择导致物种朝不同的方向进化，甲、乙两种耧斗菜花结构的显著差异是自然选择的结果，C正确；不同物种之间存在生殖隔离，不能发生基因交流，D正确。 [例2]　(2025·浙江大学附属中学月考)根据现代生物进化理论，下列叙述不正确的是 (　　) A.自然选择决定生物进化的方向 B.现代生物进化理论的基础是自然选择学说 C.存在地理隔离的种群一定存在生殖隔离 D.生物进化的实质是种群基因频率的改变 √ [解析]　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，A正确；现代生物进化理论的基础是自然选择学说，B正确；存在地理隔离的种群不一定存在生殖隔离，如东北虎和华南虎是一个物种，C错误；生物进化的实质是种群基因频率的改变，自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向，D正确。 [归纳拓展] 生殖隔离的表现形式 跟踪训练 1.(2025·温州十校联合体期末)在一个种群中，某些因素的改变会影响种群的基因频率，而生物进化的实质就是种群基因频率的改变。下列有关叙述错误的是 (　　) A.突变为生物进化提供了原材料 B.非随机交配可能会影响生物进化 C.遗传漂变在比较大的群体里尤为明显 D.两个种群间的双向迁移，会引起种群间的遗传差异减少 √ 解析:突变(基因突变和染色体变异)属于可遗传变异，可以为生物进化提供原材料，A正确；非随机交配可能会影响基因频率，生物进化的实质是种群基因频率的改变，B正确；遗传漂变在比较小的群体里尤为明显，如一个小的种群偶然死亡一个个体，一些基因可能随之消失，对种群基因频率的影响较大，C错误；两个种群间的双向迁移，即两个种群之间互有迁入和迁出，会减少种群间的遗传差异，D正确。 2.根据如图所示的进化过程分析，下列叙述与图表述的意思最相符的是 (　　) A.初始种群→基因突变→遗传差异积累→新物种形成 B.初始种群→环境隔离→生殖隔离→新物种形成 C.初始种群→环境隔离→遗传差异不断积累→随着时间的推移→自然选择→新物种形成 D.初始种群→环境隔离→自然选择→遗传差异不断积累→生殖隔离→新物种形成 √ 解析:现代生物进化理论认为:生物种群中的个体存在着各种变异，通过自然选择，具有有利变异的个体保留下来并繁殖后代，具有不利变异的个体被淘汰。由于环境隔离的作用，这些遗传差异在自然选择的作用下不断积累，当种群间产生生殖隔离时，就形成了新物种，综上所述D项与图表述的意思最相符。 3.(2025·陕晋宁青高考)专食性绢蝶幼虫以半荷包紫堇叶片为食，成体绢蝶偏好在绿叶型半荷包紫堇植株附近产卵。生长于某冰川地域的半荷包紫堇因bHLH35基因突变使叶片呈现类似岩石的灰色，不易被成体绢蝶识别。冰川消融导致裸露岩石增多、分布范围扩大，则该地区 (　　) A.半荷包紫堇突变的bHLH35基因频率会逐渐增加 B.半荷包紫堇bHLH35基因突变会引起绢蝶的变异 C.灰叶型半荷包紫堇的出现标志着新物种的形成 D.冰川消融导致绢蝶受到的选择压力减小 √ 解析:该地区半荷包紫堇因bHLH35基因突变使叶片呈现类似岩石的灰色，不易被成体绢蝶识别并产卵，而未发生该突变的半荷包紫堇易被成体绢蝶识别并产卵，由于其幼虫的取食效应，导致半荷包紫堇突变的bHLH35基因频率逐渐增加，A符合题意；半荷包紫堇bHLH35基因突变会对绢蝶进行选择，但不会引起绢蝶的变异，B不符合题意；隔离是物种形成的必要条件，根据题意分析可得灰叶型半荷包紫堇的出现标志着该物种发生了进化，但不一定形成了新物种，C不符合题意；冰川消融导致更多的半荷包紫堇不易被识别和取食，从而导致绢蝶受到的选择压力增大，D不符合题意。 4.一个鼠的种群生活在一个山谷(甲区域)中。后来由于山洪暴发，导致一条大河发生了改道，又分隔出乙、丙两个区域，原生活在甲区域中的鼠种群也被分隔成三部分，彼此之间不能往来接触。下图所示为刚分隔时和分隔多年后决定鼠毛颜色的相关基因的调查结果。回答下列关于进化与物种形成的问题: (1)现代生物进化理论与达尔文进化论的重要区别之一是关于遗传变异的研究从_________水平深入到_________水平。  性状 分子 解析:达尔文进化论研究生物时仅限于性状水平，由于受时代科技水平的限制，并没有认清遗传变异的本质，而现代生物进化理论研究生物从性状水平深入到分子水平，认识到了遗传变异的本质。 (2)甲区域中的一部分鼠被分隔到乙、丙两区域后，三区域中的全部鼠形成_________个基因库，三区域中的鼠发生的突变_________ (填“相同”或“不相同”)，这是因为___________________________。  3 不相同 突变具有多方向性 解析:基因库是以种群为单位形成的，原生活在甲区域中的鼠种群被分隔成三部分，彼此之间不能往来接触，形成三个种群，则形成三个基因库；因突变具有随机性的特点，故三区域中的鼠发生的突变不相同。 (3)甲、丙两个区域中鼠毛的颜色_____ (填“是”或“不是”)朝着相同方向进化的。  不是 解析:进化的方向与基因频率变化的方向是一致的，分析题图可知:甲区域中b的基因频率由66%下降至32%，而丙区域中b的基因频率由21%上升至32%(或者甲区域中B的基因频率由34%上升至68%，而丙区域中B的基因频率由79%下降至68%)，故甲、丙两个区域中鼠毛颜色进化的方向是不同的。 [四层]学习内容3·4 浸润学科素养和核心价值 思维拓展——自然选择的“对立面”——中性学说 1968年，遗传学家根据分子生物学的研究资料，首先提出了分子进化的中性学说，简称“中性学说”或“中性突变的随机漂变理论”。中性学说认为分子水平上的大多数突变是中性或近中性的，自然选择对它们不起作用，这些突变全靠一代又一代的随机漂变而被保存或趋于消失，从而形成分子水平上的进化性变化或种内变异。 中性学说以其敢于和达尔文的自然选择学说相抗衡而引起学术界的一片骚动，其影响远远超出了群体遗传学，甚至进化生物学范围。随着分子遗传学的发展，中性学说越来越显示它的正确、有效。 生物的进化是如此复杂，现有的进化理论所不能解释的问题比已经解决的问题还要多。同其他科学理论一样，生物进化理论不会停滞不前，而是在不断发展。 素养训练 √ 1.中性进化是分子进化的重要理论之一。下列不符合中性进化观点的是 (　　) A.大部分DNA分子突变在自然选择的意义上都是中性或近中性的 B.中性突变通过随机漂变在种群中被固定或消失 C.生物体发生的分子水平上的大多数突变是中性的，自然选择对它们不起作用 D.中性进化理论可以解释生物体的绝大部分表型演化 解析:大部分对种群的遗传结构与进化有贡献的分子突变在自然选择的意义上都是中性或近中性的，因而自然选择对这些突变并不起作用，A、C正确；中性突变通过随机漂变在种群中消失或被固定，B正确；中性进化理论只适用于解释分子层次的进化问题，自然选择决定了宏观尺度上的表型演化，D错误。 2.生物进化中的“中性学说”认为每种生物信息大分子都有一定的进化速率，进化的主导因素不是自然选择。如图为几种蛋白质的进化过程中氨基酸的置换速率。 (1)通过上述材料可知:中性学说认为①突变大多是_______的，突变对生物既无利，也无害时，自然选择对它___________；②生物进化速率取决于________________。  (2)由图可知不同蛋白质___________________不同，___________的年进化速率最高。  (3)科学家认为当蛋白质分子引起生物体的形态和生理发生差异后，___________才发挥作用。  中性 不起作用 分子的置换速率 氨基酸的置换速率 血纤肽 自然选择 教材活动讨论题与课后习题参考答案 Ⅰ.一、活动“用数学方法讨论自然选择使种群的基因频率发生变化”(教材P131) 提示:(1)能。通过计算发现，种群中的某个基因突变后，经过几代随机交配就可以保持基因频率和基因型频率的稳定。 (2)不存在。非随机交配导致遗传平衡破坏。 (3)不存在。自然选择导致遗传平衡破坏。 (4)不存在。迁入或迁出导致遗传平衡破坏。 二、活动“收集生物进化理论的发展资料，探讨生物进化观点对人们思想观念的影响”(教材P138) 提示: 1.主要观点 (1)拉马克进化学说的要点:①生物都不是神造的，是更古老的生物进化来的。②生物是从低等向高等进化的。③环境的变化可以引起物种的变化。环境变化直接导致变异的发生，以适应新的环境条件。④用进废退和获得性遗传。 (2)自然选择学说的主要内容 ①过度繁殖——基础 ②遗传变异——生物进化的内因 ③生存斗争——生物进化的动力 ④适者生存——自然选择的结果 (3)现代生物进化理论:①种群是生物进化的单位。②突变和基因重组产生进化的原材料。③自然选择决定生物进化的方向。④隔离导致物种的形成。 2.局限性 拉马克进化理论:没有意识到自然选择对生物进化的绝对性作用认为生物本身的需要是进化的主因；认为生物进化没有分支，没有绝灭(又称为“垂直进化”)认为无物种的增殖；强调生物的自我完善，臆测的成分较多，缺乏有力的证据。 达尔文自然选择学说:(1)单位:达尔文认为是个体，现在认为是种群；(2)遗传变异:达尔文无法解释遗传变异的实质和在进化中的作用。 3.影响 (1)拉马克进化理论:拉马克虽然最早提出生物进化理论，但是由于这个理论起初有一些不完善的地方，受到经典遗传学的质疑，所以长期不受重视，但是它确实为后来达尔文的进化论打下了基础。 (2)达尔文自然选择学说:①对人们破除迷信、树立科学的世界观具有重要作用。②为辩证唯物主义观点提供了自然史的基础。在达尔文的进化论中，唯物主义和辩证法的思想和素材是十分丰富的。它否认自然界有非物质的超自然的特殊力量的存在，系统地揭示了各种生物之间、生物与无机环境之间的普遍联系，阐明了生物产生和发展的过程以及一种生物向另一种生物转化的客观规律。关于自然界中必然性与偶然性、同一性与差异性、原因与结果的关系，都从进化的角度做出了合理的解释。③对人类正确认识自身在自然界的地位有重要意义。 (3)现代生物进化理论:以自然选择学说为核心的现代进化理论比其他学说的影响要广泛和深远，它仍然是以后各个方面研究的基础。 Ⅱ.课后习题参考答案(教材P139) 一、选择题 1.D　2.C　3.D 二、简答题 1.提示:B=80%　b=20%　BB=64%　Bb=32% 2.略。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 一、选择题 1.“番茄没有小时候的味道了”这与人们在选育番茄时注重品相而忽略了风味有关。研究表明与番茄风味相关的基因t存在于90%以上的野生番茄中，仅不到7%的栽培番茄含有此基因。从进化的角度看，人工选育番茄(　　) A.促成了新物种的形成 B.提高了番茄对环境的适应性 C.改变了番茄的进化方向 D.实现了遗传平衡 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析:人类活动能够改变一些生物的进化方向和途径，物种不再完全是自然选择的产物。从进化角度来看，人工选育番茄改变了番茄的进化方向。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 2.从某昆虫种群中随机抽取500只个体，若基因型为AA、Aa和aa的个体所占比例分别为40%、50%和10%，则A、a的基因频率分别是 (　　) A.65%、35% B.62%、38% C.80%、20% D.40%、60% √ 解析:已知基因型为AA、Aa和aa的个体在种群中所占的比例分别为40%、50%和10%，则A的基因频率=40%+1/2×50%=65%，a的基因频率=10%+1/2×50%=35%。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 3.(2025·湖州三贤联盟检测)北极熊与棕熊外形和生活习性有着明显不同，在表型上存在显著差异。在自然环境中，它们处于不同的生态系统，但是随着地球持续变暖，棕熊和北极熊接触的机会越来越多，它们相遇后可以进行交配并产生可育的杂交熊。下列说法正确的是 (　　) A.棕熊和北极熊之间的差异都源于自发突变 B.隔离是棕熊和北极熊进化的必要条件 C.棕熊与北极熊在自然环境中基因无法交流，基因库完全不同 D.可通过DNA检测确定杂交熊的父方和母方 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析:不同种群之间存在差异是自然选择的结果，所以棕熊和北极熊之间的差异是长期定向自然选择的结果，A错误；种群基因频率的改变是棕熊和北极熊进化的必要条件，隔离是形成新物种的必要条件，B错误；在自然环境中，它们处于不同的生态系统，棕熊与北极熊在自然环境中基因无法交流，但是后来随着地球持续变暖，棕熊和北极熊接触的机会越来越多，它们相遇后可以进行交配并产生可育的杂交熊，说明二者基因库不是完全不同，C错误；DNA分子具有特异性，所以可通过DNA检测确定杂交熊的父方和母方，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 4.(2025·平阳中学月考)蜂兰的花朵形似蜜蜂，并可释放信息素吸引雄蜂，提高授粉率。下列叙述不正确的是 (　　) A.此信息的传递过程有利于蜂兰种群的繁衍 B.蜂兰的花形与释放信息素的种类是定向突变的结果 C.自然选择可引起蜂兰信息素相关基因的基因频率定向改变 D.蜂兰与雄蜂在相互影响中不断进化和发展 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析:蜂兰花释放信息素可以吸引雄蜂，以提高授粉率，因此此信息的传递过程有利于蜂兰种群的繁衍，A正确；突变是不定向的，B错误；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，故自然选择导致与释放信息素相关基因的基因频率定向改变，C正确；蜂兰与雄蜂在相互影响中不断进化和发展，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 5.下列关于基因频率、基因型频率与生物进化的叙述，错误的是 (　　) A.一个种群中，控制一对相对性状的各种基因型的频率之和为1 B.一个种群中，控制一对相对性状的各种基因频率的改变说明物种在不断进化 C.自然选择会使不同种群的基因的频率向着不同的方向发展，导致生物进化 D.因为女性可以携带色盲基因，所以女性群体中的色盲基因频率大于男性群体中的 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析:在一个种群中，控制一对相对性状的各种基因型频率之和为1，A正确； 生物进化的实质是种群基因频率的改变，一个种群中，控制一对相对性状的各种基因频率的改变说明物种在不断进化，B正确； 生物进化的实质是种群基因频率的改变，自然选择会使不同种群的基因的频率向着不同的方向发展，导致生物进化，C正确；男性群体中的色盲基因频率等于女性，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 6.某地区的小溪和池塘中生活着一种丽鱼，该丽鱼种群包含两种类型的个体:一种具有磨盘状齿形，专食蜗牛和贝壳类软体动物；另一种具有乳突状齿形，专食昆虫和其他软体动物。下列叙述错误的是 (　　) A.不同食物类型导致丽鱼出现不同齿形 B.该两种齿形的丽鱼仍能相互交配并产生可育后代 C.丽鱼种群产生性状分化的根本原因是基因突变 D.该两种齿形的丽鱼个体所含有的全部基因构成该种群的基因库 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析:丽鱼出现不同齿形的根本原因是基因的不同，不同的食物类型对不同的齿形有选择作用，A错误；该两种齿形的丽鱼属于同一物种，因此仍能相互交配并产生可育后代，B正确；突变和基因重组是产生生物进化的原材料，基因突变能产生新的基因，丽鱼种群产生性状分化的根本原因是基因突变，C正确；种群的基因库为一个种群中全部等位基因的总和，该丽鱼种群包含两种齿形的个体，所以该两种齿形的丽鱼个体所含的全部基因构成了该种群的基因库，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 7.在群体遗传学中，把由于小群体引起的基因频率随机减少甚至丢失的现象称为遗传漂变。下列有关遗传漂变描述错误的是 (　　) A.一个种群只有一个个体具有某种基因，可能会由于这个个体偶然死亡或没有交配，而使这种基因在种群中消失 B.遗传漂变的显著程度和种群大小无关，因为只发生在较小种群中 C.遗传漂变可能造成种群基因频率和基因型频率的变化 D.一个迁入新生境的种群，如果初始数量较小，种群基因频率很可能因遗传漂变发生变化，造成与原来所在种群的差异，可见遗传漂变在进化上有重要作用 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析:一个种群只有一个个体具有某种基因，可能会由于这个个体偶然死亡或没有交配，而使这种基因在种群中消失，A正确；大小种群均有可能发生遗传漂变，显著程度不同，一般来说，种群越小，遗传漂变就越显著，B错误；遗传漂变会使种群的基因频率随机减少甚至丢失，因此能造成种群基因频率和基因型频率的变化，C正确；一个迁入新生境的种群，如果初始数量较小，遗传漂变很容易发生，种群基因频率很可能因遗传漂变发生变化而进化，可见遗传漂变在进化上有重要作用，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 8.(2025·兰溪一中阶段测)对某工厂职工(男、女职工人数相等)进行血友病(伴X隐性遗传)发病率调查时发现:血友病患者占2%(均为男性)，携带者占4%。则该厂职工中血友病致病基因的频率约为 (　　) A.4% B.3.5% C.7% D.8% √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析:设血友病相关基因是B/b，结合题意可知，该厂中血友病患者XbY=2%，携带者XBXb=4%，设该厂中男、女职工各有100人，则男性中血友病患者占4%，女性中携带者占8%，该厂职工中血友病致病基因的频率约为Xb=(100×4%+100×8%)/(100×2+100)×100%=4%，A正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 9.(2025·安徽高考)粗糙玉蜀螺是一种分布于海岸边的小海螺，其天冬氨酸转氨酶活性受一对等位基因Aat100和Aat120控制。至1987年，这对等位基因的频率在该种群世代间保持相对稳定(低潮带Aat120基因频率为0.4)。1988年，该螺分布区发生了一次有毒藻类爆发增殖，藻类分泌的藻毒素使低潮带个体大量死亡，而高潮带个体受影响较小，此后高潮带个体向低潮带扩散。1993年，种群又恢复到1987年的相对稳定状态。Aat120基因频率变化如图所示。下列叙述正确的是 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 A.1987年，含Aat120基因的个体在低潮带比高潮带具有更强的适应能力 B.在自然选择作用下，1993年后低潮带Aat100基因频率将持续上升 C.1988~1993年，影响低潮带种群基因频率变化的主要因素是个体迁移 D.1993年，含Aat100基因的个体在低潮带种群中所占比例为84% √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析:根据题图信息可推知，1987年，含Aat120基因的个体在高潮带比低潮带具有更强的适应能力，A错误。1993年，种群又恢复到1987年的相对稳定状态，在自然选择作用下，理论上Aat100基因频率不会持续上升，B错误。根据题意可知，1988年，有毒藻类爆发增殖，藻类分泌的藻毒素使低潮带个体大量死亡，而高潮带个体受影响较小，高潮带个体迁入低潮带，导致低潮带Aat120基因频率升高，之后由于含Aat100基因的个体在低潮带有更强的适应能力，在自然选择的作用下，1993年，种群又恢复到1987年的相对稳定状态，C错误。1993年，Aat120基因频率为0.4，含Aat100基因的个体在低潮带种群中所占比例为1-0.4×0.4=84%，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 10.(2025·金丽衢十二校联考)某地蝽蟓的喙长而锋利，可刺穿无患子科植物的坚硬果皮，获得食物，如图1所示。1920年引入新种植物——平底金苏雨树，其果皮较薄，蝽蟓也喜食，如图2所示。调查发现，当地蝽蟓喙的长度变化如图3所示。据图分析，下列相关叙述正确的是 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 A.长喙蝽蟓与短喙蝽蟓之间存在生殖隔离 B.引入平底金苏雨树后蝽蟓喙的长度相关基因开始发生突变 C.生活在无患子科植物和平底金苏雨树上的蝽蟓间形成了地理隔离 D.引入平底金苏雨树后的60年间，该地区决定蝽蟓短喙的基因频率增加 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析:长喙蝽蟓与短喙蝽蟓是同一物种，它们之间不存在生殖隔离，A错误；蝽蟓喙长度相关的基因先发生突变，基因突变是多方向的，引入平底金苏雨树后短喙成为有利性状，通过自然选择后，短喙蝽蟓的个体逐渐增多，B错误；生活在无患子科植物和平底金苏雨树上的蝽蟓还可以进行交流，并没有形成地理隔离，C错误；分析图3可知，引入平底金苏雨树后的60年间，长喙蝽蟓的个体数逐渐减少，而短喙蝽蟓的个体数逐渐增加，说明引入平底金苏雨树后，短喙成为有利性状，所以该地区决定蝽蟓短喙的基因频率增加，这是自然选择的结果，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 二、非选择题 11.如图1所示为某地区中某种老鼠原种群被一条河分割成甲、乙两个种群后的进化过程图，图2为在某段时间内，种群甲中的A基因频率的变化情况，请思考回答下列问题: 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (1)图1中a过程为_________，b过程的实质是_________________________，地球新物种的形成必须经过c_____________。  地理隔离 定向改变种群的基因频率 生殖隔离　 解析:图1中a过程为地理隔离，b为自然选择，该过程的实质是定向改变种群的基因频率，新物种形成必须经过c生殖隔离。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (2)由图可知，物种形成过程中________是不定向的，而图中过程b___________是定向的。  变异 自然选择 解析:由图可知，物种形成过程中变异是不定向的，而图中过程b自然选择是定向的。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (3)图2中在_____时间段内甲种群生物发生了进化，其中______基因控制的性状更加适应环境，在T点时_____________ (填“是”“否”或“不一定”)形成新物种。  QR A 不一定　 解析:生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，图中QR时间段内种群基因频率改变，说明该时间段内甲种群生物发生了进化；新物种形成的标志是生殖隔离，从图中无法判断出是否存在生殖隔离，因此在T点时不一定形成新物种。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (4)若时间单位为年，在某年时，甲种群AA、Aa和aa的基因型频率分别为10%、30%和60%，则此时A基因频率为______。现假设甲种群所生存的环境发生了一种新的变化，使得生存能力AA=Aa>aa，其中aa个体每年减少10%，而AA和Aa个体每年增加10%，则下一年时种群中的aa的基因型频率约为_______，该种群_____ (填“会”或“不会”)发生进化。  　 25% 55.1% 会 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析:已知甲种群中基因型为AA、Aa和aa的基因型频率分别为10%、30%和60%，A的基因频率=AA的频率+Aa的频率×1/2=25%。假设甲种群中共有100个个体，则AA、Aa和aa的个体数依次是10、30、60个，若aa个体每年减少10%，而AA和Aa个体每年均增加10%，则下一年时种群中AA、Aa和aa的个体数依次是11、33、54个，因此aa的基因型频率=54/(54+11+33)×100%≈55.1%。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (5)若A和a基因位于X染色体上，在某个时间点统计甲种群中XAXA个体占 42%、XAXa个体占6%、XaXa个体占2%、XAY个体占45%、XaY个体占5%，则该种群中a基因的频率为_____________。  10% 解析:假设该种群共有100个个体，则XAXA个体数目为42、XAXa个体数目为6、XaXa个体数目为2，XAY个体数目为45、XaY个体数目为5，Xa的基因频率为=(6+2×2+5)/(42×2+6×2+2×2+45+5) ×100%=10%。 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $