2020年高考生物必修必考知识详细解读讲义：专题十三 生物的进化

专题十三生物的进化

考点一现代生物进化理论的综合考查

一、拉马克的进化学说

1、理论要点：用进废退；获得性遗传

2、进步性：认为生物是进化的。

二、达尔文的自然选择学说

1、理论要点：自然选择（过度繁殖→生存斗争→遗传和变异→适者生存）

2、进步性：能够科学地解释生物进化的原因以及生物的多样性和适应性。

3、局限性：

①不能科学地解释遗传和变异的本质；

①自然选择对可遗传的变异如何起作用不能作出科学的解释。

（对生物进化的解释仅局限于个体水平）

三、现代达尔文主义

（一）种群是生物进化的基本单位（生物进化的实质：种群基因频率的改变）

1、种群：

概念：在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体称为种群。特点：不仅是生物繁殖的基本单位；而且是生物进化的基本单位。2、种群基因库：一个种群的全部个体所含有的全部基因构成了该种群的基因库

3、基因（型）频率的计算：

①按定义计算：

例1：从某个群体中随机抽取100个个体，测知基因型为AA、Aa、aa的个体分别是30、60和10个，则：

基因型AA的频率为______；基因型Aa的频率为______；基因型aa 的频率为______。基因A的频率为______；

基因a的频率为______。

答案：30% 60% 10% 60% 40%

①某个等位基因的频率= 它的纯合子的频率+ ?杂合子频率

例：某个群体中，基因型为AA的个体占30%、基因型为Aa的个体

占60% 、基因型为aa的个体占10% ，则：基因A的频率为______，基因a的频率为______

答案：60% 40%

（二）突变和基因重组产生生物进化的原材料

（三）自然选择决定进化方向：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。

（四）突变和基因重组、选择和隔离是物种形成机制

四、生物进化的基本历程

1、地球上的生物是从单细胞到多细胞，从简单到复杂，从水生到陆生，从低级到高级逐渐进化而来的。

2、真核细胞出现后，出现了有丝分裂和减数分裂，从而出现了有性生殖，使由于基因重组产生的变异量大大增加，所以生物进化的速度大大加快。

五、生物进化与生物多样性的形成

1、生物多样性与生物进化的关系是：生物多样性产生的原因是生物不断进化的结果；而生物多样性的产生又加速了生物的进化。

2、生物多样性包括：遗传（基因）多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。

考点二物种及其形成过程

1、物种：指分布在一定的自然地域，具有一定的形态结构和生理功能特征，而且自然状态下能相互交配并能生殖出可育后代的一群生物个体。

2、隔离：

地理隔离：同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。

生殖隔离：指不同种群的个体不能自由交配或交配后产生不可育的后

代。

3、物种的形成：

①物种形成的常见方式：地理隔离（长期）→生殖隔离

①物种形成的标志：生殖隔离

①物种形成的3个环节：

1、突变和基因重组：为生物进化提供原材料

2、选择：使种群的基因频率定向改变

3、隔离：是新物种形成的必要条件

考点三基因频率及基因型频率的计算

一、基因频率

基因频率: 指一个群体中某一基因占其等位基因总数的相对比率。

基因频率是群体遗传组成的基本标志，不同的群体的同一基因往往频率不同。

例如:在黑白花牛群中，无角基因P的频率占1％，有角基因p 的频率占99％。而在无角海福特牛群中，p的频率为100％，P的频率为0。

在一个群体中，各等位基因频率的总和等于1 。

由于基因频率是一个相对比率，是以百分率表示的，因此其变动范围在0~1之间，没有负值。

二、基因型频率

基因型频率是指一个群体中某一性状的各种基因型间的比率 。 例，牛角有无决定于一对等位基因P 和p ，它们组成的基因型有三种：PP 、Pp 和pp ，前两种表现为无角，后一种表现为有角。在各牛群中，三种基因型比例各异。某牛群中，PP 占0.01％，Pp 占1.98％，pp 占98.01％，也就是说，PP 的频率为0.0001，Pp 的频率为0.0198，pp 的频率为0.9801，三者之和等于1，即100％。

三、基因频率和基因型频率的关系

设A 和a 是一对等位基因，他们的频率分别为p 和q 。

构成AA 、Aa 和aa 三种基因型，他们的频率分别用D 、H 和R 表示 。

在整个群体中，有DN 个AA 基因型，每个基因型含2个A 基因，因此有2DN 个A 基因；另有HN 个Aa 基因型，共有HN 个A 基因和HN 个a 基因；还有RN 个aa 基因型，包含有2RN 个a 基因，其中N 为个体总数。

A 基因的频率p 为 :

a 基因的频率q 为 :

H D N HN DN p 2

122+=+=R H N RN HN q +=+=2

122

四、遗传平衡定律要点

1.在随机交配的大群体中，若没有其他因素的影响，基因频率一代一代下去始终保持不变。

2.任何一个大群体，无论其基因频率如何，只要经过一代随机交配，一对常染色体基因的基因频率就达到平衡状态。没有其他因素影响，以后一代一代随机交配下去，这种平衡状态始终保持不变。

3.在平衡状态下，基因型频率与基因频率的关系是：D＝p2，H＝2pq，R＝q2

五、基因频率的计算

（一）．根据基因型或基因型频率计算基因频率：

例1．从某个种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA，Aa和

aa的个体分别是30、60和10个，求a的基因频率。

解析：可以通过基因型频率计算基因频率。一对等位基因中的一个基因的频率：基因频率（A）=对应纯合子（AA）基因型频率＋杂合子（Aa）基因型频率的1/2。

100个个体中AA为30个，Aa为60个，aa为10个，则AA这种基因型的频率为30÷100＝30％；同理，Aa为60％，aa为10％，则A基因的基因频率为30％+60％×1／2＝60％，a基因的基因频率为10％+60％×1／2=40％。

答案：A基因的基因频率为60％，a基因的基因频率为40％。

变式训练1．已知人眼的褐色（A）对蓝色（a）是显性，属常染色体上基因控制的遗传。在一个30000人的人群中，蓝眼的有3600人，

褐眼的有26400人，其中纯合子有12000人，那么，这一人群中A和a基因的基因频率分别为--------------------------------（）

A.64%和36%

B.36%和64%

C.50%和50%

D.82%和18% （二）．在伴性遗传

．．．．中有关基因频率的相关计算：

﹡例2．若在果蝇种群中,X B的基因频率为90%,X b的基因频率为10%,

雌雄果蝇数相等,理论上X b X b、X b Y的基因型比例依次为

--------------------------------------------（）

A.1%、2%

B.0.5%、5%

C.10%、10%

D.5%、

0.5%

解析：由于在该果蝇种群中,雌雄果蝇数相等, 所以雌果蝇产生的配子中，X B的基因频率应为90%,X b的基因频率为10%。雄果蝇产生的配子中，有约1/2的含Y染色体的配子，另有约1/2的含X染色体的配子，在含X染色体的雄配子中， X B与X b的基因频率也分别为90%和10%。它们配子的结合情况可从下表中得出：

雄配子雌配子

Y

（1/2）

X B

（1/2）×90%

X b

（1/2）×10%

X B 90% X B Y 45% X B X B 40．5% X B X b 4．5% X b 10% X b Y 5% X B X b 4．5%X b X b 0．5% 可见，理论上X B Y基因型比例为45%，X b Y的为5%，X B X b的为9%，X b X b 的为0．5%。

答案：B。

变式训练2．对某校学生进行红绿色盲遗传病调查研究后发现:780名女生中有患者23人,携带者52人,820名男生中有患者65人,那么该群体中红绿色盲基因的频率是------( )

A.4.4%

B.5.1%

C.6.8%

D.10.2% （三）．利用遗传平衡定律求解基因频率和基因型频率

1．对遗传平衡的理解：

遗传平衡指在一个极大的随机交配的种群中，在没有突变发生，没有自然选择和迁移的条件下，种群的基因频率和基因型频率在一代

一代的遗传中可以世代保持不变。

在遗传平衡的种群中，某一基因位点上各种不同的基因频率之和

以及各种基因型频率之和都等于是1。

2．遗传平衡定律公式的推导和应用

在一个遗传平衡的自然种群中，一个位于常染色体上的显性基因

A的基因频率为p，与其相对应的隐性基因a的频率为q，则该种群

的后代中AA、Aa、aa的基因型频率各是多少？三种基因型频率之和

为多少？

分析：依题意，在一个遗传平衡的自然种群中，显性基因A的基

因频率与隐性基因a的基因频率之和（p+q）应等于1，其雌雄个体

向后代传递基因A型配子的频率为p，与其相对应的传递隐性基因a

型配子的频率为q，则可用下表表示各类配子的组合类型、子代基因型及其出现的概率：

雄

A（p）a（q）

配子

雌配子

A（p）AA（p2）Aa（pq）

a（q）Aa（pq）Aa（q2）

可以得出该种群后代中出现三种基因型AA、Aa、aa，并且三种基因型出现的频率分别为p2、2pq、q2，且它们的频率之和为p2+2pq+q2=（p+q）2=1。又因为该种群是一个处于遗传平衡的自然种群，所以其种群特征应与此一致。这样学生就很容易理解遗传平衡定律了。

例3．囊性纤维变性是一种常染色体遗传病。据统计，在某欧洲人群中，每2 500个人中就有一个患此病。现有一对健康的夫妇生了一个患有此病的孩子，此后，该妇女又与健康的男子再婚。则该再婚的双亲生一孩子患该病的概率是多少-----------------------( ) A．1／25 B．1／50 C．1／100 D．1／625

解析：由于双亲正常，却生一病孩，可推知囊性纤维变性属于常染色体隐性遗传病，如把其控制基因记作a，则该妇女的基因型为Aa，这个妇女(Aa)与另一健康男子结婚，如若也生一病孩，则此健康男子必须是杂舍子(A )才有可能，所以解答本题的关键就在于求出该健康男子是杂合子的概率。根据题意，如果设基因a的频率为q，则有基因型aa的频率＝q×q=1／2 500，可得q＝1／50，基因A的频率p ＝1一q＝49／50。这样杂合子Aa的基因型频率=2pq＝2×49／50×1／50≈1／25，又考虑到双亲均为杂合子时后代出现隐性纯合子aa的可能性是1／4，由此可算出再生一孩患病的可能性为1／25×1／4=1／100。

答案：C。

变式训练3．已知苯丙酮尿症是位于常染色体上的隐性遗传病。据调查，该病的发病率大约为1/10000，请问在人群中该丙苯酮尿症隐性致病基因（a）的基因频率以及携带此隐性基因的携带者(Aa)基因型频率分别是----------------------------------------（） A．1%和0.99% B．1%和1.98% C．1%和3.96% D．1%和0.198%

例4．玉米的黄粒（R）对白粒（r）是显性。现将纯合的黄色玉米和

白色玉米交杂，得F l全是黄色，F1的黄色玉米自交得F2。让F2代的黄粒玉米之间随机交配，则其子代F3中黄粒与白粒玉米的比为：

A．1：1 B．2：1 C．3：1 D．8：1 解析：解此题用基因频率的方法计算就简单多了。在F2的黄粒玉米中，基因型RR占1／3，Rr占2／3，所以在群体中产生的雌配子基因型有二种即R和r，其中含基因R的配子比例为2／3，含基因r的配子比例为1／3；雄配子中含基因R的配子比例为2／3，含基因r的配子比例为1／3。由于F2代的黄粒玉米之间随机交配，雌雄配子的结合是随机的，可以用下表表示：

黄粒F2的配

子雌配子R（2／

3）

雌配子r（1／

3）

雄配子R （2

／3）

RR（4/9）Rr（2/9）

雄配子r（1

／3）

Rr（2/9）rr（1/9）

从上表可得出子代F3的表现型及比例为：黄粒（RR，Rr）8/9，白粒（rr）1/9。

答案：D。

变式训练4．某豌豆基因型为Dd，让其连续两代自花授粉后，进行人工随机授粉，则随机授粉后的子代中dd占的比例为

---------------------------------------------（）

A．1/4 B．1/9 C．9/64 D．6/64

六、改变基因频率的因素

1、突变

2、自然选择与人工选择

3、遗传漂变

4、杂交

5、同型交配