资源简介

(共34张PPT)
阶段整合与能力提升(五)
概 念 导 图
归纳拓展
基因频率、基因型频率在遗传中的应用
1
主题
1．根据基因型频率(纯合子、杂合子比例)计算基因频率
(1) 常染色体遗传
等位基因中一个基因的频率等于它的纯合子频率与1/2的杂合子频率之和，即A%＝AA%＋1/2Aa%，a%＝aa%＋1/2Aa%。
(2) 伴X染色体遗传
将基因型频率中的百分号去掉，转化为基因型的个数，然后按照基因型个体数计算基因频率。在雌雄个体数相等的情况下还可以根据以下公式计算：某种基因的基因频率＝(2×某种基因雌性纯合子基因型频率＋雌性杂合子基因型频率＋雄性该基因型频率)×(2/3)。
2．根据基因频率计算基因型频率(符合遗传平衡定律的前提下)
(1) 常染色体遗传：设定p、q分别表示基因A和a的频率，根据遗传平衡定律，则基因型AA的频率为p2，基因型Aa的频率为2pq，基因型aa的频率为q2。
(2) 伴X染色体遗传：设XB的频率为p，Xb的频率为q，在雄性群体中、雌性群体中和整个种群中，XB、Xb的基因频率都是p、q，且p＋q＝1。雄性群体中，XBY的频率＝XB的频率＝p，XbY的频率＝Xb的频率＝q；雌性群体中，XBXB的频率＝p2，XbXb＝q2，XBXb＝2pq。由于雌雄数目相等，整个群体中的某基因型频率是雌(雄)性中该基因型频率的1/2。
3．自交和自由交配时基因频率、基因型频率的变化规律
(1) 自交：种群中个体自交时，不改变基因频率，但基因型频率发生改变(纯合子增多，杂合子减少)。若求该种群自交后代的基因型频率，先计算出亲代各种基因型的频率，再在自交后代中统计出各种基因型的频率。
(2) 自由交配(随机交配)：在种群足够大、无基因突变、各种基因型的个体生活力相同时，处于遗传平衡的种群，自由交配遵循遗传平衡定律，上、下代之间种群的基因频率及基因型频率不变。若求这样的种群随机交配一代后的基因型频率，先计算出亲代产生的各种配子的频率，再根据p2、2pq、q2计算出后代的基因型频率。
C
解析：雌性果蝇中，XbXb的频率为Xb频率的平方，即4%(占雌性的4%)，但雌性占总数的1/2，则XbXb的频率为4%×(1/2)＝2%。由于雄性果蝇只有一条X染色体，则雄果蝇的Xb基因频率就是基因型XbY的频率，为20%(占雄性的20%)，但雄性占总数的1/2，则XbY的频率＝20%×(1/2)＝10%。　
若在果蝇种群中，XB的基因频率为80%，Xb的基因频率为20%，雌雄果蝇数相等，理论上XbXb、XbY的基因型频率依次为 (　 )
A．1%、2% B．8%、8%
C．2%、10% D．2%、8%
1
B
解析：已知常染色体上的各基因型的比例，求该种群自交一代后，某基因型或某基因的频率时，不能用遗传平衡定律，要先计算出当代各种基因型的频率，再在自交后代中统计出各种基因型的频率。由于AA＝25%，aa＝39%，可知Aa＝1－25%－39%＝36%。AA个体自交后代的基因型为AA，在整个后代中的频率仍为25%，aa个体的自交后代为aa，在整个后代中的频率仍为39%，Aa的个体自交后代中AA基因型个体占后代总数的1/4，即 36%×(1/4)＝9%。故该群体的个体自交一代，基因型为AA的频率＝25%＋9%＝34%。　
已知某种群中，AA基因型频率为25%，aa基因型频率为39%，则该种群的个体自交一代后，基因型AA的频率为 (　 )
A．50% B．34%
C．25% D．61%
2
D
一个全部由基因型为Aa的豌豆植株组成的种群，经过连续4代自交，获得的子代中，Aa的频率为1/16，AA和aa的频率均为15/32。根据现代生物进化理论，可以肯定该种群在这些年中 (　 　)
①发生了隔离　②发生了基因突变　③发生了自然选择　④发生了隐性性状所占比例的增加　⑤发生了基因型频率的改变
A．①②③ B．②③④
C．③⑤ D．④⑤
3
解析：该种群连续自交，没有发生隔离，①错误；子代基因型频率的改变是由连续自交引起的，没有发生基因突变，②错误；该种群没有发生自然选择，③错误；隐性性状个体的比例由0增加到了15/32，④正确；根据题干信息可知，种群中本来只有Aa个体，后来出现了AA(15/32)、Aa(1/16)、aa(15/32)3种 基因型的个体，说明该种群发生了基因型频率的改变，⑤正确。　
体验真题
1．细胞色素c是细胞中普遍含有的一种蛋白质，其氨基酸序列每2 000万年才发生1%的改变。某些生物与人的细胞色素c氨基酸序列的差异如下表所示。据表推测，与人类亲缘关系最近的是 (　 )
A．响尾蛇 B．金枪鱼
C．果蝇 D．天蚕蛾
A
[合 考 真 题]
生物名称 响尾蛇 金枪鱼 果蝇 天蚕蛾
氨基酸差异/个 14 21 27 31
解析：根据题表信息可知，响尾蛇与人的细胞色素c氨基酸序列的差异为14个，差异最小，与人类亲缘关系最近。
2．某保护区的研究者测定多种鸟类的线粒体基因序列，这为分析不同鸟类的亲缘关系提供 (　 )
A．比较解剖学证据 B．古生物化石证据
C．分子生物学证据 D．胚胎学证据
C
3．某种有翅的昆虫偶尔会突变为残翅和无翅，突变的昆虫在正常情况下很难生存。在经常刮大风的海岛上，有翅的昆虫很难生存；但残翅和无翅昆虫因不能飞行，避免被海风吹到海里淹死而得以生存。下列叙述错误的是 (　 　)
A．生物自发突变频率低 B．变异类型具有多样性
C．突变的利害是相对的 D．自然选择是不定向的
D
解析：自然选择是定向的。
4．调查发现某地区镰状细胞贫血患者(aa)占2%，杂合子(Aa)占40%，其余为正常显性纯合子。该地区人群中a的基因频率为 (　 )
A．21% B．22%
C．24% D．42%
B
解析：镰状细胞贫血患者(aa)占2%，杂合子(Aa)占40%，正常显性纯合子AA占58%，a的基因频率＝ aa基因型频率＋1/2Aa基因型频率＝2%＋(1/2)×40%＝22%，B正确。
5．2023年6月，中国科学家通过基因组分析，揭示了黔金丝猴是由种间杂交形成的新物种，下列叙述错误的是 (　 　)
A．黔金丝猴可产生可育后代
B．川金丝猴与滇金丝猴间无生殖隔离
C．黔金丝猴的出现增加了物种多样性
D．地理隔离是黔金丝猴形成的必要条件
D
解析：由题意可知，黔金丝猴是一个新物种，可产生可育后代，其出现增加了物种多样性，A、C正确；川金丝猴和滇金丝猴可以交配生成黔金丝猴，且黔金丝猴可育，故川金丝猴和滇金丝猴之间无生殖隔离，B正确；生殖隔离是黔金丝猴形成的必要条件，D错误。
B
解析：孟德尔遗传定律适用于真核生物核基因的遗传，线粒体基因属于质基因，A错误；线粒体DNA复制时可能发生突变，为生物进化提供原材料，B正确；地球上最早的生物是细菌，属于原核生物，没有线粒体，C错误；线粒体位于细胞质中，不能通过有丝分裂的方式增殖，D错误。
[高 考 真 题]
1．(广东卷)下列叙述中，能支持将线粒体用于生物进化研究的是 (　 )
A．线粒体基因遗传时遵循孟德尔定律
B．线粒体DNA复制时可能发生突变
C．线粒体存在于各地质年代生物细胞中
D．线粒体通过有丝分裂的方式进行增殖
2．(广东卷) EDAR基因的一个碱基替换与东亚人有更多汗腺等典型体征有关。用M、m分别表示突变前后的EDAR基因，研究发现，m的频率从末次盛冰期后开始明显升高。下列推测合理的是 (　 )
A．m的出现是自然选择的结果
B．m不存在于现代非洲和欧洲人群中
C．m的频率升高是末次盛冰期后环境选择的结果
D．MM、Mm和mm个体的汗腺密度依次下降
C
解析：根据题意，EDAR基因的一个碱基替换导致M突变为m，因此m的出现是基因突变的结果，A不符合题意；根据题意，EDAR基因的一个碱基替换与东亚人有更多汗腺等典型体征有关，因此无法判断m是否存在于现代非洲和欧洲人群中，B不符合题意；自然选择导致基因频率发生定向改变，m的频率从末次盛冰期后开始明显升高，因此m的频率升高是末次盛冰期后环境选择的结果，C符合题意；突变后的EDAR基因(m)使东亚人有更多汗腺，因此推测MM、Mm和mm个体的汗腺密度依次上升，D不符合题意。
3．(广东卷)果蝇外骨骼角质中表皮烃的含量不仅影响果蝇的环境适应能力，也影响果蝇的交配对象选择(如下图)。表皮烃的合成受mFAS基因控制。下列叙述错误的是 (　 　)
A．突变和自然选择驱动果蝇物种A和物种B的形成
B．自然选择使具有低表皮烃性状的果蝇适应
潮湿环境
C．果蝇种群A和种群B交配减少加速了新物种
的形成
D．mFAS基因突变带来的双重效应足以导致生
殖隔离
D
解析：基因突变为进化提供了原材料，自然选择决定了生物进化的方向，隔离是物种形成的必要条件，故自然选择和突变驱动果蝇物种A、物种B的形成，A正确；潮湿环境中，低表皮烃性状的果蝇因更适应环境而被保留，说明自然选择使具有低表皮烃性状的果蝇适应潮湿环境，B正确；果蝇种群A、种群B交配行为减少，两个种群的基因交流受阻，形成生殖隔离，加速了新物种的形成，C正确；mFAS基因突变的双重效应，是一个基因突变的双重效应，还不足以导致生殖隔离，生殖隔离一般是长期进化的结果，D错误。
C
4．(北京卷)蝴蝶幼虫取食植物叶片，萝藦类植物进化出产生CA的能力，CA抑制动物细胞膜上N酶的活性，对动物产生毒性，从而阻止大部分蝴蝶幼虫取食。斑蝶类蝴蝶因N酶发生了一个氨基酸替换而对CA不敏感，其幼虫可以取食萝藦。下列叙述错误的是 (　 )
A．斑蝶类蝴蝶对CA的适应主要源自基因突变和选择
B．斑蝶类蝴蝶取食萝藦可减少与其他蝴蝶竞争食物
C．N酶基因突变导致斑蝶类蝴蝶与其他蝴蝶发生生殖隔离
D．萝藦类植物和斑蝶类蝴蝶的进化是一个协同进化的实例
解析：斑蝶类蝴蝶的N酶发生基因突变，自然选择保留有利变异，使其抗CA而存活，A正确；CA阻止了大部分蝴蝶幼虫取食萝藦，而斑蝶突变后可取食，减少了竞争，B正确；生殖隔离需物种间无法交配或后代不育，仅N酶基因突变未导致生殖隔离，C错误；萝藦与斑蝶类蝴蝶相互影响、协同进化，D正确。　
5．(湖北卷)若在一个随机交配的二倍体生物种群中，偶然出现一个有利突变基因，该突变基因可能是隐性或显性，具有突变表型的个体更容易生存和繁衍。图1与图2是在自然选择下突变基因的频率变化趋势图。
图1 图2
据图分析，下列叙述正确的是 (　 　)
A．图1曲线在1 200代左右时形成了新物种
B．对比图1与图2，推测图1中有利突变基因为隐性　
C．随着世代数的增加，图2曲线的峰值只能接近1，无法等于1
D．图2曲线在200～400代增长慢，推测该阶段含有利基因的纯合子占比少
D
图1 图2
解析：据图分析，图1曲线在1 200代左右时突变基因频率几乎接近1，种群基因频率改变，说明生物进化，但新物种的形成标志是生殖隔离的出现，仅基因频率变化不能直接证明新物种形成，A错误；图1有利突变基因频率上升较快，而图2中突变基因频率缓慢上升且后期稳定，据此推测图1中有利突变基因为显性，即一旦发生突变，杂合子即可表现，B错误；图2曲线突变基因频率缓慢上升且后期稳定，相关突变是隐性突变，由于其更有生存和繁衍优势，显性个体被淘汰，则最终可能导致峰值等于1，C错误；设相关基因是A/a，图2在200～400代增长慢，可能因有利的隐性基因纯合体(aa)占比少，此时选择主要作用于杂合子(Aa)，导致频率上升较慢，D正确。
素养发展
运用进化观解释生物界现象
1
话题
1
——生命观念
英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾。它们夜间活动，白天栖息在树干。杂交实验表明，桦尺蛾的体色受一对等位基因S和s控制，黑色(S)对浅色(s)是显性。
资料一：在19世纪中叶以前，桦尺蛾几乎都是浅色型的，该种群中S基因的频率很低，在5%以下。到了20世纪中叶，黑色型的桦尺蛾却成了常见的类型，S基因的频率上升到95%以上。
资料二：19世纪时，曼彻斯特地区的树干上长满了浅色的地衣。后来，随着工业的发展，工厂排出的煤烟使地衣不能生存，结果树皮裸露并被熏成黑褐色。
回答下列问题：
1．曼彻斯特地区在工业发展的100年时间内，该地区的桦尺蛾种群是否发生了进化？
______________。原因是_____________________________________________ _______________________________。
发生了进化
该地区桦尺蛾的基因频率发生了变化(或S基因的频率从5%以下上升到95%以上)
2．试分别用达尔文进化论和现代生物进化理论解释曼彻斯特地区桦尺蛾进化的原因。
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
达尔文进化论：曼彻斯特地区在工业发展的100年时间内，该地区的桦尺蛾有浅色和黑色的个体，但在被工业污染的环境里浅色的个体容易被天敌捕获，而黑色的个体不容易被捕获，生存并留下后代的机会多，群体中黑色个体就越来越多。现代生物进化理论：因曼彻斯特地区被工业污染后，环境变成以黑褐色为主。浅色的个体容易被天敌捕获，黑色个体不容易被天敌捕获，这样导致黑色(S)基因频率越来越高、浅色(s)基因频率越来越低。最终该地区的桦尺蛾从以浅色为主变成以黑色为主
渐变式物种形成方式
1
话题
2
——科学思维(数据分析、模型与建模)
1．该陆地原来的物种a由许多个体组成，这些个体的总和称为________，这是生物________和________的基本单位。
2．若c的种群过大，将导致____________加剧。
种群
进化
繁殖
生存斗争
3．下表表示将物种a少量个体迁入岛屿1后的遗传测量数据。
年份 第 1 年 第 10 年 第 20 年 第 30 年 第 40 年 第 50 年 第 60 年 … 第
n
年
基因 型频 率 AA% 30 36 36 36 36 36 49 … 81
Aa% 60 48 48 48 48 48 42 … 18
aa% 10 16 16 16 16 16 9 … 1
基因 频率 A% 60 60 60 60 60 60 70 … 90
a% 40 40 40 40 40 40 30 … 10
在物种a迁入岛屿1的前50年内，种群的基因频率保持不变的原因是________________________________________。第1年的基因型频率不同于其他年份的原因是______________________________。50年后岛屿1上的物种a__________(选填“发生了”或“没有发生”)进化，请解释原因：___________ ___________________________________。
少量的物种a个体迁入的岛屿1是理想状态
迁入岛屿1上物种a个体数较少
发生了
50年后岛屿1上的物种a种群基因频率发生了改变阶段整合与能力提升(五)
概 念 导 图
主题　基因频率、基因型频率在遗传中的应用
1．根据基因型频率(纯合子、杂合子比例)计算基因频率
(1) 常染色体遗传
等位基因中一个基因的频率等于它的纯合子频率与1/2的杂合子频率之和，即A%＝AA%＋1/2Aa%，a%＝aa%＋1/2Aa%。
(2) 伴X染色体遗传
将基因型频率中的百分号去掉，转化为基因型的个数，然后按照基因型个体数计算基因频率。在雌雄个体数相等的情况下还可以根据以下公式计算：某种基因的基因频率＝(2×某种基因雌性纯合子基因型频率＋雌性杂合子基因型频率＋雄性该基因型频率)×(2/3)。
2．根据基因频率计算基因型频率(符合遗传平衡定律的前提下)
(1) 常染色体遗传：设定p、q分别表示基因A和a的频率，根据遗传平衡定律，则基因型AA的频率为p2，基因型Aa的频率为2pq，基因型aa的频率为q2。
(2) 伴X染色体遗传：设XB的频率为p，Xb的频率为q，在雄性群体中、雌性群体中和整个种群中，XB、Xb的基因频率都是p、q，且p＋q＝1。雄性群体中，XBY的频率＝XB的频率＝p，XbY的频率＝Xb的频率＝q；雌性群体中，XBXB的频率＝p2，XbXb＝q2，XBXb＝2pq。由于雌雄数目相等，整个群体中的某基因型频率是雌(雄)性中该基因型频率的1/2。
3．自交和自由交配时基因频率、基因型频率的变化规律
(1) 自交：种群中个体自交时，不改变基因频率，但基因型频率发生改变(纯合子增多，杂合子减少)。若求该种群自交后代的基因型频率，先计算出亲代各种基因型的频率，再在自交后代中统计出各种基因型的频率。
(2) 自由交配(随机交配)：在种群足够大、无基因突变、各种基因型的个体生活力相同时，处于遗传平衡的种群，自由交配遵循遗传平衡定律，上、下代之间种群的基因频率及基因型频率不变。若求这样的种群随机交配一代后的基因型频率，先计算出亲代产生的各种配子的频率，再根据p2、2pq、q2计算出后代的基因型频率。
若在果蝇种群中，XB的基因频率为80%，Xb的基因频率为20%，雌雄果蝇数相等，理论上XbXb、XbY的基因型频率依次为(　　)
A．1%、2% B．8%、8%
C．2%、10% D．2%、8%
已知某种群中，AA基因型频率为25%，aa基因型频率为39%，则该种群的个体自交一代后，基因型AA的频率为(　　)
A．50% B．34%
C．25% D．61%
一个全部由基因型为Aa的豌豆植株组成的种群，经过连续4代自交，获得的子代中，Aa的频率为1/16，AA和aa的频率均为15/32。根据现代生物进化理论，可以肯定该种群在这些年中(　　)
①发生了隔离　②发生了基因突变　③发生了自然选择　④发生了隐性性状所占比例的增加　⑤发生了基因型频率的改变
A．①②③ B．②③④
C．③⑤ D．④⑤
[合 考 真 题]
1．细胞色素c是细胞中普遍含有的一种蛋白质，其氨基酸序列每2 000万年才发生1%的改变。某些生物与人的细胞色素c氨基酸序列的差异如下表所示。据表推测，与人类亲缘关系最近的是(　　)
生物名称 响尾蛇 金枪鱼 果蝇 天蚕蛾
氨基酸差异/个 14 21 27 31
A．响尾蛇 B．金枪鱼
C．果蝇 D．天蚕蛾
2． 某保护区的研究者测定多种鸟类的线粒体基因序列，这为分析不同鸟类的亲缘关系提供(　　)
A．比较解剖学证据 B．古生物化石证据
C．分子生物学证据 D．胚胎学证据
3．某种有翅的昆虫偶尔会突变为残翅和无翅，突变的昆虫在正常情况下很难生存。在经常刮大风的海岛上，有翅的昆虫很难生存；但残翅和无翅昆虫因不能飞行，避免被海风吹到海里淹死而得以生存。下列叙述错误的是(　　)
A．生物自发突变频率低 B．变异类型具有多样性
C．突变的利害是相对的 D．自然选择是不定向的
4．调查发现某地区镰状细胞贫血患者(aa)占2%，杂合子(Aa)占40%，其余为正常显性纯合子。该地区人群中a的基因频率为(　　)
A．21% B．22%
C．24% D．42%
5.2023年6月，中国科学家通过基因组分析，揭示了黔金丝猴是由种间杂交形成的新物种，下列叙述错误的是(　　)
A．黔金丝猴可产生可育后代
B．川金丝猴与滇金丝猴间无生殖隔离
C．黔金丝猴的出现增加了物种多样性
D．地理隔离是黔金丝猴形成的必要条件
[高 考 真 题]
1． (广东卷)下列叙述中，能支持将线粒体用于生物进化研究的是(　　)
A．线粒体基因遗传时遵循孟德尔定律
B．线粒体DNA复制时可能发生突变
C．线粒体存在于各地质年代生物细胞中
D．线粒体通过有丝分裂的方式进行增殖
2．(广东卷) EDAR基因的一个碱基替换与东亚人有更多汗腺等典型体征有关。用M、m分别表示突变前后的EDAR基因，研究发现，m的频率从末次盛冰期后开始明显升高。下列推测合理的是(　　)
A．m的出现是自然选择的结果
B．m不存在于现代非洲和欧洲人群中
C．m的频率升高是末次盛冰期后环境选择的结果
D．MM、Mm和mm个体的汗腺密度依次下降
3．(广东卷)果蝇外骨骼角质中表皮烃的含量不仅影响果蝇的环境适应能力，也影响果蝇的交配对象选择(如下图)。表皮烃的合成受mFAS基因控制。下列叙述错误的是(　　)
A．突变和自然选择驱动果蝇物种A和物种B的形成
B．自然选择使具有低表皮烃性状的果蝇适应潮湿环境
C．果蝇种群A和种群B交配减少加速了新物种的形成
D．mFAS基因突变带来的双重效应足以导致生殖隔离
4．(北京卷)蝴蝶幼虫取食植物叶片，萝藦类植物进化出产生CA的能力，CA抑制动物细胞膜上N酶的活性，对动物产生毒性，从而阻止大部分蝴蝶幼虫取食。斑蝶类蝴蝶因N酶发生了一个氨基酸替换而对CA不敏感，其幼虫可以取食萝藦。下列叙述错误的是(　　)
A．斑蝶类蝴蝶对CA的适应主要源自基因突变和选择
B．斑蝶类蝴蝶取食萝藦可减少与其他蝴蝶竞争食物
C．N酶基因突变导致斑蝶类蝴蝶与其他蝴蝶发生生殖隔离
D．萝藦类植物和斑蝶类蝴蝶的进化是一个协同进化的实例
5．(湖北卷)若在一个随机交配的二倍体生物种群中，偶然出现一个有利突变基因，该突变基因可能是隐性或显性，具有突变表型的个体更容易生存和繁衍。图1与图2是在自然选择下突变基因的频率变化趋势图。据图分析，下列叙述正确的是(　　)
图1
图2
A．图1曲线在1 200代左右时形成了新物种
B．对比图1与图2，推测图1中有利突变基因为隐性　
C．随着世代数的增加，图2曲线的峰值只能接近1，无法等于1
D．图2曲线在200～400代增长慢，推测该阶段含有利基因的纯合子占比少
话题1　运用进化观解释生物界现象
——生命观念
英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾。它们夜间活动，白天栖息在树干。杂交实验表明，桦尺蛾的体色受一对等位基因S和s控制，黑色(S)对浅色(s)是显性。
资料一：在19世纪中叶以前，桦尺蛾几乎都是浅色型的，该种群中S基因的频率很低，在5%以下。到了20世纪中叶，黑色型的桦尺蛾却成了常见的类型，S基因的频率上升到95%以上。
资料二：19世纪时，曼彻斯特地区的树干上长满了浅色的地衣。后来，随着工业的发展，工厂排出的煤烟使地衣不能生存，结果树皮裸露并被熏成黑褐色。
回答下列问题：
1．曼彻斯特地区在工业发展的100年时间内，该地区的桦尺蛾种群是否发生了进化？
2．试分别用达尔文进化论和现代生物进化理论解释曼彻斯特地区桦尺蛾进化的原因。
话题2　渐变式物种形成方式
——科学思维(数据分析、模型与建模)
如图是物种形成的一种模式。请分析回答下列问题：
1．该陆地原来的物种a由许多个体组成，这些个体的总和称为__ __，这是生物____和__ __的基本单位。
2．若c的种群过大，将导致__ __加剧。
3．下表表示将物种a少量个体迁入岛屿1后的遗传测量数据。
年份 第 1 年 第 10 年 第 20 年 第 30 年 第 40 年 第 50 年 第 60 年 … 第 n 年
基因 型频 率 AA% 30 36 36 36 36 36 49 … 81
Aa% 60 48 48 48 48 48 42 … 18
aa% 10 16 16 16 16 16 9 … 1
基因 频率 A% 60 60 60 60 60 60 70 … 90
a% 40 40 40 40 40 40 30 … 10
在物种a迁入岛屿1的前50年内，种群的基因频率保持不变的原因是__ __。第1年的基因型频率不同于其他年份的原因是__ __。50年后岛屿1上的物种a__ __(选填“发生了”或“没有发生”)进化，请解释原因：__ __。
阶段整合与能力提升(五)
概 念 导 图
主题　基因频率、基因型频率在遗传中的应用
1．根据基因型频率(纯合子、杂合子比例)计算基因频率
(1) 常染色体遗传
等位基因中一个基因的频率等于它的纯合子频率与1/2的杂合子频率之和，即A%＝AA%＋1/2Aa%，a%＝aa%＋1/2Aa%。
(2) 伴X染色体遗传
将基因型频率中的百分号去掉，转化为基因型的个数，然后按照基因型个体数计算基因频率。在雌雄个体数相等的情况下还可以根据以下公式计算：某种基因的基因频率＝(2×某种基因雌性纯合子基因型频率＋雌性杂合子基因型频率＋雄性该基因型频率)×(2/3)。
2．根据基因频率计算基因型频率(符合遗传平衡定律的前提下)
(1) 常染色体遗传：设定p、q分别表示基因A和a的频率，根据遗传平衡定律，则基因型AA的频率为p2，基因型Aa的频率为2pq，基因型aa的频率为q2。
(2) 伴X染色体遗传：设XB的频率为p，Xb的频率为q，在雄性群体中、雌性群体中和整个种群中，XB、Xb的基因频率都是p、q，且p＋q＝1。雄性群体中，XBY的频率＝XB的频率＝p，XbY的频率＝Xb的频率＝q；雌性群体中，XBXB的频率＝p2，XbXb＝q2，XBXb＝2pq。由于雌雄数目相等，整个群体中的某基因型频率是雌(雄)性中该基因型频率的1/2。
3．自交和自由交配时基因频率、基因型频率的变化规律
(1) 自交：种群中个体自交时，不改变基因频率，但基因型频率发生改变(纯合子增多，杂合子减少)。若求该种群自交后代的基因型频率，先计算出亲代各种基因型的频率，再在自交后代中统计出各种基因型的频率。
(2) 自由交配(随机交配)：在种群足够大、无基因突变、各种基因型的个体生活力相同时，处于遗传平衡的种群，自由交配遵循遗传平衡定律，上、下代之间种群的基因频率及基因型频率不变。若求这样的种群随机交配一代后的基因型频率，先计算出亲代产生的各种配子的频率，再根据p2、2pq、q2计算出后代的基因型频率。
若在果蝇种群中，XB的基因频率为80%，Xb的基因频率为20%，雌雄果蝇数相等，理论上XbXb、XbY的基因型频率依次为(　C　)
A．1%、2% B．8%、8%
C．2%、10% D．2%、8%
解析：雌性果蝇中，XbXb的频率为Xb频率的平方，即4%(占雌性的4%)，但雌性占总数的1/2，则XbXb的频率为4%×(1/2)＝2%。由于雄性果蝇只有一条X染色体，则雄果蝇的Xb基因频率就是基因型XbY的频率，为20%(占雄性的20%)，但雄性占总数的1/2，则XbY的频率＝20%×(1/2)＝10%。　
已知某种群中，AA基因型频率为25%，aa基因型频率为39%，则该种群的个体自交一代后，基因型AA的频率为(　B　)
A．50% B．34%
C．25% D．61%
解析：已知常染色体上的各基因型的比例，求该种群自交一代后，某基因型或某基因的频率时，不能用遗传平衡定律，要先计算出当代各种基因型的频率，再在自交后代中统计出各种基因型的频率。由于AA＝25%，aa＝39%，可知Aa＝1－25%－39%＝36%。AA个体自交后代的基因型为AA，在整个后代中的频率仍为25%，aa个体的自交后代为aa，在整个后代中的频率仍为39%，Aa的个体自交后代中AA基因型个体占后代总数的1/4，即 36%×(1/4)＝9%。故该群体的个体自交一代，基因型为AA的频率＝25%＋9%＝34%。　
一个全部由基因型为Aa的豌豆植株组成的种群，经过连续4代自交，获得的子代中，Aa的频率为1/16，AA和aa的频率均为15/32。根据现代生物进化理论，可以肯定该种群在这些年中(　D　)
①发生了隔离　②发生了基因突变　③发生了自然选择　④发生了隐性性状所占比例的增加　⑤发生了基因型频率的改变
A．①②③ B．②③④
C．③⑤ D．④⑤
解析：该种群连续自交，没有发生隔离，①错误；子代基因型频率的改变是由连续自交引起的，没有发生基因突变，②错误；该种群没有发生自然选择，③错误；隐性性状个体的比例由0增加到了15/32，④正确；根据题干信息可知，种群中本来只有Aa个体，后来出现了AA(15/32)、Aa(1/16)、aa(15/32)3种 基因型的个体，说明该种群发生了基因型频率的改变，⑤正确。　
[合 考 真 题]
1．细胞色素c是细胞中普遍含有的一种蛋白质，其氨基酸序列每2 000万年才发生1%的改变。某些生物与人的细胞色素c氨基酸序列的差异如下表所示。据表推测，与人类亲缘关系最近的是(　A　)
生物名称 响尾蛇 金枪鱼 果蝇 天蚕蛾
氨基酸差异/个 14 21 27 31
A．响尾蛇 B．金枪鱼
C．果蝇 D．天蚕蛾
解析：根据题表信息可知，响尾蛇与人的细胞色素c氨基酸序列的差异为14个，差异最小，与人类亲缘关系最近。
2． 某保护区的研究者测定多种鸟类的线粒体基因序列，这为分析不同鸟类的亲缘关系提供(　C　)
A．比较解剖学证据 B．古生物化石证据
C．分子生物学证据 D．胚胎学证据
3．某种有翅的昆虫偶尔会突变为残翅和无翅，突变的昆虫在正常情况下很难生存。在经常刮大风的海岛上，有翅的昆虫很难生存；但残翅和无翅昆虫因不能飞行，避免被海风吹到海里淹死而得以生存。下列叙述错误的是(　D　)
A．生物自发突变频率低 B．变异类型具有多样性
C．突变的利害是相对的 D．自然选择是不定向的
解析：自然选择是定向的。
4．调查发现某地区镰状细胞贫血患者(aa)占2%，杂合子(Aa)占40%，其余为正常显性纯合子。该地区人群中a的基因频率为(　B　)
A．21% B．22%
C．24% D．42%
解析：镰状细胞贫血患者(aa)占2%，杂合子(Aa)占40%，正常显性纯合子AA占58%，a的基因频率＝ aa基因型频率＋1/2Aa基因型频率＝2%＋(1/2)×40%＝22%，B正确。
5.2023年6月，中国科学家通过基因组分析，揭示了黔金丝猴是由种间杂交形成的新物种，下列叙述错误的是(　D　)
A．黔金丝猴可产生可育后代
B．川金丝猴与滇金丝猴间无生殖隔离
C．黔金丝猴的出现增加了物种多样性
D．地理隔离是黔金丝猴形成的必要条件
解析：由题意可知，黔金丝猴是一个新物种，可产生可育后代，其出现增加了物种多样性，A、C正确；川金丝猴和滇金丝猴可以交配生成黔金丝猴，且黔金丝猴可育，故川金丝猴和滇金丝猴之间无生殖隔离，B正确；生殖隔离是黔金丝猴形成的必要条件，D错误。
[高 考 真 题]
1． (广东卷)下列叙述中，能支持将线粒体用于生物进化研究的是(　B　)
A．线粒体基因遗传时遵循孟德尔定律
B．线粒体DNA复制时可能发生突变
C．线粒体存在于各地质年代生物细胞中
D．线粒体通过有丝分裂的方式进行增殖
解析：孟德尔遗传定律适用于真核生物核基因的遗传，线粒体基因属于质基因，A错误；线粒体DNA复制时可能发生突变，为生物进化提供原材料，B正确；地球上最早的生物是细菌，属于原核生物，没有线粒体，C错误；线粒体位于细胞质中，不能通过有丝分裂的方式增殖，D错误。
2．(广东卷) EDAR基因的一个碱基替换与东亚人有更多汗腺等典型体征有关。用M、m分别表示突变前后的EDAR基因，研究发现，m的频率从末次盛冰期后开始明显升高。下列推测合理的是(　C　)
A．m的出现是自然选择的结果
B．m不存在于现代非洲和欧洲人群中
C．m的频率升高是末次盛冰期后环境选择的结果
D．MM、Mm和mm个体的汗腺密度依次下降
解析：根据题意，EDAR基因的一个碱基替换导致M突变为m，因此m的出现是基因突变的结果，A不符合题意；根据题意，EDAR基因的一个碱基替换与东亚人有更多汗腺等典型体征有关，因此无法判断m是否存在于现代非洲和欧洲人群中，B不符合题意；自然选择导致基因频率发生定向改变，m的频率从末次盛冰期后开始明显升高，因此m的频率升高是末次盛冰期后环境选择的结果，C符合题意；突变后的EDAR基因(m)使东亚人有更多汗腺，因此推测MM、Mm和mm个体的汗腺密度依次上升，D不符合题意。
3．(广东卷)果蝇外骨骼角质中表皮烃的含量不仅影响果蝇的环境适应能力，也影响果蝇的交配对象选择(如下图)。表皮烃的合成受mFAS基因控制。下列叙述错误的是(　D　)
A．突变和自然选择驱动果蝇物种A和物种B的形成
B．自然选择使具有低表皮烃性状的果蝇适应潮湿环境
C．果蝇种群A和种群B交配减少加速了新物种的形成
D．mFAS基因突变带来的双重效应足以导致生殖隔离
解析：基因突变为进化提供了原材料，自然选择决定了生物进化的方向，隔离是物种形成的必要条件，故自然选择和突变驱动果蝇物种A、物种B的形成，A正确；潮湿环境中，低表皮烃性状的果蝇因更适应环境而被保留，说明自然选择使具有低表皮烃性状的果蝇适应潮湿环境，B正确；果蝇种群A、种群B交配行为减少，两个种群的基因交流受阻，形成生殖隔离，加速了新物种的形成，C正确；mFAS基因突变的双重效应，是一个基因突变的双重效应，还不足以导致生殖隔离，生殖隔离一般是长期进化的结果，D错误。
4．(北京卷)蝴蝶幼虫取食植物叶片，萝藦类植物进化出产生CA的能力，CA抑制动物细胞膜上N酶的活性，对动物产生毒性，从而阻止大部分蝴蝶幼虫取食。斑蝶类蝴蝶因N酶发生了一个氨基酸替换而对CA不敏感，其幼虫可以取食萝藦。下列叙述错误的是(　C　)
A．斑蝶类蝴蝶对CA的适应主要源自基因突变和选择
B．斑蝶类蝴蝶取食萝藦可减少与其他蝴蝶竞争食物
C．N酶基因突变导致斑蝶类蝴蝶与其他蝴蝶发生生殖隔离
D．萝藦类植物和斑蝶类蝴蝶的进化是一个协同进化的实例
解析：斑蝶类蝴蝶的N酶发生基因突变，自然选择保留有利变异，使其抗CA而存活，A正确；CA阻止了大部分蝴蝶幼虫取食萝藦，而斑蝶突变后可取食，减少了竞争，B正确；生殖隔离需物种间无法交配或后代不育，仅N酶基因突变未导致生殖隔离，C错误；萝藦与斑蝶类蝴蝶相互影响、协同进化，D正确。　
5．(湖北卷)若在一个随机交配的二倍体生物种群中，偶然出现一个有利突变基因，该突变基因可能是隐性或显性，具有突变表型的个体更容易生存和繁衍。图1与图2是在自然选择下突变基因的频率变化趋势图。据图分析，下列叙述正确的是(　D　)
图1
图2
A．图1曲线在1 200代左右时形成了新物种
B．对比图1与图2，推测图1中有利突变基因为隐性　
C．随着世代数的增加，图2曲线的峰值只能接近1，无法等于1
D．图2曲线在200～400代增长慢，推测该阶段含有利基因的纯合子占比少
解析：据图分析，图1曲线在1 200代左右时突变基因频率几乎接近1，种群基因频率改变，说明生物进化，但新物种的形成标志是生殖隔离的出现，仅基因频率变化不能直接证明新物种形成，A错误；图1有利突变基因频率上升较快，而图2中突变基因频率缓慢上升且后期稳定，据此推测图1中有利突变基因为显性，即一旦发生突变，杂合子即可表现，B错误；图2曲线突变基因频率缓慢上升且后期稳定，相关突变是隐性突变，由于其更有生存和繁衍优势，显性个体被淘汰，则最终可能导致峰值等于1，C错误；设相关基因是A/a，图2在200～400代增长慢，可能因有利的隐性基因纯合体(aa)占比少，此时选择主要作用于杂合子(Aa)，导致频率上升较慢，D正确。
话题1　运用进化观解释生物界现象
——生命观念
英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾。它们夜间活动，白天栖息在树干。杂交实验表明，桦尺蛾的体色受一对等位基因S和s控制，黑色(S)对浅色(s)是显性。
资料一：在19世纪中叶以前，桦尺蛾几乎都是浅色型的，该种群中S基因的频率很低，在5%以下。到了20世纪中叶，黑色型的桦尺蛾却成了常见的类型，S基因的频率上升到95%以上。
资料二：19世纪时，曼彻斯特地区的树干上长满了浅色的地衣。后来，随着工业的发展，工厂排出的煤烟使地衣不能生存，结果树皮裸露并被熏成黑褐色。
回答下列问题：
1．曼彻斯特地区在工业发展的100年时间内，该地区的桦尺蛾种群是否发生了进化？
__发生了进化__。原因是__该地区桦尺蛾的基因频率发生了变化(或S基因的频率从5%以下上升到95%以上)__。
2．试分别用达尔文进化论和现代生物进化理论解释曼彻斯特地区桦尺蛾进化的原因。
__达尔文进化论：曼彻斯特地区在工业发展的100年时间内，该地区的桦尺蛾有浅色和黑色的个体，但在被工业污染的环境里浅色的个体容易被天敌捕获，而黑色的个体不容易被捕获，生存并留下后代的机会多，群体中黑色个体就越来越多。现代生物进化理论：因曼彻斯特地区被工业污染后，环境变成以黑褐色为主。浅色的个体容易被天敌捕获，黑色个体不容易被天敌捕获，这样导致黑色(S)基因频率越来越高、浅色(s)基因频率越来越低。最终该地区的桦尺蛾从以浅色为主变成以黑色为主__。
话题2　渐变式物种形成方式
——科学思维(数据分析、模型与建模)
如图是物种形成的一种模式。请分析回答下列问题：
1．该陆地原来的物种a由许多个体组成，这些个体的总和称为__种群__，这是生物__进化__和__繁殖__的基本单位。
2．若c的种群过大，将导致__生存斗争__加剧。
3．下表表示将物种a少量个体迁入岛屿1后的遗传测量数据。
年份 第 1 年 第 10 年 第 20 年 第 30 年 第 40 年 第 50 年 第 60 年 … 第 n 年
基因 型频 率 AA% 30 36 36 36 36 36 49 … 81
Aa% 60 48 48 48 48 48 42 … 18
aa% 10 16 16 16 16 16 9 … 1
基因 频率 A% 60 60 60 60 60 60 70 … 90
a% 40 40 40 40 40 40 30 … 10
在物种a迁入岛屿1的前50年内，种群的基因频率保持不变的原因是__少量的物种a个体迁入的岛屿1是理想状态__。第1年的基因型频率不同于其他年份的原因是__迁入岛屿1上物种a个体数较少__。50年后岛屿1上的物种a__发生了__(选填“发生了”或“没有发生”)进化，请解释原因：__50年后岛屿1上的物种a种群基因频率发生了改变__。

展开更多......

收起↑