文档内容
6.3 种群基因组成的变化与物种的形成
核心知识梳理
一、种群和种群基因库
（1）种群：生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。种群是生物进化的基
本单位。
（2）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。
（3）基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值。
基因频率＝×100%。
（4）基因型频率：在一个种群中，特定基因型的个体占种群全部个体的比值。
特定基因型的个体数
总个体数
基因型频率＝ ×100%。
（5）种群基因频率的计算：
1．若某基因在常染色体上或X、Y染色体同源区段上，则
基因频率＝×100%。
2．若某基因只出现在X染色体上，则基因频率＝×100%。
3.根据基因型频率计算基因频率的方法(针对位于常染色体上或X、Y染色体同
源区段上的基因)：A的基因频率＝AA的基因型频率＋Aa的基因型频率；a的基
因频率＝aa的基因型频率＋Aa的基因型频率。
4.根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率
前提：在理想种群中。(1)种群足够大。(2)所有雌、雄个体之间自由交配
并产生后代。(3)没有迁入和迁出。(4)没有自然选择。(5)没有基因突变。
计算公式：当等位基因只有两个(设为A、a)时，设p表示A的基因频率，q
表示a的基因频率，则：基因型 AA的频率＝p2；基因型Aa的频率＝2pq；基因
型aa的频率＝q2；(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1。若已知某种纯合子的基因型频率，
即可直接开方求出相应基因的频率。
5.运用男性基因型频率计算该地区X染色体上基因频率：(以红绿色盲为例)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，男性中色盲占
x%，则此地区Xb(男性中的＝女性中的＝人群中的)的基因频率也为x%，此地区
女性中色盲率则为(x%)2。
二、种群基因频率的变化
(1)可遗传的变异来源
(2)可遗传变异的形成、特点和作用：①形成：a.基因突变产生新的等位基因；b.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。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，不能决定生物进化的
方向。
(3)变异的有利和有害是相对的，是由生存环境决定的。
三、自然选择对种群基因频率变化的影响
（1）自然选择决定生物进化的方向
（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）进化的实质是种群基因频率的改变。
四、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）设计思路:分区→接种→加样→培养→观察记录→初筛→重复筛选。
（3）实验结果和结论
结果:与区域①相比,区域②③④纸片周围会出现抑菌圈;区域②③④抑菌圈
的平均直径逐代减小。结论:①细菌耐药性的出现是发生了可遗传的变异的结果;
②抗生素的选择作用导致耐药菌的比例逐渐升高。
（4）实验操作的注意事项
1.无菌操作:培养皿、涂布器、纸片、镊子必须进行灭菌处理;实验过程中
要防止杂菌的污染,如在培养过程中,将培养皿倒置,可防止皿盖上的水珠落入培
养基而造成杂菌污染;实验结束后,应将耐药菌、纸片、培养基等进行高温灭菌
处理,以防止耐药菌扩散。
2.涂布菌液时,要尽量使接种的细菌均匀分布,这样可以减小实验误差。
3.由于突变的低频性,一次筛选不一定能得到耐药菌,故要连续培养。
五、隔离与物种的概念
物种：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。隔离：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。包括
生殖隔离和地理隔离两种类型。生殖隔离：不同物种之间一般是不能相互交配
的，即使交配成功,也不能产生可育的后代。地理隔离：同种生物由于地理障碍
而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。
六、物种的形成
（1）物种形成的三个环节
（2）物种形成的三大模式
（3）“新物种”必须具备两个条件：1.与原物种间已形成生殖隔离(不能杂交
或能杂交但后代不育)。2.物种必须是可育的。如三倍体无子西瓜、骡均不可称
为“物种”，因为它们均是“不育”的，而四倍体西瓜相对于二倍体西瓜则是
“新物种”，因为它与二倍体西瓜杂交产生的子代(三倍体西瓜)不育，意味着
二者之间已产生生殖隔离，故已成为另一类物种。
（4）物种形成与生物进化的关系
内容 物种形成 生物进化
标志 生殖隔离出现 种群基因频率改变
变化后生物与原生物的 属于不同物种 可能属于一个物种关系
生物进化的实质是种群基因频率改变，这种改变可
二者关系 大可小，不一定会突破物种的界限，生物进化不一
定导致新物种的形成
课后培优练
培优第一阶——基础过关练
1．2022年北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”，大熊猫是其设计原型。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。现在一个较大的熊猫种
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%，则下列有关说法正确的是（ ）
A．大熊猫种群中全部B和b的总和构成其基因库
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熊猫概率为
57.1%
D．在自然选择中，直接受选择的是大熊猫的基因型
2．控制果蝇眼色（红眼、白眼）的基因仅位于X染色体上，某果蝇种群足够大，
雌雄比例约为1∶1，个体间自由交配，自然选择对果蝇眼色没有影响，不发生
基因突变，没有迁入和迁出等；其中白眼雄果蝇（XaY）占5%，下列有关分析
错误的是（ ）
A．可以估算该种群中白眼雌果蝇占2．5%
B．若以上条件不变，在眼色这一性状上该种群不会发生进化
C．该种群Xa的基因频率是10%
D．该种群下一代，关于眼色的基因频率和基因型频率可能都不会发生改变
3．现代生物技术能利用可遗传的变异来改变生物的遗传性状。下列有关叙述正
确的是（ ）
A．人工诱变因突变率的提高而实现了定向变异
B．基因频率的改变不一定引起生物的进化
C．基因突变和基因重组都不能决定生物进化的方向
D．只有基因突变能改变种群的基因频率
4．哈代一温伯格定律的重要推论是∶等位基因频率一代代保持不变，在随机交
配且配子频率为p和q的情况下，基因型为AA、Aa和aa的合子的频率分别是p2、2pq、q2，相关曲线如图所示，以下说法正确的是（ ）
A．自然状态下，豌豆子代基因型概率的遗传也遵循哈代一温伯格定律
B．依据哈代一温伯格定律，由ⅠA、ⅠB、i复等位基因决定的ABO血型中，任
何一种杂合子的频率=2×两种等位基因频率之积
C．依据哈代一温伯格定律可以推论出∶对于稀有等位基因而言，杂合子频率接
近于稀有基因纯合子的频率
D．在一个种群中，等位基因A－a（A对a完全显性）位于常染色体上，显性性
状个体占36%，依据哈代一温伯格定律该种群中Aa的出现的概率为48%
5．奠基者效应指某种群最初只有少数个体由甲地迁至乙地处建立，经一段时间
的繁衍，虽然个体数增加，但乙地区该种群却未发生进化，下列有关解释最合
理的是（ ）
A．该种群的基因库未发生变化
B．该种群的基因频率未发生改变
C．该种群的基因未发生变异
D．该种群经过自然选择只存活纯合子个体
6．玉米的高秆（H）对矮秆（h）为显性。现有若干H基因频率不同的玉米群体，
在群体足够大且没有其他因素干扰时，每个群体内随机交配一代后获得F1。各
F1中基因型频率与H基因频率（p）的关系如下图。下列分析不正确的是（
）A．0X2
B．a的基因频率（1-Y1）<（1-Y2）
C．春季Aa的基因型频率为2Y1（1-Y1）
D．秋季AA的基因型频率为2Y2-X2
10．埃及斑蚊是传播某种传染病的媒介。某地区在喷洒杀虫剂后，斑蚊种群数
量减少了99％。但一年后，该种群又恢复到原来的数量，此时再度喷洒相同的
杀虫剂后，仅杀死了40％的斑蚊。对此现象的正确解释是（ ）
A．杀虫剂导致斑蚊基因突变，产生抗药性基因
B．斑蚊体内累积的杀虫剂增加了自身的抗药性
C．杀虫剂的选择作用提高了种群抗药基因的频率
D．使用杀虫剂的第一年斑蚊种群没有基因突变
11．几维鸟身材粗短，嘴长而尖，腿部强壮却没有翅膀，主要生活在太平洋南
部新西兰岛的灌木丛和密林中（新西兰岛远离澳洲、亚洲和非洲大陆）。研究
发现，几维鸟的原始祖先迁移到新西兰后，由于缺乏地面天敌（主要是蛇和哺
乳类动物），在长期的进化过程中翅膀逐渐退化消失，最终形成了新的物种。
下列相关叙述正确的是（ ）
A．定向的基因突变和基因重组，导致几维鸟的祖先在进化过程中翅膀逐渐变短
B．在缺乏地面天敌的环境中，短翅个体可节约更多能量用于生长发育和繁殖
C．几维鸟的进化历程可证明长期地理隔离必将导致生殖隔离和新物种的形成
D．当生存环境未发生明显改变时，几维鸟种群中的各类基因频率都将保持不变
12．依据现代生物进化理论，下列有关生物变异和进化的叙述，正确的是（
）
A．染色体变异不能为所有生物的进化提供原材料
B．理论上，没有自然选择的作用，基因重组不会导致基因频率发生改变
C．滥用抗生素造成细菌产生抗药性突变，同时抗生素的选择作用能增强其抗药
性
D．新物种形成的标志是生殖隔离，地理隔离是新物种形成的必经途径13．下列关于英国曼彻斯特地区受工业发展影响，桦尺蠖黑化现象的叙述正确
的是（ ）
A．桦尺蠖变异的不定向性导致该种群朝着不同的方向进化
B．工业污染导致桦尺蠖种群发生了黑色的变异
C．桦尺蠖黑化后种群基因频率改变了，与原来灰尺蠖一定属于不同物种
D．桦尺蠖黑化现象对该种群来说不一定一直属于有利的变异
14．两种亚麻L．peremne（♀）×L．austrianum（♂）杂交可得成熟的杂种
胚，但胚不能穿破种皮，因此种子不能萌发。若人为剥掉种皮则可长成健壮可
育植株，反交所得杂种胚不能充分成熟，但若把胚从胚乳中取出，在培养液中
培养，就能完成胚胎发育并长成健壮可育植株，上述现象称为杂种不活。下列
相关叙述错误的是（ ）
A．正交结果表明两亲本属于同一个物种
B．反交结果表明胚乳可能不能为胚提供营养
C．两种亚麻在一定条件下也可实现基因交流
D．杂种不活属于生殖隔离的一种类型
15．近来，媒体常报道一种耐药性强的“超级细菌”，抗生素药物对它不起作
用，病人会因感染该细菌而引起炎症、高烧、痉挛、昏迷甚至死亡。这种细菌
的可怕之处并不在于它对人体的杀伤力，而是它对普通杀菌药物——抗生素的
抵抗能力非常强。下列说法正确的是（ ）
A．长期滥用抗生素会导致超级细菌发生耐药性变异
B．抗生素的滥用会导致人类肠道中细菌的耐药性不断增强
C．超级细菌和普通细菌是两个物种，染色体是超级细菌遗传物质的主要载体
D．超级细菌可通过无丝分裂进行快速增殖
16．许多动物在不同生活季节数量有很大差异：春季繁殖，夏季数量增加到最
多，到了冬季，由于寒冷、缺少食物等原因而大量死亡．第二年春季，由残存
的少量个体繁殖增多，形成一个如图所示瓶颈模式，图中●为抗药性个体，瓶
颈部分表示动物数量减少的时期，据图分析，正确的是（ ）
A．突变和基因重组决定了该种群生物进化的方向B．在图中所示的三年间因为基因频率发生变化，该种群进化形成了新物种
C．在使用杀虫剂诱发抗药基因的产生，使抗药性基因的频率增加
D．变异的有利或有害取决于环境的变化
17．金鱼系野生鲫鱼经长期人工选育而成，是中国古代劳动人民智慧的结晶。
现有形态多样、品种繁多的金鱼品系。自然状态下，金鱼能与野生鲫鱼杂交产
生可育后代。下列叙述错误的是（ ）
A．金鱼与野生鲫鱼属于同一物种
B．人工选择使鲫鱼发生变异，产生多种形态
C．鲫鱼进化成金鱼的过程中，有基因频率的改变
D．人类的喜好影响了金鱼的进化方向
培优第三阶——高考沙场点兵
18．雄性缝蝇的求偶方式有：①向雌蝇提供食物；②用丝缕简单缠绕食物后送
给雌蝇；③把食物裹成丝球送给雌蝇；④仅送一个空丝球给雌蝇。以上四种方
式都能求偶成功。下列叙述错误的是（ ）
A．求偶时提供食物给雌蝇有利于其繁殖，是一种适应性行为
B．④是一种仪式化行为，对缝蝇繁殖失去进化意义
C．③是雌蝇对雄蝇长期选择的结果
D．④可能由③进化而来
19．根据现代生物进化理论，下列说法正确的是 （ ）
A．自然选择决定了生物变异和进化的方向
B．生物进化的实质是种群基因型频率的改变
C．种群内基因频率的改变在世代间具有连续性
D．种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小
20．下列关于遗传漂变和自然选择的叙述，正确的是（ ）
A．遗传漂变在大种群中更易发生
B．遗传漂变能产生新的可遗传变异
C．遗传漂变和自然选择不都是进化的因素
D．遗传漂变和自然选择均可打破遗传平衡
21．下图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群a1和
a2，经过漫长的进化，分别形成新物种b和c。在此进程中的某一时刻，a1种
群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布，向d方向进化。下列有关叙述正确
的是（ ）A．b和d存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离
B．c和d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离
C．a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，则b和d是同一物种
D．a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，则c和d是不同物种
22．下列关于自然选择的叙述，错误的是（ ）
A．自然选择是生物进化的重要动力
B．自然选择加速了种群生殖隔离的进程
C．自然选择获得的性状都可以通过遗传进行积累
D．自然选择作用于对个体存活和生殖有影响的变异性状
