种群基因频率的改变与生物进化

第第 2 2 节节 现代生物进化理论的主要内容一现代生物进化理论的主要内容一 种群基因频率的改变与种群基因频率的改变与 生物进化生物进化 典例导悟 典例 1 下列关于基因频率 基因型频率与生物进化的叙述正确的是 A 一个种群中 控制一对相对性状的各种基因型频率的改变说明物种在不断进化 B 一个种群中 控制一对相对性状的基因频率之和为 1 C 基因型为 Aa 的个体自交后代所形成的种群中 A 基因的频率大于 a 基因的频率 D 因色盲患者中男性数量大于女性 所以男性群体中色盲的基因频率大于女性群体 思路点拨 本题考查基因频率 基因型频率与生物进化的关系 应从以下几个方面入手 分析 自主解答 选 B 生物进化的实质为种群基因频率的改变 基因频率是指在一个种群基 因库中 某个基因与全部等位基因数的比率 控制一对相对性状的基因频率和为 1 适应 环境的个体得到保留 它可以是隐性基因控制的性状 也可以是显性基因控制的性状 所 以无法判断是 A 还是 a 的基因频率高 由于男性中只有一条 X 染色体 色盲为伴 X 隐性 遗传病 故男性患色盲的几率大于女性 但是色盲基因在男性群体和女性群体中基因频率 是相同的 互动探究 选项 C 中 若 Aa 自交后代中 aa 失去交配能力 基因频率如何变化 提示 A 基因频率上升 a 基因频率下降 典例 2 2009 上海高考 某小岛上原有果蝇 20 000 只 其中基因型 VV Vv 和 vv 的 果蝇分别占 15 55 和 30 若此时从岛外入侵了 2 000 只基因型为 VV 的果蝇 且所 有果蝇均随机交配 则 F1 中 V 的基因频率约是 A 43 B 48 C 52 D 57 规范解答 选 B 本题考查基因频率相关计算的方法 分析如下 变式训练 某工厂有男女职工各 200 名 对他们进行调查时发现 女性色盲基因的携带 者为 15 人 患者 5 人 男性患者 11 人 那么这个群体中色盲基因的频率为 A 8 B 10 C 6 D 11 7 解析 选 C 由于男性个体中只含有一条 X 染色体 所以 Xb 的基因频率为 100 6 学业达标训练 1 下列关于基因库的描述中 错误的是 A 基因库是一个种群的全部个体所含的全部基因 B 生物个体总是要死亡的 但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传 C 种群中每个个体含有种群基因库中的全部基因 D 基因突变可改变基因库的组成 解析 选 C 基因库是一个种群的全部个体所含的全部基因 由于不同个体之间在基因 上具有差异 所以每个个体是不可能含有种群基因库中的全部基因的 种群是生物繁殖的 基本单位 所以基因库不会因个体死亡而消失 应代代相传 可遗传的变异均可能改变基 因库的组成 2 如图表示某个种群基因型的组成情况 A a 为一对等位基因 则该种群中 a 的基因频率 是 A 0 11 B 0 4 C 0 5 D 0 55 解析 选 C 由图中可知 AA Aa aa 1 1 1 所以 a 的基因频率为 3 2010 南通高一检测 人工养殖了一群鸡 下列措施不会造成该鸡群基因库发生变化 的是 A 淘汰鸡群中体质较弱的个体 B 从外地引进新的品种加入鸡群 C 将该鸡群置于条件与原来不同的环境中饲养 D 让该鸡群中的雌 雄个体自由交配繁殖后代 解析 选 D 基因库包括种群内所有个体的全部基因 所以只要有外界环境的变化 对 种群进行定向选择 使部分个体被淘汰 或加入新品种都会导致基因库发生变化 4 2010 株洲高一检测 下列关于基因频率与生物进化关系的叙述 正确的是 A 种群基因频率的改变不一定引起生物的进化 B 只有在新物种形成时 才发生基因频率的改变 C 生物进化的实质是种群基因频率的改变 D 生物性状的改变一定引起生物的进化 解析 选 C 生物进化的实质是种群基因频率的改变 只要基因频率发生改变则生物一 定在进化 生物的性状受基因和外界环境的共同作用 性状变了基因不一定改变 所以基 因频率不一定改变 生物也不一定在进化 5 对现代生物进化理论的认识 不正确的是 A 种群是进化的基本单位 B 自然选择决定种群基因频率发生改变的方向 C 突变和基因重组产生进化的原材料 D 自然选择决定种群内基因突变发生的频率和方向 解析 选 D 种群是生物进化的基本单位 个体会产生各种各样的变异 它为自然选择 提供了原材料 自然选择是定向的 而变异是不定向的 6 某豌豆的基因型为 Aa 让其连续自交三代 其后代中 a 基因的频率是 A 12 5 B 25 C 50 D 75 解析 选 C 由 Aa 自交一代后 AA 与 aa 所占比例相同 各占 而 Aa 占 不管连续自交 多少次 AA 与 aa 的比例都是相同的 由于 Aa 中基因 A 与基因 a 比例相同 所以 A 与 a 的 频率均为 50 7 果蝇是常用的遗传学研究的实验材料 据资料显示 果蝇约有 104 对基因 现有一黑腹 果蝇的野生种群 约有 107 个个体 请分析回答以下问题 1 该种群的全部个体所含有的全部基因统称为种群的 经观察 该种群中果蝇有多种多样的基因型 分析其产生原因 是在突变过程中产 生的 通过有性生殖过程中的 而产生的 使种群中产生了大量的可遗传的 其产生的方向是 它们都能为生物进化提供 2 假定该种群中每个基因的突变率都是 10 5 那么在该种群中每一代出现的基因突变 数约是 3 随机从该种群中抽出 100 只果蝇 测知基因型 AA 灰身 35 只 Aa 灰身 60 只 aa 黑身 5 只 请问 A 基因的基因频率为 a 基因的基因频率为 4 通过对果蝇及其他生物的群体遗传学的研究 可得出生物进化的基本单位是 生物进化的实质是 解析 1 突变和基因重组提供生物进化的原材料 基因突变产生等位基因 基因重组 会使生物产生多样性 但它们都是不定向的 2 由于每个个体含有约 2 104 个基因 每个基因的突变率为 10 5 而整个种群中含有 的个体约为 107 所以突变数目约为 2 104 10 5 107 2 106 个 3 65 由于 A 与 a 两者基因频率之和为 1 所以 a 基因的基因频率为 35 4 生物进化的实质即为种群基因频率的改变 答案 1 基因库 等位基因 基因重组 变异 不定向的 原材料 2 2 106 个 3 65 35 4 种群 种群基因频率的改变 素能综合检测 一 选择题 本题包括 6 小题 每小题 3 分 共 18 分 1 关于生物进化过程的正确表述是 A 某种群中新产生的等位基因的频率一定逐渐增多 B 若某种群中基因频率发生变化 则该种群一定发生进化 C 生物的表现型和基因型一定随着个体的死亡而消失 D 在环境条件保持稳定的前提下 种群的基因频率不会发生变化 解析 选 B 种群是生物进化的基本单位 种群中存在着各种变异 在环境条件保持稳 定的前提下 种群的基因频率也可以发生变化 在产生的变异性状中 若适应环境其基因 频率会增大 2 2010 杭州高一检测 在一个基因库中 显性基因和隐性基因的比例相等 如果每一 代隐性基因型的个体都不能产生后代 则 A 对基因型的比例影响很小 B 会降低隐性基因的比例 C 会使隐性基因灭绝 D 会提高杂合子的比例 解析 选 B 由于 aa 个体不能产生后代 所以后代中 a 的基因频率降低 又由于 Aa 个 体具有繁殖能力 所以 a 基因不可能消失 3 由于真菌传染而使某森林所有树的颜色都变成灰白色 多年以后 不同颜色的蛾类增长 率最可能的结果是 解析 选 D 环境对生物进行自然选择 由于所有的树的颜色都变成了灰白色 所以在 生存斗争中 体色与环境色彩相近的蛾类易于生存下来 并产生子代个体 这种情况逐代 进行就会使个体中体色与环境色彩相近的个体数越来越多 但由于变异是不定向的 所以 在群体中可能还会有棕色等其他颜色的个体存在 4 2010 惠州高一检测 在调查某小麦种群时发现 T 抗锈病 对 t 易感锈病 为显性 在自然情况下该小麦种群可以自由交配 据统计 TT 为 20 Tt 为 60 tt 为 20 该小 麦种群突然大面积感染锈病 致使全部的易感锈病小麦在开花之前全部死亡 计算该小麦 在感染锈病之前与感染锈病之后基因 T 的频率分别是多少 A 50 和 50 B 50 和 62 5 C 62 5 和 50 D 50 和 100 5 2008 山东高考 下列与生物进化相关的描述 正确的是 A 进化总是由突变引起的 B 进化时基因频率总是变化的 C 变异个体总是适应环境的 D 进化改变的是个体而不是群体 解析 选 B 突变和基因重组为生物进化提供了原材料 突变是不定向的 自然选择导 致基因频率发生定向变化 决定了进化的方向 进化的结果是使种群的适应性进一步增强 进化过程中 种群的基因频率是处于不断变化中的 6 普通栽培稻是由普通野生稻进化而来的 以下叙述正确的是 多选 A 普通野生稻在进化过程中丧失了部分遗传多样性 B 普通野生稻的遗传变异决定了普通栽培稻的进化方向 C 落粒性突变对普通野生稻有利 对普通栽培稻不利 D 普通野生稻含有抗病虫基因 是水稻育种的有用资源 解析 选 A D 自然选择决定生物进化的方向 落粒性突变有利于种群的扩散 对普 通野生稻和普通栽培稻的生存都是有利的 二 非选择题 本题包括 2 小题 共 32 分 7 14 分 思维拓展题 原产某地的一年生植物 a 分别引种到低纬度和高纬度地区种植 很多年以后移植到原产地 开花植株比例如图所示 回答下列问题 1 现代生物进化理论认为 是生物进化的基本单位 决定生物进 化的方向 2 在对 b 植物的某一种群进行的调查中 发现基因型为 DD 和 dd 的植株所占的比例分 别为 10 和 70 各种基因型个体生存能力相同 第二年对同一种群进行的调查中 发 现基因型为 DD 和 dd 的植株所占的比例分别为 4 和 64 在这一年中 该植物种群是否 发生了进化 理由是 3 预测上述 b 植物中 D 基因频率可能会如何变化 4 若要使 c 植物的后代基因频率维持在这一理想状态下 除了具有庞大的种群外 还应 具有哪些条件 解析 1 种群是生物进化的基本单位 自然选择决定生物进化的方向 2 生物进化的实质为种群基因频率的变化 若种群基因频率不变则生物没有进化 3 根据自然选择的不同可以分为三种情况 即上升 不变 下降 4 基因频率维持不变的条件有 种群足够大 没有迁入和迁出 没有基因突变 自然选择不起作用 个体间自由交配 答案 1 种群 自然选择 2 否 种群基因频率没有变化 3 若 D 控制的性状更能适应环境 则 D 基因频率上升 若 D 控制的性状对环境适应性差 则 D 基因频率下降 若环境对各性状无选择作用 则 D 基因频率不变 4 没有迁入和迁出 自然选择不起作用 个体间自由交配 无基因突变 实验 探究 8 18 分 自然选择学说的创立 为生物进化提供了可行性的依据 阅读以下材料 材料一 科学家做了下面的实验 把家蝇分成多组 每组再分为 A B 两部分 用 DDT 处理每组的 A 部分 B 部分不接触 DDT 处理后选死亡率最低的那一组的 B 部分饲养繁殖 再把后代 分成许多组 每组分成 A B 两部分 重复上述实验 这样一代一代选择下去 就可以从 B 部分选出强抗药性的家蝇 材料二 镰刀型细胞贫血症患者在幼年时期会夭折 但在疟疾流行的地区 镰刀型细胞贫血症基因 的携带者对疟疾的感染率比正常人低得多 现对 A B 两地区进行调查 其中 B 地区流行 疟疾 回答下列问题 1 材料一的实验说明 抗药性的出现是 的结果 DDT 起 作用 是不定向的 是定向的 2 材料一中 若家蝇的长翅 T 对残翅 t 为显性 长肢 R 对短肢 r 为显性 在 随机交配后 表现型比例为长翅长肢 63 长翅短肢 21 残翅长肢 12 残翅短肢为 4 则基因型为 TT 和 TTRR 的个体所占的比例分别为 3 材料二中 A 地区人群中各种基因型比例如下图 计算 A 地区中 A 的基因频率为 画出 B 地区人群中各种基因的大致比例图 镰刀型细胞贫血症的出现反映了基因对性状控制的途径是 通过上述材料充分说明了生物进化的实质为 解析 本题主要考查了变异与自然选择的关系 及基因频率的相关计算 1 由于每组中的 B 部分以及重复多次后 它自始至终没有接触过 DDT 而其中有较多 的抗药性个体 说明抗药性的出现不是来自于 DDT 的诱导 DDT 对其有选择作用 2 此题的突破点为随机交配 说明不会改变基因频率 可用遗传平衡定律来解题 由题 干中数据可知短肢 rr 个体占 25 残翅 tt 个体占 16 则 t 的基因频率为 40 r 的基因频率为 50 故 TT 个体所占比例为 T 60 T 60 36 而 TTRR 个体所占 比例为 60 T 60 T 50 R 50 R 9 3 由图中数据可知 A 的基因频率为 Aa 对疟疾有较强抗性 所以 Aa 个体所占比例最大 AA 对疟疾抗病能力弱故所占比例 较小 aa 个体既是镰刀型细胞贫血症患者又对疟疾无抗性故比例最小 镰刀型细胞贫血症是血红蛋白结构改变 而直接引起的一种疾病 答案 1 基因突变 选择 基因突变 自然选择 2 36 9 3 94 通过控制蛋白质的结构直接控制性状 种群基因频率的定向改变 精品题库 1 在一次大风暴后 有人搜集了 100 只受伤的麻雀 把它们饲养起来 结果活下来 64 只 在死去的个体中 大部分是个体比较大 变异类型特殊的 下列有关叙述正确的是 A 突变和基因重组决定生物进化的方向 B 自然选择会改变种群的基因频率 C 特殊的变异类型都是不利的 D 不产生变异的生物才能生存 解析 选 B 突变和基因重组为生物的进化提供原材料 这种变异是不定向的 可能是 有利的 也可能是有害的 产生有利变异的个体存活下来 产生不利变异的个体会在自然 选择中被淘汰 自然选择的过程就是种群基因频率发生变化的过程 2 据调查 某小学的学生中基因型比率为 X X X Xb XbXb XBY XbY 44 5 1 43 则 Xb 的基因频率为 A 13 2 B 5 C 14 D 9 3 解析 选 D 由于 XBY XbY 中分别只有一个 XB Xb 在计算时不能乘以 2 所以 Xb 的基因频率 3 2009 三亚模拟 某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为 1 色盲在男性中的发 病率为 7 现有一对表现正常的夫妇 妻子为该常染色体遗传病致病基因和色盲致病基 因携带者 那么他们所生小孩同时患上述两种遗传病的概率是 A 9 800 B 1 22 C 7 2 200 D 1 88 解析 选 D 本题主要考查与基因频率相关计算的方法 分析如下 设某隐性遗传病是由 a 基因控制的 4 下列关于种群的说法中错误的是 A 一个种群中的个体间是相互影响的 B 一个种群中存在着年龄 性别不同的各种生物个体 C 对一个种群有利的环境 可能对另一个种群是不利的 D 种群中的个体在不断死亡 但基因库却能保持和发展 解析 选 B 一个种群内的个体是属于同一物种的 它们之间存在着个体差异 它们之 间相互影响 并可相互交配而不断繁衍 不同种群对环境的适应能力存在