教辅同步 现代生物进化理论的主要内容

第2节现代生物进化理论的主要内容1.种群是生物进化的基本单位。1.种群是生物进化的基本单位。2．突变和基因重组产生生物进化的原材料。3．自然选择决定生物进化的方向。4．隔离是物种形成的必要条件。5．生物进化的实质是种群基因频率的定向改变。6．共同进化导致生物多样性的形成。7．生物多样性主要包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次的内容。8．生物进化理论不会停滞不前，而是在不断发展。一、种群是生物进化的基本单位1．种群(1)概念：①三个要素eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a.生活在一定区域,b.同种生物,c.全部个体))②实例：一片草地的所有蒲公英。(2)特点：种群中的个体彼此间通过繁殖将各自的基因传给后代。2．种群基因库与基因频率[填图]二、突变和基因重组产生进化的原材料1．可遗传变异的来源eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(突变\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(基因突变,染色体变异)),基因重组))2．可遗传变异的形成、特点和作用(1)形成：①基因突变产生等位基因。②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。三、自然选择决定生物进化的方向1．原因：不断淘汰发生不利变异的个体，选择积累发生有利变异的个体。2．实质：种群的基因频率发生定向改变。四、隔离与物种的形成1．隔离与物种(1)物种：概念eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(条件\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(自然状态下,能相互交配)),结果：产生可育后代))(2)隔离：①概念：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。②常见类型：[填表]项目类型发生范围结果生殖隔离不同物种间a.不能互相交配b.即使交配成功，也不能产生可育后代地理隔离同种生物使种群间不能发生基因交流2．隔离在物种形成中的作用(1)新物种的形成过程：(2)结论：隔离是形成新物种的必要条件。五、共同进化与生物多样性的形成1．共同进化(1)概念：(2)实例eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①开花植物与传粉动物互助互利,②捕食者与被捕食者相互选择))2．生物多样性的形成3．生物进化理论在发展(1)观点一：①基因突变对生物适应性的影响并不是非益即害或非害即益的，大量的基因突变是中性的。②决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择。(2)观点二：物种形成不都是渐变的过程，而是种群长期稳定与迅速形成新物种交替出现的过程。(3)影响广泛和深远的观点是以自然选择学说为核心的进化理论。1．判断下列叙述的正误(1)变异不仅为生物进化提供了原材料，而且决定了生物进化的方向(×)(2)种群的基因频率不变时，则生物没有发生进化(√)(3)地理隔离导致的结果是不能产生可育的后代(×)(4)地理隔离的出现导致基因频率的改变标志新物种的形成(×)(5)不同的生物之间的相互影响形成了生物的多样性(×)(6)以自然选择学说为核心的现代生物进化理论比其他学说的影响要广泛(√)2．下列符合现代生物进化理论的叙述是()A．物种的形成可以不经过隔离B．生物进化过程的实质在于有利变异的保存C．基因突变产生的有利变异决定生物进化的方向D．自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率解析：选D物种的形成可以不经过地理隔离，但必须要有生殖隔离；生物进化过程的实质是种群基因频率的改变；生物进化的方向由自然选择决定。3．下列关于生物多样性的叙述，正确的是()A．生物多样性包括基因多样性、个体多样性和生态系统多样性三个层次的内容B．生物多样性的形成是不同生物之间、生物与无机环境之间共同进化的结果C．地理隔离不利于生物多样性的形成D．生物多样性的形成是新物种形成的过程解析：选B生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次；地理隔离有利于生物多样性的形成；生物多样性的形成是生物与生物、生物与环境共同进化的结果。4．下列关于物种形成的叙述错误的是()A．经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是常见的物种形成方式B．隔离是物种形成的必要条件C．两个同种种群一旦产生生殖隔离就形成了新的物种D．基因频率改变一定导致新物种形成解析：选D形成新物种的方式一般是由地理隔离导致生殖隔离；隔离是形成新物种的必要条件，而不是基因频率的改变。eq\a\vs4\al(核心要点一)eq\a\vs4\al(\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,)))达尔文自然选择学说与现代生物进化理论的关系达尔文学说与现代进化理论比较达尔文自然选择学说现代生物进化理论基本观点①遗传变异是自然选择的内因②过度繁殖为自然选择提供更多的选择材料，加剧了生存斗争③变异一般是不定向的，而自然选择是定向的，定向的自然选择决定着生物进化的方向④生存斗争是自然选择的过程，是生物进化的动力⑤适应是自然选择的结果⑥自然选择过程是一个长期、缓慢、连续的过程①种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群内基因频率的改变②突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节③基因突变、基因重组和染色体变异为生物进化提供了原材料④自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向⑤隔离是新物种形成的必要条件不同点①没有阐明遗传和变异的本质以及自然选择的作用机理②着重研究生物个体进化③认为物种形成是微小有利变异积累的结果，没有认识到隔离的作用①从分子水平上阐明了自然选择对遗传变异的作用机理②强调群体进化，认为种群是生物进化的基本单位③隔离是物种形成的必要条件相同点①都能解释生物进化的原因和生物的多样性、适应性②都认为自然选择决定生物进化的方向[题组冲关]1．下列关于现代生物进化理论的叙述，不正确的是()A．现代生物进化理论是在研究种群中基因频率变化的基础上发展起来的B．种群是生物进化的基本单位C．物种形成包括突变和基因重组、自然选择、隔离三个基本环节D．自然选择源于过度繁殖和生存斗争解析：选D现代生物进化理论认为：种群是生物进化的基本单位。突变和基因重组为生物进化提供原材料。自然选择使种群的基因频率发生改变，并决定生物进化的方向。隔离使两个种群的基因库之间失去自由交流的机会，是形成新物种的必要条件，包括地理隔离和生殖隔离。过度繁殖(为自然选择提供更多的选择材料)和生存斗争(自然选择的方式)是达尔文自然选择学说的基本观点。2．现代生物进化理论是在达尔文自然选择学说的基础上发展起来的，现代生物进化理论对自然选择学说的完善和发展表现在()①突变和基因重组产生进化的原材料②种群是生物进化的基本单位③自然选择是通过生存斗争实现的④自然选择决定生物进化的方向⑤生物进化的实质是基因频率的改变⑥隔离导致新物种形成⑦适者生存，不适者被淘汰A．②④⑤⑥⑦B．②③④⑥C．①②⑤⑥ D．①②③⑤⑦eq\a\vs4\al(核心要点二)eq\a\vs4\al(\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,)))eq\a\vs4\al(隔离与物种的形成)1．地理隔离和生殖隔离的比较(1)图中A属于地理隔离，一旦发生某种地质变化，两个分开的小种群重新相遇，可以再融合在一起。(2)图中B属于生殖隔离，一旦形成就保持物种间基因的不可交流性，从而保证了物种的相对稳定。(3)地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成的质变阶段。2．物种形成的方式(1)渐变式(2)爆发式爆发式物种形成是在一个较短时间内完成的，主要起源于个体的染色体变异或远缘杂交以及染色体加倍等，如六倍体普通小麦的形成。3．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基因频率改变变化后生物与原生物关系属于不同物种可能属于一个物种二者关系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，生物进化不一定导致新物种的形成[题组冲关]3．关于地理隔离和生殖隔离，下列说法不正确的是()A．生殖隔离不一定是地理隔离的必然结果B．存在地理隔离的两个种群，如果人为地放在一起，一定不能相互交配产生可育后代C．生殖隔离产生的关键原因是种群基因库的差异D．不同的物种之间一定具有生殖隔离解析：选B不经过地理隔离也可能产生生殖隔离；存在地理隔离的两个种群，如果环境条件相差不大，也可能不会导致生殖隔离；若地理隔离的两个种群属于同一个物种，人为地放在一起，由于不存在生殖隔离仍能产生可育后代。4．下图表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程。相关叙述不正确的是()A．图中X、Y、Z分别表示的是突变和基因重组、自然选择以及隔离B．小岛上蜥蜴原种全部个体的总和称为种群，是生物进化的基本单位C．蜥蜴原种中不同性状个体比例变化的本质是种群基因型频率的改变D．小岛上蜥蜴新种全部个体所有基因的总和，称为蜥蜴新种的基因库解析：选C物种形成的三个环节是突变和基因重组、自然选择以及隔离，则X表示突变和基因重组，Y表示自然选择，Z表示隔离；种群是一个地区内同种生物个体的总和，是生物繁殖和进化的基本单位；蜥蜴原种中不同性状个体比例变化的本质是种群基因频率的改变；某种群全部基因的总和称为该种群的基因库。[方法规律]判断进化与物种形成的标准eq\a\vs4\al(核心要点三)eq\a\vs4\al(\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,)))eq\a\vs4\al(生物多样性的形成和进化历程)1．生物多样性三个层次之间的联系(1)基因多样性：由于生物存在各种各样的变异，并且变异是不定向的，进而出现了基因多样性。(2)物种多样性：基因的多样性决定了蛋白质的多样性，基因多样性是形成物种多样性的根本原因，蛋白质多样性是形成物种多样性的直接原因。(3)生态系统多样性：生态系统是由生物和非生物的环境共同组成的，所以物种的多样性和无机环境的多样性共同组成了生态系统的多样性。2．生物多样性的形成过程分析生物进化历程中的三个关键点：(1)真核生物出现以后有性生殖方式的出现：生物进化速度明显加快。(2)寒武纪大爆发：形成生态系统的第三极——消费者，对植物的进化产生重要影响。(3)原始陆生植物和原始两栖类的出现：生物的登陆改变了陆地环境，陆地上复杂的环境为生物的进化提供了广阔的舞台。[题组冲关]5．下列关于生物进化与生物多样性的叙述正确的是()A．基因频率改变不一定导致新物种产生B．基因频率改变不一定导致生物进化C．物种的灭绝一定不利于生物多样性的形成D．生物多样性最直观的表现是基因多样性解析：选A基因频率改变不一定引起种群基因库出现显著差异，因而不一定导致生殖隔离，新物种产生的标志是生殖隔离；生物进化的实质是指“种群基因频率的定向改变”；一个物种的灭绝会影响到若干其他物种的进化，有可能利于生物多样性的形成；生物多样性最直观的表现是物种多样性。6.(广东高考)某种兰花有细长的花矩(如右图)，花矩顶端贮存着花蜜，这种兰花的传粉需借助具有细长口器的蛾在吸食花蜜的过程中完成。下列叙述正确的是()A．蛾口器的特征决定兰花花矩变异的方向B．花矩变长是兰花新种形成的必要条件C．口器与花矩的相互适应是共同进化的结果D．蛾的口器会因吸食花蜜而越变越长解析：选C变异是不定向的；新物种形成的必要条件是隔离；两种生物之间的种间互助是共同进化的结果；蛾的口器变长是花矩变长对其进行自然选择的结果。eq\a\vs4\al(种群基因频率的计算方法)1．基因频率、基因型频率与基因库比较项目含义变化后与进化的关系基因频率(某个基因的个数/某基因及其等位基因总数)×100%发生了定向的生物进化基因型频率(特定基因型的个体数/该种群个体总数)×100%生物不一定进化基因库一个种群中全部个体所含有的全部基因可导致生物进化，它的变化是形成新物种的前提2.基因频率的计算(1)已知调查的各种基因型的个体数，计算基因频率某基因频率＝eq\f(该基因总数,该基因及其等位基因总数)×100%PA＝eq\f(2PAA＋PAa,2PAA＋PAa＋Paa)×100%Pa＝eq\f(PAa＋2Paa,2PAA＋PAa＋Paa)×100%(A、a为基因，AA、Aa、aa为三种基因型)(2)已知基因型频率计算基因频率设有N个个体的种群，AA、Aa、aa的个体数分别为n1、n2、n3，A、a的基因频率分别用PA、Pa表示，AA、Aa、aa的基因型频率分别用PAA、PAa、Paa表示，则：PA＝eq\f(2n1＋n2,2N)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n1,N)＋\f(1,2)×\f(n2,N)))＝PAA＋eq\f(1,2)PAaPa＝eq\f(2n3＋n2,2N)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n3,N)＋\f(1,2)×\f(n2,N)))＝Paa＋eq\f(1,2)PAa由以上公式可以得出下列结论：①在种群中一对等位基因的频率之和等于1，而各种基因型频率之和也等于1。②某等位基因的频率＝该等位基因纯合子的频率＋1/2杂合子的频率。(3)根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率①遗传平衡定律：在一个有性生殖的自然种群中，在符合以下5个条件的情况下，各等位基因的频率和基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的，或者说是保持着基因平衡的。这5个条件是：a．种群是极大的；b．种群中个体间的交配是随机的；c．没有突变发生；d．没有新基因加入；e．没有自然选择。②基因频率与基因型频率的特点：设A频率为p，a频率为q，则p＋q＝1。雄配子雌配子A(p)a(q)A(p)AA(p2)Aa(pq)a(q)Aa(pq)aa(q2)即：AA%＝p2，Aa%＝2pq，aa%＝q2。③实例：若已知AA的基因型频率为m，则A的基因频率为eq\r(m)。[题组冲关]1．德国小蠊(二倍体)是常见的室内昆虫。随机取样的德国小蠊个体中，ss个体数为6，SS个体数为26，Ss个体数为18。则s的基因频率为()A．0.26 B．0.3C．0.46 D．0.58解析：选B由题意可知，SS＝26，Ss＝18，ss＝6，因此s的基因频率为(2×6＋18)÷[2×(26＋18＋6)]＝0.3。2．某植物种群中，AA基因型个体占30%，aa基因型个体占20%。若该种群植物自交，后代中AA、aa基因型个体出现的频率以及A、a基因频率分别为()A．55%、45%、45%、55%B．55%、45%、55%、45%C．42.5%、32.5%、45%、55%D．42.5%、32.5%、55%、45%解析：选DAa基因型个体占：1－30%－20%＝50%，该种群植物自交后，AA占30%＋50%×1/4＝42.5%，aa占20%＋50%×1/4＝32.5%，Aa占1－42.5%－32.5%＝25%，则a的基因频率为32.5%＋1/2×25%＝45%，A的基因频率为1－45%＝55%。3．蜗牛的有条纹(A)对无条纹(a)为显性。在一个地区的蜗牛种群内，有条纹(AA)个体占55%，无条纹个体占15%，若蜗牛间进行自由交配得到F1，则A基因的频率和F1中Aa基因型的频率分别是()A．30%,21% B．30%,42%C．70%,21% D．70%,42%解析：选D基因型为AA的有条纹个体占55%，无条纹(aa)个体占15%，则基因型为Aa的有条纹个体占30%，并且在自由交配的过程中种群基因频率不变，因此A基因的频率＝55%＋1/2×30%＝70%，a基因的频率＝1－70%＝30%，F1中Aa基因型的频率＝2×70%×30%＝42%。4．在某一种群中，经过调查得知，隐性性状约占(等位基因用A、a表示)9%，那么该性状的AA、Aa基因型个体出现的频率分别约为()A．0.9、0.82 B．0.36、0.55C．0.49、0.42 D．0.18、0.73解析：选C已知隐性性状即aa的基因型频率为9%，那么a基因的频率为0.3，则A基因的频率为1－0.3＝0.7。在理想的状态下，运用遗传平衡公式进行计算：AA的基因型频率为0.7×0.7＝0.49；Aa的基因型频率为2×0.7×0.3＝0.42。5．据调查，某校高中学生关于某性状基因型的比例为XBXB(42.32%)、XBXb(7.36%)、XbXb(0.32%)、XBY(46%)、XbY(4%)，则该地区XB和Xb的基因频率分别是()A．60%、8% B．80%、92%C．78%、92% D．92%、8%解析：选D假设有100个个体(50个女性、50个男性)，XBXb有7.36个、XbXb有0.32个、XbY有4个，则基因Xb有7.36＋2×0.32＋4＝12(个)，占全部等位基因XB和Xb总数150个的比例为12/150×100%＝8%，XB的比例为1－8%＝92%。一、选择题1．下列关于生物进化的叙述，不正确的是()A．细菌对抗生素抗药性的产生是定向变异的结果B．生物通过遗传、变异和自然选择不断进化C．突变和基因重组为进化提供原材料D．现代生物进化理论是以自然选择学说为基础的解析：选A变异是不定向的，细菌对抗生素抗药性的产生是自然选择的结果；生物通过遗传、变异和自然选择不断进化；突变和基因重组为进化提供原材料；现代生物进化理论是以自然选择学说为基础的。2．英国的椒花蛾身体和翅都有浅色斑点。随着工业发展，煤烟等污染物使该虫栖息的树干和墙壁变成黑色，到十九世纪末，英国各工业区发现了越来越多的黑色椒花蛾，这种变化说明()A．生物自发突变的频率很低B．生物突变都是有害的C．自然选择决定生物进化的方向D．基因突变和重组是定向的解析：选C从所提供的资料中可知，环境条件的改变使种群基因频率发生了改变，浅色个体易被淘汰，浅色基因频率逐渐减小，与环境颜色相近的黑色斑点基因频率越来越大，产生了适应环境的黑色椒花蛾，说明自然选择决定生物进化的方向。3．在19世纪中叶以前，英国曼彻斯特地区的桦尺蠖几乎都是浅色型(s)的，随着工业的发展，工厂排出的煤烟逐渐将树皮熏成黑褐色，到了20世纪中叶，黑色型(S)的桦尺蠖成了常见类型。下列与此相关的叙述正确的是()A．自然选择的方向发生了改变，所以自然选择是不定向的B．桦尺蠖种群进化过程中接受选择的是各种基因型的个体C．该地区桦尺蠖种群进化过程中Ss的基因型频率不会改变D．长时间的环境污染导致s基因突变成S基因的频率增加解析：选B自然选择是定向的；自然选择直接作用于表现型，选择的是各种基因型的个体；Ss个体对应的表现型为黑色，适应环境，通过选择，其基因型频率增加；通过自然选择，S基因的频率增加。4．判断侵入甲岛和乙岛上的两个蜥蜴种群是否属于同一个物种，其标志是看这两个种群的蜥蜴是否具有()A．特定的生理功能 B．不同的形态结构C．地理隔离现象 D．生殖隔离现象解析：选D新物种形成的标志是产生生殖隔离。5．下列关于隔离与生物进化的叙述，正确的是()A．新物种的形成可以不经过生殖隔离B．地理隔离不会导致种群基因库间的差异C．只有生殖隔离能阻止种群间的基因交流D．二倍体西瓜和四倍体西瓜可以杂交，但二者存在生殖隔离解析：选D物种的形成不一定经过地理隔离，但是必须经过生殖隔离；地理隔离是由于地理上的障碍，使彼此间无法相遇而不能交配，能阻止种群间的基因交流导致种群基因库间产生差异；二倍体西瓜与四倍体西瓜杂交产生的后代三倍体西瓜不可育，故二倍体西瓜与四倍体西瓜之间仍存在生殖隔离。6．下列各项中，形成了新物种的是()A．二倍体西瓜经秋水仙素处理成为四倍体西瓜B．母马与公驴交配产生不育的骡子C．二倍体水稻花药离体培养获得的单倍体水稻D．桦尺蠖体色的基因S的频率由95%变为5%解析：选A二倍体西瓜经秋水仙素处理而成的四倍体西瓜可育，是一个新物种；母马与公驴交配产生不育的骡子，骡子不是一个新物种；二倍体水稻花药离体培养获得的单倍体水稻不可育，不是新物种；桦尺蠖体色的基因S的频率由95%变为5%，只能说明有生物进化，不能说明产生了新物种。7．镰刀型细胞贫血症由基因突变引起，其致病基因为隐性基因(用a表示)。只有隐性纯合子才会发病，携带者不发病，且对疟疾的抵抗力高于正常人。在非洲某些疟疾流行的地区，携带者比例在20%左右；现在美洲黑人中携带者的比例已降到了8%。下列叙述错误的是()A．非洲疟疾流行地区a基因的频率大约为30%B．美洲黑人中a基因频率的下降是环境选择的结果C．镰刀型细胞贫血症患者死亡会导致人群基因库发生变化D．在一定外界条件下，有害的突变基因可转变为有利的基因解析：选A根据题干信息无法计算出非洲疟疾流行地区a的基因频率；基因突变能够改变基因频率，而基因频率的改变是自然选择的结果；一个种群中全部个体所含的全部基因，叫做这个种群的基因库，人群中镰刀型细胞贫血症患者死亡会导致该种群的基因库发生变化；在一定外界条件下，有害的突变基因可转变为有利的基因。8．为控制野兔种群数量，澳洲引入一种主要由蚊子传播的兔病毒。引入初期强毒性病毒比例最高，兔被强毒性病毒感染后很快死亡，致兔种群数量大幅下降。兔被中毒性病毒感染后可存活一段时间。几年后中毒性病毒比例最高，兔种群数量维持在低水平。由此无法推断出()A．病毒感染对兔种群的抗性具有选择作用B．毒性过强不利于维持病毒与兔的寄生关系C．中毒性病毒比例升高是因为兔抗病毒能力下降D．蚊子在兔和病毒之间的协同(共同)进化过程中发挥了作用解析：选C病毒感染可以导致抗性较低的兔子死亡，抗性较强的个体得以生存，从而起到选择的作用；兔被强毒性病毒感染后很快死亡，但病毒要寄生在活细胞中，所以病毒也不能长期存活，寄生关系难以维持；中毒性病毒比例升高，是兔抗病毒能力增强的结果；蚊子充当了病毒和兔子之间的媒介，在兔子与病毒的协同进化过程中发挥了作用。二、非选择题9．杂交实验表明，桦尺蛾体色受一对等位基因S和s控制，黑色(S)对浅色(s)是显性。在19世纪中期以前，桦尺蛾种群中S基因频率很低，在5%以下，到了20世纪上升到95%以上。试分析产生这一变化的原因：(1)在19世纪时，桦尺蛾的栖息地曼彻斯特地区树干上长满了地衣，在此环境条件下，种群s的基因频率高的原因是___________________________________________________________________________________________________________________________。(2)随着英国工业的发展，工业炼铜使地衣不能生存，树皮暴露，并被煤烟熏成黑褐色，在此环境条件下，种群S的基因频率升高的原因是____________________________________________________________________________________________________。(3)上述事例说明，种群中产生的变异是____________，经过长期的__________，其中不利变异被不断________，有利变异则逐渐________，从而使种群的________发生定向改变，导致生物朝着一定方向缓慢地进化。因此生物进化的方向是由____________决定的。解析：(1)由于浅色型(ss)桦尺蛾与环境色彩一致，不易被鸟类所食，后代繁殖个体多，群体中ss的比例增加，所以s基因频率增高。(2)由于黑色型(SS或Ss)桦尺蛾的黑色成了一种保护色，黑色型个体逐渐增多，所以S基因频率升高。(3)种群产生的变异是不定向的，经过长期的自然选择，其中不利变异被不断淘汰；有利变异则逐渐积累，从而使种群的基因频率发生定向改变，导致生物朝着一定方向缓慢地进化。因此生物进化的方向是由自然选择决定的。答案：(1)浅色型(ss)桦尺蛾与环境色彩一致，不易被鸟类所食，后代繁殖个体多，导致s基因频率高(2)黑色型(SS或Ss)桦尺蛾的黑色成了一种保护色，黑色型个体逐渐增多，导致S基因频率升高(3)不定向的自然选择淘汰积累基因频率自然选择一、选择题1．某种有翅昆虫有时会出现残翅的突变类型，残翅昆虫在大陆上难以生存，但在常刮大风的海岛上，残翅昆虫在种群中的比例却上升。下列对该现象的有关叙述，与现代生物进化理论观点不符的是()A．昆虫适应海岛环境而产生了残翅变异B．海岛上残翅昆虫具有更多的生存繁殖机会C．环境对昆虫的变异进行了定向选择D．昆虫种群的基因频率发生了定向改变解析：选A现代生物进化理论中变异是不定向的，而环境对变异进行定向的选择，使种群的基因频率发生定向的改变。2．下列关于生物进化的叙述正确的是()A．自然选择的实质是保留种群的有利基因，不决定新基因的产生B．地理隔离不会导致种群基因库间的差异，不一定导致生殖隔离C．自然选择过程中，直接受选择的是基因型，进而导致基因频率的改变D．基因突变的方向、自然选择的方向和生物进化的方向总是一致的解析：选A同一群体内的不同个体具有性状差异，通过自然环境的选择淘汰不利性状，保留有利性状，而新基因是通过基因突变形成的；地理隔离可能会导致种群基因库间出现差异，但不一定导致生殖隔离；自然选择过程中，直接受选择的是表现型；基因突变是不定向的。3．18世纪初，一位生物学家在某山谷里发现老鼠种群中有少量的个体有轻微的趾蹼(绝大多数个体无趾蹼)。1900年，由于修筑一条沙坝，使老鼠的栖息地成了沼泽。若干年后调查发现，这条山谷的老鼠绝大部分有趾蹼，偶尔才能找到少数无趾蹼的老鼠。下列相关叙述，错误的是()A．有趾蹼的老鼠是适应沼泽环境的类型B．若岛上老鼠过度繁殖，将导致生存斗争加剧C．为了适应沼泽环境，没有趾蹼的老鼠长出了趾蹼D．老鼠性状比例变化的本质是种群基因频率的改变解析：选C沼泽地中绝大部分老鼠有趾蹼，少数无趾蹼，说明有趾蹼的老鼠是适应沼泽环境的类型；有趾蹼的性状在环境变化前就已经突变形成，而不是没有趾蹼的老鼠为了适应环境而长出了趾蹼。4．(北京高考)安第斯山区有数十种蝙蝠以花蜜为食。其中，长舌蝠的舌长为体长的1.5倍。只有这种蝙蝠能从长筒花狭长的花冠筒底部取食花蜜，且为该植物的唯一传粉者。由此无法推断出()A．长舌有助于长舌蝠避开与其他蝙蝠的竞争B．长筒花可以在没有长舌蝠的地方繁衍后代C．长筒花狭长的花冠筒是自然选择的结果D．长舌蝠和长筒花相互适应，共同(协同)进化解析：选B长舌蝠与其他蝙蝠都以花蜜为食，它们之间是竞争关系，其长舌能从长筒花狭长的花冠筒底部取食花蜜，从而可以避开与其他蝙蝠的竞争；在没有长舌蝠的地方，长筒花不能完成传粉受精的过程，故不能繁衍后代；长舌蝠和长筒花之间相互适应，共同进化。5．在一个随机交配的足够大的种群中，某一相对性状中显性性状表现型的频率是0.36，则()A．该种群繁殖一代后杂合子Aa的频率是0.32B．显性基因的基因频率大于隐性基因的基因频率C．若该种群基因库中的基因型频率发生变化，说明该种生物进化了D．若该种群中A基因频率为0.4，A所控制性状的个体在种群中占到40%解析：选A显性性状表现型的频率是0.36，则隐性性状aa的基因型频率是0.64，则a的基因频率为0.8，A的基因频率为0.2，繁殖一代后Aa的基因型频率为2×0.2×0.8＝0.32；显性基因的频率为0.2，小于隐性基因的频率；生物进化的标志是种群基因频率的改变，而不是基因型频率的改变；A的基因频率为0.4，则显性个体在种群中的比例为1－0.62＝0.64，即64%。6．大约一万年前，某大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成两个种群，两个种群现在已经发生了明显的分化，过程如下图所示，相关说法正确的是()A．地球上新物种的形成都必须先经历a过程B．b过程的实质就是定向改变种群的基因频率C．①～⑥只能表示物种形成过程中基因突变是不定向的D．品系1和品系2种群基因库出现了较大差异，立刻形成物种1和物种2解析：选B图中a为地理隔离，b为自然选择。多倍体的形成，可以不经过地理隔离形成新物种；①～⑥能表示物种形成过程中变异是不定向的，包括基因突变、基因重组和染色体变异；只有当品系1和品系2出现生殖隔离时，才会形成两个物种。7．在调查某小麦种群时发现T(抗锈病)对t(易感染)为显性，在自然情况下该小麦种群可以自由传粉，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，致使易感染小麦在开花之前全部死亡。计算该小麦种群在感染锈病之前与感染锈病且开花之后基因T的频率分别是()A．50%和50% B．50%和62.5%C．62.5%和50% D．50%和100%解析：选B小麦种群中TT为20%，Tt为60%，tt为20%，所以T的基因频率为20%＋(1/2)×60%＝50%；感染锈病后易感染小麦在开花之前全部死亡，所以感染锈病且开花之后TT、Tt的基因型频率分别为1/4、3/4，T的基因频率是1/4＋(1/2)×(3/4)＝62.5%。二、非选择题8．寄生在某种鸟的羽毛中的羽虱大量繁殖会造成鸟的羽毛失去光泽和尾羽残缺不全，影响雄鸟的求偶繁殖。(1)若该种群中对羽虱具有抵抗力的个体AA和Aa分别占20%和40%，则a基因的基因频率为________。(2)下面甲图是该种群一段时间以后相关基因频率的变化趋势，由图可知________(填数字)代表A基因频率的变化，________(填数字)代表a基因频率的变化。(3)研究者认为雄鸟能否吸引雌鸟到它的领地筑巢，与雄鸟尾羽长短有关，为了验证这个观点，做了如下实验，结果如乙图所示。①将若干只尾羽长度相似且生长状况一致的雄鸟均分成A、B、C三组，B组雄鸟的尾羽不做任何处理，作为对照。将________组雄鸟的尾羽剪短，把剪下来的尾羽用黏合剂粘在另一组雄鸟的尾羽上。给三组雄鸟带上标志后放归野外进行观察。②实验结论：________________________________________________________。解析：(1)a的基因频率＝aa的基因型频率＋1/2Aa的基因型频率＝(1－20%－40%)＋1/2×40%＝60%。(2)由于自然选择的作用，对羽虱有抵抗能力的A的基因频率会不断上升，所以用曲线1表示，a的基因频率下降，用曲线2表示。(3)由于三组鸟的尾羽起始长度是相同的，若将A组的尾羽剪下并用黏合剂粘在另一组雄鸟的尾羽上，给三组雄鸟带上标志后放归野外进行观察，则长尾羽的雄鸟更能吸引雌鸟到它的领地筑巢。答案：(1)60%(2)12(3)①A②长尾羽的雄鸟更能吸引雌鸟到它的领地筑巢阶段质量检测(四)基因突变及其他变异从杂交育种到基因工程现代生物进化理论（时间：45分钟满分：50分）一、选择题(每小题2分，共24分)1．2015年诺贝尔化学奖颁给了研究DNA修复细胞机制的三位科学家。纳米科技是跨世纪新科技，将激光束的宽度聚焦到纳米范围内，可对人体细胞内的DNA分子进行超微型基因修复，有望把尚令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底根除，这种对DNA进行的修复属于()A．基因重组 B．基因互换C．基因突变 D．染色体畸变解析：选C癌症的根本原因是基因突变，这种对DNA进行的修复能将癌症彻底根除，说明这种对DNA进行的修复属于基因突变。2．下列有关单倍体的叙述不正确的是()①未经受精的卵细胞发育成的植物，一定是单倍体②含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体③生物的精子或卵细胞一定都是单倍体④含有奇数染色体组的个体一定是单倍体⑤基因型是Abcd的生物体一般是单倍体⑥基因型是aaaBBBCcc的植株一定是单倍体A．①③④⑤ B．②③④⑥C．①③④⑥ D．①②⑤⑥解析：选B未经受精的卵细胞发育成的植物，一定是单倍体，①正确；含有两个染色体组的生物体，由配子发育而来即为单倍体，由受精卵发育而来即为二倍体，②错误；生物的精子或卵细胞属于生殖细胞，不属于单倍体，③错误；含有奇数染色体组的个体可能是多倍体，如三倍体，④错误；基因型是Abcd的生物体只含有1个染色体组，一般是单倍体，⑤正确；基因型是aaaBBBCcc的植株含有三个染色体组，由受精卵发育而来为三倍体，由配子发育而来则为单倍体，⑥错误。3．以下情况，一定属于染色体变异的是()①21三体综合征患者细胞中的第21号染色体有3条②染色体之间发生了相应部位的交叉互换③染色体数目增加或减少④花药离体培养后长成的植株⑤非同源染色体之间自由组合⑥染色体上DNA碱基对的增添、缺失⑦猫叫综合征患者细胞中5号染色体短臂缺失A．④⑤⑥ B．③④⑤⑦C．①③④⑤⑦ D．①③④⑦解析：选D21三体综合征患者细胞中的第21号染色体有3条属于染色体数目变异；非同源染色体之间的互换属于染色体结构变异中的易位，而同源染色体之间的互换属于基因重组；染色体数目增加或减少包括个别染色体的增加或减少和以染色体组的形式成倍的增加或减少，都属于染色体数目变异；花药离体培养获得的植株染色体数目减半，属于单倍体，原理是染色体变异；在减数第一次分裂的后期，非同源染色体之间自由组合属于基因重组；染色体上DNA碱基对的增添、缺失或替换属于基因突变；猫叫综合征患者细胞中5号染色体短臂缺失属于染色体结构变异。4．为获得果实较大的四倍体葡萄(4N＝76)，将二倍体葡萄幼苗茎段经秋水仙素溶液处理后栽培。研究结果显示，植株中约40%的细胞的染色体被诱导加倍，这种植株含有2N细胞和4N细胞，称为“嵌合体”，其自交后代有四倍体植株。下列叙述错误的是()A．“嵌合体”产生的原因之一是细胞的分裂不同步B．“嵌合体”可以产生含有38条染色体的生殖细胞C．“嵌合体”不同的花之间传粉后可以产生三倍体子代D．“嵌合体”根尖分生区的部分细胞可含8个染色体组解析：选D“嵌合体”产生的原因之一是细胞的分裂不同步；“嵌合体”四倍体葡萄(4N＝76)可以产生含有38条染色体的配子；“嵌合体”不同的花(2N细胞和4N细胞)之间传粉后可以产生三倍体子代；二倍体葡萄的幼苗含有2N细胞和4N细胞，而根尖分生区只含有2个染色体组，在进行有丝分裂(后期)时，可含有4个染色体组。5．下列有关基因重组、基因突变和染色体变异的叙述，不正确的是()A．基因重组可以产生新的基因型，进而出现新性状B．基因突变是随机发生、不定向的，频率很低C．染色体结构的变异会使染色体上基因的数目或排列顺序发生改变D．三倍体无子西瓜的培育过程利用了染色体变异的原理解析：选A基因重组可以产生新的基因型，进而出现新性状组合；基因突变是随机发生、不定向的，频率很低；染色体结构的变异会使染色体上基因的数目或排列顺序发生改变；三倍体无子西瓜的培育过程利用了染色体变异的原理。6．下列有关生物进化的叙述正确的是()A．母虎和雄狮交配产下了“狮虎兽”，说明了并不是所有物种间都存在生殖隔离现象B．在自然选择过程中，黑色与灰色桦尺蠖发生了进化，表现为共同进化C．基因型为Dd的高茎豌豆逐代自交的过程中，纯种高茎的基因型频率在增加，表明豌豆正在进化D．被巨大河流分隔成两个种群的一种松鼠，两种群的基因频率的改变互不影响，而种群内的基因频率改变在世代间具有连续性解析：选D母虎和雄狮交配产下了“狮虎兽”，“狮虎兽”不能产生可育后代，故说明了不同物种间存在生殖隔离现象；不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展叫共同进化；黑色与灰色桦尺蠖属于同种生物，不属于共同进化；基因型为Dd的高茎豌豆逐代自交的过程中，基因型频率改变，基因频率不变，故说明豌豆未发生进化；被巨大河流分隔成两个种群的松鼠，两种群存在地理隔离，基因频率的改变互不影响，而种群内的基因频率改变在世代间具有连续性。7．某基因型为AaBb的二倍体番茄(两对基因独立遗传),自交后代中出现一株三体，基因型为AABbb。下面对该三体的叙述正确的是()A．一定是亲本的减数第二次分裂出现异常B．发生了基因突变C．属于可遗传的变异D．产生的花粉只有2种基因型解析：选C该三体可能是亲本的减数第一次分裂出现异常，同源染色体没有分开，也可能是减数第二次分裂出现异常，着丝点分裂后的染色体移向了细胞的同一极；该三体只发生了染色体变异，没有发生基因突变；该三体发生了染色体变异，细胞中遗传物质已改变，所以属于可遗传的变异；产生的花粉可能有4种基因型，分别为AB、Ab、ABb、Abb。8．如下图所示，将二倍体植株①和②杂交得到③，再将③作进一步处理。对此分析错误的是()A．由⑤得到⑥的育种原理是基因重组B．图中秋水仙素的作用是使染色体数目加倍C．若③的基因型是AaBbdd，则⑨的基因型可能是aBdD．③至④的过程中，所产生的变异都有利于生产解析：选D由⑤得到⑥的育种是杂交育种，其原理是基因重组；图中秋水仙素的作用是抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，使染色体数目加倍；若③的基因型是AaBbdd，能产生4种配子，则⑨的基因型可能是aBd，也可能是ABd、Abd或abd；基因突变具有不定向性，所以由③至④过程中产生的变异不一定都利于生产。9．英国科学家根据两块头骨化石碎片鉴别了一个新的小型鳄鱼物种，它与恐龙一并生活在1.26亿年前，其体长仅61厘米，却长着锋利的牙齿。下列有关叙述不符合现代生物进化理论的是()A．恐龙与小型鳄鱼没有亲缘关系，小型鳄鱼的进化与恐龙没有关联B．突变为小型鳄鱼的进化提供了原材料C．小型鳄鱼进化的基本单位是生活在一定区域的同种鳄鱼群体D．自然选择决定了小型鳄鱼的进化方向解析：选A恐龙与小型鳄鱼具有共同的祖先，故小型鳄鱼的进化与恐龙有关联；突变和基因重组产生生物进化的原材料，故突变为小型鳄鱼的进化提供了原材料；种群是生物进化的基本单位，小型鳄鱼进化的基本单位是生活在一定区域的同种鳄鱼群体；自然选择决定了小型鳄鱼的进化方向。10．某种群中AA、Aa、aa的基因型频率如图，图中阴影部分表示繁殖成功率低的个体。则该种群经选择之后，后代中三种基因型频率的结果最可能是图中的()解析：选B由阴影部分表示繁殖成功率低的个体可知：aa的繁殖成功率最高，其次是Aa，最后是AA，后代中aa的个体数比例增大，其次是Aa的个体，最后是AA的个体，所以aa基因频率升高，Aa次之，AA的最低。11．下列关于“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的叙述，正确的是()A．冲洗：蒸馏水冲洗2次洗去卡诺氏液B．解离：盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离C．染色：改良苯酚品红染液和醋酸洋红液都可以使染色体着色D．观察：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变解析：选C用体积分数为95%的酒精冲洗2次，洗去卡诺氏液；用盐酸酒精混合液进行解离，用卡诺氏液固定细胞形态；改良苯酚品红染液、龙胆紫溶液和醋酸洋红液都是碱性染料，都可以使染色体着色；镜检发现视野中多数细胞处于间期，只有少数细胞染色体数目增加。12．(全国卷Ⅰ)理论上，下列关于人类单基因遗传病的叙述，正确的是()A．常染色体隐性遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率B．常染色体显性遗传病在女性中的发病率等于该病致病基因的基因频率C．X染色体显性遗传病在女性中的发病率等于该病致病基因的基因频率D．X染色体隐性遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率解析：选D若致病基因位于常染色体上，发病率与性别无关，根据哈代－温伯格定律[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AA的频率为p2，Aa的频率为2pq，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]，发病率为aa的基因型频率，即q2；发病率为AA和Aa的基因型频率之和，即p2＋2pq；若致病基因位于X染色体上且为显性，发病率与性别有关，女性性染色体组成是XX，故发病率为p2＋2pq；男性的伴X遗传病(非同源区段上)，只要X染色体上有一个致病基因就患病，X染色体遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率。二、非选择题(除注明外，每空1分，共26分)13．(9分)玉米宽叶基因(T)与窄叶基因(t)是位于9号染色体上的一对等位基因，已知无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用。现有基因型为Tt的宽叶植株A，其细胞中9号染色体如图一所示：(1)可通过观察有丝分裂________期细胞进行分析得知该植株发生了变异，该宽叶植株的变异类型属于________变异。(2)为了确定植株A的T基因是位于正常染色体还是异常染色体上，让其作为父本与正常的窄叶进行测交。如果F1表现型为________，则说明T基因位于异常染色体上。请用遗传图解解释上述现象(3分)。(3)若(2)中测交产生的F1中，发现了一株宽叶植株B，其染色体及基因型组成如图二。从细胞水平分析出现该植株的原因是由于父本在减数分裂过程中________未分离而导致的。(4)若(3)中得到的植株B在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机地移向细胞两极并最终