内容正文:
专题11 生物的进化
一、达尔文的生物进化论
二、地层中陈列的证据——化石
1.化石的概念
化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等。化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。
2.化石的作用
利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物的种类及其形态、结构、行为等特征。
3.化石证据证实的问题
(1)大量化石证据证实了生物是由原始的共同祖先经过漫长的地质年代逐渐进化而来的。
(2)大量化石证据还揭示出生物由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化顺序。
三、当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
1.比较解剖学证据
研究比较脊椎动物的器官、系统的形态和结构,可以为这些生物是否有共同祖先寻找证据。
2.胚胎学证据
(1)胚胎学的概念:研究动植物胚胎的形成和发育过程的学科。
(2)脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段,这个证据支持了人和其他脊椎动物有共同祖先的观点。
3.细胞和分子水平的证据
(1)当今生物有许多共同的特征,比如都有能进行代谢、生长和增殖的细胞,细胞有共同的物质基础和结构基础等,这是对生物有共同祖先这一论点的有力支持。
(2)不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的共同点,提示人们当今生物有着共同的原始祖先,其差异的大小则揭示了当今生物种类亲缘关系的远近,以及它们在进化史上出现的顺序。
四、自然选择与适应的形成
1.适应的普遍性和相对性
(1)适应的含义:生物的形态结构适合于完成一定的功能,生物的形态结构及其功能适合于该生物在一定的环境中生存和繁殖。
(2)适应具有普遍性和相对性。
2.适应是自然选择的结果
(1)拉马克的进化学说
①当今所有的生物都是由更古老的生物进化来的。
②各种生物的适应性特征并不是自古以来就如此的,而是在进化过程中逐渐形成的。
③适应的形成是由于用进废退和获得性遗传。
(2)达尔文的自然选择学说
①主要内容
②意义:揭示了生物界的统一性是由于所有的生物都有共同祖先,而生物的多样性和适应性是进化的结果。
(3)达尔文以后进化理论的发展
①关于遗传和变异的研究,已经从性状水平深入到基因水平,人们逐渐认识到了遗传和变异的本质。
②关于适应以及物种的形成等问题的研究,已经从以生物个体为单位,发展到以种群为基本单位。
③形成了以自然选择为核心的现代生物进化理论。
五、种群和种群基因库
1.种群
(1)概念:三要素
(2)特点:种群是生物进化和繁殖的基本单位。
2.基因库:一个种群中全部个体所含有的全部基因。
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。
六、种群基因频率的变化
1.可遗传的变异来源
2.可遗传的变异的形成
(1)可遗传的变异的形成:基因突变产生的等位基因,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,从而使种群中出现多种多样可遗传的变异类型。
(2)可遗传的变异的特点
(3)可遗传的变异的结果:使种群基因频率发生了改变。
3.可遗传的变异的利害性
变异的有利和有害是相对的,是由生存环境决定的。
4.种群基因突变数的计算方法
某种群基因突变数=个体基因数×突变率×个体数。
七、自然选择对种群基因频率变化的影响
1.原因:在自然选择的作用下,具有有利变异的个体有更多的机会产生后代,种群中相应基因的频率会不断提高;相反,具有不利变异的个体留下后代的机会少,种群中相应基因的频率会下降。
2.选择的对象
(1)直接作用对象:个体的表型。
(2)实质:决定表型的基因。
3.选择的结果
(1)生物性状上:朝着有利变异的方向不断进化。
(2)基因上:种群的基因频率会发生定向改变。
4.进化的实质:种群基因频率的改变。
八、隔离在物种形成中的作用
1.物种与隔离
(1)物种
(2)隔离
①概念: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。
②常见类型:
类型
发生范围
结果
生殖隔离
不同物种间
a.不能相互交配
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:隔离是物种形成的必要条件。
九、协同进化
1.概念
2.实例
3.结果:通过漫长的协同进化过程,地球上不仅出现了千姿百态的物种,丰富多彩的基因库,而且形成了多种多样的生态系统。
十、生物多样性的形成
1.生物多样性的含义
2.生物多样性的形成过程
十一、生物进化理论在发展
1.现代生物进化理论对自然界的生命史作出了科学的解释
(1)适应是自然选择的结果。
(2)种群是生物进化的基本单位。
(3)突变和基因重组提供进化的原材料,自然选择导致种群基因频率的定向改变,进而通过隔离形成新的物种。
(4)生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程。
(5)生物多样性是协同进化的结果。
2.生物进化理论的发展
(1)观点1:大量的基因突变是中性的,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2:物种形成并不都是渐变的过程,而是物种长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。
(3)影响广泛的观点:以自然选择学说为核心的生物进化理论。
一、单选题
1.下列关于生物进化的说法中错误的是( )
A.自然选择可定向改变种群基因频率 B.基因频率的改变标志着生物发生了进化
C.生殖隔离是物种形成的标志 D.地理隔离是生殖隔离形成的必要条件
2.瓢虫成虫可捕食麦蚜、介壳虫、壁虱等害虫,可减轻树木、瓜果及各种农作物遭受害虫的损害,被人们称为“活农药”。七星瓢虫的体色黑色(A)对浅色(a)为显性。1978年长春市朝阳区瓢虫的体色中浅色占70%,杂合子占所有个体的20%;由于环境污染,朝阳区的瓢虫每年浅色个体的减少率为10%,黑色个体的增长率10%。现在朝阳区的瓢虫以黑色为主,几乎看不到浅色个体。下列叙述正确的是( )
A.朝阳区的瓢虫个体间存在体色的差异,体现了物种多样性
B.1979年朝阳区的瓢虫群体中,A基因频率约为22.9%
C.1980年朝阳区的瓢虫群体中,aa的基因型频率为59.1%
D.种群基因频率的改变是通过环境对生物基因型的选择来实现的
3.科学家测定某保护区四种鸟类的ALXI基因的核苷酸序列,由此判断它们之间的亲缘关系。这为生物的进化提供了( )
A.胚胎学证据 B.分子水平证据
C.比较解剖学证据 D.古生物化石证据
4.神舟十一号飞船搭载的拟南芥种子,在飞船上播种后长成植株并编号,单株收获各植株种子,标志着完成了从种子到种子的发育过程,历时48天。下列叙述正确的是( )
A.从种子到种子的发育过程体现了细胞的全能性
B.将各编号植株性状与野生型对比,可以发现全部突变基因的表现
C.若发生基因突变,则可为进化提供原材料
D.通过测交实验可以判断突变性状的显隐性
5.人类把原产于丹麦和德国的白三叶草移到气候寒冷的瑞典栽培,若干年后产量显著提高。下列有关叙述错误的是( )
A.白三叶草进化的实质是有利变异的保存 B.瑞典的寒冷环境对白三叶草进行定向选择
C.遗传漂变容易引起小种群的基因频率发生较大的变化 D.产生生殖隔离是新物种形成的标志
6.某研究人员发现用大麻二酚制成的抗生素可杀死淋病、脑膜炎和军团病等疾病中的耐药细菌,它通过破坏细菌的细胞膜来杀死细菌。下列有关叙述正确的是( )
A.耐药细菌的产生是人工选择的结果
B.抗生素的使用使细菌基因产生耐药性突变
C.耐药细菌中,基因表达的转录和翻译过程可同时进行
D.耐药细菌细胞膜上的蛋白质需经过高尔基体加工和囊泡的运输
7.对以自然选择学说为核心的现代生物进化理论的理解不正确的是( )
A.环境改变使生物产生适应性的变异 B.隔离是新物种形成的必要条件
C.变异是不定向的,自然选择是定向的 D.生物进化的实质是基因频率的改变
8.野生型罗汉果(2n=28) 的甜苷含量较低。 某研究组获得了一株富含甜苷的突变体M,其核型分析如下图。将突变体 M 与野生型杂交,得到了罗汉果 F。下列说法正确的有( )
A.突变体 M 的配子发育而来的个体为二倍体植株
B.突变体 M 可通过秋水仙素处理野生型幼苗获得
C.罗汉果F的培育原理是染色体畸变,每个染色体组含 3 条染色体
D.野生型罗汉果和突变体 M 能杂交,属于同一物种
9.草甘磷是一种除草剂,通过抑制 E 酶的活性最终导致植物死亡。某地在连续15年使用草甘磷后发现,当地黑麦草种群草甘磷抗性提高了10倍。下列相关分析错误的是( )
A.使用草甘磷导致E 酶基因突变是植物产生抗性的根本原因
B.草甘磷抗性基因频率的升高意味着种群发生了进化
C.黑麦草种群草甘磷抗性提高是草甘磷定向选择的结果
D.轮换使用不同作用机理的除草剂有助于减缓抗性发展
10.下列关于生物变异和进化的叙述中,正确的有( )
A.自然选择过程中直接受选择的是进化的基本单位——种群
B.生物多样性的形成是指新的物种不断形成的过程
C.捕食者的存在有利于增加物种多样性
D.一群长颈鹿相互争夺高处的树叶,最终脖子都变得发达
11.下列有关生物多样性和进化的叙述,不正确的是( )
A.细菌在接触青霉素后会产生具有抗药性的突变个体,青霉素的选择作用使其生存
B.蜂鸟细长的喙与倒挂金钟的筒状花萼是它们长期协同进化形成的相互适应特征
C.异地新物种的形成通常要经过突变和基因重组、自然选择及隔离三个基本环节
D.自然选择能定向改变种群的基因频率,从而使生物发生进化
12.线虫的npr-1基因编码一种G蛋白偶联受体,该基因突变后(突变基因NPR-1),其编码的蛋白质第215位氨基酸残基由缬氨酸变为苯丙氨酸,导致线虫觅食行为由“独立觅食”变为“聚集觅食”。觅食行为的改变,在食物匮乏时,使线虫活动范围受限,能量消耗减少,有利于交配,对线虫生存有利。针对以上现象,下列叙述错误的是( )
A.npr-1基因发生的上述突变属于碱基替换
B.食物匮乏时,npr-1基因频率会提高
C.新基因的产生为线虫的进化提供了原(始)材料
D.这两种觅食行为的存在有利于线虫适应变化的环境
13.细胞色素c广泛存在于多种生物中,生物学家对比了不同物种中细胞色素c的氨基酸序列,如表所示。下列叙述正确的是( )
对比物种
细胞色素c中氨基酸残基的置换百分比/%
哺乳类中两个不同目的动物
5~10
鸟类与哺乳类
8~12
两栖类与鸟类
14~18
鱼类与陆生脊椎动物
18~22
昆虫与脊椎动物
27~34
藻类与动物
57
A.细胞色素c 差异的根本原因是氨基酸序列的不同
B.亲缘关系越近的生物,细胞色素c的差异越大
C.编码细胞色素c的基因之间的区别主要与基因重组有关
D.该研究为不同生物的进化提供了分子水平的证据
14.某抗病毒药物对某种流感病毒(遗传物质是RNA)有较好疗效,能有效降低流感发病率。近年来发现该流感病毒中X基因发生突变导致该流感病毒对该药物的抗药性从2%增加到了80%。下列说法错误的是( )
A.X基因是具有遗传效应的RNA片段,该突变基因的出现是自然选择的结果
B.可用分子杂交的方法检测流感病毒中是否具有X基因
C.抗病毒药物的选择作用降低了该种群中正常X基因的频率
D.抗药流感病毒的出现会导致人群中流感的发病率增加
15.形态多样的金鱼品系是由野生鲫鱼经长期人工选育而成,体现了中国古代劳动人民智慧。 自然状态下,金鱼能与野生鲫鱼杂交并能产生可育后代。下列叙述正确的是( )
A.金鱼与野生鲫鱼是两个不同的物种
B.人工选择使鲫鱼产生多种变异
C.人工选择使种群基因频率发生改变
D.人工选择使种群内个体保持随机交配
16.某小鼠新种的产生经历了漫长的进化过程,其进化历程如图所示,其中X、Y、Z表示物种形成的基本环节。下列有关说法正确的是( )
A.X到Z的过程中,基因频率发生了改变,基因库未发生改变
B.小鼠原种和小鼠新种之间存在生殖隔离,它们不能产生可育后代
C.基因频率的改变有不定向性,进化能使生物更适应环境但没有方向
D.若小鼠种群中某显性性状的基因型频率为51%,则显性基因的频率为70%
17.研究发现茶花花蜜中含有微量的茶多酚,蜜蜂吸食茶多酚后,对报警信息素发生反应的浓度阈值(引发报警的最低浓度)降低了。下列叙述错误的是( )
A.蜜蜂在长期的自然选择中种群基因频率会发生改变
B.蜜蜂采食茶花花蜜,可以提高其感知外界危险的敏感度
C.茶花花蜜中的茶多酚使蜜蜂发生基因突变,有利于蜜蜂躲避敌害
D.不同地区的气候、植物种类、植物花期等会影响蜜蜂进化的方向
18.果蝇灰身(B)和黑身(b)由一对常染色体上的等位基因控制。假定某果蝇种群有10000只果蝇,其中黑身果蝇个体数量长期维持在9%,若再向该种群中引入10000只黑身果蝇,在不考虑其他因素影响的前提下,关于黑身果蝇引入后种群的叙述,错误的是( )
A.B基因频率由70%降为35%
B.b基因频率由30%升为75%
C.杂合子果蝇比例降低了50%
D.黑身果蝇比例增加了45.5%
19.2022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40%,b的基因频率为60%,下列有关说法错误的是( )
A.大熊猫种群中全部B和b的总和不能构成大熊猫种群的基因库
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37.5%
D.若该对等位基因只位于X染色体上,则XbY的基因型频率为60%
20.蕹菜(二倍体)披针叶基因与心形叶基因是一对等位基因,研究发现披针叶基因比心形叶基因多了一种转座子,转座子是可以从染色体所在位置转移到染色体其他位置的DNA片段。下列叙述错误的是( )
A.披针叶基因变异频率比心型叶基因的变异频率高
B.蕹菜叶型基因不同的根本原因是发生基因突变
C.蕹菜的细胞内至少含有两个染色体组
D.转座子的存在有利于蕹菜种群的进化
二、多选题
21.动物界的捕食与被捕食的双方都在经历自然选择和不断完善。如猫和老鼠,在生存斗争中老鼠昼伏夜出,而猫的眼睛能随光线的明暗而改变瞳孔的大小,夜间仍可看到东西;老鼠会装死,猫会“假眠”;老鼠感观灵敏,稍有动静就逃得无影无踪,而猫脚下有肉垫,行走时无声无息。下列相关叙述正确的是( )
A.在生存斗争中,捕食者猫和被捕食者老鼠进行着相互选择
B.为了能捕捉到感官灵敏性强、易逃跑的老鼠,猫采用脚下长肉垫的策略
C.猫和老鼠在相互影响中不断进化和发展,属于协同进化
D.老鼠昼伏夜出的行为是猫眼睛夜间仍可看到东西的特征对其定向选择的结果
22.袁隆平被誉为“杂交水稻之父”,他的研究团队用野生水稻与普通水稻杂交,培育出了高产杂交水稻。下列叙述正确的是( )
A.培育杂交水稻利用了水稻基因的多样性
B.杂交水稻的育种原理是染色体变异
C.通过杂交育种可以产生新的基因型
D.杂交育种一般用于有性生殖的生物
23.物种的研究者对能表达黄色荧光蛋白的大肠杆菌进行了定向的演化培养,并在不同的演化压力下对其加以筛选。其中,S表示的是强自然选择,W表示的是弱自然选择,而N则是不做自然选择。黄色荧光蛋白频率与演化压力的关系如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.对照组是N组,该实验的自变量为演化压力
B.实验组黄色荧光蛋白频率大小不同是自然选择的结果
C.强自然选择的条件下对黄色荧光蛋白基因频率的影响更小
D.自然选择的直接对象是基因型,进而改变生物的基因频率
24.生物多样性是协同进化的结果。下列有关生物多样性与协同进化的叙述,错误的是( )
A.生物多样性的三个层次是指基因、物种和生物群落
B.生物多样性的形成过程就是新物种不断形成的过程
C.协同进化发生在不同物种之间以及生物与无机环境之间
D.捕食者的存在不利于增加物种多样性
25.藏猪生活在青藏高原地区,其体内的ALB、ECE1等基因发生突变,该变异有利于血红蛋白的合成,使血液具有更强的结合和运输氧气的能力,并提高了肺部的气体交换效率。下列叙述错误的是( )
A.藏猪种群中全部个体所含有的血红蛋白基因构成基因库
B.青藏高原的低氧环境使ALB、ECE1等基因发生定向突变
C.藏猪的呼吸系统和心血管系统之间发生了协同进化
D.藏猪对青藏高原上低氧环境的适应是自然选择的结果
三、非选择题
26.《诗经》以“蚕月条桑”描绘了古人种桑养蚕的劳动画面,《天工开物》中“今寒家有将早雄配晚雌者,幻出嘉种”,表明我国劳动人民早已拥有利用杂交手段培育蚕种的智慧,现代生物技术应用于蚕桑的遗传育种,更为这历史悠久的产业增添了新的活力。回答下列问题:
(1)自然条件下蚕采食桑叶时,桑叶会合成蛋白酶抑制剂以抵御蚕的采食,蚕则分泌更多的蛋白酶以拮抗抑制剂的作用。桑与蚕相互作用并不断演化的过程称为 。
(2)家蚕的虎斑对非虎斑、黄茧对白茧、敏感对抗软化病为显性,三对性状均受常染色体上的单基因控制且独立遗传。现有上述三对基因均杂合的亲本杂交,F1中虎斑白茧抗软化病的家蚕比例是 ;若上述杂交亲本有8对,每只雌蚕平均产卵400枚,理论上可获得 只虎斑白茧抗软化病的纯合家蚕,用于留种,
(3)研究小组了解到:①雄蚕产丝量高于雌蚕;②家蚕的性别决定为ZW型;③卵壳的黑色(B)和白色(b)由常染色体上的一对基因控制;④黑壳卵经射线照射后携带B基因的染色体片段可转移到其他染色体上且能正常表达。为达到基于卵壳颜色实现持续分离雌雄,满足大规模生产对雄蚕需求的目的,该小组设计了一个诱变育种的方案。下图为方案实施流程及得到的部分结果。
统计多组实验结果后,发现大多数组别家蚕的性别比例与I组相近,有两组(Ⅱ、Ⅲ)的性别比例非常特殊。综合以上信息进行分析:
①I组所得雌蚕的B基因位于 染色体上。
②将Ⅱ组所得雌蚕与白壳卵雄蚕(bb)杂交,子代中雌蚕的基因型是 (如存在基因缺失,亦用b表示)。这种杂交模式可持续应用于生产实践中,其优势是可在卵期通过卵壳颜色筛选即可达到分离雌雄的目的。
27.果蝇(2N=8)是遗传学研究中的常用材料。果蝇的体色灰体(A)对黑体(a)为显性,翅形长翅(B)对残翅(b)为显性,均在常染色体上,野生果蝇的翅色是无色透明的。现用两种纯合果蝇杂交,得到的F1全为灰体长翅,F1雌雄个体间随机交配。回答下列问题:
(1)该果蝇种群全部个体所具有的全部基因统称为该种群的 。
(2)摩尔根在利用果蝇为实验材料研究基因位于染色体上的实验中采用的科学方法是 ,若F1出现9:7的性状分离比,则存在 种杂合子自交会出现性状分离现象。
(3)若因某种精子没有受精能力,导致F2的4种表型比例为5:3:3:1,则亲本的基因型为 ,F2灰体长翅果蝇中双杂合子个体占 ,若用F2的雄果蝇进行测交,则其子代有 种表型。
28.下图为现代生物进化理论的概念图,请据图回答相关问题。
(1)图中①指 ,②是导致①改变的内因,包括生物的突变和 ,它为生物进化提供原材料。
(2)图中③指 ,隔离是物种形成的必要条件,新物种形成必须要有生殖隔离。
(3)某植物种群中基因型AA的个体占20%,基因型aa的个体占50%。倘若人为舍弃隐性性状类型仅保留显性性状的基因型,令其自交,则自交子一代所有个体中基因型AA的个体占 ,aa基因型的个体占 ,此时种群中A的基因频率为 ,经这种人工选择作用,该种群是否发生了进化? (填“是”或“否”)。
29.一万多年前,某地区有许多湖泊(A、B、C、D)湖泊之间通过纵横交错的溪流连结起来,湖中有不少鳉鱼。后来,气候逐渐干旱,小溪流渐渐消失,形成了若干个独立的湖泊(如图1),湖中的鱼形态差异也变得明显。请分析回答下列问题:
(1)溪流消失后,各个湖泊中的鱼不再发生基因交流,原因是存在 ,各个种群通过突变和基因重组产生进化的原材料。现代生物进化理论认为,进化的方向由 决定。
(2)C湖泊中全部鳉鱼所含有的全部基因称为该种群的 。鳉鱼某对染色体上有一对等位基因A和a,该种群内的个体自由交配。在Y3-Y4时间段内该种群中Aa的基因型频率为 。经历了图示变化之后,鱼是否产生了新物种? (填“是”、“否”、“不确定”)。
(3)现在有人将四个湖泊中的一些鱼混合养殖,结果发现:A、B两湖的鱼能进行交配且产生后代,但其后代高度不育,A、B两湖内2鱼的差异体现了 多样性。多样性的形成是不同物种之间、生物与环境之间 的结果。
30.由于小群体引起的基因频率随机减小甚至丢失的现象称为遗传漂变。某昆虫灰翅(基因A控制)和黑翅(基因a控制)是一对相对性状,科研人员研究了该昆虫种群数量(N)对种群基因频率(亲代中基因A的频率为0.5)随机变化的影响,结果如图所示。在N1=70的群体中,有近68%的群体子代中基因A的频率分布于0.44~0.56范围,有近96%的群体子代分布于0.35~0.65范围;而在N=8000的群体中,有68%的群体子代中基因A的频率分布于0.495~0.505范围,有近96%的群体子代分布于0.47~0.53范围。
(1)基因频率是指在一个种群基因库中, 。根据题干及图中信息,分析N1和N2群体中子代基因A的频率分布范围,可得到的结论是 。比较N1、N2群体,更容易发生进化的是 群体。
(2)有一只杂合灰翅个体和一只黑翅个体交配,在产生的后代中,每世代随机保留雌雄各一个个体。子一代中留下的一雌一雄交配产生的F2足够多的情况下,A基因频率的理论值是 。根据上述数据分析,造成小群体遗传漂变的原因可能是 。
(3)研究发现,种群中出现了突变型的白翅,预测白翅基因频率的变化是 。
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专题11 生物的进化
一、达尔文的生物进化论
二、地层中陈列的证据——化石
1.化石的概念
化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等。化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。
2.化石的作用
利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物的种类及其形态、结构、行为等特征。
3.化石证据证实的问题
(1)大量化石证据证实了生物是由原始的共同祖先经过漫长的地质年代逐渐进化而来的。
(2)大量化石证据还揭示出生物由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化顺序。
三、当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
1.比较解剖学证据
研究比较脊椎动物的器官、系统的形态和结构,可以为这些生物是否有共同祖先寻找证据。
2.胚胎学证据
(1)胚胎学的概念:研究动植物胚胎的形成和发育过程的学科。
(2)脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段,这个证据支持了人和其他脊椎动物有共同祖先的观点。
3.细胞和分子水平的证据
(1)当今生物有许多共同的特征,比如都有能进行代谢、生长和增殖的细胞,细胞有共同的物质基础和结构基础等,这是对生物有共同祖先这一论点的有力支持。
(2)不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的共同点,提示人们当今生物有着共同的原始祖先,其差异的大小则揭示了当今生物种类亲缘关系的远近,以及它们在进化史上出现的顺序。
四、自然选择与适应的形成
1.适应的普遍性和相对性
(1)适应的含义:生物的形态结构适合于完成一定的功能,生物的形态结构及其功能适合于该生物在一定的环境中生存和繁殖。
(2)适应具有普遍性和相对性。
2.适应是自然选择的结果
(1)拉马克的进化学说
①当今所有的生物都是由更古老的生物进化来的。
②各种生物的适应性特征并不是自古以来就如此的,而是在进化过程中逐渐形成的。
③适应的形成是由于用进废退和获得性遗传。
(2)达尔文的自然选择学说
①主要内容
②意义:揭示了生物界的统一性是由于所有的生物都有共同祖先,而生物的多样性和适应性是进化的结果。
(3)达尔文以后进化理论的发展
①关于遗传和变异的研究,已经从性状水平深入到基因水平,人们逐渐认识到了遗传和变异的本质。
②关于适应以及物种的形成等问题的研究,已经从以生物个体为单位,发展到以种群为基本单位。
③形成了以自然选择为核心的现代生物进化理论。
五、种群和种群基因库
1.种群
(1)概念:三要素
(2)特点:种群是生物进化和繁殖的基本单位。
2.基因库:一个种群中全部个体所含有的全部基因。
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。
六、种群基因频率的变化
1.可遗传的变异来源
2.可遗传的变异的形成
(1)可遗传的变异的形成:基因突变产生的等位基因,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,从而使种群中出现多种多样可遗传的变异类型。
(2)可遗传的变异的特点
(3)可遗传的变异的结果:使种群基因频率发生了改变。
3.可遗传的变异的利害性
变异的有利和有害是相对的,是由生存环境决定的。
4.种群基因突变数的计算方法
某种群基因突变数=个体基因数×突变率×个体数。
七、自然选择对种群基因频率变化的影响
1.原因:在自然选择的作用下,具有有利变异的个体有更多的机会产生后代,种群中相应基因的频率会不断提高;相反,具有不利变异的个体留下后代的机会少,种群中相应基因的频率会下降。
2.选择的对象
(1)直接作用对象:个体的表型。
(2)实质:决定表型的基因。
3.选择的结果
(1)生物性状上:朝着有利变异的方向不断进化。
(2)基因上:种群的基因频率会发生定向改变。
4.进化的实质:种群基因频率的改变。
八、隔离在物种形成中的作用
1.物种与隔离
(1)物种
(2)隔离
①概念: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。
②常见类型:
类型
发生范围
结果
生殖隔离
不同物种间
a.不能相互交配
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:隔离是物种形成的必要条件。
九、协同进化
1.概念
2.实例
3.结果:通过漫长的协同进化过程,地球上不仅出现了千姿百态的物种,丰富多彩的基因库,而且形成了多种多样的生态系统。
十、生物多样性的形成
1.生物多样性的含义
2.生物多样性的形成过程
十一、生物进化理论在发展
1.现代生物进化理论对自然界的生命史作出了科学的解释
(1)适应是自然选择的结果。
(2)种群是生物进化的基本单位。
(3)突变和基因重组提供进化的原材料,自然选择导致种群基因频率的定向改变,进而通过隔离形成新的物种。
(4)生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程。
(5)生物多样性是协同进化的结果。
2.生物进化理论的发展
(1)观点1:大量的基因突变是中性的,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2:物种形成并不都是渐变的过程,而是物种长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。
(3)影响广泛的观点:以自然选择学说为核心的生物进化理论。
一、单选题
1.下列关于生物进化的说法中错误的是( )
A.自然选择可定向改变种群基因频率 B.基因频率的改变标志着生物发生了进化
C.生殖隔离是物种形成的标志 D.地理隔离是生殖隔离形成的必要条件
【答案】D
【分析】1、自然选择通过作用于个体的表现型使种群基因频率发生定向改变,进而使生物朝着一定的方向进化,因此生物进化的实质是种群基因频率的定向改变;
2、隔离是新物种形成的必要条件,地理隔离不一定导致生殖隔离,生殖隔离是新物种形成的标志,生殖隔离的前提是种群基因库发生差异。
【详解】A、自然选择通过定向改变种群的基因频率进而使生物朝着一定的方向进化,A正确;
B、生物进化的实质是种群基因频率的定向改变,因此基因频率发生改变就说明生物发生了进化,B正确;
C、新物种形成的标志是产生生殖隔离,C正确;
D、种群基因库的差异是生殖隔离的必要条件,地理隔离不一定导致生殖隔离,D错误。
故选D。
2.瓢虫成虫可捕食麦蚜、介壳虫、壁虱等害虫,可减轻树木、瓜果及各种农作物遭受害虫的损害,被人们称为“活农药”。七星瓢虫的体色黑色(A)对浅色(a)为显性。1978年长春市朝阳区瓢虫的体色中浅色占70%,杂合子占所有个体的20%;由于环境污染,朝阳区的瓢虫每年浅色个体的减少率为10%,黑色个体的增长率10%。现在朝阳区的瓢虫以黑色为主,几乎看不到浅色个体。下列叙述正确的是( )
A.朝阳区的瓢虫个体间存在体色的差异,体现了物种多样性
B.1979年朝阳区的瓢虫群体中,A基因频率约为22.9%
C.1980年朝阳区的瓢虫群体中,aa的基因型频率为59.1%
D.种群基因频率的改变是通过环境对生物基因型的选择来实现的
【答案】B
【分析】1、常染色体上某基因频率=某种基因的纯合子基因型频率+1/2杂合子基因型频率。
2、生物多样性包括基因多样性(遗传的多样性)、物种多样性和生态系统多样性。
【详解】A、生物性状是由基因控制的,朝阳区的瓢虫个体间存在体色的差异,说明控制性状的基因不同,体现了基因多样性,A错误;
B、由题意知,1979年,AA=10%× (1+10%) =11%, Aa=20%×(1+10%) =22%,aa=70%× (1-10%)=63%,因此1979年AA=11/96,Aa=22/96,所以A的基因频率为:11/96+22/96×1/2≈ 22.9%,B正确;
C、由题意知,1980年,AA=10%×(1+10%) 2=12.1%, Aa=20%×(1+10%) 2=24.2%, aa=70%×(1-10%) 2=56.7%, 因此1980年该种群中aa的比例是56.7%÷ (24.2%+12.1%+56.7%) ≈60.9%,C错误;
D、自然选择通过作用于个体的表现型而定向改变种群基因频率,环境不能对生物体基因进行选择,D错误。
故选B。
3.科学家测定某保护区四种鸟类的ALXI基因的核苷酸序列,由此判断它们之间的亲缘关系。这为生物的进化提供了( )
A.胚胎学证据 B.分子水平证据
C.比较解剖学证据 D.古生物化石证据
【答案】B
【分析】地球上的生物,不管是动物植物还是微生物都有共同祖先,其证据包括化石证据、比较解剖学证据、胚胎学证据、细胞生物学证据、分子生物学证据等。
【详解】科学家测定了某保护区四种鸟类的ALXI基因的核苷酸序列,测定该基因序列是在分子水平上进行的,可为生物进化提供分子水平上的证据,B正确,ACD错误。
故选B。
4.神舟十一号飞船搭载的拟南芥种子,在飞船上播种后长成植株并编号,单株收获各植株种子,标志着完成了从种子到种子的发育过程,历时48天。下列叙述正确的是( )
A.从种子到种子的发育过程体现了细胞的全能性
B.将各编号植株性状与野生型对比,可以发现全部突变基因的表现
C.若发生基因突变,则可为进化提供原材料
D.通过测交实验可以判断突变性状的显隐性
【答案】C
【分析】可遗传的变异为生物进化提供原材料,其中可遗传的变异包括基因突变、染色体变异和基因重组。
【详解】A、从种子到种子属于自然发育过程,不能体现细胞的全能性,A错误;
B、隐性突变性状不一定在当代表现出来,因此将各编号植株性状与野生型对比,不能发现全部突变基因的表现,B错误;
C、基因突变产生新的基因,是生物进化的根本材料,C正确;
D、测交往往用来鉴定某一显性个体的基因型和它形成的配子类型及其比例,但不能检测突变性状的显隐性,D错误。
故选C。
5.人类把原产于丹麦和德国的白三叶草移到气候寒冷的瑞典栽培,若干年后产量显著提高。下列有关叙述错误的是( )
A.白三叶草进化的实质是有利变异的保存 B.瑞典的寒冷环境对白三叶草进行定向选择
C.遗传漂变容易引起小种群的基因频率发生较大的变化 D.产生生殖隔离是新物种形成的标志
【答案】A
【分析】自然界中的生物,通过激烈的生存斗争,适应者生存下来,不适应者被淘汰掉,这就是自然选择;达尔文的自然选择学说,其主要内容有四点:过度繁殖,生存斗争(也叫生存竞争),遗传和变异,适者生存。
【详解】A、白三叶草进化的实质是基因频率的改变,A错误;
B、瑞典的寒冷环境对白三叶草起到了定向选择的作用,B正确;
C、遗传漂变容易引起小种群的基因频率发生较大的变化,C正确;
D、生殖隔离是物种形成的关键,是新物种形成的标志,D正确。
故选A。
6.某研究人员发现用大麻二酚制成的抗生素可杀死淋病、脑膜炎和军团病等疾病中的耐药细菌,它通过破坏细菌的细胞膜来杀死细菌。下列有关叙述正确的是( )
A.耐药细菌的产生是人工选择的结果
B.抗生素的使用使细菌基因产生耐药性突变
C.耐药细菌中,基因表达的转录和翻译过程可同时进行
D.耐药细菌细胞膜上的蛋白质需经过高尔基体加工和囊泡的运输
【答案】C
【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程主要在细胞核中进行,需要解旋酶和RNA聚合酶参与;翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,该过程发生在核糖体上,需要以氨基酸为原料,还需要酶、能量和tRNA等。
【详解】A、人工选择会保留对人类有益的类型,耐药细菌的产生对人类不利,是自然选择的结果,A错误;
B、突变发生在抗生素使用之前,抗生素的作用是筛选并保存耐药性强的个体,B错误;
C、细菌是原核生物,没有核膜,耐药细菌中,基因表达的转录和翻译过程可同时进行,C正确;
D、细菌属于原核生物,只有核糖体一种细胞器,不含高尔基体,D错误。
故选C。
7.对以自然选择学说为核心的现代生物进化理论的理解不正确的是( )
A.环境改变使生物产生适应性的变异 B.隔离是新物种形成的必要条件
C.变异是不定向的,自然选择是定向的 D.生物进化的实质是基因频率的改变
【答案】A
【分析】现代生物进化理论认为,可遗传的变异为生物进化提供了原材料,而变异是不定向的,生物不会随环境改变而产生适应性变异,是自然选择决定了生物进化的方向。
【详解】A、生物的变异是不定向的,环境的改变对生物产生的变异进行了选择,A错误;
B、隔离包括地理隔离和生殖隔离,隔离是新物种形成的必要条件,B正确;
C、变异是不定向的,产生生物进化的原材料,自然选择是定向的,决定生物进化的方向,C正确;
D、自然选择使种群的基因频率发生定向的改变,生物进化的实质是基因频率的改变,D正确。
故选A。
8.野生型罗汉果(2n=28) 的甜苷含量较低。 某研究组获得了一株富含甜苷的突变体M,其核型分析如下图。将突变体 M 与野生型杂交,得到了罗汉果 F。下列说法正确的有( )
A.突变体 M 的配子发育而来的个体为二倍体植株
B.突变体 M 可通过秋水仙素处理野生型幼苗获得
C.罗汉果F的培育原理是染色体畸变,每个染色体组含 3 条染色体
D.野生型罗汉果和突变体 M 能杂交,属于同一物种
【答案】B
【分析】染色体组是指细胞中的一组非同源染色体,它们在形态和功能上各不相同,但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息。
【详解】A、突变体 M 的配子发育而来的个体为单倍体植株,A错误;
B、野生型罗汉果为二倍体,含有28条染色体,由图可知,突变体M为四倍体,含有4个染色体组,染色体数目为56条,秋水仙素能抑制纺锤体形成,导致染色体数目加倍,因此突变体M可通过秋水仙素处理野生型幼苗获得,B正确;
C、F个体为三倍体(3n=42),培育原理是染色体变异,每个染色体组含42÷3=14条染色体,C错误;
D、M(四倍体)与野生型(二倍体)杂交,得到了无子罗汉果F为三倍体,三倍体不育,故野生型罗汉果和M存在生殖隔离,不属于同一物种,D错误。
故选B。
9.草甘磷是一种除草剂,通过抑制 E 酶的活性最终导致植物死亡。某地在连续15年使用草甘磷后发现,当地黑麦草种群草甘磷抗性提高了10倍。下列相关分析错误的是( )
A.使用草甘磷导致E 酶基因突变是植物产生抗性的根本原因
B.草甘磷抗性基因频率的升高意味着种群发生了进化
C.黑麦草种群草甘磷抗性提高是草甘磷定向选择的结果
D.轮换使用不同作用机理的除草剂有助于减缓抗性发展
【答案】A
【分析】现代生物进化理论的基本观点:种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于种群基因频率的改变;突变和基因重组产生生物进化的原材料;自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向;隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、基因突变不是由于草甘磷的使用导致的,而是草甘磷发挥了选择作用,A错误;
B、进化的实质是基因频率的改变,草甘磷抗性基因频率的升高意味着生物进化,B正确;
C、草甘磷具有选择作用,黑麦草种群草甘磷抗性提高是草甘磷定向选择的结果,C正确;
D、轮换使用不同,选择也不同,故轮换使用不同作用机理的除草剂有助于减缓抗性发展,D正确。
故选A。
10.下列关于生物变异和进化的叙述中,正确的有( )
A.自然选择过程中直接受选择的是进化的基本单位——种群
B.生物多样性的形成是指新的物种不断形成的过程
C.捕食者的存在有利于增加物种多样性
D.一群长颈鹿相互争夺高处的树叶,最终脖子都变得发达
【答案】C
【分析】现代生物进化理论的内容:种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质是种群基因频率的改变。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,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种形成。在这个过程中,突变和基因重组产生生物进化的原材料,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,隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、自然选择过程中直接受选择的是个体,A错误;
B、生物多样性包括基因多样性、物种多样性、生态系统多样性,因此,生物多样性的形成不单指新物种的不断形成,B错误;
C、捕食者往往捕食数量多的物种,这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面,为其他物种的形成腾出空间。捕食者的存在有利于增加物种的多样性,C正确;
D、长颈鹿种群中本来就存在脖子比较发达的个体,一群长颈鹿相互争夺高处的树叶,最终脖子更发达的被自然选择保留下来,D错误。
故选C。
11.下列有关生物多样性和进化的叙述,不正确的是( )
A.细菌在接触青霉素后会产生具有抗药性的突变个体,青霉素的选择作用使其生存
B.蜂鸟细长的喙与倒挂金钟的筒状花萼是它们长期协同进化形成的相互适应特征
C.异地新物种的形成通常要经过突变和基因重组、自然选择及隔离三个基本环节
D.自然选择能定向改变种群的基因频率,从而使生物发生进化
【答案】A
【分析】协同进化: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。
【详解】A、细菌出现抗药性是由于基因突变,在接触青霉素之前已经存在抗药的变异,A错误;
B、蜂鸟细长的喙与倒挂金钟的筒状花萼是共同进化的结果,B正确;
C、异地新物种的形成通常要经过突变和基因重组、自然选择及隔离三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种的形成,C正确;
D、生物进化的标志是种群基因频率的改变,自然选择能定向改变种群的基因频率,决定了生物进化的方向,D正确。
故选A。
12.线虫的npr-1基因编码一种G蛋白偶联受体,该基因突变后(突变基因NPR-1),其编码的蛋白质第215位氨基酸残基由缬氨酸变为苯丙氨酸,导致线虫觅食行为由“独立觅食”变为“聚集觅食”。觅食行为的改变,在食物匮乏时,使线虫活动范围受限,能量消耗减少,有利于交配,对线虫生存有利。针对以上现象,下列叙述错误的是( )
A.npr-1基因发生的上述突变属于碱基替换
B.食物匮乏时,npr-1基因频率会提高
C.新基因的产生为线虫的进化提供了原(始)材料
D.这两种觅食行为的存在有利于线虫适应变化的环境
【答案】B
【分析】基因突变是可遗传变异的三大来源之一,是生物变异的根本来源,为生物进化提供原始材料。基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失和替换,引起基因结构的改变。基因突变的特征有:普遍性、随机性、低频性、不定向性、多害少利性。
【详解】A、该基因突变后(突变基因 NPR-1),其编码的蛋白质第215位氨基酸残基由缬氨酸变为苯丙氨酸,可见NPR-1基因发生了碱基对的替换,A正确;
B、npr-1基因控制的是“独立觅食”,在食物匮乏时,使线虫活动范围大,能量消耗多,不有利于交配,对线虫生存有害,基因频率会下降;而NPR-1,基因控制的是“聚集觅食”,在食物匮乏时,对线虫生存有利,该基因频率会上升,B错误;
C、基因突变是生物变异的根本来源,为生物进化提供原始材料,故新基因的产生(属于基因突变)为线虫的进化提供了原始材料,C正确;
D、两种觅食行为,有利于线虫在不同的食物环境中觅食,有利于线虫适应环境,D正确。
故选B。
13.细胞色素c广泛存在于多种生物中,生物学家对比了不同物种中细胞色素c的氨基酸序列,如表所示。下列叙述正确的是( )
对比物种
细胞色素c中氨基酸残基的置换百分比/%
哺乳类中两个不同目的动物
5~10
鸟类与哺乳类
8~12
两栖类与鸟类
14~18
鱼类与陆生脊椎动物
18~22
昆虫与脊椎动物
27~34
藻类与动物
57
A.细胞色素c 差异的根本原因是氨基酸序列的不同
B.亲缘关系越近的生物,细胞色素c的差异越大
C.编码细胞色素c的基因之间的区别主要与基因重组有关
D.该研究为不同生物的进化提供了分子水平的证据
【答案】D
【分析】由表可知,比较不同种生物细胞内的细胞色素c中氨基酸序列的差异性大小,可以推测生物之间的亲缘关系,亲缘关系越近,细胞色素c中氨基酸序列差异越小。
【详解】A、不同生物所含细胞色素c氨基酸序列存在差异的根本原因是基因的不同,A错误;
B、由表可知,亲缘关系越近的生物,细胞色素c的差异越小,B错误;
C、编码细胞色素c的基因之间的区别主要与基因突变有关,C错误;
D、细胞色素c属于生物大分子,比较不同生物细胞内的细胞色素c中氨基酸序列的差异性大小,可以推测生物之间的亲缘关系,该研究为不同生物的进化提供了分子水平的证据,D正确。
故选D。
14.某抗病毒药物对某种流感病毒(遗传物质是RNA)有较好疗效,能有效降低流感发病率。近年来发现该流感病毒中X基因发生突变导致该流感病毒对该药物的抗药性从2%增加到了80%。下列说法错误的是( )
A.X基因是具有遗传效应的RNA片段,该突变基因的出现是自然选择的结果
B.可用分子杂交的方法检测流感病毒中是否具有X基因
C.抗病毒药物的选择作用降低了该种群中正常X基因的频率
D.抗药流感病毒的出现会导致人群中流感的发病率增加
【答案】A
【分析】自然选择可决定生物进化的方向,使种群基因频率发生定向改变。抗病毒药物对某流感病毒(遗传物质是RNA)有较好的疗效,能有效降低流感发病率。但抗病毒药物的使用会使抗药的基因频率增加。
【详解】A、某种流感病毒的遗传物质是RNA,因此X基因是具有遗传效应的RNA片段,基因突变在自然界中普遍存在,任何一种生物都有可能发生,并非自然选择的结果,A错误;
B、DNA分子或者RNA分子可与某种流感病毒的RNA分子发生碱基互补配对,分子杂交技术可以检测出流感病毒是否具有X基因,B正确;
C、抗病毒药物对某流感病毒(遗传物质是RNA)有较好的疗效,抗病毒药物的使用,对种群中X基因进行了选择,使不抗药的被淘汰,使X基因频率提高了,C正确;
D、近年来发现该流感病毒中某X基因发生突变导致对抗病毒药物的抗药性从2%增加到了90%,该流感病毒抗药性增加会导致人群中流感的发病率增加,D正确。
故选A。
15.形态多样的金鱼品系是由野生鲫鱼经长期人工选育而成,体现了中国古代劳动人民智慧。 自然状态下,金鱼能与野生鲫鱼杂交并能产生可育后代。下列叙述正确的是( )
A.金鱼与野生鲫鱼是两个不同的物种
B.人工选择使鲫鱼产生多种变异
C.人工选择使种群基因频率发生改变
D.人工选择使种群内个体保持随机交配
【答案】C
【分析】在遗传学和进化论的研究中,把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称为一个物种。
【详解】A、金鱼能与野生鲫鱼杂交并能产生可育后代,金鱼与野生鲫鱼是同一物种,A错误;
B、人工选择可以积累人类喜好的变异,淘汰人类不喜好的变异,只对金鱼的变异类型起选择作用,不能使金鱼发生变异,B错误;
C、人工选择可以积累人类喜好的变异,淘汰人类不喜好的变异,使种群基因频率发生改变,C正确;
D、人工选择具有主观因素,不能使种群内个体保持随机交配,D错误。
故选C。
16.某小鼠新种的产生经历了漫长的进化过程,其进化历程如图所示,其中X、Y、Z表示物种形成的基本环节。下列有关说法正确的是( )
A.X到Z的过程中,基因频率发生了改变,基因库未发生改变
B.小鼠原种和小鼠新种之间存在生殖隔离,它们不能产生可育后代
C.基因频率的改变有不定向性,进化能使生物更适应环境但没有方向
D.若小鼠种群中某显性性状的基因型频率为51%,则显性基因的频率为70%
【答案】B
【分析】现代生物进化理论认为,突变和基因重组、自然选择及隔离三个基本环节是新物种形成的基本环节。故图中的X表示可遗传变异,即基因突变、基因重组和染色体变异;Y表示自然选择,使该种群基因频率发生定向改变;Z表示生殖隔离,能阻断种群间基因的交流,导致新物种产生。
【详解】A、X到Z的过程中,基因频率发生了改变,基因库也发生了改变,A错误;
B、小鼠原种与小鼠新种之间出现了生殖隔离,二者不是同一物种,它们不能产生可育后代,B正确;
C、基因频率的改变是定向的,其方向与自然选择的方向是一致的,因此,进化的结果能使生物更适应环境,C错误;
D、若小鼠种群中某显性性状的基因型频率为51%,则隐性性状的基因型频率为49%,因而隐性基因的基因频率为70%,则显性基因的频率为30%,D错误。
故选B。
17.研究发现茶花花蜜中含有微量的茶多酚,蜜蜂吸食茶多酚后,对报警信息素发生反应的浓度阈值(引发报警的最低浓度)降低了。下列叙述错误的是( )
A.蜜蜂在长期的自然选择中种群基因频率会发生改变
B.蜜蜂采食茶花花蜜,可以提高其感知外界危险的敏感度
C.茶花花蜜中的茶多酚使蜜蜂发生基因突变,有利于蜜蜂躲避敌害
D.不同地区的气候、植物种类、植物花期等会影响蜜蜂进化的方向
【答案】C
【分析】 现代进化理论的基本内容是:①进化是以种群为基本单位,进化的实质是种群的基因频率的改变。②突变和基因重组产生进化的原材料。③自然选择决定生物进化的方向。④隔离导致物种形成。
【详解】A、自然选择会决定生物进化方向,蜜蜂在长期的自然选择中种群基因频率会发生改变,造成生物进化,A正确;
B、花蜜中的茶多酚可以降低蜜蜂对报警信息素反应的浓度阈值,也就是提高其对外界危险的感知的敏感度,B正确;
C、变异发生在选择之前,茶花释放的茶多酚并不是引起蜜蜂的基因发生突变的原因,而是起选择作用,,C错误;
D、不同地区的气候、植物种类、植物花期等会影响蜜蜂进化的方向,即蜜蜂和茶花之间在长期的自然选择中发生了协同进化,属于生物与生物之间的相互选择,D正确。
故选C。
18.果蝇灰身(B)和黑身(b)由一对常染色体上的等位基因控制。假定某果蝇种群有10000只果蝇,其中黑身果蝇个体数量长期维持在9%,若再向该种群中引入10000只黑身果蝇,在不考虑其他因素影响的前提下,关于黑身果蝇引入后种群的叙述,错误的是( )
A.B基因频率由70%降为35%
B.b基因频率由30%升为75%
C.杂合子果蝇比例降低了50%
D.黑身果蝇比例增加了45.5%
【答案】B
【分析】①某基因频率=(该基因总数÷该基因及其等位基因总数)×100%。在种群中,一对等位基因的频率之和等于1。②利用遗传平衡定律计算基因型频率:假设等位基因为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=p2,基因型Aa的频率=2pq,基因型aa的频率=q2。
【详解】AB、原果蝇种群有10000只果蝇,其中黑身果蝇个体数量长期维持在9%,说明原果蝇种群中基因型为bb的黑身果蝇占9%,进而推知b基因频率与B基因频率分别为30%与70%。引入10000只黑身(bb)果蝇后,现有种群共有20000只果蝇,其中基因型为bb的黑身果蝇个体数量为10000只×9%+10000只=10900只,基因型为BB灰身果蝇个体数量为10000只×70%×70%=4900只,基因型为Bb灰身果蝇个体数量为10000只×2×30%×70%=4200只,所以B基因频率=(2×4900+1×4200)÷(2×20000)=35%,b基因频率=1-35%=65%。可见,引入黑身果蝇后,B基因频率由70%降为35%,b基因频率由30%升为65%,A正确,B错误;
CD、结合对AB选项的分析可知:原果蝇种群中,杂合子果蝇(Bb)的个体数量为4200只,占42%;黑身果蝇的个体数量为900只,占9%。引入黑身果蝇后,杂合子果蝇(Bb)的个体数量为4200只,占21%;黑身果蝇的个体数量为10900只,占54.5%。可见,杂合子果蝇比例降低了50%,黑身果蝇比例增加了45.5%,CD正确。
故选B。
19.2022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40%,b的基因频率为60%,下列有关说法错误的是( )
A.大熊猫种群中全部B和b的总和不能构成大熊猫种群的基因库
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37.5%
D.若该对等位基因只位于X染色体上,则XbY的基因型频率为60%
【答案】D
【分析】1、一个种群中全部个体所含有的全部基因,叫做这个种群的基因库。
2、现代生物进化理论认为:种群是生物进化的单位,生物进化的实质是种群基因频率的改变,生物进化的方向是由自然选择决定的,隔离是物种形成的必要条件,生殖隔离是物种形成的标志。
3、遗传平衡定律:在数量足够多的随机交配的群体中,没有基因突变、没有迁入和迁出、没有自然选择的前提下,种群是基因频率逐代不变,则基因型频率将保持平衡:p2表示AA的基因型的频率,2pq表示Aa基因型的频率q2表示aa基因型的频率。其中p是A基因的频率;q是a基因的频率。基因型频率之和应等于1,即p2+ 2pq + q2 = 1。
【详解】A、基因库是一个群体中所有个体的全部基因的总和,所以大熊猫种群中全部B和b的总和不能构成大熊猫种群的基因库,A正确;
B、生物进化的实质是种群基因频率的定向改变,B正确;
C、若该对等位基因位于常染色体上,该种群中B的基因频率为40%,b的基因频率为60%,则种群中BB基因型频率等于B基因频率的平方为16%,Bb基因型频率=2×B基因频率×b基因频率=48%,显性个体中出现杂合雌熊猫概率约为1/2×48%/(16%+48%)=37.5%,C正确;
D、若该对等位基因只位于X染色体上,则雄性群体中XbY的基因型频率=b的基因频率=60%,该种群中XbY的基因型频率为30%,D错误。
故选D。
20.蕹菜(二倍体)披针叶基因与心形叶基因是一对等位基因,研究发现披针叶基因比心形叶基因多了一种转座子,转座子是可以从染色体所在位置转移到染色体其他位置的DNA片段。下列叙述错误的是( )
A.披针叶基因变异频率比心型叶基因的变异频率高
B.蕹菜叶型基因不同的根本原因是发生基因突变
C.蕹菜的细胞内至少含有两个染色体组
D.转座子的存在有利于蕹菜种群的进化
【答案】C
【分析】根据题意分析可知:披针叶基因与心形叶基因是一对等位基因,产生的根本原因是基因突变。基因突变是基因结构的改变,包括碱基对的增添、缺失或替换。
【详解】A、由题意可知,披针叶基因比心形叶基因多了一种转座子(可以从染色体所在位置转移到染色体其他位置的DNA片段),故披针叶基因更容易发生DNA片段的转移,变异频率比心型叶基因的变异频率高,A正确;
B、蕹菜披针叶基因与心形叶基因是一对等位基因,产生的根本原因是基因突变,B正确;
C、蕹菜的成熟的生殖细胞内只含有1个染色体组,C错误;
D、由A选项可知,转座子的存在使披针叶基因的变异频率更高,能产生更多变异类型为进化提供原材料,有利于蕹菜种群的进化,D正确。
故选C。
二、多选题
21.动物界的捕食与被捕食的双方都在经历自然选择和不断完善。如猫和老鼠,在生存斗争中老鼠昼伏夜出,而猫的眼睛能随光线的明暗而改变瞳孔的大小,夜间仍可看到东西;老鼠会装死,猫会“假眠”;老鼠感观灵敏,稍有动静就逃得无影无踪,而猫脚下有肉垫,行走时无声无息。下列相关叙述正确的是( )
A.在生存斗争中,捕食者猫和被捕食者老鼠进行着相互选择
B.为了能捕捉到感官灵敏性强、易逃跑的老鼠,猫采用脚下长肉垫的策略
C.猫和老鼠在相互影响中不断进化和发展,属于协同进化
D.老鼠昼伏夜出的行为是猫眼睛夜间仍可看到东西的特征对其定向选择的结果
【答案】AC
【分析】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,这就,是协同进化。生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程;生物多样性是协 同进化的结果。
【详解】A、捕食者和被捕食者之间进行着相互选择,指的是他们互相作为一种生存压力,淘汰不利个体,筛选有利个体,A正确;
B、猫的进化不是自主选择的,而是不定向变异在自然选择下的结果,B错误;
C、猫和老鼠属于不同物种,不同物种之间在相互影响中不断进化和发展,属于协同进化,C正确;
D、猫的进化不是自主选择的,而是不定向变异在自然选择下的结果,D错误。
故选AC。
22.袁隆平被誉为“杂交水稻之父”,他的研究团队用野生水稻与普通水稻杂交,培育出了高产杂交水稻。下列叙述正确的是( )
A.培育杂交水稻利用了水稻基因的多样性
B.杂交水稻的育种原理是染色体变异
C.通过杂交育种可以产生新的基因型
D.杂交育种一般用于有性生殖的生物
【答案】ACD
【分析】1、生物多样性通常有三个层次的含义,即生物种类的多样性、遗传(基因)的多样性和生态系统的多样性。我国动物、植物和野生亲缘种的基因多样性十分丰富,为动植物的遗传育种提供了宝贵的遗传资源。如我国科学家袁隆平用野生水稻与普通水稻杂交,培育出了高产的杂交水稻是生物多样性中的遗传多样性。
2、杂交育种的原理是基因重组,通过杂交育种可以产生新的基因型。
【详解】A、(遗传)基因的多样性是指物种的种内个体或种群间的基因变化,同种生物如野生水稻和普通水稻之间基因也有差别,每个物种都有一个独特的基因库,故培育杂交水稻利用了水稻基因(遗传)的多样性,A正确;
B、杂交水稻的培育过程中实现了野生水稻与普通水稻的基因重组,不是染色体变异,B错误;
C、杂交育种的原理是基因重组,该过程可集合亲本的优良性状,通过杂交育种手段可以产生新的基因型,C正确;
D、杂交育种的原理是基因重组,一般用于有性生殖的生物,D正确。
故选ACD。
23.物种的研究者对能表达黄色荧光蛋白的大肠杆菌进行了定向的演化培养,并在不同的演化压力下对其加以筛选。其中,S表示的是强自然选择,W表示的是弱自然选择,而N则是不做自然选择。黄色荧光蛋白频率与演化压力的关系如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.对照组是N组,该实验的自变量为演化压力
B.实验组黄色荧光蛋白频率大小不同是自然选择的结果
C.强自然选择的条件下对黄色荧光蛋白基因频率的影响更小
D.自然选择的直接对象是基因型,进而改变生物的基因频率
【答案】CD
【分析】现代生物进化理论认为:种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质是种群基因频率的改变。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,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种形成。在这个过程中,突变和基因重组产生生物进化的原材料,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,隔离是新物种形成的必要条件。生殖隔离的产生是新物种形成的标志。
【详解】A、对照组是N组,该实验的自变量为演化压力(自然选择强度),A正确;
B、实验组黄色荧光蛋白频率大小不同是自然选择的结果,B正确;
C、据图分析可知,与对照组相比,强自然选择的条件下对黄色荧光蛋白基因频率的影响更大,C错误;
D、自然选择的直接对象是表型,D错误。
故选CD。
24.生物多样性是协同进化的结果。下列有关生物多样性与协同进化的叙述,错误的是( )
A.生物多样性的三个层次是指基因、物种和生物群落
B.生物多样性的形成过程就是新物种不断形成的过程
C.协同进化发生在不同物种之间以及生物与无机环境之间
D.捕食者的存在不利于增加物种多样性
【答案】ABD
【分析】生物多样性体现在基因多样性,物种多样性和生态系统多样性,突变和基因重组产生进化的原材料,自然选择使种群的基因频率会发生定向改变,决定生物进化的方向,导致生物朝着一定的方向不断进化,不同物种之间、生物与无机环境之间要相互影响中不断进化和发展,共同进化形成生态系统的多样性。
【详解】A、生物多样性的三个层次包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性,A错误;
B、生物多样性的形成过程不仅仅是新物种不断形成的过程,还有基因层次以及生态系统层次的多样性,B错误;
C、协同进化指的是不同物种之间以及生物与无机环境在相互影响中不断进化和发展的过程,C正确;
D、捕食者往往捕获数量多的物种作为食物,进而为数量少的物种腾出了更多的空间、资源,因而捕食者的存在有利于增加物种多样性,D错误。
故选ABD。
25.藏猪生活在青藏高原地区,其体内的ALB、ECE1等基因发生突变,该变异有利于血红蛋白的合成,使血液具有更强的结合和运输氧气的能力,并提高了肺部的气体交换效率。下列叙述错误的是( )
A.藏猪种群中全部个体所含有的血红蛋白基因构成基因库
B.青藏高原的低氧环境使ALB、ECE1等基因发生定向突变
C.藏猪的呼吸系统和心血管系统之间发生了协同进化
D.藏猪对青藏高原上低氧环境的适应是自然选择的结果
【答案】ABC
【分析】不同物种间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,这就是协同进化,生物多样性的形成是协同进化的结果。
【详解】A、种群基因库是指一个种群中所有个体的全部基因,因此,藏猪种群中全部个体所含有的血红蛋白基因不能构成基因库,A错误;
B、基因突变具有不定向性,B错误;
C、不同物种间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,这就是协同进化,藏猪的呼吸系统和心血管系统不能发生协同进化,C错误;
D、在自然选择下,藏猪的血液具有更强的结合和运输氧气的能力,并提高了肺部的气体交换效率,这说明藏猪对青藏高原上低氧环境的适应是自然选择的结果,D正确。
故选ABC。
三、非选择题
26.《诗经》以“蚕月条桑”描绘了古人种桑养蚕的劳动画面,《天工开物》中“今寒家有将早雄配晚雌者,幻出嘉种”,表明我国劳动人民早已拥有利用杂交手段培育蚕种的智慧,现代生物技术应用于蚕桑的遗传育种,更为这历史悠久的产业增添了新的活力。回答下列问题:
(1)自然条件下蚕采食桑叶时,桑叶会合成蛋白酶抑制剂以抵御蚕的采食,蚕则分泌更多的蛋白酶以拮抗抑制剂的作用。桑与蚕相互作用并不断演化的过程称为 。
(2)家蚕的虎斑对非虎斑、黄茧对白茧、敏感对抗软化病为显性,三对性状均受常染色体上的单基因控制且独立遗传。现有上述三对基因均杂合的亲本杂交,F1中虎斑白茧抗软化病的家蚕比例是 ;若上述杂交亲本有8对,每只雌蚕平均产卵400枚,理论上可获得 只虎斑白茧抗软化病的纯合家蚕,用于留种,
(3)研究小组了解到:①雄蚕产丝量高于雌蚕;②家蚕的性别决定为ZW型;③卵壳的黑色(B)和白色(b)由常染色体上的一对基因控制;④黑壳卵经射线照射后携带B基因的染色体片段可转移到其他染色体上且能正常表达。为达到基于卵壳颜色实现持续分离雌雄,满足大规模生产对雄蚕需求的目的,该小组设计了一个诱变育种的方案。下图为方案实施流程及得到的部分结果。
统计多组实验结果后,发现大多数组别家蚕的性别比例与I组相近,有两组(Ⅱ、Ⅲ)的性别比例非常特殊。综合以上信息进行分析:
①I组所得雌蚕的B基因位于 染色体上。
②将Ⅱ组所得雌蚕与白壳卵雄蚕(bb)杂交,子代中雌蚕的基因型是 (如存在基因缺失,亦用b表示)。这种杂交模式可持续应用于生产实践中,其优势是可在卵期通过卵壳颜色筛选即可达到分离雌雄的目的。
【答案】(1)协同进化
(2) 3/64 50
(3) 常 bbZWB
【分析】家蚕的性别决定方式是ZW型,雌蚕的性染色体组成是ZW,雄蚕的性染色体组成是ZZ。
【详解】(1)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,这就是协同进化。
(2)由题意可知,三对性状均受常染色体上的单基因控制且独立遗传,即符合自由组合定律,将三对基因均杂合的亲本杂交,可先将三对基因分别按照分离定律计算,再将结果相乘,即F1各对性状中,虎斑个体占3/4,白茧个体占1/4,抗软化病个体占1/4,相乘后F1中虎斑、白茧、抗软化病的家蚕比例是3/4×1/4×1/4=3/64。若上述杂交亲本有8对,每只雌蚕平均产卵400枚,总产卵数为8×400=3200枚,其中虎斑、白茧、抗软化病的纯合家蚕占1/4×1/4×1/4=1/64,即3200×1/64=50只。
(3)①I组亲本杂交所得黑壳卵孵化后雌雄比例接近1:1,蚕的卵壳颜色与性别无关,故I组雌蚕的B基因位于常染色体上。②Ⅱ组亲本杂交所得黑壳卵孵化后全为雌蚕,说明该组亲本雌蚕经辐射诱变后,携带B基因的染色体片段转移到了W染色体上,基因型为bOZWB(O表示基因缺失),其与雄蚕bbZZ杂交所得黑壳卵均为雌蚕bbZWB和bOZWB,再与白壳卵雄蚕bbZZ杂交,子代中雌蚕的基因型为bbZWB和bOZWB。题干要求基因缺失用b表示,故子代雌蚕基因型表示为bbZWB。③Ⅲ组亲本杂交所得黑壳卵孵化后全为雄蚕,说明该组亲本雌蚕经辐射诱变后,B基因转移到Z染色体上(基因型为ZBZb或ZBZ),故子代黑壳雄蚕的B基因也位于Z染色体,其杂交后代的性别与卵壳颜色没有对应关系,无法达到通过卵壳颜色分离雌雄的目的。
27.果蝇(2N=8)是遗传学研究中的常用材料。果蝇的体色灰体(A)对黑体(a)为显性,翅形长翅(B)对残翅(b)为显性,均在常染色体上,野生果蝇的翅色是无色透明的。现用两种纯合果蝇杂交,得到的F1全为灰体长翅,F1雌雄个体间随机交配。回答下列问题:
(1)该果蝇种群全部个体所具有的全部基因统称为该种群的 。
(2)摩尔根在利用果蝇为实验材料研究基因位于染色体上的实验中采用的科学方法是 ,若F1出现9:7的性状分离比,则存在 种杂合子自交会出现性状分离现象。
(3)若因某种精子没有受精能力,导致F2的4种表型比例为5:3:3:1,则亲本的基因型为 ,F2灰体长翅果蝇中双杂合子个体占 ,若用F2的雄果蝇进行测交,则其子代有 种表型。
【答案】(1)基因库
(2) 假说-演绎法 3/三
(3) AAbb和aaBB 3/5 3/三
【分析】1、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。
2、基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上 的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过 程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源 染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】(1)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;果蝇种群全部个体所具有的全部基因统称为该种群的基因库。
(2)在观察和分析基础上提出问题以后, 通过推理和想象提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,推出预测的结果, 再通过实验来检验。如果实验结果与预测相符,就可以认为假说是正确的,反之, 则可以认为假说是错误的。这是现代科学研究中常用的一种科学方法,叫作假说- 演绎法。摩尔根在利用果蝇为实验材料研究基因位于染色体上的实验中采用的科学方法是假说- 演绎法。题干信息:果蝇的体色灰体(A)对黑体(a)为显性,翅形长翅(B)对残翅(b)为显性,均在常染色体上,则杂合子基因型有AaBb,AaBB,Aabb,aaBb,AABb;根据自由组合定律可知,AaBb自交后代,A_B_:A_bb:aaB_:aabb=9:3:3:1;若F1出现9:7的性状分离比,即AaBb自交后代,A_B_:(A_bb+aaB_+aabb)=9:7;则AaBB自交后代,A_BB:aaBB=3:1会出现性状分离;Aabb自交后代,A_bb:aabb不会出现性状分离;aaBb自交后代,aaB_:aabb不会出现性状分离;AABb自交后代,AAB_:AAbb会出现性状分离;可见杂合子AaBb,AaBB,AABb共三种自交后代出现性状分离。
(3)根据自由组合定律可知,AaBb自交后代,A_B_:A_bb:aaB_:aabb=9:3:3:1;若因某种精子没有受精能力,导致F2的4种表型比例为5:3:3:1,则基因型A_B_中,AABB、AABb、AaBB、AaBb各有一份不存在,即精子AB没有受精能力,则亲本基因型为AAbb和aaBB(题干信息两种纯合果蝇杂交,得到的F1全为灰体长翅即AaBb,则亲本基因型可能为AABB×aabb,或AAbb×aaBB,但精子AB没有受精能力,故亲本基因型只能是AAbb×aaBB),F2灰体长翅果蝇(A_B_)中双杂合子(AaBb)个体占3/5(题干信息:F2的4种表型比例为5:3:3:1,即A_B_在F2中仅5份,正常情况下F2中AaBb共4份,由于AB精子没有受精能力,AaBb仅3份);F2的雄果蝇基因型为AABb、AaBB、AaBb、AAbb、Aabb、aaBB、aaBb、aabb,这些雄果蝇产生的有受精能力的精子基因型为Ab、aB、ab共三种,故若用F2的雄果蝇进行测交,则其子代有3种表型。
28.下图为现代生物进化理论的概念图,请据图回答相关问题。
(1)图中①指 ,②是导致①改变的内因,包括生物的突变和 ,它为生物进化提供原材料。
(2)图中③指 ,隔离是物种形成的必要条件,新物种形成必须要有生殖隔离。
(3)某植物种群中基因型AA的个体占20%,基因型aa的个体占50%。倘若人为舍弃隐性性状类型仅保留显性性状的基因型,令其自交,则自交子一代所有个体中基因型AA的个体占 ,aa基因型的个体占 ,此时种群中A的基因频率为 ,经这种人工选择作用,该种群是否发生了进化? (填“是”或“否”)。
【答案】(1) 种群基因频率定向改变 基因重组
(2)自然选择学说
(3) 55% 15% 70% 是
【分析】分析题图:①生物进化的实质是种群基因频率的改变;②表示可遗传的变异,包括基因突变、基因重组和染色体变异,为生物进化提供原材料;③生物进化理论的核心内容是自然选择学说;④表示基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。
【详解】(1)根据前面的分析可知,图中①表示种群基因频率的改变,②表示可遗传的变异,包括基因突变、基因重组和染色体变异,其中基因突变和染色体变异通常突变,为生物进化提供原材料。
(2)图中③指生物进化理论的核心内容是自然选择学说,自然选择的观点没有提出隔离是物种形成的必要条件,隔离是指不同种群的个体在自然条件下基因不能自由交流的现象,也就是物种形成必须要有生殖隔离。
(3)某植物种群中基因型AA的个体占20%,基因型aa的个体占50%,则Aa的个体占30%,倘若人为舍弃隐性性状类型仅保留显性性状的基因型,则AA占40%,Aa占60%,令其自交,则自交一代中基因型AA的个体占40%+60%×1/4=55%;aa基因型的个体占60%×1/4=15%,此时种群中A的基因频率为AA%+1/2Aa%=55%+1/2×(60%×1/2)=70%.没有经过人工选择之前种群中A的基因频率为20%+1/2×30%=35%,所以该种群发生了进化,因为种群的基因频率发生了改变。
29.一万多年前,某地区有许多湖泊(A、B、C、D)湖泊之间通过纵横交错的溪流连结起来,湖中有不少鳉鱼。后来,气候逐渐干旱,小溪流渐渐消失,形成了若干个独立的湖泊(如图1),湖中的鱼形态差异也变得明显。请分析回答下列问题:
(1)溪流消失后,各个湖泊中的鱼不再发生基因交流,原因是存在 ,各个种群通过突变和基因重组产生进化的原材料。现代生物进化理论认为,进化的方向由 决定。
(2)C湖泊中全部鳉鱼所含有的全部基因称为该种群的 。鳉鱼某对染色体上有一对等位基因A和a,该种群内的个体自由交配。在Y3-Y4时间段内该种群中Aa的基因型频率为 。经历了图示变化之后,鱼是否产生了新物种? (填“是”、“否”、“不确定”)。
(3)现在有人将四个湖泊中的一些鱼混合养殖,结果发现:A、B两湖的鱼能进行交配且产生后代,但其后代高度不育,A、B两湖内2鱼的差异体现了 多样性。多样性的形成是不同物种之间、生物与环境之间 的结果。
【答案】(1) 地理隔离 自然选择
(2) 基因库 18% 不确定
(3) 物种 协同进化
【分析】现代生物进化理论认为:适应是自然选择的结果;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,自然选择导致种群基因频率的定向改变,进而通过隔离形成新的物种;生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的进程;生物多样性是协同进化的结果。
【详解】(1)溪流消失后,不同湖泊之间产生了地理隔离,各个湖泊中的鳉鱼不再发生基因交流。突变和基因重组产生进化的原材料,但由于突变和基因重组都是随机的,不定向的,因此突变和基因重组不能决定生物进化的方向,自然选择可决定生物进化的方向。
(2)C湖泊中全部鳉鱼属于一个种群,种群中所有个体的全部基因叫种群的基因库。在Y3-Y4时间段内该种群中A基因的频率为0.9,则a的基因频率为0.1,Aa的基因型频率=2×0.9×0.1×100%=18%。生殖隔离是新物种形成的标志,图示过程基因频率发生了变化,说明生物进化了,但不能确定是否形成了新物种。
(3)A、B两湖的鱼能进行交配且产生后代,但其后代高度不育,说明A、B两湖的鱼不是同一个物种,体现了物种多样性。生物多样性的形成是不同物种之间、生物与环境之间协同进化的结果。
30.由于小群体引起的基因频率随机减小甚至丢失的现象称为遗传漂变。某昆虫灰翅(基因A控制)和黑翅(基因a控制)是一对相对性状,科研人员研究了该昆虫种群数量(N)对种群基因频率(亲代中基因A的频率为0.5)随机变化的影响,结果如图所示。在N1=70的群体中,有近68%的群体子代中基因A的频率分布于0.44~0.56范围,有近96%的群体子代分布于0.35~0.65范围;而在N=8000的群体中,有68%的群体子代中基因A的频率分布于0.495~0.505范围,有近96%的群体子代分布于0.47~0.53范围。
(1)基因频率是指在一个种群基因库中, 。根据题干及图中信息,分析N1和N2群体中子代基因A的频率分布范围,可得到的结论是 。比较N1、N2群体,更容易发生进化的是 群体。
(2)有一只杂合灰翅个体和一只黑翅个体交配,在产生的后代中,每世代随机保留雌雄各一个个体。子一代中留下的一雌一雄交配产生的F2足够多的情况下,A基因频率的理论值是 。根据上述数据分析,造成小群体遗传漂变的原因可能是 。
(3)研究发现,种群中出现了突变型的白翅,预测白翅基因频率的变化是 。
【答案】(1) 某个基因占全部等位基因数的比值 相对于小群体,大群体不容易发生遗传漂变 N1
(2) 1/2或1/4或0 由于随机留种的缘故,后代的基因频率可能完全不同,从而造成遗传漂变
(3)如果白翅性状适应环境,则该基因频率会增大,如果白翅性状不适应环境,则该基因频率会减小
【分析】由于小群体引起的基因频率随机减小甚至丢失的现象称为遗传漂变。基因频率是指在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比值。
【详解】(1)基因频率是指在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比值。
结合题意,分析图可知:在N1=70的群体中,子代中基因A的频率分布更广,而在N=8000的群体中,子代中基因A的频率分布相对比较集中比较稳定,说明N1=70的群体更容易发生遗传漂变,更容易发生进化,所以相对于小群体,大群体不容易发生遗传漂变。
(2)有一只杂合灰翅个体(Aa)和一只黑翅个体(aa)杂交,子一代有Aa、aa,所以随机保留雌雄各一个个体有以下三种情况:Aa与Aa杂交产生的F2足够多的情况下,Aa:AA:aa=2:1:1,A的基因频率为;Aa与aa杂交产生的F2足够多的情况下,Aa:aa=1:1,A的基因频率为;aa与aa杂交产生的F2足够多的情况下,后代全为aa,A的基因频率为0。
根据上述数据分析,每世代随机保留雌雄各一个个体,后代的基因频率可能完全不同,从而造成遗传漂变。
(3)种群中出现了突变型的白翅,若该白翅性状适应环境,则该基因频率会增大,若该白翅性状不适应环境,则该基因频率会减小。
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