内容正文:
第二节 生物的多样性和适应性是进化的结果
[随堂巩固]
1.科学家测定了某保护区MG、CE、DP、DW四种鸟类的ALX1基因的核苷酸序列,由此判断它们的亲缘关系。这属于进化的( )
A.胚胎学证据 B.细胞和分子水平的证据
C.比较解剖学证据 D.古生物化石证据
解析 科学家测定了某保护区MG、CE、DP、DW四种鸟类的ALX1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。
答案 B
2.下列关于生物进化的叙述,错误的是( )
A.某物种仅存一个种群,该种群中每个个体均含有这个物种的全部基因
B.虽然亚洲与澳洲之间存在地理隔离,但两洲人之间并没有生殖隔离
C.无论是自然选择还是人工选择作用,都能使种群基因频率发生定向改变
D.古老地层中都是简单生物的化石,而新近地层中含有复杂生物的化石
解析 种群中所有个体所含有的基因才是这个物种的全部基因,A项错误;各大洲人之间并没有生殖隔离,B项正确;无论是自然选择还是人工选择作用,都可使种群基因频率发生定向改变,C项正确;越古老的地层中的化石所代表的生物结构越简单,在距今越近的地层中,挖掘出的化石所代表的生物结构越复杂,说明生物是由简单到复杂进化的,D项正确。
答案 A
3.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遗传多样性
解析 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,A正确;生物进化的实质是种群基因频率的改变,B错误;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,C错误;生物多样性最直观的表现是物种多样性,D错误。
答案 A
4.保护生物多样性的三个层次中,最核心的并关系其他两个层次存亡的是( )
A.遗传多样性 B.物种多样性
C.生物群落多样性 D.生态系统的多样性
解析 生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次,保护生物多样性在这三个层次上进行,其中最核心的为保护生态系统多样性,因为它不仅保护了生物,也保护了生物的生存环境,这样其他两个层次自然也被保护了。
答案 D
5.现有G、H、Q、W、X五个有亲缘关系的物种,它们的进化历程及亲缘关系如图所示。
(1)由共同祖先进化形成上述五个不同物种的外部因素是________和________。
(2)H、W两物种都生活在海洋中,体形都为纺锤形的事实能够说明____________________________________。
(3)如果W物种始终处在一个没有地理隔离的环境中,W物种在它所生存的环境中会进化吗?
________。为什么?_______________________________________。
解析 (1)物种的形成需要经过隔离,一个物种在特定的环境中生存时,必然受到环境的自然选择。(2)这是一种趋同进化现象,是相同环境定向选择的结果。(3)生物是随着环境的变化在不断进化的。
答案 (1)自然选择 隔离 (2)自然选择是定向的(环境对生物的选择是定向的) (3)会 生物在繁衍过程中会产生各种可遗传的变异,W物种所处的环境条件也会不断地发生变化
[课下作业]
1.下列各项中不能作为生物进化证据的是( )
A.古生物化石 B.动物体型的大小
C.生物的染色体结构 D.动物的同源器官
解析 在研究生物的进化过程中,化石是重要的证据,越古老的地层中,形成化石的生物越简单、越低等,水生生物较多;越晚形成的地层中,形成化石的生物越复杂、越高等,陆生生物较多,A正确;生物是否高级与体型的大小没有必然的关系,B错误;生物的染色体结构能作为生物进化的证据,C正确;动物的同源器官能作为生物进化的证据,D正确。
答案 B
2.如图所示是七种脊椎动物和人的胚胎发育的比较,由图中信息我们可以做出的推测是( )
A.鱼类和人可能具有共同的祖先
B.鱼类和人不可能具有共同的祖先
C.各种脊椎动物间没有亲缘关系
D.无法做出任何科学推测
解析 题图中7种脊椎动物和人在胚胎发育初期非常相似,都有鳃裂和尾,这表明脊椎动物和人是由共同的原始祖先进化而来的,A正确。
答案 A
3.同源器官是比较解剖学在生物进化方面提供的有力证据之一。下列各器官属于同源器官的是( )
A.蝴蝶的翅和鸟类的翼 B.人的手和蝙蝠的翼手
C.猫的前肢和人的上肢 D.鲨鱼的鳍和鲸的鳍
解析 蝴蝶的翅和鸟类的翼起源不同,结构不同,A错误;人的上肢与蝙蝠的翼手应为同源器官,人的手只是上肢的一部分,B错误;猫的前肢与人的上肢起源相同,结构和部位相似,C正确;鲨鱼属于鱼类,而鲸属于哺乳动物,它的鳍相当于人的上肢,与鱼类不同,D错误。
答案 C
4.南京古生物所等在瓮安生物群动物胚胎化石的细胞中发现“核状”结构,下列研究结果中最能支持该生物群是真核生物的证据是( )
A.多数细胞中只有一个核状结构
B.未分裂母细胞中有两个核状结构
C.核状结构位于细胞中央
D.核状结构具有膜
解析 真核细胞与原核细胞最主要区别是具有核膜包被的成形的细胞核,此特点可作为判断细胞类型的依据。
答案 D
5.陆生脊椎动物和人在胚胎发育过程中会出现鳃裂,这说明( )
A.鳃裂将来发育成肺
B.胚胎的呼吸依靠鳃裂
C.胚胎在水环境中发育而成
D.陆生脊椎动物和人的原始祖先生活在水中
解析 鳃裂是水生生物的主要生理结构,陆生脊椎动物和人在胚胎发育过程中会出现鳃裂,这说明他们的原始祖先生活在水中。
答案 D
6.通过对化石的研究表明,恐龙等生物曾在地球上生存过较长一段时期,但后来灭绝了,能够解释这些物种短暂生存的最充分的理由是( )
A.这些物种不会发生变异
B.恐龙与环境斗争的结果使恐龙发生了变化
C.这些物种缺乏使其适应环境的可遗传的变异
D.环境变化导致这些物种灭绝
解析 任何生物都有不定向的变异,并且生物与环境之间不断进行生存斗争,由于恐龙没有产生适应环境的变异,而被自然环境所淘汰。
答案 C
7.某种兰花有细长的花矩(如图),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协同进化的结果
D.蛾的口器会因吸食花蜜而越变越长
解析 生物变异是不定向的,A错误;新物种形成的必要条件是隔离,B错误;口器与花矩的相互适应是协同进化的结果,C正确;生物的性状是由基因决定的,吸食花蜜不会使蛾的口器变长,D错误。
答案 C
8.下列关于生物多样性的叙述,正确的是( )
A.地球上所有的植物、动物和微生物,以及它们拥有的全部基因共同组成生物的多样性
B.过度的人为干扰会导致生物多样性降低
C.生物多样性的丰富程度与自然选择无关
D.遗传多样性较低的种群适应环境能力强
解析 生物的多样性是指地球上所有生物,它们所包含的基因以及由这些生物与环境相互作用所构成的生态系统的多样化程度;生物多样性的丰富程度是自然选择的结果;遗传多样性越丰富,生物对环境的适应能力越强。
答案 B
9.猎豹追捕斑马,自然选择有利于斑马种群中肌肉发达、动作敏捷的个体,同时有利于猎豹种群中跑得快的个体。猎豹吃掉的大多是斑马中年老、病、弱或年幼的个体,一般不会将所有的猎物都吃掉。作为捕食者的猎豹往往捕食个体数量多的物种。
(1)“收割理论”认为捕食者捕食个体数量多的物种,避免一种或少数几种生物占绝对优势,为其他物种的形成腾出空间,捕食者的存在有利于增加________。
(2)猎豹和斑马因捕食关系在进化上密切相关,协同进化,协同进化是指________之间、________之间在相互影响中不断进化和发展。
解析 (1)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,这样有利于增加物种多样性。(2)协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。
答案 (1)物种多样性 (2)不同物种 生物与无机环境
10.北美洲某种臭虫以当地无患子科植物的气球状蔓生果为食,臭虫需要用锋利的喙刺穿果实,据统计喙长如图1所示;1920年,有人从亚洲引进平底金苏雨树,其果实的果皮比较薄,据统计到1980年以它为食的臭虫的喙长如图2所示。下列叙述不合理的是( )
A.平底金苏雨树与臭虫间发生了协同进化
B.平底金苏雨树与当地植物存在竞争关系
C.臭虫体内控制喙长度的基因发生突变可能早于引进平底金苏雨树
D.生活在无患子科植物和平底金苏雨树上的臭虫间形成了生殖隔离
解析 平底金苏雨树引进后,臭虫喙长变短,因此它们在相互影响中发生了协同进化;平底金苏雨树与当地植物竞争阳光和土壤中的水分和养分;臭虫体内控制喙长度的基因发生突变的时间可能早于引进平底金苏雨树的时间,平底金苏雨树只不过起了选择作用;生活在无患子科植物和平底金苏雨树上的臭虫种群,由于自然选择的差异,基因频率定向改变,导致两个种群的基因库有差异,从图中无法判断是否已形成生殖隔离。
答案 D
11.山茶象甲用喙在山茶果皮上钻孔后将卵注入孔洞,只有在打通果皮的孔洞中孵出的幼虫才能取食到种子而成活。图1为日本南、北部地区的象甲,图2为日本不同纬度多个地区的象甲平均喙长和山茶平均果皮厚度。以下叙述错误的是( )
A.南部地区的山茶果皮厚度大于北部
B.图2中M区象甲繁殖后代成功率最高
C.图2中P区数据采集自北部地区
D.山茶象甲与山茶相互影响,协同进化
解析 由图1可以看出,南部山茶象甲的喙长于北部山茶象甲的喙,因此推测南部地区的山茶果皮厚度大于北部,A正确;分析图2可知,M区山茶平均果皮厚度大,象甲打通果皮的孔洞难度更大,繁殖后代成功率低,B错误;图2中P区果皮厚度小,山茶象甲喙短,数据应采集自北部地区,C正确;山茶象甲与山茶在相互影响中协同进化,D正确。
答案 B
12.关于生物进化方面的证据,下列相关叙述正确的是( )
A.图1四种地雀喙的差异是由于不同环境食物的刺激所致的不同变异
B.图2昆虫的两类翅形的形成是对环境的主动适应
C.图3是两种体色的桦尺蛾,它们的性状分化证实了物种形成的机制
D.图4中两种动物之间的关系对两者都是有益的,捕食者的存在有利于增加物种多样性
解析 生物变异的产生是体内遗传物质发生改变的结果,并不是环境刺激、生物的主动适应所导致的,A、B错误;生物性状的分化是变异的结果,并不能证实物种形成的机制,C错误;生物之间的捕食关系,对捕食者和被捕食者都是有利的,二者之间相互选择,协同进化,D正确。
答案 D
13.世界自然基金会发表报告指出,1998~2008年这10年间,在新几内亚岛上发现了1 060种新物种,其中有12种为哺乳动物,如居住在火山里的羊毛鼠、惹人喜爱的扁鳍海豚等。下列关于协同进化与生物多样性形成的叙述中,正确的是( )
A.物种之间的协同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的
B.生物多样性的形成过程也就是新物种不断形成的过程
C.一个物种的形成或灭绝会影响到其他若干物种的进化
D.不同物种之间在相互影响中不断进化和发展,这就是协同进化
解析 物种之间的协同进化也可能是种间互助,如兰花与专门给它传粉的蛾;新物种不断形成是生物多样性形成的基础;一个物种的形成与灭绝会影响到与之相关的其他若干物种的进化;协同进化指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。
答案 C
14.下图1为四个物种的进化关系树,图中百分数表示各物种与人类的DNA相似度;图2表示非洲猴进化基本过程。回答下列问题:
(1)现代综合进化论认为生物进化的基本单位是________。
(2)四个物种起源相同,是由共同的祖先通过________________等变异,经过长期________逐渐形成的。四个物种中,亲缘关系最近的两个物种是________________,两者的DNA差异至少经历了约________万年的累积(DNA碱基进化速率按1%/百万年计算),判断它们属于两个不同物种的标志是________________。
(3)一个非洲猴种群的个体间存在形态、生理等特征方面的差异,体现的是________多样性。图2中的X、Y、Z表示生物进化和物种形成的基本环节,X是指________________。
A.突变和基因重组 B.选择
C.适应辐射 D.隔离
解析 (1)现代综合进化论认为生物进化的基本单位是种群。(2)为进化提供原材料的变异主要有突变(即基因突变和染色体变异)和基因重组,它们经过长期的自然选择,形成不同的物种。结合图1,四个物种的DNA两者之间差异最小的是大猩猩和黑猩猩,所以它们的亲缘关系最近。根据DNA碱基进化速率按1%/百万年计算,大猩猩和黑猩猩的DNA差异有99.01%-98.90%=0.11%,所以二者之间需要0.11%÷1%百万年=11万年。判断它们属于两个不同物种的标志是产生了生殖隔离。(3)个体间存在形态、生理等特征方面的差异,指的是个体的性状差异,它是由个体内不同基因控制的。说明不同个体间存在遗传多样性。图2中的X、Y、Z依次表示突变和基因重组、自然选择和隔离,是生物进化和物种形成的三个必要的环节。
答案 (1)种群 (2)基因突变、基因重组和染色体变异(突变和基因重组) 自然选择 大猩猩和黑猩猩 11 产生了生殖隔离 (3)遗传 A
15.下图表示地球上的哺乳动物由共同的祖先进化而来,不同的种类在形态上却有着很大的差异,据图回答下列问题:
(1)该图体现了生物的进化规律为________________________。
(2)可依据比较解剖学的理论获取它们的__________作为进化的证据,并由此得出的结论是_______________________________。
(3)试用达尔文的进化理论解释E的形成:_______________________。
(4)物种C的某种群中,基因型AA占46%,aa占20%,5年后,该种群AA为48%,aa为22%,该种群是否发生进化并解释原因:________________。
解析 (1)题图显示的生物进化规律为生物朝着多样化和复杂化的方向发展。(2)从解剖学角度可比较同源器官作为进化的证据,具有同源器官的不同动物是由共同的祖先进化而来。(3)从达尔文自然选择学说角度解释为:原始的哺乳类产生不同的变异,其中适应水环境的变异个体被水环境选择而生存下来,这样代代选择、积累,经漫长年代而形成了水栖的E动物。(4)初始基因频率A=46%+(1-46%-20%)/2=63%,5年后基因频率A=48%+(1-48%-22%)/2=63%,因为基因频率没有发生改变,所以没有发生进化。
答案 (1)生物朝着多样化和复杂化的方向发展 (2)同源器官 具有同源器官的不同动物由共同的祖先进化而来 (3)原始的哺乳类产生不同的变异,其中适应水环境的变异个体被水环境选择而生存下来,这样代代选择、积累,经漫长年代而形成了水栖的E动物 (4)否。因为基因频率没有发生改变
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