内容正文:
专题04 生物的进化
1.(22-23高一下·上海·期末)编码乳糖酶的LCT基因位于人类2号染色体上。若个体成年后该基因表达量下降,称为“乳糖酶不持续(LNP)”,表现为机体对乳糖不耐受;若该基因能持续表达,则称为“乳糖酶持续(LP)”,即乳糖酶直至成年还维持在较高水平。下图为上述性状的M家族遗传系谱图。
(1)据图判断,LNP性状的遗传方式是 。若对LCT基因测序发现,Ⅲ-1为杂合体,则LNP性状的遗传方式是 (是/不是)表观遗传。
(2)若Ⅲ-1体细胞中LCT基因模板链的部分序列由3'-CCC-5'(编码某氨基酸)突变为3'-TCC-5',则所编码的氨基酸由 变为 。(遗传密码:5'-CCC-3'脯氨酸;5'-GGG-3'甘氨酸;5'-GGA-3'甘氨酸;5'-AGG-3'精氨酸)
(3)基因检测发现,Ⅱ-1的生殖细胞发生基因突变,则Ⅱ-1的某个次级精母细胞中,含LCT突变基因的数量可能为 。
(4)若用F/f表示LCT基因,人群中ff的基因型频率为16%,则F的基因频率为 。
(5)研究发现,在不同人种中,LCT基因突变可发生在不同碱基中;同一人种中,不同个体的LCT基因突变位点也有差异。该现象对于人类适应环境的意义是______。
A.不同种群独立地进化出相同的性状
B.不同种群不同程度地改变对乳糖的耐受能力
C.同一种群不同基因型的人能在不同程度上以奶制品为食
D.同一种群不同基因型的人能在相同程度上获得有利的变异
除研究现代人的基因外,研究灭绝的古人类基因也是探索人类起源的一种思路。科学家研发出一套能成功从4万年前古人类“尼安德特人”的骨骼中提取线粒体DNA并进行扩增和测序的方法,为人类进化的研究做出贡献,荣获2022年诺贝尔生理学或医学奖。
(6)科学家将古人类“尼安德特人”化石中线粒体DNA与现代人类线粒体DNA进行比较,获得人类进化的证据属于______。
A.化石证据 B.比较解剖学证据 C.胚胎学证据 D.分子生物学证据
(7)研究发现,现代人类第12号染色体上可降低新冠肺炎重症风险的基因来自古人类“尼安德特人”。科学家据此推测,人类祖先曾与尼安德特人发生基因交流。下列3个关于人类进化的模型与上述推测最吻合的是 。(用下列编号选填)
【答案】(1) 常染色体显性遗传 是
(2) 甘氨酸 精氨酸
(3)0,1,2
(4)0.6/60%
(5)BC
(6)D
(7)①
【分析】1、由题干信息“编码乳糖酶的LCT基因位于人类2号染色体上”,以及遗传系谱图II-1和II-2都为LNP,他们的女儿III-1为LP,判断LNP为常染色体显性遗传。
2、表观遗传指生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,例如DNA甲基化等因素导致基因在其碱基序列不变的情况下,表达情况发生可遗传的变化,就是表观遗传。
【详解】(1)据图“II-1和II-2都为LNP,他们的女儿III-1为LP”判断,LNP性状的遗传方式是常染色体显性遗传;如果Ⅲ-1为杂合体,其表型应为LNP,但其表型为LP,说明其显性基因被抑制了表达,而且这种变化可以遗传,所以LNP性状的遗传方式是表观遗传。
(2)遗传密码与基因模板链碱基互补配对,题目信息“LCT基因模板链的部分序列由3'-CCC-5'突变为3'-TCC-5'”,则“遗传密码由5'-GGG-3'变为5'-AGG-3'”,所以编码的氨基酸由甘氨酸变为精氨酸。
(3)Ⅱ-1是男性,其生殖细胞为精子,其发生突变的时间可能为精原细胞时期、初级精母细胞时期、次级精母细胞时期或成为精子以后等四个时期,如果突变发生在精原细胞时期,则次级精母细胞可能有2或0个突变基因,如果突变发生在初级精母细胞细胞时期,则次级精母细胞可能有1或0个突变基因,如果突变发生在次级精母细胞细胞时期,则某个次级精母细胞有1或0个突变基因,如果突变发生在精子时期,则次级精母细胞有0个突变基因。
(4)根据遗传平衡定律,由人群中ff的基因型频率为16%,可知f的基因频率为40%,F基因频率为1-40%=60%。
(5)在不同人种中,LCT基因突变可发生在不同碱基中,其对于人类适应环境的意义是不同种群不同程度地改变对乳糖的耐受能力;同一人种中,不同个体的LCT基因突变位点也有差异,对于人类适应环境的意义是同一种群不同基因型的人能在不同程度上以奶制品为食,BC符合题意,AD不符合题意。
故选BC。
(6)比较DNA的碱基序列属于分子生物学证据,ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(7)科学家的推测是人类祖先曾与尼安德特人发生基因交流,只有模型①存在广泛基因交流,与推测最吻合。
2.(22-23高一下·上海奉贤·期末)在一个海岛上,一种海龟中有的脚趾是连趾(ww),有的脚趾是分趾(WW、Ww),连生的脚趾便于划水,游泳能力强,分趾则游泳能力较弱。已知此种群中,基因型为WW的个体占70%,基因型为Ww的个体占20%,基因型为ww的个体占10%。请分析回答:
(1)该海岛上所有海龟称为 ,是生物进化的 。
(2)该海龟种群中W的基因频率为( )
A.70% B.90% C.80% D.20%
如果该海龟种群足够的大,所有雌雄个体都能自由交配,自由交配1代后产生的种群中,基基因型为WW的个体占65%,基因型为Ww的个体占30%,基因型为ww的个体占5%。
(3)该种群是否发生进化,请说出判断依据 。
(4)当海龟数量增加到岛上食物不足时,连趾的海龟容易从海水中得到食物,分趾的海龟则不易获得食物而饿死,若千万年后,基因频率变化的趋势是( )
A.W的基因频率增加 B.W的基因频率减少
C.w的基因频率增加 D.w的基因频率减少
(5)经DNA检测,发现中美洲东海岸与西海岸的两种海龟曾经是同一物种。因火山爆发导致它们被分隔成两个地区的不同种群,现已进化成两个不同物种。下列叙述错误的是( )
A.突变决定了两种海龟的进化方向不同
B.选择导致基因频率朝着不同方向积累
C.两种海龟既存在地理隔离,又存在生殖隔离
D.DNA检测的结果为进化提供了分子生物学证据
(6)新物种形成的标志( )。
A.基因频率改变 B.地理隔离 C.生殖隔离 D.适应辐射
(7)如图表示生物新物种形成的基本环节,对图示分析不正确的是( )
A.图中A表示基因突变,为生物进化提供丰富的素材
B.图中B表示地理隔离,可以阻断不同种群间的基因交流
C.图中C表示生殖隔离,指两种生物不能自然交配或交配后不能产生可育后代
D.自然选择使种群的基因频率会发生定向改变,导致生物朝一定的方向不断进化
【答案】(1) 种群 基本单位
(2)C
(3)未发生进化,因为前后代的基因频率没有发生改变。
(4)BC
(5)A
(6)C
(7)A
【分析】现代生物进化理论认为:生物进化的基本单位是种群,生物进化的实质是种群基因频率的改变,自然选择通过定向改变种群基因频率而使生物朝着一定的方向进化,隔离是物种形成的必要条件,生殖隔离是新物种形成的标志。
【详解】(1)种群是指占有一定空间和时间的同一物种个体的集合体,故该海岛上所有海龟称为种群。根据现代生物进化理论可知,种群是生物进化的基本单位。
(2)该海龟种群中W的基因频率为70%+1/2×20%=80%。
故选C。
(3)该种群自由交配1代后W的基因频率为65%+1/2×30%=80%,即该种群前后代的基因频率没有发生改变,故该种群未发生进化。
(4)因为连趾的海龟(基因型为ww)容易从海水中得到食物,而分趾的海龟(基因型为WW、Ww)不易获得食物而饿死,所以若千万年后,W的基因频率减少,w的基因频率增加。
故选BC。
(5)A、自然选择决定了两种海龟的进化方向不同,A错误;
B、选择导致基因频率朝着不同方向积累,使生物发生进化,B正确;
C、两种海龟分隔两地,故存在地理隔离;两种海龟属于不同物种,故存在生殖隔离,C正确;
D、DNA是核酸分子,DNA检测的结果为进化提供了分子生物学证据,D正确。
故选A。
(6)生殖隔离(指不同种群之间在自然条件下不能交配,或者即使能交配也不能产生后代或不能产生可育性后代)是新物种形成的标志。
故选C。
(7)A、图中A表示基因重组和突变,为生物进化提供丰富的素材,A错误;
B、图中B表示地理隔离,可以阻断不同种群间的基因交流,当地理隔离导致种群基因库的差别较大时,就可能产生生殖隔离,进而形成新的物种,B正确;
C、生殖隔离是新物种形成的标志,故图中C表示生殖隔离,生殖隔离是指两种生物不能自然交配或交配后不能产生可育后代,C正确;
D、自然选择通过定向改变种群基因频率而使生物朝着一定的方向进化,D正确。
故选A。
3.(21-22高一下·天津南开·期末)茶尺蠖(茶尺蠖的幼虫)是我国茶树的主要害虫,影响茶叶的产量。请回答问题:
(1)E病毒对茶尺蠖具有较高的致病力。研究E病毒对生活在甲、乙两个不同地域茶尺蠖死亡率的影响,结果如图1。对甲、乙两地茶尺蠖进行形态学观察。结果如图2。
①据图1分析, 地的茶尺蠖对E病毒更敏感。
②图2显示,两地茶尺蠖的形态特征基本一致。由于长期 隔离导致种群基因库存在差别,使得甲、乙两地茶尺蠖颜色深浅和 存在差异。
(2)基于上述研究。推测甲、乙两地茶尺蠖为两个物种。为验证推测,将甲、乙两地的茶尺蠖进行杂交。结果如下表。
F1
亲本组合
受精卵数量(只)
卵孵化率(%)
幼虫到化蛹的天数(d)
羽化率(%)
雌雄比例
组合一
甲地茶尺蛾×甲地茶尺蛾
180
96
17
54
1:0.9
组合二
乙地茶尺蛾×乙地茶尺蛾
206
100
17
52
1:0.9
组合三
甲地茶尺蛾×乙地茶尺蛾
65
48
13
33
1:0.1
注:羽化是指由蛹发育为成虫的过程
①据表可知。与组合一、组合二相比。组合三受精卵数量、卵孵化率均 ;茶尺蠖以茶树的叶为食,且食量较大,组合三中幼虫到化蛹的时间短,使蛹的重量 ,羽化率低,最终导致F1个体数量下降,且出现畸形。
②组合三中F1雌雄比例失调,羽化时间不同步,难以配对,不能产生F2,说明两地茶尺蠖出现了 。
③上述分析结果 (填“支持”或“不支持”)推测。
【答案】(1) 甲 地理 翅的大小
(2) 下降 减轻 生殖隔离 支持
【分析】1、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称为一个物种。
2、隔离包括地理隔离和生殖隔离。地理隔离指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。生殖隔离指不同物种之间一般不能相互交配,即使交配成功,也不能产生可育后代的现象。隔离是物种形成的必要条件,生殖隔离是新物种形成的标志。
【详解】(1)①由图1可知,甲地茶尺蠖感染E病毒后,死亡的时间早,死亡率高,说明对E病毒更敏感。②图2显示,两地茶尺蠖的形态特征基本一致,但颜色深浅和翅的大小存在差异,其原因可能是长期的地理隔离所致。
(2)①分析表中数据可知,与组合一、组合二相比,组合三受精卵数量、卵孵化率均下降;茶尺蠖以茶树的叶为食,且食量较大,组合三中幼虫到化蛹的时间短,使蛹的重量减轻,羽化率低,最终导致F1个体数量下降,且出现畸形。②根据题意,组合三中F1雌雄比例失调,羽化时间不同步,难以配对,不能产生F2,说明两地茶尺蠖出现了生殖隔离。③根据上述分析结果可知,支持甲、乙两地茶尺蠖为两个物种的推测。
【点睛】本题考查生物进化与物种形成的相关知识,要求学生掌握隔离的类型和作用,理解生殖隔离的含义和作用,学生能够利用信息结合所学的知识进行分析是解答本题的关键。
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专题04 生物的进化
1.(22-23高一下·上海·期末)编码乳糖酶的LCT基因位于人类2号染色体上。若个体成年后该基因表达量下降,称为“乳糖酶不持续(LNP)”,表现为机体对乳糖不耐受;若该基因能持续表达,则称为“乳糖酶持续(LP)”,即乳糖酶直至成年还维持在较高水平。下图为上述性状的M家族遗传系谱图。
(1)据图判断,LNP性状的遗传方式是 。若对LCT基因测序发现,Ⅲ-1为杂合体,则LNP性状的遗传方式是 (是/不是)表观遗传。
(2)若Ⅲ-1体细胞中LCT基因模板链的部分序列由3'-CCC-5'(编码某氨基酸)突变为3'-TCC-5',则所编码的氨基酸由 变为 。(遗传密码:5'-CCC-3'脯氨酸;5'-GGG-3'甘氨酸;5'-GGA-3'甘氨酸;5'-AGG-3'精氨酸)
(3)基因检测发现,Ⅱ-1的生殖细胞发生基因突变,则Ⅱ-1的某个次级精母细胞中,含LCT突变基因的数量可能为 。
(4)若用F/f表示LCT基因,人群中ff的基因型频率为16%,则F的基因频率为 。
(5)研究发现,在不同人种中,LCT基因突变可发生在不同碱基中;同一人种中,不同个体的LCT基因突变位点也有差异。该现象对于人类适应环境的意义是______。
A.不同种群独立地进化出相同的性状
B.不同种群不同程度地改变对乳糖的耐受能力
C.同一种群不同基因型的人能在不同程度上以奶制品为食
D.同一种群不同基因型的人能在相同程度上获得有利的变异
除研究现代人的基因外,研究灭绝的古人类基因也是探索人类起源的一种思路。科学家研发出一套能成功从4万年前古人类“尼安德特人”的骨骼中提取线粒体DNA并进行扩增和测序的方法,为人类进化的研究做出贡献,荣获2022年诺贝尔生理学或医学奖。
(6)科学家将古人类“尼安德特人”化石中线粒体DNA与现代人类线粒体DNA进行比较,获得人类进化的证据属于______。
A.化石证据 B.比较解剖学证据 C.胚胎学证据 D.分子生物学证据
(7)研究发现,现代人类第12号染色体上可降低新冠肺炎重症风险的基因来自古人类“尼安德特人”。科学家据此推测,人类祖先曾与尼安德特人发生基因交流。下列3个关于人类进化的模型与上述推测最吻合的是 。(用下列编号选填)
2.(22-23高一下·上海奉贤·期末)在一个海岛上,一种海龟中有的脚趾是连趾(ww),有的脚趾是分趾(WW、Ww),连生的脚趾便于划水,游泳能力强,分趾则游泳能力较弱。已知此种群中,基因型为WW的个体占70%,基因型为Ww的个体占20%,基因型为ww的个体占10%。请分析回答:
(1)该海岛上所有海龟称为 ,是生物进化的 。
(2)该海龟种群中W的基因频率为( )
A.70% B.90% C.80% D.20%
如果该海龟种群足够的大,所有雌雄个体都能自由交配,自由交配1代后产生的种群中,基基因型为WW的个体占65%,基因型为Ww的个体占30%,基因型为ww的个体占5%。
(3)该种群是否发生进化,请说出判断依据 。
(4)当海龟数量增加到岛上食物不足时,连趾的海龟容易从海水中得到食物,分趾的海龟则不易获得食物而饿死,若千万年后,基因频率变化的趋势是( )
A.W的基因频率增加 B.W的基因频率减少
C.w的基因频率增加 D.w的基因频率减少
(5)经DNA检测,发现中美洲东海岸与西海岸的两种海龟曾经是同一物种。因火山爆发导致它们被分隔成两个地区的不同种群,现已进化成两个不同物种。下列叙述错误的是( )
A.突变决定了两种海龟的进化方向不同
B.选择导致基因频率朝着不同方向积累
C.两种海龟既存在地理隔离,又存在生殖隔离
D.DNA检测的结果为进化提供了分子生物学证据
(6)新物种形成的标志( )。
A.基因频率改变 B.地理隔离 C.生殖隔离 D.适应辐射
(7)如图表示生物新物种形成的基本环节,对图示分析不正确的是( )
A.图中A表示基因突变,为生物进化提供丰富的素材
B.图中B表示地理隔离,可以阻断不同种群间的基因交流
C.图中C表示生殖隔离,指两种生物不能自然交配或交配后不能产生可育后代
D.自然选择使种群的基因频率会发生定向改变,导致生物朝一定的方向不断进化
3.(21-22高一下·天津南开·期末)茶尺蠖(茶尺蠖的幼虫)是我国茶树的主要害虫,影响茶叶的产量。请回答问题:
(1)E病毒对茶尺蠖具有较高的致病力。研究E病毒对生活在甲、乙两个不同地域茶尺蠖死亡率的影响,结果如图1。对甲、乙两地茶尺蠖进行形态学观察。结果如图2。
①据图1分析, 地的茶尺蠖对E病毒更敏感。
②图2显示,两地茶尺蠖的形态特征基本一致。由于长期 隔离导致种群基因库存在差别,使得甲、乙两地茶尺蠖颜色深浅和 存在差异。
(2)基于上述研究。推测甲、乙两地茶尺蠖为两个物种。为验证推测,将甲、乙两地的茶尺蠖进行杂交。结果如下表。
F1
亲本组合
受精卵数量(只)
卵孵化率(%)
幼虫到化蛹的天数(d)
羽化率(%)
雌雄比例
组合一
甲地茶尺蛾×甲地茶尺蛾
180
96
17
54
1:0.9
组合二
乙地茶尺蛾×乙地茶尺蛾
206
100
17
52
1:0.9
组合三
甲地茶尺蛾×乙地茶尺蛾
65
48
13
33
1:0.1
注:羽化是指由蛹发育为成虫的过程
①据表可知。与组合一、组合二相比。组合三受精卵数量、卵孵化率均 ;茶尺蠖以茶树的叶为食,且食量较大,组合三中幼虫到化蛹的时间短,使蛹的重量 ,羽化率低,最终导致F1个体数量下降,且出现畸形。
②组合三中F1雌雄比例失调,羽化时间不同步,难以配对,不能产生F2,说明两地茶尺蠖出现了 。
③上述分析结果 (填“支持”或“不支持”)推测。
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