内容正文:
第12周·周末作业 “种群基因组成变化与物种和生物多样性的形成”
强化练
一、选择题
1.科研人员在浙江某地调查镇海林蛙时,发现一种新物种——姬林蛙。姬林蛙与镇海林蛙同属林蛙属,外观十分相似,但体型差异很大。下列叙述错误的是 ( )
A.两种蛙具有共同的祖先,但两种群的基因库可能差别很大
B.姬林蛙进化过程中,雌蛙和雄蛙相互影响,协同进化
C.同源DNA序列比对可为蛙的进化提供分子水平的证据
D.基因突变是变异的根本来源,为蛙的进化提供了原材料
2.大熊猫曾广泛分布在我国东部到南部的广大区域,现在仅存四川大熊猫和陕西秦岭大熊猫两个亚种。DNA研究显示,这两个亚种之间已经30多万年没有基因交流了。下列相关叙述正确的是 ( )
A.这两个大熊猫亚种在进化过程中将重新融合为数十万年前的原物种
B.这两个大熊猫亚种各自的种群在自然界中遵循遗传平衡定律
C.熊猫个体间在形态等方面表现出差异,体现了遗传多样性
D.四川大熊猫和秦岭大熊猫的产生属于异地的物种形成
3.某种昆虫的翅长由X染色体上的复等位基因b1、b2、b3控制,实验人员统计了该昆虫种群(雌雄个体数相等)中1 000个雌性个体的各种基因型数量,结果如图所示。在该昆虫雄性个体中b2的基因频率是 ( )
A.41% B.27% C.26% D.2%
4.甲、乙两座相互隔离的岛上,蝴蝶种群翅的颜色都有深色(A)和浅色(a)之分,它们的祖先曾是同一种群。由于植被变化,甲岛深色翅蝴蝶比例增大,乙岛浅色翅蝴蝶比例增大,若干年后,两岛上的蝴蝶无法交配产生可育后代。下列叙述错误的是 ( )
A.突变的有害和有利往往取决于生物的生存环境
B.两岛上蝴蝶翅色出现差异是因为它们对其生境的适应
C.两岛植被差异导致翅色基因频率定向改变
D.两岛上的蝴蝶种群间协同进化,最终出现生殖隔离
5.先让一个物种的亚种甲种群在某隔离的小岛上生活一段时间,发生进化后将其移入一个已被该物种的另一亚种乙种群占有的岛屿上生存。下列相关分析错误的是 ( )
A.亚种甲在隔离小岛上因自然选择其种群基因频率发生定向改变
B.若要亚种乙形成新物种,必须要经过地理隔离、自然选择和突变
C.亚种甲和乙相遇后有可能会进行自由交配并产生可育的后代
D.在自然选择过程中,直接受选择的是亚种甲和乙中个体的表型
6.茶尺蠖(茶尺蛾的幼虫)是我国茶树的主要害虫,影响茶叶的产量,E病毒对茶尺蠖具有较高的致病力。下图表示研究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。下列叙述不正确的是 ( )
A.据图可知,甲地的茶尺蠖对E病毒的敏感性比乙地的茶尺蠖更强
B.两地的茶尺蠖由于所处环境不同,乙地茶尺蠖发生抗病毒变异的概率更高
C.两地的茶尺蠖由于长期地理隔离导致种群基因库存在差别,但未必出现生殖隔离
D.可以通过人工喷施E病毒的方法对甲地的茶尺蠖虫害进行防治
7.甲、乙、丙三岛之间相互隔绝,甲岛上某种昆虫的一部分个体被人为迁移到乙岛和丙岛上。这种昆虫体色受A(黑色)、a(白色)、a1(灰色)控制,分别统计3年后和20年后相关的基因频率或基因型频率,其中甲岛基因频率一直不变,乙岛、丙岛数据如下表。下列说法正确的是 ( )
A.这20年间,乙、丙两岛昆虫都一定发生了进化
B.丙岛这种昆虫全部个体的A、a、a1基因构成了该种群的基因库
C.三岛之上的该种昆虫一定存在生殖隔离
D.a1基因来源于基因突变,a1基因频率升高可能是自然选择的结果
8.[多选]科学家完成了一千多万条高质量的冠状病毒(单链RNA病毒)基因组序列,这些基因组极好地记录了冠状病毒在人类宿主中的进化历程,是研究病毒突变特征和进化规律的好材料。下列关于进化的说法,错误的是 ( )
A.突变和基因重组提供了冠状病毒进化的原材料
B.冠状病毒变异快的根本原因是其遗传物质结构稳定性差,容易发生基因突变
C.在人类与冠状病毒的斗争中,二者相互选择、协同进化
D.冠状病毒通过主动变异来适应生存环境,使基因频率发生了定向改变
9.[多选]某岛屿有甲、乙两种蜥蜴,甲蜥蜴以坚硬种子为食,进化出粗壮颌骨;乙蜥蜴以软果为食,颌骨细长。研究发现两者的杂种胚胎早期死亡。下列叙述错误的是 ( )
A.岛上两种蜥蜴所有个体所含有的全部基因组成一个基因库
B.食物种类的差异是引起甲、乙两种蜥蜴基因库不同的原因之一
C.地理隔离和食性分化共同限制了甲、乙两种蜥蜴间的基因交流
D.杂种胚胎的产生表明两个种群尚未产生生殖隔离
10.[多选]某地大白菜农田蜗牛危害严重,蜗牛能被一些鸟类捕食。蜗牛壳上有条纹与无条纹的性状是由一对等位基因A和a控制的,研究人员调查了某地区的1 000只蜗牛,对存活的个体数和被鸟捕食后剩下的蜗牛空壳数进行统计,得到的数据如表所示。下列分析错误的是 ( )
有条纹(显性)
无条纹(隐性)
合计
存活个体数
178
211
389
空壳数
332
279
611
合计
510
490
1 000
A.1 000只蜗牛中,aa的基因型频率为49%
B.若Aa的基因型频率为32%,则a的基因频率为70%
C.由表中数据可推断,A基因的频率将会增大
D.鸟类的捕食使蜗牛种群的基因频率发生定向改变
二、非选择题
11.阅读下列有关生物进化和生物多样性的材料,回答问题:
材料一:某地在1万年前是由许多小山(A、B、C、D)通过纵横交错的河流连结起来,山上有很多地雀。之后,气候逐渐干旱,河流渐渐消失,形成了若干个独立的小山,在各山中生活的地雀形态差异也变得明显(分别称为a、b、c、d地雀)。如图所示。
材料二:下表为V基因在a地雀种群和b地雀种群中的基因型个体数。
基因型
VaVb
VaVa
VbVc
VcVc
VaVc
a地雀/个
100
50
100
150
100
b地雀/个
0
120
0
200
80
(1)1万多年后,D山中的 称为地雀种群的基因库。
(2)现在,有人将四座山中的一些地雀混合养殖,结果发现:A、B两山的地雀(a和b)能进行交配且产生后代,但其后代高度不育,说明a、b地雀之间存在 ;来自C、D的地雀(c和d)交配,能生育具有正常生殖能力的子代,且子代之间存在一定的性状差异,这体现了生物多样性中的 (填“基因多样性”“物种多样性”或“生态系统多样性”)。
(3)在5 000年前,A山的河中生活着甲水草(四倍体),如今科学家发现了另一些植株较硕大的乙水草,经基因组分析,甲、乙两水草完全相同;经染色体组分析,水草乙的染色体组数是水草甲的2倍。则乙水草产生的原因最可能是 。
(4)Vc在a地雀中的基因频率为 。
(5)就V基因而言, 地雀的遗传更具有多样性,判断依据是 。
第12周·周末作业
1.选B 两种蛙同属林蛙属,说明由共同祖先演化而来;形成不同物种后,体型差异很大,推测两者的基因库可能存在显著差异,A正确。协同进化指不同物种之间或生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,而姬林蛙的雌蛙和雄蛙属于同一物种,其相互影响属于种内关系,不属于协同进化,B错误。同源DNA序列的相似度可反映物种间的亲缘关系,属于分子水平的进化证据,C正确。基因突变是产生新基因的途径,为生物进化提供原始材料,D正确。
2.选C 两个大熊猫亚种因长期地理隔离已30多万年没有基因交流了,在进化过程中无法重新融合为数十万年前的原物种,A错误;遗传平衡定律需满足种群足够大、无突变、无自然选择、随机交配、无迁移等条件,而大熊猫种群在自然界中会受自然选择的影响等,不遵循遗传平衡定律,B错误;个体形态差异由遗传物质差异导致,属于遗传多样性(基因多样性)的体现,C正确;异地的物种形成需产生生殖隔离,而题干明确两者仍为亚种(未形成新物种),D错误。
3.选A 由题图可知,雌性中b2的基因频率=820/2 000×100%=41%,雄性中的等位基因频率与雌性中的相同,因此,雄性中b2的基因频率为41%,A正确。
4.选D 突变的有害和有利往往取决于生物的生存环境,A正确;两岛蝴蝶翅色差异是自然选择的结果,不同环境(植被)导致适应性差异,B正确;植被差异作为自然选择的因素,使A和a的基因频率发生定向改变,C正确;协同进化指不同物种之间、生物与无机环境间在相互影响中不断进化和发展,而两岛上的蝴蝶出现生殖隔离是地理隔离和自然选择的结果,并非协同进化,D错误。
5.选B 因为生物的变异是不定向的,而自然选择是定向的,所以亚种甲在隔离小岛上因自然选择其种群基因频率发生定向改变,A正确;新物种的形成不一定需要经过地理隔离,B错误;甲和乙是同一物种的不同亚种,虽然甲发生了进化,但不一定形成了新的物种,所以甲和乙有可能进行自由交配产生可育后代,C正确;自然选择通过作用于生物表型而间接选择其基因型,进而改变种群的基因频率,D正确。
6.选B 据图可知,甲地的茶尺蠖对E病毒的敏感性比乙地的茶尺蠖更强,A正确;两地的茶尺蠖由于所处环境不同,因此自然选择的方向不同,但变异是不定向的,并不能说明乙地茶尺蠖发生抗病毒变异的概率更高,B错误;两地的茶尺蠖由于长期地理隔离导致种群基因库存在差别,但未必出现生殖隔离,C正确;可以通过人工喷施E病毒的方法对甲地的茶尺蠖虫害进行防治,D正确。
7.选D 该种昆虫刚被迁移到乙岛和丙岛上时,基因频率应和甲岛一致,即A=60%,a=40%;3年后乙岛A的基因频率=40%+1/2×40%=60%,a的基因频率=1-60%=40%,丙岛A的基因频率=9%+1/2×10%=14%,a的基因频率=1-14%=86%;20年后乙岛A的基因频率=36%+1/2×48%=60%,a的基因频率=1-60%=40%,丙岛A的基因频率=5%,a的基因频率=40%,说明乙岛昆虫并没有发生进化,A错误。种群基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因,丙岛这种昆虫全部个体的A、a、a1基因不能构成该种群的基因库,B错误。据题干信息无法得知三岛之上的该种昆虫是否存在生殖隔离,C错误。a1和A、a是等位基因,等位基因来源于基因突变;自然选择决定生物进化的方向,a1基因频率升高可能是自然选择的结果,D正确。
8.选AD 突变包括基因突变和染色体变异,冠状病毒不会发生染色体变异,A错误;冠状病毒变异快的根本原因是冠状病毒的遗传物质是单链RNA,单链RNA结构不稳定,容易发生基因突变,B正确;人类在与冠状病毒的斗争中,人类不断提高免疫力抵抗病毒感染,而病毒不断变异以便完成对宿主的感染,因而二者相互选择、协同进化,C正确;突变是不定向的,冠状病毒经过自然选择,其基因频率发生了定向改变,D错误。
9.选ACD 基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因,岛上两种蜥蜴所有个体属于两个种群,所含有的全部基因不是一个基因库,A错误;甲蜥蜴以坚硬种子为食,乙蜥蜴以软果为食,食物种类的差异是引起甲、乙两种蜥蜴基因库不同的原因之一,B正确;两种蜥蜴生活在同一岛屿,不存在地理隔离,C错误;生殖隔离是指不同物种之间不能交配或交配后的后代不育或死亡等,两者的杂种胚胎早期死亡,表明两个种群已经产生生殖隔离,D错误。
10.选BC 由题意可知,无条纹是隐性性状,基因型为aa;由表格信息可知,aa的基因型频率是490÷1 000×
100%=49%,A正确。aa的基因型频率是49%,若Aa的基因型频率=32%,则a的基因频率为49%+1/2×32%
=65%,B错误。由表格中的信息可知,有条纹的蜗牛空壳的相对数量更多,因此有条纹的蜗牛更易被鸟捕食,控制有条纹性状的A基因的频率会逐渐降低,控制无条纹性状的a基因的频率会逐渐上升,C错误。生物变异是不定向的,自然选择是定向的,鸟类的捕食使蜗牛种群的基因频率发生定向的改变,D正确。
11.解析:(1)种群的基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因。所以1万多年后,D山中的所有地雀所含有的全部基因称为地雀种群的基因库。
(2)A、B两山的地雀(a和b)能交配产生后代,但后代高度不育,这表明a、b地雀之间存在生殖隔离。来自C、D的地雀(c和d)交配能生育具有正常生殖能力的子代,且子代之间存在一定性状差异,这体现了同一物种内不同个体间的基因差异,即生物多样性中的基因多样性。
(3)已知甲水草是四倍体,乙水草染色体组数是甲的2倍,且甲、乙基因组相同。在自然条件下,低温等环境因素可能会抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成,使染色体不能移向两极,从而导致染色体数目加倍。所以乙水草产生的原因最可能是低温导致甲水草幼苗或种子有丝分裂时纺锤体形成受到抑制,进而导致染色体组数目加倍形成了乙水草。
(4)a地雀种群中Vc基因总数为100+150×2+100=500个,种群中V基因总数为1 000个,故Vc在a地雀种群中的基因频率为500/1 000×100%=50%。
(5)由题表可知,就V基因而言,a地雀种群的基因种类以及基因型种类均多于b地雀种群,基因及基因型种类越多,基因的组合方式越多,遗传的多样性就越高。所以就V基因而言,a地雀种群的遗传更具有多样性。
答案:(1)所有地雀所含有的全部基因 (2)生殖隔离 基因多样性 (3)低温导致甲水草幼苗或种子有丝分裂时纺锤体形成受到抑制,进而导致染色体组数目增加,形成乙水草 (4)50% (5)a a地雀种群的基因种类(等位基因)多于b地雀种群
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