6.3 种群基因组成的变化与物种的形成（情境专练）生物人教版必修2

6.3 种群基因组成的变化与物种的形成 情境创新练+素养拓展练 知识点 1 种群基因组成的变化 1．遗传漂变是一种由群体较小和偶然事件而造成基因频率随机波动的现象。下图表示种群数量（N）分别是25、250、2500的种群中A基因频率的变化。下列说法错误的是（　　） A．突变、遗传漂变、迁移都会影响图中种群的A基因频率 B．遗传漂变在小种群中对进化的影响更明显，大种群中影响微弱 C．某种群因干旱导致部分个体死亡，耐旱基因频率升高，属于遗传漂变 D．若群体随机交配至150代，则N为2500的群体中Aa基因型频率为0.5 2．科研人员培育出基因型为AA和Aa的按蚊，其中A基因为抗疟疾基因（使按蚊不携带疟疾），a基因无此效应，然后将两个相同的按蚊种群分别释放到疟疾流行区和非疟疾环境下，并连续跟踪调查不同基因型个体的适应度，结果如下图所示。下列相关叙述错误的是（    ） A．初始种群中，a基因频率是80％ B．疟疾流行区中，A基因频率会升高 C．自然选择对AA和Aa的作用相同 D．A基因决定了按蚊种群进化的方向 3．在一个处于遗传平衡的种群中，若基因型AA的频率为0.36，则该种群中杂合子（Aa）的频率和a基因的频率分别是（　　） A．0.48和0.4 B．0.16和0.6 C．0.48和0.6 D．0.16和0.4 4．某植物种群中，AA个体占16%，aa个体占36%。该种群个体自交产生的后代中，AA基因型频率、A基因频率的变化依次是（　　） A．增加、增加 B．不变、增加 C．不变、不变 D．增加、不变 5．为研究细菌的耐药性变化，将含适量氨苄青霉素（Amp）和卡那霉素（Kan）圆形滤纸片，放置在均匀生长的大肠杆菌的平板上，一段时间后测量抑菌圈直径，再从平板选取菌种传代，重复上述操作。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代筛选实验结果如下图所示。下列叙述正确的是（　　） A．传代培养时，可在抑菌圈外任意位置选取菌种 B．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代筛选时，使用的滤纸片体积大小和所含药物浓度应相等 C．细菌的耐药性变异对细菌而言是有害变异 D．使用Amp诱导细菌产生抗药性突变的效果，比Kan更显著 知识点 2 隔离在物种组成中的作用 6．某地区有一种蛾，体色有深色和浅色两种，受一对等位基因控制。在工业污染区，树干被煤烟熏黑，深色蛾不易被天敌发现，生存机会多；而在非工业区，浅色蛾更具优势。下列相关叙述正确的是（　　） A．在工业污染区，深色基因的频率会逐渐降低 B．在非工业区，浅色基因的频率会逐渐升高 C．自然选择通过直接作用于个体的基因型，从而定向改变种群的基因频率 D．两个区域的蛾由于地理隔离，已经形成了生殖隔离 7．适应性辐射是指在相对短时间内，一个原始物种通过适应不同的生态环境，演化出多个形态和生态习性不同的后代物种。下列叙述正确的是（    ） A．通过适应性辐射形成新物种是自然选择的结果 B．适应性辐射形成的多个后代物种之间不存在生殖隔离 C．通过适应性辐射产生的新物种与原始物种的性状完全不同 D．高海拔地区的多种植物普遍矮小，叶片密布绒毛，体现了适应性辐射 8．我国修建的高铁或高速公路在途经野生动物保护区时一般采用高架桥结构。虽然高架桥的建造成本较高，但可避免野生动物的生境碎片化。下列相关叙述正确的是（    ） A．高架桥的建造能提高遗传多样性和物种多样性，从而维持生态平衡 B．生境碎片化导致捕食者消失、被捕食者生态位增大，有利于增加物种多样性 C．生境碎片化使野生动物的种群间形成地理隔离，有利于新物种的形成 D．题中材料体现了“保护生物多样性及人与自然和谐共生”的理念 9．同域成种是指新物种从同一个地理区域内的祖先物种中演化出来，下列现象或机制中，不支持同域成种的是（　　） A．同一区域的种群因利用不同资源而发生生态位分化导致生殖隔离 B．种群内部分个体因求偶信号变化导致只与信号相匹配的个体交配 C．一个种群内部分个体因染色体加倍形成可育多倍体 D．加拉帕戈斯群岛上的地雀因不同岛屿食物差异，经过长期进化形成了喙形各异的不同物种 10．白粉病是导致普通小麦（雌雄同株的两性花植物）减产的重要原因之一。长穗偃麦草某条染色体上携带抗白粉病基因，与普通小麦亲缘关系较近。下图是科研小组利用普通小麦和长穗偃麦草培育抗病新品种的育种方案，图中A、B、C、D代表不同的染色体组，每组有7条染色体，γ射线处理杂交后代④的花粉，使含抗白粉病基因的染色体片段连接到小麦某1条染色体上。据材料分析正确的是（　　） A．普通小麦和长穗偃麦草能产生杂交后代①，二者不存在生殖隔离 B．杂交后代③与普通小麦杂交所得后代的体细胞中染色体数介于43-49之间 C．图中抗白粉病普通小麦自交后筛选符合育种要求的抗白粉病新品种比例占1/4 D．图中育种过程涉及遗传学原理有基因突变、基因重组、染色体变异 一、单选题 1．现代生物进化理论以自然选择学说为核心，下列相关叙述正确的是（　　） A．生物进化的实质是种群基因型频率的定向改变 B．自然选择决定了生物变异和进化的方向 C．地理隔离是新物种形成的必要条件 D．不同物种之间、生物与无机环境之间的协同进化，形成了生物的多样性 2．某二倍体动物的性别决定方式为XY型，雌性和雄性个体数的比例为1：1。该动物种群处于遗传平衡，雄性个体中有1/5患甲病（由X染色体上b基因决定）。下列叙述正确的是（　　） A．该种群中基因型为XbXb的个体占所有雌性的2% B．该种群有12%的个体患该病 C．该种群中全部个体含有的B和b基因构成种群的基因库 D．若某病毒使该种群患甲病雌性个体减少10%，种群无进化 3．研究表明，猿类(包括人类、黑猩猩、大猩猩等不同物种)的Y染色体差异较大。不同物种间Y染色体的长度因DNA重复序列的数量和类型不同而存在明显差异，并且Y染色体上含有大量物种特异性基因。下列说法正确的是（　　） A．由于黑猩猩与大猩猩的亲缘关系较近，因此二者不存在生殖隔离 B．由于X和Y染色体存在同源区段，因此在细胞分裂时X、Y染色体均能联会 C．Y染色体上的DNA重复序列可能源于染色体变异，不能决定猿类进化方向 D．Y染色体的长度差异和基因序列差异可作为细胞水平上猿类进化的证据 4．非洲马拉维湖中的慈鲷鱼包含100多个物种，它们由共同祖先进化而来，体色、食性和栖息地呈现显著差异。相关叙述正确的是（    ） A．非洲马拉维湖中慈鲷鱼的全部基因构成一个基因库 B．浅水区和深水区慈鲷鱼体色的差异是自然选择的结果 C．食性和栖息地呈现显著差异是慈鲷鱼形成新物种的标志 D．慈鲷鱼的突变和基因重组是自然选择的前提，决定进化的方向 5．一农田长期使用一种杀虫剂后，导致某昆虫种群对该杀虫剂的抗药性显著增加。下列叙述正确的是（    ） A．杀虫剂的施用诱发了该昆虫基因突变产生抗性基因 B．自然选择直接作用于基因型导致该昆虫种群发生进化 C．停止使用该杀虫剂后，该昆虫种群的抗药性也不会消失 D．该昆虫种群中基因频率的改变标志着新物种的形成 6．绿头鸭的ND2基因长度为1041bp，它与其他几种野鸭的ND2基因同源性比较结果如下表。已知这四种野鸭常在同一栖息地生活。下列叙述错误的是（　　） 物种 ND2基因长度（bp） 同源性 琵嘴鸭 1041 90.97% 绿翅鸭 1041 94.62% 斑嘴鸭 1041 100% A．与绿头鸭亲缘关系最接近的是斑嘴鸭，但也存在生殖隔离 B．ND2基因的研究为共同由来学说提供了分子水平的证据 C．绿头鸭、琵嘴鸭等四种野鸭的所有基因构成一个基因库 D．自然选择直接作用于表现型，进而改变种群的基因频率 7．研究发现，大熊猫1号染色体上的基因发生了部分碱基缺失，导致毛色由黑色变为棕色。下列叙述错误的是（    ） A．毛发的黑色与棕色是一对相对性状 B．基因碱基缺失后，嘧啶数与嘌呤数不相等 C．上述变化导致基因的遗传信息发生了改变 D．该突变可以为生物进化提供原材料 二、多选题 8．科研人员在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。下列叙述正确的是（    ） A．姬林蛙与镇海林蛙之间存在生殖隔离 B．可遗传变异为它们的进化提供了原材料 C．两者的外观相似是因为它们的基因库相同 D．两者的体型差异大是环境长期选择的结果 9．白头叶猴是我国特有的濒危动物，仅分布在广西喀斯特石山地区。调查发现，其栖息地因人类活动被分割成多个相互隔离的“生境孤岛”。保护生物学认为，这会增加小种群的灭绝风险，并影响其进化潜力。下列相关叙述正确的是（　　） A．若白头叶猴物种灭绝，会影响到若干其他物种的进化 B．每个“生境孤岛”中的白头叶猴种群都具有一个独立的基因库 C．小种群更易发生基因库定向改变，使其更适应“石山”环境 D．建立生态廊道连接“生境孤岛”，是保护其遗传多样性措施之一 10．某岛上的勇地雀主要取食小种子，一场严重的干旱导致小种子植物大量死亡，勇地雀逐渐转为取食体积较大、种壳坚硬的大花蒺藜种子。下图1为勇地雀种群喙平均深度的变化曲线，图2为1979年对部分随机抽取的勇地雀个体的基因进行PCR扩增及凝胶电泳所得结果，、、为位于常染色体上控制喙深度的等位基因。下列分析错误的是（　　） A．推测大花蒺藜比小种子植物更适应干旱的环境 B．为取食大花蒺藜种子，勇地雀出现了喙深度更大的变异类型 C．1979年该勇地雀种群中的基因频率约为44% D．根据1979年的抽样结果可确定基因控制的喙深度最小 三、解答题 11．一万多年前，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接起来，气候逐渐干旱，小溪流渐渐消失（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，各个湖泊中的鳍鱼不再发生基因交流，原因是出现了_______。 (2)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。图2为某段时间内种群A基因频率的变化情况，假设无基因突变，在_______时间段内一定发生了进化，判断依据是_______。 (3)在湖泊周边的山林中有一个二倍体动物种群，该种动物性别决定方式为XY型，雌性和雄性个体数的比例为1：1.该动物种群处于遗传平衡状态，雄性个体中有1/5患甲病（由X染色体上b基因决定）。推测该病致病基因的频率约为_______，该种群中甲病基因携带者占雌性的_______。 12．请结合现代生物进化理论的概念图回答下列问题。 (1)图中①指___________的改变，②导致①改变的内因，包括生物的________和_______，它为生物进化提供原材料。 (2)图中③指自然选择学说，该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_______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，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？_______，原因_____________________。 13．探究自然选择对种群基因频率变化的影响实验中，可通过模拟实验设计，利用不同颜色的小球代表不同基因，通过随机抓取和统计，直观反映基因频率的变化趋势。某小组欲通过模拟实验探究“天敌捕食对某种昆虫种群基因频率的影响”，该昆虫种群中基因A（灰身）对基因a（黑身）为显性，天敌更易捕食黑身昆虫。请完善实验思路，写出实验步骤，并预期实验结果。 实验材料：黑色小球（代表a基因）、灰色小球（代表A基因）、两个小桶（代表雌雄生殖器官）、记录纸等。 实验思路：用不同颜色小球模拟A、a基因，通过模拟雌雄个体交配产生子代，在子代中人为去除“黑身个体”（模拟天敌捕食），重复多代后，统计种群中A、a基因的频率变化，探究天敌捕食的影响。 (1)实验步骤： ① 初始种群设置：在两个小桶中分别放入等量的黑色小球和灰色小球，每个小桶中A、a基因数量相等（即AA:Aa:aa=1:2:1），记录初始基因频率（A=50%，a=50%）； ②_______； ③_______； ④_______； ⑤重复步骤②-④，进行多代模拟，记录每代的基因频率。 (2)预期实验结果：_______。 (3)实验结论：_______。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 6.3 种群基因组成的变化与物种的形成 情境创新练+素养拓展练 知识点 1 种群基因组成的变化 1．C 2．D 3．A 4．D 5．B 知识点 2 隔离在物种组成中的作用 6．B 7．A 8．D 9．D 10．C 一、单选题 1．D 2．B 3．C 4．B 5．C 6．C 7．B 二、多选题 8．AB 9．ABD 10．BD 三、解答题 11．(1)地理隔离 (2) Y1-Y3 种群中基因A的基因频率发生改变 (3) 20% 8/25 12．(1) 基因频率的定向 突变 基因重组 (2)生殖 (3) 70% 是 种群的基因频率发生了改变 13．(1) 模拟交配：分别从两个小桶中随机抓取一个小球，组合在一起，代表子代个体的基因型，记录基因型后，将小球放回原桶（保证种群基因库不变），重复多次，产生足够数量的子代个体 模拟天敌捕食：根据子代基因型，去除所有aa基因型的个体（黑身），保留AA和Aa基因型的个体（灰身） 统计剩余个体的基因频率：计算剩余个体中A和a基因的总数，分别求出A基因频率和a基因频率，并记录 (2)随着世代增加，A基因频率逐渐升高，a基因频率逐渐降低 (3)天敌捕食（自然选择）会导致种群基因频率发生定向改变，使适应环境的基因（A基因）频率升高 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 6.3 种群基因组成的变化与物种的形成 情境创新练+素养拓展练 知识点 1 种群基因组成的变化 1．遗传漂变是一种由群体较小和偶然事件而造成基因频率随机波动的现象。下图表示种群数量（N）分别是25、250、2500的种群中A基因频率的变化。下列说法错误的是（　　） A．突变、遗传漂变、迁移都会影响图中种群的A基因频率 B．遗传漂变在小种群中对进化的影响更明显，大种群中影响微弱 C．某种群因干旱导致部分个体死亡，耐旱基因频率升高，属于遗传漂变 D．若群体随机交配至150代，则N为2500的群体中Aa基因型频率为0.5 【答案】C 【详解】A、突变会产生新的等位基因，从而直接改变基因频率；遗传漂变会导致基因频率随机波动；迁移会使不同种群之间的基因交流，也会影响种群的基因频率，所以突变、遗传漂变、迁移都会影响图中种群的A基因频率，A正确； B、据图可知，种群数量N=25时，A基因频率的波动明显；而种群数量N=2500时，A基因频率相对稳定，这表明遗传漂变在小种群中对进化的影响更明显，大种群中影响微弱，B正确； C、种群因干旱导致部分个体死亡，耐旱基因频率升高，这是自然选择的结果，自然选择是定向的，不是偶然事件导致的随机波动，所以不属于遗传漂变，C错误； D、据图可知，当第150代，N为2500的群体中，A的基因频率为50%，a的基因频率为50%，所以Aa基因型频率2×50%×50%=50%，即0.5，D正确。 2．科研人员培育出基因型为AA和Aa的按蚊，其中A基因为抗疟疾基因（使按蚊不携带疟疾），a基因无此效应，然后将两个相同的按蚊种群分别释放到疟疾流行区和非疟疾环境下，并连续跟踪调查不同基因型个体的适应度，结果如下图所示。下列相关叙述错误的是（    ） A．初始种群中，a基因频率是80％ B．疟疾流行区中，A基因频率会升高 C．自然选择对AA和Aa的作用相同 D．A基因决定了按蚊种群进化的方向 【答案】D 【详解】A、初始种群中，AA占10%，Aa占20%，aa占70%，A的基因频率为（2×10% + 20%）/2 = 20%，a的基因频率为80%，A正确； B、在疟疾流行环境下，带有抗疟疾基因（AA或Aa）的蚊子适应度更高，自然选择会使A基因频率上升，B正确； C、从图中可以看到，在疟疾流行区和非疟疾环境下，AA和Aa 的适应度都相同，说明自然选择对这两种基因型的选择压力相同，C正确； D 、进化的方向是由自然选择决定的，而不是由某个基因（如 A 基因）决定。 自然选择会根据环境筛选有利变异，从而定向改变种群的基因频率，决定进化方向，D错误。 3．在一个处于遗传平衡的种群中，若基因型AA的频率为0.36，则该种群中杂合子（Aa）的频率和a基因的频率分别是（　　） A．0.48和0.4 B．0.16和0.6 C．0.48和0.6 D．0.16和0.4 【答案】A 【详解】已知AA频率为0.36，即p2=0.36，可得出A的基因频率p==0.6，因此a的基因频率q=1-0.6=0.4；杂合子Aa的频率=2pq=2×0.6×0.4=0.48，A正确，BCD错误。 4．某植物种群中，AA个体占16%，aa个体占36%。该种群个体自交产生的后代中，AA基因型频率、A基因频率的变化依次是（　　） A．增加、增加 B．不变、增加 C．不变、不变 D．增加、不变 【答案】D 【详解】已知某植物种群中，AA个体占16%，aa个体占36%，则Aa个体占比为1-16% -36%= 48%。先计算初始种群中A基因频率=AA基因型频率+1/2Aa基因型频率，即16%+1/2×48% = 16% + 24% =40%。分析自交后AA基因型频率的变化，AA个体自交后代全部是AA，Aa个体自交后代中AA占1/4，aa个体自交后代全部是aa。设种群个体总数为100个，则AA个体有16个，自交后代AA有16个；Aa个体有48个，自交后代AA有48×1/4=12个；aa个体有36个，自交后代aa有36个。 自交后AA基因型频率为（16+12）/100=28%，相比初始的16%，AA基因型频率增加。自交过程中没有发生自然选择等会改变基因频率的因素，A基因在自交后代中的频率不变，仍为40%，D正确，ABC错误。 5．为研究细菌的耐药性变化，将含适量氨苄青霉素（Amp）和卡那霉素（Kan）圆形滤纸片，放置在均匀生长的大肠杆菌的平板上，一段时间后测量抑菌圈直径，再从平板选取菌种传代，重复上述操作。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代筛选实验结果如下图所示。下列叙述正确的是（　　） A．传代培养时，可在抑菌圈外任意位置选取菌种 B．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代筛选时，使用的滤纸片体积大小和所含药物浓度应相等 C．细菌的耐药性变异对细菌而言是有害变异 D．使用Amp诱导细菌产生抗药性突变的效果，比Kan更显著 【答案】B 【详解】A、抑菌圈边缘位置的细菌是在抗生素存在的选择压力下存活下来的，意味着这些细菌可能具有一定的耐药性，所以每次传代时在抑菌圈边缘位置选取菌种，A错误； B、在实验设计中，为了保证实验结果的科学性和可比性，遵循单一变量原则。除了研究的自变量（比如不同的传代次数、不同的抗生素种类等）外，其他可能影响实验结果的变量都应该保持一致。使用的滤纸片所含药物浓度是影响实验结果的重要因素之一，所以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代筛选时，使用的滤纸片体积大小和所含药物浓度应相等，B正确； C、细菌的耐药性变异对细菌而言是有利变异，C错误； D、细菌的抗药性突变是自发产生的，并不是由抗生素诱导产生的。抗生素只是对细菌的抗药性进行了选择，将具有抗药性的细菌筛选出来，D错误。 故选B。 知识点 2 隔离在物种组成中的作用 6．某地区有一种蛾，体色有深色和浅色两种，受一对等位基因控制。在工业污染区，树干被煤烟熏黑，深色蛾不易被天敌发现，生存机会多；而在非工业区，浅色蛾更具优势。下列相关叙述正确的是（　　） A．在工业污染区，深色基因的频率会逐渐降低 B．在非工业区，浅色基因的频率会逐渐升高 C．自然选择通过直接作用于个体的基因型，从而定向改变种群的基因频率 D．两个区域的蛾由于地理隔离，已经形成了生殖隔离 【答案】B 【详解】A、工业污染区深色蛾不易被天敌发现，生存和繁殖概率更高，深色基因更易传递给子代，因此深色基因的频率会逐渐升高，A错误； B、非工业区浅色蛾更具生存优势，繁殖概率更高，浅色基因更易传递给子代，因此浅色基因的频率会逐渐升高，B正确； C、自然选择直接作用于个体的表现型，通过筛选不同表现型的个体定向改变种群的基因频率，C错误； D、并非只要有地理隔离就一定会形成生殖隔离，题干无信息表明两个区域的蛾无法交配产生可育后代，无法判断其产生了生殖隔离，D错误。 7．适应性辐射是指在相对短时间内，一个原始物种通过适应不同的生态环境，演化出多个形态和生态习性不同的后代物种。下列叙述正确的是（    ） A．通过适应性辐射形成新物种是自然选择的结果 B．适应性辐射形成的多个后代物种之间不存在生殖隔离 C．通过适应性辐射产生的新物种与原始物种的性状完全不同 D．高海拔地区的多种植物普遍矮小，叶片密布绒毛，体现了适应性辐射 【答案】A 【详解】A、适应性辐射是同一原始物种适应不同生态环境产生多个新物种的过程，不同生存环境会对种群的可遗传变异进行定向自然选择，使种群基因频率发生定向改变，最终形成不同物种，因此该过程是自然选择的结果，A正确； B、生殖隔离是新物种形成的标志，适应性辐射形成的多个后代属于不同物种，相互之间存在生殖隔离，B错误； C、新物种由原始物种进化而来，会保留原始物种的部分共性性状，不会与原始物种性状完全不同，C错误； D、适应性辐射要求所有后代物种起源于同一个原始祖先，高海拔地区的多种植物不属于同一原始物种演化的后代，其形态相似是对高海拔环境的趋同进化，不属于适应性辐射，D错误。 8．我国修建的高铁或高速公路在途经野生动物保护区时一般采用高架桥结构。虽然高架桥的建造成本较高，但可避免野生动物的生境碎片化。下列相关叙述正确的是（    ） A．高架桥的建造能提高遗传多样性和物种多样性，从而维持生态平衡 B．生境碎片化导致捕食者消失、被捕食者生态位增大，有利于增加物种多样性 C．生境碎片化使野生动物的种群间形成地理隔离，有利于新物种的形成 D．题中材料体现了“保护生物多样性及人与自然和谐共生”的理念 【答案】D 【详解】A、高架桥的建造能避免生境被割裂，维持现有的遗传多样性和物种多样性，但不会主动提高遗传多样性和物种多样性，A错误； B、生境碎片化可能导致物种的栖息地减少和孤立，会破坏生态系统原有的营养结构，使大量物种生存空间被压缩，易造成物种濒危甚至灭绝，会降低物种多样性，B错误； C、生境碎片化形成的地理隔离会使种群规模缩小、种群基因库变小，易引发种群近交衰退，甚至导致种群灭绝，并不利于新物种的形成，C错误； D、修建高架桥减少了人类活动对野生动物栖息地的破坏，是保护生物多样性、实现人与自然和谐共生的典型举措，体现了“保护生物多样性及人与自然和谐共生”的理念，D正确。 故选D。 9．同域成种是指新物种从同一个地理区域内的祖先物种中演化出来，下列现象或机制中，不支持同域成种的是（　　） A．同一区域的种群因利用不同资源而发生生态位分化导致生殖隔离 B．种群内部分个体因求偶信号变化导致只与信号相匹配的个体交配 C．一个种群内部分个体因染色体加倍形成可育多倍体 D．加拉帕戈斯群岛上的地雀因不同岛屿食物差异，经过长期进化形成了喙形各异的不同物种 【答案】D 【详解】A、同一区域的种群不存在地理隔离，因生态位分化逐渐产生生殖隔离，属于同一区域内演化出新物种，支持同域成种，不符合题意，A错误； B、种群内个体处于同一地理区域，仅因求偶信号差异形成交配前的生殖隔离，最终产生新物种，属于同域成种，不符合题意，B错误； C、同一区域内的部分个体染色体加倍形成可育多倍体，多倍体与原物种杂交后代不可育，短时间内形成生殖隔离，是典型的同域成种实例，支持同域成种，不符合题意，C错误； D、加拉帕戈斯群岛的不同岛屿属于不同地理区域，地雀先经长期地理隔离再形成生殖隔离，属于异域成种，不支持同域成种，符合题意，D正确； 故选D。 10．白粉病是导致普通小麦（雌雄同株的两性花植物）减产的重要原因之一。长穗偃麦草某条染色体上携带抗白粉病基因，与普通小麦亲缘关系较近。下图是科研小组利用普通小麦和长穗偃麦草培育抗病新品种的育种方案，图中A、B、C、D代表不同的染色体组，每组有7条染色体，γ射线处理杂交后代④的花粉，使含抗白粉病基因的染色体片段连接到小麦某1条染色体上。据材料分析正确的是（　　） A．普通小麦和长穗偃麦草能产生杂交后代①，二者不存在生殖隔离 B．杂交后代③与普通小麦杂交所得后代的体细胞中染色体数介于43-49之间 C．图中抗白粉病普通小麦自交后筛选符合育种要求的抗白粉病新品种比例占1/4 D．图中育种过程涉及遗传学原理有基因突变、基因重组、染色体变异 【答案】C 【详解】A、普通小麦和长穗偃麦草杂交得到的后代①为ABCD，无同源染色体，减数分裂联会紊乱，不可育，因此二者存在生殖隔离，A错误； B、杂交后代③为ABBCCDD，共7个染色体组，总染色体数为7×7=49条。减数分裂时，BBCCDD的同源染色体正常分离，每个配子一定含21条（B、C、D各7条）；A组无同源，7条A染色体随机分配，配子中A染色体数为0~7条，因此③的配子染色体总数为21~28条。普通小麦产生的配子都是21条，因此杂交后代体细胞染色体数为（21~28）+21=42~49，B错误； C、获得的抗白粉病普通小麦，仅一条染色体插入了抗白粉病基因，相当于杂合子（可记为Aa，A为抗病显性基因）。自交后代中，符合育种要求的抗白粉病新品种即稳定遗传纯合抗病新品种（AA）占比为1/4，C正确； D、该育种过程中：杂交发生基因重组，秋水仙素诱导染色体加倍属于染色体数目变异，γ射线诱导抗病染色体片段转移到小麦染色体上属于染色体结构变异，整个过程没有产生新基因，不涉及基因突变，D错误。 一、单选题 1．现代生物进化理论以自然选择学说为核心，下列相关叙述正确的是（　　） A．生物进化的实质是种群基因型频率的定向改变 B．自然选择决定了生物变异和进化的方向 C．地理隔离是新物种形成的必要条件 D．不同物种之间、生物与无机环境之间的协同进化，形成了生物的多样性 【答案】D 【详解】A、生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，A错误； B、生物的变异是不定向的，自然选择不能决定变异的方向，仅能决定生物进化的方向，B错误； C、生殖隔离是新物种形成的必要条件，部分新物种（如四倍体西瓜）的形成不需要经过地理隔离，因此地理隔离不是新物种形成的必要条件，C错误； D、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，协同进化的结果是形成生物多样性，D正确。 故选D。 2．某二倍体动物的性别决定方式为XY型，雌性和雄性个体数的比例为1：1。该动物种群处于遗传平衡，雄性个体中有1/5患甲病（由X染色体上b基因决定）。下列叙述正确的是（　　） A．该种群中基因型为XbXb的个体占所有雌性的2% B．该种群有12%的个体患该病 C．该种群中全部个体含有的B和b基因构成种群的基因库 D．若某病毒使该种群患甲病雌性个体减少10%，种群无进化 【答案】B 【详解】A、雄性个体中患甲病比例为1/5，因雄性基因型为XBY或XbY，故Xb基因频率q=1/5=0.2。雌性中XbXb频率=q²=0.04=4%，A错误； B、种群患病率=雄性患病率×雄性比例+雌性患病率×雌性比例。雄性患病率20%，雌性患病率q²=4%，雌雄比1:1，故总体患病率=(20%+4%)/2=12%，B正确； C、基因库指种群中全部个体所含的全部基因（包括B和b），但需强调是"所有基因的总和"，C错误； D、病毒使患病雌性减少，直接改变Xb基因频率（原q=0.2），种群基因频率变化即发生进化，D错误。 故选B。 3．研究表明，猿类(包括人类、黑猩猩、大猩猩等不同物种)的Y染色体差异较大。不同物种间Y染色体的长度因DNA重复序列的数量和类型不同而存在明显差异，并且Y染色体上含有大量物种特异性基因。下列说法正确的是（　　） A．由于黑猩猩与大猩猩的亲缘关系较近，因此二者不存在生殖隔离 B．由于X和Y染色体存在同源区段，因此在细胞分裂时X、Y染色体均能联会 C．Y染色体上的DNA重复序列可能源于染色体变异，不能决定猿类进化方向 D．Y染色体的长度差异和基因序列差异可作为细胞水平上猿类进化的证据 【答案】C 【详解】A、生殖隔离是不同物种的本质判断依据，黑猩猩和大猩猩属于不同物种，二者存在生殖隔离，A错误； B、X、Y染色体的联会仅发生在减数分裂Ⅰ前期，有丝分裂过程中同源染色体不会发生联会，并非所有细胞分裂时X、Y染色体都能联会，B错误； C、Y染色体上的DNA重复序列可来源于染色体结构变异中的重复类变异，变异是不定向的，自然选择才决定生物进化的方向，此类变异不能决定猿类进化方向，C正确； D、Y染色体的长度差异、基因序列差异属于分子水平的进化证据，不属于细胞水平证据，D错误。 故选C。 4．非洲马拉维湖中的慈鲷鱼包含100多个物种，它们由共同祖先进化而来，体色、食性和栖息地呈现显著差异。相关叙述正确的是（    ） A．非洲马拉维湖中慈鲷鱼的全部基因构成一个基因库 B．浅水区和深水区慈鲷鱼体色的差异是自然选择的结果 C．食性和栖息地呈现显著差异是慈鲷鱼形成新物种的标志 D．慈鲷鱼的突变和基因重组是自然选择的前提，决定进化的方向 【答案】B 【详解】A、基因库是指同一种群的全部个体所含的全部基因，非洲马拉维湖的慈鲷包含100多个物种，不属于同一个种群，其全部基因不能构成一个基因库，A错误； B、浅水区和深水区的环境条件存在差异，自然选择会定向选择适应对应环境的体色性状，两区慈鲷体色的差异是自然选择的结果，B正确； C、新物种形成的标志是产生生殖隔离，食性和栖息地的差异不一定导致生殖隔离，不是新物种形成的标志，C错误； D、突变和基因重组属于可遗传变异，为生物进化提供原材料，是不定向的，不能决定进化的方向，D错误。 故选B。 5．一农田长期使用一种杀虫剂后，导致某昆虫种群对该杀虫剂的抗药性显著增加。下列叙述正确的是（    ） A．杀虫剂的施用诱发了该昆虫基因突变产生抗性基因 B．自然选择直接作用于基因型导致该昆虫种群发生进化 C．停止使用该杀虫剂后，该昆虫种群的抗药性也不会消失 D．该昆虫种群中基因频率的改变标志着新物种的形成 【答案】C 【详解】A、基因突变具有不定向性，昆虫种群中原本就存在抗药性突变个体，杀虫剂仅起到定向选择的作用，并不会诱发抗性基因突变，A错误； B、自然选择直接作用于生物的表现型，通过筛选存活的个体间接影响种群的基因型频率，B错误； C、停止使用该杀虫剂后，种群中已留存的抗药性基因不会被完全淘汰，因此该昆虫种群的抗药性不会完全消失，C正确； D、种群基因频率的改变是生物发生进化的标志，新物种形成的标志是产生生殖隔离，D错误。 6．绿头鸭的ND2基因长度为1041bp，它与其他几种野鸭的ND2基因同源性比较结果如下表。已知这四种野鸭常在同一栖息地生活。下列叙述错误的是（　　） 物种 ND2基因长度（bp） 同源性 琵嘴鸭 1041 90.97% 绿翅鸭 1041 94.62% 斑嘴鸭 1041 100% A．与绿头鸭亲缘关系最接近的是斑嘴鸭，但也存在生殖隔离 B．ND2基因的研究为共同由来学说提供了分子水平的证据 C．绿头鸭、琵嘴鸭等四种野鸭的所有基因构成一个基因库 D．自然选择直接作用于表现型，进而改变种群的基因频率 【答案】C 【详解】A、基因同源性越高说明亲缘关系越近，斑嘴鸭与绿头鸭ND2基因同源性为100%，亲缘关系最近，但二者属于不同物种，不同物种间存在生殖隔离，A正确； B、ND2基因的研究从分子水平为共同由来学说提供了证据，B正确； C、基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因，四种野鸭属于不同物种，是不同的种群，各自拥有独立的基因库，不能将所有基因共同构成一个基因库，C错误； D、自然选择直接作用于个体的表现型，适应环境的表现型个体更易存活和繁殖后代，进而使种群的基因频率发生定向改变，D正确。 7．研究发现，大熊猫1号染色体上的基因发生了部分碱基缺失，导致毛色由黑色变为棕色。下列叙述错误的是（    ） A．毛发的黑色与棕色是一对相对性状 B．基因碱基缺失后，嘧啶数与嘌呤数不相等 C．上述变化导致基因的遗传信息发生了改变 D．该突变可以为生物进化提供原材料 【答案】B 【详解】A、毛发的黑色与棕色是大熊猫同一性状的不同表现类型，符合相对性状的定义，A正确； B、DNA双链结构中，碱基遵循互补配对原则（A=T、G=C），因此嘌呤总数始终等于嘧啶总数。基因碱基缺失属于基因突变，但缺失后仍保持双链结构，嘧啶数与嘌呤数依然相等，B错误； C、基因碱基缺失导致碱基序列改变，而遗传信息储存在碱基排列顺序中，故遗传信息发生改变，C正确； D、基因突变属于可遗传变异，为生物进化提供原材料，D正确。 故选B。 二、多选题 8．科研人员在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。下列叙述正确的是（    ） A．姬林蛙与镇海林蛙之间存在生殖隔离 B．可遗传变异为它们的进化提供了原材料 C．两者的外观相似是因为它们的基因库相同 D．两者的体型差异大是环境长期选择的结果 【答案】AB 【详解】A、姬林蛙与镇海林蛙属于不同物种，物种形成的标志是生殖隔离，因此二者之间存在生殖隔离，A正确； B、可遗传变异（基因突变、基因重组和染色体变异）为生物进化提供原材料，是姬林蛙与镇海林蛙差异形成的遗传基础，B正确； C、二者外观相似可能是协同进化或共同祖先遗留特征，但作为不同物种，其基因库已发生分化，C错误； D、体型差异主要是可遗传变异积累和自然选择共同作用的结果，环境选择是外因，但选项将差异完全归因于环境选择，忽略了遗传变异的根本作用，D错误。 故选AB。 9．白头叶猴是我国特有的濒危动物，仅分布在广西喀斯特石山地区。调查发现，其栖息地因人类活动被分割成多个相互隔离的“生境孤岛”。保护生物学认为，这会增加小种群的灭绝风险，并影响其进化潜力。下列相关叙述正确的是（　　） A．若白头叶猴物种灭绝，会影响到若干其他物种的进化 B．每个“生境孤岛”中的白头叶猴种群都具有一个独立的基因库 C．小种群更易发生基因库定向改变，使其更适应“石山”环境 D．建立生态廊道连接“生境孤岛”，是保护其遗传多样性措施之一 【答案】ABD 【详解】A、白头叶猴作为生态系统的一部分，其灭绝会改变生态关系，进而影响与其相关的其他物种的进化方向，A正确； B、基因库是一个种群中全部个体所含有的全部基因，每个“生境孤岛”中的白头叶猴种群都构成一个种群，都具有一个独立的基因库，B正确； C、基因库的改变是随机的，主要受遗传漂变影响，而非定向改变；小种群反而更容易因遗传漂变而丢失基因多样性，降低适应能力，C错误； D、生态廊道可以促进不同种群间的基因交流，增加种群的遗传多样性，避免近亲繁殖，从而降低灭绝风险，是保护其遗传多样性措施之一，D正确。 故选ABD。 10．某岛上的勇地雀主要取食小种子，一场严重的干旱导致小种子植物大量死亡，勇地雀逐渐转为取食体积较大、种壳坚硬的大花蒺藜种子。下图1为勇地雀种群喙平均深度的变化曲线，图2为1979年对部分随机抽取的勇地雀个体的基因进行PCR扩增及凝胶电泳所得结果，、、为位于常染色体上控制喙深度的等位基因。下列分析错误的是（　　） A．推测大花蒺藜比小种子植物更适应干旱的环境 B．为取食大花蒺藜种子，勇地雀出现了喙深度更大的变异类型 C．1979年该勇地雀种群中的基因频率约为44% D．根据1979年的抽样结果可确定基因控制的喙深度最小 【答案】BD 【详解】A、严重的干旱导致小种子植物大量死亡，勇地雀逐渐转为取食大花蒺藜种子，由此推测大花蒺藜比小种子植物更适应干旱的环境，A正确； B、变异是随机不定向的，并非为了适应某种环境才出现适应性的变异，小种子植物大量死亡的环境选择了勇地雀喙深度更大的变异类型，B错误； C、A1的基因频率=（9×2+15+11）÷（50×2）=44%，C正确； D、根据1979年的抽样结果可知，A2的基因频率为（8×2+11+5）÷（50×2）=32%，结合C项可知，A3的基因频率为1-32%-44%=24%，可见A1的基因频率最大，因而推测，A1基因控制的喙深度最大，但不能确定基因控制的喙深度最小，D错误。 故选BD。 三、解答题 11．一万多年前，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接起来，气候逐渐干旱，小溪流渐渐消失（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，各个湖泊中的鳍鱼不再发生基因交流，原因是出现了_______。 (2)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。图2为某段时间内种群A基因频率的变化情况，假设无基因突变，在_______时间段内一定发生了进化，判断依据是_______。 (3)在湖泊周边的山林中有一个二倍体动物种群，该种动物性别决定方式为XY型，雌性和雄性个体数的比例为1：1.该动物种群处于遗传平衡状态，雄性个体中有1/5患甲病（由X染色体上b基因决定）。推测该病致病基因的频率约为_______，该种群中甲病基因携带者占雌性的_______。 【答案】(1)地理隔离 (2) Y1-Y3 种群中基因A的基因频率发生改变 (3) 20% 8/25 【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，因而各个湖泊之间的鳉鱼不再发生基因交流。 （2）生物进化的实质是基因频率发生改变的过程，由图可知在Y1-Y3时间段内该种群中A基因的基因频率改变，说明该时段种群发生了进化。 （3）在湖泊周边的山林中有一个二倍体动物种群，该种动物性别决定方式为XY型，雌性和雄性个体数的比例为1:1。该动物种群处于遗传平衡状态，雄性个体中有1/5患甲病（由X染色体上b基因决定），伴X遗传的基因频率等于雄性的基因型频率，所以推测该病致病基因的频率Xb约为1/5（20%），XB=4/5。该种群中甲病基因携带者占雌性的：XBXb占2×4/5 ×1/5=8/25。 12．请结合现代生物进化理论的概念图回答下列问题。 (1)图中①指___________的改变，②导致①改变的内因，包括生物的________和_______，它为生物进化提供原材料。 (2)图中③指自然选择学说，该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_______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，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？_______，原因_____________________。 【答案】(1) 基因频率的定向 突变 基因重组 (2)生殖 (3) 70% 是 种群的基因频率发生了改变 【分析】以自然选择学说为核心的现代生物进化理论对自然界 的生命史作出了科学的解释：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；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】（1）生物进化的实质是①种群基因频率的定向改变，②表示可遗传的变异，包括突变（包括基因突变和染色体变异）和基因重组，突变和基因重组可以为生物进化提供原材料。 （2）现代生物进化理论的核心是③自然选择学说，生殖隔离是新物种形成的标志，是物种形成的必要条件。 （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为30%，此时A基因频率=20%+30%×1/2=35%；倘若人为舍弃隐性性状类型仅保留显性性状，则AA：Aa=2：3，此时种群中A的基因频率为2/5+3/5×1/2=70%，该过程中种群的基因频率改变，故生物发生了进化。 13．探究自然选择对种群基因频率变化的影响实验中，可通过模拟实验设计，利用不同颜色的小球代表不同基因，通过随机抓取和统计，直观反映基因频率的变化趋势。某小组欲通过模拟实验探究“天敌捕食对某种昆虫种群基因频率的影响”，该昆虫种群中基因A（灰身）对基因a（黑身）为显性，天敌更易捕食黑身昆虫。请完善实验思路，写出实验步骤，并预期实验结果。 实验材料：黑色小球（代表a基因）、灰色小球（代表A基因）、两个小桶（代表雌雄生殖器官）、记录纸等。 实验思路：用不同颜色小球模拟A、a基因，通过模拟雌雄个体交配产生子代，在子代中人为去除“黑身个体”（模拟天敌捕食），重复多代后，统计种群中A、a基因的频率变化，探究天敌捕食的影响。 (1)实验步骤： ① 初始种群设置：在两个小桶中分别放入等量的黑色小球和灰色小球，每个小桶中A、a基因数量相等（即AA:Aa:aa=1:2:1），记录初始基因频率（A=50%，a=50%）； ②_______； ③_______； ④_______； ⑤重复步骤②-④，进行多代模拟，记录每代的基因频率。 (2)预期实验结果：_______。 (3)实验结论：_______。 【答案】(1) 模拟交配：分别从两个小桶中随机抓取一个小球，组合在一起，代表子代个体的基因型，记录基因型后，将小球放回原桶（保证种群基因库不变），重复多次，产生足够数量的子代个体 模拟天敌捕食：根据子代基因型，去除所有aa基因型的个体（黑身），保留AA和Aa基因型的个体（灰身） 统计剩余个体的基因频率：计算剩余个体中A和a基因的总数，分别求出A基因频率和a基因频率，并记录 (2)随着世代增加，A基因频率逐渐升高，a基因频率逐渐降低 (3)天敌捕食（自然选择）会导致种群基因频率发生定向改变，使适应环境的基因（A基因）频率升高 【分析】基因的分离定律的实质是：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。 【详解】（1）本实验用甲、乙两个小桶分别代表雌、雄生殖器官，甲、乙小桶内的彩球分别代表雌、雄配子，用不同彩球的随机组合，模拟生物在生殖过程中，雌、雄配子的随机结合；通过模拟交配产生子代，人为施加选择压力（去除黑身个体），观察基因频率的变化；实验步骤设计需围绕“模拟交配→选择压力→统计频率”的逻辑。 ① 初始种群设置：在两个小桶中分别放入等量的黑色小球和灰色小球，每个小桶中A、a基因数量相等（即AA:Aa:aa=1:2:1），记录初始基因频率（A=50%，a=50%）； ②模拟交配：分别从两个小桶中随机抓取一个小球，组合在一起，代表子代个体的基因型，记录基因型后，将小球放回原桶（保证种群基因库不变），重复多次，产生足够数量的子代个体； ③模拟天敌捕食：根据子代基因型，去除所有aa基因型的个体（黑身），保留AA和Aa基因型的个体（灰身），符合“天敌更易捕食黑身昆虫”的情境； ④统计剩余个体的基因频率：需根据剩余个体的基因型数量，计算剩余个体中A和a基因的总数，分别求出A基因频率和a基因频率，并记录； ⑤重复步骤②-④，进行多代模拟，记录每代的基因频率。 （2）预期结果中，因A基因控制的灰身更适应环境，被保留的概率高，故随着世代增加，A基因频率逐渐升高，a基因频率逐渐降低。 （3）根据A基因频率逐渐升高，a基因频率逐渐降低，得出结论为天敌捕食（自然选择）会导致种群基因频率发生定向改变，使适应环境的基因（A基因）频率升高。 1 学科网（北京）股份有限公司 $