内容正文:
第30讲 生物的进化
课标要求 1.尝试通过化石记录、比较解剖学和胚胎学等事实,说明当今生物具有共同的祖先。2.尝试通过细胞生物学和分子生物学等知识,说明当今生物在新陈代谢、DNA的结构与功能等方面具有许多共同特征。3.举例说明种群内的某些可遗传变异将赋予个体在特定环境中的生存和繁殖优势。4.说明自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境。5.阐明具有优势性状的个体在种群中所占比例将会增加。6.概述现代生物进化理论以自然选择学说为核心,为地球上的生命进化史提供了科学的解释。7.举例说明变异、选择和隔离可导致新物种形成。
考点一 生物有共同祖先的证据、自然选择与适应的形成
1.达尔文的生物进化论的主要组成
(1)共同由来学说:指出地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的。
(2)自然选择学说:揭示了生物进化的机制,解释了适应的形成和物种形成的原因。
2.生物有共同祖先的证据
(1)地层中陈列的证据——化石
(2)当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
3.适应的普遍性和相对性
4.适应是自然选择的结果
(1)拉马克的进化学说
(2)达尔文的自然选择学说
提醒:达尔文自然选择学说的两个注意点
(1)环境因素的作用会提高突变的频率,但任何情况下变异都是不定向的,所以环境不能起到定向诱导变异的作用,它的作用是对不定向的变异进行定向选择。
(2)在运用达尔文自然选择学说分析问题时,要注意“变异在前,选择在后”的思路。
(3)达尔文以后进化理论的发展
1.共同由来学说揭示了生物进化的机制,解释了物种形成的原因。(必修2第100页正文)(×)
2.生物的遗体、遗物或生活痕迹就叫作化石。(必修2第100页正文)(×)
3.亲缘关系越近的生物细胞代谢方面的共同特征就越多。(必修2第104页正文)(√)
4.DNA中的碱基序列相似程度越大,生物的亲缘关系可能越近。(必修2第104页正文)(√)
5.拉马克认为因用进废退而获得的性状是可以遗传给后代的。(必修2第107页正文)(√)
6.群体中出现可遗传的有利变异和环境的定向选择是适应形成的必要条件。(必修2第108页正文)(√)
7.适应相对性的根本原因是遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾。(必修2第109页“概念检测”)(√)
1.(2025·河南卷)系统进化树是一种表示物种间亲缘关系的树形图。研究人员结合形态学和分子证据,构建了绿色植物的系统进化关系,示意简图如下。
(1)植物的系统进化关系是共同由来学说的体现和自然选择的结果。(√)
(2)绿藻化石首次出现地层的年龄小于苔藓植物化石首次出现地层的年龄。(×)
(3)裸子植物与被子植物的亲缘关系比裸子植物与蕨类植物的亲缘关系远。(×)
2.在酵母菌、植物、昆虫等不同生物类群中,rDNA(编码核糖体RNA的基因)的碱基序列大部分是相同的。这一事实为“这些不同生物类群具有共同祖先”的观点提供了分子水平证据。(√)
3.研究鲟类进化关系时线粒体基因组数据有重要价值。(√)
4.痕迹器官是生物体上已经失去用处,但仍然存在的一些器官。鲸和海牛的后肢已经退化,但体内仍保留着后肢骨痕迹;食草动物的盲肠发达,人类的盲肠已经极度退化,完全失去了消化功能。蚯蚓没有后肢的痕迹器官,所以和四足动物没有共同祖先。(×)
5.自然选择学说的提出是对共同由来学说的修正。(×)
6.玉米由类玉米逐步驯化而来,玉米驯化过程中,人工选择决定了玉米的进化方向。(√)
7.线粒体DNA复制时可能发生突变能支持将线粒体用于生物进化研究。(√)
8.同一区域内的不同蜗牛物种具有相似的外壳是自然选择的结果。(√)
9.不同物种间氨基酸序列的相似性可作为生物进化的证据。(√)
10.真核生物和原核生物的遗传物质都是DNA能表明地球上所有细胞生命具有共同祖先。(√)
生物有共同祖先的证据
1.(2026)我国古生物化石种类繁多。其中,在甘肃和政县发现的以铲齿象、和政羊与三趾马为代表的古脊椎动物化石群具有极高的研究价值。下列叙述错误的是( )
A.铲齿象、和政羊与三趾马化石可以为研究哺乳动物的进化提供直接证据
B.根据铲齿象特有的下颌和牙齿形态特征,可以推断它的食性和生活环境
C.通过自然作用保存在地层中的和政羊、三趾马等动物的粪便不属于化石
D.不借助化石而通过现生生物的比较分析也可以推断生物进化的部分历史
解析:化石是研究生物进化的直接证据,铲齿象、和政羊与三趾马化石属于哺乳动物化石,能够为研究哺乳动物的进化提供直接证据,A正确;生物的形态结构与其食性和生活环境相适应,根据铲齿象特有的下颌和牙齿形态特征,比如牙齿的尖锐程度、咀嚼面的形状等,可以推断它的食性(是植食性、肉食性还是杂食性等)和生活环境(如在陆地、水中等),B正确;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,动物的粪便属于遗物,通过自然作用保存在地层中的和政羊、三趾马等动物的粪便属于化石,C错误;不借助化石,通过对现生生物的比较分析,比如比较不同生物的基因序列、形态结构等,也可以推断生物进化的部分历史,D正确。
答案:C
2.(2026)细胞色素c是细胞呼吸过程中的蛋白质,在多种生物中普遍存在。不同生物的细胞色素c具有相似的氨基酸序列和空间结构,且亲缘关系越近的生物,其细胞色素c的氨基酸序列差异越小。据表分析,下列叙述正确的是( )
生物
黑猩猩
马
果蝇
酵母菌
与人类细胞色素c的氨基酸序列差异数
0
18
27
44
A.细胞色素c的普遍存在体现了生物界的统一性
B.果蝇与人类的亲缘关系比马与人类的亲缘关系更近
C.细胞色素c的比较,在进化上属于细胞水平的证据
D.细胞色素c的氨基酸序列差异是生物定向变异的结果
解析:细胞色素c在多种生物中普遍存在,说明这些生物有共同的祖先,体现了生物界的统一性,A正确;果蝇与人类的氨基酸差异数(27)大于马与人类(18),说明果蝇与人类的亲缘关系更远,B错误;细胞色素c是蛋白质,其差异属于分子水平的进化证据,而非细胞水平,C错误;变异是不定向的,自然选择决定进化方向,氨基酸序列差异是自然选择的结果,而非定向变异导致,D错误。
答案:A
自然选择与适应的形成
3.(2026)成年棘胸蛙存在雄蛙大、雌蛙小的两性异形现象,推测这是雌蛙对雄蛙长期选择的结果。支持该推测的证据是( )
A.体型较大的雄蛙能获得更多的交配机会
B.雌蛙对相同种群雄蛙的求偶鸣叫更敏感
C.雄蛙在雌蛙产卵高峰期求偶鸣叫更积极
D.体型较大的雌蛙交配后能产出更多的卵
解析:体型较大的雄蛙能获得更多的交配机会,经过长期的筛选,导致成年棘胸蛙雄蛙普遍偏大,A正确;雌蛙对相同种群雄蛙的求偶鸣叫更敏感,雄蛙在雌蛙产卵高峰期求偶鸣叫更积极,不影响雄蛙大小的选择,B、C错误;体型较大的雌蛙交配后能产出更多的卵,会导致体型较大的雌蛙繁殖率高,导致成年棘胸蛙雌蛙普遍偏大,与题干矛盾,D错误。
答案:A
4.(2026)百岁兰是一种沙漠植物,曾在巴西采集到化石,其一生只有两片高度木质化的叶子。百岁兰基因组整体呈现重度甲基化,百岁兰基因组朝着小且“低耗能”的方向演化。下列叙述错误的是( )
A.化石是研究百岁兰进化最直接且最重要的证据
B.百岁兰种群进化的实质是种群基因型频率在自然选择作用下的定向改变
C.适应相对性的根本原因是遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾
D.百岁兰高度木质化的两片叶子能适应干旱环境,是自然选择的结果
解析:化石是保存在地层中的古代生物遗体、遗物或生活痕迹,能直接反映生物进化历程,是研究进化的最直接证据,A正确;种群进化的实质是种群基因频率的改变,B错误;适应具有相对性,根本原因是遗传物质的稳定性导致性状相对稳定,当环境变化超过生物的适应能力时,原有适应就可能变得不适应,C正确;百岁兰的木质化叶子能减少水分蒸发,是长期自然选择保留有利变异的适应性特征,D正确。
答案:B
考点二 种群基因组成的变化与物种的形成
1.种群基因组成的变化
(1)种群和种群基因库
①种群是指生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。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:一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比值。
(2)种群基因频率的变化
(3)自然选择对种群基因频率变化的影响
2.隔离在物种形成中的作用
(1)物种
(2)隔离的种类
提醒:隔离≠生殖隔离
隔离包括地理隔离和生殖隔离,隔离导致物种的形成。
(1)只有地理隔离而没有形成生殖隔离,可能产生亚种,但没有产生新物种。
(2)生殖隔离是物种形成的关键,是物种形成的最后阶段,是物种间的真正界限。
(3)生殖隔离有三种情况:不能杂交;杂交后代不活;杂交后代活而不育。
(3)新物种形成的一般过程
3.探究抗生素对细菌的选择作用
(1)实验原理:一般情况下,一定浓度的抗生素会杀死细菌,但变异的细菌可能产生耐药性。在实验室连续培养细菌时,如果向培养基中添加抗生素,耐药菌有可能存活下来。
(2)方法步骤
第1步:用记号笔在培养皿的底部画2条相互垂直的直线,将培养皿分为4个区域,分别标记为①~④
↓
第2步:取少量细菌的培养液,用无菌的涂布器(或无菌棉签)均匀地涂抹在培养基平板上
↓
第3步:用无菌的镊子先夹取1张不含抗生素的纸片放在①号区域的中央,再分别夹取1张抗生素纸片放在②~④号区域的中央,盖上皿盖
↓
第4步:将培养皿倒置于37 ℃的恒温箱中培养12~16 h
↓
第5步:观察培养基上细菌的生长状况。若纸片附近出现了抑菌圈,测量和记录每个实验组中抑菌圈的直径,并取平均值
↓
第6步:从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌,接种到已灭菌的液体培养基中培养,然后重复步骤2~5。如此重复几代,记录每一代培养物抑菌圈的直径
提醒:实验结束后,应将耐药菌、培养基、纸片等进行高温灭菌处理,防止对环境造成污染。
1.一个种群中的雌雄个体可以通过繁殖将各自的基因遗传给后代。(必修2第110页正文)(√)
2.在一个遗传平衡的群体中,种群个体连续自交多代后,该种群基因频率没有改变,没有进化。(必修2第111页“思考·讨论”)(√)
3.一个种群中,控制一对相对性状的各种基因型频率之和为1。(必修2第112~113页“探究·实践”)(√)
4.交配后能产生后代的两个种群就是同一物种。(必修2第116页正文)(×)
1.可遗传变异使种群基因频率定向改变,导致生物进化。(×)
2.宿主菌经噬菌体侵染后,基因定向突变的概率变大。(×)
3.物种形成过程实质上是种间生殖隔离建立的过程。(√)
4.研究发现,某种芦鹀分布在不同地区的三个种群,因栖息地环境的差异导致声音信号发生分歧。不同芦鹀种群的两个和求偶有关的鸣唱特征,相较于其他鸣唱特征有明显分歧。因此推测和求偶有关的鸣唱特征,在芦鹀的早期物种形成过程中有重要作用。和求偶有关的鸣唱特征的差异,表明这三个芦鹀种群存在生殖隔离。(×)
5.将二倍体爬山虎的花粉涂在未受粉的二倍体葡萄柱头上,可获得无子葡萄,说明爬山虎和葡萄之间存在生殖隔离。(√)
(必修2第126页“复习与提高”)分析生物进化与物种形成基本环节图解,回答问题。
(1)图中①②③④分别代表什么?
提示:图中①是突变和基因重组,②是自然选择,③是地理隔离,④是生殖隔离。
(2)物种形成的三个环节是什么?
提示:物种形成的三个环节是突变和基因重组、自然选择和隔离。
(3)物种的形成是否一定要经过地理隔离?举例说明。
提示:不一定。例如,二倍体植株经染色体加倍形成了四倍体植株,二倍体植株与四倍体植株杂交产生的三倍体植株是高度不育的,二者之间存在生殖隔离,是不同的物种,但没有经过地理隔离。
(4)经过漫长的地理隔离,一定会产生生殖隔离吗?
提示:不一定。如果两个种群的生活环境都不发生变化或变化微小,或发生相似的变化,则两个种群的进化方向相差不大,可能不会产生生殖隔离。
某地一年生的某种植物基因型均为aa,开白色花。某年洪水冲来了少量基因型为AA和Aa的种子,均开红色花。几年后,该植物种群中各基因型频率依次为55%AA、40%Aa、5%aa。
(1)洪水导致该种群基因频率改变的原因是什么?
提示:外来个体的迁入。
(2)该植物种群中A和a的基因频率分别是多少?
提示:A和a的基因频率分别为75%和25%。
(3)洪水冲来了少量基因型为AA和Aa的种子后,种群基因频率发生变化的原因是什么?
提示:该植物应为靠昆虫传粉的植物,色彩鲜艳的红花更能吸引昆虫。
(4)预期以后该植物种群基因频率的变化趋势是怎样的?
提示:A的基因频率逐渐增大,a的基因频率逐渐减小。
(5)该条件下,若干年后白花植株是否会消失?为什么?
提示:不会;白花基因为隐性基因,会存在于杂合子中得以保留。
1.根据基本概念计算基因频率和基因型频率
(1)当等位基因位于常染色体上时(以A、a基因为例,AA、Aa、aa为三种基因型)
①已知调查的各种基因型的个体数,计算基因频率
某基因频率=×100%
A=×100%
a=×100%。
②已知基因型频率,求基因频率
某基因频率=该基因纯合子的频率+1/2×杂合子的频率,如基因A的频率=AA的频率+1/2Aa的频率,基因a的频率=1-基因A的频率=aa的频率+1/2Aa的频率。
(2)当等位基因位于X染色体上时(以XB、Xb为例)
XBXb基因型频率=×100%
XB基因频率=
×100%
Xb基因频率=
×100%。
2.利用遗传平衡计算基因频率和基因型频率
(1)遗传平衡适用条件
①种群足够大;②种群个体间的交配是随机的;③没有突变产生;④种群之间不存在个体的迁移;⑤没有自然选择。
(2)计算公式:在一个有性生殖的自然种群中,假设有一对等位基因A、a,A基因的频率用p表示,a基因的频率用q表示,则p+q=1,遗传平衡公式如下:
种群基因组成的变化
1.(必修2第112页“探究·实践”)桦尺蠖成虫体色有灰色(野生型)与黑色(突变型)两种表型。19世纪英国工业革命时期,曼彻斯特周边森林被污染。被污染区域中黑色蛾比例较大,未受污染区域中灰色蛾比例较大。下列叙述错误的是( )
A.控制体色黑色和灰色基因的基因座位相同
B.不同体色个体在相同环境中的存活率或繁殖率有差异
C.可通过持续调查不同表型个体比例来反映种群进化方向
D.若体色基因频率保持不变,可说明桦尺蠖种群没有发生进化
解析:控制体色的黑色和灰色为相对性状,由等位基因控制,等位基因位于同源染色体的相同位置(基因座位相同),A正确;自然选择通过不同表型个体的存活率或繁殖率差异发挥作用,污染环境中黑色个体更易生存,未污染环境中灰色个体更易生存,B正确;自然选择的方向与基因频率变化方向一致,持续调查不同表型个体比例不能反映种群进化方向,C错误;若体色基因频率保持不变,可说明桦尺蠖种群没有发生进化,因为生物进化的实质是种群基因频率的改变,D正确。
答案:C
2.(2026)某河流中梭子蟹的体色由一对等位基因A/a控制。二十年前,河水污染严重,河底多深色淤泥,深体色个体(AA)占50%、中间体色(Aa)占30%、浅体色(aa)占20%。二十年后,当地大力治理河水,水质变清,河底以浅色沙石为主,AA个体减少了40%,aa个体增加了50%。下列说法正确的是( )
A.梭子蟹种群中全部的A、a基因构成该种群的基因库
B.二十年后,梭子蟹种群中a基因的基因频率为0.65
C.河流环境的定向选择提高了种群中a基因的基因频率
D.河流水质的改善直接对梭子蟹个体的基因型进行了选择
解析:梭子蟹种群中全部个体所含的全部基因构成该种群的基因库,A错误;二十年前,深体色个体(AA)占50%、中间体色(Aa)占30%、浅体色(aa)占20%,若假设种群中AA个体数为50,Aa为30,aa为20,二十年后,AA个体减少了40%,则个体数为30个,aa个体增加了50%,个体数为30,Aa个体数仍为30,即二十年后,aa基因型占比为1/3,Aa基因型个体占比为1/3,因此a基因的基因频率为0.5,B错误;河流环境的定向选择提高了种群中a基因的基因频率,C正确;河流水质的改善直接对梭子蟹个体的表型(体色)进行了选择,而不是基因型,D错误。
答案:C
隔离与物种形成
3.(2026)专食性绢蝶幼虫以半荷包紫堇叶片为食,成体绢蝶偏好在绿叶型半荷包紫堇植株附近产卵。生长于某冰川地域的半荷包紫堇因bHLH35基因突变使叶片呈现类似岩石的灰色,不易被成体绢蝶识别。冰川消融导致裸露岩石增多、分布范围扩大,则该地区( )
A.半荷包紫堇突变的bHLH35基因频率会逐渐增加
B.半荷包紫堇bHLH35基因突变会引起绢蝶的变异
C.灰叶型半荷包紫堇的出现标志着新物种的形成
D.冰川消融导致绢蝶受到的选择压力减小
解析:由于环境的改变(冰川消融),半荷包紫堇突变的bHLH35基因对于该植物来说是有利变异(不易被成体绢蝶识别),有更多的机会产生后代,故该基因的频率会逐渐增加,A正确;半荷包紫堇bHLH35基因突变不会引起绢蝶的变异,B错误;bHLH35基因的突变使半荷包紫堇出现灰叶型,只是出现新性状,不能标志着新物种的形成,C错误;冰川消融导致裸露的岩石增多,绢蝶更不易识别灰叶型的半荷包紫堇叶片,其受到的选择压力增大,D错误。
答案:A
4.(2026)青藏高原隆升引起的生态地理隔离促进了物种的形成。该地区某植物不同区域的两个种群,进化过程中出现了花期等性状的分化,种群甲花期结束约20天后,种群乙才开始开花,研究发现两者间人工授粉不能形成有活力的种子。下列相关叙述错误的是( )
A.地理隔离和花期隔离限制了两种群间的基因交流
B.花期隔离进一步增大了种群甲和乙的基因库差异
C.物种形成过程中,种群基因频率不断发生改变
D.花期隔离标志着两个种群间已出现了物种的分化
解析:地理隔离使得两个种群在空间上相互分隔,花期隔离使得两个种群在开花时间上不同步,这两种隔离方式都限制了两种群间个体的交配机会,从而限制了基因交流,A正确;由于花期隔离限制了基因交流,两个种群在各自的环境中独立进化,基因库的差异会进一步增大,B正确;物种形成过程中,自然选择等因素会导致种群基因频率不断发生改变,当基因频率改变到一定程度,就可能形成新物种,C正确;生殖隔离标志着新物种的形成,花期隔离只是导致基因交流受限的一种隔离方式,仅花期隔离不能说明两个种群间已出现物种的分化,D错误。
答案:D
·考教衔接·
新物种的形成过程(物种形成的三大模式)
探究抗生素对细菌的选择作用
5.(2026)研究人员将大肠杆菌分别接种在含有不同浓度卡那霉素(浓度大小:a<b<c<d)的培养基上,在适宜条件下培养24小时后,大肠杆菌的生长情况如图所示。下列说法正确的是( )
A.从a浓度到d浓度,卡那霉素对大肠杆菌的选择作用逐渐减弱
B.b浓度卡那霉素培养基中生长的大肠杆菌的抗药性均强于a浓度中的
C.d浓度卡那霉素培养基中无菌落生长,其可直接用于下次的接种实验
D.若长期使用卡那霉素,环境中大肠杆菌的数量可能先减后增再趋于稳定
解析:由题意可知,从a浓度到d浓度,卡那霉素的浓度逐渐升高,对大肠杆菌的选择作用应该是逐渐增强,会使更多不抗卡那霉素的大肠杆菌被淘汰,A错误;在b浓度卡那霉素培养基中能生长的大肠杆菌具有抗药性,但不能说明其抗药性均强于a浓度中的,因为a浓度下可能也存在抗药性较强的个体,B错误;由题图可知,d浓度卡那霉素培养基上无菌落生长,接种后未长出菌落的培养基即使未被污染也要在灭菌后丢弃,不可用于下次的接种实验,C错误;开始时,卡那霉素会杀死大量不具有抗药性的大肠杆菌,导致大肠杆菌数量减少;随着时间推移,抗药性强的大肠杆菌被选择保留下来并繁殖,数量会增加后趋于稳定,D正确。
答案:D
考点三 协同进化与生物多样性的形成
1.协同进化
(1)概念: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。
提醒:不同物种之间的影响既包括种间互助,也包括种间竞争。无机环境的选择作用可定向改变种群的基因频率,导致生物朝着一定的方向进化;生物的进化反过来又会影响无机环境。
(2)类型
类型
相互关系
实例
生物
与生
物之间
在相互适应中协同进化
互利共生
有细长吸管口器的蛾与有细长花距的兰花
捕食
猎豹与羚羊
在相互斗争中协同进化
寄生
噬菌体与细菌
种间竞争
农作物与杂草
生物与
无机环
境之间
生物影响
环境、环境
影响生物
原始大气无氧→厌氧生物→光合生物出现→大气中有了氧气→出现好氧生物
提醒:捕食者的存在能够增加物种多样性的原因是捕食者往往捕食个体数量多的物种,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,为其他物种的生存形成腾出空间。
2.生物多样性的形成
(1)生物多样性各层次间的关系
生物多样性主要包括遗传(基因)多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次,三个层次之间的关系可以用如图的形式描述:
(2)生物多样性形成的原因分析
①从分子水平看
②从进化角度看:物种多样性与生态系统多样性主要是生物的不定向变异与定向选择在进化过程中共同作用的结果。
③研究生物进化历程的主要依据:化石。
3.生物进化理论在发展
1.捕食者的存在促进了被捕食者种群的发展。(必修2第119页正文)(√)
2.最早的光合生物产生的氧气为好氧生物的出现创造了前提条件。(必修2第121页正文)(√)
3.最早的生物化石是古细菌化石,此时期的生态系统中有生产者、消费者和分解者。(必修2第122页正文)(×)
4.协同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的。(必修2第121页正文)(×)
5.生物进化的过程实际上是生物与无机环境协同进化的过程。(必修2第123页黑体字)(×)
6.生物多样性的形成就是新的物种不断形成的过程。(必修2第124页“概念检测”)(×)
7.中性突变学说认为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。(必修2第124页正文)(√)
1.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。(√)
2.太平洋岛上蜗牛物种数就是该岛的物种多样性。(×)
协同进化与生物多样性的形成
1.(必修2第126页“复习与提高”)褐花杓兰和西藏杓兰主要分布于我国西南地区,且分布区域有一定交叉,两者杂交能产生可育后代。它们的花色均存在从浅红到深紫等一系列过渡类型。下列有关叙述正确的是( )
A.过渡花色的出现增加了杓兰的遗传多样性
B.交叉分布区域的两种杓兰会发生协同进化
C.诱变处理一定能够获得其他花色的杓兰品种
D.褐花杓兰和西藏杓兰杂交能产生可育后代,说明二者基因库相同
解析:过渡花色由不同基因型导致,增加了遗传多样性,A正确;协同进化发生在不同物种之间,若两者属于同一物种,则不会发生协同进化,B错误;诱变具有不定向性和低频性等,无法保证一定获得其他花色的杓兰品种,C错误;杂交可育说明两者属于同一物种,但同一物种的不同种群基因库可能存在差异,D错误。
答案:A
2.(2026)蝴蝶幼虫取食植物叶片,萝藦类植物进化出产生CA的能力,CA抑制动物细胞膜上N酶的活性,对动物产生毒性,从而阻止大部分蝴蝶幼虫取食。斑蝶类蝴蝶因N酶发生了一个氨基酸替换而对CA不敏感,其幼虫可以取食萝藦。下列叙述错误的是( )
A.斑蝶类蝴蝶对CA的适应主要源自基因突变和选择
B.斑蝶类蝴蝶取食萝藦可减少与其他蝴蝶竞争食物
C.N酶基因突变导致斑蝶类蝴蝶与其他蝴蝶发生生殖隔离
D.萝藦类植物和斑蝶类蝴蝶的进化是一个协同进化的实例
解析:斑蝶类蝴蝶的N酶发生一个氨基酸替换属于基因突变,自然选择保留有利变异,使其适应CA环境,A正确;斑蝶取食萝藦后生态位发生改变,减少与其他蝴蝶的食物资源竞争,符合生态位分化原理,B正确;生殖隔离需物种间无法交配或交配后产生的后代不育,仅N酶基因突变未体现斑蝶类蝴蝶与其他蝴蝶发生生殖隔离,C错误;萝藦与斑蝶相互影响、共同进化,体现了协同进化,D正确。
答案:C
1.(2026)果蝇外骨骼角质中表皮烃的含量不仅影响果蝇的环境适应能力,也影响果蝇的交配对象选择(如图)。表皮烃的合成受mFAS基因控制。下列叙述错误的是( )
A.突变和自然选择驱动果蝇物种A和物种B的形成
B.自然选择使具有低表皮烃性状的果蝇适应潮湿环境
C.果蝇种群A和种群B交配减少加速了新物种的形成
D.mFAS基因突变带来的双重效应足以导致生殖隔离
考点解码 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。
解析:突变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,故突变和自然选择驱动果蝇物种A和物种B的形成,A正确。在潮湿环境中,低表皮烃个体因更高的存活率和繁殖力,其基因频率在种群中逐渐上升,即自然选择使具有低表皮烃性状的果蝇适应潮湿环境,B正确。果蝇种群A和种群B交配减少,导致种群间的基因交流减少,基因频率发生改变,最终形成生殖隔离,加速了新物种的形成,C正确。mFAS基因突变带来的双重效应不足以导致生殖隔离,生殖隔离需多因素协同作用,如基因库的长期积累、地理隔离、自然选择等,D错误。
答案:D
2.(2026)粗糙玉蜀螺是一种分布于海岸边的小海螺,其天冬氨酸转氨酶活性受一对等位基因Aat100和Aat120控制。至1987年,这对等位基因的频率在该种群世代间保持相对稳定(低潮带Aat120基因频率为0.4)。1988年,该螺分布区发生了一次有毒藻类暴发增殖,藻类分泌的藻毒素使低潮带个体大量死亡,而高潮带个体受影响较小,此后高潮带个体向低潮带扩散。1993年,种群又恢复到1987年的相对稳定状态。Aat120基因频率变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A.1987年,含Aat120基因的个体在低潮带比高潮带具有更强的适应能力
B.在自然选择作用下,1993年后低潮带Aat100基因频率将持续上升
C.1988—1993年,影响低潮带种群基因频率变化的主要因素是个体迁移
D.1993年,含Aat100基因的个体在低潮带种群中所占比例为84%
考点解码 分析题图可知,1987~1993年间,低潮带和高潮带的Aat120基因频率先增加后减少,但低潮带变化趋势更明显。
解析:1987年,Aat120基因在低潮带的基因频率低于其在高潮带的基因频率,说明含Aat120基因的个体在高潮带比低潮带具有更强的适应能力,A错误;据题干可知,1993年,种群又恢复到1987年的相对稳定状态,这对等位基因的频率在该种群世代间保持相对稳定,故Aat100基因频率不会持续上升,B错误;据题干可知,1988年,该螺分布区发生了一次有毒藻类暴发增殖,藻类分泌的藻毒素使低潮带个体大量死亡,而高潮带个体受影响较小,因此,1988—1993年,影响低潮带种群基因频率变化的主要因素并非个体迁移,C错误;1993年,低潮带Aat120基因频率为0.4,则Aat100基因频率为0.6,根据哈迪—温伯格定律,含Aat100基因的个体在低潮带种群中所占比例为(0.62+2×0.4×0.6)×100%=84%,D正确。
答案:D
3.(2026)研究人员观察到川金丝猴为黄色毛发、滇/缅甸金丝猴为黑色毛发、黔金丝猴为黑灰色——黄色的镶嵌毛发,因此对金丝猴属5种金丝猴进行研究,证实黔金丝猴起源于187万年前川金丝猴祖先群与滇/缅甸金丝猴祖先群的杂交后代,其遗传信息约70%来自川金丝猴祖先群,约30%来自滇/缅甸金丝猴祖先群。下列结论无法得出的是( )
A.杂交促进了金丝猴间的基因交流,是黔金丝猴形成的重要因素
B.黔金丝猴毛色是有别于祖先群的新性状,该性状可遗传给后代
C.黔金丝猴毛色的形成是遗传和所处自然环境共同作用的结果
D.黔金丝猴群体中黄色毛发的基因频率大于黑色毛发的基因频率
解析:因为黔金丝猴是川金丝猴祖先群与滇/缅甸金丝猴祖先群杂交产生的后代,所以杂交促进了金丝猴间的基因交流,这是黔金丝猴形成的重要因素,A正确;黔金丝猴毛色与祖先群不同,是新性状,由于它是杂交产生,遗传物质发生改变,所以该性状可遗传给后代,B正确;生物的性状通常是遗传和所处自然环境共同作用的结果,黔金丝猴的毛色也不例外,C正确;虽然黔金丝猴遗传信息约70%来自川金丝猴祖先群(川金丝猴为黄色毛发),约30%来自滇/缅甸金丝猴祖先群(滇/缅甸金丝猴为黑色毛发),但仅根据遗传信息的来源比例不能直接得出黔金丝猴群体中黄色毛发的基因频率大于黑色毛发的基因频率,D错误。
答案:D
4.(2026)若在一个随机交配的二倍体生物种群中,偶然出现一个有利突变基因,该突变基因可能是隐性或显性,具有突变表型的个体更容易生存和繁衍。图1与图2是在自然选择下突变基因的频率变化趋势图。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.图1曲线在1 200代左右时形成了新物种
B.对比图1与图2,推测图1中有利突变基因为隐性
C.随着世代数的增加,图2曲线的峰值只能接近1,无法等于1
D.图2曲线在200~400代增长慢,推测该阶段含有利基因的纯合体占比少
解析:据图分析,图1曲线在1 200代左右时有利突变基因频率接近1,种群基因频率改变,说明生物进化,但新物种的形成通常需要生殖隔离的出现,仅基因频率改变不能直接证明新物种形成,A错误;据图可知,图1有利突变基因频率上升较快,而图2中有利突变基因频率缓慢上升且后期稳定,据此推测图1中有利突变基因为显性,即一旦发生突变,杂合子即可表现,B错误;图2曲线有利突变基因频率缓慢上升且后期稳定,相关突变是隐性突变,由于其更有生存和繁衍优势,显性个体被淘汰,则最终可能导致峰值等于1,C错误;设相关基因是A/a,图2曲线在200~400代增长慢,可能是因为隐性基因的纯合体(aa)占比少,此时选择主要作用于杂合子(Aa),导致有利突变基因频率上升较慢,D正确。
答案:D
【温馨提示:课时跟踪练30】
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