专题08 生物的进化(期中真题汇编,北京专用)高三生物上学期
2026-09-18
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摘要:
**基本信息**
聚焦生物进化5大高频考点,精选北京多区高三期中试题,融合古人类基因研究、高原适应等科技前沿与真实科研情境,注重核心素养考查。
**题型特征**
|题型|题量|知识覆盖|命题特色|
|----|----|----------|----------|
|选择题|10题|涵盖共同祖先证据、自然选择、基因频率等基础概念|如核糖体RNA基因进化差异题,考查分子水平进化证据|
|非选择题|5题|综合隔离与物种形成、协同进化等,涉及模型构建与数据分析|如虎榛子同倍体杂交物种形成题,结合FR/LHY基因机制考查物种形成,匹配高考对综合应用能力的要求|
内容正文:
专题08 生物的进化
考点1 生物有共同祖先的证据
1.【答案】C
考点2 自然选择与适应的形成
1.【答案】A
2.【答案】D
3.【答案】D
4.【答案】(1)生殖隔离
(2)ND4L 共同祖先
(3)支持 D组雪兔增加的数量显著高于B组和C组的数量增加之和
(4)全球变暖导致冬季降雪减少,不具备换毛特性的变异兔更能适应新的环境(躲避天敌)从而存活并大量繁殖后代
考点3 基因频率的改变与生物进化
1.【答案】A
2.【答案】C
3.【答案】D
4.【答案】D
5.【答案】(1)化石 形态、遗传物质
(2)特异性大量扩增目的基因
(3)在高原缺氧环境下,藏族人携带的EPAS1突变基因使其更具生存优势,长期的自然 选择使这种突变基因的频率逐渐升高。在低海拔地区,EP4S1突变基因不会使人具有 生存优势,其基因频率不会由于自然选择而提高
(4)这个评价是片面的。拥有这个突变基因的个体能更多的储存脂肪,从而度过饥荒,这 个基因有利于个体在食物匮乏时存活。在食物丰富时,携带这个突变基因的人可能因 为脂肪堆积过多引发糖尿病,此时这个基因不利于个体存活
考点4 隔离与物种的形成
1.【答案】(1)种群 协同进化 遗传(基因)多样性、物种多样性 生殖隔离
(2)CD
(3)差异较大 敲除相应基因
(4)
(5)同倍体杂交物种形成最少涉及两对基因重组,概率远高于因长期自然选择导致基因库积累多种差异而出现的生殖隔离,且人类活动的引入导致不同物种间的地理隔离消失,种间杂交概率增加
2.【答案】(1)杂种 生殖隔离
(2)E ②
(3)ABC
(4)共同进化
考点5 协同进化与生物多样性
1.【答案】D
2.【答案】A
3.【答案】(1)可遗传变异 自然选择
(2)使天蛾繁殖成功率下降
(3)ABC
(4)有蜜距植物因变异产生的不同距长的花被不同的传粉者传粉,促进生殖隔离形成。
试卷第1页,共3页
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专题08 生物的进化
5大高频考点
1. 生物有共同祖先的证据
2. 自然选择与适应的形成
3. 基因频率的改变与生物进化
4. 隔离与物种的形成
5. 协同进化与生物多样性
考点1 生物有共同祖先的证据
1.(25-26高三上·北京通州·期中)不同物种间具有功能相同的基因,利用其碱基序列的差异可用来判定它们之间的进化关系,下列在进化过程中不同物种差异最小的基因是( )
A.血红蛋白基因 B.酪氨酸酶基因
C.核糖体RNA基因 D.胰高血糖素基因
【答案】C
【解析】A、血红蛋白基因指导合成的血红蛋白负责氧气运输,虽重要但存在物种适应性差异,不同物种间差异较大,A不符合题意;
B、酪氨酸酶基因参与黑色素合成,突变可能导致功能丧失,但环境适应性可能导致物种间差异,B不符合题意;
C、rRNA基因与核糖体的合成有关,真核生物和原核生物中都存在,是最保守的基因,C符合题意;
D、胰高血糖素基因调控血糖,虽重要但相较于rRNA基因,其进化速率较快,物种间差异较大,D不符合题意。
故选C。
考点2 自然选择与适应的形成
1.(25-26高三上·北京朝阳·期中)大西洋东西海域的绿海龟因长期地理隔离,已数百万年无基因交流。东群以坚韧海藻为食,喉部突起尖锐;西群以柔软海藻为食,喉部突起短小圆钝。下列叙述正确的是( )
A.两群海龟喉部适应性特征是自然选择的结果
B.长期的地理隔离导致两群海龟进化为不同物种
C.地理隔离是导致两群海龟喉部形态产生差异的根本原因
D.东群海龟为撕扯坚韧海藻而产生了尖锐突起的定向变异
【答案】A
【解析】A、自然选择决定生物进化的方向,两群海龟因为食物不同,在各自的生存环境中,具有适合相应食物获取的喉部突起特征的个体更容易生存和繁衍,所以两群海龟喉部适应性特征是自然选择的结果,A正确;
B、题中仅表明两群海龟有地理隔离以及喉部形态差异,但并没有信息表明它们已经进化为不同物种,判断是否为不同物种的关键是看是否存在生殖隔离,题干未提及,B错误;
C、导致两群海龟喉部形态产生差异的根本原因是基因突变等可遗传变异,地理隔离只是使它们无法进行基因交流,进而在不同环境的自然选择下朝着不同方向进化,C错误;
D、变异是不定向的,不是因为要撕扯坚韧海藻就定向产生了尖锐突起的变异,而是先存在各种变异,然后自然选择保留了适应以坚韧海藻为食的具有尖锐突起的个体,D错误。
故选A。
2.(25-26高三上·北京海淀·期中)将来自人体的大肠杆菌菌群分为三份,在不同温度下连续培养,其适合度(是指生物个体在特定环境中生存、繁殖并将基因传递给后代的能力)变化如下图。下列叙述正确的是( )
A.环境温度诱导三个菌群产生了不同的变异
B.不同温度下三个菌群的基因频率变化速率相同
C.三个菌群之间适合度差异导致形成不同物种
D.自然选择导致有利突变积累使适应性增加
【答案】D
【解析】A、生物的变异是随机发生的,并非由环境温度诱导产生,温度只是;筛选出适应该温度的变异个体,而非引发变异,A错误;
B、不同温度下,自然选择的方向和强度不同,会导致菌群的基因频率变化速率不同。不同温度下菌群适合度的提升速率有差异,反映基因频率变化速率不同,B错误;
C、物种形成的标志是生殖隔离的产生,而非适合度差异。 题干中三个菌群仍为大肠杆菌,未产生生殖隔离,不属于不同物种,C错误;
D、随机突变中,具有有利变异(适应对应温度)的个体生存和繁殖能力更强,其基因更易传递给后代,使有利突变不断积累,菌群的适合度逐渐增加,与图中适合度随繁殖代数上升的趋势一致,D正确。
故选D。
3.(24-25高三上·北京海淀·期中)青藏高原的拟南芥有较多的变异类型。F基因使其开花早,夏秋之交即产生种子,可适应青藏高原冬季长、气候恶劣的环境。下列相关叙述正确的是( )
A.青藏高原的拟南芥之间存在生殖隔离
B.青藏高原拟南芥种群F基因频率明显低于平原
C.青藏高原冬季的恶劣气候导致F基因定向变异
D.拟南芥可适应不同生存环境是自然选择的结果
【答案】D
【解析】隔离分为地理隔离和生殖隔离。变异是不定向的。
A、 青藏高原的拟南芥仍然属于拟南芥这个物种,它们之间不存在生殖隔离,A错误;
B、因为F基因能使拟南芥开花早,适应青藏高原环境,在青藏高原这种环境下,F基因是有利基因,会被保留下来,所以F基因频率应该是明显高于平原地区,B错误;
C、 变异是不定向的,自然选择是定向的,恶劣气候只是对变异进行选择,而不是导致基因定向变异,C错误;
D、 拟南芥可适应不同生存环境,是自然选择的结果,在不同的环境下,自然选择保留了适应环境的性状,D正确。
故选D。
4.(24-25高三上·北京通州·期中)雪兔在冬季褪去棕色“外衣”换为白毛,科学家对其进化进行了研究。
(1)研究发现,雪兔毛色的棕色基因来源于黑尾长耳兔,二者亲缘关系较近,不存在________,可以进行基因交流。
(2)通过对雪兔在内的22种兔的部分线粒体基因序列进行比对(下表),可推测________基因最易变异,大部分基因序列相似度高,揭示了上述动物起源于________。
基因
基因长度(bp)
替换位点序号
发生替换比例(%)
12SrRNA
962
104
10.81
16SrRNA
1585
179
11.29
ND1
955
263
27.54
ND2
1044
280
26.82
ND3
347
91
26.22
ND4L
297
91
30.64
ND4
1378
381
27.65
(3)有研究人员提出了“恐惧生态学”的假说:对天敌的畏惧心理会抑制被捕食者利用食物的能力。研究者将某栖息地划为图1所示的4个区块(A:自然状态;B:食物补充;C:加护围挡以隔绝雪兔的天敌猞猁;D:加护围挡并补充与B等量的食物),并统计相应区块内雪兔数量(见图2),结果________(填“支持”或“不支持”)上述假说,依据是________。
(4)近年来由于全球变暖,降雪量减少,部分地区的雪兔打破了其冬季“换装”的规律,仍保持棕毛。请运用进化理论合理解释该现象________。
【答案】(1)生殖隔离
(2)ND4L 共同祖先
(3)支持 D组雪兔增加的数量显著高于B组和C组的数量增加之和
(4)全球变暖导致冬季降雪减少,不具备换毛特性的变异兔更能适应新的环境(躲避天敌)从而存活并大量繁殖后代
【解析】动物适应栖息环境而具有的与环境色彩相似的体色,叫做保护色。具有保护色的动物不容易被其他动物发现,这对它躲避敌害或捕猎动物都是有利的。
(1)由题意可知,雪兔与黑尾长耳兔可以进行基因交流,说明二者并不存在生殖隔离。
(2)分析表格数据可知,ND4L发生替换比例最高,由此可知ND4L基因最易变异。上述动物大部分基因序列相似度高,由此可推测上述动物具有共同祖先。
(3)分析图2和题意,A组自然状态下雪兔的相对数量最少;B组进行食物补充、C组加护围挡以隔绝雪兔的天敌猞猁,B、C两组雪兔的相对数量较A组多一些,D组加护围挡并补充与B等量的食物,结果D组雪免增加的数量显著高于B组和C组的数量增加之和,由此可知,对天敌的畏惧心理会抑制被捕食者利用食物的能力。
(4)全球变暖导致冬季降雪减少,不具备换毛特性的变异兔更能适应新的环境(躲避天敌)从而存活并大量繁殖后代
考点3 基因频率的改变与生物进化
1.(25-26高三上·北京通州·期中)褐花杓兰和西藏杓兰的主要分布区域有一定交叉,且两者能够杂交并产生可育后代。典型的褐花杓兰,花是深紫色的;典型的西藏杓兰,花是紫红色的。它们的花色存在从浅红到深紫等一系列的过渡类型。下列说法错误的是( )
A.一系列花色过渡类型的出现会增加当地杓兰物种的多样性
B.杂交后代过渡花色的出现可能与表观遗传有关
C.褐花杓兰和西藏杓兰会与各自的传粉者以及无机环境协同进化
D.光照、气温等环境因素可能会导致杓兰种群基因频率定向改变
【答案】A
【解析】现代进化理论的基本内容是:①进化是以种群为基本单位,进化的实质是种群的基因频率的改变。②突变和基因重组产生进化的原材料。③自然选择决定生物进化的方向。④隔离导致物种形成。
A、褐花杓兰和西藏杓兰两者能够杂交并产生可育后代,说明没有生殖隔离,不能增加物种多样性,A错误;
B、后代出现多种表型,可能是表观遗传,B正确;
C、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,该地生物多样性是褐花杓兰与其他生物、与环境之间协同进化的结果,C正确;
D、生物的表型=基因型+环境,因此光照,气温、土壤等环境因素可能会影响花的颜色,故光照、气温等环境因素可能会导致褐花杓兰种群基因频率定向改变,D正确。
故选A。
2.(24-25高三上·北京回民学校·期中)我国科学家从低氧、寒冷的青藏高原不同区域30个遗址中,获得97例青藏高原古代人类个体的基因组,追溯了青藏高原人群的演化历史。研究显示在过去的3000年中,EPAS1基因在青藏高原人群中的基因频率迅速升高。下列说法正确的是( )
A.青藏高原人群与平原人群之间存在生殖隔离
B.EPAS1基因可能是适应平原环境的关键基因
C.高原环境使得EPAS1基因频率发生定向改变
D.该研究为人群演化提供了细胞水平的证据
【答案】C
【解析】现代生物进化理论的基本观点:①种群是生物进化的基本单位,②生物进化的实质在于种群基因频率的改变。③突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种的形成。③其中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。
A、青藏高原人群与平原人群为同一物种,不存在生殖隔离,A错误;
B、在过去的3000年中,EPAS1基因在青藏高原人群中的基因频率迅速升高,由此说明EPAS1基因可能是适应高原环境的关键基因,B错误;
C、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,高原环境使得EPAS1基因频率发生定向改变,C正确;
D、该研究为人群演化提供了分子水平的证据,D错误。
故选C。
3.(24-25高三上·北京通州·期中)金鱼系野生鲫鱼经长期人工选育而成,自然状态下,金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代下列叙述错误的是( )
A.金鱼与野生鲫鱼属于同一物种
B.人类喜好影响金鱼的进化方向
C.鲫鱼人工选育成金鱼的过程中有基因频率改变
D.人工选择使鲫鱼发生变异,产生多种不同形态
【答案】D
【解析】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。
A、由题干信息分析可知,金鱼系野生鲫鱼经长期人工选育而成,且在自然状态下,金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代,这说明金鱼与野生鲫鱼属于同一物种,A正确;
B、人类会根据自己的喜好保留所需要的性状,故人类的喜好影响了金鱼的进化方向,B正确;
C、生物进化实质是种群基因频率的定向改变,故鲫鱼进化成金鱼的过程中,有基因频率的改变,C正确;
D、人工选择是根据人类的喜好对鲫鱼的性状进行保留,保留人类喜好的变异,淘汰人类不喜好的变异,只能对金鱼的变异类型起选择作用,而不能使金鱼发生变异,D错误。
故选D。
4.(24-25高三上·北京海淀·期中)下列遗传与进化的研究中,内容与方法匹配不当的是( )
A.减数分裂中染色体行为—显微观察
B.人类遗传病的遗传方式—家系调查
C.DNA分子的结构—构建模型
D.物种的亲缘关系—辐射诱变
【答案】D
【解析】模型构建法:模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所做的一种简化的概括性的描述,这种描述可以是定性的,也可以是定量的;有的借助具体的实物或其它形象化的手段,有的则抽象的形式来表达。模型的形式很多,包括物理模型、概念模型、数学模型等。
A、观察减数分裂中染色体的行为,用高倍显微镜观察,A正确;
B、调查人类遗传病的遗传方式,要在患者家系中调查,根据遗传系谱图进行判断,B正确;
C、DNA分子的结构为双螺旋结构,运用建构模型的科学方法,属于其中的物理模型,C正确;
D、研究物种间的亲缘关系可以用分子生物学技术、杂交等方法进行,而辐射诱变用于产生新的基因,D错误。
故选D。
5.(25-26高三上·北京育才学校·期中)学习以下材料,回答(1)~(5)题。
古老型人类与早期现代人的基因交流
关于人类的起源与进化问题,早期研究普遍认为已灭绝的古老型人类与早期现代人自分离后独立发展,后期没有基因交流,这一假说被称为“替代说”。但后续的很多证据都对此学说提出了质疑和挑战。
出土于罗马尼亚的距今3.4~3.6万年的古人类化石,属于尼安德特人和早期现代人形态特征的镶嵌体;一具出土于葡萄牙的距今约2.45万年的儿童骨骼化石,同时具有许多早期现代人和尼安德特人的形态特征。这些化石的发现给支持古老型人类与早期现代人有过基因交流这一观点的研究者极大的信心。
获取古人类化石中的遗传物质进行检测和分析,成为探究古人类之间联系的关键。对一具木乃伊的DNA分子进行克隆是获取古代DNA序列的第一次成功。随着PCR技术的出现,低成本、大规模获取古人类化石中的遗传物质成为可能。由于古代线粒体DNA序列比其他序列更容易获得,所以最早的研究集中于线粒体基因。随着技术的发展,科学家后续展开了全方位的核基因检测。研究显示,当今现代人基因组中的尼安德特人基因比例为1.8%~2.6%,另一种古老型人类丹尼索瓦人也为现代人贡献了基因。
已灭绝的古老型人类的基因流入与现代人的环境适应能力密切相关。藏族人身体中普遍携带的EPAS1突变基因很有可能来源于丹尼索瓦人。在高海拔地区,低氧激活野生型EPAS1基因表达,易导致红细胞过度增多,诱发高原红细胞增多症,存在于藏族人中的EPAS1突变基因只会轻微提高红细胞水平,降低了高原性疾病的发生。
古老型人类的基因流入对现代人的健康也造成了一定程度的影响。在尼安德特人基因组中发现了丰富的基因变异类型,其中一些基因可能使现代人对糖尿病、肝硬化、红斑狼疮、局限性肠炎等疾病更加敏感。
(1)研究生物进化最直接、最重要的证据是________。上述材料中,科学家对古人类和当今现代人在________方面的研究结果,为“古老型人类与早期现代人有过基因交流”这一观点提供了证据。
(2)由于化石中残留的DNA非常少,且容易受到外界污染(如微生物DNA、操作人员的DNA),而PCR技术可以________,因此可以通过此项技术获取古DNA。
(3)来源于丹尼索瓦人的EPAS1突变基因在青藏高原世居藏族人群中的基因频率远高于低海拔地区人群,请分析原因_______。
(4)来源于尼安德特人的一种突变基因(SLC16A11)存在于约20%的东亚人中。该基因会影响脂质代谢,使细胞内脂肪含量升高。携带这一基因的人患II型糖尿病(肥胖是导致II型糖尿病的重要因素)的风险平均要比其他人高25%。有人认为这是进化过程中的一个失误,请评价这个观点_______。
【答案】(1)化石 形态、遗传物质
(2)特异性大量扩增目的基因
(3)在高原缺氧环境下,藏族人携带的EPAS1突变基因使其更具生存优势,长期的自然 选择使这种突变基因的频率逐渐升高。在低海拔地区,EP4S1突变基因不会使人具有 生存优势,其基因频率不会由于自然选择而提高
(4)这个评价是片面的。拥有这个突变基因的个体能更多的储存脂肪,从而度过饥荒,这 个基因有利于个体在食物匮乏时存活。在食物丰富时,携带这个突变基因的人可能因 为脂肪堆积过多引发糖尿病,此时这个基因不利于个体存活
【解析】1、许多证据都可证明生物有共同祖先,化石证据是研究进化最直接、最重要的据证。
1、现代生物进化理论认为:生物进化的单位是种群,生物进化的实质是种群基因频率的改变,引起生物进化的因素包括突变、自然选择、迁入和迁出、非随机交配、遗传漂变等;可遗传变异为生物进化提供原材料,可遗传变异包括基因突变、染色体变异、基因重组,基因突变和染色体变异统称为突变;自然选择决定生物进化的方向;隔离导致新物种的形成。
(1)化石为研究生物进化提供了最直接、最重要的证据。上述材料中,从形态、遗传物质等方面为“古老型人类与早期现代人有过基因交流”这一观点提供了证据。
(2)PCR技术有特定的引物,能特异性且大量扩增目的基因,解决了化石中残留的DNA非常少,且容易受到外界污染的问题。
(3)青藏高原海拔高,空气稀薄,缺氧,在高原缺氧环境下,藏族人携带的EPASI突变基因使其更具生存优势,长期的自然 选择使这种突变基因的频率逐渐升高。在低海拔地区,EP4SI突变基因不会使人具有 生存优势,其基因频率不会由于自然选择而提高。
(4)这个评价是片面的。拥有这个突变基因的个体能更多的储存脂肪,从而度过饥荒,这 个基因有利于个体在食物匮乏时存活。在食物丰富时,携带这个突变基因的人可能因 为脂肪堆积过多引发糖尿病,此时这个基因不利于个体存活。
考点4 隔离与物种的形成
1.(25-26高三上·北京顺义一中·期中)学习以下材料,回答(1)~(5)题。
同倍体杂交物种的形成
物种形成丰富了生物的多样性。传统观念认为物种形成是渐变的,但有人提出跳跃式物种形成理论,同倍体杂交物种形成(HHS)为该理论提供研究模型。
我国特有植物虎榛子属仅虎榛子、滇虎榛子和居中虎榛子三个物种,均为二倍体(2n=16),对它们调查的部分结果如表。
物种
虎榛子
滇虎榛子
居中虎榛子
分布区域
北方
西南
西南
生境土壤含铁量
低
高
高
叶表面被毛
几乎没有
较多
数量中等
科研人员将虎榛子移栽至西南地区虎榛子属的生境中,第2年虎榛子出现铁中毒症状,第5年约50%死亡。三个物种叶片含铁量、花期重叠情况如图所示。
比对基因组发现,居中虎榛子是虎榛子与滇虎榛子杂交产生的,属于同倍体杂交物种。同倍体杂交能快速形成新物种的关键是什么?居中虎榛子铁耐受相关基因(FR)及花期相关基因(LHY)分别来自不同亲本,这种分别固定不同亲本不同性状等位基因的机制导致杂种与亲本间无法进行基因交流。HHS分子遗传学模型揭示了快速形成新物种的机制。
(1)生物进化的基本单位是_____,生物进化的过程实际上是生物与生物、生物和无机环境_____的过程;生物多样性是该过程的结果,生物多样性包括_____和生态系统多样性,新物种形成的标志是存在_____。
(2)下列可作为“居中虎榛子是新物种”的证据有_____(多选)。
A.居中虎榛子和虎榛子分布在不同区域
B.居中虎榛子叶片被毛介于虎榛子和滇虎榛子之间
C.居中虎榛子与滇虎榛子花期几乎不重叠
D.三者种间杂交的坐果率远低于种内杂交
(3)研究人员对三个物种分别进行全基因组测序并比较数据,找到_____的基因,与模式生物—拟南芥已知功能的基因比对,确定候选基因并获取它们的等位基因,将其分别导入_____的拟南芥,检测转基因植物的开花时间,证明LHY是与花期分化有关的关键成种基因。
(4)请以居中虎榛子为例,完善答题卡中HHS分子遗传学模型_____。
位点1填FR类型,用FH和FL表示对铁耐受/敏感基因,位点2填LHY类型,用LE和LL表示早开花/晚开花基因
(5)HHS方式比现代生物进化理论所提出的渐进式物种形成方式更易发生,尤其是在人类活动频繁的当下,请阐述原因_____。
【答案】(1)种群 协同进化 遗传(基因)多样性、物种多样性 生殖隔离
(2)CD
(3)差异较大 敲除相应基因
(4)
(5)同倍体杂交物种形成最少涉及两对基因重组,概率远高于因长期自然选择导致基因库积累多种差异而出现的生殖隔离,且人类活动的引入导致不同物种间的地理隔离消失,种间杂交概率增加
【解析】种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质是种群基因频率的改变。突变和基因重组,自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种形成。在这个过程中,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定向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。
(1)生物进化的基本单位是种群,生物进化的过程实际上是生物与生物、生物和无机环境协同进化的过程。生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。新物种形成的标志是存在生殖隔离。
(2)A、居中虎榛子和虎榛子分布在不同区域,不能直接说明居中虎榛子是新物种,因为地理隔离不一定导致生殖隔离,A不符合题意;
B、居中虎榛子叶片被毛介于虎榛子和滇虎榛子之间,这只是形态上的特征,不能作为新物种的有力证据,B不符合题意;
C、居中虎榛子与滇虎榛子花期几乎不重叠,说明二者在自然状态下很难进行交配,可能存在生殖隔离,可以作为新物种的证据,C符合题意;
D、三者种间杂交结实率远低于种内杂交,说明种间存在生殖隔离,可以作为新物种的证据,D符合题意。
故选CD。
(3) 研究人员对三个物种分别进行全基因组测序并比较数据,找到差异较大的基因,与模式生物一些已知功能的基因比对,确定候选基因并获取它们的等位基因,将其分别导入敲除相应基因的拟南芥,检测转基因植物的开花时间,证明LHY是与花期分化有关的关键成种基因
(4)由题干信息“将虎榛子移栽至西南地区虎榛子属的生境中,第2年虎榛子出现铁中毒症状,第5年约50%死亡”、题表和图甲可知虎榛子对铁敏感(FL),滇虎榛子、居中虎榛子对铁耐受(FH),由图乙可知滇虎榛子开花较晚(LL),虎榛子、居中虎榛子开花时间相似,开花较早(LE)。
(5)HHS方式(同倍体杂交物种形成)比现代生物进化理论所提出的渐进式物种形成方式更易发生,尤其是在人类活动频繁的当下。原因是:同倍体杂交物种形成最少涉及两对基因重组,概率远高于因长期自然选择导致基因库积累多种差异而出现的生殖隔离,且人类活动(如动植物的引种、栽培等)的引入导致不同物种间的地理隔离消失,种间杂交概率增加。
2.(25-26高三上·北京通州·期中)伊比利亚收获蚁的蚁巢中,蚁后可以大量产下另外一种工匠收获蚁的雄性后代,为了研究这种现象的成因,科学家开展了以下研究。
(1)正常情况下,伊比利亚收获蚁的蚁后可以与雄性工匠收获蚁交配来产生工蚁,这种杂合工蚁具有更强的清扫蚁巢能力,这说明它具有________优势,但是由于________的存在,该工蚁并不可育。
(2)以上两种蚂蚁隶属于收获蚁属,科学家构建了系统发育树(图1)对它们的亲缘关系进行了剖析,由此可见,与伊比利亚收获蚁亲缘关系最远的是________(填“B”或“C”或“E”)。图2的选项中,与图1表述的各物种亲缘关系一致的是________。
(3)科学家发现,这些雄性后代中的工匠收获蚁,其线粒体DNA全部来自伊比利亚收获蚁,而核基因却与工匠收获蚁一致。对于此现象,他们提出了“性驯化”假说(图3)。结合该假说,你认为下列叙述正确的有________。
A.雄蚁产生精子时不存在同源染色体的分离
B.图中的两种收获蚁雄蚁全部都是单倍体
C.驯化现象的出现可能是由地理隔离导致的
D.经跨物种克隆形成的雄蚁是一个新物种
(4)伊比利亚收获蚁的这种“性驯化”能力,是在长期的自然选择中,与工匠收获蚁________的结果。
【答案】(1)杂种 生殖隔离
(2)E ②
(3)ABC
(4)共同进化
【解析】单倍体由配子(精子、卵细胞等)直接发育而来,体细胞染色体数为亲本体细胞的一半;二倍体由受精卵发育而来,体细胞含两个染色体组。
杂种优势是杂交后代(杂合体)在生长势、产量、抗逆性等性状上优于双亲纯合体的现象,比如杂交水稻比亲本高产、抗倒伏。
(1)杂合工蚁比亲本(伊比利亚收获蚁、工匠收获蚁)具有更强的清扫能力,体现了杂种优势(杂合子在生活力、适应性等方面优于纯合亲本的现象); 伊比利亚收获蚁与工匠收获蚁属于不同物种,物种间存在生殖隔离(表现为杂交后代不可育),因此杂合工蚁不可育。
(2)系统发育树中,物种的亲缘关系远近由分支距离决定。伊比利亚收获蚁(A)与E的分支距离最远,因此亲缘关系最远的是E。图1中,A与B、C的亲缘关系较近,与D、E亲缘关系较远;图2中只有②的分支结构与图1一致,因此选②。
(3)A、雄蚁由未受精的卵细胞直接发育而来(单倍体),无同源染色体,因此产生精子时不存在同源染色体的分离,A正确;
B、图中两种收获蚁的雄蚁均由卵细胞直接发育而来,属于单倍体,B正确;
C、地理隔离可能导致种群间基因交流中断,进而出现“驯化”现象,C正确;
D:跨物种克隆的雄蚁核基因与工匠收获蚁一致,未形成生殖隔离,不是新物种,D错误。
故选ABC。
(4)伊比利亚收获蚁的“性驯化”能力是长期自然选择中,与工匠收获蚁共同进化的结果(共同进化是不同物种之间、生物与环境之间在相互影响中不断进化和发展的过程)。
考点5 协同进化与生物多样性
1.(25-26高三上·北京顺义一中·期中)某植物叶片含有对昆虫有毒的香豆素,经紫外线照射后香豆素毒性显著增强。乌凤蝶可以将香豆素降解,消除其毒性。织叶蛾能将叶片卷起,取食内部叶片,不会受到毒害。下列叙述错误的是( )
A.乌凤蝶进化形成香豆素降解体系,是香豆素对其定向选择的结果
B.影响乌凤蝶对香豆素降解能力的基因突变具有不定向性
C.植物的香豆素防御体系和昆虫的避免被毒杀策略是协同进化的结果
D.织叶蛾卷叶摄食的行为是叶片香豆素诱导产生的适应性变异
【答案】D
【解析】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。
A、由于基因突变等变异,乌凤蝶中存在对香豆素降解能力强和降解能力弱的个体,香豆素可将降解能力强的个体选择并保存下来,故乌凤蝶进化形成香豆素降解体系,是香豆素对其定向选择的结果,A正确;
B、基因突变具有不定向性,B正确;
C、共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,由于任何一个物种都不是单独进化的,因此植物的香豆素防御体系和昆虫的避免被毒杀策略是协同进化的结果,C正确;
D、织叶蛾卷叶摄食的行为不是因为叶片香豆素诱导产生,而是自然选择使这种变异被保留下来,D错误。
故选D。
2.(25-26高三上·北京育才学校·期中)一般认为,寄生动物需要招募共生微生物来降解植物细胞壁,从而侵袭植物。但研究发现,在植物上寄生的两种不同线虫中都有同种编码细胞壁降解酶的基因,这种基因与细菌的基因非常相似,且不存在于其他线虫类群中。下列相关叙述,正确的是( )
A.线虫、植物及微生物之间通过自然选择协同进化 B.两种不同线虫的细胞壁降解酶基因频率一定相同
C.基因突变是这两种线虫获得该基因的根本原因 D.具有降解酶基因的线虫可以适应各种生活环境
【答案】A
【解析】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,这就是协同进化。通过漫长的协同进化过程,地球上不仅出现了千姿百态的物种,丰富多彩的基因库,而且形成了多种多样的生态系统。
A、线虫、植物及微生物之间通过自然选择协同进化,形成生物的多样性和适应性,A正确;
B、两种不同线虫是进化而来的,两种不同线虫的细胞壁降解酶基因频率不一定相同,B错误;
C、这种基因与细菌的基因非常相似,说明可能来自于基因重组,C错误;
D、具有降解酶基因的线虫可以更好的分解植物的细胞壁,但酶发挥作用需要一定的条件,故不能适应各种生活环境,D错误。
故选A。
3.(24-25高三上·北京朝阳·期中)学习以下材料,回答(1)~(4)题。
蜜距长度的进化
蜜距是某些被子植物花器官上储存花蜜的管状或囊状突起。有蜜距的植物主要依靠长喙的昆虫和鸟类传粉(如图)。
很多植物的蜜距长度在进化中发生了变化,研究者提出了两个假说来解释这个现象。
蜜距长度与传粉者喙长的协同进化假说是由达尔文最早提出的。当天蛾从长距彗星兰蜜距底部吸取花蜜时,喙基部贴在花蕊上,导致花粉落在天蛾的身体上,进而被传播给其他长距彗星兰。达尔文认为,只有蜜距不短于天蛾喙长的个体才能够被传粉,也只有喙较长的天蛾才能吸到更多花蜜。于是,兰花的蜜距和天蛾的喙长度都增长了。
在传粉者转变假说中,蜜距长度进化是在向新的传粉者转变的过程中迅速发生的。当植物传播到新的环境中,蜜距长度就会因新的传粉者的选择作用而发生变化。通常,植物的传粉者转变为喙明显较短的类群的可能性较小,因为传粉者在无法获得回报时会选择避开花朵。然而,蜜距退化甚至消失的现象也在许多植物类群中出现。例如,研究者发现某蓝花耧斗菜种群中存在一种失去了蜜距的花异型突变体,该突变体的频率已经高达25%左右。
蜜距的伸长主要通过细胞的分裂和伸长实现,多种基因参与此过程。例如,生长素应答因子家族中的AqARF6和AqARF8基因是耧斗菜属蜜距细胞伸长所必需的,这些基因可能在不同蜜距长度的植物间存在结构或表达上的差异。运用不同的新技术、新方法研究蜜距进化的分子机制是今后的趋势。
(1)根据现代生物进化理论,植物蜜距长度改变的原因是由______提供了进化的原材料,之后在______的作用下,相关基因频率发生定向改变。
(2)根据协同进化假说,传粉动物的喙长会不断增加,但长距彗星兰的传粉者天蛾的喙长并没有一直增加,说明过长的喙会______。
(3)研究者认为,失去了蜜距的蓝花耧斗菜突变体减少了在花结构和传粉动物报酬上的投入,在生存斗争中拥有了某些优势。下列事实中,能支持该观点的有______
A.突变体的花瓣被体积较小的萼片所取代,失去了具有蜜距的花瓣
B.野生型的花朵遭受天敌昆虫取食的程度高于突变体花朵
C.与野生型植株相比,突变体植株所产生的种子数更多
D.野生型主要由长喙天蛾授粉,突变体主要由喙较短的熊蜂授粉
(4)有蜜距植物原本的长喙传粉者大量减少时,该植物可能会迅速多样化,结合所学知识,运用传粉者转变假说解释原因______。
【答案】(1)可遗传变异 自然选择
(2)使天蛾繁殖成功率下降
(3)ABC
(4)有蜜距植物因变异产生的不同距长的花被不同的传粉者传粉,促进生殖隔离形成。
【解析】现代生物进化理论的主要内容:
1、种群是生物进化的基本单位: 种群指的是生活在一定区域的同种生物的全部个体,生物进化的实质在于种群基因频率的改变,即种群中某个基因占全部等位基因的比例发生变化;
1、突变和基因重组产生生物进化的原材料: 可遗传的变异(包括基因突变、染色体变异和基因重组)为生物进化提供了原材料。这些变异是随机的、不定向的,但它们为自然选择提供了更多的可能性。 突变和基因重组的有利或有害取决于生物的生存环境,它们本身没有绝对的好坏之分;
2、自然选择决定生物进化的方向: 自然选择是指适者生存、不适者被淘汰的过程。它决定了生物进化的方向,使种群的基因频率发生定向改变。 在自然选择的作用下,具有有利变异的个体更容易在生存斗争中获胜并生存下去,从而将这些有利变异传递给后代;
3、隔离是新物种形成的必要条件: 隔离包括地理隔离和生殖隔离。地理隔离是指由于地理上的障碍,同一种生物被分成不同的种群,使得种群间不能发生基因交流。生殖隔离则是指不同种群的个体不能自由交配或交配后产生不可育的后代。 新物种的形成必须经过生殖隔离,但不一定经过地理隔离;
4、共同进化与生物多样性的形成: 共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。这个过程促进了生物多样性的形成。 生物多样性包括遗传(基因)多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。它是生物不断进化的结果,同时生物多样性的产生又加速了生物的进化。
(1)根据现代生物进化理论,可遗传变异为生物进化提供原材料,所以植物蜜距长度改变的原因是由可遗传变异提供了进化的原材料;自然选择决定生物进化的方向,使种群的基因频率发生定向改变;
(2)根据协同进化假说,传粉动物的喙长会不断增加,但是天蛾的喙长并没有一直增加,这说明过长的喙会使天蛾繁殖成功率下降;
(3)A、突变体的花瓣被体积较小的萼片所取代,失去了具有蜜距的花瓣,这表明在生存斗争中拥有优势,突变体的花瓣被体积较小的萼片所取代,失去了具有蜜距的花瓣,A正确;
B、野生型的花朵遭受天敌昆虫取食的程度高于突变体花朵,说明突变体花朵在面对天敌昆虫取食时更有优势,B正确;
C、与野生型植株相比,突变体植株所产生的种子数更多,种子数多意味着在繁殖后代方面更有优势,C正确;
D、野生型主要由长喙天蛾授粉,突变体主要由喙较短的熊蜂授粉,这表明突变体在传粉者方面有不同的选择,可能更适应环境的变化,D错误。
故选ABC。
(4)传粉者转变假说认为,当植物传播到新的环境中,蜜距长度就会因新的传粉者的选择作用而发生变化,有蜜距植物因变异产生的不同距长的花被不同的传粉者传粉,促进生殖隔离形成。
试卷第1页,共3页
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专题08 生物的进化
5大高频考点
1. 生物有共同祖先的证据
2. 自然选择与适应的形成
3. 基因频率的改变与生物进化
4. 隔离与物种的形成
5. 协同进化与生物多样性
考点1 生物有共同祖先的证据
1.(25-26高三上·北京通州·期中)不同物种间具有功能相同的基因,利用其碱基序列的差异可用来判定它们之间的进化关系,下列在进化过程中不同物种差异最小的基因是( )
A.血红蛋白基因 B.酪氨酸酶基因
C.核糖体RNA基因 D.胰高血糖素基因
考点2 自然选择与适应的形成
1.(25-26高三上·北京朝阳·期中)大西洋东西海域的绿海龟因长期地理隔离,已数百万年无基因交流。东群以坚韧海藻为食,喉部突起尖锐;西群以柔软海藻为食,喉部突起短小圆钝。下列叙述正确的是( )
A.两群海龟喉部适应性特征是自然选择的结果
B.长期的地理隔离导致两群海龟进化为不同物种
C.地理隔离是导致两群海龟喉部形态产生差异的根本原因
D.东群海龟为撕扯坚韧海藻而产生了尖锐突起的定向变异
2.(25-26高三上·北京海淀·期中)将来自人体的大肠杆菌菌群分为三份,在不同温度下连续培养,其适合度(是指生物个体在特定环境中生存、繁殖并将基因传递给后代的能力)变化如下图。下列叙述正确的是( )
A.环境温度诱导三个菌群产生了不同的变异
B.不同温度下三个菌群的基因频率变化速率相同
C.三个菌群之间适合度差异导致形成不同物种
D.自然选择导致有利突变积累使适应性增加
3.(24-25高三上·北京海淀·期中)青藏高原的拟南芥有较多的变异类型。F基因使其开花早,夏秋之交即产生种子,可适应青藏高原冬季长、气候恶劣的环境。下列相关叙述正确的是( )
A.青藏高原的拟南芥之间存在生殖隔离
B.青藏高原拟南芥种群F基因频率明显低于平原
C.青藏高原冬季的恶劣气候导致F基因定向变异
D.拟南芥可适应不同生存环境是自然选择的结果
4.(24-25高三上·北京通州·期中)雪兔在冬季褪去棕色“外衣”换为白毛,科学家对其进化进行了研究。
(1)研究发现,雪兔毛色的棕色基因来源于黑尾长耳兔,二者亲缘关系较近,不存在________,可以进行基因交流。
(2)通过对雪兔在内的22种兔的部分线粒体基因序列进行比对(下表),可推测________基因最易变异,大部分基因序列相似度高,揭示了上述动物起源于________。
基因
基因长度(bp)
替换位点序号
发生替换比例(%)
12SrRNA
962
104
10.81
16SrRNA
1585
179
11.29
ND1
955
263
27.54
ND2
1044
280
26.82
ND3
347
91
26.22
ND4L
297
91
30.64
ND4
1378
381
27.65
(3)有研究人员提出了“恐惧生态学”的假说:对天敌的畏惧心理会抑制被捕食者利用食物的能力。研究者将某栖息地划为图1所示的4个区块(A:自然状态;B:食物补充;C:加护围挡以隔绝雪兔的天敌猞猁;D:加护围挡并补充与B等量的食物),并统计相应区块内雪兔数量(见图2),结果________(填“支持”或“不支持”)上述假说,依据是________。
(4)近年来由于全球变暖,降雪量减少,部分地区的雪兔打破了其冬季“换装”的规律,仍保持棕毛。请运用进化理论合理解释该现象________。
考点3 基因频率的改变与生物进化
1.(25-26高三上·北京通州·期中)褐花杓兰和西藏杓兰的主要分布区域有一定交叉,且两者能够杂交并产生可育后代。典型的褐花杓兰,花是深紫色的;典型的西藏杓兰,花是紫红色的。它们的花色存在从浅红到深紫等一系列的过渡类型。下列说法错误的是( )
A.一系列花色过渡类型的出现会增加当地杓兰物种的多样性
B.杂交后代过渡花色的出现可能与表观遗传有关
C.褐花杓兰和西藏杓兰会与各自的传粉者以及无机环境协同进化
D.光照、气温等环境因素可能会导致杓兰种群基因频率定向改变
2.(24-25高三上·北京回民学校·期中)我国科学家从低氧、寒冷的青藏高原不同区域30个遗址中,获得97例青藏高原古代人类个体的基因组,追溯了青藏高原人群的演化历史。研究显示在过去的3000年中,EPAS1基因在青藏高原人群中的基因频率迅速升高。下列说法正确的是( )
A.青藏高原人群与平原人群之间存在生殖隔离
B.EPAS1基因可能是适应平原环境的关键基因
C.高原环境使得EPAS1基因频率发生定向改变
D.该研究为人群演化提供了细胞水平的证据
3.(24-25高三上·北京通州·期中)金鱼系野生鲫鱼经长期人工选育而成,自然状态下,金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代下列叙述错误的是( )
A.金鱼与野生鲫鱼属于同一物种
B.人类喜好影响金鱼的进化方向
C.鲫鱼人工选育成金鱼的过程中有基因频率改变
D.人工选择使鲫鱼发生变异,产生多种不同形态
4.(24-25高三上·北京海淀·期中)下列遗传与进化的研究中,内容与方法匹配不当的是( )
A.减数分裂中染色体行为—显微观察
B.人类遗传病的遗传方式—家系调查
C.DNA分子的结构—构建模型
D.物种的亲缘关系—辐射诱变
5.(25-26高三上·北京育才学校·期中)学习以下材料,回答(1)~(5)题。
古老型人类与早期现代人的基因交流
关于人类的起源与进化问题,早期研究普遍认为已灭绝的古老型人类与早期现代人自分离后独立发展,后期没有基因交流,这一假说被称为“替代说”。但后续的很多证据都对此学说提出了质疑和挑战。
出土于罗马尼亚的距今3.4~3.6万年的古人类化石,属于尼安德特人和早期现代人形态特征的镶嵌体;一具出土于葡萄牙的距今约2.45万年的儿童骨骼化石,同时具有许多早期现代人和尼安德特人的形态特征。这些化石的发现给支持古老型人类与早期现代人有过基因交流这一观点的研究者极大的信心。
获取古人类化石中的遗传物质进行检测和分析,成为探究古人类之间联系的关键。对一具木乃伊的DNA分子进行克隆是获取古代DNA序列的第一次成功。随着PCR技术的出现,低成本、大规模获取古人类化石中的遗传物质成为可能。由于古代线粒体DNA序列比其他序列更容易获得,所以最早的研究集中于线粒体基因。随着技术的发展,科学家后续展开了全方位的核基因检测。研究显示,当今现代人基因组中的尼安德特人基因比例为1.8%~2.6%,另一种古老型人类丹尼索瓦人也为现代人贡献了基因。
已灭绝的古老型人类的基因流入与现代人的环境适应能力密切相关。藏族人身体中普遍携带的EPAS1突变基因很有可能来源于丹尼索瓦人。在高海拔地区,低氧激活野生型EPAS1基因表达,易导致红细胞过度增多,诱发高原红细胞增多症,存在于藏族人中的EPAS1突变基因只会轻微提高红细胞水平,降低了高原性疾病的发生。
古老型人类的基因流入对现代人的健康也造成了一定程度的影响。在尼安德特人基因组中发现了丰富的基因变异类型,其中一些基因可能使现代人对糖尿病、肝硬化、红斑狼疮、局限性肠炎等疾病更加敏感。
(1)研究生物进化最直接、最重要的证据是________。上述材料中,科学家对古人类和当今现代人在________方面的研究结果,为“古老型人类与早期现代人有过基因交流”这一观点提供了证据。
(2)由于化石中残留的DNA非常少,且容易受到外界污染(如微生物DNA、操作人员的DNA),而PCR技术可以________,因此可以通过此项技术获取古DNA。
(3)来源于丹尼索瓦人的EPAS1突变基因在青藏高原世居藏族人群中的基因频率远高于低海拔地区人群,请分析原因_______。
(4)来源于尼安德特人的一种突变基因(SLC16A11)存在于约20%的东亚人中。该基因会影响脂质代谢,使细胞内脂肪含量升高。携带这一基因的人患II型糖尿病(肥胖是导致II型糖尿病的重要因素)的风险平均要比其他人高25%。有人认为这是进化过程中的一个失误,请评价这个观点_______。
考点4 隔离与物种的形成
1.(25-26高三上·北京顺义一中·期中)学习以下材料,回答(1)~(5)题。
同倍体杂交物种的形成
物种形成丰富了生物的多样性。传统观念认为物种形成是渐变的,但有人提出跳跃式物种形成理论,同倍体杂交物种形成(HHS)为该理论提供研究模型。
我国特有植物虎榛子属仅虎榛子、滇虎榛子和居中虎榛子三个物种,均为二倍体(2n=16),对它们调查的部分结果如表。
物种
虎榛子
滇虎榛子
居中虎榛子
分布区域
北方
西南
西南
生境土壤含铁量
低
高
高
叶表面被毛
几乎没有
较多
数量中等
科研人员将虎榛子移栽至西南地区虎榛子属的生境中,第2年虎榛子出现铁中毒症状,第5年约50%死亡。三个物种叶片含铁量、花期重叠情况如图所示。
比对基因组发现,居中虎榛子是虎榛子与滇虎榛子杂交产生的,属于同倍体杂交物种。同倍体杂交能快速形成新物种的关键是什么?居中虎榛子铁耐受相关基因(FR)及花期相关基因(LHY)分别来自不同亲本,这种分别固定不同亲本不同性状等位基因的机制导致杂种与亲本间无法进行基因交流。HHS分子遗传学模型揭示了快速形成新物种的机制。
(1)生物进化的基本单位是_____,生物进化的过程实际上是生物与生物、生物和无机环境_____的过程;生物多样性是该过程的结果,生物多样性包括_____和生态系统多样性,新物种形成的标志是存在_____。
(2)下列可作为“居中虎榛子是新物种”的证据有_____(多选)。
A.居中虎榛子和虎榛子分布在不同区域
B.居中虎榛子叶片被毛介于虎榛子和滇虎榛子之间
C.居中虎榛子与滇虎榛子花期几乎不重叠
D.三者种间杂交的坐果率远低于种内杂交
(3)研究人员对三个物种分别进行全基因组测序并比较数据,找到_____的基因,与模式生物—拟南芥已知功能的基因比对,确定候选基因并获取它们的等位基因,将其分别导入_____的拟南芥,检测转基因植物的开花时间,证明LHY是与花期分化有关的关键成种基因。
(4)请以居中虎榛子为例,完善答题卡中HHS分子遗传学模型_____。
位点1填FR类型,用FH和FL表示对铁耐受/敏感基因,位点2填LHY类型,用LE和LL表示早开花/晚开花基因
(5)HHS方式比现代生物进化理论所提出的渐进式物种形成方式更易发生,尤其是在人类活动频繁的当下,请阐述原因_____。
2.(25-26高三上·北京通州·期中)伊比利亚收获蚁的蚁巢中,蚁后可以大量产下另外一种工匠收获蚁的雄性后代,为了研究这种现象的成因,科学家开展了以下研究。
(1)正常情况下,伊比利亚收获蚁的蚁后可以与雄性工匠收获蚁交配来产生工蚁,这种杂合工蚁具有更强的清扫蚁巢能力,这说明它具有________优势,但是由于________的存在,该工蚁并不可育。
(2)以上两种蚂蚁隶属于收获蚁属,科学家构建了系统发育树(图1)对它们的亲缘关系进行了剖析,由此可见,与伊比利亚收获蚁亲缘关系最远的是________(填“B”或“C”或“E”)。图2的选项中,与图1表述的各物种亲缘关系一致的是________。
(3)科学家发现,这些雄性后代中的工匠收获蚁,其线粒体DNA全部来自伊比利亚收获蚁,而核基因却与工匠收获蚁一致。对于此现象,他们提出了“性驯化”假说(图3)。结合该假说,你认为下列叙述正确的有________。
A.雄蚁产生精子时不存在同源染色体的分离
B.图中的两种收获蚁雄蚁全部都是单倍体
C.驯化现象的出现可能是由地理隔离导致的
D.经跨物种克隆形成的雄蚁是一个新物种
(4)伊比利亚收获蚁的这种“性驯化”能力,是在长期的自然选择中,与工匠收获蚁________的结果。
考点5 协同进化与生物多样性
1.(25-26高三上·北京顺义一中·期中)某植物叶片含有对昆虫有毒的香豆素,经紫外线照射后香豆素毒性显著增强。乌凤蝶可以将香豆素降解,消除其毒性。织叶蛾能将叶片卷起,取食内部叶片,不会受到毒害。下列叙述错误的是( )
A.乌凤蝶进化形成香豆素降解体系,是香豆素对其定向选择的结果
B.影响乌凤蝶对香豆素降解能力的基因突变具有不定向性
C.植物的香豆素防御体系和昆虫的避免被毒杀策略是协同进化的结果
D.织叶蛾卷叶摄食的行为是叶片香豆素诱导产生的适应性变异
2.(25-26高三上·北京育才学校·期中)一般认为,寄生动物需要招募共生微生物来降解植物细胞壁,从而侵袭植物。但研究发现,在植物上寄生的两种不同线虫中都有同种编码细胞壁降解酶的基因,这种基因与细菌的基因非常相似,且不存在于其他线虫类群中。下列相关叙述,正确的是( )
A.线虫、植物及微生物之间通过自然选择协同进化 B.两种不同线虫的细胞壁降解酶基因频率一定相同
C.基因突变是这两种线虫获得该基因的根本原因 D.具有降解酶基因的线虫可以适应各种生活环境
3.(24-25高三上·北京朝阳·期中)学习以下材料,回答(1)~(4)题。
蜜距长度的进化
蜜距是某些被子植物花器官上储存花蜜的管状或囊状突起。有蜜距的植物主要依靠长喙的昆虫和鸟类传粉(如图)。
很多植物的蜜距长度在进化中发生了变化,研究者提出了两个假说来解释这个现象。
蜜距长度与传粉者喙长的协同进化假说是由达尔文最早提出的。当天蛾从长距彗星兰蜜距底部吸取花蜜时,喙基部贴在花蕊上,导致花粉落在天蛾的身体上,进而被传播给其他长距彗星兰。达尔文认为,只有蜜距不短于天蛾喙长的个体才能够被传粉,也只有喙较长的天蛾才能吸到更多花蜜。于是,兰花的蜜距和天蛾的喙长度都增长了。
在传粉者转变假说中,蜜距长度进化是在向新的传粉者转变的过程中迅速发生的。当植物传播到新的环境中,蜜距长度就会因新的传粉者的选择作用而发生变化。通常,植物的传粉者转变为喙明显较短的类群的可能性较小,因为传粉者在无法获得回报时会选择避开花朵。然而,蜜距退化甚至消失的现象也在许多植物类群中出现。例如,研究者发现某蓝花耧斗菜种群中存在一种失去了蜜距的花异型突变体,该突变体的频率已经高达25%左右。
蜜距的伸长主要通过细胞的分裂和伸长实现,多种基因参与此过程。例如,生长素应答因子家族中的AqARF6和AqARF8基因是耧斗菜属蜜距细胞伸长所必需的,这些基因可能在不同蜜距长度的植物间存在结构或表达上的差异。运用不同的新技术、新方法研究蜜距进化的分子机制是今后的趋势。
(1)根据现代生物进化理论,植物蜜距长度改变的原因是由______提供了进化的原材料,之后在______的作用下,相关基因频率发生定向改变。
(2)根据协同进化假说,传粉动物的喙长会不断增加,但长距彗星兰的传粉者天蛾的喙长并没有一直增加,说明过长的喙会______。
(3)研究者认为,失去了蜜距的蓝花耧斗菜突变体减少了在花结构和传粉动物报酬上的投入,在生存斗争中拥有了某些优势。下列事实中,能支持该观点的有______
A.突变体的花瓣被体积较小的萼片所取代,失去了具有蜜距的花瓣
B.野生型的花朵遭受天敌昆虫取食的程度高于突变体花朵
C.与野生型植株相比,突变体植株所产生的种子数更多
D.野生型主要由长喙天蛾授粉,突变体主要由喙较短的熊蜂授粉
(4)有蜜距植物原本的长喙传粉者大量减少时,该植物可能会迅速多样化,结合所学知识,运用传粉者转变假说解释原因______。
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