高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第4节 协同进化与生物多样性的形成一课一练

课后素养落实(二十)　隔离在物种形成中的作用、协同进化与生物多样性的形成

(建议用时：40分钟)

题组一　隔离与物种的形成

1．下列有关种群和物种的相关叙述，不正确的是 (　　)

A．种群是生物进化的基本单位，也是生物繁殖的基本单位

B．种群的范围大于物种，一个种群可包含几个不同的物种

C．物种的形成不一定经过地理隔离，但一定形成生殖隔离

D．同一物种的种群之间不存在生殖隔离，一旦种群间存在生殖隔离，就成了不同的物种

B　[种群是生物进化的基本单位，也是生物繁殖的基本单位，A项正确；物种的范围大于种群，一个物种可包含几个不同的种群，B项错误；物种的形成不一定经过地理隔离，但一定形成生殖隔离，C项正确；同一物种的种群之间不存在生殖隔离，如果两个种群之间存在生殖隔离，就已经是两个物种了，D项正确。]

2．张谦德在《朱砂鱼谱》中总结金鱼选种的经验时说：“蓄类贵广而选择贵精，须每年夏间市取数千头，分数十缸饲养。逐日去其不佳者，百存一二并作两三缸蓄之，加意爱养自然奇品悉备。”其中“逐日去其不佳者”和“分数十缸饲养”的作用分别是    (　　)

A．自然选择，地理隔离 B．人工选择，地理隔离

C．自然选择，生殖隔离 D．人工选择，生殖隔离

B　[分析题干信息可知，“逐日去其不佳者”是人为地选择去除生长状态不好的个体，属于人工选择。在育种中，采取隔离措施，可防止基因间相互交流而混杂，对新品种的形成具有重要作用，“分数十缸饲养”的作用是采取地理隔离。]

3．下列关于生物进化的叙述，正确的是   (　　)

A．对所有物种来说，地理隔离必然导致生殖隔离

B．基因突变虽对多数个体不利，但基因突变的方向和生物进化的方向是一致的

C．雌虎和雄狮交配产下了“狮虎兽”，说明了并不是所有物种间都存在生殖隔离现象

D．两个种群间的生殖隔离一旦形成，这两个种群就属于两个物种了

D　[对所有物种来说，地理隔离不一定导致生殖隔离，A项错误；基因突变是不定向的，而生物进化是定向的，B项错误；雌虎和雄狮交配产下“狮虎兽”，但“狮虎兽”不育，说明了虎和狮之间存在生殖隔离现象，C项错误；生殖隔离是新物种形成的标志，故两个种群间的生殖隔离一旦形成，就说明这两个种群进化为两个物种了，D项正确。]

4．某山地的蜗牛被突然隆起的山体分隔成两个种群，若干年后，两个种群发生了明显的进化，而后山体障碍消失，进化过程如图所示。下列相关说法正确的是(　　)

A．b1和c1间出现了地理隔离，二者之间也一定出现了生殖隔离

B．c1到c2的过程中种群的基因频率一定发生了改变

C．d1和d2形态差别较大，所以二者之间一定出现了生殖隔离

D．生物圈中物种的形成都必须经历这种长期的地理隔离

B　[山体的形成将蜗牛分成了两个种群，b1和c1之间出现了地理隔离，但不一定形成生殖隔离，A错误；c1到c2的过程中种群发生了进化，进化的实质就是种群基因频率发生改变，B正确；生殖隔离是指两种生物之间无法交配或交配后不能产生可育的后代，而形态差别大的生物之间不一定出现了生殖隔离，C错误；不经过地理隔离也可以形成新物种，如四倍体西瓜的形成，D错误。]

5．科学家曾成功下潜至马里亚纳海沟进行科学考察，在近万米的海底，科学家们惊奇地看到比目鱼和小红虾在游动。请回答下列问题：

(1)马里亚纳海沟中所有的比目鱼组成了一个________。

(2)几百万年前的海沟下与海沟上的比目鱼还是属于同一物种，但由于马里亚纳海沟中的比目鱼群体长期与较浅海域的比目鱼缺乏基因交流，最终会产生________隔离，造成这种现象的两个外部因素是________和________。

(3)从变异的来源看，比目鱼的种类具有多样性的根本来源是________。

(4)由于地质巨变，最终人类只抢救活了一对马里亚纳海沟中的比目鱼，通过人工繁殖，最终产生一个新的比目鱼种群，则此种群的基因库中的基因数量与原种群相比要________。

(5)下图表示某群岛物种演化的模型，A、B、C、D为四个物种及其演化过程：

A物种演变为B、C两个物种的过程包括________、________和________三个环节。由A物种演变为B、C两个物种，其内在因素是生物体的________发生了改变。

[解析]　(1)马里亚纳海沟中所有的比目鱼可组成一个种群。

(2)生殖隔离是物种形成的标志，比目鱼形成不同物种，即形成了生殖隔离，其外因是自然选择和地理隔离，使种群基因频率发生改变。

(3)变异的根本来源是基因突变，因为基因突变能产生新基因。

(4)一对马里亚纳海沟中的比目鱼，通过人工繁殖，形成的种群中基因数量较少。

(5)物种形成的三个环节：突变和基因重组、自然选择、隔离；物种形成的内因是生物体的基因发生改变导致种群基因库出现差异。

[答案]　(1)种群　(2)生殖　自然选择　地理隔离　(3)基因突变　(4)少　(5)突变和基因重组　自然选择　隔离　基因

题组二　协同进化与生物多样性的形成

6．协同进化就是“生态的舞台，进化的表演”，协同进化丰富了生物的多样性。下列有关说法，错误的是(　　)

A．研究协同进化可预测某物种的存在

B．捕食者的存在有利于生物多样性的形成

C．协同进化导致了生物多样性的形成

D．种群内部个体间的差异体现了物种多样性

D　[种群内部个体间的差异体现了基因的多样性。]

7．世界自然基金会发表报告指出，1998～2008年这10年间，在新几内亚岛上发现了1 060种新物种，其中有12种为哺乳动物，如居住在火山里的羊毛鼠、惹人喜爱的扁鳍海豚等。下列关于协同进化与生物多样性形成的叙述中，正确的是(　　)

A．物种之间的协同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的

B．生物多样性的形成过程也就是新的物种不断形成的过程

C．一个物种的形成或灭绝会影响到其他若干物种的进化

D．不同物种之间在相互影响中不断进化和发展，这就是协同进化

C　[物种之间的协同进化也可能是种间互助，如兰花与专门给它传粉的蛾；新物种不断形成是生物多样性形成的基础；一个物种的形成与灭绝会影响到与之相关的其他若干物种；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。]

8．无花果的隐头花序花托的顶端有一个很小的开孔，专有的、高度特化的榕小蜂雌蜂进入小孔后在花上产卵，雌蜂在花序上爬行时能进行传粉，无花果隐头花序是榕小蜂幼体唯一的栖息场所和食物来源。下列分析正确的是   (　　)

A．榕小蜂特殊的生殖行为决定了无花果的变异方向

B．两者的依存关系是相互选择协同进化的结果

C．花序的特化是无花果新物种形成的必要条件

D．两种生物所发生的可遗传的变异决定了进化的方向

B　[变异是不定向的，榕小蜂特殊的生殖行为只是起了选择作用；榕小蜂和无花果之间互利共生，两者的依存关系是相互选择协同进化的结果；花序的特化并未产生生殖隔离，故不是新物种形成的必要条件；自然选择决定生物进化的方向。]

9．回答下列有关生物进化和生物多样性的问题。从20世纪50年代至今，全球抗药性杂草的出现呈上升趋势。

(1)全球已有188种杂草中的324个生物类型对19类化学除草剂产生了抗药性。所谓“生物类型”是指________。

A．品种多样性 B．物种多样性

C．遗传多样性 D．生态系统多样性

(2)抗药性杂草生物类型数量的增加，最可能的原因是________。

A．气候变化 B．使用化肥

C．耕作措施变化 D．使用除草剂

(3)研究证实，杂草解毒能力增强是杂草对除草剂产生抗药性的主要机制之一，从种群水平分析，这是因为________。

A．种群内的基因突变加快

B．种群内的基因频率发生了变化

C．种群内形成了生殖隔离

D．种群内的基因突变朝着抗药性发展

(4)相对于抗药性杂草生物类型来说，对除草剂敏感的为敏感性生物类型，那么在原来没有除草剂使用的农田生态系统中，抗药性生物类型个体数量与敏感性生物类型个体数量的关系是________。

A．无敏感性个体

B．抗药性个体多于敏感性个体

C．无抗药性个体

D．敏感性个体多于抗药性个体

(5)抗药性杂草已成为农业生产的严重威胁。下述几种策略中，可有效延缓抗药性杂草出现的是________。

A．机械除草

B．不同类型除草剂交替使用

C．人工除草

D．提高除草剂使用频率

[解析]　由题中信息可知，这里的“生物类型”是指遗传多样性。由于除草剂的选择作用，杂草的抗除草剂基因频率增加，从而使抗药性杂草生物类型数量增加。在没有使用过除草剂的农田生态系统中，具有抗药性的个体数量较少。要延缓抗药性杂草出现，可通过机械除草、人工除草和交替使用不同类型的除草剂等方法实现。

[答案]　(1)C　(2)D　(3)B　(4)D　(5)ABC

10．油菜物种甲(2n＝20)与乙(2n＝16)通过人工授粉杂交，获得的幼胚经离体培养形成幼苗丙，用秋水仙素处理丙的顶芽形成幼苗丁，待丁开花后自交获得后代戊若干。下列有关叙述正确的是(　　)

A．秋水仙素通过促进着丝粒分裂，使染色体数目加倍

B．在幼苗丁的细胞分裂后期，可观察到36或72条染色体

C．丙到丁发生的染色体变化，决定了生物进化的方向

D．形成戊的过程未经过地理隔离，因而戊不是新物种

B　[在有丝分裂过程中，秋水仙素的作用是在分裂前期抑制纺锤体的形成，从而达到使染色体数目加倍的目的，A错误；油菜物种甲、乙杂交，子代丙是异源二倍体，其染色体数为10＋8＝18，用秋水仙素处理其顶芽后，发育成的幼苗丁中部分细胞染色体加倍为36条，在该类细胞的有丝分裂后期，可观察到72条染色体，B正确；决定生物进化方向的是自然选择，不是丙到丁发生的染色体变化(染色体变异)，C错误；虽然形成戊的过程没有经过地理隔离，但是戊为异源四倍体，与二倍体物种甲、二倍体物种乙都存在生殖隔离，因而戊是新物种，D错误。]

11．(不定项)某种足虫栖息在海生海绵的中央腔中，雌虫的外观都一样，雄虫的形态有大、中、小3种类型，且这3种不同形态的雄虫会采取不同的生殖对策：大雄虫倾向于用战斗来保卫海绵中央腔中的多个雌虫；中雄虫会模拟雌虫，与大雄虫共处一室；小雄虫回避大雄虫并埋伏在其周围，伺机与雌虫交配。研究表明，大、中、小雄虫的体型差异主要来自一个基因的3个等位基因a1、a2、a3。下列说法不正确的是(　　)

A．大、中、小雄虫形态有明显差异的现象，与基因多样性有关  

B．大、中、小雄虫形态有明显差异，彼此间存在生殖隔离，分属三个物种

C．三种雄虫与雌虫的平均交配成功率一定存在显著差异

D．三种雄虫具有不同的生殖对策是不同雄虫与雌虫间协同进化的结果

BCD　[大、中、小雄虫形态有明显差异的现象，与基因多样性有关，A正确；大、中、小雄虫属同一物种，B错误；三种雄虫采取的生殖对策不一样，但均有效，都具有交配机会，因此三种雄虫与雌虫的平均交配成功率没有显著差异，C错误；三种雄虫具有不同的生殖对策是自然选择的结果，D错误。]

12．纵观整个生物界，捕食者与被捕食者之间总是进行着激烈的“军备竞赛”。位于亚利桑那州科罗拉多大峡谷北缘的凯巴森林中，生活着黑尾鹿种群及它们的主要捕食者美洲狮和狼。1905年以来，该地黑尾鹿种群保持在4 000头左右的水平，为了发展鹿群，美洲狮和狼被大量猎杀，该鹿群数量开始上升，到1925年达到最高峰，约有10万头，由于连续多年的过度利用，草场极度退化，结果使鹿群数量猛降，到1942年，黑尾鹿种群数量仅剩8 000头，而且大多数个体身体瘦小，体质衰弱。20世纪70年代，当地政府制定并实施“引狼入室”计划，黑尾鹿种群数量逐渐上升，凯巴森林又焕发出勃勃生机。根据所学知识，请回答下列问题：

(1)凯巴森林中黑尾鹿种群的全部个体所含的全部基因是这个种群的________。研究发现，黑尾鹿等植食性动物有较为发达的盲肠，这是__________的结果，该过程________(填“是”或“不是”)定向的。

(2)美洲狮和狼的存在，在客观上对黑尾鹿种群的发展起到了促进作用，理由是______________________________________________________________。

(3)美洲狮和狼的存在有利于增加物种的多样性，对该森林群落的稳定起到了重要作用，试分析其原因：_________________________________________

__________________________________________________________________。

(4)黑尾鹿的某一对相对性状由位于X染色体上的等位基因A和a控制，抽样调查得知当年雌雄个体的比例为1∶1，雌性个体中XAXA、XAXa、XaXa三种基因型个体所占比例分别为50%、30%和20%，雄性个体中XAY、XaY两种基因型个体各占50%。则该种群中A的基因频率为________。由于不含A基因的个体易被天敌捕食，致使黑尾鹿种群中a的基因频率________(填“增大”或“减小”)，由此说明该黑尾鹿种群在不断地发生进化。

[解析]　(1)凯巴森林中黑尾鹿种群的全部个体所含的全部基因是这个种群的基因库，研究发现，黑尾鹿等植食性动物有较为发达的盲肠，这是自然选择的结果，该过程是定向的。(2)美洲狮和狼的存在，在客观上对黑尾鹿种群的发展起到了促进作用，理由是美洲狮和狼捕食的大多是黑尾鹿种群中年老、病弱或年幼的个体，有利于该鹿群的发展。(3)美洲狮和狼的存在有利于增加物种的多样性，对该森林群落的稳定起到了重要作用，其原因是美洲狮和狼的存在制约并稳定了黑尾鹿的数量，同时可以让植物资源也得以稳定，为其他物种的生存和发展留出空间。(4)假设该种群中雌雄个体数量各有100只，则该种群中A的基因频率为(50＋30＋50×2)/(200＋100)×100%＝60%，由于不含A基因的个体易被天敌捕食，致使黑尾鹿种群中a的基因频率减小，由此说明该黑尾鹿种群在不断地发生进化。

[答案]　(1)基因库　自然选择　是　(2)美洲狮和狼捕食的大多是黑尾鹿种群中年老、病弱或年幼的个体，有利于该鹿群的发展　(3)美洲狮和狼的存在制约并稳定了黑尾鹿的数量，同时可以让植物资源也得以稳定，为其他物种的生存和发展留出空间　(4)60%　减小

物种形成的环节分析

13．如图表示渐进式新物种形成的基本环节，对图示的相关分析正确的是(　　)

A．图中①表示基因突变和基因重组，为进化提供了原材料

B．图中②表示地理隔离，地理隔离使种群间基因交流受阻

C．图中③表示生殖隔离，指两种生物不能交配且不能产生可育后代

D．种群基因型频率的改变一定会导致新物种形成

B　[基因突变、基因重组和染色体变异为生物进化提供原材料，A错误；地理隔离使种群间基因交流受阻，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；生殖隔离是指自然状态下，个体不能交配或者交配后不能产生可育的后代，C错误；种群基因频率的改变是生物进化的实质，不一定会导致新物种形成，D错误。]