2020版高考一轮复习生物江苏专版讲义:必修2 第三单元 第3讲 现代生物进化理论
展开
[思维导图·成一统]
[基础速练·固根基]
1.判断下列说法的正误
(1)生物进化的基本单位是群落(×)
(2)生物进化的方向与基因突变的方向一致(×)
(3)环境发生变化时,种群的基因频率可能改变,也可能不变(√)
(4)生物进化过程的实质在于有利变异的保存(×)
(5)一般来说,频率高的基因所控制的性状更适应环境(√)
(6)种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小(×)
(7)盲鱼眼睛退化是黑暗诱导基因突变的结果(×)
(8)进化改变的是个体而不是群体(×)
(9)物种的形成可以不经过隔离(×)
(10)共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的(×)
(11)受农药处理后种群中抗药性强的个体有更多机会将基因传递给后代(√)
(12)人工培育的新物种只能生活在人工环境中(×)
(13)自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率(√)
(14)生殖隔离是物种朝不同方向发展的决定性因素(×)
2.掌握物种形成的三个环节
(1)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突变和基因重组、自然选择和隔离。
3.填表比较物种形成和生物进化的区别与联系
比较项目 | 物种形成 | 生物进化 |
标志 | 生殖隔离出现 | 基因频率改变 |
变化后生物与 原生物的关系 | 新物种形成,出现生殖隔离,质变 | 生物进化,基因频率改变,量变 |
二者联系 | ①只有不同种群的基因库产生了明显差异,出现生殖隔离才形成新物种 ②进化不一定产生新物种,新物种产生一定存在进化 |
[师说考点·解疑难]
1.现代生物进化理论与达尔文自然选择学说的比较
项目 | 达尔文自然选择学说 | 现代生物进化理论 |
基本观点 | ①遗传变异是自然选择的内因;②过度繁殖为自然选择提供更多的选择材料,加剧了生存斗争;③变异一般是不定向的,定向的自然选择决定着生物进化的方向;④生存斗争是自然选择的过程,是生物进化的动力;⑤适者生存是自然选择的结果;⑥自然选择过程是一个长期、缓慢、连续的过程 | ①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;②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;③突变和基因重组提供了生物进化的原材料;④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;⑤隔离是新物种形成的必要条件 |
不同点 | 没有阐明遗传变异的本质以及自然选择的作用机理,着重研究生物个体进化 | 从分子水平上阐明了自然选择对遗传变异的作用机理,强调群体进化,认为种群是生物进化的基本单位 |
共同点 | 都能解释生物进化的原因和生物的多样性、适应性 |
2.与生物进化有关的六个问题辨析
(1)突变≠基因突变。
“突变”不是基因突变的简称,而是包括“基因突变”和“染色体变异”。
(2)变异先于环境选择。
农田喷施农药杀灭害虫,在喷施农药之前,害虫中就存在抗农药的突变个体,喷施农药仅杀灭了不抗药的个体,抗药的个体存活下来。农药不能使害虫产生抗药性变异,只是对抗药性个体进行了选择。
(3)形态、结构一致≠同一物种。
形态、结构一致的生物,有可能具有生殖隔离,两个种群的生物形态、结构相同,但繁殖期不同,这两个种群的生物具有生殖隔离,是两个物种。
(4)能产生后代≠同一物种。
两个个体能够交配产生后代,有可能子代高度不育,如马和驴,虽然能够产生子代,但子代不育,因此马和驴是两个物种。
(5)物种的形成不一定都需要经过地理隔离,如多倍体的产生。
(6)生物进化不一定导致物种的形成。
①生物进化的实质是种群基因频率的改变,即生物进化不一定导致新物种的形成。
②新物种一旦形成,则说明生物肯定进化了。
3.共同进化与生物多样性的形成
(1)共同进化:
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。
②原因:生物与生物之间的相互选择和生物与无机环境之间的相互影响。
(2)生物多样性:
①内容:基因多样性、物种多样性、生态系统多样性。
②形成原因:生物的进化。
③研究生物进化历程的主要依据:化石。
(3)生物多样性三个层次之间的联系:
[研透考情·备高考]
考向一 对现代生物进化理论的理解
1.(2018·江苏高考)下列关于生物进化的叙述,正确的是( )
A.群体中近亲繁殖可提高纯合体的比例
B.有害突变不能成为生物进化的原材料
C.某种生物产生新基因并稳定遗传后,则形成了新物种
D.若没有其他因素影响,一个随机交配小群体的基因频率在各代保持不变
解析:选A 群体中近亲个体基因相似度高,所以群体中近亲繁殖会提高纯合体的比例;突变和基因重组是生物进化的原材料;新物种形成的标志是生殖隔离的出现,产生新基因并稳定遗传不代表形成了生殖隔离;基因频率保持不变的一个前提是种群足够大,一个随机交配小群体的基因频率不一定在各代保持不变。
2.(2017·江苏高考)下列关于生物进化的叙述,错误的是( )
A.某物种仅存一个种群,该种群中每个个体均含有这个物种的全部基因
B.虽然亚洲与澳洲之间存在地理隔离,但两洲人之间并没有生殖隔离
C.无论是自然选择还是人工选择作用,都能使种群基因频率发生定向改变
D.古老地层中都是简单生物的化石,而新近地层中含有复杂生物的化石
解析:选A 种群中所有个体所含有的基因才是这个物种的全部基因;各大洲人之间并没有生殖隔离;无论是自然选择还是人工选择作用,都可使种群基因频率发生定向改变;生物进化的过程由简单到复杂,在没有受到破坏的情况下,越古老的地层中的化石所代表的生物结构越简单,在距今越近的地层中,挖掘出的化石所代表的生物结构越复杂。
考向二 对物种形成、共同进化及生物多样性的理解
3.(2016·江苏高考)下图是某昆虫基因pen突变产生抗药性示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.杀虫剂与靶位点结合形成抗药靶位点
B.基因pen的自然突变是定向的
C.基因pen的突变为昆虫进化提供了原材料
D.野生型昆虫和pen基因突变型昆虫之间存在生殖隔离
解析:选C 抗药靶位点使杀虫剂不能与靶位点结合;基因突变是不定向的;基因突变能为生物进化提供原材料;野生型昆虫和pen基因突变型昆虫之间只是基因型不同,仍属于同种生物,不存在生殖隔离。
4.下图中,a、b、c表示自然条件有差异、存在地理隔离的3个地区,a地区物种甲某些个体迁移到b、c地区,经长期进化逐渐形成两个新物种乙、丙。下列叙述正确的是( )
A.上述过程说明地理隔离是新物种形成的标志
B.留居a地区甲种群的基因频率不再发生改变
C.乙、丙两个种群间不能进行基因交流,它们的基因库存在较大差异
D.甲、乙两个种群间存在生殖隔离,它们的基因库组成完全不同
解析:选C 生殖隔离是新物种形成的标志;留居在a地区的甲种群的基因频率因为自然选择、基因突变等因素也会发生改变;乙、丙两种群的基因库存在较大差异,不能进行基因交流;甲、乙是两个不同的物种,之间存在生殖隔离,两种群的基因库有较大差异并不是完全不同的。
[方法规律] 判断是否为同一物种的方法
两个种群是否属于同一物种,就是看它们之间是否具有生殖隔离。具有生殖隔离,两个种群属于两个物种,不具有生殖隔离,两个种群属于一个物种。
[分点突破·精细研]
题型一 已知基因型个体数,求基因频率
1.某小岛上原有果蝇20 000只,其中基因型MM、Mm和mm的果蝇分别占15%、55%和30%。若从岛外入侵了2 000只基因型为MM的果蝇,且所有果蝇均随机交配,则F1中m的基因频率约为( )
A.43% B.48%
C.52% D.57%
解析:选C 随机交配,基因频率保持不变,所以计算出22 000只果蝇中m的基因频率就是F1中m的基因频率,即≈52%。
[方法规律] 已知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%
(A、a为基因,AA、Aa、aa为三种基因型个体数)
题型二 已知基因型频率,求基因频率
2.蜗牛的有条纹(A)对无条纹(a)为显性。在一个地区的蜗牛种群内,有条纹(AA)个体占55%,无条纹个体占15%,若蜗牛间进行自由交配得到F1,则F1中A基因的频率和Aa基因型的频率分别为( )
A.30%,21% B.30%,42%
C.70%,21% D.70%,42%
解析:选D 根据题意可知,Aa个体占30%,蜗牛间进行自由交配时,产生A配子的基因频率=55%+30%×1/2=70%,a配子的基因频率=15%+30%×1/2=30%,自由交配得到F1各基因型的频率比例为AA∶Aa∶aa=49%∶42%∶9%,统计得到A基因的频率为49%+42%×1/2=70%。
[方法规律] 已知基因型频率计算基因频率
设有N个个体的种群,AA、Aa、aa的个体数分别为n1、n2、n3,A、a的基因频率分别用PA、Pa表示,AA、Aa、aa的基因型频率分别用PAA、PAa、Paa表示,则:
PA===PAA+PAa
Pa===Paa+PAa
由以上公式可以得出下列结论:
某等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率。
题型三 与伴性遗传有关的基因频率计算
3.调查某校学生中关于某种性状的各种基因型及比例为:
基因型 | XBXB | XBXb | XbXb | XBY | XbY |
比例(%) | 42.32 | 7.36 | 0.32 | 46 | 4 |
则该校学生中XB和Xb的基因频率分别是( )
A.6%、8% B.92%、8%
C.78%、92% D.8%、92%
解析:选B 伴性遗传的基因频率计算,只计数等位基因所存在的染色体,即男性只统计一个基因,女性中统计两个基因,所以该校学生中Xb的基因频率为
×100%=8%,则XB的基因频率为92%。
[方法规律] 伴性遗传中基因频率的计算
p=×100%
q=×100%
注:p为XA频率,q为Xa频率。
题型四 利用遗传平衡公式,求基因型频率
4.下表中D和d表示某地区某种生物的一对等位基因,表中数据能说明( )
年份 | 1900 | 1910 | 1920 | 1930 | 1940 | 1950 | 1960 | 1970 |
基因D 的频率 | 0.99 | 0.81 | 0.64 | 0.49 | 0.36 | 0.25 | 0.16 | 0.10 |
基因d 的频率 | 0.01 | 0.19 | 0.36 | 0.51 | 0.64 | 0.75 | 0.84 | 0.90 |
A.1970年杂合子的比例为18%
B.1930年显性个体和隐性个体数目接近
C.1970年后的较短时间内D的频率为0
D.显性纯合子更能适应该地区变化的环境
解析:选A 根据表中提供的数据,由遗传平衡定律公式计算,1970年杂合子的比例为2×0.10×0.90=18%;1930年隐性个体的比例为0.51×0.51=26%,显性个体的比例则为1-26%=74%;从表中基因频率的变化趋势看出,1970年后D的频率不会在较短的时间内变为0;d的基因频率上升,表明隐性性状更能适应该地区变化的环境。
[方法规律] 利用遗传平衡定律计算基因型频率
(1)前提条件:a.种群非常大;b.所有雌雄个体之间自由交配;c.没有迁入和迁出;d.没有自然选择;e.没有基因突变。
(2)计算公式:当等位基因只有两个时(A、a),设p表示A的基因频率,q表示a的基因频率,则:
基因型AA的频率=p2
基因型Aa的频率=2pq
基因型aa的频率=q2
题型五 随机交配与自交条件下的基因频率计算
5.某植物种群中,AA个体占16%,aa个体占36%,该种群随机授粉产生的后代中AA个体百分比、A基因频率和自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率依次是( )
A.增大,不变;不变,不变 B.不变,增大;增大,不变
C.不变,不变;增大,不变 D.不变,不变;不变,增大
解析:选C 由题意知,种群中A的基因频率为40%,a的基因频率为60%,随机授粉产生的后代中AA个体的百分比:40%×40%=16%,aa:60%×60%=36%,Aa:2×60%×40%=48%,A的基因频率:16%+48%×1/2=40%。自交产生的后代中AA个体百分比:16%+48%×1/4=28%,aa:36%+48%×1/4=48%,Aa:1/2×48%=24%,A的基因频率:28%+1/2×24%=40%。
[归纳拓展] 自交和自由交配时基因(型)频率变化规律
(1)自交:种群个体自交时,纯合子增多,杂合子减少,基因型频率发生改变。自交过程不改变基因频率。
(2)自由交配:在无基因突变、各种基因型的个体生活力相同时,处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗传平衡定律,上下代之间种群的基因频率及基因型频率不变。如果一个种群没有处于遗传平衡状态,自由交配不改变基因频率,但改变基因型频率。
[冲关集训·能力通]
1.某种群基因库中有一对等位基因A和a,且A和a的基因频率都是50%,一段时间后,若a的基因频率变为95%,由此判断,错误的是( )
A.此时该种群中A的基因频率为5%
B.该种群所处的环境发生了一定的变化
C.种群基因频率发生改变,产生了新物种
D.a的基因频率提高,说明a基因控制的性状更适应环境
解析:选C 一对等位基因频率的和为1;基因频率改变,说明生物发生了进化,可能是因为环境发生了一定变化;种群基因频率发生改变,说明生物进化,但是还没有出现生殖隔离,故没有形成新物种;通过自然选择,a的基因频率提高,说明a基因控制的性状更适应环境。
2.在一个随机交配的中等大小的种群中,经调查发现控制某性状的基因型只有两种:AA基因型的频率为20%,Aa基因型的频率为80%,aa基因型(致死型)的频率为0,那么随机交配繁殖一代后,AA基因型的个体占( )
A.1/5 B.1/4
C.3/7 D.11/21
解析:选C 由题意可得出,A的基因频率=60%,a的基因频率=40%,随机交配,繁殖一代后,AA=60%×60%=36%,Aa=2×40%×60%=48%,aa个体致死,因此AA基因型的个体占36%/(36%+48%)=3/7。
3.某昆虫种群的翅色有绿色(AA)、浅褐色(Aa)和褐色(aa)三种表现型。抽样调查得知当年绿色、浅褐色和褐色个体分别占60%、30%和10%,现因天敌影响使该种群中绿色个体每年增加10%,浅褐色个体数目不变,褐色个体每年减少10%。下列叙述中正确的是( )
A.环境因素通过改变此昆虫种群的基因频率进而产生新物种
B.因浅褐色个体数目保持不变则Aa的基因型频率保持不变
C.此昆虫的天敌与此昆虫种群相互作用共同进化
D.此昆虫种群在第二年中决定翅色的A基因的频率是78.6%
解析:选C 此昆虫种群的基因频率改变只表明种群发生进化,但未产生新物种。因为昆虫总数发生变化,故Aa的基因型频率也会发生变化。该昆虫的天敌与此昆虫种群相互作用共同进化。假设此昆虫种群当年的个体数为100个,则通过计算可知第二年绿色、浅褐色和褐色个体分别占66/105、30/105和9/105,所以此昆虫种群在第二年中决定翅色的A基因的频率是77.1%。
[课堂巩固练—小试身手]
1.(2018·浙江选考)下列关于自然选择的叙述,错误的是( )
A.自然选择是生物进化的重要动力
B.自然选择加速了种群生殖隔离的进程
C.自然选择获得的性状都可以通过遗传进行积累
D.自然选择作用于对个体存活和繁殖有影响的变异性状
解析:选C 自然选择是生物进化的重要动力和机制;自然选择会加速种群生殖隔离的进程,导致形成新的物种;自然选择获得的性状有些具有遗传倾向,有些则没有;在一个自然种群中,只要个体之间存在着变异,而且某些变异性状影响了个体的存活和繁殖,自然选择就发生作用。
2.(2018·海南高考)为判断生活在不同地区的两个种群的鸟是否属于同一物种,下列做法合理的是( )
A.了解这两个种群所在地区之间的距离后作出判断
B.观察这两个种群个体之间是否存在生殖隔离现象
C.将两个种群置于相同环境条件下,比较其死亡率
D.将两个种群置于相同环境条件下,比较其出生率
解析:选B 判断这两个种群的鸟是否属于同一物种,要看它们之间是否存在生殖隔离,生殖隔离是新物种形成的标志。
3.(2014·江苏高考)某医院对新生儿感染的细菌进行了耐药性实验,结果显示70%的致病菌具有耐药性。下列有关叙述正确的是( )
A.孕妇食用了残留抗生素的食品,导致其体内大多数细菌突变
B.即使孕妇和新生儿未接触过抗生素,感染的细菌也有可能是耐药菌
C.新生儿体内缺少免疫球蛋白,增加了致病菌的耐药性
D.新生儿出生时没有及时接种疫苗,导致耐药菌形成
解析:选B 基因突变率很低;抗生素不能诱导细菌突变,而是对不同耐药性的细菌进行选择。细菌本身就存在耐药性与非耐药性两种类型,所以即使孕妇和新生儿未接触过抗生素,感染的细菌也有可能是耐药菌;新生儿体内缺少免疫球蛋白,将会导致体内的致病菌数量增加,但不会增加致病菌的耐药性;新生儿出生时没有及时接种疫苗,未能对该类细菌产生免疫力,将导致致病菌在体内大量繁殖,但不会导致耐药菌形成。
4.(2014·广东高考)某种兰花有细长的花矩(如图),花矩顶端贮存着花蜜,这种兰花的传粉需借助具有细长口器的蛾在吸食花蜜的过程中完成。下列叙述正确的是( )
A.蛾口器的特征决定兰花花矩变异的方向
B.花矩变长是兰花新种形成的必要条件
C.口器与花矩的相互适应是共同进化的结果
D.蛾的口器会因吸食花蜜而越变越长
解析:选C 变异是不定向的;新物种形成的必要条件是隔离;两种生物之间的种间互助是共同进化的结果;蛾的口器变长是花矩变长对其进行自然选择的结果。
[课下模拟练—自我检测]
一、选择题
1.英国椒花蛾身体和翅有浅灰色斑点。随着工业发展,煤烟等污染使该虫栖息的树干变成黑色。到十九世纪末,英国各工业区发现了越来越多的黑色椒花蛾,这种变化说明( )
A.自然选择决定生物进化的方向
B.生物突变都是有害的
C.生物自发突变的频率很低
D.基因突变和重组是定向的
解析:选A 自然选择决定生物进化的方向;突变的有害和有利取决于是否适合当前的环境;题干中叙述的现象不能说明自发突变频率很低;变异是不定向的。
2.如图表示某物种进化的基本过程,以下叙述错误的是( )
A.X指突变和基因重组导致生物新性状产生
B.Y指自然选择保留有利性状淘汰不利性状
C.Z指地理隔离是新物种产生的标志
D.自然选择决定生物进化的方向
解析:选C 新物种产生的标志为生殖隔离。
3.豹的某个栖息地由于人类活动被分隔为F区和T区。20世纪90年代初,F区豹种群仅剩25只,且出现诸多疾病。为避免该豹种群消亡,由T区引入8只成年雌豹。经过十年,F区豹种群增至百余只,在此期间F区的( )
A.豹种群遗传(基因)多样性增加
B.豹后代的性别比例明显改变
C.物种丰(富)度出现大幅度下降
D.豹种群的致病基因频率不变
解析:选A 由题干信息可知,为避免F区豹种群消亡,从T区引入8只成年雌豹后,F区豹种群数量增加,豹种群遗传(基因)多样性也会增加;由T区引入8只成年雌豹,经过十年,F区豹种群增至百余只,由于F区环境没有发生明显变化,故后代雌雄比例不会发生明显改变;F区引入雌豹后,十年内豹种群增加,说明豹的数量未超过环境容纳量,物种丰(富)度不会出现大幅度下降;十年间在环境的选择作用下,随物种的进化,种群的致病基因频率会发生定向改变。
4.现有两个非常大的某昆虫种群,个体间随机交配,没有迁入和迁出,无突变,自然选择对A和a基因控制的性状没有作用。种群1的A基因频率为80%,a基因频率为20%;种群2的A基因频率为60%,a基因频率为40%。假设这两个种群大小相等,地理隔离不再存在,两个种群完全合并为一个可随机交配的种群,则下一代中Aa的基因型频率是( )
A.75% B.50%
C.42% D.21%
解析:选C A、a基因频率已知,据此可推导出各种群的基因型频率。种群1中各个基因型的频率分别为:AA=64%,Aa=32%,aa=4%;种群2中各个基因型的频率分别为:AA=36%,Aa=48%,aa=16%,则混合后的大种群中各个基因型的频率变为:AA=50%,Aa=40%,aa=10%;混合后的A基因频率=50%+40%×=70%,a基因频率=1-70%=30%,根据遗传平衡定律,随机交配后子代中Aa的基因型频率为:2×70%×30%=42%。
5.下列有关现代生物进化理论的叙述,正确的是( )
A.进化的发生可以不经过隔离
B.进化时基因频率可能不变
C.自然突变决定生物进化的方向
D.群落是生物进化的基本单位
解析:选A 生物进化的实质是种群基因频率的变化,与隔离没有必然联系;突变具有不定向性,自然选择决定生物进化的方向;种群是生物进化的基本单位。
6.某河谷1万年前发生干旱,4 000年前形成沙漠,但在沙漠中分布着一个个泉眼,每个泉眼中分布着特有的不同种的鱼。下列叙述错误的是( )
A.不同种鱼是遗传物质变化积累形成的
B.不同泉眼中鱼种群的基因库有明显差异
C.隔离是形成不同种鱼的必要条件
D.泉眼的环境变化导致鱼基因定向突变
解析:选D 基因突变是不定向的,泉眼的环境变化对有利变异有选择作用。
7.(2019·苏锡常镇四市一模)下列有关自然选择的叙述,正确的是( )
A.自然选择作用有利于提高种群内各种基因的频率
B.自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率
C.发挥自然选择作用的因素是天敌的种类和数量
D.自然选择使同种生物向同一方向进化
解析:选B 自然选择作用的结果是种群内部分基因频率增加,也有部分基因频率降低;通过自然选择,具有不利变异的个体被淘汰,具有有利变异的个体被保留,从而使基因频率发生改变;发挥自然选择作用的因素是种群所处的自然环境;自然选择决定生物进化的方向,不同的环境会导致同一种生物的种群向不同的方向进化。
8.(2019·南通考前卷)某地因甲虫成灾,长期使用乙酰甲胺磷来杀灭甲虫,甲虫的数量先减少后逐渐回升。下列相关叙述正确的是( )
A.在甲虫数量变化过程中,甲虫个体是进化的基本单位
B.长期使用乙酰甲胺磷诱导甲虫产生基因突变,从而产生抗药性
C.使用乙酰甲胺磷后,甲虫数量逐渐恢复是主动适应环境的结果
D.使用乙酰甲胺磷后,甲虫的基因频率发生改变但未形成新物种
解析:选D 种群是进化的基本单位;乙酰甲胺磷对甲虫进行筛选,不是诱导甲虫产生基因突变;使用乙酰甲胺磷后,甲虫数量逐渐恢复是具有抗药性甲虫大量繁殖的结果;使用乙酰甲胺磷后,甲虫的基因频率发生改变,但不会形成新物种。
9.(2019·南通一模)某动物种群栖息地由于道路开发导致该种群被分成了4个种群(如图),相关叙述正确的是( )
A.栖息地的分割不会导致种群基因频率的改变
B.4个种群基因库中基因的种类和数量完全不同
C.道路的存在可诱导4个种群发生不同的变异
D.若干年后,4个种群仍可能属于同一物种
解析:选D 栖息地的分割会导致地理隔离,进而可能使得种群基因频率发生改变;4个种群基因库中基因的种类和数量不完全相同;道路的存在会阻断4个种群基因的交流,但是不会诱导发生变异;若干年后,4个种群仍可能属于同一物种。
10.(2019·南师附中模拟)图1显示了某种甲虫的两个种群基因库的动态变化过程。甲虫体色的基因型和表现型如图2所示。以下推测正确的是( )
A.A′基因突然出现最可能的原因是基因重组
B.不同体色的甲虫体现了生物的物种多样性
C.由图可推测,种群1所处地区工业污染较为严重
D.若干年后,若此地环境无变化,这两个种群可能具有生殖隔离
解析:选C 基因重组不会产生新基因,A′基因突然出现最可能的原因是基因突变;题中不同体色的甲虫属于同一物种,体现了生物的基因多样性;由图可推测,种群1所处地区工业污染较为严重,理由是其中的黑身个体数目较多;由于两个种群之间能突破地理屏障进行基因交流,若干年后,这两个种群不会具有生殖隔离。
11.某自由交配的种群在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时间段都经历多次繁殖过程,定期随机抽取100个个体,测得基因型为AA、aa的个体数量变化曲线如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.在Ⅰ段内A的基因频率是40%
B.A基因突变为a基因导致基因型频率在Ⅱ段发生剧变
C.在Ⅱ、Ⅲ段,AA个体比aa个体的适应能力弱
D.Aa个体在Ⅰ、Ⅲ段数量均为40,说明种群没有发生进化
解析:选C Ⅰ段AA个体为40个,aa个体为20个,Aa个体为40个,故A的基因频率=40%+40%×1/2=60%;导致基因型频率在Ⅱ段发生剧变的原因是自然选择,即环境对不同表现型的个体的选择作用,而不是基因突变;在Ⅱ、Ⅲ段,AA的基因型频率下降,说明AA个体比aa个体的适应能力弱,所以在自然选择的作用下,AA个体逐渐被淘汰;生物进化的实质是种群基因频率的改变,在Ⅰ、Ⅲ段,A和a的基因频率发生了改变,说明种群发生了进化。
12.(2019·徐州一模)下图表示3种可能的物种形成机制,对机制1~3诱发因素的合理解释依次是( )
A.生殖隔离、种内斗争、出现突变体
B.地理隔离、种群迁出、出现突变体
C.自然选择、种间斗争、种群迁入
D.种内斗争、繁殖过剩、环境改变
解析:选B 物种形成的三个环节是:突变以及基因重组为进化提供原材料,自然选择是进化的主导因素,隔离是物种形成的必要条件。由图分析,机制1属于同一物种由于地理隔离,分别演化为不同的物种。机制2属于一个小族群由于某种原因和原来的大族群隔离,隔离后,小族群的基因经历剧烈变化,当小族群再跟大族群相遇时,已经形成不同物种。机制3属于同一物种在相同的环境,由于行为改变或基因突变等原因而演化为不同的物种。即机制1属于地理隔离,机制2属于种群迁出,机制3属于出现突变体。
13.(多选)如图所示的是施用某种杀虫剂以后,昆虫种群所发生的改变。下列相关叙述正确的是( )
A.①类个体被淘汰的原因并不是该杀虫剂未能诱发其产生抗性基因
B.抗性基因的根本来源是可遗传变异,②③类个体的抗性基因一定来源于遗传
C.若连续使用该杀虫剂,抗该杀虫剂的基因频率会越来越趋近1
D.杀虫剂直接选择的对象是昆虫的抗药性或不抗药性的表现型
解析:选ACD ②类个体是在施用杀虫剂之前,已经发生基因突变产生抗性基因的个体,②③类个体的抗性基因可能来源于原种群中含抗性基因的个体,也可能是自身突变产生的,杀虫剂在此只起选择作用,①类个体被淘汰的原因是其本身不含抗性基因;若连续使用该杀虫剂,不含抗性基因的个体被淘汰,而含抗性基因的个体所占比例越来越高,故抗杀虫剂的基因频率会越来越趋近1;施用杀虫剂后,具有抗药性的个体生存下来,不具有抗药性的个体被淘汰,故杀虫剂直接选择的对象是昆虫的抗药性或不抗药性的表现型。
14.(2019·泰州中学模拟,多选)下列不符合现代生物进化理论的判断是( )
A.自然选择决定生物进化的方向
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.二倍体西瓜与四倍体西瓜之间不存在生殖隔离
D.种群基因频率发生改变就意味着形成了新物种
解析:选BCD 自然选择通过对个体生存的选择作用而影响种群基因频率的变化,决定了生物进化的方向;基因突变是不定向的,生物进化的方向由自然选择决定;二倍体西瓜与四倍体西瓜之间虽然能杂交形成三倍体西瓜,但三倍体西瓜是高度不育的,因此二倍体西瓜与四倍体西瓜之间存在生殖隔离;种群的基因频率发生改变说明发生了进化,并不意味着形成了新物种,新物种形成的标志是产生生殖隔离。
15.(多选)将某生物种群分成两组,分别迁移到环境相差悬殊的两个区域甲和乙中,若干年后进行抽样调查。调查结果显示:甲区域中基因型频率分别为SS=80%,Ss=18%,ss=2%;乙区域中基因型频率分别为SS=2%,Ss=8%,ss=90%。下列基因频率结果正确的是( )
A.甲区域S基因的频率为89%
B.甲区域s基因的频率为11%
C.乙区域S基因的频率为6%
D.乙区域s基因的频率为89%
解析:选ABC 已知甲区域中基因型频率分别为SS=80%,Ss=18%,ss=2%,则S=80%+1/2×18%=89%,s=1-89%=11%;乙区域中基因型频率分别为SS=2%,Ss=8%,ss=90%,则S=2%+1/2×8%=6%,s=1-6%=94%。
二、非选择题
16.假设某种一年生植物的种群足够大,随机交配,不考虑迁入、迁出和突变。连续三年在幼苗期统计种群关于R(r)基因各种基因型所占比率。第二年统计结果如表格所示。
| RR | Rr | rr |
第二年 | 4/9 | 4/9 | 1/9 |
(1)若基因R(r)对植物生活力无影响,三年间R基因频率的变化趋势是________;与第一年相比,第三年RR个体所占比率________。(填“增加”“减少”或“不变”)
(2)若rr个体在花蕾期死亡,RR和Rr正常开花结实。第一年RR和Rr个体的比率为__________。第三年纯合子幼苗所占比率为__________。R基因频率的变化趋势是__________(“增加”“减少”或“不变”),原因是__________________。
解析:(1)因为该群体遵循遗传平衡定律,所以三年间R基因频率和基因型频率都是不变的,第三年与第一年相比RR个体所占比例也不变。(2)如果rr个体在花蕾期死亡,因为是随机交配,在第二年中rr占1/9,说明r在F1中占1/3,所以RR∶Rr应是1∶2。第二年中r占1/4,R为3/4,所以在第三年中纯合子RR占9/16,rr占1/16,所以纯合子占10/16=5/8。R基因频率会逐渐增加,因为自然选择使r基因频率下降。
答案:(1)不变 不变 (2)1∶2 5/8 增加 自然选择
17.在西伯利亚大草原上生活着一群体型较大的苔原狼,它们从鼻子到尾巴长约200 cm,体重45~57 kg,身高70~100 cm。与它们同时生活在大草原上的还有马鹿,它们善于奔跑和游泳,以各种草、树叶、嫩枝、树皮和果实等为食,请分析回答以下问题:
(1)西伯利亚大草原上苔原狼种群中的全部个体所含有的全部基因称为____________,经观察,该种群中有多种多样的基因型,分析其产生的原因:一是在突变过程中可以产生新的______________;二是通过有性生殖过程中的______________可以产生新的基因型。
(2)从苔原狼的种群中随机抽取100只个体,测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别有35、60和5只,则A的基因频率为______________,a的基因频率为____________,Aa的基因型频率为____________。
(3)草原上的食肉动物和食草动物一般都具有很强的奔跑能力,这是____________的结果;通过对苔原狼、马鹿及其他生物的群体遗传学的研究,可得出生物进化的基本单位是____________,生物进化的实质是种群______________的改变。
(4)苔原狼和马鹿是捕食与被捕食的关系,从进化的角度分析,下列说法错误的是____________。(填编号)
A.苔原狼可以起到促进马鹿种群发展的作用
B.苔原狼的存在有利于增加物种多样化
C.马鹿奔跑速度的加快可加速苔原狼的进化
D.马鹿的进化速度比苔原狼的进化速度快
解析:(1)一个种群中的全部个体所含有的全部基因称为这个种群的基因库。该种群中有多种多样的基因型的原因有两个:一是突变可以产生新的等位基因;二是通过有性生殖过程中的基因重组可以产生新的基因型。(2)由题意可知,基因型为AA、Aa和aa的个体分别有35、60和5只,则A的基因频率为[(35×2+60)/200]×100%=65%,a的基因频率为[(60+5×2)/200]×100%=35%,Aa的基因型频率为[60/(35+60+5)]×100%=60%。(3)草原上的食肉动物和食草动物一般都具有很强的奔跑能力,这是共同进化的结果;生物进化的基本单位是种群,生物进化的实质是种群基因频率的改变。(4)马鹿和苔原狼在相互影响中共同进化和发展,双方进行着相互选择,结果都朝着快速奔跑的方向进化,它们的进化速度相当。
答案:(1)基因库 等位基因 基因重组 (2)65% 35% 60% (3)共同进化 种群 基因频率 (4)D