第24讲生物的进化
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知识点题号
1.现代生物进化理论的主要内容1,2,4,5,11
2.生物进化与生物多样性的形成3,6
3.基因(型)频率及相关计算7,9,12,15
4.综合考查8,10,13,14
一、选择题
1.下列叙述与现代生物进化理论相符的是( D )
A.种群基因频率的变化趋势,决定了群落演替的方向
B.细菌在接触青霉素后才产生抗药性突变个体,青霉素的选择作用使其生存
C.长期的地理隔离一定可以产生生殖隔离,从而形成新物种
D.蜂鸟细长的喙与倒挂金钟的筒状花萼是长期共同进化形成的相互
适应特征
解析:种群基因频率的变化趋势,决定了生物进化的方向,不决定群落演替的方向;细菌在接触青霉素前就产生抗药性的突变个体,只是青霉素对其起了选择作用;长期的地理隔离不一定产生生殖隔离。
2.(2018·山东日照高三一模)随着抗生素的使用,细菌耐药性不断增强。研究人员合成的新型万古霉素,能以新方式阻止细菌细胞壁的构建,还能导致细胞膜渗漏,让致病细菌死亡。该药物进行耐药性细菌测
试时,50轮后也没有耐药性个体产生,这表明新型万古霉素可能比目前的抗生素更耐用。下列叙述正确的是( A )
A.新型万古霉素不会诱导细菌发生基因突变
B.新型万古霉素可能抑制细菌高尔基体的活动
C.新型万古霉素使用后细菌将不再发生进化
D.若出现抗新型万古霉素的个体,说明产生了新物种
解析:细菌无高尔基体;新型万古霉素的选择会使细菌发生进化;只有产生了生殖隔离,才会形成新物种。
3.(2019·山西大同月考)下列有关生物进化和生物多样性形成的相
关叙述,正确的是( C )
A.共同进化是通过生物之间的生存斗争实现的
B.基因突变不会导致生物多样性的增加
C.现代生物进化理论的核心是自然选择学说
D.种群是生物进化的基本单位,也是自然选择的对象
解析:共同进化是通过生物与生物之间、生物与环境之间相互选择实
现的。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,基因发生突变会导致生物多样性的增加;自然选择的对象是个体即个体的表现型。
4.下列有关生物进化的叙述正确的是( D )
A.母虎和雄狮交配产下了“狮虎兽”,说明并不是所有物种间都存在生殖隔离现象
B.在自然选择过程中,黑色与灰色桦尺蠖的比例发生了改变,表现为共同进化
C.基因型为Dd的高茎豌豆逐代自交的过程中,纯种高茎的基因型频率在增加,表明豌豆正在进化
D.被巨大河流分隔成的两个Abert松鼠种群,基因频率的改变互不影响,而种群内的基因频率改变在世代间具有连续性
解析:“狮虎兽”高度不育,说明了物种间存在生殖隔离现象;黑色与灰色桦尺蠖是同一物种的不同个体,比例的改变不属于共同进化;基因型为Dd的高茎豌豆逐代自交的过程中,纯种高茎的基因型频率在增加,但种群的基因频率不变,表明豌豆没有进化。
5.(2018·河北张家口高三月考)某地有一种植物,同一植株上不同时期所开花的花色会发生变化,其传粉者包括当地的天蛾和7月中旬将开始陆续迁徙离开的蜂鸟。下图表示7月30日至8月15日前后,当地各类群生物的数量变化。下列分析不合理的是( A )
A.8月份该植物种群的白花基因频率升高
B.该植物的花色变化与基因的选择性表达有关
C.该植物的白花更容易吸引天蛾完成传粉
D.开红花时的该植物需要蜂鸟传粉可能是自然选择的结果
解析:依题意和图示分析可知:同一植株上不同时期所开花的花色会
发生变化,与传粉者的选择作用有关,根本原因是基因的选择性表达。
控制花色的基因没有改变,只是开白花的数量增多,因此8月份该植物种群的白花基因频率不变。
6.(2018·吉林长春高三检测)关于物种形成和生物进化的叙述,正确的是( D )
A.生物变异决定了生物进化的方向
B.地理隔离是物种形成的必要条件
C.物种的形成必须经过长期自然选择
D.共同进化可发生在生物和无机环境之间
解析:生物变异是不定向的,生物进化的方向是由自然选择决定的;生殖隔离是新物种形成的必要条件;物种的形成一般需要经过长期自然选择;共同进化发生于生物与生物之间或者生物与无机环境之间。
7.设某种群中只存在基因型为Aa的个体,由于外界因素的改变,该种群被分割成两个种群甲和乙,如图表示分割后的两个种群A基因频率的变化。下列叙述正确的是( A )
A.T时刻甲、乙种群中杂合子的基因型频率可能相同
B.T时刻将甲、乙种群混合后,A的基因频率为0.5
C.甲、乙种群从T时刻开始出现生殖隔离
D.环境直接通过对基因型的选择影响基因频率
解析:T时刻甲种群中A的频率为0.8,a的频率为0.2,乙种群中A的频率为0.2,a的频率为0.8,甲、乙种群中杂合子的基因型频率都是
0.8×0.2×2=0.32;由于甲和乙这两个种群的大小不知,因此T时刻将甲、乙种群混合后,A的基因频率无法计算;T时刻无法确定甲、
乙种群是否出现生殖隔离;环境直接通过对表现型的选择影响基因
频率。
8.(2018·湖北联考)在17世纪,鸣禽A和鸣禽B的喙大小相仿,均捕食树枝头上的昆虫,在21世纪,鸣禽A依然捕食树枝头上的昆虫,而鸣禽B的喙发生显著变化,捕食树干上的昆虫,下列叙述正确的是( C )
A.鸣禽B通过自然选择导致遗传物质发生相应的改变
B.进化过程中,鸣禽A和鸣禽B的种间关系未发生改变
C.21世纪两种鸣禽呈现垂直分布,有利于资源的利用
D.进化过程中控制喙的基因频率只在鸣禽B中发生改变
解析:自然选择决定生物进化的方向,但不会导致遗传物质发生相应
的改变;17世纪两种鸣禽竞争食物和空间,到21世纪基本不发生竞争;群落中生物的垂直分布有利于资源的利用;进化过程中,两种鸣禽控
制喙的基因频率都会发生改变。
9.(2018·山东德州高三期末)玉米的白化基因a纯合时出现白化苗,白化苗在幼苗期死亡。在一个非常大的、处于成熟期的玉米种群中,AA 占1/3,随机交配两代,发现两代中AA所占比例均小于理论值。下列
分析错误的是( C )
A.亲代中,a的基因频率为1/3
B.理论上,子一代成熟植株中,AA和Aa基因型频率相等
C.理论上,a的基因频率逐代下降,AA所占比例不变
D.AA所占比例均小于理论值的原因可能是Aa具有杂种优势
解析:由题意可知在亲代成熟的种群中AA占1/3,Aa占2/3,此时a的基因频率为1/3。因为是随机交配,理论上子一代成熟植株中,AA和Aa都占1/2,它们的基因型频率相等。理论上a基因频率逐代下降,AA 所占比例升高。Aa具有杂种优势,则Aa个体数量会多于AA的个体可导致AA的个体所占的比例小于理论值。
10.(2018·山东潍坊高三二模)下列与生物变异和进化的叙述,正确的是( A )
A.同源染色体上非姐妹染色单体交叉互换会导致染色单体上的基因
重组
B.染色体变异只发生在减数分裂过程中
C.突变为生物进化提供原材料,是生物变异的根本来源
D.隔离是形成新物种的必要条件,也是生物进化的必要条件
解析:染色体变异也可发生在有丝分裂过程中;基因突变是生物变异
的根本来源;隔离不是生物进化的必要条件,基因频率的改变一定会
引起生物的进化。
11.某小岛上蜥蜴原种的脚趾原为分趾型,以后脚趾逐渐出现两种性状,W代表蜥蜴脚趾的分趾基因;w代表联趾(趾间有蹼)基因。如图表
示这两种性状与基因型比例变化的过程。对此图解释正确的是
( D )
A.小岛环境诱导蜥蜴基因发生定向突变
B.上图两种性状比例变化表明两个物种的兴盛与衰退
C.小岛上蜥蜴的基因库就是全部W和w基因之和
D.①至④中基因w频率定向增大体现了进化的方向
解析:小岛环境对蜥蜴基因突变后的性状进行选择,基因突变是不定向的;图示两种性状属于同一个物种的性状;小岛上蜥蜴的基因库指的是其含有的所有的基因之和,并非全部W和w基因之和;①至④中基因w频率定向增大,是自然选择的结果,体现了生物进化的方向。12.(2018·广东佛山高三模拟)红绿色盲是一种常见的伴X染色体隐性遗传病。假设在一个数量较大的群体中,男女比例相等,X B的基因频率为80%,X b的基因频率为20%,下列说法正确的是( C )
A.该群体男性中的X b的基因频率高于20%
B.一对表现正常的夫妇,不可能生出患色盲的孩子
C.在这一人群中,X b X b、X b Y的基因型频率依次为2%、10%
D.如果不采取遗传咨询、基因诊断等措施,该群体中色盲的发病率会越来越高
解析:基因频率在男性和女性中相等,因此该群体男性中的X b的基因频率等于20%;一对表现正常的夫妇,女性可能是携带者,可能生出患色盲的孩子;按照遗传平衡定律计算,X b X b的基因型频率为20%×20%=4%,但男女比例为1∶1,则X b X b在这一人群中的频率为4%×1/2=2%。由于男性只有一条X性染色体,则X的基因频率就是基因型频率,则X b Y在这一人群中的频率为20%×1/2=10%;采取遗传咨询、基因诊断等措施可以降低色盲的发病率,但是如果不采取遗传咨询、基因诊断等措施,该群体中色盲的发病率不会越来越高。
二、非选择题
13.20世纪时,人们在对某地区一湖泊中蚊子进行了如下有关研究。(1)在对蚊子某一种群进行的调查中,发现基因型为DD和dd的个体所占的比例分别为10%和70%(各种基因型个体生存能力相同),第二年对同一种群进行的调查中,发现基因型为DD和dd的个体所占的比例分别为4%和64%,在这一年中,该种群是否发生了进化? ,理由
是。(2)人们用DDT(双对氨苯基三氯乙烷,一种高效杀虫剂,在生物体内不易分解)来防治蚊子在某湖泊中大量繁殖(蚊子的幼虫生活在水中)。人们在1949年至1954年间反复使用DDT,在如图的b点至c点之间,蚊子幼虫的数量出现了增加。从遗传与进化的角度分析,可能的原因是
。
解析:(1)根据第一年的DD和dd的个体所占的比例分别为10%和70%及Dd占20%计算出D基因频率为20%;根据第二年的DD和dd的个体所占的比例分别为4%和64%及Dd占32%计算出D基因频率为20%,基因频率没有变化,表明该种群没有进化。
(2)DDT的使用,抗药性蚊子有更多的机会产生后代,逐代积累,种群中抗药性基因频率会不断提高。
答案:(1)否基因频率没有发生改变
(2)DDT的使用将蚊子种群中抗DDT的基因选择下来,逐代积累,使得种群中抗性基因频率增高
14.(2018·北京石景山区高三期末)研究化石时发现,某地区在距今10 000年前生活着长尾山鸡和中长尾山鸡。距今 5 000年前,该区域出现了一条宽阔的大河,将该地区分割为甲、乙两区域。距今约30年前,统计发现甲区域山鸡仍为长尾和中长尾山鸡,乙区域全部为短尾
山鸡。研究发现,甲区域的长尾和中长尾山鸡能正常交配、产生可育
后代;甲区域的长尾和中长尾山鸡与乙区域的短尾山鸡均能交配,但受精卵不能发育。回答下列问题:
(1)甲区域的山鸡个体间尾部形态的差异,体现的是多样性。
(2)乙区域出现的短尾山鸡(填“是”或“不是”)一个新物种。用现代生物进化理论解释乙区域出现短尾山鸡的原因:
。
(3)近些年,甲区域的环境发生剧烈变化,研究人员对该区域山鸡的数量与山鸡的翅色基因(A/a)和翅形基因(B/b)频率的研究数据如下表:
中长尾山鸡长尾山鸡
数量
/只A B
数量
/只
A B
1980年8 000 31% 66% 5 900 38% 59% 1988年7 900 29% 57% 6 050 41% 60% 1997年 5 900 30% 48% 6 000 40% 57% 2006年 4 200 31% 32% 5 950 39% 61% 分析表中数据可知,近些年发生明显进化的山鸡是。1997年时,长尾山鸡中基因型为AA的个体数量为只。
解析:(1)甲区域内山鸡是同一种群,所以个体间尾部形态的差异,体现的是基因多样性。
(2)乙区域内出现的短尾山鸡是一个新物种,因为甲区域的两种山鸡
与乙区域的短尾山鸡虽均能杂交,但受精卵不能发育,说明短尾山鸡
与其他山鸡间存在了生殖隔离。乙区域短尾山鸡出现的原因是突变导
致种群的基因频率发生改变,大河阻碍甲、乙区域山鸡间的基因交流,自然选择使山鸡的基因频率发生定向改变,从而使基因库逐渐产生明
显差异,最终导致生殖隔离。
(3)生物进化的实质是种群基因频率的改变,分析表格中长尾山鸡的B 基因频率变化很大,所以明显进化的山鸡是中长尾山鸡。在1997年时,长尾山鸡A基因频率为40%,所以基因型为AA的占40%×40%=16%,那么长尾山鸡中基因型为AA的个体数量为 6 000×16%=960(只)。
答案:(1)基因
(2)是突变和基因重组使甲、乙两个地区的山鸡产生不同的变异;
大河阻碍甲、乙区域山鸡间的基因交流;自然选择使山鸡的基因频率
发生定向改变;基因库逐渐产生明显差异,最终导致生殖隔离
(3)中长尾鸡960
15.(2015·全国Ⅰ卷)假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等,且对于A 和a这对等位基因来说只有Aa一种基因型。回答下列问题:
(1)若不考虑基因突变和染色体变异,则该果蝇种群中A基因频率∶a 基因频率为。理论上,该果蝇种群随机交配产生的第一代中AA、Aa和aa的数量比为,A基因频率为。
(2)若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型,且比例为2∶1,则对该结果最合理的解释是
。根据这一解释,第一代再随机交配,第二代中Aa和aa基因型个体数量的比例应为。
解析:(1)在不考虑基因突变和染色体变异的情况下,对于只有一种基因型Aa且雌雄个体数目相等的果蝇群体而言,A基因频率∶a基因频率=1∶1。从理论上分析,Aa随机交配相当于Aa自交,故产生的第一代中AA、Aa、aa的数量比应为1∶2∶1,A基因频率为0.5。
(2)依据上述分析,若产生的第一代中不是1AA∶2Aa∶1aa,而是2Aa∶1aa,则可推知,该群体存在显性纯合子(AA)致死现象。由第一代的基因型及比例可计算A、a所占比例为A=1/3,a=2/3,故第二代中Aa 和aa基因型个体数量的比例为(2×1/3×2/3)∶(2/3×2/3)=1∶1。答案:(1)1∶1 1∶2∶1 0.5
(2)A基因纯合致死1∶1