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种群基因组成的变化与物种的形成[基础达标]题组一自然选择及其作用1．(2019·黑龙江哈尔滨香坊区月考)下列说法不符合达尔文自然选择学说观点的是( )A．生物常常会为争夺食物和生活空间而发生生存斗争B．虫媒花与某些传粉昆虫表现出惊人的相互适应，这是长期相互选择的结果C．由于长期滥用抗生素，最终抗生素诱导细菌定向发生了耐药性变异D．长颈鹿是长颈变异的个体生存机会多，并一代代积累形成的【答案】C【解析】达尔文认为，地球上的各种生物普遍具有很强的繁衍能力，而生物赖以生存的食物和空间是有限的，这必然导致生物在生活过程中为了生存而斗争。
在生存斗争中，具有有利变异的个体，容易在生存斗争中获胜而生存下去；反之，具有不利变异的个体，则容易在生存斗争中失败而死亡，A正确；只有拥有适应于昆虫传粉结构的花才能得到更多的受精机会，才能生存下来并繁衍，否则没有受精机会，得不到繁衍，而只有适应花的结构的昆虫才可以采到花蜜得以生存与繁衍，这就是相互选择的结果，B正确；抗生素对细菌的耐药性变异进行了选择，而变异是不定性的，C错误；长颈鹿的形成是长颈变异的个体生存机会多，并一代代积累形成，是自然选择的结果，是对环境的一种适应，有利于取食，D正确。
2．对达尔文自然选择学说的正确解释是( )①环境的改变使生物产生适应性变异②可遗传的变异是生物进化的基础③变异是不定向的④变异是定向的⑤变异经过长期的自然选择和积累就可能产生生物的新类型A．②④⑤B．②③⑤C．①②④D．①③⑤【答案】B【解析】达尔文认为，生物的变异是不定向的，首先排除第④项。
第①项的实质是生物的变异都是适应环境的，是在环境因素诱导下的定向变异，这与拉马克的观点是一致的，不符合达尔文的自然选择学说。
3．经调查发现，某地区菜青虫种群的抗药性不断增强，其原因是连续多年对菜青虫使用农药。
下列叙述正确的是( )A．使用农药导致菜青虫发生抗药性变异B．菜青虫抗药性的增强是人工选择的结果C．通过选择导致菜青虫抗药性不断积累D．环境是造成菜青虫抗药性不断增强的动力【答案】C题组二基因库及基因频率的计算4．下列关于种群基因库的叙述，正确的是( )①一个种群所含的全部基因叫作这个种群的基因库②生物个体总是要死亡的，但基因库却因种群的繁殖而代代相传③种群中每个个体含有该种群基因库的全部基因④基因突变可改变种群基因库的组成A．①②③B．①②④C．②③④D．①③④【答案】B【解析】①一个种群所含的全部基因叫作这个种群的基因库，①正确；②生物个体总是要死亡的，但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传，②正确；③种群基因库是指一个种群中所有个体的全部基因，但不是种群中每个个体含有该种群基因库的全部基因，③错误；④基因突变可以产生新基因，从而改变种群基因库的组成，④正确。
第3节种群基因组成的变化与物种的形成1.下列关于种群的叙述,正确的是( )A.自然选择使种群基因频率发生定向改变B.种群基因频率的改变与生物进化无关C.种群通过个体的进化而进化D.种群的基因型频率的变化一定会导致种群的进化,生物进化的实质是种群基因频率的改变,而生物进化的方向是由自然选择决定的,所以自然选择能使种群的基因频率发生定向的改变。
基因型频率改变不一定会导致基因频率改变,所以不一定会导致种群进化。
2.关于生物进化,下列说法不正确的是( )A.拉马克提出的进化理论核心思想为“用进废退”和“获得性遗传”B.达尔文认为自然选择推动了生物的进化,但其无法解释遗传和变异的本质C.现代生物进化理论的基础是自然选择学说,它认为隔离导致了物种的形成D.现代生物进化理论认为个体是进化的基本单位,自然选择决定进化的方向,A项正确;达尔文没能解释遗传和变异的本质,B项正确;现代生物进化理论的基础是自然选择学说,它认为隔离导致了物种的形成,C项正确;现代生物进化理论认为种群是进化的基本单位,D项错误。
3.某病人被幽门螺杆菌感染,经抗生素长期治疗后,效果并不明显。
下列有关幽门螺杆菌抗药性形成的叙述,错误的是( )A.抗生素导致幽门螺杆菌基因突变产生的抗药性B.原来的幽门螺杆菌群体中少数个体有抗药性基因C.抗药性的形成实质是菌群中抗药性基因频率的增加D.抗药性的形成是抗生素对细菌进行定向选择的结果,经抗生素的选择,抗药性强的个体所占比例增加,进而种群中抗药性基因频率增加,抗药性形成。
A项说明细菌抗药性的形成是基因定向突变的结果,故不正确。
4.下图表示种群与物种的关系,关于它们的叙述不正确的是( )A.从图中可以看出,一个物种可以有很多种群,地理隔离阻碍了这些种群进行基因交流B.若物种2是由物种1形成的,则物种1一定发生了基因频率的改变C.由物种1形成物种2的必要条件是地理隔离D.若种群1与种群2的基因频率都发生了改变,则这两个种群都在进化,生物进化的实质在于种群基因频率的改变;隔离是新物种形成的必要条件,新物种的形成通常要经过长期的地理隔离而达到生殖隔离,但并不是所有新物种的形某某需要经过地理隔离。
第3节种群基因组成的变化与物种的形成[基础巩固]1.调查某学校的200名学生发现,白化病患者1人,白化病基因携带者20人。
那么这个群体中白化病基因的基因频率为( )A.5%B.5.5%C.6%D.6.5%解析:根据题干信息可知,白化病基因共有1×2+20=22(个),控制白化病的等位基因共有200×2=400(个),故这个群体中白化病基因的基因频率为22÷400×100%=5.5%。
答案:B2.科学家对某地的一种蟹的体色深、浅进行研究,结果如右上图所示。
不同体色的蟹的数量不同,下列解释最合理的是( )C.中间体色与环境颜色相适应,不易被天敌捕食D.此地的环境使这种蟹变异出中间体色,并淘汰体色深、浅两种性状解析:体色不同的蟹仍是同一物种,它们的繁殖能力没有多大差别,A项错误;不同体色的蟹生活在同一环境中,食物来源是一致的,B项错误;蟹群个体间存在体色差异,在生存斗争中,与环境颜色相适应的中间体色不易被天敌捕食而得以生存,C项正确;这种蟹的不同体色的变异本来就存在,环境只是对其进行选择,D项错误。
答案:C3.下列实例中不属于生殖隔离的是( )解析:玉米的花粉落在大豆柱头上不能萌发、不同种类的昆虫雌雄个体之间通常不能交配,说明两种生物不能杂交,属于生殖隔离;同种动物因生活的地区不同而不能进行基因交流是地理隔离;山羊和绵羊的杂交后代不活,属于生殖隔离。
答案:B4.下列有关生物新物种形成的基本环节的分析,正确的是( )解析:基因突变、染色体变异和基因重组为进化提供原材料,A项错误;种群基因频率的定向改变一定会导致生物的进化,但不一定有新物种的形成,B项错误;隔离是新物种形成的必要条件,但新物种的形成不一定是通过地理隔离实现的,C项错误;不同物种之间产生生殖隔离的根本原因是种群基因库的差异导致种群之间不能进行基因交流,D项正确。
答案:D5.一般来说,干旱条件下培育成的作物适于在干旱地区种植;袁隆平团队培育成的海水稻适于在沿海滩涂种植。
第6章生物的进化第3节种群基因组成的变化与物种的形成【素养目标】1.举例说明种群、基因库、基因频率的概念，学会用数学方法讨论基因频率的变化。
2.结合教材阐明突变和基因重组是生物进化的原材料。
3.探究自然选择对种群基因频率的影响。
【必备知识】1．种群是生物进化的基本单位自然选择直接作用的是生物个体，而且是个体的表型，但个体表型会随着个体的死亡而消失，决定表型的基因却可以通过生殖而世代延续，并且在群体中扩散，因此生物进化应该研究群体的基因组成的变化。
2．种群和种群基因库(1)种群概念：生活在一定区域的同种生物的全部个体的集合。
(2)种群特点①种群中的个体并不是机械地集合在一起。
①一个种群其实就是一个繁殖的单位，雌雄个体可以通过繁殖将各自的基因遗传给后代。
①种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。
(3)基因库和基因频率①基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫作这个种群的基因库。
①基因频率a．概念：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值。
b．计算公式：基因频率＝某种基因数目控制同种性状的等位基因的总数。
3．种群基因频率的变化(2)可遗传变异的形成基因突变产生新的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型，从而使种群中出现多种多样可遗传的变异类型。
(3)变异的有利和有害是相对的，是由环境决定的。
4．自然选择对种群基因频率的影响(1)实例分析(桦尺蠖体色进化)(2)原理分析(3)生物进化的实质：在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。
1．物种的概念：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。
2．隔离(1)不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育后代，这种现象称为生殖隔离，例如马和驴交配产生不可育的螺，故马和驴为不同物种。
(2)同种生物由于地理障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象，叫作地理隔离。
第3节 种群基因组成的变化与物种的形成1．举例说明种群、基因库、基因频率、隔离等概念。
(生命观念) 2.用数学方法讨论自然选择使种群中基因频率发生改变，培养科学思维和科学探究能力。
(科学思维、科学探究)一、种群基因组成的变化 1．种群和种群基因库 (1)种群①概念：三要素⎩⎪⎨⎪⎧生活在一定区域同种生物全部个体的集合②特点：种群是生物繁殖的单位。
(2)基因库：由一个种群中全部个体所含有的全部基因构成。
(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(1)可遗传变异的来源⎩⎨⎧基因重组⎭⎪⎬⎪⎫基因突变染色体变异统称为突变(2)可遗传变异提供了生物进化的原材料的原因 ①可遗传变异的形成⎩⎪⎨⎪⎧基因突变产生等位基因通过有性生殖过程中的基因重组， 可以形成多种多样的基因型②可遗传变异的结果：只提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。
3．自然选择对种群基因频率变化的影响(1)原因：不断淘汰发生不利变异的个体，选择保留发生有利变异的个体。
(2)选择的对象①直接作用对象：个体的表型。
②最终选择的对象：决定表型的基因。
(3)选择的结果①基因方面：种群基因频率会发生定向改变。
②生物性状方面：导致生物朝着一定的方向不断进化。
二、隔离在物种形成中的作用1．物种的概念：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。
2．隔离(1)概念：不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。
(2)常见类型项目类型发生范围结果生殖隔离 不同物种间①不能相互交配；②即使交配成功，也不能产生可育后代地理隔离 同种生物使种群间不能发生基因交流3.新物种的形成过程地理隔离⎩⎪⎨⎪⎧①不同种群出现不同的突变和基因重组②不同种群间不发生基因交流↓自然选择⎩⎪⎨⎪⎧①食物和栖息条件互不相同②自然选择对不同种群基因频率的改变所起 的作用不同↓生殖隔离——基因库形成明显的差异，并逐步出现生殖 隔离，从而形成不同的物种 4．物种形成的必要条件：隔离。
知识点一 种群基因组成的变化1．相关概念的比较 比较项目含义 变化后与进化的关系基因型频率该基因型个体数该种群个体总数×100%生物不一定进化基因频率该基因数全部等位基因数×100%生物进化基因库种群中全部基因可导致生物进化，它的变化是形成新物种的前提2.突变和基因重组产生进化的原材料(1)突变和基因重组使种群的基因频率发生不定向的改变。
(2)由于突变和基因重组都是随机的、不定向的，因此它们只提供生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。
(3)变异的有利和有害是相对的，由生存环境决定。
3．自然选择决定生物进化方向的原理分析进化中的“定向”与“不定向”(1)变异是不定向的。
(2)自然选择是定向的。
(3)种群基因频率的变化是定向的。
(4)生物进化是定向的。
1．(2019·辽宁抚顺六校联合体高一期末)下列关于种群基因频率的叙述，错误的是( )A．基因频率是指某种基因在某个种群中出现的比例B．基因频率越大，突变率越高C．基因突变、基因重组和自然选择会造成基因频率的改变D．自然选择会使原来同一种群的基因频率向着不同的方向发展解析：选B。
某种基因占某个种群中全部等位基因数的比例，叫作基因频率，故A正确；突变率一般是不变的，故B错误；由于存在基因突变、基因重组和自然选择等因素，种群的基因频率总是在不断变化的，故C正确；基因频率的定向改变是由自然选择决定的，故D正确。
2．下图表示环境条件发生变化后某个种群中A和a的基因频率的变化情况，下列说法错误的是 ( )A．环境条件发生变化后，使生物产生适应性的变异B．P点时两曲线相交，此时A和a的基因频率均为50%C．Q点时表示环境发生了变化，A基因控制的性状更适应环境D．在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变解析：选A。
变异本身是自发产生的，变异发生后，在自然(环境条件)选择下，适应性的变异被选择保留下来，导致种群的基因频率发生定向改变，A错误，D正确。
P点时两曲线相交，此时A和a的基因频率相等，均为50%，B正确。
Q点后A的基因频率增大，表示环境发生了变化，A基因控制的性状更适应环境，C正确。
知识点二基因频率和基因型频率的有关计算1．基因频率的计算(1)某基因频率＝该基因总数该基因及其等位基因总数×100%。
例如，A%(A的基因频率)＝AA＋a×100%。
(2)已知基因型频率计算基因频率①常染色体上基因频率的计算一对等位基因中某基因的频率＝该基因纯合子的基因型频率＋1/2杂合子的基因型频率。
例如，A%(A的基因频率)＝AA%(AA的基因型频率)＋1/2Aa%(Aa的基因型频率)。
②X染色体上基因频率的计算如某种群中基因型有X B X B、X B X b、X b X b、X B Y、X b Y，b%(X b的基因频率)＝XB X b＋2X b X b＋X b Y2（X B X B＋X B X b＋X b X b）＋（X B Y＋X b Y）×100%。
(3)基因频率与基因型频率的计算公式设A的基因频率为p，a的基因频率为q，则p＋q＝1。
雄配子雌配子A(p) a(q)A(p) AA(p2) Aa(pq)a(q) Aa(pq) aa(q2)2.遗传平衡定律的适用条件(1)种群非常大。
(2)种群中个体间的交配是随机的并产生后代。
(3)没有基因突变发生。
(4)没有迁入和迁出。
(5)不同性状的个体生存和繁殖的机会是均等的。
3．自交和自由交配时基因频率和基因型频率的变化规律交配方式基因频率基因型频率自交不改变改变，且纯合子增多，杂合子减少自由交配处于遗传平衡不改变不改变不处于遗传平衡不改变改变3．(2019·宁波高一检测)某生物种群由基因型为AA、Aa、aa的个体组成，其中基因a 的频率为45%，则该种群中基因A的频率为( )A．30% B．45%C．55% D．80%解析：选C。
基因a的频率为45%，所以其等位基因A的频率为1－45%＝55%。
4．据某生物研究性学习小组调查，某校学生中基因型比例为X B X B∶X B X b∶X b X b∶X B Y∶X b Y＝44∶5∶1∶43∶7，则X b的基因频率为( )A．13.2% B．5%C．14% D．9.3%解析：选D。
基因频率是指一个种群基因库中某个基因占全部等位基因数的比率。
X b的基因频率＝X b/(X B＋X b)×100%(因为B、b基因只位于X染色体上，Y染色体上没有)。
女性体内有两条X染色体，因此有两个此类基因(包括B和b)，男性体内只有1条X染色体，因此只有1个此类基因(B或b)。
被调查的种群中，X b＝5%＋1%×2＋7%＝14%，X B＋X b＝44%×2＋5%×2＋1%×2＋43%＋7%＝150%，所以，X b的基因频率＝X b/(X B＋X b)×100%＝14%÷150%×100%≈9.3%。
5．在某一个人群中，经调查得知，隐性性状者为16%，该性状不同类型的基因型频率分别是(按AA、Aa、aa顺序排列答案)( )A．0.36、0.48、0.16 B．0.36、0.24、0.16 C．0.16、0.48、0.36 D．0.16、0.36、0.48 解析：选A。
在一个大群体随机交配的情况下，其基因频率和基因型频率在没有突变、选择和迁移的条件下世代相传，不发生变化，基因型频率是由基因频率决定的。
种群中一对等位基因频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。
题中隐性性状者为16%，即aa%＝16%，则a%＝40%。
A%＝1－40%＝60%。
因此AA%＝60%×60%＝0.36，Aa%＝2×40%×60%＝0.48。
6．某植物种群中，AA个体占16%，aa个体占36%。
该种群随机交配产生的后代中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基因频率的变化依次为( )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。
随机交配的种群，基因频率和基因型频率稳定不变，保持平衡，符合遗传平衡定律。
自交时，基因频率不变，杂合子所占比例会逐代减少，纯合子所占比例逐代增多，所以AA个体百分比会增大。
知识点三隔离与物种的形成1．地理隔离和生殖隔离的比较(1)图中A 属于地理隔离，一旦发生某种地质变化，两个分开的小种群重新相遇，可以再融合在一起。
(2)图中B 属于生殖隔离，一旦形成就保持物种间基因的不可交流性，从而保证了物种的相对稳定。
(3)地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成的质变阶段。
2．物种形成的方式 (1)渐变式(2)爆发式物种A 物种B ――→杂交杂种植株――→染色体加倍异源多倍体爆发式物种形成是在一个较短时间内完成的，主要起源于个体的染色体变异或远缘杂交以及染色体加倍等，如六倍体普通小麦的形成。
3．物种形成与生物进化的比较项目 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和原来生物的关系新物种形成，生殖隔离，质变，属于不同的物种生物进化，基因频率改变，量变，仍属于一个物种联系(1)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7．(2019·江西新余一中高一期末)下图表示某群岛上蝉的物种演化示意图，其中甲、乙、丙、丁、戊分别代表不同种类的蝉。
下列叙述不正确的是( )A．戊和丁的形成是地理隔离造成生殖隔离B．由乙形成丙和丁的过程说明变异是不定向的C．由甲形成乙和戊的过程是自然选择的结果D．图示说明新物种的形成一定要经过地理隔离解析：选D。
分析题图可知，A岛和B岛存在地理隔离，环境不同，选择方向不同，最终导致戊和丁形成生殖隔离，A正确；由乙形成丙和丁的过程说明变异是不定向的，B正确；新物种的形成是通过定向自然选择形成的，由于环境的不同，自然选择的方向不同，C 正确；新物种的形成不一定非要经过地理隔离，如丙和丁，D错误。
8．(2019·济宁高一检测)大约一万年前，某大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成两个种群，两个种群现在已经发生了明显的分化，过程如图所示，下列相关说法正确的是( )A．地球上新物种的形成都必须先经历a过程B．b过程的实质是定向改变种群的基因频率C．①～⑥只能表示物种形成过程中基因突变是不定向的D．品系1和品系2种群基因库出现了较大差异，立刻形成物种1和物种2解析：选B。
图中a过程表示地理隔离使原种群分成了两个不同的种群甲和乙，物种的大爆发不是通过上述途径形成的，A错误；b过程表示自然选择，它会使种群的基因频率发生定向改变，B正确；①②③④⑤⑥表示变异，包括基因突变、基因重组和染色体变异，为生物的进化提供了原材料，C错误；品系1和品系2还是同一物种，要经过长期的进化产生生殖隔离后，才能形成物种1和物种2，D错误。
