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第3节 种群基因组成的变化与物种的形成
2019版高中生物
同步学案
目标素养
1.分析实例认同种群是生物繁殖和进化的基本单位;理解基因频率和基因型频率的概念;理解突变和重组是不定向的,只能为进化提供原材料,而自然选择是定向的,决定着生物进化的方向
2.利用数学方法,探讨自然选择会导致种群基因频率发生定向改变
3.通过探究抗生素对细菌的选择作用,理解耐药菌的出现是可遗传变异的结果,耐药菌比例的增大是抗生素选择的结果;初步建立合理使用抗生素的科学观念
4.理解隔离的定义、类型,阐明隔离在物种形成中的作用;运用归纳与综合的思维方法,概括物种形成的过程
知识概览
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:生活在一定区域的 同种生物全部个体 的集合。例如,一片树林中的全部猕猴或一片草地上的所有蒲公英都可以看作一个种群。
②特点:种群中的雌雄个体可以通过繁殖将 各自的基因 遗传给后代。种群是生物 繁殖 的单位。
(2)基因库:一个种群中 全部 个体所含有的 全部基因 。
(3)基因频率。
①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。
②计算。
二、种群基因频率的变化
2.可遗传变异提供了生物进化的原材料的原因
(1)可遗传变异类型的形成:基因突变产生的 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 。
(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。
三、探究抗生素对细菌的选择作用
1.实验原理
一般情况下,一定浓度的 抗生素 会杀死细菌,但变异的细菌可能产生 耐药性 。在实验室连续培养细菌时,如果向培养基中添加 抗生素 , 耐药菌 有可能存活下来。
2.实验步骤
细菌耐药性变异的产生与抗生素有关吗 为什么
提示:无关。因为抗生素并非诱变因子。
四、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。
能进行交配的两个生物个体是同一个物种吗
提示:不一定。
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。
3.通过地理隔离形成新物种的过程
4.物种形成的必要条件: 隔离 。
一 种群和种群基因库
重难归纳
1.基因频率、基因型频率与基因库的比较
比较项目 含义 变化后与进化的关系
基因频率 某基因的频率=该基因的数目/该基因与其等位基因的总数×100% 发生了生物进化
基因型频率 某基因型的频率=该基因型个体数/总个体数×100% 生物不一定发生进化
基因库 一个种群中全部个体所含有的全部基因 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
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.所有的变异都能导致种群基因频率的改变吗 为什么
提示:不是。只有可遗传的变异才能影响种群基因的组成,才能改变基因频率。
2.生物进化的实质是什么 如何判断一个种群是否发生了进化
提示:生物进化的实质是种群基因频率的改变。判断的依据是种群基因频率是否发生改变。
典例剖析
1.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
答案:B
解析: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,A项正确。突变率受诱变因素的影响,与基因频率无关,B项错误。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,C项正确。基因频率的定向改变是由自然选择决定的,D项正确。
2.桦尺蛾的体色受一对等位基因控制,其中黑色(S)对浅色(s)为显性。将某桦尺蛾种群分成两组,分别迁移到A、B两个区域,A地是煤炭工业重镇,B地是闭塞的山区,数年后抽样调查,结果如下表所示。下列有关说法错误的是( )
A.A地种群内S基因的频率为89%,B地种群内S基因的频率为6%
B.A地种群内的大部分s基因突变为S基因,故S基因的频率升高
C.从上述材料得知生物进化的方向是由自然选择决定的
D.从上述材料得知生物进化的实质就是种群基因频率的变化
区域 SS/% Ss/% ss/%
A 80 18 2
B 2 8 90
答案:B
解析:由题干中的数据可知,A地种群内S基因的频率=(80×2+18)/(80×2+18×2+2×2)×100%=89%,s基因的频率=1-89%=11%:而B地种群内S基因的频率=(2×2+8)/(2×2+8×2+90×2)×100%=6%,s基因的频率=1-6% =94%。可见A地种群内控制黑色的S基因的频率较高,而B地种群内控制浅色的s基因的频率较高,这些不同与这两个种群的生活环境有关。A地种群生活在污染严重的环境中,而B地种群生活在基本未受污染的环境中,可见生物进化的实质是自然选择使生物的基因频率发生改变。
自然选择使种群的基因频率发生定向改变
学以致用
1.下列有关生物进化的叙述,正确的是( )
A.基因突变、基因重组和染色体变异属于可遗传的变异,为生物进化提供了原材料
B.在生物的生存斗争中,失败的个体会被淘汰,这不利于生物的进化
C.自然选择的方向和环境发展的方向之间没有明确的因果关系
D.在稳定的生态系统中,种群的基因频率不会改变
答案:A
解析:突变和基因重组提供了生物进化的原材料,突变包括基因突变和染色体变异,A项正确。在生存斗争中,失败的个体会被淘汰,有利于生物更好地适应环境,有利于生物的进化,B项错误。自然选择决定生物进化的方向,经过自然选择保留下来的个体是适应环境的,C项错误。在稳定的生态系统中,因突变和基因重组等因素的影响,种群的基因频率会发生改变,D项错误。
2.右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,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
答案:A
解析:变异本身是自发产生的,变异发生后,在自然(环境条件)选择的作用下,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项错误,D项正确。P点时两曲线相交,此时A和a的基因频率相等,均为50%,B项正确。Q点后A的基因频率增大,说明环境发生了变化,A基因控制的性状更适应环境,C项正确。
二 探究抗生素对细菌的选择作用
重难归纳
1.实验结果
与区域①相比,区域②③④纸片周围会出现抑菌圈;区域②③④抑菌圈的平均直径逐代减小。
2.实验结论
①细菌耐药性的出现是发生了可遗传的变异的结果;②抗生素的选择作用导致耐药菌的比例逐渐升高。
3.实验操作的注意事项
(1)无菌操作:培养皿、涂布器、纸片必须进行灭菌处理;实验过程中要防止杂菌的污染,如在培养过程中,将培养皿倒置,可防止皿盖上的水珠落入培养基而造成杂菌污染;实验结束后,应将耐药菌、纸片、培养基等进行高温灭菌处理,以防止耐药菌扩散。
(2)涂布菌液时,要尽量使接种的菌体均匀分布,这样可以减小实验误差。
(3)由于突变的低频性,一次筛选不一定能得到耐药菌,故要连续培养。应从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌进行培养,因为这个部位存在耐药菌的可能性大。经过多次培养筛选后方可得到耐药菌。
1.细菌产生耐药性变异的过程是定向的吗 为什么
提示:不是。因为细菌产生耐药性变异的过程属于基因突变,而基因突变具有不定向性。
2.为什么培养基中抗生素滤纸片周围会出现抑菌圈 抗生素滤纸片周围的抑菌圈的直径为什么会逐代变小
提示:因为滤纸片上的抗生素杀死了其周围的细菌,使其不能形成菌落而出现抑菌圈。因为经过抗生素的持续多代筛选,细菌的耐药性越来越强。
典例剖析
长期使用抗生素治病,会出现一些抗药性强的细菌,使抗生素的药效降低。原因是( )
A.长期使用使细菌不得不适应抗生素
B.抗生素的使用导致细菌发生了基因突变
C.抗生素对细菌的不定向变异进行了定向选择
D.细菌为了适应抗生素而产生了定向变异
答案:C
解析:长期使用抗生素治病,由于抗生素对细菌有选择作用,淘汰了没有抗药性的细菌和抗药性低的细菌,能生存下来的细菌都具有较强的抗药性,使抗生素药效降低,而不是细菌对抗生素产生了适应性,A项错误。细菌发生基因突变与抗生素的使用无关,B项错误。抗生素对细菌的不定向变异进行了定向选择,使一些抗药性强的细菌生存下来,C项正确。生物的变异是不定向的,D项错误。
学以致用
滥用抗生素往往会导致细菌产生耐药性,下列叙述错误的是( )
A.种群是细菌进化的基本单位
B.细菌的耐药性变异来源于细菌的基因突变
C.抗生素的定向选择使细菌的耐药基因频率增大
D.细菌的定向变异决定细菌的进化方向
答案:D
解析:种群是生物进化的基本单位,A项正确。细菌没有染色体,不能进行有性生殖,其耐药性变异来源于细菌的基因突变,B项正确。抗生素对细菌种群中存在的不定向变异进行了定向的选择,使细菌的耐药基因频率增大,C项正确。变异是不定向的,自然选择决定生物的进化方向,D项错误。
三 隔离与物种形成
重难归纳
1.地理隔离与生殖隔离的比较
(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,可能会再融合在一起。
(2)图中B属于生殖隔离,一旦形成,物种间基因交流就不能进行,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。
物种的爆发式形成是在较短时间内完成的,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
物种的形成必须经过长期的地理隔离吗 能否在短时间内就形成生殖隔离 请举例说明。
提示:不是。例如,用低温或秋水仙素处理萌发的二倍体西瓜幼苗即可获得四倍体西瓜,四倍体西瓜是新物种,该新物种的形成没有经过长期的地理隔离。
典例剖析
下图为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。下列叙述错误的是( )
A.戊和丁的形成原因是地理隔离
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
答案:D
解析: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项正确。由乙形成丙和丁的过程说明变异是不定向的,B项正确。新物种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项正确。新物种的形成不一定非要经过地理隔离,如丙和丁,D项错误。
学以致用
1.下列关于物种和隔离的叙述,错误的是( )
A.物种是生物分类的基本单位
B.二倍体西瓜与四倍体西瓜属于同一物种
C.隔离是物种形成的必要条件
D.虽然马和驴交配能产生骡,但它们属于不同物种
答案:B
解析:二倍体西瓜与四倍体西瓜之间存在着生殖隔离,属于不同的物种。
2.下列关于物种和隔离的叙述,错误的是( )
A.种群基因库的差异是产生生殖隔离的根本原因
B.隔离阻止了种群间的基因交流
C.不同的物种之间必然存在着生殖隔离
D.对所有物种来说,地理隔离必然导致生殖隔离
答案:D
解析:地理隔离是一个量变的过程,只有经过足够长时间后才能产生生殖隔离。
1.下列有关种群的叙述,错误的是( )
A.种群是生物进化的基本单位
B.种群内的个体彼此可以交配
C.种群是同种个体的机械集合
D.种群是生物繁殖的基本单位
答案:C
解析:同一种群的不同个体相互联系,并通过交配保持一个共同的基因库,因此,种群不是同种个体的机械集合。
2.现代生物进化理论与达尔文进化理论的观点不同的是( )
A.可遗传变异是生物进化的原材料
B.自然选择决定生物进化的方向
C.种群基因频率的改变是生物进化的实质
D.自然选择是环境对生物的选择
答案:C
解析:达尔文进化理论认为遗传和变异是生物进化的内在因素,生物产生了变异以后,由自然选择决定其生存或淘汰,因此自然选择决定生物进化的方向,且自然选择是环境对生物的选择,因此A、B、D三项都符合达尔文进化理论的观点。达尔文进化理论不能科学地解释遗传和变异的本质,C项只是现代生物进化理论的观点。
3.下列哪项不是生物进化的原材料 ( )
A.基因突变 B.基因重组
C.不遗传的变异 D.染色体变异
答案:C
解析:突变和基因重组为生物进化提供了原材料,其中突变又包括基因突变和染色体变异。
4.下列关于新物种形成的叙述,正确的是( )
A.生物进化的结果就是形成新物种
B.生殖隔离是地理隔离的必然结果
C.产生生殖隔离是形成新物种的必要条件
D.基因突变一定能导致新物种的产生
答案:C
解析:生物进化的实质是种群基因频率的改变,但不一定形成新物种,A项错误。地理隔离不一定导致生殖隔离,如东北虎和华南虎,打破地理隔离后二者可以交配并产生可育后代,B项错误。基因突变可以产生新基因,但不一定形成新物种,D项错误。
5.下列形成了新物种的是( )
A.二倍体西瓜经秋水仙素处理成为四倍体西瓜
B.桦尺蛾体色的基因频率由S(灰色)95%变为s(黑色)95%
C.马与驴交配产生了骡
D.克隆羊多莉
答案:A
解析:在遗传学和生物进化论的研究中,把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。四倍体西瓜自交能产生可育后代,说明四倍体西瓜是一个物种,四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交产生的三倍体西瓜高度不育,说明两者之间存在生殖隔离,则四倍体西瓜是一个新物种,A项符合题意;基因频率发生了改变,说明生物发生了进化,但未突破物种的界限,仍属于同一物种,B项不符合题意;骡是不育的,不能称为一个物种,C项不符合题意;克隆羊多莉是经无性生殖产生的,其遗传组成基本不变,仍属于原来的物种,D项不符合题意。
6.以桦尺蛾的体色进化为例,回答下列问题。
(1)在生物进化过程中,如果某基因的频率逐渐增大,说明 。
(2)由以上内容可以看出,生物进化的实质是 。
答案:(1)该基因控制的性状对环境的适应能力较强
(2)种群基因频率发生改变新人教必修2课后习题
6.3 种群基因组成的变化与物种的形成
一、选择题
1.决定种群基因频率改变方向的因素是( )
A.过度繁殖 B.生存斗争
C.自然选择 D.遗传和变异
答案:C
解析:生物进化的实质是种群基因频率的改变,能够使种群基因频率改变的是自然选择。
2.下列因素中对果蝇种群基因频率的变化影响最小的是( )
A.随机交配 B.自然选择
C.基因突变 D.染色体变异
答案:A
解析:一个无穷大的果蝇种群,在理想情况下进行随机交配,经过多代,果蝇种群的基因频率仍可保持稳定的平衡状态。自然选择和变异等都会使果蝇种群的基因频率发生改变。
3.下列关于基因库的相关描述,错误的是( )
A.基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因
B.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
C.种群中每个个体都含有该种群基因库的全部基因
D.基因突变可改变基因库的组成
答案:C
解析:基因库是指种群中全部个体所含有的全部基因,由于个体之间存在着差异,所以每个个体中不可能都含有该种群基因库的全部基因。基因库中只要有一个基因发生变化,基因库组成就一定会发生变化。种群是繁殖的基本单位,基因库随繁殖的进行而不断延续。
4.腕足类动物海豆芽,从4亿年前出现至今面貌基本没变,也没有灭绝。下列对此现象的解释,合理的是( )
A.自然选择对其不发生作用
B.海豆芽在漫长的年代中基因频率发生了较大变化
C.海豆芽很少变异,适应性强
D.海豆芽的生活环境基本没有改变
答案:D
解析:自然选择决定了生物进化的方向,该生物的“面貌基本没变”,说明其生存环境基本没变,基因频率也基本没变,所以性状基本没变。
5.某植物种群中AA、Aa、aa的基因型频率如图甲所示,种群中每种基因型的繁殖成功率如图乙所示。种群随机交配产生的后代中基因型为aa个体的百分比、A基因频率的变化最可能是( )
A.增加、减少 B.减少、减少
C.减少、增加 D.增加、增加
答案:C
解析:由题图可知,基因型为AA的个体繁殖成功率最高,基因型为aa的个体繁殖成功率最低,种群随机交配产生的后代中AA的频率升高,aa的频率降低,因此A基因的频率升高,a基因的频率降低。
6.马与驴为两个不同的物种,它们交配产生的后代骡是不育的。这种现象在生物学上称为( )
A.突变 B.基因重组
C.生殖隔离 D.地理隔离
答案:C
解析:马与驴属于不同物种,它们之间存在生殖隔离。
7.有翅昆虫有时会出现残翅或无翅的突变类型,这类昆虫在正常情况下很难生存下去。但在经常刮大风的海岛上,这些突变类型的昆虫因不能飞行避免了被风吹到海里而淹死。这个实例说明( )
A.突变多数是有害的
B.突变多数是有利的
C.突变的有害和有利并不是绝对的
D.突变的有害和有利是绝对的
答案:C
解析:有翅昆虫突变成残翅或无翅类型,在正常情况下,这些变异类型不能飞行,活动范围小,在生存斗争中处于劣势。但在经常刮大风的海岛这一特定环境中,残翅或无翅类型的昆虫因不能飞行而避免了被风吹到海里,更容易活下来。这一实例说明,突变的有利和有害并不是绝对的,它取决于生物的生存环境。
二、非选择题
8.某地一年生的某种植物种群中,个体的基因型均为aa,开白色花。某一年,洪水冲来了许多基因型为AA和Aa的种子,开红色花。不久后,种群的基因型频率变为55%AA、40%Aa、5%aa。回答下列有关问题。
(1)该地这个种群中全部的个体所含有的全部基因,叫作 。
(2)洪水冲来了许多基因型为AA和Aa的种子后,该群体中A和a的基因频率分别为 和 。
(3)若这一地区没有给这种植物传粉的昆虫,而这种植物都是自花传粉。在3代自交后,群体中AA、Aa、aa的基因型频率分别是 、 和 。在这3年中,该植物种群是否发生了进化 (填“是”或“否”),理由是 。
(4)若发洪水前的种群和洪水冲来的种群中的个体之间由于花期不同,不能正常受粉,说明这两个群体属于不同的 ,原因是 。
答案: (1)基因库
(2)75% 25%
(3)72.5% 5% 22.5% 否 该种群的基因频率没有发生变化
(4)物种 生殖隔离已经形成
9.许多生物特别是动物,在不同的生活季节中,数量存在很大差异:春季繁殖,夏季数量增加到最多,到了冬季,由于寒冷、缺少食物等而大量死亡;第二年春季,又由残存的少量个体繁殖增多,形成一个瓶颈样的模式图(如下图所示,为抗药性个体),其中瓶颈部分即为动物数量减少的时期。
据图回答下列问题。
(1)在图中所示的三年间,该生物种群是否发生了进化 (填“是”或“否”)。为什么 。
(2)在使用杀虫剂防治害虫时,敏感性个体大多被杀死了,保留下来的大都是抗药性个体,这是由于 的选择作用,其实质是增加了 的频率。而在自然越冬无杀虫剂作用时,敏感性个体反而被选择,导致下一代害虫中敏感性基因频率升高,出现这种现象是由于 。
答案:(1)是 该种群的基因频率在不断改变
(2)杀虫剂 抗药性基因 变异的有利与有害取决于环境,在冬天,敏感性个体的适应性强于抗药性个体
等级考素养提升
一、选择题
1.家蝇对拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性,原因是神经细胞膜上某通道蛋白中的一个亮氨酸替换为苯丙氨酸。下表是对某市不同地区家蝇种群对该杀虫剂的敏感性和抗性基因型频率调查分析的结果。下列叙述正确的是( )
家蝇种 群来源 敏感型纯 合子/% 抗性杂合子/% 抗性纯合子/%
甲地区 78 20 2
乙地区 64 32 4
丙地区 84 15 1
A.甲地区家蝇种群中抗性基因频率为22%
B.乙地区抗性基因频率相对较高是杀虫剂选择的结果
C.目前在三地区使用拟除虫菊酯类杀虫剂效果最不明显的应该是丙
D.上述通道蛋白中氨基酸改变的根本原因是在基因表达过程中出现了差错
答案:B
解析:由表格信息可知,甲地区抗性纯合子的基因型频率是2%,抗性杂合子的基因型频率是20%,则抗性基因频率是2%+20%×1/2=12%,A项错误。由表格信息可知,乙地区抗性基因频率较高,在三地区使用拟除虫菊酯类杀虫剂,效果最不明显的应该是乙,C项错误。通道蛋白中氨基酸改变的根本原因可能是基因中碱基对发生了替换,D项错误。
2.在某一种群中,AA、Aa、aa的基因型频率相等,当自然选择分别对隐性基因或显性基因不利时,对应的有利基因的基因频率就会上升,但其上升的幅度不同,如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.自然选择过程中,直接受选择的是表型,进而导致基因频率的改变
B.在甲选择条件下,显性基因的频率可以降为零
C.乙为自然选择对隐性基因不利时的曲线
D.该种群基因频率的变化只与环境的选择作用有关
答案:D
解析:自然选择过程中,直接受选择的是表型,进而导致基因频率的改变,A项正确。当自然选择对显性基因不利时,基因型为AA、Aa的个体不能生存,a基因频率快速上升,因此甲为自然选择对显性基因不利时隐性基因频率变化的曲线。自然选择对显性基因不利时,只有隐性个体能适应环境,显性基因的频率可以降为零,B项正确。当自然选择对隐性基因不利时,基因型为aa的个体的生存能力低,基因型为AA、Aa的个体生存能力高,A基因频率增加的速率较慢,因此乙曲线可以表示当自然选择对隐性基因不利时显性基因频率变化的曲线,C项正确。种群基因频率的变化与突变和基因重组、迁入与迁出以及环境等多种因素有关,D项错误。
3.滥用抗生素会使细菌出现耐药性,如果被这样的细菌感染,人会因该种细菌能够抵抗各种抗生素而无药可救。下列有关说法正确的是( )
A.抗生素的使用会引起细菌的定向变异
B.细菌中本来就存在耐药性个体,长期使用抗生素导致耐药性基因频率上升
C.耐药性基因型频率的改变引起细菌发生进化
D.抗生素的滥用导致细菌产生耐药性,这是细菌适应抗生素的结果
答案:B
解析:生物的变异是不定向的,A项错误。本来就有变异的发生,自然选择保留有利变异,B项正确。耐药性基因频率的改变引起细菌发生进化,C项错误。细菌本来就有耐药性,抗生素的使用增加了耐药性基因频率,D项错误。
4.(不定项选择题)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变化,过程如下图所示。下列相关说法错误的是( )
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
答案:ACD
解析:图中a表示地理隔离,人工诱导多倍体的形成不经历a过程。①②③④⑤⑥表示变异,包括基因突变、基因重组和染色体变异。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。品系1和品系2还是同一物种,要经过长期进化产生生殖隔离后,才能形成物种1和物种2。
二、非选择题
5.杂交实验表明,桦尺蛾体色受一对等位基因S和s控制,黑色(S)对浅色(s)是显性。19世纪中期以前,在桦尺蛾种群中S基因的频率很低,在5%以下,到了20世纪上升到95%以上。
(1)19世纪时,在桦尺蛾的栖息地曼彻斯特地区,树干上长满了地衣,在此环境条件下,种群s基因的频率高的原因是 。
(2)随着英国工业的发展,工业炼铜使地衣不能生存,树皮暴露,并被煤烟熏成黑褐色,在此环境条件下,种群中S基因的频率升高的原因是 。
(3)上述实例说明,种群中产生的变异是 ,经过长期的 ,其中不利变异被不断 ,有利变异则逐渐 ,从而使种群的 发生定向改变,导致生物朝着一定方向缓慢地进化。因此生物进化的方向是由 决定的。
答案:(1)浅色(ss)桦尺蛾与环境颜色一致,不易被鸟类所食,得以生存和繁殖,导致s基因的频率高
(2)黑色(SS或Ss)桦尺蛾的黑色成了一种保护色,黑色个体逐渐增多,导致S基因的频率升高
(3)不定向的 自然选择 淘汰 积累 基因频率 自然选择
6.下图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群a1和a2,它们所处的环境条件不同,经过漫长的进化,分别形成新物种b和c。在此进程中的某一时刻,a1种群的部分个体越过障碍外迁,与a2同域分布,向d方向进化。据此回答下列问题。
(1)在遗传学和进化论研究中,物种是指能够在自然状态下相互交配并产生 的一群生物。物种a的两个种群a1和a2由于地理上的障碍而不能发生基因交流,这种现象叫作 。
(2)由于a1和a2发生的突变和 可能不同,食物和栖息条件互不相同,通过 保留下来的基因也不相同,久而久之,a1和a2的 就会形成明显的差异,从而进化成b和c两个物种。
(3)c和d虽然生活在同一区域,但已经不能相互交配,这说明它们之间存在 。
(4)在此过程中,不利变异被淘汰,有利变异得以保存和积累,从而使控制有利变异的基因频率提高,导致生物朝着适应环境的方向进化。由此可见,生物进化的实质是 。
答案:(1)可育后代 地理隔离
(2)基因重组 自然选择 基因库
(3)生殖隔离
(4)种群基因频率的(定向)改变
解析:(1)物种是指能够在自然状态下相互交配并产生可育后代的一群生物。同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群,使种群间不能发生基因交流的现象叫作地理隔离。(2)种群a1和a2发生的突变和基因重组可能不同,又因为食物和栖息条件互不相同,通过自然选择保留下来的基因也不相同,久而久之,a1和a2的基因库就会形成明显的差异,从而进化成b和c两个物种。(3)c和d虽然生活在同一区域,但已经不能相互交配,这说明它们之间存在生殖隔离,是两个不同的物种。(4)在此过程中,不利变异被淘汰,有利变异得以保存和积累,从而使控制有利变异的基因频率升高,导致生物朝着适应环境的方向进化。由此可见,生物进化的实质是种群基因频率的定向改变。
