(共30张PPT)
章末核心素养整合
2019版高中生物
同步学案
专题一基因频率和基因型频率的有关计算
1.通过定义法(个体数)计算基因频率
【典型例题1】 已知人的褐眼(A)对蓝眼(a)是显性,控制这对性状的基因位于常染色体上。在一个有30 000人的群体中,蓝眼的有3 600人,褐眼的有26 400人(其中纯合子有12 000人)。那么,在这个人群中A、a的基因频率分别是( )
A.64%和36% B.36%和64%
C.50%和50% D.82%和18%
答案:A
解析:因等位基因成对存在,30 000人中共有基因30 000 ×2=60 000(个),蓝眼(aa)的有3 600人,含a基因7 200个,褐眼(A_)的有26 400人,其中纯合子(AA)有12 000人,含A基因24 000个,杂合子(Aa)有14 400人,含28 800个基因,其中A基因14 400个,a基因14 400个。则A的基因频率=(24 000+14 400)/60 000×100%=64%,a的基因频率=(7 200+14 400)/60 000 ×100%=36%。
【典型例题2】 据某生物研究性学习小组调查,某校学生中基因型比例为XBXB∶XBXb∶XbXb∶XBY∶XbY=44∶5∶1∶43∶7,则Xb的基因频率为( )
A.13.2% B.5%
C.14% D.9.3%
答案:D
解析: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值。Xb的基因频率=Xb/(XB+Xb)×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2条X染色体,因此有2个等位基因(包括B和b),男性体内只有1条X染色体,因此只有1个等位基因(B或b)。被调查的种群中,Xb=5%+1%×2+7%=14%,XB+Xb=44%×2+5%×2+1%×2+43%+7%=150%,所以,Xb的基因频率=Xb/(XB+Xb)×100%=14%/150%×100%≈9.3%。
2.根据基因型频率计算基因频率(针对位于常染色体上或X染色体和Y染色体同源区段上的基因)
A的基因频率=AA的基因型频率+1/2Aa的基因型频率
a的基因频率=aa的基因型频率+1/2Aa的基因型频率
【典型例题3】 某小麦种群中基因型为TT的个体占20%,基因型为Tt的个体占60%,基因型为tt的个体占20%。某种病害导致基因型为tt的个体全部死亡,则病害发生前后该种群中T的基因频率分别是( )
A.50%、50% B.50%、62.5%
C.62.5%、50% D.50%、100%
答案:B
解析:由题意可知,病害发生前的各种基因型频率是TT=20%,Tt=60%,tt=20%,所以病害发生前T的基因频率=20%+1/2×60%=50%;病害发生后,基因型为tt的个体全部死亡,TT的基因型频率为20%÷(20%+60%)=25%,Tt的基因型频率为60%÷(20%+60%)=75%,所以病害发生后T的基因频率=25%+1/2×75%=62.5%。
3.根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率
(1)前提:种群足够大;所有雌雄个体之间自由交配并产生后代;没有迁入和迁出;没有自然选择;没有突变。
(2)计算公式:当等位基因只有两个(设为A、a)时,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
若已知某种纯合子的基因型频率,即可直接开方求出相应基因的频率。如在进行有性生殖的理想种群中,某种群隐性性状(aa)的频率为0.01,则a基因的频率为 =0.1。
(3)自交和自由交配时基因频率和基因型频率的变化规律。
【典型例题4】 一个随机交配的足够大的种群中,某一相对性状(由基因A、a控制)中显性性状的基因型的频率是0.36,则( )
A.该种群繁殖一代后杂合子(Aa)的基因型频率是0.32
B.显性基因的基因频率大于隐性基因的基因频率
C.若该种群基因库中的基因频率发生变化,说明一定发生了基因突变
D.若某种群中A的基因频率为0.4,则表现为A基因所控制的性状的个体在种群中占40%
答案:A
解析:根据题意可知,aa的基因型频率为1-0.36=0.64,则a的基因频率为0.8,A的基因频率为0.2,该种群繁殖一代后杂合子(Aa)的基因型频率是2×0.2×0.8=0.32,A项正确,B项错误。种群的基因频率发生变化说明生物发生了进化,但不一定是基因突变导致的,C项错误。若A的基因频率变化为0.4,则a的基因频率为0.6,表现为A基因所控制的性状的个体(AA、Aa)在种群中所占的比例为0.42+2×0.4×0.6=0.64,即64%,D项错误。
【典型例题5】 某植物种群中,基因型为AA的个体占16%,基因型为aa的个体占36%,该种群随机受粉产生的后代中基因型为AA的个体的比例、A基因的频率和自交产生的后代中基因型为AA的个体的比例、A基因的频率依次是( )
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
答案:C
解析:由题意知,种群中A基因的频率为40%,a基因的频率为60%,随机受粉产生的后代中基因型为AA的个体的比例为40%×40%=16%,基因型为aa的个体的比例为60%×60%=36%,基因型为Aa的个体的比例为48%,A基因的频率为16%+48%×1/2=40%。自交产生的后代中基因型为AA的个体的比例为16%+48%×1/4=28%,基因型为aa的个体的比例为36%+48%×1/4=48%,基因型为Aa的个体的比例为1/2×48%=24%,A基因的频率为28%+1/2×24%=40%。
专题二现代生物进化理论的主要内容
1.达尔文的自然选择学说与现代生物进化理论的比较
比较 项目 达尔文的自然选择学说 现代生物进化理论
基本 观点 (1)遗传和变异是自然选择的内因 (2)过度繁殖不仅为自然选择提供了更多可供选择的材料,同时加剧了生存斗争 (3)变异是不定向的,而自然选择是定向的,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 (5)适者生存是自然选择的结果 (6)自然选择是一个长期、缓慢、连续的过程 (1)种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质是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)隔离是物种形成的必要条件
2.关于物种形成与进化
(1)物种形成的三个环节:突变和基因重组、自然选择、隔离。
(2)生物进化中的两个“不等于”。
①突变≠基因突变。
基因突变是DNA分子发生碱基对的替换、增添或缺失而引起的基因结构的改变。“突变”不是基因突变的简称,包括基因突变和染色体变异。
②隔离≠生殖隔离。
隔离包括地理隔离和生殖隔离,隔离导致物种的形成。
判断生物进化与物种形成的方法
(1)从形成标志方面分析。
①如果生物之间出现了生殖隔离,则说明形成了新物种。
②如果只是种群基因频率改变,则只能说明生物发生了进化。
(2)从二者联系方面分析。
①不同种群的基因库产生了明显差异并出现生殖隔离,会形成新物种。
②生物进化不一定产生新物种,新物种产生说明生物一定发生了进化。
【典型例题6】 下列关于自然选择学说和现代生物进化理论及其内容的叙述,错误的是( )
A.自然选择学说解释了生物的多样性和适应性
B.隔离是形成新物种的必要条件,也是生物进化的必要条件
C.有性生殖的出现实现了基因的重组,从而加快了生物进化的速度
D.物种形成的三个基本环节是突变和基因重组、自然选择、隔离
答案:B
解析:隔离是新物种形成的必要条件,但不是生物进化的必要条件。
专题三抗生素对细菌的选择作用
抗药性又称耐药性,是物竞天择的结果。由于大量使用抗生素,具有抗药性的病菌就越来越多,能够有效对抗病菌的抗生素的种类愈来愈少。虽然新药在研发,但细菌发展抗药性的速度并不小于人们发明新药的速度。所以有人悲观地预期,“后抗生素时代”——抗生素无效的时代就要来临。
(1)自然选择的对象。
自然选择的直接对象是生物的变异性状(表型),间接对象是相关的基因型,根本对象是与变异性状相对应的基因。即自然选择的实质是环境对变异所对应的基因的选择,因而可以改变种群的基因频率。
(2)变异先于环境选择。
①变异在环境变化之前已经产生,环境只是起选择作用,不能定向诱发基因突变。
②变异是不定向的,而自然选择能定向改变种群基因频率,从而使种群发生定向进化。
【典型例题7】 下图所示的是施用某种杀虫剂以后,昆虫种群所发生的改变。下列相关叙述错误的是( )
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的变异,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,则抗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型
答案:B
解析: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,杀虫剂在此只起选择作用;也可能来源于突变。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,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型。【过关检测】新人教必修2
第6章 生物的进化
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.根据生命系统的结构层次理论,推测地球上最先出现的生物应该是( )
A.单细胞细菌
B.多细胞水螅
C.低等多细胞藻类植物
D.高等多细胞被子植物
答案:A
2.化石研究表明,早期的爬行动物逐步进化为现代的( )
A.鱼类、两栖类、爬行类
B.鱼类、鸟类、哺乳类
C.两栖类、爬行类、鸟类
D.爬行类、鸟类、哺乳类
答案:D
解析:早期的爬行动物经过自然选择,逐步进化为现代的爬行类、鸟类、哺乳类等动物。
3.除下列哪项外,其余都可以为生物进化提供证据 ( )
A.古生物学 B.比较解剖学
C.胚胎学 D.生态学
答案:D
解析:古生物学可以为生物进化提供化石等证据。比较解剖学和胚胎学可以为生物进化提供生物形态、结构和发育方面的证据。
4.右图为四个物种的进化关系树(图中百分数表示各物种与人类的DNA相似度)。DNA碱基进化速率按1%/百万年计算,下列相关论述合理的是( )
A.四个物种都由共同祖先通过基因突变而形成
B.生殖隔离是物种朝不同方向发展的决定性因素
C.人类与黑猩猩的DNA差异经历了约99万年的累积
D.大猩猩和人类的亲缘关系与大猩猩和非洲猴的亲缘关系的远近相同
答案:C
解析:四个物种是由共同的祖先产生可遗传的变异,经过自然选择,最终产生生殖隔离形成的;物种朝不同方向发展的决定性因素是自然选择;大猩猩与人类的亲缘关系从DNA相似度上看差别是1.1%,与非洲猴的差别是2.24%,所以亲缘关系不同;人类与黑猩猩DNA相似度差别是0.99%,碱基进化速率按1%/百万年计算,人类与黑猩猩的DNA差异经历了约99万年的累积。
5.下列不能作为“人类与类人猿有着较近的共同祖先”的证据的是( )
A.外部形态、内部结构和行为相似
B.胚胎发育过程相似
C.大分子物质的结构相似
D.食性相似
答案:D
解析:食性是与其环境条件密切联系的,受环境的影响。
6.按照达尔文的自然选择学说,下列叙述正确的是( )
A.长颈鹿进化过程中,长脖子的出现是由于环境使其产生定向变异
B.食蚁兽的长舌是长期舔食树缝中的蚂蚁,反复不断伸长的结果
C.某种猫头鹰因视力差、行动迟缓,捉不到田鼠而被淘汰
D.春小麦连年冬种可在冬季稳定生长、繁殖,这是环境影响的结果
答案:C
解析:长颈鹿长脖子的出现不是环境引起的,种群内本来就存在长脖子的变异,环境仅仅起到了选择的作用,A项错误。某些器官由于经常使用而发达,并且遗传给下一代,这是拉马克的“用进废退”和“获得性遗传”的观点,B项错误。达尔文认为,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,具有不利变异的个体,则容易在生存斗争中失败而死亡,视力差的猫头鹰在自然选择的过程中由于得不到食物而被淘汰,C项正确。春小麦和冬小麦是两个物种,春小麦不会由于连年冬种而变成冬小麦,在冬季不能稳定生长、繁殖,D项错误。
7.达尔文自然选择学说各内容之间的关系可用下图表示,则图中①~④内容依次为( )
A.生存斗争、遗传变异、适者生存、过度繁殖
B.遗传变异、适者生存、过度繁殖、生存斗争
C.遗传变异、生存斗争、过度繁殖、适者生存
D.过度繁殖、遗传变异、生存斗争、适者生存
答案:D
解析:达尔文自然选择学说包括过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存四个方面的内容,其基础是过度繁殖,内因是遗传变异,动力是生存斗争,结果是适者生存,不适者被淘汰。
8.荷兰遗传学家研究一种月见草的遗传时,发现一株月见草细胞中的染色体数目由原来的2n=24(条)变成4n=48(条),成为四倍体植株。该四倍体植株与二倍体植株( )
A.属于两个物种,因为二者之间杂交不能产生可育的后代
B.属于两个物种,因为二者之间不能杂交产生后代
C.属于同一物种,因为二者的染色体是同源的
D.属于同一物种,因为二者之间可以杂交产生后代
答案:A
解析:月见草的二倍体与四倍体杂交后产生的三倍体是不育的,所以二倍体与四倍体存在生殖隔离。
9.下列有关生物进化的描述,正确的是( )
A.种群是生物进化的基本单位,物种是繁殖的基本单位
B.种群的基因库一定随个体的死亡而逐渐变小,直至消失
C.生殖隔离是物种形成的必要条件,是生物进化的本质
D.达尔文进化理论不能解释“寒武纪大爆发”等现象
答案:D
解析:种群是生物进化的基本单位,也是生物繁殖的基本单位,A项错误。正常情况下,种群中的基因随着生殖而世代延续,并在群体中扩散,因此种群的基因库不会随个体的死亡而逐渐变小,B项错误。生殖隔离是物种形成的必要条件,但不是生物进化的本质,生物进化的本质是种群基因频率的变化,C项错误。达尔文进化理论认为生物的进化是渐变的,所有的生物都来自共同的祖先,因此不能解释“寒武纪大爆发”等现象,D项正确。
10.人工养殖一群鸡,下列措施不会造成该鸡群基因库发生变化的是( )
A.淘汰鸡群中体质较弱的个体
B.从外地引进新的品种加入鸡群
C.将该鸡群置于与原来不同的环境条件中饲养
D.让该鸡群中的雌雄个体自由交配繁殖后代
答案:D
解析:淘汰鸡群中体质较弱的个体为人工选择,可以使鸡群基因库发生变化;从外地引进新品种可使鸡群基因库中基因的种类增加;自然选择可使鸡群基因库发生变化;该鸡群雌雄个体自由交配时,基因频率不会发生变化,基因库也不会发生变化。
11.下列关于基因频率、基因型频率与生物进化的叙述,正确的是( )
A.一个种群中,控制一对相对性状的各种基因型频率的改变说明物种在不断进化
B.在一个种群中,控制一对相对性状的各种基因频率之和为1
C.基因型Aa的个体自交后代所形成的种群中,A基因的频率大于a基因的频率
D.因色盲患者中男性数量多于女性,所以男性群体中色盲的基因频率大于女性群体
答案:B
解析:在一个种群中,控制一对相对性状的各种基因频率之和为1,基因型频率之和也等于1。
12.如果基因型为Aa的个体自交产生的后代在某一环境中生存能力或竞争能力的大小关系是AA=Aa>aa,则在长期的自然选择过程中,下列能比较正确地表示A基因和a基因的频率变化的曲线是( )
答案:A
解析:由后代生存能力或竞争能力的大小关系是AA=Aa>aa可知,自然选择的结果是A基因的频率将增加,a基因的频率将减小,由于基因型为Aa的个体生存能力较强,故a基因不会被完全淘汰。
13.张谦德在《朱砂鱼谱》中总结的金鱼选种经验是“大都好事家养朱砂鱼尤犹国家用材,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”。从现代生物进化理论的观点分析,下列相关叙述正确的是( )
A.“分数十缸饲养”相当于地理隔离和生殖隔离
B.“逐日去其不佳者”是指对金鱼进行人工选择
C.“自然奇品悉备”是金鱼发生定向变异的结果
D.这种人工培育金鱼方法的原理是染色体变异
答案:B
解析:“分数十缸饲养”是制造地理隔离,使其不能进行基因交流,但地理隔离不一定导致生殖隔离。“逐日去其不佳者”是人为选择去除生长状态不好的个体,属于人工选择。
14.下图表示一个亲代种群由于地理隔离(河流和山脉)形成了两个新的种群,进而进化为两个新物种的过程。下列相关叙述错误的是( )
A.地理隔离导致种群1、2与亲代种群之间不能发生基因交流
B.种群1、2出现不同的突变和基因重组,相互间无影响
C.种群1、2承受不同的选择压力,适应环境的个体被保留
D.种群1、2基因库中没有相同的基因,导致生殖隔离
答案:D
解析:据题图可知,种群1、2与亲代种群之间都存在地理隔离,导致种群1、2与亲代种群之间不能发生基因交流。种群1、2出现不同的突变和基因重组,相互间无影响。在不同的环境条件下,种群1、2承受不同的选择压力,经自然选择,适应环境的个体被保留。在不同环境的选择下,种群1、2基因库的差异越来越大,最终导致生殖隔离。
15.下列各项中,不符合现代生物进化理论观点的是( )
A.进化的基本单位是种群,而不是生物个体
B.自然选择是通过生物过度繁殖导致的生存斗争来实现的
C.协同进化导致生物的多样性
D.突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程中的基本环节
答案:B
解析:达尔文自然选择学说认为进化是以个体为基本单位的,而现代生物进化理论认为进化是以种群为基本单位的。自然选择是通过生物过度繁殖导致的生存斗争来实现的,这是达尔文自然选择学说的内容。现代生物进化理论认为,协同进化导致生物多样性的形成。现代生物进化理论认为,突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成的三个基本环节。
二、选择题(本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
16.下图表示我国黄河两岸a、b、c、d 这4个物种及其演化关系的模型。据图分析,下列说法正确的是( )
A.由a物种进化为b、c两个物种经历了从地理隔离到生殖隔离的过程
B.黄河北岸的b物种迁到黄河南岸后,不与c物种进化为同一物种,内因是种群的基因库不同,外因是存在地理隔离
C.c物种的种群基因频率发生了变化,则该物种一定在进化
D.判断d物种和b物种是否为不同物种的方法是观察两者能否自由交配并产生可育后代
答案:ACD
解析:a物种进化为b、c两个物种经历了从地理隔离到生殖隔离的过程,A项正确。b物种迁到黄河南岸后,与c物种之间不存在地理隔离,B项错误。生物进化的实质是种群基因频率的改变,C项正确。是否存在生殖隔离是判断d物种和b物种是否属于两个物种的依据,D项正确。
17.下列有关生物进化和新物种形成的叙述,正确的是( )
A.隔离是新物种形成的标志
B.生物进化的结果不一定形成新物种
C.自然选择决定了生物进化的方向
D.协同进化是指生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展
答案:BC
解析:隔离是新物种产生的必要条件,生殖隔离是新物种形成的标志,A项错误。生物进化的实质是种群基因频率的定向改变,生物进化的结果不一定形成新物种,B项正确。自然选择决定生物进化的方向,C项正确。协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,D项错误。
18.地震导致海洋中形成了大小相似的甲、乙两个小岛,某时间段内两个岛上鸟类的种类和数量随时间变化的情况如下图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.两岛上的鸟类可能存在地理隔离,不同种的鸟类之间存在着生殖隔离
B.与乙岛相比,甲岛上鸟类的种类增加更多,可能是因为甲岛的环境变化更大
C.每个岛上的鸟类形成一个种群基因库,且两个基因库间的差异越来越大
D.两岛上鸟类的种类虽然不同,但最终两岛上鸟类的数量趋于相同
答案:C
解析:每个岛上的鸟类有多种,所以它们是多个种群,每个种群都存在一个基因库。由于两岛的位置不同,所以两岛上的鸟类可能存在地理隔离,但无论是不是一个岛,不同种的鸟类之间都存在生殖隔离。由题图可知,两岛上鸟类总的数量趋于相同。
19.下列关于生物进化的叙述,正确的是( )
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.虽然亚洲人与非洲人之间存在地理隔离,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,都能使种群的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,而晚近地层中含有复杂生物的化石
答案:BCD
解析:种群中每个个体只含有这个物种的部分基因,不可能含有全部基因,A项错误。亚洲人与非洲人之间存在地理隔离,但两洲人之间仍可婚配产生可育后代,二者之间并没有生殖隔离,B项正确。无论是自然选择还是人工选择,都会淘汰部分个体,从而使种群的基因频率发生定向改变,C项正确。生物进化的顺序是从简单到复杂,因此古老地层中都是简单生物的化石,而晚近地层中含有复杂生物的化石,D项正确。
20.很多植物在进化过程中会产生某些化学物质,用以抵御植食性动物的取食。芥子油苷是十字花科植物产生的,芥子油苷及其代谢产物对多数昆虫都是有毒的,却能吸引菜粉蝶前来产卵,其幼虫(菜青虫)也以十字花科植物的茎叶为食。下列推断正确的是( )
A.十字花科植物和菜粉蝶之间发生了协同进化
B.芥子油苷可以吸引菜青虫的天敌前来捕食
C.菜青虫能消除芥子油苷及其代谢产物的毒性
D.用芥子油苷诱杀某种昆虫的雌性个体,可减少这种昆虫的数量
答案:ACD
解析:十字花科植物与菜粉蝶之间相互选择、相互适应,发生了协同进化,A项正确。由题意不能得出芥子油苷可以吸引菜青虫的天敌前来捕食的结论,B项错误。菜青虫能以十字花科植物的茎叶为食,说明菜青虫能消除芥子油苷及其代谢产物的毒性,C项正确。用芥子油苷诱杀昆虫的雌性个体,干扰雌雄交配,可减少这种昆虫的数量,D项正确。
三、非选择题(本题共5小题,共55分)
21.(10分)细胞色素c是由许多氨基酸组成的,科学家分析发现,通过对生物体内细胞色素c的氨基酸组成的研究可以确定生物在进化过程中的亲缘关系,即物质组成越相似,亲缘关系越近。下表是9种生物的细胞色素c与人的细胞色素c的组成比较,请分析表中数据后回答问题。(已知细胞色素c约由104个氨基酸组成)
生物名称 与人的细胞色素c不同的氨基酸数目/个
黑猩猩 0
猕猴 1
狗 11
马 12
鸡 13
金枪鱼 21
小麦 35
链孢霉 43
酵母菌 44
(1)从上表中数据可发现,生物体内细胞色素c的氨基酸组成和生物的亲缘关系是:亲缘关系越近,细胞色素c的氨基酸组成差异越 。这些数据支持生物有着 的论点。
(2)从上表看,人和 的亲缘关系最远,因为两者的 。
(3)上述对生物细胞色素c的氨基酸组成的比较,从 水平为研究生物的进化提供了证据。
答案:(1)小 共同的原始祖先
(2)酵母菌 细胞色素c的氨基酸组成差异最大
(3)分子
22.(8分)回答下列有关生物进化的问题。
(1)大自然中,猎物可通过快速奔跑来逃脱被捕食,而捕食者则通过更快速的奔跑来获得捕食猎物的机会,这种现象称为 。
(2)在偏远的大山深处的少数民族主要聚居地,由于 ,不同民族之间的通婚概率小,从而阻止了各民族之间的基因交流。
(3)下图为一段时间内某种群A基因频率变化情况。在 时间段内该种群aa的基因型频率为1%。在 时间段内该种群发生了进化,原因是 。
(4)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,请写出实验思路: 。
答案:(1)协同进化
(2)地理隔离
(3)Y3~Y4 Y1~Y3 在Y1~Y3时间段内A基因的频率不断增大,而生物进化的实质是种群基因频率的改变
(4)让两个种群的鸟相互交配,观察能否交配并产生可育后代
解析:(1)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,这就是协同进化,猎物和捕食者的每一点进步都会促进对方发生改变。
(2)在偏远的大山深处的少数民族主要聚居地,地理隔离使不同民族之间的通婚概率小,从而阻止了各民族之间的基因交流。
(3)种群aa的基因型频率为1%,那么a基因的频率为0.1,A基因的频率为1-0.1=0.9,对应的曲线图中的时间段为Y3~Y4。生物进化的实质是种群基因频率的改变,在Y1~Y3时间段A基因的频率不断增大,因此Y1~Y3时间段内生物发生了进化。
(4)不同物种之间存在生殖隔离,若判断生活在不同地区的两个种群的鸟是否属于同一物种,应让两个种群的鸟相互交配,观察能否交配并产生可育后代。
23.(12分)螺旋蛆蝇是一种寄生在家畜上的动物。在实验室里,把螺旋蛆蝇分成数量相同的两组:一组使用杀虫剂,另一组使用电离辐射促使雄性不育。实验结果如下图所示,请回答下列问题。
图一
图二
(1)从图一看,使用杀虫剂处理一段时间后,螺旋蛆蝇个体数量逐渐上升。若用现代生物进化理论进行解释,其原因是螺旋蛆蝇中存在 ,在杀虫剂作用下, 。
(2)在电离辐射后,螺旋蛆蝇会产生如图二所示的情况,对图二进行分析可知,基因A的突变是 。
(3)采用电离辐射促使雄性不育的方法消灭螺旋蛆蝇,虽然最终能达到较理想的效果,但所需时间较长,产生这一现象的主要原因是 。
(4)通过比较各种不同蝇的DNA序列,可以确定它们之间的亲缘关系。现有甲、乙、丙三种蝇,其编码呼吸酶的部分基因片段、DNA单链及DNA单链中的碱基序列如下图所示。
图三
如果让c'链和b'链分别与a链混合,根据结果可推知,与甲的亲缘关系更近的蝇是 。上述研究为生物进化提供了 水平的证据。
答案:(1)抗药性突变基因 抗药性突变基因频率增大
(2)不定向的 (3)基因突变频率较低 (4)丙 分子
解析:(1)由于突变的存在,在种群中存在抗药性强的个体和抗药性弱的个体,杀虫剂对其进行了定向选择,淘汰抗药性弱的个体,抗药性强的个体数量增多。(2)图二表明基因突变是不定向的。(3)由于基因突变具有低频性,因此需要处理大量个体才能得到所需要的性状。(4)按照碱基互补配对原则可知,甲和丙配对的碱基数量多于甲和乙,因此甲和丙的亲缘关系近,这为生物进化提供了分子水平的证据。
24.(11分)根据下列材料回答有关生物进化和生物多样性的问题。
材料1 某种蛾易被蝙蝠捕食,千百万年之后,此种蛾中的一部分当感受到蝙蝠的超声波时,便会运用复杂的飞行模式逃脱危险,其身体也发生了一些其他改变。当人工使变化后的蛾与祖先蛾交配后,产出的受精卵不具有生命力。
材料2 蛙是幼体生活于水中,成体可生活于水中或陆地上的动物。剧烈的地质变化使某种蛙生活的水体分开,蛙被隔离为两个种群。千百万年之后,这两个种群不能自然交配。
(1)材料1中的这种蛾已经发生了进化,原因是 。
(2)材料2中的这两个种群是否已经进化为两个不同的物种 (填“是”或“否”),理由是 。
(3)下表为某基因在种群A和B中的基因型个体数。
基因型 A种群/个 B种群/个
XDXD 200 0
XDXd 50 160
XdXd 100 200
XDY 180 0
XdY 170 270
①A种群中D基因的频率为 。你认为造成B种群的基因型分布最可能的原因是 。
②就D基因而言,A种群的遗传多样性 (填“大于”“等于”或“小于”)B种群,利用表中数据陈述判断依据: 。
答案:(1)基因频率已经发生变化
(2)是 这两个种群之间存在生殖隔离
(3)60%(0.6) D基因显性纯合致死 大于 A种群的基因型多于B种群
解析:(1)当人工使变化后的蛾与祖先蛾交配后,产出的受精卵不具有生命力,说明两个蛾种群之间已经出现了生殖隔离,而生殖隔离是种群基因频率变化到一定程度的结果,生物进化的过程实质上就是种群基因频率发生变化的过程。(2)材料2中“这两个种群不能自然交配”说明这两个种群之间产生了生殖隔离,即这两个种群已经进化为两个不同的物种。(3)①根据表格可知,A种群中D基因有200×2+50+180=630(个),种群中D、d全部等位基因数有(200+50+100)×2+(180+170)=1 050(个),所以A种群中D基因的频率为630/1 050×100%=60%;B种群中没有基因型为XDXD、XDY的个体,最可能的原因是D基因显性纯合致死。②根据表格数据可知,A种群的基因型有5种,B种群的基因型只有3种,A种群的基因型多于B种群,所以,就D基因而言,A种群的遗传多样性大于B种群。
25.(14分)某昆虫的翅按长度可分为残翅、中翅和长翅,残翅昆虫不能飞行,翅越长,运动能力越强。下图1表示某地区该种昆虫的翅长与个体数量的关系,分析并回答下列问题。
图1
图2
(1)该种昆虫翅长差异的根本来源是 。
(2)如果有此种昆虫的两个较小的种群迁入了甲、乙两个岛屿,其中甲岛食物匮乏,运动能力强的生物更容易获得食物,乙岛经常有大风浪,飞行的昆虫容易被吹入大海淹死。我们能从这一事实得到的结论是 。
(3)请在图2中画出昆虫在甲岛屿繁殖数代以后翅长与个体数量关系的直方图。
(4)若干年后,甲岛屿形成的昆虫种群A与乙岛屿形成的昆虫种群B再次相遇,但它们已不能进行相互交配,说明两种群的 存在很大差异,导致它们之间形成了 ,而产生这种差异的原因有① ;② 。
(5)现有1 000只该种昆虫迁入丙岛屿,其中基因型为AA的个体有550只,基因型为Aa的个体有300只,基因型为aa的个体有150只。如果不考虑自然选择和基因突变,昆虫个体进行自由交配,且每只昆虫的繁殖能力相同,则繁殖3代以后,该种群中A的基因频率为 ,Aa的基因型频率为 。
答案:(1)基因突变
(2)基因突变的有害和有利不是绝对的,取决于生物的生存环境
(3)见图
(4)基因库 生殖隔离 A、B两种群发生的可遗传变异不同 A、B两种群存在地理隔离,种群间不能进行基因交流 甲、乙两岛自然选择的作用不同,导致基因频率改变的方向不同(答出任意两点即可)
(5)70% 42%
解析:导致生物性状差异的根本原因是基因突变。突变具有不定向性,突变的利与害取决于突变后的个体是否适应当地的环境。最初迁入丙岛时,该昆虫种群中A的基因频率为(550×2+300)/2 000×100%=70%,a的基因频率为30%。由于该昆虫个体进行自由交配,且繁殖能力相同,第3代以后A的基因频率不发生改变,仍为70%,Aa的基因型频率为2×70%×30%=42%。
