综合质量评估
(时间:75分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共16小题,共40分。第1~12小题,每小题2分;第13~16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.下列对孟德尔研究过程的分析,错误的是( )
A.孟德尔在纯合豌豆亲本杂交和F1自交遗传实验的基础上提出问题
B.孟德尔为了验证所做出的假设是否正确,设计并完成了正、反交实验
C.孟德尔在豌豆花成熟前进行去雄、套袋,再进行授粉、套袋,从而实现亲本的杂交
D.豌豆产生的子代数量足够多、相对性状易于区分是孟德尔成功的部分
原因
答案:B
2.下列基因的遗传符合孟德尔遗传规律的是( )
A.大肠杆菌拟核上的基因
B.T2噬菌体DNA上的基因
C.真核生物的细胞质基因
D.非同源染色体上的非等位基因
答案:D
3.狗的毛色中褐色(B)对黑色(b)显性;I和i是位于另一对同源染色体上的等位基因,I是抑制基因,当I存在时,含有B、b基因的狗均表现为白色,i不影响B、b的表达。现有黑色狗(bbii)和白色狗(BBII)杂交获得F1,F1雌雄个体相互交配产生的F2中,理论上杂合褐色和黑色个体之比为( )
A.8∶1 B.2∶1
C.15∶1 D.3∶1
答案:B
4.在一个双链DNA中碱基总数为m,腺嘌呤数为n,则下列有关结构数目正确的是( )
①脱氧核苷酸数=磷酸数=脱氧核糖数=m ②碱基之间的氢键数为(3m-2n)/2 ③一条链中A+T的数量为n ④DNA中G的数量为m-n
A.①②③④ B.②③④
C.③④ D.①②③
答案:D
5.下图表示某二倍体生物一对同源染色体上的部分基因,以下说法正确的是 ( )
甲 乙
A.这对同源染色体上共存在4对等位基因
B.图示所有等位基因在遗传时均遵循基因的分离定律
C.图中茎高和花色两对相对性状的遗传遵循基因的自由组合定律
D.甲染色体上所示基因控制的性状在该生物体内可全部观察到
答案:B
6.某病为伴X染色体隐性遗传病,且男性患者不育。下列说法正确的是 ( )
A.该病发病率男女相当
B.男性患者的致病基因来自父亲
C.男性患者的双亲均表现为正常
D.男性患者的致病基因只能传给女儿
答案:C
7.人体内一些正常或异常细胞脱落破碎后,其DNA会以游离的形式存在于血液中,称为cfDNA;胚胎在发育过程中也会有细胞脱落破碎,其DNA进入孕妇血液中,称为cffDNA。近几年,结合DNA测序技术,cfDNA和 cffDNA在临床上得到了广泛应用。下列说法错误的是 ( )
A.可通过检测cfDNA中的相关基因进行癌症的筛查
B.提取cfDNA进行基因修改后直接输回血液可用于治疗遗传病
C.孕妇血液中的cffDNA可能来自于脱落后破碎的胎盘细胞
D.孕妇血液中的cffDNA可以用于某些遗传病的产前诊断
答案:B
8.下列与染色体变异有关的说法,错误的是( )
A.染色体变异包括染色体结构的变异和染色体数目的变异
B.单倍体生物的体细胞只含有本物种配子的染色体组数
C.人的5号染色体缺失会引起猫叫综合征
D.染色体结构的改变,会使染色体上的基因数目或排列顺序发生改变
答案:C
9.下列有关细胞癌变的叙述,错误的是( )
A.在适宜的条件下,癌细胞能够无限增殖
B.癌变前后,细胞的形态结构有明显差异
C.原癌基因的功能是阻止细胞不正常增殖
D.经常食用烟熏制品容易导致细胞的癌变
答案:C
10.在进行“调查人群中的遗传病”活动时,最好选择的疾病是( )
A.唐氏综合征
B.艾滋病
C.原发性高血压
D.红绿色盲
答案:D
11.果蝇体色的黄色性状由X染色体上的隐性基因控制,显性基因控制野生颜色。在一个果蝇群体的样本中包括 1 021 只野生颜色雄蝇、997只野生颜色雌蝇和3只黄色雄蝇。该群体的基因库中黄色基因的频率约为( )
A.0.099% B.0.148%
C.0.586% D.无法计算
答案:D
12.下列关于高等动物通过减数分裂形成生殖细胞以及受精作用的描述,错误的是( )
A.受精卵细胞核中的DNA一半来自精子,一半来自卵细胞
B.受精卵中的细胞质主要由卵细胞提供
C.有丝分裂和受精作用维持了生物前后代体细胞中染色体数目的恒定
D.受精卵中的染色体一半来自父方,一半来自母方
答案:C
13.下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法,错误的是( )
A.基因与DNA是局部与整体的关系
B.基因是4种碱基对的随机排列
C.一个基因含有许多个脱氧核苷酸,基因的特异性是由脱氧核苷酸特定的排列顺序决定的
D.基因能够存储遗传信息且可以准确复制
答案:B
14.在香水玫瑰的花色遗传中,红花、白花为一对相对性状,受一对等位基因的控制(用R、r表示)。从下面的杂交实验中得出的结论错误的是( )
杂交组合 后代性状
一 红花A×白花B 全为红花
二 红花C×红花D 红花与白花之比约为3∶1
A.两杂交组合后代中红花基因型相同的概率是
B.红花A、C的基因型不相同
C.两组实验均可判断出红花为显性性状
D.白花B的基因型为rr
答案:A
15.在细胞分裂过程中,末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定,其姐妹染色单体可能会连接在一起,着丝点分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构,如右上图所示。若某细胞进行有丝分裂时,出现“染色体桥”并在两着丝点间任一位置发生断裂,形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异,关于该细胞的说法错误的是( )
A.可在分裂后期观察到“染色体桥”结构
B.其子细胞中染色体的数目不会发生改变
C.其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段
D.若该细胞基因型为Aa,可能会产生基因型为Aaa的子细胞
答案:C
16.下列关于生物进化与生物多样性的叙述,错误的是 ( )
A.京巴犬、阿富汗猎犬、德国牧羊犬等犬类多样性反映了遗传的多样性
B.同地新物种的形成可能在一次有性生殖过程中产生
C.基因突变会使基因频率发生改变并决定进化方向
D.种群内基因频率发生改变可能会导致生物的进化
答案:C
二、非选择题(本题共5小题,共60分)
17.(11分)下图表示真核细胞内某DNA片段遗传信息的传递过程,①~⑤表示物质或结构,a、b、c表示生理过程。据图回答下列问题。(可能用到的密码子:AUG-甲硫氨酸、GCU-丙氨酸、AAG-赖氨酸、UUC-苯丙氨酸、UCU-丝氨酸)
(1)图中a过程叫 ,需要 、 、模板和酶等基本条件,该过程最可能发生的变异是 ,其意义是_____________________________________________________________。
(2)图中c过程进行的场所是 ,该过程以② 为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质,⑤转运来的氨基酸的名称是 。
(3)c过程中,②上可以结合多个核糖体,其意义是_____________________。
答案:(1)DNA的复制 原料 能量 基因突变 产生新基因的途径,生物变异的根本来源,为生物进化提供原材料 (2)核糖体 mRNA 苯丙氨酸
(3)可以在短时间内合成大量的蛋白质
18.(12分)已知某自花传粉植物的花色有白色和红色两种,下图表示等位基因A、a与等位基因B、b共同控制该植物花色的示意图。请回答下列问题。
(1)该植株群体中,红花植株有 种基因型,分别是________________________________________________。
(2)若让红花植株Q自交得F1,F1中红花∶白花=9∶7,则A、a和B、b的遗传遵循 定律,F1白花植株中纯合子占 。
(3)若让上述红花植株Q进行测交,则测交后代中红花∶白花= ,测交后代中B基因的基因频率为 。
答案:(1)4 AABB、AaBB、AaBb、AABb
(2)基因的自由组合 (3)1∶3 25%
19.(10分)在调查某地区中的某单基因遗传病时发现,患者中男性多于女性。一对表型正常的夫妇,生了一个患该遗传病的儿子和一个正常女儿,女儿与一个表型正常的男性结婚,并已怀孕。不考虑基因突变,请回答下列问题。
(1)综合以上信息判断,该遗传病是 病,理由是_____________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)用“ ”表示尚未出生的孩子,请画出该家族的遗传系谱图。
(3)怀孕的女儿生出一个表型正常但携带该遗传病致病基因孩子的概率是 。若女儿体内的胎儿是男性,则 (填“需要”或“不需要”)产前对胎儿进行是否患病的检测。
答案:(1)伴X染色体隐性遗传 根据双亲正常,其所生儿子患病,可判断该遗传病为隐性遗传病,根据患者中男性多于女性,可确定该遗传病的致病基因在X染色体上 (2)如图
(3) 需要
20.(11分)下图为地雀进化、发展过程示意图,其中地雀A与地雀B可以交配产生可育后代,地雀C与地雀A、B之间不能互相交配。据图回答下列问题。
(1)图中存在生殖隔离的地雀类型是 。
(2)图Ⅱ时期,小岛和大陆的两个地雀种群的相关基因型种类和个体数如下表所示。
甲 基因型 AATT AaTT aaTT AATt AaTt aaTt AAtt Aatt aatt 总数
个体数 20 22 4 20 12 3 9 8 2 100
乙 基因型 AATT AaTT aaTT
个体数 196 168 36 400
①据表分析, 种群的遗传多样性高,判断依据是 。种群甲中基因a的频率为 。
②已知上述生物物种每个个体有2×104对基因,每个基因的突变概率都是10-5,则种群甲中出现突变的基因数是 个。
(3)简述若干年后,小岛上由地雀B进化为地雀C的过程:__________________________________________________________________________________________________________________________。
答案:(1)A与C或B与C
(2)①甲 甲种群的基因型种类比乙种群多 30% ②40
(3)岛上环境的自然选择导致种群的基因频率发生变化,基因频率的变化达到一定程度时,产生生殖隔离,形成新物种C
21.(16分)玉米是雌雄同株异花植物,利用玉米纯合雌雄同株品系M培育出雌株突变品系,该突变品系的产生原因是2号染色体上的基因Ts突变为ts,Ts对ts为完全显性。将抗玉米螟的基因A转入该雌株品系中获得甲、乙两株具有玉米螟抗性的植株,但由于A基因插入的位置不同,甲植株的株高表现正常,乙植株矮小。为研究A基因的插入位置及其产生的影响,进行了以下实验:
实验一:品系M(TsTs)×甲(Atsts)→F1中抗螟∶非抗螟约为1∶1
实验二:品系M(TsTs)×乙(Atsts)→F1中抗螟矮株∶非抗螟正常株高约为1∶1
(1)实验一中作为母本的是 ,实验二的F1中非抗螟植株的性别表现为 (填“雌雄同株”“雌株”或“雌雄同株和雌株”)。
(2)选取实验一的F1抗螟植株自交,F2中抗螟雌雄同株∶抗螟雌株∶非抗螟雌雄同株约为2∶1∶1。由此可知,甲中转入的A基因与ts基因 (填“是”或“不是”)位于同一条染色体上,F2中抗螟雌株的基因型是 。若将F2中抗螟雌雄同株与抗螟雌株杂交,子代的表现型及比例为____________________________________。
(3)选取实验二的F1抗螟矮株自交,F2中抗螟矮株雌雄同株∶抗螟矮株雌株∶非抗螟正常株高雌雄同株∶非抗螟正常株高雌株约为3∶1∶3∶1,由此可知,乙中转入的A基因 (填“位于”或“不位于”)2号染色体上,理由是_____________________________________________________________。F2中抗螟矮株所占比例低于预期值,说明A基因除导致植株矮小外,还对F1的繁殖造成影响,结合实验二的结果推断这一影响最可能是_______________。F2抗螟矮株中ts基因的频率为 ,为了保存抗螟矮株雌株用于研究,种植F2抗螟矮株使其随机受粉,并仅在雌株上收获籽粒,籽粒种植后发育形成的植株中抗螟矮株雌株所占的比例为 。
答案:(1)甲 雌雄同株
(2)是 AAtsts 抗螟雌雄同株∶抗螟雌株=1∶1
(3)不位于 抗螟性状与性别性状间是自由组合的,因此A基因不位于Ts、ts基因所在的2号染色体上 含A基因的雄配子不育 (共30张PPT)
第6章 生物的进化
新知一 种群基因组成的变化
1.种群和种群基因库。
结合教材第110页图6-7、第111页图6-8、图6-9,阅读相关内容,阐明种群、基因库、基因频率概念的内涵与外延。
(1)种群。
项目 内容
概念 生活在一定区域的_________________的集合
特点 ①一个种群其实就是一个_____的单位
②雌雄个体可以通过繁殖将各自的_____遗传给后代
举例 一片树林中的全部猕猴;一片草地上的所有蒲公英
同种生物全部个体
繁殖
基因
(2)基因库与基因频率。
①基因库:一个种群中_________所含有的全部基因,叫作这个种群的基因库。
②基因频率
全部个体
2.种群基因频率的变化。
结合教材第112~113页“探究·实践”,阅读相关内容,探讨可遗传变异与种群基因频率变化的关系,阐明生物进化的实质。
(1)可遗传的变异的来源
(2)可遗传的变异提供了生物进化的原材料。
①可遗传的变异的形成
②可遗传的变异的特点
③可遗传的变异的结果: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。
新知二 隔离在物种形成中的作用
结合教材第116页图6-10、图6-11,阅读相关内容,阐明物种、生殖隔离的概念,说明不同物种间存在生殖隔离。
1.物种。
能够在________下相互交配并且产生________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_________的现象。
(2)常见类型。
自然状态
可育后代
自由交流
类型 发生范围 结果
生殖隔离 ________之间 ①不能_________
②即使交配成功,也不能产生______
_____
地理隔离 _____生物 使得种群间不能发生_________
不同物种
相互交配
可育的
后代
同种
基因交流
3.隔离在物种形成中的作用。
分析教材第117页“思考·讨论”,阅读教材第118页正文内容,认同隔离在物种形成中的作用。
(1)新物种的形成过程。
(2)结论:_____是物种形成的必要条件。
隔离
探究一 种群基因组成的变化
1.判断下列实例是否是种群,并说明理由。
(1)一个池塘中的所有鱼。
判断:_____。
理由:_________________________。
答案:不是 一个池塘中的所有鱼有多个物种
(2)甲地池塘中的鲤鱼和乙地池塘中的鲤鱼。
判断:_____。
理由:_________________________。
答案:不是 两个池塘中的鲤鱼生活在不同区域
(3)一个池塘中的所有成年鲤鱼。
判断:_____。
理由:_________________________。
答案:不是 所有成年鲤鱼不是鲤鱼的全部个体
2.分析资料,根据孟德尔的分离定律,回答下列问题。
资料 在某昆虫种群中,决定翅色为绿色的基因为A,决定翅色为褐色的基因为a,从这个种群中随机抽取100个个体,测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别为30、60和10个,就这对等位基因来说,每个个体可以看作含有2个基因。假设该昆虫种群非常大,所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代,没有迁入和迁出,不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的,基因A和a都不产生突变。
(1)该种群产生的A配子和a配子的比值各是多少 子代基因型的频率各是多少
提示:A配子占60%,a配子占40%。子代基因型的频率:AA为36%,Aa为48%,aa为16%。
(2)子代种群的基因频率各是多少
提示:子代种群的基因频率:A为60%,a为40%。
(3)子二代、子三代以及若干代以后,种群的基因频率会同子一代一样吗 请完成下表。
亲代基因 型的比值 AA(30%) Aa(60%) aa(10%)
配子的比值 A(30%) A(30%) a(30%) a(10%)
子一代基因型频率 AA(36%) Aa(48%) aa(16%)
子一代基因频率 A(60%) a(40%)
子二代基因型频率 AA( ) Aa( ) aa( )
子二代基因频率 A( ) a( )
答案:36% 48% 16% 60% 40%
(4)上述计算结果是建立在5个假设条件基础上的。对自然界的种群来说,这5个假设条件都成立吗 你能举出哪些实例
提示:不可能同时都成立。例如,昆虫的翅色与环境色彩较一致,被天敌发现的机会就少些。
有关基因频率和基因型频率的计算
(1)基因频率和基因型频率的计算方法
③基因频率和基因型频率的关系转换
设一对等位基因为A和a,其基因频率分别为p与q(p+q=1)。亲代Aa和Aa自然交配后,F1具有AA、Aa、aa 3种基因型,其基因频率如下列公式:[p(A)+q(a)]2=p2(AA)+2pq(Aa)+q2(aa)。即AA的基因型频率为p2,Aa的基因型频率为2pq,aa的基因型频率为q2;产生A配子的频率为A=p2+×2pq=p2+pq=p(p+q)=p,产生a配子的频率为a=q2+×2pq=q2+pq=q(p+q)=q。可知F1的基因频率没有发生改变。
(2)上式揭示了基因频率与基因型频率的关系,使用它时,种群应满足以下5个条件:种群非常大;种群雌雄个体间都能自由交配并产生后代;没有迁入和迁出;不同的个体生存和繁殖的机会是均等的;基因不产生突变。满足上述5个条件的种群即处于遗传平衡。
【例1】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型
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.因红绿色盲患者中男性数量大于女性,所以男性
群体中红绿色盲的基因频率大于女性
解析:生物进化的实质是种群基因频率的改变,而不是基因型频率的改变,A项错误;在一个种群中,理论上控制一对相对性状的各种基因型频率之和为1,B项正确;基因型Aa的个体自交后代所形成的种群中,AA∶
Aa∶aa=1∶2∶1,则A基因的频率等于a基因的频率,C项错误;红绿色盲患者中男性多于女性,原因是伴X染色体隐性遗传方式中,男性只要有一个红绿色盲基因就患病,而女性有两个红绿色盲基因才患病,但男性群体中红绿色盲的基因频率与女性群体中红绿色盲的基因频率相同,D项错误。
答案:B
【例2】果蝇的长翅(V)对残翅(v)为显性。在一个由600只长翅果蝇和400只残翅果蝇组成的种群中,若杂合子占所有个体的40%,那么显性基因V在该种群内的基因频率为( )
A.20% B.40% C.60% D.80%
解析:由题意知,vv=400只,Vv=(600+400)×40%=
400(只),则VV=600-400=200(只),因此V的基因频率=(2×
200+400)÷[(600+400)×2]×100%=40%。
答案:B
探究二 隔离在物种形成中的作用
下图为自然界中大多数物种形成的过程图解,请完善并回答下列问题。
答案:自然选择 基因频率 地理隔离 生殖隔离 物种形成
(1)物种和种群有什么区别 二者存在什么关系
提示:种群是生活在一定区域的同种生物全部个体的集合;物种是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。同一种群的个体一定属于同一物种,同一物种的个体可能分布于不同的区域,形成不同的种群。不同种群的个体可能属于同一物种,不同物种的个体一定属于不同的种群。
(2)物种形成的基本环节是什么 物种形成和生物进化的关系是什么
提示:突变和基因重组、自然选择以及隔离是物种形成的三个基本环节。物种形成必定伴随着生物进化,但生物进化不一定导致新物种形成。
(3)地理隔离一定会产生生殖隔离吗 举例说明。
提示:不一定。长期的地理隔离可能会产生生殖隔离,但是也不一定,如华南虎和东北虎,虽然经过长期的地理隔离,但是没有产生生殖隔离。
(4)若由于某种原因,某二倍体植物加倍成了四倍体植物,那么该四倍体植物和二倍体植物之间存在生殖隔离吗 这说明什么
提示:该二倍体植物与其加倍形成的四倍体植物杂交,后代是三倍体,三倍体是不育的,所以该四倍体植物与对应的二倍体植物之间存在生殖隔离。这说明有时候不经过地理隔离也能产生生殖隔离。
物种形成的方式
(1)渐变式(主要)。
大多数物种的形成方式为渐变式,形成过程如本页合作探究过程图所示。
(2)骤变式(爆发式)。
往往是种群内少数个体,由于个体的染色体结构变异、染色体数目加倍以及远缘杂交,再经自然选择比较快速地形成生殖隔离,成为新的物种。此种方式多见于植物,如八倍体小黑麦的形成。
【例3】下列关于物种和隔离的叙述,正确的是( )
A.物种是生物进化和繁殖的基本单位
B.二倍体西瓜与四倍体西瓜属于同一物种
C.地理隔离和生殖隔离都会阻止生物之间的基因交流
D.种群必须经过地理隔离,才能达到生殖隔离
答案:C
【例4】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,现在两个种群已经发生了明显的分化,过程如下页图所示。下列有关说法正确的是( )
A.b过程的实质是定向改变种群的基因频率
B.地球上新物种的形成都必须先经历a过程
C.①~⑥仅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2两种群的基因库出现了较大差异,就
可形成物种1和物种2
解析:b表示自然选择,其实质是定向改变种群的基因频率,A项正确。图中a表示地理隔离,地球上新物种的形成往往要先经历地理隔离,最终达到生殖隔离,但不都是这样的,用秋水仙素诱导二倍体植物染色体加倍形成的个体是四倍体,此四倍体的形成没有经过地理隔离,B项错误。①~⑥表示生物可遗传的变异,主要来源于基因突变、基因重组和染色体变异,C项错误。新物种的形成标志是生殖隔离,品系1和品系2种群基因库出现了较大差异,如果两品系不能进行基因交流,则说明存在生殖隔离;如果依然可以进行基因交流,说明它们不存在生殖隔离,D项错误。
答案:A
【情境迁移】三倍体牡蛎肉鲜味美,其培育的过程是用适宜浓度的6-二甲氨基嘌呤诱导二倍体牡蛎处于减数分裂Ⅱ的次级卵母细胞,抑制第二极体的释放,然后让该细胞与二倍体牡蛎的精子结合。
(1)三倍体牡蛎和二倍体牡蛎是两个物种吗 为什么
提示:三倍体牡蛎是不育的,因此不属于一个物种;二倍体牡蛎是可育的,属于一种物种。
(2)在三倍体牡蛎培育过程中,主要利用了哪种可遗传的变异
提示:染色体变异。
【方法规律】
判断两种生物是否为同一物种
(1)“新物种”必须具备两个条件:与原物种之间已形成生殖隔离和必须是可育的。例如,三倍体无子西瓜、骡子均不可称为“新物种”,因为它们均是“不育”的;而四倍体西瓜相对于二倍体西瓜则是“新物种”,因为它与二倍体西瓜杂交产生的子代(三倍体西瓜)不育,意味着两者之间已产生生殖隔离,故已成为“新物种”。
(2)判断方法:若可以自然交配,并且产生可育后代,那么就是同一物种;若不能进行自然交配,或者交配产生不可育后代,则为不同物种。
课堂建构
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第6章 生物的进化
新知一 地层中陈列的证据——化石
结合教材第100页图6-1、第101页图6-2,分析教材第101页“思考·讨论”并阅读相关内容,说出达尔文生物进化论的组成和内容;认同化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。
1.达尔文生物进化论的组成。
(1)_________学说:指出地球上所有的生物都是由___
_____________进化来的。
(2)自然选择学说:揭示了_______________,解释了__
__________________________。
共同由来
原
始的共同祖先
生物进化的机制
适
应的形成和物种形成的原因
2.化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。
(1)化石的概念:通过自然作用保存在地层中的古代生物的_____________________等。
(2)研究内容:
①从动物的_____化石推测它们的饮食情况。
②从动物的_____化石推测其体型大小和运动方式。
③从植物化石推测它们的_____________________。
(3)研究成果:
①证实了生物是由_______________经过漫长的地质年代逐渐进化而来的。
②揭示出生物由___________、由____________、由___________的进化顺序。
遗体、遗物或生活痕迹
原始的共同祖先
牙齿
形态、结构和分类地位
简单到复杂
低等到高等
水生到陆生
骨骼
新知二 其他方面的证据
结合教材第102页图6-3、第103页图6-4,分析教材第102页和第103页的“思考·讨论”并阅读相关内容,列举生物进化论的其他证据。
1.比较解剖学证据。
(1)证据:脊椎动物的器官、系统的形态和结构,具有高度_____性。
(2)论点:_________有共同的祖先。
一致
脊椎动物
2.胚胎学证据。
(1)证据
①人和鱼的胚胎在发育早期会出现相似的________。
②脊椎动物在_____________都有彼此相似的阶段。
(2)_________________有共同的祖先。
3.细胞和分子水平的证据。
(1)证据:当今生物都有能进行代谢、生长和增殖的_____,细胞有共同的__________________等。
(2)论点:_____有共同的祖先。
鳃裂和尾
胚胎发育早期
人和其他脊椎动物
细胞
物质基础和结构基础
生物
探究一 地层中陈列的证据——化石
资料 生命起源是自然科学领域内最重大的课题之一。一百多年前,恩格斯就已指出“生命是蛋白体的存在方式”。蛋白质和核酸的结构与功能是认识生命现象的基础。在绝大多数生物体内,组成蛋白质的氨基酸有21种,这些氨基酸大部分已在化石中找到,这对研究生命起源具有很大意义。
在前寒武纪地层中,特别是在前寒武纪的燧石层中,已陆续发现了各种化学化石和微体化石,如南非距今37亿年的前寒武纪地层中发现有显示非生物起源和生物起源的中间性质的有机物质;距今32亿年的前寒武纪地层中发现有植物色素的分解产物,这说明那时生物已经开始进行光合作用。
美国明尼苏达州距今27亿年的前寒武纪地层中,发现有现代蓝细菌类念球藻所含的特征物,说明27亿年前就有和现代蓝细菌类念球藻属相类似的蓝细菌。
结合上述资料,分析下列问题。
(1)为什么说蛋白质和核酸的结构与功能是认识生命现象的基础
提示:蛋白质是生命活动的体现者,核酸是生命活动的控制者,蛋白质和核酸是生命活动最重要的物质。
(2)通过分析对前寒武纪化石中氨基酸等物质的研究,你能得出什么结论
提示:生物是由原始的共同祖先经过漫长的地质年代逐渐进化而来的。
(3)资料说明化石在生物进化的研究中具有什么作用
提示:化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。
【例1】生物进化最可靠的证据是( )
A.各类生物化石在地层里按一定的顺序出现
B.哺乳动物在胚胎发育初期非常相似
C.脊椎动物具有结构相似的器官
D.生物都能适应一定的环境
解析:化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等。化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。
答案:A
【例2】对不同地层中生物化石的研究表明,在古生代早期,海生的藻类植物繁盛;到了古生代中期,原始陆生植物出现;到古生代晚期,蕨类植物繁盛,裸子植物出现;中生代裸子植物繁盛,并在中生代晚期出现了被子植物。上述现象不能说明的生物进化事实是( )
A.生物进化方向是由水生到陆生
B.藻类植物是原始低等的植物类群
C.被子植物是高等的植物类群
D.蕨类植物和裸子植物都是由藻类植物直接进化而
来的
解析:题中所述从古生代早期、中期到晚期的植物有从水生到陆生进化的特点。古生代早期的是藻类植物,所以最低等;中生代晚期出现被子植物,所以最高等,但不能看出蕨类植物和裸子植物与藻类植物之间的进化关系。
答案:D
【情境迁移】研究人员在1.5亿年前的沉积岩中发现了已灭绝的剑尾动物的化石,而后对每个个体背甲的长/宽(用S表示)进行了测定,测定结果(该种动物S值的分布)如下图中的p曲线。在1亿年前的沉积岩中,研究人员又在3个不同地点发现了3个不同剑尾动物群体的化石,曲线a、b、c分别表示3个群体的S值的分布情况。
(1)在1亿年前的沉积岩中,在3个不同地点发现3个不同剑尾动物群体的化石,据此可得出什么结论
提示:3个不同的剑尾动物群体是同时出现的。
(2)据图分析,3个不同群体中哪个群体当时生存的环境是较为复杂的 为什么
提示:c。c群体的S值出现了不同方向的变化。
探究二 其他方面的证据
资料1 同源器官是指不同生物的某些器官在基本结构、各部分和生物体的相互关系以及胚胎发育的过程方面彼此相同,但在外形上有时并不相似,功能上也有差别。例如,脊椎动物的前肢、蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢和人的上肢,虽然具有不同的外形,功能也不尽相同,但却有相同的基本结构,内部骨骼都是由肱骨、前臂骨(桡骨、尺骨)、腕骨、掌骨和指骨组成;各部分骨块和动物身体的相对位置相同;在胚胎发育上,从相同的胚胎原基以相似的过程发育而来。
陆生脊椎动物的肺和鱼鳔也是同源器官。从胚胎发育来看,肺和鳔同出于胚胎期原肠管的突出;从进化上来看,两栖动物的肺是从古代总鳍鱼的鳔演变而来的。
植物也同样有同源器官,如马铃薯的块茎和葡萄的卷须都是茎的变态;豌豆的卷须和小檗的刺都和叶是同源器官。在比较解剖学中特别注意同源器官的研究,它们为生物进化提供了直接的证据。
资料2 细胞色素c的氨基酸序列比较被选择作为分子生物学在进化论上的最初应用。细胞色素c是参与细胞呼吸的重要蛋白质,在所有的需氧细胞中都存在。至今已有许多物种的细胞色素c的氨基酸序列被测定,选择一些代表性物种,与人的细胞色素c氨基酸序列(约有104个氨基酸)相比,其差异如下:
生物名称 氨基酸差异/个 生物名称 氨基酸差异/个
黑猩猩 0 金枪鱼 21
猕猴 1 果蝇 27
狗 11 天蚕蛾 31
鸡 13 链孢霉 43
响尾蛇 14 酵母菌 44
结合上述资料,分析下列问题。
(1)同源器官的一致性作为生物进化的证据,能证明什么 为什么同源器官既有不同的外形,功能也不尽相同呢
提示:同源器官的一致性能证明这些生物是由原始的共同祖先进化而来的。
具有同源器官的生物在不同的环境中生活,向着不同的方向进化发展,适应不同的功能,因而产生了表面形态上的差异。
(2)结合资料1分析,鸟的翼是爬行动物的前肢演化来的,昆虫的翅是由昆虫的表皮分化形成的,但它们的功能都是飞行。那么鸟的翼与昆虫的翅是同源器官吗 为什么
提示:不是。两者是功能相同而起源不同的器官。
(3)分析资料2,可知人与哪种生物的亲缘关系最近,与哪种生物的亲缘关系最远
提示:人与黑猩猩的亲缘关系最近,因为两者细胞色素c的氨基酸序列差异最小;人与酵母菌的亲缘关系最远,因为两者细胞色素c的氨基酸序列差异最大。
(4)不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子存在共同点也存在差异,对你有什么启示
提示:不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的共同点,提示人们当今生物有着共同的原始祖先,其差异的大小则揭示了当今生物种类亲缘关系的远近,以及它们在进化史上出现的顺序。
【例3】蟒蛇外形上没有四肢,但它的体内还保留着后肢骨的残余,说明蟒蛇起源于有四肢的动物。这属于生物进化的( )
A.胚胎学证据
B.比较解剖学证据
C.生物化学证据
D.古生物化石证据
解析:根据分析生物进化的证据来看,蟒蛇外形上没有四肢,但它的体内还保留着后肢骨的残余,说明蟒蛇起源于有四肢的动物,更符合生物进化的比较解剖学证据。
答案:B
【例4】将来自不同种生物的两条DNA单链进行杂交,两种生物的DNA分子碱基序列越相似,形成的杂合双链区的部位就越多。某人用甲、乙、丙三种生物的DNA单链进行杂交实验,结果如下图所示。据图判断,下列叙述正确的是( )
A.游离的单链所对应的原物种DNA片段均不含遗传
信息
B.杂合双链区的存在表示两种生物携带的遗传密码
相同
C.甲与乙的亲缘关系比甲与丙的亲缘关系远
D.甲与丙的亲缘关系比乙与丙的亲缘关系近
解析:游离的单链所对应的原物种DNA片段可能含有遗传信息,A项错误;杂合双链区的存在表示两种生物携带的遗传密码部分相同,B项错误;甲与乙形成的杂合双链区的部位比甲与丙的少,故甲与乙的亲缘关系比甲与丙的亲缘关系远,C项正确;甲与丙形成的杂合双链区的部位比乙与丙的少,故甲与丙的亲缘关系比乙与丙的亲缘关系远,D项错误。
答案:C
课堂建构
谢谢观赏第6章质量评估
(时间:75分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共16小题,共40分。第1~12小题,每小题2分;第13~16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.化石证据表明,有许多物种形成后只存活相当短暂的时期,就逐渐绝灭了。下列最能解释它们短暂生存的原因的是 ( )
A.生物缺乏产生突变的能力
B.生物的繁殖力低
C.生物的食量大
D.生物缺乏具有适应环境的可遗传变异
答案:D
2.地球上现存生物来自共同祖先,下列有关分子生物学证据的说法,错误的是( )
A.大多数现存生物的遗传物质都是DNA
B.亲缘关系越近的生物,其DNA序列相似性越高
C.人类与猩猩、恒河猴以及兔的血红蛋白基因中的碱基序列有一定的相
似性
D.不同生物细胞色素c的氨基酸序列存在较大差异
答案:D
3.下列属于拉马克的进化观点的是( )
A.同种生物不同个体之间在许多性状上存在差异
B.生物产生后代的数量往往超过生活条件所能承受的数量
C.不适应生存环境的生物会被淘汰
D.适应性特征的形成是用进废退和获得性遗传的结果
答案:D
4.下列关于变异和进化的叙述,错误的是 ( )
A.碱基缺失的基因突变不会导致基因数目减少
B.突变既可能改变基因碱基序列,又可能改变基因的数目或排列顺序
C.物种的形成可以不经过隔离,但是都要经过漫长的进化过程
D.突变产生的变异往往有害,但生物的进化离不开突变
答案:C
5.盲鱼常栖息在漆黑的岩洞中,其眼睛退化,却拥有发达的嗅觉和触觉。下列相关叙述正确的是( )
A.若盲鱼和某种浅水鱼种群的基因库存在显著差异,则两者一定不能相互
交配
B.盲鱼个体间在生存斗争过程中相互选择、协同进化
C.原始鱼类进化为盲鱼的根本原因是漆黑的生存环境
D.盲鱼和原始鱼类即使再次生活在相同环境中也不能进化为同一物种
答案:D
6.下列有关基因频率和生物进化的关系的叙述,正确的是( )
A.只要基因频率发生改变,就会发生生物进化
B.只有在新物种形成时,才会发生基因频率的改变
C.地理隔离是物种形成的必要条件
D.生物进化了就一定有新物种形成
答案:A
7.“基因突变对绝大多数个体是不利的,但却是生物进化的重要因素之一。”你认为这一说法( )
A.对,基因突变虽然对多数个体不利,但它为定向的自然选择奠定了基础
B.对,基因突变虽然对多数个体不利,但基因突变的方向与生物进化的方向是一致的
C.不对,因为基因突变不利于个体的繁殖,易绝种
D.不对,因为基因突变易导致个体死亡,不会产生进化
答案:A
8.下列有关自然选择的叙述,正确的是( )
A.自然选择的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.自然选择对生物的变异没有积累作用
D.各种变异都是自然选择和生物进化的前提
答案:B
9.下列关于在自然条件下,某随机交配种群中等位基因A、a频率的叙述,错误的是( )
A.在某种条件下两种基因的频率可以相等
B.该种群基因频率的变化只与环境的选择作用有关
C.一般来说,频率高的基因所控制的性状更适应环境
D.持续选择条件下,一种基因的频率可以降为0
答案:B
10.下列有关物种及新物种形成的叙述,正确的是( )
A.形成新物种的过程中基因频率发生了变化
B.新物种的形成都需要经过地理隔离和生殖隔离
C.狮和虎交配获得的狮虎兽属于二倍体,说明狮和虎属于同一个物种
D.不同物种的种群若生活在同一地区,也会进行基因交流
答案:A
11.下列有关新物种形成的说法,错误的是( )
A.自然选择可以定向改变种群的基因频率,因而可能导致新物种的形成
B.经过长期的地理隔离,最后出现生殖隔离,从而导致新物种的形成
C.经过突变和基因重组、自然选择及隔离三个基本环节,能导致新物种的
形成
D.突变和基因重组可以使种群产生定向变异,因而可能导致新物种的形成
答案:D
12.下列有关生物多样性和进化的叙述,错误的是( )
A.细菌在接触青霉素后会产生具有耐药性的突变个体,青霉素的选择作用使其生存
B.蜂鸟细长的喙与倒挂金钟的筒状花萼是它们长期协同进化形成的相互适应特征
C.新物种的形成通常要经过突变和基因重组、自然选择及隔离三个基本
环节
D.自然选择能定向改变种群的基因频率,决定了生物进化的方向
答案:A
13.一个全部由基因型为Aa的豌豆植株组成的种群,经过连续n次自交获得的子代中,下列说法错误的是 ( )
A.Aa的基因型频率为
B.AA的基因型频率为
C.aa的基因型频率为
D.种群发生了进化
答案:D
14.某科学家根据两块头骨化石碎片鉴别了一个新的小型鳄鱼物种,它与恐龙一起生活在1.26亿年前,其体长仅 61 cm,却长着锋利的牙齿。下列叙述不符合现代生物进化理论的是( )
A.恐龙与小型鳄鱼没有直接的亲缘关系,小型鳄鱼的进化与恐龙没有关联
B.突变为小型鳄鱼的进化提供了原材料
C.小型鳄鱼进化的基本单位是生活在一定区域的同种小型鳄鱼群体
D.自然选择决定了小型鳄鱼的进化方向
答案:A
15.有一个随机交配的种群,在没有迁移等条件下,该种群2年内基因型频率的变化如下表所示,根据现代生物进化理论,在这2年中,下列与这对基因有关的推断,正确的是( )
时间 AA/% Aa/% aa/%
第1年 30 40 30
第2年 25 50 25
A.该种群将朝着Aa增多的方向进化
B.该种群没有表现出生物的进化
C.该种群的生活环境发生了较大的变化
D.该种群较容易发生基因突变
答案:B
16.蜜蜂采蜜时,口器伸入鼠尾草的花冠筒中,头部推动鼠尾草“丁”字形雄蕊,花粉落在头部(如下图所示)。鼠尾草雄蕊先成熟,蜜蜂采蜜后飞出时,不会导致同一朵花的雌蕊受粉。等到雄蕊凋谢后雌蕊成熟,其他蜜蜂再来采蜜时,雌蕊的柱头恰好能接触蜜蜂头部,巧妙地接受了其他花的花粉而受精。下列相关叙述错误的是( )
A.鼠尾草的“丁”字形雄蕊结构有利于虫媒传粉
B.鼠尾草“丁”字形花蕊的形成与自然选择无关
C.花蕊成熟时间不同增强了遗传多样性
D.鼠尾草与蜜蜂相互适应、协同进化
答案:B
二、非选择题(本题共5小题,共60分)
17.(12分)下图为现代生物进化理论的概念图,请据图回答相关问题。
(1)②导致①改变的内因是生物的 和 ,它为生物进化提供原材料。图中③指 ,③的观点没有提出隔离是物种形成的必要条件,隔离是指不同群体的个体在自然条件下基因不能自由交流的现象,也就是物种形成必须要有 隔离。
(2)曼彻斯特地区的桦尺蛾有黑色类型和浅色类型,经过若干年自然选择后,黑色类型桦尺蛾占多数,说明自然选择是 (填“定向的”或“不定向的”),自然选择过程中,直接选择的是 (填“基因型”或“表型”)。
(3)④指 。
(4)生物进化的基本单位是 ,进化的实质是 , _____________决定生物进化方向。物种形成的三个环节是突变和基因重组、 和 。
答案:(1)突变 基因重组 自然选择学说 生殖
(2)定向的 表型 (3)遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性
(4)种群 种群基因频率发生改变 自然选择 自然选择 隔离
18.(12分)某昆虫的翅可按长度分为残翅、中翅和长翅,且残翅昆虫不能飞行,翅越长运动能力越强。下图表示某地区该种昆虫的翅长与个体数量的关系,请回答下列问题。
(1)该种昆虫翅长变异的根本来源是 。
(2)如果有两个较小的此种昆虫的种群迁入了甲、乙两个岛屿,其中甲岛屿食物匮乏,运动能力强的生物更容易获得食物;乙岛屿经常有大风,飞行的昆虫容易被吹入大海淹死。从这一事实得到的结论是 。
(3)请参照上图画出昆虫在甲岛屿繁殖数代以后翅长与个体数量关系的柱状图。
(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,但它们已不能进行交配,遗传学上把这种现象叫作 。
答案:(1)基因突变
(2)变异的有利和有害往往取决于生物的生存环境
(3)
(4)生殖隔离
19.(10分)分析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地奔跑来获得捕食猎物的机会,这种现象属于 。
(2)下图所示为一段时间内某种群中A基因频率变化情况。在 时间段内该种群中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 。
(3)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)Y3~Y4 Y1~Y3 种群基因频率发生了改变
(3)让两个种群的鸟相互交配,观察能否交配并产生可育后代
20.(16分)某时期,在一条大河的南岸的大块农田中发生某种甲虫的虫害,承包土地的农民起初在农田里喷洒某种杀虫剂R,取得较好的效果,但几年后又不得不以放养青蛙来代替喷洒杀虫剂。下图为在此时期内这种甲虫种群密度变化示意图,据图回答下列问题。
(1)从A点到B点,在施用杀虫剂的初期,甲虫种群密度急剧下降,但仍有极少数个体得以生存,原因是 。
(2)从B点到C点曲线回升的原因是这种耐药性的变异是可以 的,通过一代代的积累,使甲虫种群的耐药性增强了,在这个过程中,杀虫剂对甲虫起 作用,这是通过杀虫剂与甲虫之间的 实现的,杀虫剂对甲虫所起作用的实质就是定向地改变害虫种群中的 ,向更易产生耐药性的方向进化。
(3)如果A到D都为杀虫剂防治期,这说明在C点时,农民在使用杀虫剂时可能采取了某种措施,这种措施最可能是 。
(4)若在这条大河的北岸也发现了与南岸的甲虫外形很相似的甲虫种群,将两岸甲虫放在一起饲养,发现这两个种群的甲虫可以交配并产生小甲虫,但小甲虫不育,这说明两个种群之间存在 。
(5)大河南岸的马铃薯地和玉米地里分别都有这种甲虫种群,经检测发现它们的基因型共有5种,这反映了生物多样性中的 多样性。
答案:(1)种群中有少数个体对杀虫剂具有耐药性 (2)遗传 选择 生存斗争 基因频率 (3)更换杀虫剂的种类 (4)生殖隔离 (5)遗传
21.(10分)青霉素是一种抗生素。几十年来,由于反复使用,致使某些细菌对青霉素的抗药性越来越强。请根据达尔文的生物进化论回答下列问题。
(1)使用青霉素之前,细菌对青霉素的抗药性存在着 ;患者使用青霉素后,体内绝大多数细菌被杀死,这叫作 ,极少数抗药性强的细菌活了下来并繁殖后代,这叫作 。青霉素的使用对细菌起了 ,这种作用是通过细菌与青霉素之间的 实现的。由于青霉素的反复使用,就会使得抗药性状逐代 而加强。从这个过程可以看出,虽然生物的 是不定向的,但 在很大程度上是定向的。
(2)自然选择是把自然界中存在的 变异选择出来,并使之逐代积累、加强,最终形成生物新品种。
(3)上述过程表明,自然选择是一个 的过程。
答案:(1)差异 不适者被淘汰 适者生存 选择作用 生存斗争 积累 变异 自然选择 (2)有利 (3)适者生存、不适者被淘汰第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
[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%
答案:B
2.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( )
A.体色深和体色浅的个体繁殖能力弱
B.体色深和体色浅的个体食物来源太少
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
答案:C
3.下列实例中不属于生殖隔离的是( )
A.玉米的花粉落在大豆柱头上不能萌发
B.同种动物因生活的地区不同而不能进行基因交流
C.山羊和绵羊的杂交后代不活
D.不同种类的昆虫雌雄个体之间通常不能交配
答案:B
4.下列有关生物新物种形成的基本环节的分析,正确的是( )
A.只有基因突变和基因重组为进化提供原材料
B.种群基因型频率的定向改变是形成新物种的前提
C.地理隔离是新物种形成的必要条件
D.种群基因库的差异是产生生殖隔离的根本原因
答案:D
5.一般来说,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。干旱和盐碱环境所起的作用是( )
A.导致基因重组 B.选择表型
C.诱发基因突变 D.导致染色体变异
答案:B
[拓展提高]
6.下列关于基因频率与生物进化关系的叙述,正确的是( )
A.种群基因频率的改变不一定引起生物的进化
B.生物进化的实质是种群基因频率的改变
C.只有在新物种形成时,才发生基因频率的改变
D.生物性状的改变一定引起生物的进化
答案:B
7.假设在某一个群体中,AA、Aa、aa三种基因型的个体数量相等,图中所示为环境对A或a基因有利时其基因频率的变化曲线。下列叙述正确的是
( )
A.有利基因的基因频率变化如曲线甲所示,该种群将进化成新物种
B.种群基因型频率的改变一定引起基因频率的改变
C.图中甲、乙曲线变化幅度不同主要取决于生物生存环境引起的变异
D.曲线乙可以表示当自然选择对隐性基因不利时显性基因基因频率的变化
答案:D
8.下图中的A、B、C表示3个自然条件有差异的地区,地区间的黑粗线表示存在一定的环境隔离。A地区的某些个体分布到B、C地区,并逐渐形成2个新物种,③中的甲、乙、丙分别表示3个种群。下列相关说法正确的是
( )
A.上述过程说明环境隔离是新物种形成的标志
B.甲、乙2个种群的基因库存在较大的差异,不能进行基因交流
C.乙、丙2个种群存在环境隔离,但2个种群的基因频率相同
D.甲、丙2个种群存在生殖隔离,2个种群的基因库组成完全不同
答案:B
9.三倍体牡蛎(3n=30)肉鲜味美,其培育的过程是使二倍体牡蛎处于减数分裂Ⅱ时期的次级卵母细胞不能分裂,然后让该细胞与二倍体牡蛎的精子结合获得三倍体牡蛎。下列有关叙述正确的是( )
A.三倍体牡蛎细胞在减数分裂过程中会形成15个四分体
B.三倍体牡蛎的染色体数目发生了变化且该变化决定其进化的方向
C.三倍体牡蛎细胞在有丝分裂后期能观察到60条染色体
D.三倍体牡蛎与二倍体牡蛎是自然界中存在的两个物种
答案:C
[挑战创新]
10.一百多年前,达尔文对加拉帕戈斯群岛上的13种地雀进行研究,发现这些地雀与生活在南美洲大陆上的某种鸟(后称达尔文地雀)有着相似的特征。右上图为这13种地雀之间的进化关系,请据图分析回答下列问题。
(1)岛上的13种地雀在羽色、鸣叫、产卵和求偶等方面极为相似,但仍属于不同物种,原因是这些地雀之间存在着 。
(2)某小岛上的全部莺雀个体称为一个 ,它是生物进化的 。
(3)莺雀的羽毛有条纹(A)对无条纹(a)为显性。在这个小岛的莺雀种群内,有条纹(AA)个体占35%,无条纹(aa)个体占25%,若地雀间能进行自由交配得到F1,则F1中a基因的频率和Aa基因型的频率分别是 、 。
解析:(1)不同的物种之间存在生殖隔离。(2)种群是生物进化的基本单位,某小岛上的全部莺雀个体称为一个种群。(3)亲本中AA占35%,aa占25%,所以Aa占40%,因此在亲本中A的基因频率为×100%=55%,a的基因频率为1-55%=45%。自由交配后,子代A、a的基因频率不变,则子代中Aa的基因型频率为 2×55%×45%=49.5%。
答案:(1)生殖隔离
(2)种群 基本单位
(3)45% 49.5%
探究实践课:探究自然选择对种群基因频率变化的影响
一、实验目的
1.阐明自然选择对种群基因频率变化的影响。
2.运用数学方法讨论种群基因频率的变化。
二、实验原理
1.自然选择能够提高种群的适应性,它既可以对隐性基因,也可以对显性基因起到选择作用,即自然选择可以使基因频率产生改变。
2.本探究所用的基本方法是数学推算法。
三、方法步骤
1.提出问题:桦尺蛾种群中s基因(决定浅色性状)的频率为什么越来越低呢
2.作出假设:黑褐色的生活环境,不利于浅色桦尺蛾的生存,对黑色桦尺蛾生存有利,这种环境的选择作用使该种群的s基因的频率越来越低,即自然选择可以使种群的基因频率发生定向改变。
3.创设数字化的问题情境。
示例(其中数字是假设的):
1870年,桦尺蛾种群的基因型频率为SS 10%,Ss 20%,ss 70%,S基因的频率为20%。在树干变黑这一环境条件下,假如树干变黑不利于浅色桦尺蛾的生存,使得种群中浅色个体每年减少10%,黑色个体每年增加10%。第2~10年间,该种群每年的基因型频率各是多少 每年的基因频率是多少
4.计算,将计算结果填入表中(如下表所示)。
时间 第1年 第2年 第3年 第4年 ……
基因型 频率/% SS 10 11.5
Ss 20 22.9
ss 70 65.6
基因 频率/% S 20 23
s 80 77
5.根据计算结果,对环境的选择作用的大小进行适当调整,比如,把浅色个体每年减少的数量百分比定高些,重新计算种群基因型频率和基因频率的变化,与步骤4中所得的数据进行比较。
实验思考
1.本实验思考。
(1)本探究活动中,可以随意提出假设吗
提示:不可以。提出的假设要具有科学性,要严谨,不能根据自己的意愿随便提出。
(2)树干变黑会影响桦尺蛾种群中浅色个体的出生率吗 为什么
提示:会。因为许多浅色个体可能在没有交配或产卵前就已被天敌捕食。
(3)在自然选择过程中,直接受选择的是基因型还是表型 为什么
提示:表型。例如,天敌看到的是桦尺蛾的体色,而不是控制其体色的基因。
2.延伸思考。
影响种群基因频率变化的因素主要有哪些
提示:突变和基因重组、自然选择、迁移等。
归纳提升
1.自然选择使种群的基因频率发生定向改变,导致生物朝一定的方向进化。
2.自然选择直接选择的是生物的表型,适者生存,不适者被淘汰。
实战演练
某岛屿上存在着桦尺蛾的两个变种,该地区原为森林,后建设为工业区。
下表为该地区不同时期两个变种桦尺蛾的数量比。这种变化的原因是
( )
森林时期 建成工业区后50年
灰色桦尺蛾 黑色桦尺蛾 灰色桦尺蛾 黑色桦尺蛾
99% 1% 1% 99%
A.工业煤烟使灰色桦尺蛾变为黑色桦尺蛾
B.灰色桦尺蛾迁出,黑色桦尺蛾迁入
C.自然选择作用
D.定向变异作用
答案:C
2.在19世纪中叶以前,英国曼彻斯特地区的桦尺蛾几乎都是浅色(s)的,随着工业的发展,工厂排出的煤烟逐渐将树皮熏成黑褐色,到了20世纪中叶,黑色(S)的桦尺蛾成了常见类型。下列与此相关的叙述,正确的是 ( )
A.自然选择的方向发生了改变,所以自然选择是不定向的
B.桦尺蛾种群进化过程中接受选择的是各种基因型的个体
C.该地区桦尺蛾种群进化过程中Ss的基因型频率不会改变
D.长时间的环境污染导致s基因定向突变成S基因
答案:B
3.桦尺蛾的体色(黑色和灰色)受一对等位基因控制,19世纪中叶,随着英国重工业的发展,桦尺蛾中黑色个体的比例越来越高。20世纪50年代后,英国大气污染得到了治理。据图分析正确的是 ( )
A.黑色桦尺蛾为了适应地衣的颜色体色逐渐变浅
B.控制桦尺蛾体色的基因频率发生了不定向的改变
C.黑色桦尺蛾与灰色桦尺蛾之间没有形成生殖隔离
D.该变化是由黑色桦尺蛾迁离、灰色桦尺蛾迁入引起的
答案:C
4.研究显示,某保护区内地雀喙的形态与ALX1基因高度相关,下图显示ALX1基因型(BB、BP和PP)与FM地雀喙形态的关系。在该保护区内共发现具有钝喙、尖喙和中间型FM地雀的数量分别为260只、180只和360只,则P的基因频率是( )
A.35% B.40% C.50% D.45%
答案:D
5.在一个随机交配的种群中,调查发现AA占20%,Aa占40%,aa占40%,在某种条件发生变化的情况下,显性个体每年递增10%,隐性个体每年递减10%,则第二年A基因的频率为( )
A.43.1% B.40% C.36.7% D.44%
答案:A
6.有两个非常大的某昆虫种群,个体间随机交配。种群1中的A基因频率为80%,a基因频率为20%;种群2中的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%
答案:C
7.等位基因(A、a)位于某种昆虫的常染色体上,该昆虫的一个数量非常大的种群在进化过程中,a基因的频率与基因型频率之间的关系如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别代表AA、Aa、aa的基因型频率
B.影响种群基因频率的因素有突变、自然选择、随机交配、迁入和迁出等
C.a基因控制的性状表现类型更适应环境
D.A基因频率为0.25时,Aa的基因型频率为0.75
答案:C
8.某植物种群,AA基因型个体占30%,aa基因型个体占20%。据此回答下列问题。
(1)该植物的A、a的基因频率分别为 和 。
(2)若该植物自交,后代中AA、aa基因型个体分别占 和 ,这时A、a的基因频率分别是 和 。
(3)依据现代生物进化理论,这种植物在两年中是否发生了进化 ,原因是 。
(4)由此可见,进化的基本单位是 ,进化的原材料是由 _____________提供的, 决定生物进化的方向,进化的实质是 。
解析:(1)由题意知,该种群中AA基因型个体占30%,aa基因型个体占20%,Aa基因型个体占50%,则A基因频率=30%+×50%=55%,a基因频率=20%+×50%=45%。(2)如果该植物自交,后代中AA基因型频率=30%+50%×=42.5%,aa基因型频率=20%+50%×=32.5%,Aa基因型频率=50%×=25%,因此A基因频率=42.5%+×25%=55%,a基因频率=32.5%+×25%=45%。(3)生物进化的实质是种群基因频率的改变,根据上述计算可知,这种植物在两年中种群基因频率没变,所以没有进化。(4)现代生物进化理论认为,生物进化的基本单位是种群,突变(包括基因突变和染色体变异)和基因重组为生物进化提供原材料,自然选择决定生物进化的方向,进化的实质是种群基因频率的改变。
答案:(1)55% 45%
(2)42.5% 32.5% 55% 45%
(3)否 种群基因频率没发生改变
(4)种群 突变和基因重组 自然选择 种群基因频率的改变
探究实践课:探究抗生素对细菌的选择作用
一、实验目的
通过观察细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况,探究抗生素对细菌的选择作用。
二、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。
三、材料用具
经高温灭菌的牛肉膏蛋白胨液体培养基及固体培养基平板,细菌菌株(如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等),含有抗生素(如青霉素、卡那霉素等)的圆形滤纸片(以下简称“抗生素纸片”),不含抗生素的纸片,镊子,涂布器,无菌棉签,酒精灯,记号笔,直尺等。
四、方法步骤
步骤 操作方法
编号 用记号笔在培养皿的底部画2条相互垂直的直线,将培养皿分为4个区域,分别标记为①~④
接种 取少量细菌的培养液,用无菌的涂布器(或无菌棉签)均匀地涂抹在培养基平板上
设置 对照 用无菌的镊子先夹取1张不含抗生素的纸片放在①号区域的中央,再分别夹取1张抗生素纸片放在②~④号区域的中央,盖上皿盖
培养 将培养皿倒置于37 ℃的恒温箱中培养12~16 h
观察 记录 观察培养基上细菌的生长状况。纸片附近是否出现了抑菌圈 如果有,测量和记录每个实验组中抑菌圈的直径,并取平均值
重复 实验 从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌,接种到已灭菌的液体培养基中培养,然后重复上述接种及其后的步骤。如此重复几代,记录每一代培养物抑菌圈的直径
实验思考
1.本实验思考。
(1)为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌
提示:抑菌圈边缘的菌落接触抗生素,经过抗生素选择后可能有的细菌具有耐药性。
(2)在本实验的培养条件下,耐药菌所产生的变异是有利还是有害的 你怎么理解变异是有利还是有害的
提示:在本实验的培养条件下,耐药菌所产生的变异是有利的。变异是有利还是有害取决于环境条件。
2.延伸思考。
滥用抗生素的现象十分普遍。例如,有人生病时觉得去医院很麻烦,就直接吃抗生素;有的禽畜养殖者将抗生素添加到动物饲料中。你认为这些做法会有什么后果
提示:这些做法会使细菌产生耐药性,甚至会导致抗生素不能杀死的“超级细菌”出现。
归纳提升
1.接种过程中不要让菌液污染实验者或其他人及物品;注意不要将平板划破。
2.接种过程中,注意培养皿盖不能完全打开,接种后,培养皿倒置。
3.测量抑菌圈直径的过程中,防止接触菌落。
4.重复培养时,从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌。
5.实验结束后,应将耐药菌、培养基、纸片等进行高温灭菌处理。
实战演练
1.长期使用青霉素治病,会出现一些耐药性强的细菌,使青霉素的药效降低。原因是( )
A.长期使用青霉素使细菌不得不适应青霉素
B.青霉素的使用导致细菌发生了基因突变
C.青霉素对细菌的不定向变异进行了定向选择
D.细菌为了适应青霉素而产生了定向变异
答案:C
2.“超级细菌”是一种耐药性细菌,大部分抗生素对它不起作用。科学家研究发现,“超级细菌”的产生是人类滥用抗生素的结果。下页图表示抗生素的使用时间与细菌数量的关系,下列叙述错误的是 ( )
A.在患感冒时,应减少抗生素的使用
B.C点时细菌种群的耐药性基因频率增加,则一定发生了进化
C.细菌耐药性的产生是人们使用抗生素的结果
D.抗生素的使用导致B点细菌数量较少
答案:C
3.细菌耐药性基因频率升高的原因是 ( )
A.定向变异
B.用进废退
C.自然选择
D.大量繁殖
答案:C
4.“超级细菌”的结构与普通细菌基本相同,不同的是大多数抗生素对其无效,是一种耐药性细菌。下列关于“超级细菌”的说法,正确的是 ( )
A.细胞具有复杂的生物膜系统
B.细胞中蛋白质的加工主要在内质网和高尔基体
C.拟核区中含有环状的DNA分子
D.耐药性是滥用抗生素诱发基因突变所致
答案:C
5.由于抗生素的大量使用,人体内的病菌耐药性大增。下图是某细菌的进化过程图,下列说法正确的是( )
A.人体中的所有细菌原种构成一个种群
B.抗生素使某细菌发生了定向变异
C.②过程使某细菌原种的基因频率发生了定向改变
D.若①②③表示生物进化中的基本环节,则①可能来源于基因突变、基因重组和染色体变异
答案:C
6.野生型枯草杆菌能被链霉素杀死,但一个突变型枯草杆菌却能在含链霉素的培养基上生存,两者的差异如下表所示。下列相关叙述错误的是 ( )
枯草杆菌 核糖体S12蛋白第55~58位的氨基酸序列 链霉素与核糖体结合
野生型 …—脯氨酸—赖氨酸—赖氨酸—脯氨酸—… 能
突变型 …—脯氨酸—精氨酸—赖氨酸—脯氨酸—… 不能
A.突变型枯草杆菌具有链霉素抗性的原因是S12蛋白结构改变
B.链霉素因能与核糖体结合,从而能抑制枯草杆菌的翻译过程
C.出现突变型枯草杆菌最可能的原因是基因中碱基的替换
D.此突变型枯草杆菌的出现是链霉素诱导产生的
答案:D
7.野生型金黄色葡萄球菌对青霉素敏感,将它接种到青霉素浓度为0.1单 位/cm3的培养基上,大多数菌株死亡,极少数菌株能存活下来。存活下来的菌株经过不断选育,最后可以获得能生长在青霉素浓度为250单位/cm3的培养基上的细菌品系。据此分析,下列有关说法正确的是( )
A.抗青霉素的金黄色葡萄球菌增殖过程中能将抗青霉素的性状直接传递给后代
B.在此过程中,青霉素起到了定向诱导金黄色葡萄球菌变异的作用
C.在此过程中,金黄色葡萄球菌种群的基因频率发生了定向改变
D.能在含青霉素的培养基上生长的细菌品系发生的变异是染色体变异
答案:C
8.医学上在治疗由细菌引起的感染性疾病时,通常要进行细菌的耐药性监测,实验方法如下:将含有一定浓度不同抗生素的滤纸片放置在已接种被检菌的固体培养基表面,抗生素向周围扩散,如果抑制生长,则在滤纸片周围出现抑菌圈(图中里面的圈),结果如下图所示。据图回答下列问题。
A B C D
(1)最有效的是 培养皿中的抗生素,原因是 。
(2)用上述最有效的抗生素对细菌进行处理,并测定细菌数量变化,实验结果如下图所示,向培养基中加抗生素的时刻为b点,理由是抗生素使细菌中 _____________的个体大量死亡而数量下降。尽管有耐药性基因存在,但使用抗生素仍然能治疗由细菌引起的感染,原因在于细菌种群中_____________________。
(3)如果长期使用同一种抗生素,细菌会产生耐药性,原因是__________________________________________。
解析:(1)根据题意分析可知,可以通过抑菌圈的大小来确定杀菌能力,即抑菌圈越大,杀菌能力越强,因此最有效的是B培养皿中的抗生素。(2)根据图示和题意分析可知,抗生素会使细菌中不具耐药性的个体大量死亡而数量下降,所以b点是使用抗生素的时刻。在细菌种群中,含有耐药性基因的个体毕竟只占极少数,因此使用抗生素仍然能治疗由细菌引起的感染。(3)长期使用同一种抗生素,抗生素对细菌的耐药性变异进行了定向选择,从而导致细菌会产生耐药性。
答案:(1)B 抑菌圈最大
(2)不具耐药性 有耐药性基因的个体占极少数
(3)抗生素对细菌的耐药性变异进行了定向选择第6章 生物的进化
第2节 自然选择与适应的形成
[基础巩固]
1.下列不属于达尔文的生物进化论的观点的是 ( )
A.同种生物不同个体之间在许多性状上存在差异
B.生物产生后代的数量往往超过生活条件所能承受的数量
C.不适应生存环境的生物会被淘汰
D.适应是环境作用的结果
答案:D
2.达尔文认为自然选择是定向的,所谓定向是指( )
A.定向生存斗争 B.适应特定环境
C.定向遗传 D.只产生有利的变异
答案:B
3.下列不属于达尔文自然选择学说局限性的是 ( )
A.对于遗传和变异的认识还局限于性状水平
B.从个体水平解释生物的进化
C.不了解遗传和变异的本质
D.生物的多样性是进化的结果
答案:D
4.下列关于达尔文自然选择学说和拉马克进化学说的区别的叙述,正确的是 ( )
A.拉马克进化学说认为生物通过变异适应环境
B.达尔文自然选择学说认为环境的作用可以引起不定向的变异
C.达尔文自然选择学说认为变异后就能适应环境
D.拉马克进化学说认为不定向的变异是由动物的意愿决定的
答案:A
5.达尔文自然选择学说与现代生物进化理论的关系是 ( )
A.现代生物进化理论就是达尔文的自然选择学说
B.现代生物进化理论否认了达尔文的自然选择学说
C.达尔文自然选择学说是现代生物进化理论的基础和核心
D.达尔文自然选择学说和现代生物进化理论都认为,种群是生物进化的基本单位
答案:C
[拓展提高]
6.下列关于拉马克进化学说的叙述,错误的是( )
A.拉马克认为,地球上的所有生物都是从更古老的生物演变而来的
B.生物的适应性特征的形成是由于用进废退和获得性遗传
C.器官废而不用,就会造成形态上的退化
D.用进废退获得的性状不可以遗传给后代
答案:D
7.达尔文的生物进化论被认为是科学史上的一次革命,下列可体现其进步性的是( )
A.对生物进化的解释局限于个体水平
B.对遗传和变异的本质做出了科学的解释
C.摒弃了拉马克用进废退和获得性遗传的观点
D.论证了生物是进化的,并合理解释了生物进化的原因
答案:D
8.下图中甲~丁、a~d分别代表各种不同的生物,下列符合达尔文进化观点的是( )
A B C D
答案:C
9.下列关于生物进化论的叙述,正确的是 ( )
A.拉马克科学地解释了进化的原因
B.达尔文从丰富的事实出发,提出了自然选择学说
C.按照达尔文的观点,抗生素可刺激细菌,使细菌产生抗药性变异
D.达尔文的生物进化论解释了遗传和变异的本质
答案:B
[挑战创新]
10.用草履虫进行pH变化实验,实验步骤和现象如下图所示,下列说法错误的是( )
A.该实验结果体现了适应的相对性
B.该实验结果表明草履虫种群中有不同方向变异的个体
C.该实验结果表明草履虫种群中的变异的根本来源是基因突变
D.若pH由9变为5仍有少量个体存活,说明这些个体的pH耐受范围广
答案:C(共20张PPT)
第6章 生物的进化
新知一 适应的普遍性和相对性
分析教材第106页的“思考·讨论”并阅读相关内容,阐明适应的含义,讨论适应的普遍性和相对性,形成初步的进化与适应观。
1.适应的含义。
(1)生物的形态结构适合于_______________。
(2)生物的形态结构及其功能适合于该生物在一定的环境中___________。
2.适应的相对性。
适应是普遍存在的,这些适应是不是绝对的、完全的适应呢 请举例说明。
提示:不是。例如,鱼用鳃呼吸是对水生环境的适应,但对陆生环境却是不适应的。
完成一定的功能
生存和繁殖
新知二 适应是自然选择的结果
1.拉马克的进化学说。
结合教材第107页图6-5,阅读本页第一、二段内容,概述拉马克进化学说的内容,分析其进步意义和局限性。
(1)主要内容。
①当今所有的生物都是由_____________进化来的。
②各种生物的适应性特征并不是自古以来就如此的,而是在________中逐渐形成的。
(2)进步意义。
彻底否定了___________。
(3)局限性。
认为适应的形成都是由于_________和__________。
更古老的生物
进化过程
物种不变论
用进废退
获得性遗传
2.达尔文的自然选择学说。
结合教材第107页图6-6,分析第108页“思考·讨论”和第109页“思考·讨论”并阅读相关内容,概述自然选择学说的内容,分析其进步意义和局限性。
(1)主要内容。
①适应的来源是_____________,适应是_________的结果。
②群体中出现可遗传的有利变异和______________是适应形成的必要条件。
(2)进步意义。
①对生物的___________的形成做出了合理的解释。
②使生物学第一次摆脱了神学的束缚,走上了科学的轨道。
③揭示了生物界的统一性是由于所有的生物都有_________,而生物的多样性和适应性是_____的结果。
(3)局限性。
对于遗传和变异的认识还局限于_____水平,不能科学地解释___________的本质。
可遗传的变异
自然选择
环境的定向选择
进化和适应
共同祖先
进化
性状
遗传和变异
3.生物进化理论的发展。
阅读教材第109页正文最后一段文字,认识生物进化理论的发展。
(1)现代生物进化理论的核心:_________。
(2)生物进化理论的发展。
①关于遗传和变异的研究,已经从性状水平深入到_____水平,人们逐渐认识到了__________的本质。
②关于适应以及物种的形成等问题的研究,已经从以生物个体为单位,发展到以_____为基本单位。
自然选择
基因
遗传和变异
种群
探究一 适应的普遍性和相对性
资料 竹节虫属昆虫纲,竹节虫目,是昆虫中身体最为修长的种类,成虫体长一般为10 cm,最长可达64 cm。因为它们常常俯身于竹枝上,其身体颜色和形态与竹枝难以分辨,所以名为竹节虫。
(1)竹节虫的身体颜色和形态是一种拟态,拟态这种生物现象对于适应环境有什么意义
提示:利于竹节虫躲避敌害。
(2)从进化的角度,怎样解释竹节虫这种适应的形成
提示:竹节虫这种适应的形成是可遗传的有利变异在环境的定向选择下形成的。
(3)虽然竹节虫的拟态本领“高超”,但仍能被天敌捕食,这说明什么
提示:说明适应不是绝对的,适应具有相对性。
【例1】沙漠中的植物通常具有发达的根系,这说明生物具有( )
A.适应性
B.遗传性
C.应激性
D.变异性
答案:A
【例2】多种海鱼一次产卵量可为数万粒甚至数百万粒,但鱼苗死亡率很高,因此这些卵最终发育为成鱼的数量很少。这些鱼高产卵量的现象是( )
A.长期遗传与变异的结果
B.一种适应性
C.受非生物因素制约的结果
D.适应的相对性
解析:多种海鱼一次产卵量可为数万粒甚至数百万粒,由于鱼的卵是在水中完成受精作用,所以成活率极低。而在这样的环境中,高产卵量的鱼才能保证繁衍,所以这是对环境的一种适应。
答案:B
【情境迁移】一种水生小动物水蚤,在25 ℃环境中能正常生活。若将其置于20 ℃环境中部分个体能正常生活,若将正常生活的个体置于28 ℃环境中,全部死亡。
(1)水蚤在25 ℃环境中能正常生活,若将其置于20 ℃环境中部分个体能正常生活,请从生物的变异与环境相适应的角度分析原因。
提示:在25 ℃环境中能正常生活的水蚤存在变异,具有这种变异的水蚤既适应25 ℃环境也适应20 ℃环境。
(2)20 ℃环境中部分个体能正常生活,若将正常生活的个体置于28 ℃环境中,全部死亡,请从适应的角度分析原因。
提示:适应具有相对性。
探究二 适应是自然选择的结果
农田开始使用杀虫剂时,对某种害虫效果显著,但随着杀虫剂的继续使用,该种害虫表现出越来越强的耐药性。请回答下列问题。
(1)从具有耐药性的害虫数量角度分析,为什么农田开始使用杀虫剂时,对某种害虫效果显著,但随着杀虫剂的继续使用,该种害虫表现出越来越强的耐药性
提示:农田开始使用杀虫剂时,具有耐药性变异的害虫数量少,但随着杀虫剂的继续使用,具有耐药性变异的害虫数量越来越多。
(2)害虫耐药性变异的产生是在杀虫剂使用之前还是之后呢 杀虫剂对害虫耐药性的产生发挥了什么作用
提示:之前。定向选择作用。
(3)上述事实说明适应形成的必要条件是什么
提示:可遗传的有利变异和环境的定向选择。
自然选择学说的主要内容
(1)过度繁殖:地球上的各种生物普遍具有很强的繁殖能力,都有依照几何比率增长的倾向。
(2)生存斗争:包括生物与无机环境之间的斗争,生物种内的斗争,如为争夺食物、配偶和栖息地等的斗争,以及生物种间的斗争。
(3)遗传和变异:一切生物都具有产生变异的特性。在生物产生的各种变异中,有的可以遗传,有的不能够遗传。
(4)适者生存: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。
【例3】下列不属于拉马克用进废退学说的是( )
A.鼹鼠长期生活在地下,眼睛就萎缩退化
B.长颈鹿的长颈是采食高处树叶反复伸颈的结果
C.羚羊听觉灵敏、奔跑快是长期自然选择的结果
D.蛇身体细长无足,是经常出入鼠穴捕食的结果
解析:A、B、D三项都属于拉马克的用进废退学说;羚羊听觉灵敏、奔跑快是长期自然选择的结果,属于达尔文的自然选择学说。
答案:C
【例4】下列有关生物进化的论述,不符合达尔文自然选择学说基本观点的是( )
A.遗传和变异是自然选择发生作用的基础
B.生物的变异是不定向的,自然选择是定向的
C.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
D.到了寒冷的冬天,柳树落叶而松树却郁郁葱葱,
表明柳树不适应寒冷环境,松树适应寒冷环境
解析:可遗传的变异能为生物进化提供原材料,所以遗传和变异是自然选择发生作用的基础,A项正确。生物的变异是不定向的,而自然选择是定向的,因此自然选择能决定生物进化的方向,B项正确。变异经过长期的自然选择和积累,就会导致生物之间的差异增大,有利变异通过逐代积累而成为显著的适应性特征,进而出现新的生物类型,C项正确。冬天,柳树的叶子纷纷落下,可以降低蒸腾作用,从而减少热量散失,避免因温度过低而冻伤甚至冻死,因此冬季植物落叶是植物对冬季寒冷环境的一种适应。松树的叶细如针,叶的气孔较少,叶的表面还有一层蜡质保护,因此蒸腾作用非常弱,可以减少热量散失,适应冬天寒冷的环境,D项错误。
答案:D
课堂建构
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第6章 生物的进化
新知一 协同进化
讨论教材第119页“问题探讨”,结合图6-12,阅读相关内容,结合实例阐明协同进化的概念,说出其意义。
1.概念。
(1)范围
(2)结果:在相互影响中不断进化和发展。
2.实例。
(1)开花植物与传粉动物互助互利。
(2)捕食者与被捕食者的体质相互增强。
(3)地球上大气的成分变化与生物类型的变化。
3.意义。
形成了___________。
生物多样性
新知二 生物多样性的形成
结合教材第120页图6-13、第122页图6-14、图6-15、第123页图6-16,阅读相关内容,列举生物多样性的内容,分析生物多样性形成的原因和过程。
1.层次。
2.形成过程。
35亿年前:古细菌出现
35亿~15亿年前:主要是_________
15亿年前:_________
5.4亿~5.0亿年前:海洋中有大量的无脊椎动物物种爆发式地迅速形成
4亿年前:原始陆生植物、原始两栖类
原核生物
真核生物
新知三 生物进化理论在发展
阅读教材第123~124页相关内容,阐明现代生物进化理论的主要内容,探讨生物进化理论的发展现状,认同敢于怀疑、勇于探索的科学态度。
1.现代生物进化理论的主要内容。
(1)适应是________的结果。
(2)_____是生物进化的基本单位。
(3)______________提供进化的原材料,_________导致种群基因频率的定向改变,进而通过_____形成新的物种。
(4)生物进化的过程实际上是__________、______
_________协同进化的过程。
(5)生物多样性是_________的结果。
自然选择
种群
突变和基因重组
自然选择
隔离
生物与生物
生物与
无机环境
协同进化
2.生物进化理论在发展。
(1)观点1:决定生物进化方向的是________的逐渐积累。
(2)观点2:基因突变并不都是_____的,不能否认___
_______的作用。
(3)观点3:物种形成并不都是渐变的过程,而是物种长期稳定与迅速形成新种_________的过程。
(4)观点4:以_____________为核心的进化理论比其他学说的影响要广泛和深远。
中性突变
中性
自
然选择
交替出现
自然选择学说
探究一 协同进化
阅读下列资料,思考下列问题。
资料1 达尔文曾发现一种兰花长着细长的花距,其底部储存着花蜜。达尔文推测,这种花的形成绝不是偶然的,肯定存在这样的昆虫,它们生有同样细长的吸管似的口器,可以从花距中吸到花蜜。大约50年后,研究人员果然发现了这样的蛾类昆虫。如右图。
资料2
猎豹追捕斑马
资料3 地球形成时原始大气中没有氧气,但随着光合生物的出现,使得原始大气中有了氧气,这就为好氧生物的出现创造了前提条件。
(1)资料1、2说明__________________________。
资料3说明_____________________________。
答案:任何生物都不是单独进化的 生物的进化与无机环境的变化是相互影响的
(2)在捕食者与被捕食者的协同进化中,从生物个体和种群两个方面分析是有利的还是有害的
提示:从个体考虑,对被淘汰的个体来说是有害的,对其他个体来说是有利的;从种群考虑,有利于种群的发展。
(3)从协同进化的角度分析,地球上最早出现的生物属于什么代谢类型 请说明原因。
提示:异养厌氧型。地球上的原始大气中没有氧气,因此最早出现的生物都是厌氧的。随着光合生物的出现,使得原始大气中有了氧气,才出现了自养需氧型生物,因此最早出现的生物属于异养厌氧型。
【例1】下列关于协同进化的表述,正确的是( )
A.物种可以单独进化
B.物种之间的协同进化都是通过物种之间的生存
斗争实现的
C.捕食者的存在对被捕食者无益
D.一个物种的形成或绝灭会影响到若干其他物种
的进化
解析:物种与物种之间或生物与无机环境之间协同进化,A项错误;物种之间的协同进化可以通过物种之间的生存斗争或种间互助实现,B项错误;捕食者的存在对被捕食者有益,可以促进彼此协同进化,C项错误;一个物种的形成或绝灭会影响到若干其他物种的进化,D项正确。
答案:D
【例2】生物多样性是协同进化的结果。下列事实不属于协同进化的是( )
A.生活在草原上的斑马和猎豹都能迅速奔跑,是
长期相互选择的结果
B.随着光合生物的出现,原始大气中有了氧气,为
好氧生物的出现创造了条件
C.随着工业的发展,大量温室气体排放,全球气温
升高
D.约4亿年前出现了原始的陆生植物,随后出现
了适应陆地生活的动物
解析:生活在草原上的斑马和猎豹都能迅速奔跑,体现了不同物种之间在相互影响中不断进化和发展,A项不符合题意;光合生物的出现使原始大气中有了氧气,为好氧生物的出现创造了条件,体现了生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,B项不符合题意;随着工业的发展,大量温室气体排放,全球气温升高,导致温室效应加剧,属于环境问题,不属于协同进化,C项符合题意;陆生植物的出现,改善了陆地的环境,为陆地生活的动物的出现提供了条件,体现了生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,D项不符合题意。
答案:C
探究二 生物多样性的形成
下图表示生物多样性的形成过程,据图思考相关问题。
(1)原始的哺乳类向不同的方向发展的内因和外因分别是什么
提示:内因是可遗传的变异;外因是自然环境的变化。
(2)随着时间的推移,生物种类的数量变化情况是怎样的
提示:增多。
(3)生物种类的增多伴随着生物与生物、生物与无机环境之间的相互作用,这说明什么
提示:生物多样性的形成是协同进化的结果。
生物多样性三个层次的关系
【例3】某花农栽种的一株琼花开出极少见的花瓣均为双层的花朵。运用生物多样性的原理对这种现象的正确解释是( )
A.遗传多样性
B.物种多样性
C.生态系统多样性
D.个体多样性
解析:琼花花瓣均为双层的性状是由遗传物质决定的,体现了遗传多样性。
答案:A
【例4】真核生物的出现在生物进化史上具有重要的意义,这主要表现在( )
①真核生物出现了有性生殖,实现了基因重组
②增强了生物变异的多样性,为进化提供了更丰富的原材料 ③真核生物的细胞中出现了染色体,增强了生物变异的多样性 ④真核生物可以使种群产生定向变异,因而可能导致新物种的形成
A.①②③ B.③④ C.①③ D.②④
解析:真核生物通过减数分裂产生配子的过程中,通过同源染色体的分离、非同源染色体的自由组合实现了基因重组,产生的变异大大增加,推动了生物进化,①正确;真核生物出现后,出现了染色体变异和基因重组,增强了生物变异的多样性,为进化提供了更丰富的原材料,②正确;真核生物的细胞中有染色体,增强了生物变异的多样性,③正确;变异是不定向的,生殖隔离才能导致新物种的形成,④错误。
答案:A
探究三 生物进化理论在发展
生物进化理论中的“中性学说”认为每种生物信息大分子都有一定的进化速率,进化的主导因素不是自然选择。下图为几种蛋白质进化过程中氨基酸的置换速率。请分析回答下列问题。
以氨基酸的年置换率计算出的蛋白质进化速率
(1)由图可知,不同蛋白质氨基酸置换速率相同吗 哪种蛋白质的进化速率最高
提示:不同。血纤肽的进化速率最高。
(2)你认为自然选择发挥作用是在蛋白质分子引起生物体的形态和生理发生差异之前还是之后
提示:自然选择发挥作用是在蛋白质分子引起生物体的形态和生理发生差异之后。
(3)结合上述内容,“中性学说”认为基因突变大多是中性的,自然选择对它不起作用;生物进化速率取决于分子的置换速率。你认为这种观点正确吗 请说明理由。
提示:开放性问题。例如,不正确。基因突变不都是中性的,有些基因突变反映在个体的形态上,与环境相适应的程度有差异。
【例5】根据现代生物进化理论,下列说法正确的是
( )
A.生物的可遗传的变异为生物进化提供了原材料,
也决定了生物进化的方向
B.种群是生物进化的基本单位,地理隔离是形成新物
种的标志
C.在自然选择的作用下种群基因频率发生不定向改
变,导致生物朝着一定的方向进化
D.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,进而形成生物的多样性
解析:生物进化的方向是由自然选择决定的,生物的可遗传的变异只能为生物进化提供原材料,A项错误;生殖隔离是形成新物种的标志,B项错误;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进化,C项错误;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,其结果是形成了生物的多样性,D项正确。
答案:D
【例6】下列有关现代生物进化理论的说法,错误的是( )
A.达尔文的自然选择学说是现代生物进化理论
的基础和核心
B.种群是生物进化的基本单位,隔离是物种形成
的必要条件
C.决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累
D.捕食者的存在有利于增加物种多样性
解析:达尔文的自然选择学说是现代生物进化理论的基础和核心,A项正确;种群是生物进化的基本单位,也是生物繁殖的基本单位,隔离是物种形成的必要条件,B项正确;自然选择决定生物进化的方向,C项错误;捕食者的存在可以控制被捕食者的数量,从而为其他生物的生存提供资源和空间,有利于增加物种多样性,D项正确。
答案:C
课堂建构
谢谢观赏第6章 生物的进化
第4节 协同进化与生物多样性的形成
[基础巩固]
1.下列有关生物协同进化的说法,正确的是( )
A.隔离在生物协同进化中起决定作用
B.生物的协同进化只发生在生物群落中
C.大型捕食者的存在不利于生物的协同进化
D.草原兔子的抗病力与某种病毒的感染力都会随进化增强
答案:D
2.生物多样性不包括( )
A.遗传多样性 B.物种多样性
C.群落多样性 D.生态系统多样性
答案:C
3.下列关于生物进化与生物多样性形成的说法,正确的是( )
A.物种之间的协同进化都是通过物种之间的生存斗争来实现的
B.只要种群中的基因型频率发生了改变,就发生了生物进化
C.生殖隔离的形成标志着新物种的形成
D.有性生殖的出现减缓了生物进化的步伐和生物多样性的形成
答案:C
4.下列叙述与现代生物进化理论不相符的是( )
A.新物种的产生不一定是因为长期的地理隔离最终导致生殖隔离而造成的
B.生物进化的实质是种群基因频率的改变
C.生物多样性的形成也就是新的物种不断形成的过程
D.生殖隔离是形成新物种的标志,种群是生物进化和繁殖的基本单位
答案:C
5.根据现代生物进化理论判断,下列说法正确的是( )
A.在自然选择过程中,种群基因频率的定向改变表现为协同进化
B.“超级细菌”感染病例的出现,是因为抗生素的滥用促使细菌发生基因突变
C.持续选择条件下,决定某种不良性状的基因频率将逐渐减小
D.隔离与新物种形成是达尔文自然选择学说的主要内容
答案:C
[拓展提高]
6.一些昆虫的保护色越来越逼真,而它们的天敌视觉也越来越发达,结果双方都没有取得明显优势,这说明( )
A.适应的相对性
B.双方相互选择、协同进化
C.双方在生存斗争中不分胜负
D.自然选择不起作用
答案:B
7.下列有关生物多样性和生物进化的叙述,错误的是( )
A.生物的多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性
B.生物多样性的形成是协同进化的结果
C.随着光合生物的出现,大气中有了氧气,为好氧生物的出现创造了条件
D.小麦吸浆虫在接触敌敌畏后能产生耐药性的个体,敌敌畏的使用能增强小麦吸浆虫的耐药性
答案:D
8.下列说法与现代生物进化理论不一致的是( )
A.种群中如果某种性状的隐性个体都不育,则一定导致该隐性基因消失
B.一个物种的形成或绝灭,会影响环境或若干其他物种的进化
C.一种抗生素使用一段时间后杀菌效果下降,原因是细菌中耐药性个体的比例增加
D.有性生殖的出现丰富了变异的多样性,加快了生物进化的速度
答案:A
9.下列有关现代生物进化理论的叙述,错误的是( )
A.自然选择直接作用于个体的表型,进而导致种群基因频率的改变
B.种群基因频率的变化趋势能预测进化的方向和变异的方向
C.自然选择能定向改变种群的基因频率,决定生物进化的方向
D.种群中大量突变是中性的,自然选择对中性突变不起作用
答案:B
[挑战创新]
10.一万多年前,某地比现在湿润得多,气候也较为寒冷,许多湖泊(A、B、C、D)通过纵横交错的小溪流连接起来,湖中有不少鳉鱼。此后,气候变化,小溪流渐渐消失,形成了若干个独立的湖泊,各湖泊中生活的鳉鱼(分别称为a、b、c、d鳉鱼)形态差异也变得明显。下图为该地一万多年以来湖泊地质的变化示意图。据图回答下列问题。
(1)A湖中的所有鳉鱼为一个 ,它是生物进化的 。一万多年后,D湖中的 称为鳉鱼种群的基因库;现代生物进化理论认为 为生物的进化提供原材料。
(2)现在,有人将4个湖泊中的一些鳉鱼混合养殖,结果发现:来自A、B两湖的鳉鱼(a和b)能进行交配且产生后代,但其后代高度不育,则a、b鳉鱼之间存在 ,它们属于2个 ;来自C、D两湖的鳉鱼(c和d)交配,能生育具有正常生殖能力的子代,且子代之间存在一定的性状差异,这体现了生物多样性中的 多样性。
(3)如果C湖中鳉鱼体色有黑色和浅灰色,其为一对相对性状,黑色基因A的基因频率为50%。环境变化后,鳉鱼种群中基因型为AA、Aa的个体数量在一年后各增加10%,基因型为aa的个体数量减少10%,则一年后A的基因频率为 __________(保留一位小数),该种群 (填“有”或“没有”)发生进化,该种群 (填“有”或“没有”)进化成一个新物种。
解析:(1)A湖中的所有鳉鱼是同一个物种,它们构成一个种群,种群是生物进化的基本单位。一万多年后,D湖中的所有鳉鱼所含的全部基因称为鳉鱼种群的基因库;现代生物进化理论认为突变和基因重组为生物的进化提供原材料。(2)来自A、B两湖的鳉鱼(a和b)能进行交配且产生后代,但其后代高度不育,说明二者之间存在生殖隔离,它们属于2个不同的物种。来自C、D两湖的鳉鱼(c和d)交配,能生育具有正常生殖能力的子代,说明它们属于同一个物种,子代之间存在一定的性状差异,这体现了生物多样性中的遗传多样性。(3)根据A的基因频率为50%,可知群体中AA的个体占25%,Aa的个体占50%,aa的个体占25%。假设开始鳉鱼的种群数量为200个(AA为50个,Aa为100个,aa为50个),环境变化后,基因型为AA、Aa的个体数量在一年后各增加10%,基因型为aa的个体数量减少10%,则AA的数量为55个,Aa的数量为110个,aa的数量为45个,所以一年后A的基因频率=×100%≈52.4%。基因频率发生改变,说明生物发生了进化,由于各个基因型的个体仍然可以进行基因交流,所以没有形成新物种。
答案:(1)种群 基本单位 所有鳉鱼所含的全部基因 突变和基因重组
(2)生殖隔离 物种 遗传
(3)52.4% 有 没有章末整合提升
生物 术语 第1节 共同由来学说、自然选择学说、化石、比较解剖学、胚胎学、细胞和分子水平
第2节 适应、普遍性、相对性、自然选择、用进废退、获得性遗传、现代生物进化理论
第3节 种群、基因库、基因频率、基因突变、基因重组、染色体变异、突变、物种、隔离、地理隔离、生殖隔离
第4节 协同进化、生物多样性、遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性、寒武纪大爆发、中性突变
答题 语言 第1节 1.化石是研究生物进化最直接、最重要的证据 2.比较解剖学和胚胎学以及细胞和分子水平的研究,都给生物进化论提供了有力的支持 3.生物按照由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的顺序进化
答题 语言 第2节 1.拉马克认为适应的形成都是由于用进废退和获得性遗传 2.自然选择学说认为适应的来源是可遗传的变异 3.群体中出现可遗传的有利变异和环境的定向选择是适应形成的必要条件 4.达尔文对于遗传和变异的认识还局限于性状水平,不能科学地解释遗传和变异的本质 5.现代生物进化理论关于适应以及物种的形成等问题的研究,已经从以生物个体为单位,发展到以种群为基本单位
第3节 1.基因突变和染色体变异统称为突变,可遗传的变异提供了生物进化的原材料 2.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 3.生物进化的实质是种群基因频率的改变 4.不同物种之间一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能产生可育的后代 5.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 6.隔离是物种形成的必要条件 7.新物种形成的标志是生殖隔离的产生
第4节 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 2.生物多样性包括遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性三个层次 3.生物通过有性生殖,实现了基因重组,增强了生物变异的多样性,生物进化的速度明显加快 4.适应是自然选择的结果 5.种群是生物进化的基本单位 6.突变和基因重组提供进化的原材料,自然选择导致种群基因频率的定向改变,进而通过隔离形成新的物种 7.生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程 8.生物多样性是协同进化的结果
发展路径 能够运用现代生物进化理论解释适应的形成和生物的进化,分析现实生活中诸如耐药菌的产生等相关问题。
问题情境
1.人类在生产和生活中大量使用抗生素是引起细菌耐药性增强的重要原因。下图是细菌耐药性逐渐增强的部分示意图,有关叙述错误的是( )
A.细菌耐药性的逐渐增强是抗生素对其长期自然选择的结果
B.抗生素的不合理使用会造成人体内的菌群失调
C.抗生素的大量使用使细菌耐药性基因频率发生了定向的改变
D.易感菌群中出现具有耐药性细菌是基因突变或染色体变异的结果
答案:D
素养阐释
滥用抗生素是引起细菌耐药性增强的重要原因。根据生物进化理论可知,细菌耐药性的增强是抗生素对细菌可遗传变异的定向选择。这也告诉我们生活中注意抗生素的合理使用。
发展路径 通过了解生物进化理论发展的历史,认同科学是一个动态的过程,在不断地怀疑和求证、争论和修正中向前发展。基于这种认识,在今后的学习和生活中努力做到敢于怀疑、勇于探索、尊重证据、崇尚理性。
问题情境
2.关于生物进化,下列说法错误的是( )
A.拉马克提出的进化学说的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
答案:D
素养阐释
(1)拉马克的进化学说:当今所有的生物都是由更古老的生物进化来的,各种生物的适应性特征是在进化过程中逐渐形成的。适应的形成都是由于用进废退和获得性遗传。
(2)达尔文自然选择学说:主要内容为过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存。揭示了生物界的统一性是由于所有的生物都有共同的祖先;生物的多样性和适应性是进化的结果,但受当时科学发展水平的限制,对于遗传和变异的本质,不能做出科学的解释。其次,注重个体的进化价值而忽视群体作用。
(3)现代生物进化理论:以自然选择学说为核心,并不断完善发展,如提出种群是生物进化的基本单位,自然选择导致种群基因频率的定向改变等。但生物的进化比较复杂,现代生物进化理论所不能解释的问题比已经解释的问题还要多。
结合题目分析可知,科学的基本特点是以怀疑作审视的出发点,以实证为判别的尺度,以逻辑作论辩的武器;科学是一个动态的过程,在不断地怀疑和求证、争论和修正中向前发展。在今后的学习和生活中,要以科学发展的特点为指导,拥有怀疑、探索、尊重证据、崇尚理性的科学态度。第6章 生物的进化
第1节 生物有共同祖先的证据
[基础巩固]
1.研究生物进化历程的主要依据是( )
A.化石
B.DNA指纹技术
C.遗传密码子
D.生物形态学
答案:A
2.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化石应该是 ( )
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
3.人体内残留了哺乳动物体内相当发达的阑尾,这可以作为生物进化哪方面的证据 ( )
A.化石
B.比较解剖学
C.胚胎学
D.生物遗传
答案:B
4.人的胚胎在发育早期出现鳃裂,由此可以说明( )
A.人的胚胎在发育早期用鳃呼吸
B.人的肺由鳃发育而来
C.人与鱼的亲缘关系最接近
D.人的原始祖先生活在水中
答案:D
5.下图表示鸟和爬行动物的早期胚胎,其中①②③结构具有很大的相似性,这证明了两者( )
A.生殖方式相同
B.生活环境相似
C.来自共同的祖先
D.食物来源相似
答案:C
[拓展提高]
6.某化石采集队在甲、乙、丙3个不同地层内挖掘到许多化石。记录清单如下:甲地层(恐龙蛋、赫氏近鸟龙、龟);乙地层(马、象、犀牛);丙地层(三叶虫、乌贼、珊瑚虫)。这些地层依地质年代由远及近排列应是( )
A.甲、丙、乙
B.乙、甲、丙
C.丙、甲、乙
D.乙、丙、甲
答案:C
7.下列不能作为“人与类人猿有着较近的共同祖先”的证据的是( )
A.外部形态、内部结构和行为的相似
B.胚胎发育过程的相似
C.大分子物质结构上的相似
D.食性的相似
答案:D
8.下图为4个物种的进化关系树示意图(图中百分数表示各物种与人的DNA
相似度)。DNA碱基进化速度按1%/百万年计算,下列相关论述合理的是
( )
A.4个物种之间没有任何亲缘关系
B.与人亲缘关系最近的是非洲猴
C.人与黑猩猩的DNA差异经历了约99万年的累积
D.大猩猩和人之间的亲缘关系,与大猩猩和非洲猴之间的亲缘关系的远近
相同
答案:C
9.通过对生物体内某些物质的分析,可判断各种生物之间的亲缘关系,以下物质可以采用的是 ( )
①DNA ②RNA ③蛋白质 ④核苷酸 ⑤氨基酸
⑥密码子 ⑦碱基
A.①③⑥
B.①②③
C.①②③④⑤⑥⑦
D.①②③④⑤⑥
答案:B
[挑战创新]
10.在有关生物进化的研究中,常从分子水平研究蛋白质和核酸的细微差异。细胞色素c是一种在细胞呼吸过程中有重要作用的蛋白质。下表是多种生物与人的细胞色素c氨基酸序列的比较结果。请分析回答下列问题。
生物名称 黑猩猩 猕猴 袋鼠 金枪鱼 小麦 酵母菌
氨基酸 差异/个 0 1 10 21 35 44
(1)以细胞色素c氨基酸序列为参照,上述生物中 与人的亲缘关系最近。可通过比较各类生物的细胞色素c氨基酸序列的差异来推断不同生物遗传物质的差异,依据是_________________________________________。
(2)在分子水平上研究不同物种的亲缘关系,更直接的方法是用DNA分子杂交技术比较核酸:
①提取生物A的细胞色素c基因,加热,使DNA变为单链,记录变性温度为TA-A;
②提取生物B的细胞色素c基因,加热,使DNA变为单链,记录变性温度为TB-B;
③在适当条件下,形成杂种双链DNA,记为A-B;然后加热,记录变性温度为
TA-B;
④计算两个变性温度TA-A(或TB-B)与TA-B的差值,记为M。
上述步骤中,加热DNA形成单链过程中破坏了DNA分子的 。研究发现,生物A和生物B的亲缘关系越远,计算得到的M值越大,原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________。
解析:(1)通过表格中数据的比较可知,人与黑猩猩的细胞色素c氨基酸序列的差异最小,说明人与黑猩猩的亲缘关系最近;蛋白质的氨基酸序列是由遗传物质的核苷酸序列编码的,所以可以通过比较各类生物的细胞色素c氨基酸序列的差异来推断不同生物中遗传物质的差异。(2)加热DNA形成单链的过程中破坏了DNA分子的氢键;生物的亲缘关系越远,DNA中碱基排列顺序差异越大,杂种双链DNA形成的氢键就越少,热稳定性越低,M值越大,因此,生物A和生物B的亲缘关系越远,计算得到的M值越大。
答案:(1)黑猩猩 蛋白质的氨基酸序列是由遗传物质的核苷酸序列编码的
(2)氢键 生物的亲缘关系越远,DNA中碱基排列顺序差异越大,杂种双链DNA形成的氢键就越少,热稳定性越低,M值越大
