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高考生物五年真题汇编15——生物的进化(1)
一、单选题
1.(2022·浙江)由欧洲传入北美的耧斗菜已进化出数十个物种。分布于低海拔潮湿地区的甲物种和高海拔干燥地区的乙物种的花结构和开花期均有显著差异。下列叙述错误的是( )
A.甲、乙两种耧斗菜的全部基因构成了一个基因库
B.生长环境的不同有利于耧斗菜进化出不同的物种
C.甲、乙两种耧斗菜花结构的显著差异是自然选择的结果
D.若将甲、乙两种耧斗菜种植在一起,也不易发生基因交流
2.(2022·浙江)保护生物多样性是人类关注的问题。下列不属于生物多样性的是( )
A.物种多样性 B.遗传多样性
C.行为多样性 D.生态系统多样性
3.(2022·广东)白车轴草中有毒物质氢氰酸(HCN)的产生由H、h和D、d两对等位基因决定,H和D同时存在时,个体产HCN,能抵御草食动物的采食。如图示某地不同区域白车轴草种群中有毒个体比例,下列分析错误的是()
A.草食动物是白车轴草种群进化的选择压力
B.城市化进程会影响白车轴草种群的进化
C.与乡村相比,市中心种群中h的基因频率更高
D.基因重组会影响种群中H、D的基因频率
4.(2022·浙江选考)峡谷和高山的阻隔都可能导致新物种形成。两个种的羚松鼠分别活在某大峡谷的两侧,它们的共同祖先生活在大峡谷形成之前;某高山两侧间存在有限的“通道”,陆地蜗牛和很多不能飞行的昆虫可能会在“通道”处形成新物种。下列分析不合理的是( )
A.大峡谷分隔形成的两个羚松鼠种群间难以进行基因交流
B.能轻易飞越大峡谷的鸟类物种一般不会在大峡谷两侧形成为两个物种
C.高山两侧的陆地蜗牛利用“通道”进行充分的基因交流
D.某些不能飞行的昆虫在“通道”处形成的新种与原物种存在生殖隔离
5.(2021·福建)我国古诗词蕴含着丰富的生物学道理。下列相关叙述,错误的是( )
A.“更无柳絮因风起,惟有葵花向日倾”可体现植物的向光性
B.“螟蛉有子,蜾蠃负之”可体现生物之间存在种间互助的关系
C.“独怜幽草涧边生,上有黄鹂深树鸣”可体现生物对环境的适应
D.“茂林之下无丰草,大块之间无美苗”可体现光照对植物生长的影响
6.(2021·福建)物种甲和物种乙为二倍体植物。甲生活在阳光充足的悬崖顶乙生活在悬崖底的林荫里。在某些山地坡度和缓的地方,甲和乙分别沿着斜坡向下和向上扩展,在斜坡上相遇并杂交产生丙。若丙不能产生子代,则下列叙述错误的是( )
A.甲和乙仍然存在生殖隔离
B.甲种群基因频率的改变说明甲发生了进化
C.甲、乙向斜坡的扩展可能与环境变化有关
D.甲、乙、丙含有的基因共同构成一个种群的基因库
7.(2021·湖北)酷热干燥的某国家公园内生长有很多马齿苋属植物叶片嫩而多肉,深受大象喜爱。其枝条在大象进食时常被折断掉到地上,遭到踩踏的枝条会长成新的植株。白天马齿苋属植物会关闭气孔,在凉爽的夜晚吸收CO2并储存起来。针对上述现象,下列叙述错误的是( )
A.大象和马齿苋属植物之间存在共同进化
B.大象和马齿苋属植物存在互利共生关系
C.水分是马齿苋属植物生长的主要限制因素
D.白天马齿苋属植物气孔关闭,仍能进行光合作用
8.(2021·湖北)20世纪末,野生熊猫分布在秦岭、岷山和小相岭等6大山系。全国已建立熊猫自然保护区40余个,野生熊猫栖息地面积大幅增长。在秦岭,栖息地已被分割成5个主要活动区域;在岷山,熊猫被分割成10多个小种群;小相岭山系熊猫栖息地最为破碎,各隔离种群熊猫数量极少。下列叙述错误的是( )
A. 熊猫的自然种群个体数量低与其繁育能力有关
B.增大熊猫自然保护区的面积可提高环境容纳量
C.隔离阻碍了各种群间的基因交流,熊猫小种群内会产生近亲繁殖
D.在不同活动区域的熊猫种群间建立走廊,可以提高熊猫的种群数
9.(2021·湖北)某地区的小溪和池塘中生活着一种丽鱼,该丽鱼种群包含两种类型的个体:一种具有磨盘状齿形,专食蜗牛和贝壳类软体动物;另一种具有乳突状齿形,专食昆虫和其他软体动物。两种齿形的丽鱼均能稳定遗传并能相互交配产生可育后代。针对上述现象,下列叙述错误的是( )
A.丽鱼种群牙齿的差异属于可遗传的变异
B.两者在齿形上的差异有利于丽鱼对环境的适应
C.丽鱼种群产生的性状分化可能与基因突变和重组有关
D.两种不同齿形丽鱼的基因库差异明显,形成了两个不同的物种
10.(2021·江苏)下列关于生物种群叙述正确的是( )
A.不同种群的生物之间均存在生殖隔离
B.种群中个体的迁入与迁出会影响种群的基因频率
C.大量使用农药导致害虫种群产生抗药性,是一种共同进化的现象
D.水葫芦大量生长提高了所在水体生态系统的物种多样性
11.(2021·辽宁)辽河流域是辽宁省重要的生态屏障和经济地带。为恢复辽河某段“水体——河岸带”的生物群落,研究人员选择辽河流域常见的植物进行栽种。植物种类、分布及叶片或茎的横切面见下图。下列有关叙述错误的是( )
注:右侧为对应植物叶片或茎的横切面示意图,空白处示气腔
A.丙与丁的分布体现了群落的垂直结构
B.四种植物都有发达的气腔,利于根系的呼吸,体现出生物对环境的适应
C.不同位置上植物种类的选择,遵循了协调与平衡原理
D.生态恢复工程使该生态系统的营养结构更复杂,抵抗力稳定性增强
(2021·天津)阅读下列材料,完成下面小题。
为提高转基因抗虫棉的抗虫持久性,可采取如下措施:
①基因策略:包括提高杀虫基因的表达量、向棉花中转入多种杀虫基因等。例如,早期种植的抗虫棉只转入了一种Bt毒蛋白基因,抗虫机制比较单一;现在经常将两种或两种以上Bt基同时转入棉花。
②田间策略:主要是为棉铃虫提供底护所。例如我国新疆棉区,在转基因棉田周围种植一定面积的非转基因棉花,为棉铃虫提供专门的庇护所:长江、黄河流域棉区多采用将转基因抗虫棉与高粱和玉米等其他棉铃虫寄主作物混作的方式,为棉铃虫提供天然的庇护所。
③国家宏观调控政策:如实施分区种植管理等。
12.关于上述基因策略,下列叙述错误的是( )
A.提高Bt基因的表达量,可降低抗虫棉种植区的棉铃虫种群密度
B.转入棉花植株的两种Bt基因的遗传不一定遵循基因的自由组合定律
C.若两种Bt基因插入同一个T-DNA并转入棉花植株,则两种基因互为等位基因
D.转入多种Bt基因能提高抗虫持久性,是因为棉铃虫基因突变频率低且不定向
13.关于上述田间策略,下列叙述错误的是( )
A.转基因棉田周围种植非抗虫棉,可降低棉铃虫抗性基因的突变率
B.混作提高抗虫棉的抗虫持久性,体现了物种多样性的重要价值
C.为棉铃虫提供底护所,可使敏感棉铃虫在种群中维持一定比例
D.为棉铃虫提供庇护所,可使棉铃虫种群抗性基因频率增速放缓
14.(2021·北京)研究者拟通过有性杂交的方法将簇毛麦(2n=14)的优良性状导入普通小麦(2n=42)中。用簇毛麦花粉给数以千计的小麦小花授粉,10天后只发现两个杂种幼胚,将其离体培养,产生愈伤组织,进而获得含28条染色体的大量杂种植株。以下表述错误的是( )
A.簇毛麦与小麦之间存在生殖隔离
B.培养过程中幼胚细胞经过脱分化和再分化
C.杂种植株减数分裂时染色体能正常联会
D.杂种植株的染色体加倍后能产生可育植株
15.(2021·海南)某地区少数人的一种免疫细胞的表面受体CCR5的编码基因发生突变,导致受体CCR5结构改变,使得HIV-1病毒入侵该免疫细胞的几率下降。随时间推移,该突变基因频率逐渐增加。下列有关叙述错误的是( )
A.该突变基因丰富了人类种群的基因库
B.该突变基因的出现是自然选择的结果
C.通过药物干扰HIV-1与受体CCR5的结合可抑制病毒繁殖
D.该突变基因频率的增加可使人群感染HIV-1的几率下降
16.(2021·浙江)现代的生物都是由共同祖先进化而来的,物种的进化体现在种群基因频率的改变。下列能引起基因频率改变的因素是 ( )
A.自然选择 B.基因重组 C.随机交配 D.大的种群
17.(2021·浙江)某同学用红色豆子(代表基因B)和白色豆子(代表基因b)建立人群中某显性遗传病的遗传模型,向甲乙两个容器均放入10颗红色豆子和40颗白色豆子,随机从每个容器内取出一颗豆子放在一起并记录,再将豆子放回各自的容器中并摇匀,重复100次。下列叙述正确的是( )
A.该实检模拟基因自由组合的过程
B.重复100次实验后,Bb组合约为16%
C.甲容器模拟的可能是该病占36%的男性群体
D.乙容器中的豆子数模拟亲代的等位基因数
18.(2021·湖南)金鱼系野生鲫鱼经长期人工选育而成,是中国古代劳动人民智慧的结晶。现有形态多样、品种繁多的金鱼品系。自然状态下,金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代。下列叙述错误的是( )
A.金鱼与野生鲫鱼属于同一物种
B.人工选择使鲫鱼发生变异,产生多种形态
C.鲫鱼进化成金鱼的过程中,有基因频率的改变
D.人类的喜好影响了金鱼的进化方向
19.(2021·河北)雄性缝蝇的求偶方式有:①向雌蝇提供食物;②用丝缕简单缠绕食物后送给雌蝇;③把食物裹成丝球送给雌蝇;④仅送一个空丝球给雌蝇。以上四种方式都能求偶成功。下列叙述错误的是( )
A.求偶时提供食物给雌蝇有利于其繁殖,是一种适应性行为
B.④是一种仪式化行为,对缝蝇繁殖失去进化意义
C.③是雌蝇对雄蝇长期选择的结果
D.④可能由③进化而来
二、综合题
20.(2022·广东)《诗经》以“蚕月条桑”描绘了古人种桑养蚕的劳动画面,《天工开物》中“今寒家有将早雄配晚雌者,幻出嘉种”,表明我困劳动人民早已拥有利用杂交手段培有蚕种的智慧,现代生物技术应用于蚕桑的遗传育种,更为这历史悠久的产业增添了新的活力。回答下列问题:
(1)自然条件下蚕采食桑叶时,桑叶会合成蛋白醇抑制剂以抵御蚕的采食,蚕则分泌更多的蛋白酶以拮抗抑制剂的作用。桑与蚕相互作用并不断演化的过程称为 。
(2)家蚕的虎斑对非虎斑、黄茧对白茧、敏感对抗软化病为显性,三对性状均受常染色体上的单基因控制且独立遗传。现有上述三对基因均杂合的亲本杂交,F1中虎斑、白茧、抗软化病的家蚕比例是 ;若上述杂交亲本有8对,每只雌蚕平均产卵400枚,理论上可获得 只虎斑、白茧、抗软化病的纯合家蚕,用于留种。
(3)研究小组了解到:①雄蚕产丝量高于雌蚕;②家蚕的性别决定为ZW型;③卵壳的黑色(B)和白色(b)由常染色体上的一对基因控制;④黑壳卵经射线照射后携带B基因的染色体片段可转移到其他染色体上且能正常表达。为达到基于卵壳颜色实现持续分离雌雄,满足大规模生产对雄蚕需求的目的,该小组设计了一个诱变育种的方案。下图为方案实施流程及得到的部分结果。
统计多组实验结果后,发现大多数组别家蚕的性别比例与I组相近,有两组(Ⅱ、Ⅲ)的性别比例非常特殊。综合以上信息进行分析:
①Ⅰ组所得雌蚕的B基因位于 染色体上。
②将Ⅱ组所得雌蚕与白壳卵雄蚕(bb)杂交,子代中雌蚕的基因型是 (如存在基因缺失,亦用b表示)。这种杂交模式可持续应用于生产实践中,其优势是可在卵期通过卵壳颜色筛选即可达到分离雌雄的目的。
③尽管Ⅲ组所得黑壳卵全部发育成雄蚕,但其后代仍无法实现持续分离雌雄,不能满足生产需求,请简要说明理由 。
三、实验探究题
21.(2021·湖北)疟疾是一种由疟原虫引起的疾病。疟原虫为单细胞生物可在按蚊和人两类宿主中繁殖。我国科学家发现了治疗疟疾的青蒿素。随着青蒿素类药物广泛应用逐渐出现了对青蒿素具有抗药性的疟原虫。
为了研究疟原虫对青蒿素的抗药性机制,将一种青蒿素敏感(S型)的疟原虫品种分成两组:一组逐渐增加青蒿素的浓度,连续培养若干代,获得具有抗药性(R型)的甲群体,另一组为乙群体(对照组)。对甲和乙两群体进行基因组测序,发现在甲群体中发生的9个碱基突变在乙群体中均未发生,这些突变发生在9个基因的编码序列上,其中7个基因编码的氨基酸序列发生了改变。
为确定7个突变基因与青蒿素抗药性的关联性,现从不同病身上获取若干疟原虫样本,检测疟原虫对青蒿素的抗药性(与存活率正相关)并测序,以S型疟原虫为对照,与对照的基因序列相同的设为野生型“+”,不同的设为突变型“-”。部分样本的结果如表。
疟原虫 存活率(%) 基因1 基因2 基因3 基因4 基因5 基因6 基因7
对照 0.04 + + + + + + +
1 0.2 + + + + + + -
2 3.8 + + + - + + -
3 5.8 + + + - - + -
4 23. 1 + + + + - - -
5 27.2 + + + + - - -
6 27.3 + + + - + - -
7 28.9 + + + - - - -
8 31.3 + + + + - - -
9 58.0 + + + - + - -
回答下列问题:
(1)连续培养后疟原虫获得抗药性的原因是 ,碱基突变但氨基酸序列不发生改变的原因是 。
(2)7个基因中与抗药性关联度最高的是 ,判断的依据是 。
(3)若青蒿素抗药性关联度最高的基因突变是导致疟原虫抗青蒿素的直接原因,利用现代分子生物学手段,将该突变基因恢复为野生型,而不改变基因组中其他碱基序。经这种基因改造后的疟原虫对青蒿素的抗药性表现为 。
(4)根据生物学知识提出一条防控疟疾的合理化建议: 。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】现代生物进化理论的主要内容;物种的概念与形成
【解析】【解答】A、基因库是指同种生物中的所有个体的全部基因,甲物种和乙物种的花结构和开花期均有显著差异不属于同一物种,二者的全部基因不能构成一个基因库,A错误;
B、生长环境不同自然选择的方向就不同,自然选择决定生物进化的方向,不同的生长环境有利于耧斗菜进化出不同的物种,B正确;
C、自然选择决定生物进化的方向,甲、乙两种耧斗菜花结构的显著差异是自然选择的结果,C正确;
D、甲、乙两种耧斗菜存在生殖隔离,种植在一起,也不易发生基因交流,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、现代生物进化理论的主要内容
(1)种群是生物进化的基本单位①种群既是生物进化的基本单位,也是生物繁殖的基本单位;②同一种群生活在同一区域,没有生殖隔离;③生物进化的实质是种群基因频率的改变。
(2)突变和基因重组产生进化的原材料①可遗传的变异来源于基因突变、基因重组以及染色体变异,其中染色体变异和基因突变统称为突变;②基因突变产生新的等位基因,这就可能使种群的基因频率发生变化;③突变的频率虽然很低,但一个种群往往由许多个体组成,而且每一个个体中的每一个细胞都含有成千上万个基因,所以在种群中每一代都会产生大量的突变;④生物的变异是否有利取决于它们的生存环境,同样的变异在不同的生存环境中可能有利,也可能有害;⑤突变是不定向的,基因重组是随机的,只为进化提供原材料,而不能决定生物进化的方向。
(3)自然选择决定生物进化的方向①变异是不定向的,自然选择是定向的;②自然选择的直接对象是生物的表现型,间接对象是相关的基因型,根本对象是与变异性状相对的基因;③自然选择的实质:种群的基因频率发生定向改变;④自然选择的方向:适应自然环境;⑤变异是普遍存在的,环境仅是一个选择因素,变异在先、选择在后。
(4)隔离导致物种的形成①物种的判断标准主要是具有一定的形态结构和生理功能以及能否在自然条件下相互交配并产生可育后代;②一般先经过长期的地理隔离,然后形成生殖隔离;有时不经过地理隔离直接形成生殖隔离,例如多倍体的产生。
2、隔离在物种形成中的作用:
(1)地理隔离:不同种群出现不同的突变和基因重组;不同种群间不发生基因交流;不同种群的基因频率发生不同的变化。
(2)自然选择:食物和栖息条件互不相同;自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用不同。
(3)生殖隔离:基因库形成明显差异,并逐渐出现生殖隔离,从而形成不同物种。
2.【答案】C
【知识点】生物的多样性
【解析】【解答】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,A、B、D属于生物多样性,C不属于。
故答案为:C。
【分析】生物的多样性∶生物圈内所有的植物、动物和微生物,它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统,共同构成了生物多样性。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。
3.【答案】D
【知识点】基因频率的概念与变化;自然选择与适应
【解析】【解答】A、草食动物采食白车轴草,能产生HCN的能抵御采食,故草食动物是白车轴草种群进化的选择压力,A正确;
B、由图可知,城市中白车轴草种群中有毒个体比例最低,市郊次之,乡村最高,城市化进程会影响白车轴草种群的进化,B正确;
C、与乡村相比,市中心的白车轴草能产生HCN的个体比例低,即H和D基因的基因频率低,则d和h的基因频率较高,C正确;
D、基因重组不会产生新的基因也不会丢失原来的基因,是原有基因的重新组合,不会影响种群中H、D的基因频率,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、现代生物进化理论的基本观点∶种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于种群基因频率的改变。突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种的形成。其中突变和基因重组产生生物进化的原材料,自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向,隔离是新物种形成的必要条件。
2、由题意可知:H、h和D、d基因决定HCN的产生,基因型为D_H_的个体能产生HCN,有毒,能抵御草食动物的采食。
4.【答案】C
【知识点】物种的概念与形成
【解析】【解答】A、大峡谷分隔形成的两个羚松鼠种群间由于地理隔离难以进行基因交流,A正确;
B、能轻易飞越大峡谷的鸟类物种可以进行基因交流一般不会在大峡谷两侧形成为两个物种,B正确;
C、陆地蜗牛和很多不能飞行的昆虫不能进行基因交流,可能会在“通道”处形成新物种,C错误;
D、生殖隔离是新物种形成的标志,某些不能飞行的昆虫在“通道”处形成的新种与原物种存在生殖隔离,D正确。
故答案为:C。
【分析】现代生物进化理论的主要内容
(1)种群是生物进化的基本单位①种群既是生物进化的基本单位,也是生物繁殖的基本单位;②同一种群生活在同一区域,没有生殖隔离;③生物进化的实质是种群基因频率的改变。
(2)突变和基因重组产生进化的原材料①可遗传的变异来源于基因突变、基因重组以及染色体变异,其中染色体变异和基因突变统称为突变;②基因突变产生新的等位基因,这就可能使种群的基因频率发生变化;③突变的频率虽然很低,但一个种群往往由许多个体组成,而且每一个个体中的每一个细胞都含有成千上万个基因,所以在种群中每一代都会产生大量的突变;④生物的变异是否有利取决于它们的生存环境,同样的变异在不同的生存环境中可能有利,也可能有害;⑤突变是不定向的,基因重组是随机的,只为进化提供原材料,而不能决定生物进化的方向。
(3)自然选择决定生物进化的方向①变异是不定向的,自然选择是定向的;②自然选择的直接对象是生物的表现型,间接对象是相关的基因型,根本对象是与变异性状相对的基因;③自然选择的实质:种群的基因频率发生定向改变;④自然选择的方向:适应自然环境;⑤变异是普遍存在的,环境仅是一个选择因素,变异在先、选择在后。
(4)隔离导致物种的形成①物种的判断标准主要是具有一定的形态结构和生理功能以及能否在自然条件下相互交配并产生可育后代;②一般先经过长期的地理隔离,然后形成生殖隔离;有时不经过地理隔离直接形成生殖隔离,例如多倍体的产生。
5.【答案】B
【知识点】影响光合作用的环境因素;植物生长素的发现和作用;种间关系;自然选择与适应
【解析】【解答】A、在单侧光的照射下,生长素横向运输由向光侧向背光侧运输,使生长素分布不均匀,导致背光侧比向光侧生长快,所以“葵花向日倾”体现植物向光性,A正确;
B、“螟蛉有子,螺嬴负之”意思是螺嬴以螟蛉为食,体现的是生物之间存在的捕食关系,B错误;
C、幽草只生在涧边,黄鹂在深书上啼鸣,体现了不同物种生存的环境不同,即生物多环境的适应,C正确;
D、茂密的森林下面缺少阳光不会长出茁壮的青草,不毛之地没有养料不会长出嘉秀的禾苗,体现出环境如光照和肥料对植物生长的影响,D正确。、
故答案为:B。
【分析】1、在单侧光照时下,植物朝向光源生长的现象称为向光性。在单侧光的照射下,生长素横向运输由向光侧向背光侧运输,使生长素分布不均匀,茎背光一侧的生长素含量多于向光一侧的,因而导致背光侧比向光侧生长快,从而造成茎向光弯曲生长。
2、种间关系包括:①原始合作两种生物共同生活在一起时,双方都受益,但分开后,各自也能独立生活。例如,海葵固着于寄居蟹的螺壳上,寄居蟹的活动,可以使海葵更有效地捕食;海葵则用有毒的刺细胞为寄居蟹提供保护;②互利共生:两种生物生活在一起,彼此有利,相互依存,如地衣、根瘤、白蚁与鞭毛虫等;③捕食:一种生物以另一种生物为食的现象,比如兔和草,狼和羊;④竞争:两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等;⑤寄生:一种生物寄居于另一种生物的体内或体表,摄取寄主的养分以维持生活。
3、生物都生活在非常复杂的环境中,时刻受到环境中各种生态因素的影响。生物只有适应环境才能生存繁衍,也就是说,自然界中的每种生物对环境都有一定的适应性,否则早就被淘汰了,这就是适应的普遍性。但是,每种生物对环境的适应都不是绝对的、完全的适应,只是一定程度上的适应,环境条件的不断变化对生物的适应性有很大的影响作用,这就是适应的相对性。
4、影响光合作用的环境因素。(1)温度对光合作用的影响:在最适温度下酶的活性最强,光合作用强度最大,当温度低于最适温度,光合作用强度随温度的增加而加强,当温度高于最适温度,光合作用强度随温度的增加而减弱。(2)二氧化碳浓度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。(3)光照强度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。(4)光质:绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b,类胡萝卜素和叶黄素,其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能,叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光,对绿光吸收最少。(5)水:水是光合作用产物和反应物,水的含量影响光合作用。(6)矿质元素:叶绿素的合成需要Mg2+,光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成,所以矿质元素也会影响光合作用。
6.【答案】D
【知识点】现代生物进化理论的主要内容;基因频率的概念与变化;物种的概念与形成;自然选择与适应
【解析】【解答】A、甲、乙相遇并杂交产生丙,丙不能产生子代,说明甲和乙存在生殖隔离,A正确;
B、生物进化的实质是种群基因频率的改变,B正确;
C、甲、乙向斜坡的扩展与甲和乙生活的环境相适应,C正确;
D、基因库是种群中的所有个体的全部基因,甲和乙不代表种群中的所有个体,D不正确。
故答案为:D。
【分析】1、基因库是种群中的所有个体的全部基因。
2、种群是生物进化的基本单位(1)种群既是生物进化的基本单位,也是生物繁殖的基本单位;(2)同一种群生活在同一区域,没有生殖隔离;(3)生物进化的实质是种群基因频率的改变。
3、生物都生活在非常复杂的环境中,时刻受到环境中各种生态因素的影响。生物只有适应环境才能生存繁衍,也就是说,自然界中的每种生物对环境都有一定的适应性,否则早就被淘汰了,这就是适应的普遍性。但是,每种生物对环境的适应都不是绝对的、完全的适应,只是一定程度上的适应,环境条件的不断变化对生物的适应性有很大的影响作用,这就是适应的相对性。
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,这种现象叫做生殖隔离。
7.【答案】B
【知识点】协同进化与生物多样性的形成;群落的结构;种间关系
【解析】【解答】A、由题意可知, 某国家公园内生长有很多马齿苋属植物叶片嫩而多肉,深受大象喜爱。其枝条在大象进食时常被折断掉到地上,遭到踩踏的枝条会长成新的植株,大象和马齿苋属植物是不同种生物相互影响,不断进化和发展,属于共同进化,A正确;
B、由题意可知,大象喜爱食用马齿苋属植物嫩而多肉的叶片,二者存在捕食关系,B错误;
C、由题意可知,马齿苋属植物生长在酷热干燥的环境中,酷热干燥环境缺少水分,故水分是马齿范属植物生长的主要限制因素,C正确;
D、 由题意可知,马齿苋属植物在凉爽的夜晚吸收CO2并储存起来,而白天会关闭气孔,则白天会利用夜晚储存起来的CO2进行光合作用,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、协同进化: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、种间关系包括:①互利共生:两种生物生活在一起,彼此有利,相互依存,如地衣、根瘤、白蚁与鞭毛虫等;②捕食:一种生物以另一种生物为食的现象,比如兔和草,狼和羊;③竞争:两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等;④寄生:一种生物寄居于另一种生物的体内或体表,摄取寄主的养分以维持生活。
3、群落的结构主要包括垂直结构和水平结构。(1)垂直结构:指群落在垂直方向上的分层现象。原因:①植物的分层与对光的利用有关,群落中的光照强度总是随着高度的下降而逐渐减弱,不同植物适于在不同光照强度下生长。如森林中植物由高到低的分布为:乔木层、灌木层、草本层、地被层。②动物分层主要是因群落的不同层次提供不同的食物,其次也与不同层次的微环境有关。如森林中动物的分布由高到低为:猫头鹰(森林上层),大山雀(灌木层),鹿、野猪(地面活动),蚯及部分微生物(落叶层和土壤)。(2)水平结构:指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布。原因:由于在水平方向上地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同,以及人与动物的影响等因素,不同地段往往分布着不同的种群,同一地段上种群密度也有差异,它们常呈镶嵌分布。群落的空间结构特征是长期自然选择的结果,既有利于充分利用资源,又有利于缓解种间竞争,导致这种结构特征的主要非生物因素是光照。
8.【答案】D
【知识点】物种的概念与形成;种群的数量变动及其原因;种群数量的变化曲线
【解析】【解答】A、种群数量与种群的繁殖能力及迁徙有关,由题意可知,自然保护区中无群体的迁徙,则熊猫的自然种群个体数量低与其繁殖能力有关,A正确;
B、环境容纳量是指特定环境所能容许的种群数量的最大值,只与环境有关,故建立自然保护区改善生存环境,提高环境容纳量,是保护野生大熊猫的根本措施,B正确;
C、由于地理隔离存在使熊猫不能相遇,不同种群间不发生基因交流,熊猫只能小种群内近亲繁殖,C正确;
D、在不同活动区域的熊猫种群间建立走廊,增加了不同种群间熊猫交流的机会,则多个熊猫种群有可能会集合到一起成为一个大种群,导致熊猫的种群数下降,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、影响种群数量变化的因素包括生物因素和非生物因素,动物种群数量受生物因素影响的同时,也受气温、日照和降水等非生物因素的影响,气候、季节、降水等的变化,影响程度与种群密度没有关系,属于非密度制约因素,食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的。
2、最高环境容纳量(简称“环境容纳量”)是指特定环境所能容许的种群数量的最大值。环境容纳量是环境制约作用的具体体现,有限的环境只能为有限生物的生存提供所需的资源。环境容纳量的实质是有限环境中的有限增长。
3、隔离在物种形成中的作用:
(1)地理隔离:不同种群出现不同的突变和基因重组;不同种群间不发生基因交流;不同种群的基因频率发生不同的变化。
(2)自然选择:食物和栖息条件互不相同;自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用不同。
(3)生殖隔离:基因库形成明显差异,并逐渐出现生殖隔离,从而形成不同物种。
9.【答案】D
【知识点】现代生物进化理论的主要内容;物种的概念与形成;自然选择与适应
【解析】【解答】A、由题意可知,两种齿形的丽鱼均能稳定遗传并能相互交配产生可育后代,故两者牙齿的差异属于可遗传的变异,A正确;
B、磨盘状齿形,专食蜗牛和贝壳类软体动物,乳突状齿形,专食昆虫和其他软体动物,不同齿形捕食不同生物,齿形上的差异是两种丽鱼各自对环境的适应,B正确;
C、齿形上的差异是两种丽鱼各自对环境的适应及进化的结果,突变和基因重组为生物进化提供了原材料,两种丽鱼种群产生的性状分化与基因突变和重组有关,C正确;
D、物种形成的标志是生殖隔离,生殖隔离是指不同种群之间不能进行相互交配、即使交配成功也不能产生后代的现象,而两种齿形的丽鱼均能稳定遗传并能相互交配产生可育后代,故二者不是两个物种,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异:
(1)基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换,这会导致基因结构的改变,进而产生新基因;
(2)基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的非等位基因重新组合,包括两种类型:①自由组合型:减数第一次分裂后期,随着非同源染色体自由组合,非同源染色体上的非等位基因也自由组合。②交叉互换型:减数第一次分裂前期(四分体),基因随着同源染色体的非等位基因的交叉互换而发生重组。此外,某些细菌(如肺炎双球菌转化实验)和在人为作用(基因工程)下也能产生基因重组。
(3)染色体变异包括染色体结构变异(重复、缺失、易位、倒位)和染色体数目变异,包括个别染色体的增添或缺失,或以染色体组数成倍的增添或缺失。
2、生物都生活在非常复杂的环境中,时刻受到环境中各种生态因素的影响。生物只有适应环境才能生存繁衍,也就是说,自然界中的每种生物对环境都有一定的适应性,否则早就被淘汰了,这就是适应的普遍性。但是,每种生物对环境的适应都不是绝对的、完全的适应,只是一定程度上的适应,环境条件的不断变化对生物的适应性有很大的影响作用,这就是适应的相对性。生活在雪地的老鼠毛色为白色,是一种保护色,不易被其他动物发现,这对它躲避天敌动物的捕食十分有利,这是对环境的一种适应现象。如果降雪推迟,白色鼠反而易被天敌发现而遭捕食,体现了生物对环境的适应具有相对性。
3、突变和基因重组产生进化的原材料(1)可遗传的变异来源于基因突变、基因重组以及染色体变异,其中染色体变异和基因突变统称为突变;(2)基因突变产生新的等位基因,这就可能使种群的基因频率发生变化;(3)突变的频率虽然很低,但一个种群往往由许多个体组成,而且每一个个体中的每一个细胞都含有成千上万个基因,所以在种群中每一代都会产生大量的突变;(4)生物的变异是否有利取决于它们的生存环境,同样的变异在不同的生存环境中可能有利,也可能有害;(5)突变是不定向的,基因重组是随机的,只为进化提供原材料,而不能决定生物进化的方向。
4、隔离在物种形成中的作用:
(1)地理隔离:不同种群出现不同的突变和基因重组;不同种群间不发生基因交流;不同种群的基因频率发生不同的变化。
(2)自然选择:食物和栖息条件互不相同;自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用不同。
(3)生殖隔离:基因库形成明显差异,并逐渐出现生殖隔离,从而形成不同物种。
10.【答案】B
【知识点】基因频率的概念与变化;物种的概念与形成;自然选择与适应
【解析】【解答】A、不同的种群的生物之间不一定存在生殖隔离,A错误;
B、 基因频率是指在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比值 ;迁入和迁出会影响种群数量,继而影响基因频率,B正确;
C、 种群抗药性在使用农药前已经存在,大量使用农药对种群的抗药性起到选择的作用, C错误;
D、水葫芦大量生长会造成其他生物数量的减少或消失,不利于物种的多样性,D错误;
故答案为:B
【分析】 (1)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)迁入和迁入会影响种群数量,进而会影响基因频率。
(3)共同进化不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。
(4)生物多样性的内容:包括基因多样性、 物种多样性和生态系统多样性 。
11.【答案】A
【知识点】群落的结构;生态系统的稳定性;生态工程依据的生态学原理;生态恢复工程;自然选择与适应
【解析】【解答】A、丙与丁是不同地段分布的不同的种群,属于群落的水平结构,A错误;
B、四种植物都有发达的气腔,利于根系的呼吸,这种结构与所生活的环境适应,B正确;
C、不同位置上根据环境选择不同的植物,遵循了协调与平衡原理,C正确;
D、生态恢复工程使该生态系统的营养结构更复杂,自我调节能力更强,抵抗力稳定性增强,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、群落的结构主要包括垂直结构和水平结构。(1)垂直结构:指群落在垂直方向上的分层现象。原因:①植物的分层与对光的利用有关,群落中的光照强度总是随着高度的下降而逐渐减弱,不同植物适于在不同光照强度下生长。如森林中植物由高到低的分布为:乔木层、灌木层、草本层、地被层。②动物分层主要是因群落的不同层次提供不同的食物,其次也与不同层次的微环境有关。如森林中动物的分布由高到低为:猫头鹰(森林上层),大山雀(灌木层),鹿、野猪(地面活动),蚯及部分微生物(落叶层和土壤)。(2)水平结构:指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布。原因:由于在水平方向上地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同,以及人与动物的影响等因素,不同地段往往分布着不同的种群,同一地段上种群密度也有差异,它们常呈镶嵌分布。群落的空间结构特征是长期自然选择的结果,既有利于充分利用资源,又有利于缓解种间竞争,导致这种结构特征的主要非生物因素是光照。
2、生物都生活在非常复杂的环境中,时刻受到环境中各种生态因素的影响。生物只有适应环境才能生存繁衍,也就是说,自然界中的每种生物对环境都有一定的适应性,否则早就被淘汰了,这就是适应的普遍性。但是,每种生物对环境的适应都不是绝对的、完全的适应,只是一定程度上的适应,环境条件的不断变化对生物的适应性有很大的影响作用,这就是适应的相对性。生活在雪地的老鼠毛色为白色,是一种保护色,不易被其他动物发现,这对它躲避天敌动物的捕食十分有利,这是对环境的一种适应现象。如果降雪推迟,白色鼠反而易被天敌发现而遭捕食,体现了生物对环境的适应具有相对性。
3、生态工程原理:物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理和系统学和工程学原理。
4、生态恢复工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法,通过系统设计、调控和技术组装,对已被破坏的生态环境进行修复、重建,对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善,并提高生态系统的生产力,从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。
【答案】12.C
13.A
【知识点】基因频率的概念与变化;基因工程的应用;变异是自然选择的原材料;生物多样性的价值
【解析】【分析】1、种群密度:种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度,种群密度是种群最基本的数量特征。
2、基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
3、基因突变的类型:自发突变和人工诱变。基因突变的特点:①基因突变具有普遍性:生物界中普遍存在;②低频性:自然情况下突变频率很低(10-5-10-8);③随机性:个体发育的任何时期和部位;④不定向性:突变是不定向的;⑤多害少利性:多数对生物有害。
4、生物多样性的价值:(1)直接价值:对人类有食用、药用和工业原料等使用意义,以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的。(2)间接价值:对生态系统起重要调节作用的价值(生态功能)。(3)潜在价值:目前人类不清楚的价值。
5、自然选择决定生物进化的方向(1)变异是不定向的,自然选择是定向的; (2)自然选择的直接对象是生物的表现型,间接对象是相关的基因型,根本对象是与变异性状相对的基因;(3)自然选择的实质:种群的基因频率发生定向改变;(4)自然选择的方向:适应自然环境;(5)变异是普遍存在的,环境仅是一个选择因素,变异在先、选择在后。
12.A、提高Bt基因表达量,抗虫蛋白含量增加,棉铃虫数量下降,种群密度降低,A正确;
B、若两种Bt基因转入同一条染色体上,则遗传不遵循自由组合定律,B正确;
C、同源染色体上相同位置控制同一性状不同形态的基因,称为等位基因,C错误;
D、棉铃虫基因突变频率低且不定向,转入多种Bt基因可以可以提高抗虫棉的抗虫持久性,D正确。
故答案为:C。
13.A、基因突变可自发发生,突变频率与环境没有直接关系,A错误;
B、混作可以提高抗性小的抗虫棉的存活,且减少棉铃虫的生存资源,提高了抗虫棉的抗虫持久性,也具有经济价值,体现了物种多样性的直接和间接价值,B正确。
C、抗虫棉田中敏感棉铃虫在种群中维持一定比例,使具有抗毒蛋白和敏感型个体都得以生存可以为棉铃虫提供底护所,C正确;
D、抗虫棉田中敏感棉铃虫在种群中维持一定比例,使具有抗毒蛋白和敏感型个体都得以生存,且由于种内斗争,使棉铃虫种群抗性基因频率增速放缓,D正确。
故答案为:A。
14.【答案】C
【知识点】染色体组的概念、单倍体、二倍体、多倍体;现代生物进化理论的主要内容;植物组织培养的过程
【解析】【解答】A、簇毛麦与小麦杂交产生的后代不可育,故二者存在生殖隔离,A正确;
B、植物组织培养需对离体组织进行脱分化和再分化,B正确;
C、杂种植株含有28条染色体为异源多配体,联会紊乱不能产生正常配子,不可育,C错误;
D、杂交植株经染色体加倍后,可正常进行减数分裂产生配子,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、由受精卵发育而来,体细胞中有几个染色体组的个体,叫做几倍体。由受精卵发育而来,体细胞中有三个染色体组的个体,叫三倍体;同源多倍体是指增加的染色体组来自同一物种,一般是由二倍体的染色体直接加倍产生的。同一物种经过染色体加倍形成的多倍体,称为同源多倍体。异源多倍体是指不同物种杂交产生的杂种后代经过染色体加倍形成的多倍体。普通小麦经减数分裂产生配子时染色体数减半,染色体组数也减半。
2、生殖隔离指由于各方面的原因,使亲缘关系接近的类群之间在自然条件下不交配,或者即使能交配也不能产生后代或不能产生可育性后代的隔离机制。
3、植物组织培养技术运用植物细胞全能性,经过对离题组织进行脱分化、再分化处理,最终得到完整植株。
15.【答案】B
【知识点】基因突变的特点及意义;现代生物进化理论的主要内容
【解析】【解答】A、基因突变产生了新基因,丰富了人类种群的基因库,A正确;
B、基因突变具有普遍性在生物界中普遍存在,B错误;
C、病毒不能独立生存繁殖,需要侵入到活细胞中,通过药物干扰HIV-1与受体CCR5的结合可抑制病毒繁殖,C正确;
D、由题意可知,免疫细胞的表面受体CCR5的编码基因发生突变,导致受体CCR5结构改变,使得HIV-1病毒入侵该免疫细胞的几率下降,则该突变基因频率的增加可使人群感染HIV-1的几率下降,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、基因突变:
(1)概念:指基因中碱基对的增添、缺失或替换。
(2)时间:基因突变可以发生在发育的任何时期,通常发生在DNA复制时期,即细胞分裂间期,包括有丝分裂间期和减数分裂间期。
(3)基因突变的类型:自发突变和人工诱变。
(4)基因突变的特点:①基因突变具有普遍性:生物界中普遍存在;②低频性:自然情况下突变频率很低(10-5-10-8);③随机性:个体发育的任何时期和部位;④不定向性:突变是不定向的;⑤多害少利性:多数对生物有害。
(5)基因突变是点突变,在光学显微镜下观察不到,在染色体变异在显微镜下可以观察到。
(6)基因突变的意义:基因突变是新基因产生的途径;基因突变能为生物进化提供原材料;基因突变是生物变异的根本来源。
2、突变和基因重组产生进化的原材料(1)可遗传的变异来源于基因突变、基因重组以及染色体变异,其中染色体变异和基因突变统称为突变;(2)基因突变产生新的等位基因,这就可能使种群的基因频率发生变化;(3)突变的频率虽然很低,但一个种群往往由许多个体组成,而且每一个个体中的每一个细胞都含有成千上万个基因,所以在种群中每一代都会产生大量的突变;(4)生物的变异是否有利取决于它们的生存环境,同样的变异在不同的生存环境中可能有利,也可能有害;(5)突变是不定向的,基因重组是随机的,只为进化提供原材料,而不能决定生物进化的方向。
3、自然选择决定生物进化的方向(1)变异是不定向的,自然选择是定向的; (2)自然选择的直接对象是生物的表现型,间接对象是相关的基因型,根本对象是与变异性状相对的基因;(3)自然选择的实质:种群的基因频率发生定向改变;(4)自然选择的方向:适应自然环境;(5)变异是普遍存在的,环境仅是一个选择因素,变异在先、选择在后。
16.【答案】A
【知识点】现代生物进化理论的主要内容;基因频率的概念与变化
【解析】【解答】 哈迪-温伯格平衡定律是指在一定条件下,群体的基因频率和基因型频率在一代一代繁殖传代中保持不变。该种群需符合下列条件:①种群是极大的;②种群个体间的交配是随机的;③没有突变产生;④种群之间不存在个体的迁移或基因交流;⑤没有自然选择。现代生物进化理论的观点之一是自然选择使种群的基因频率发生定向的改变,决定生物进化的方向。
故答案为:A。
【分析】现代生物进化理论的基本观点:①种群是生物进化的基本单位;②生物进化的实质在于种群基因频率的改变;③突变和基因重组产生生物进化的原始材料(内因);④自然选择使种群的基因频率发生定向的改变,决定生物进化的方向;(外因)⑤隔离是新物种形成的必要条件,生殖隔离是物种形成的标志(外因)。
17.【答案】C
【知识点】现代生物进化理论的主要内容;基因频率的概念与变化
【解析】【解答】A.该实验模拟群体中个体随机交配产生子代的过程,A说法错误;
BC.容器放入10颗红色豆子(B)和40颗白色豆子(b),随机从甲或乙容器内取出一颗豆子是红色豆子(B)的概率为20%,是白色豆子(b)的概率是80%,将取出的豆子放在一起并记录,是Bb的概率是2×20%×80%=32%,B说法错误;显性病的概率是BB+Bb=20%×20%+2×80%×80%=36%,C说法正确;
D.乙容器中的豆子数模拟B/b的基因频率,D说法错误。
故答案为:C。
【分析】基因频率的有关计算
①已知基因型的频率求基因频率:基因频率(A)= 该基因纯合子(AA)+1/2 杂合子(Aa)
②已知基因频率求基因型频率:DD=D2 dd=d2 Dd=2×D×d
18.【答案】B
【知识点】现代生物进化理论的主要内容
【解析】【解答】A、根据题干“自然状态下,金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代”可知,金鱼与野生鲫鱼属于同一物种,A不符合题意;
B、人工选择只对金鱼的变异起选择作用,不能使金鱼发生变异,变异的来源是突变和基因重组,B符合题意;
C、种群进化的实质是种群基因频率的改变,所以,鲫鱼进化成金鱼的过程中,存在基因频率的改变,C不符合题意;
D、人工选择对金鱼的变异起选择作用,使人类喜好的性状得以保留,不喜好的性状被淘汰,因此,人工选择可以决定金鱼的进化方向,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】1.生物进化的实质:种群基因频率发生变化。
2.突变和基因重组产生进化的原材料。
3.自然选择决定生物进化的方向。
19.【答案】B
【知识点】现代生物进化理论的主要内容;协同进化与生物多样性的形成
【解析】【解答】A.求偶时提供食物给雌蝇,一方面获得交配机会,另一方面有利于雌性获得更多营养物质以繁殖后代,这是一种长期形成的适应性行为,A说法正确;
B.④虽然是一种仪式化行为,但可以能求偶成功,对缝蝇繁殖也具有进化意义,B说法错误;
C.把食物裹成丝球送给雌蝇,更受雌蝇的青睐,容易获得交配机会,这是雌蝇对雄蝇长期选择的结果,C说法正确;
D.④与③丝球在外观上具有相似性,可推测④可能由③进化而来,D说法正确。
故答案为:B。
【分析】生物的求偶行为是在漫长的自然选择过程中,同环境、生物共同进化的一种适应性行为。
20.【答案】(1)协同进化
(2)3/64;50
(3)常;ZbWB;Ⅲ组所得黑壳卵雄蚕为杂合子(基因型为ZBZb),与白壳卵雌蚕杂交,后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性,无法通过卵壳颜色区分性别
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;伴性遗传;协同进化与生物多样性的形成
【解析】【解答】(1)由题意可知,蚕采食桑叶时,桑叶会合成蛋白醇抑制剂以抵御蚕的采食,蚕则分泌更多的蛋白酶以拮抗抑制剂的作用,这种相互适应不断演化的过程称为协同进化。
故答案为:协同进化。
(2)由题意可知,家蚕的虎斑对非虎斑、黄茧对白茧、敏感对抗软化病为显性,三对性状均受常染色体上的单基因控制且独立遗传,符合自由组合定律,若三对基因均杂合的亲本杂交,则F1中虎斑、白茧、抗软化病的家蚕比例为3/4(虎斑)×1/4(白茧)×1/4(抗软化病)=3/64;若上述杂交亲本有8对,每只雌蚕平均产卵400枚,则8个雌蚕可产卵3200枚,则三对基因均杂合的亲本杂交,获得的虎斑、白茧、抗软化病的纯合家蚕为3200×1/4(纯合虎斑)×1/4(纯合白茧)×1/4(纯合抗软化病)=3200×1/64=50只。
故答案为:3/64;50。
(3)由题意可知,家蚕的性别决定为ZW型,则雌蚕的性染色体组成是ZW,雄蚕的性染色体组成是ZZ。黑卵壳经射线照射后,携带B基因的染色体片段转移到其他染色体上且能正常表达,则转移情况可分为三种,第一种情况携带B基因的染色体片段可转移到常染色体上、第二种情况是转移到Z染色体上,第三种情况是转移到W染色体上。题中设计实验将诱变孵化后挑选的雌蚕作为亲本与雄蚕(bb)杂交,统计子代的黑卵壳孵化后雌雄家蚕的数目,分析途中结果可知,I组黑卵壳家蚕中雌雄比例接近1:1,说明该性状与性别无关,则携带B基因的染色体片段转移到了常染色体上;Ⅱ组黑卵壳家蚕全为雌性,说明携带B基因的染色体片段转移到了W染色体上;Ⅲ组黑卵壳家蚕全为雄性,说明携带B基因的染色体片段转移到了Z染色体上。
①Ⅰ组所得雌蚕的B基因位于常染色体上。
②将Ⅱ组所得雌蚕与白壳卵雄蚕(bb)杂交,子代中雌蚕的基因型是ZbWB。
③尽管Ⅲ组所得黑壳卵全部发育成雄蚕,但其后代仍无法实现持续分离雌雄,不能满足生产需求,因为Ⅲ组所得黑壳卵雄蚕为杂合子(基因型为ZBZb),与白壳卵雌蚕杂交,后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性,无法通过卵壳颜色区分性别。
故答案为:常;ZbWB; Ⅲ组所得黑壳卵雄蚕为杂合子(基因型为ZBZb),与白壳卵雌蚕杂交,后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性,无法通过卵壳颜色区分性别。
【分析】1、协同进化: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、基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。每对等位基因分离产生两种配子,n对等位基因产生配子数为2n,该个体自交后代的表现型种类数为2n,对该个体测交后代的表现型种类数为2n,对该个体测交后代的基因型种类数为2n,该个体自交后代的基因型种类数为3n。
3、性别决定方式属于ZW型的生物,雌性生物的性染色体组成是ZW,雄性生物的性染色体组成是ZZ。
21.【答案】(1)通过基因突变可产生抗青蒿素的个体,连续培养过程中,在青蒿素的定向选择作用下,疟原虫种群中抗青蒿素的相关基因的频率升高,抗药性个体数增多;密码子具有简并性
(2)基因6;与对照组相比,在有突变基因6和7的4~9组中,疟原虫的存活率都大幅提高,但在有突变基因7的1、2、3组中,疟原虫的存活率提高的幅度不大
(3)S型(对青蒿素敏感)
(4)做好按蚊的防治工作
【知识点】基因突变的特点及意义;现代生物进化理论的主要内容;遗传信息的翻译
【解析】【解答】(1)青蒿素“抗药性”的产生是疟原虫基因突变导致的,基因突变产生新基因表现新,连续培养过程中,在青蒿素对基因突变产生的新基因进行定向选择,可以导致疟原虫种群中抗药性基因的频率增大,抗药性个体数增多;由于密码子具有简并性,虽然碱基发生改变但氨基酸序列可能也不发生改变。
故答案为: 通过基因突变可产生抗青蒿素的个体,连续培养过程中,在青蒿素的定向选择作用下,疟原虫种群中抗青蒿素的相关基因的频率升高,抗药性个体数增多 ; 密码子具有简并性 。
(2)由表可知,对照的基因序列设为野生型"+”,不同的设为突变型”-”,与对照组相比,在有突变基因6和7的第4~9组实验中,疟原虫的存活率都大幅提高,但在只有有突变基因7的1、2、3组实验中,疟原虫的存活率提高的幅度不大,故7个基因中与抗药性关联度最高的是基因6。
故答案为: 基因6 ; 与对照组相比,在有突变基因6和7的4~9组中,疟原虫的存活率都大幅提高,但在有突变基因7的1、2、3组中,疟原虫的存活率提高的幅度不大 。
(3)由表可知,7个基因中与抗药性关联度最高的是基因6, 若青蒿素抗药性关联度最高的基因突变是导致疟原虫抗青蒿素的直接原因,利用现代分子生物学手段,将该突变基因恢复为野生型,而不改变基因组中其他碱基序。经这种基因改造后的疟原虫对青蒿素的抗药性表现为S型(对青满素敏感)。
故答案为: S型(对青蒿素敏感) 。
(4)由题意可知,疟原虫为单细胞生物并且可在按蚊和人两类宿主中繁殖,则做好按蚁的防治工作,可减少疟原虫。
故答案为: 做好按蚊的防治工作 。
【分析】1、突变和基因重组产生进化的原材料:
(1)可遗传的变异来源于基因突变、基因重组以及染色体变异,其中染色体变异和基因突变统称为突变;
(2)基因突变产生新的等位基因,这就可能使种群的基因频率发生变化;
(3)突变的频率虽然很低,但一个种群往往由许多个体组成,而且每一个个体中的每一个细胞都含有成千上万个基因,所以在种群中每一代都会产生大量的突变;
(4)生物的变异是否有利取决于它们的生存环境,同样的变异在不同的生存环境中可能有利,也可能有害;
(5)突变是不定向的,基因重组是随机的,只为进化提供原材料,而不能决定生物进化的方向。
2、自然选择决定生物进化的方向:
(1)变异是不定向的,自然选择是定向的;
(2)自然选择的直接对象是生物的表现型,间接对象是相关的基因型,根本对象是与变异性状相对的基因;
(3)自然选择的实质:种群的基因频率发生定向改变;
(4)自然选择的方向:适应自然环境;
(5)变异是普遍存在的,环境仅是一个选择因素,变异在先、选择在后。
3、密码子是mRNA上相邻的3个碱基;种类:64种,其中有3种是终止密码子,不编码氨基酸;特点:(1)密码子的简并性,一种密码子只能编码一种氨基酸,但一种氨基酸可能由一种或多种密码子编码;(2)密码子具有通用性,即自然界所有的生物共用一套遗传密码。
4、基因突变:
(1)概念:指基因中碱基对的增添、缺失或替换。
(2)时间:基因突变可以发生在发育的任何时期,通常发生在DNA复制时期,即细胞分裂间期,包括有丝分裂间期和减数分裂间期。
(3)基因突变的类型:自发突变和人工诱变。
(4)基因突变的特点:①基因突变具有普遍性:生物界中普遍存在;②低频性:自然情况下突变频率很低(10-5-10-8);③随机性:个体发育的任何时期和部位;④不定向性:突变是不定向的;⑤多害少利性:多数对生物有害。
(5)基因突变是点突变,在光学显微镜下观察不到,在染色体变异在显微镜下可以观察到。
(6)基因突变的意义:基因突变是新基因产生的途径;基因突变能为生物进化提供原材料;基因突变是生物变异的根本来源。
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高考生物五年真题汇编15——生物的进化(1)
一、单选题
1.(2022·浙江)由欧洲传入北美的耧斗菜已进化出数十个物种。分布于低海拔潮湿地区的甲物种和高海拔干燥地区的乙物种的花结构和开花期均有显著差异。下列叙述错误的是( )
A.甲、乙两种耧斗菜的全部基因构成了一个基因库
B.生长环境的不同有利于耧斗菜进化出不同的物种
C.甲、乙两种耧斗菜花结构的显著差异是自然选择的结果
D.若将甲、乙两种耧斗菜种植在一起,也不易发生基因交流
【答案】A
【知识点】现代生物进化理论的主要内容;物种的概念与形成
【解析】【解答】A、基因库是指同种生物中的所有个体的全部基因,甲物种和乙物种的花结构和开花期均有显著差异不属于同一物种,二者的全部基因不能构成一个基因库,A错误;
B、生长环境不同自然选择的方向就不同,自然选择决定生物进化的方向,不同的生长环境有利于耧斗菜进化出不同的物种,B正确;
C、自然选择决定生物进化的方向,甲、乙两种耧斗菜花结构的显著差异是自然选择的结果,C正确;
D、甲、乙两种耧斗菜存在生殖隔离,种植在一起,也不易发生基因交流,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、现代生物进化理论的主要内容
(1)种群是生物进化的基本单位①种群既是生物进化的基本单位,也是生物繁殖的基本单位;②同一种群生活在同一区域,没有生殖隔离;③生物进化的实质是种群基因频率的改变。
(2)突变和基因重组产生进化的原材料①可遗传的变异来源于基因突变、基因重组以及染色体变异,其中染色体变异和基因突变统称为突变;②基因突变产生新的等位基因,这就可能使种群的基因频率发生变化;③突变的频率虽然很低,但一个种群往往由许多个体组成,而且每一个个体中的每一个细胞都含有成千上万个基因,所以在种群中每一代都会产生大量的突变;④生物的变异是否有利取决于它们的生存环境,同样的变异在不同的生存环境中可能有利,也可能有害;⑤突变是不定向的,基因重组是随机的,只为进化提供原材料,而不能决定生物进化的方向。
(3)自然选择决定生物进化的方向①变异是不定向的,自然选择是定向的;②自然选择的直接对象是生物的表现型,间接对象是相关的基因型,根本对象是与变异性状相对的基因;③自然选择的实质:种群的基因频率发生定向改变;④自然选择的方向:适应自然环境;⑤变异是普遍存在的,环境仅是一个选择因素,变异在先、选择在后。
(4)隔离导致物种的形成①物种的判断标准主要是具有一定的形态结构和生理功能以及能否在自然条件下相互交配并产生可育后代;②一般先经过长期的地理隔离,然后形成生殖隔离;有时不经过地理隔离直接形成生殖隔离,例如多倍体的产生。
2、隔离在物种形成中的作用:
(1)地理隔离:不同种群出现不同的突变和基因重组;不同种群间不发生基因交流;不同种群的基因频率发生不同的变化。
(2)自然选择:食物和栖息条件互不相同;自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用不同。
(3)生殖隔离:基因库形成明显差异,并逐渐出现生殖隔离,从而形成不同物种。
2.(2022·浙江)保护生物多样性是人类关注的问题。下列不属于生物多样性的是( )
A.物种多样性 B.遗传多样性
C.行为多样性 D.生态系统多样性
【答案】C
【知识点】生物的多样性
【解析】【解答】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,A、B、D属于生物多样性,C不属于。
故答案为:C。
【分析】生物的多样性∶生物圈内所有的植物、动物和微生物,它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统,共同构成了生物多样性。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。
3.(2022·广东)白车轴草中有毒物质氢氰酸(HCN)的产生由H、h和D、d两对等位基因决定,H和D同时存在时,个体产HCN,能抵御草食动物的采食。如图示某地不同区域白车轴草种群中有毒个体比例,下列分析错误的是()
A.草食动物是白车轴草种群进化的选择压力
B.城市化进程会影响白车轴草种群的进化
C.与乡村相比,市中心种群中h的基因频率更高
D.基因重组会影响种群中H、D的基因频率
【答案】D
【知识点】基因频率的概念与变化;自然选择与适应
【解析】【解答】A、草食动物采食白车轴草,能产生HCN的能抵御采食,故草食动物是白车轴草种群进化的选择压力,A正确;
B、由图可知,城市中白车轴草种群中有毒个体比例最低,市郊次之,乡村最高,城市化进程会影响白车轴草种群的进化,B正确;
C、与乡村相比,市中心的白车轴草能产生HCN的个体比例低,即H和D基因的基因频率低,则d和h的基因频率较高,C正确;
D、基因重组不会产生新的基因也不会丢失原来的基因,是原有基因的重新组合,不会影响种群中H、D的基因频率,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、现代生物进化理论的基本观点∶种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于种群基因频率的改变。突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种的形成。其中突变和基因重组产生生物进化的原材料,自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向,隔离是新物种形成的必要条件。
2、由题意可知:H、h和D、d基因决定HCN的产生,基因型为D_H_的个体能产生HCN,有毒,能抵御草食动物的采食。
4.(2022·浙江选考)峡谷和高山的阻隔都可能导致新物种形成。两个种的羚松鼠分别活在某大峡谷的两侧,它们的共同祖先生活在大峡谷形成之前;某高山两侧间存在有限的“通道”,陆地蜗牛和很多不能飞行的昆虫可能会在“通道”处形成新物种。下列分析不合理的是( )
A.大峡谷分隔形成的两个羚松鼠种群间难以进行基因交流
B.能轻易飞越大峡谷的鸟类物种一般不会在大峡谷两侧形成为两个物种
C.高山两侧的陆地蜗牛利用“通道”进行充分的基因交流
D.某些不能飞行的昆虫在“通道”处形成的新种与原物种存在生殖隔离
【答案】C
【知识点】物种的概念与形成
【解析】【解答】A、大峡谷分隔形成的两个羚松鼠种群间由于地理隔离难以进行基因交流,A正确;
B、能轻易飞越大峡谷的鸟类物种可以进行基因交流一般不会在大峡谷两侧形成为两个物种,B正确;
C、陆地蜗牛和很多不能飞行的昆虫不能进行基因交流,可能会在“通道”处形成新物种,C错误;
D、生殖隔离是新物种形成的标志,某些不能飞行的昆虫在“通道”处形成的新种与原物种存在生殖隔离,D正确。
故答案为:C。
【分析】现代生物进化理论的主要内容
(1)种群是生物进化的基本单位①种群既是生物进化的基本单位,也是生物繁殖的基本单位;②同一种群生活在同一区域,没有生殖隔离;③生物进化的实质是种群基因频率的改变。
(2)突变和基因重组产生进化的原材料①可遗传的变异来源于基因突变、基因重组以及染色体变异,其中染色体变异和基因突变统称为突变;②基因突变产生新的等位基因,这就可能使种群的基因频率发生变化;③突变的频率虽然很低,但一个种群往往由许多个体组成,而且每一个个体中的每一个细胞都含有成千上万个基因,所以在种群中每一代都会产生大量的突变;④生物的变异是否有利取决于它们的生存环境,同样的变异在不同的生存环境中可能有利,也可能有害;⑤突变是不定向的,基因重组是随机的,只为进化提供原材料,而不能决定生物进化的方向。
(3)自然选择决定生物进化的方向①变异是不定向的,自然选择是定向的;②自然选择的直接对象是生物的表现型,间接对象是相关的基因型,根本对象是与变异性状相对的基因;③自然选择的实质:种群的基因频率发生定向改变;④自然选择的方向:适应自然环境;⑤变异是普遍存在的,环境仅是一个选择因素,变异在先、选择在后。
(4)隔离导致物种的形成①物种的判断标准主要是具有一定的形态结构和生理功能以及能否在自然条件下相互交配并产生可育后代;②一般先经过长期的地理隔离,然后形成生殖隔离;有时不经过地理隔离直接形成生殖隔离,例如多倍体的产生。
5.(2021·福建)我国古诗词蕴含着丰富的生物学道理。下列相关叙述,错误的是( )
A.“更无柳絮因风起,惟有葵花向日倾”可体现植物的向光性
B.“螟蛉有子,蜾蠃负之”可体现生物之间存在种间互助的关系
C.“独怜幽草涧边生,上有黄鹂深树鸣”可体现生物对环境的适应
D.“茂林之下无丰草,大块之间无美苗”可体现光照对植物生长的影响
【答案】B
【知识点】影响光合作用的环境因素;植物生长素的发现和作用;种间关系;自然选择与适应
【解析】【解答】A、在单侧光的照射下,生长素横向运输由向光侧向背光侧运输,使生长素分布不均匀,导致背光侧比向光侧生长快,所以“葵花向日倾”体现植物向光性,A正确;
B、“螟蛉有子,螺嬴负之”意思是螺嬴以螟蛉为食,体现的是生物之间存在的捕食关系,B错误;
C、幽草只生在涧边,黄鹂在深书上啼鸣,体现了不同物种生存的环境不同,即生物多环境的适应,C正确;
D、茂密的森林下面缺少阳光不会长出茁壮的青草,不毛之地没有养料不会长出嘉秀的禾苗,体现出环境如光照和肥料对植物生长的影响,D正确。、
故答案为:B。
【分析】1、在单侧光照时下,植物朝向光源生长的现象称为向光性。在单侧光的照射下,生长素横向运输由向光侧向背光侧运输,使生长素分布不均匀,茎背光一侧的生长素含量多于向光一侧的,因而导致背光侧比向光侧生长快,从而造成茎向光弯曲生长。
2、种间关系包括:①原始合作两种生物共同生活在一起时,双方都受益,但分开后,各自也能独立生活。例如,海葵固着于寄居蟹的螺壳上,寄居蟹的活动,可以使海葵更有效地捕食;海葵则用有毒的刺细胞为寄居蟹提供保护;②互利共生:两种生物生活在一起,彼此有利,相互依存,如地衣、根瘤、白蚁与鞭毛虫等;③捕食:一种生物以另一种生物为食的现象,比如兔和草,狼和羊;④竞争:两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等;⑤寄生:一种生物寄居于另一种生物的体内或体表,摄取寄主的养分以维持生活。
3、生物都生活在非常复杂的环境中,时刻受到环境中各种生态因素的影响。生物只有适应环境才能生存繁衍,也就是说,自然界中的每种生物对环境都有一定的适应性,否则早就被淘汰了,这就是适应的普遍性。但是,每种生物对环境的适应都不是绝对的、完全的适应,只是一定程度上的适应,环境条件的不断变化对生物的适应性有很大的影响作用,这就是适应的相对性。
4、影响光合作用的环境因素。(1)温度对光合作用的影响:在最适温度下酶的活性最强,光合作用强度最大,当温度低于最适温度,光合作用强度随温度的增加而加强,当温度高于最适温度,光合作用强度随温度的增加而减弱。(2)二氧化碳浓度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。(3)光照强度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。(4)光质:绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b,类胡萝卜素和叶黄素,其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能,叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光,对绿光吸收最少。(5)水:水是光合作用产物和反应物,水的含量影响光合作用。(6)矿质元素:叶绿素的合成需要Mg2+,光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成,所以矿质元素也会影响光合作用。
6.(2021·福建)物种甲和物种乙为二倍体植物。甲生活在阳光充足的悬崖顶乙生活在悬崖底的林荫里。在某些山地坡度和缓的地方,甲和乙分别沿着斜坡向下和向上扩展,在斜坡上相遇并杂交产生丙。若丙不能产生子代,则下列叙述错误的是( )
A.甲和乙仍然存在生殖隔离
B.甲种群基因频率的改变说明甲发生了进化
C.甲、乙向斜坡的扩展可能与环境变化有关
D.甲、乙、丙含有的基因共同构成一个种群的基因库
【答案】D
【知识点】现代生物进化理论的主要内容;基因频率的概念与变化;物种的概念与形成;自然选择与适应
【解析】【解答】A、甲、乙相遇并杂交产生丙,丙不能产生子代,说明甲和乙存在生殖隔离,A正确;
B、生物进化的实质是种群基因频率的改变,B正确;
C、甲、乙向斜坡的扩展与甲和乙生活的环境相适应,C正确;
D、基因库是种群中的所有个体的全部基因,甲和乙不代表种群中的所有个体,D不正确。
故答案为:D。
【分析】1、基因库是种群中的所有个体的全部基因。
2、种群是生物进化的基本单位(1)种群既是生物进化的基本单位,也是生物繁殖的基本单位;(2)同一种群生活在同一区域,没有生殖隔离;(3)生物进化的实质是种群基因频率的改变。
3、生物都生活在非常复杂的环境中,时刻受到环境中各种生态因素的影响。生物只有适应环境才能生存繁衍,也就是说,自然界中的每种生物对环境都有一定的适应性,否则早就被淘汰了,这就是适应的普遍性。但是,每种生物对环境的适应都不是绝对的、完全的适应,只是一定程度上的适应,环境条件的不断变化对生物的适应性有很大的影响作用,这就是适应的相对性。
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,这种现象叫做生殖隔离。
7.(2021·湖北)酷热干燥的某国家公园内生长有很多马齿苋属植物叶片嫩而多肉,深受大象喜爱。其枝条在大象进食时常被折断掉到地上,遭到踩踏的枝条会长成新的植株。白天马齿苋属植物会关闭气孔,在凉爽的夜晚吸收CO2并储存起来。针对上述现象,下列叙述错误的是( )
A.大象和马齿苋属植物之间存在共同进化
B.大象和马齿苋属植物存在互利共生关系
C.水分是马齿苋属植物生长的主要限制因素
D.白天马齿苋属植物气孔关闭,仍能进行光合作用
【答案】B
【知识点】协同进化与生物多样性的形成;群落的结构;种间关系
【解析】【解答】A、由题意可知, 某国家公园内生长有很多马齿苋属植物叶片嫩而多肉,深受大象喜爱。其枝条在大象进食时常被折断掉到地上,遭到踩踏的枝条会长成新的植株,大象和马齿苋属植物是不同种生物相互影响,不断进化和发展,属于共同进化,A正确;
B、由题意可知,大象喜爱食用马齿苋属植物嫩而多肉的叶片,二者存在捕食关系,B错误;
C、由题意可知,马齿苋属植物生长在酷热干燥的环境中,酷热干燥环境缺少水分,故水分是马齿范属植物生长的主要限制因素,C正确;
D、 由题意可知,马齿苋属植物在凉爽的夜晚吸收CO2并储存起来,而白天会关闭气孔,则白天会利用夜晚储存起来的CO2进行光合作用,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、协同进化: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、种间关系包括:①互利共生:两种生物生活在一起,彼此有利,相互依存,如地衣、根瘤、白蚁与鞭毛虫等;②捕食:一种生物以另一种生物为食的现象,比如兔和草,狼和羊;③竞争:两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等;④寄生:一种生物寄居于另一种生物的体内或体表,摄取寄主的养分以维持生活。
3、群落的结构主要包括垂直结构和水平结构。(1)垂直结构:指群落在垂直方向上的分层现象。原因:①植物的分层与对光的利用有关,群落中的光照强度总是随着高度的下降而逐渐减弱,不同植物适于在不同光照强度下生长。如森林中植物由高到低的分布为:乔木层、灌木层、草本层、地被层。②动物分层主要是因群落的不同层次提供不同的食物,其次也与不同层次的微环境有关。如森林中动物的分布由高到低为:猫头鹰(森林上层),大山雀(灌木层),鹿、野猪(地面活动),蚯及部分微生物(落叶层和土壤)。(2)水平结构:指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布。原因:由于在水平方向上地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同,以及人与动物的影响等因素,不同地段往往分布着不同的种群,同一地段上种群密度也有差异,它们常呈镶嵌分布。群落的空间结构特征是长期自然选择的结果,既有利于充分利用资源,又有利于缓解种间竞争,导致这种结构特征的主要非生物因素是光照。
8.(2021·湖北)20世纪末,野生熊猫分布在秦岭、岷山和小相岭等6大山系。全国已建立熊猫自然保护区40余个,野生熊猫栖息地面积大幅增长。在秦岭,栖息地已被分割成5个主要活动区域;在岷山,熊猫被分割成10多个小种群;小相岭山系熊猫栖息地最为破碎,各隔离种群熊猫数量极少。下列叙述错误的是( )
A. 熊猫的自然种群个体数量低与其繁育能力有关
B.增大熊猫自然保护区的面积可提高环境容纳量
C.隔离阻碍了各种群间的基因交流,熊猫小种群内会产生近亲繁殖
D.在不同活动区域的熊猫种群间建立走廊,可以提高熊猫的种群数
【答案】D
【知识点】物种的概念与形成;种群的数量变动及其原因;种群数量的变化曲线
【解析】【解答】A、种群数量与种群的繁殖能力及迁徙有关,由题意可知,自然保护区中无群体的迁徙,则熊猫的自然种群个体数量低与其繁殖能力有关,A正确;
B、环境容纳量是指特定环境所能容许的种群数量的最大值,只与环境有关,故建立自然保护区改善生存环境,提高环境容纳量,是保护野生大熊猫的根本措施,B正确;
C、由于地理隔离存在使熊猫不能相遇,不同种群间不发生基因交流,熊猫只能小种群内近亲繁殖,C正确;
D、在不同活动区域的熊猫种群间建立走廊,增加了不同种群间熊猫交流的机会,则多个熊猫种群有可能会集合到一起成为一个大种群,导致熊猫的种群数下降,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、影响种群数量变化的因素包括生物因素和非生物因素,动物种群数量受生物因素影响的同时,也受气温、日照和降水等非生物因素的影响,气候、季节、降水等的变化,影响程度与种群密度没有关系,属于非密度制约因素,食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的。
2、最高环境容纳量(简称“环境容纳量”)是指特定环境所能容许的种群数量的最大值。环境容纳量是环境制约作用的具体体现,有限的环境只能为有限生物的生存提供所需的资源。环境容纳量的实质是有限环境中的有限增长。
3、隔离在物种形成中的作用:
(1)地理隔离:不同种群出现不同的突变和基因重组;不同种群间不发生基因交流;不同种群的基因频率发生不同的变化。
(2)自然选择:食物和栖息条件互不相同;自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用不同。
(3)生殖隔离:基因库形成明显差异,并逐渐出现生殖隔离,从而形成不同物种。
9.(2021·湖北)某地区的小溪和池塘中生活着一种丽鱼,该丽鱼种群包含两种类型的个体:一种具有磨盘状齿形,专食蜗牛和贝壳类软体动物;另一种具有乳突状齿形,专食昆虫和其他软体动物。两种齿形的丽鱼均能稳定遗传并能相互交配产生可育后代。针对上述现象,下列叙述错误的是( )
A.丽鱼种群牙齿的差异属于可遗传的变异
B.两者在齿形上的差异有利于丽鱼对环境的适应
C.丽鱼种群产生的性状分化可能与基因突变和重组有关
D.两种不同齿形丽鱼的基因库差异明显,形成了两个不同的物种
【答案】D
【知识点】现代生物进化理论的主要内容;物种的概念与形成;自然选择与适应
【解析】【解答】A、由题意可知,两种齿形的丽鱼均能稳定遗传并能相互交配产生可育后代,故两者牙齿的差异属于可遗传的变异,A正确;
B、磨盘状齿形,专食蜗牛和贝壳类软体动物,乳突状齿形,专食昆虫和其他软体动物,不同齿形捕食不同生物,齿形上的差异是两种丽鱼各自对环境的适应,B正确;
C、齿形上的差异是两种丽鱼各自对环境的适应及进化的结果,突变和基因重组为生物进化提供了原材料,两种丽鱼种群产生的性状分化与基因突变和重组有关,C正确;
D、物种形成的标志是生殖隔离,生殖隔离是指不同种群之间不能进行相互交配、即使交配成功也不能产生后代的现象,而两种齿形的丽鱼均能稳定遗传并能相互交配产生可育后代,故二者不是两个物种,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异:
(1)基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换,这会导致基因结构的改变,进而产生新基因;
(2)基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的非等位基因重新组合,包括两种类型:①自由组合型:减数第一次分裂后期,随着非同源染色体自由组合,非同源染色体上的非等位基因也自由组合。②交叉互换型:减数第一次分裂前期(四分体),基因随着同源染色体的非等位基因的交叉互换而发生重组。此外,某些细菌(如肺炎双球菌转化实验)和在人为作用(基因工程)下也能产生基因重组。
(3)染色体变异包括染色体结构变异(重复、缺失、易位、倒位)和染色体数目变异,包括个别染色体的增添或缺失,或以染色体组数成倍的增添或缺失。
2、生物都生活在非常复杂的环境中,时刻受到环境中各种生态因素的影响。生物只有适应环境才能生存繁衍,也就是说,自然界中的每种生物对环境都有一定的适应性,否则早就被淘汰了,这就是适应的普遍性。但是,每种生物对环境的适应都不是绝对的、完全的适应,只是一定程度上的适应,环境条件的不断变化对生物的适应性有很大的影响作用,这就是适应的相对性。生活在雪地的老鼠毛色为白色,是一种保护色,不易被其他动物发现,这对它躲避天敌动物的捕食十分有利,这是对环境的一种适应现象。如果降雪推迟,白色鼠反而易被天敌发现而遭捕食,体现了生物对环境的适应具有相对性。
3、突变和基因重组产生进化的原材料(1)可遗传的变异来源于基因突变、基因重组以及染色体变异,其中染色体变异和基因突变统称为突变;(2)基因突变产生新的等位基因,这就可能使种群的基因频率发生变化;(3)突变的频率虽然很低,但一个种群往往由许多个体组成,而且每一个个体中的每一个细胞都含有成千上万个基因,所以在种群中每一代都会产生大量的突变;(4)生物的变异是否有利取决于它们的生存环境,同样的变异在不同的生存环境中可能有利,也可能有害;(5)突变是不定向的,基因重组是随机的,只为进化提供原材料,而不能决定生物进化的方向。
4、隔离在物种形成中的作用:
(1)地理隔离:不同种群出现不同的突变和基因重组;不同种群间不发生基因交流;不同种群的基因频率发生不同的变化。
(2)自然选择:食物和栖息条件互不相同;自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用不同。
(3)生殖隔离:基因库形成明显差异,并逐渐出现生殖隔离,从而形成不同物种。
10.(2021·江苏)下列关于生物种群叙述正确的是( )
A.不同种群的生物之间均存在生殖隔离
B.种群中个体的迁入与迁出会影响种群的基因频率
C.大量使用农药导致害虫种群产生抗药性,是一种共同进化的现象
D.水葫芦大量生长提高了所在水体生态系统的物种多样性
【答案】B
【知识点】基因频率的概念与变化;物种的概念与形成;自然选择与适应
【解析】【解答】A、不同的种群的生物之间不一定存在生殖隔离,A错误;
B、 基因频率是指在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比值 ;迁入和迁出会影响种群数量,继而影响基因频率,B正确;
C、 种群抗药性在使用农药前已经存在,大量使用农药对种群的抗药性起到选择的作用, C错误;
D、水葫芦大量生长会造成其他生物数量的减少或消失,不利于物种的多样性,D错误;
故答案为:B
【分析】 (1)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)迁入和迁入会影响种群数量,进而会影响基因频率。
(3)共同进化不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。
(4)生物多样性的内容:包括基因多样性、 物种多样性和生态系统多样性 。
11.(2021·辽宁)辽河流域是辽宁省重要的生态屏障和经济地带。为恢复辽河某段“水体——河岸带”的生物群落,研究人员选择辽河流域常见的植物进行栽种。植物种类、分布及叶片或茎的横切面见下图。下列有关叙述错误的是( )
注:右侧为对应植物叶片或茎的横切面示意图,空白处示气腔
A.丙与丁的分布体现了群落的垂直结构
B.四种植物都有发达的气腔,利于根系的呼吸,体现出生物对环境的适应
C.不同位置上植物种类的选择,遵循了协调与平衡原理
D.生态恢复工程使该生态系统的营养结构更复杂,抵抗力稳定性增强
【答案】A
【知识点】群落的结构;生态系统的稳定性;生态工程依据的生态学原理;生态恢复工程;自然选择与适应
【解析】【解答】A、丙与丁是不同地段分布的不同的种群,属于群落的水平结构,A错误;
B、四种植物都有发达的气腔,利于根系的呼吸,这种结构与所生活的环境适应,B正确;
C、不同位置上根据环境选择不同的植物,遵循了协调与平衡原理,C正确;
D、生态恢复工程使该生态系统的营养结构更复杂,自我调节能力更强,抵抗力稳定性增强,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、群落的结构主要包括垂直结构和水平结构。(1)垂直结构:指群落在垂直方向上的分层现象。原因:①植物的分层与对光的利用有关,群落中的光照强度总是随着高度的下降而逐渐减弱,不同植物适于在不同光照强度下生长。如森林中植物由高到低的分布为:乔木层、灌木层、草本层、地被层。②动物分层主要是因群落的不同层次提供不同的食物,其次也与不同层次的微环境有关。如森林中动物的分布由高到低为:猫头鹰(森林上层),大山雀(灌木层),鹿、野猪(地面活动),蚯及部分微生物(落叶层和土壤)。(2)水平结构:指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布。原因:由于在水平方向上地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同,以及人与动物的影响等因素,不同地段往往分布着不同的种群,同一地段上种群密度也有差异,它们常呈镶嵌分布。群落的空间结构特征是长期自然选择的结果,既有利于充分利用资源,又有利于缓解种间竞争,导致这种结构特征的主要非生物因素是光照。
2、生物都生活在非常复杂的环境中,时刻受到环境中各种生态因素的影响。生物只有适应环境才能生存繁衍,也就是说,自然界中的每种生物对环境都有一定的适应性,否则早就被淘汰了,这就是适应的普遍性。但是,每种生物对环境的适应都不是绝对的、完全的适应,只是一定程度上的适应,环境条件的不断变化对生物的适应性有很大的影响作用,这就是适应的相对性。生活在雪地的老鼠毛色为白色,是一种保护色,不易被其他动物发现,这对它躲避天敌动物的捕食十分有利,这是对环境的一种适应现象。如果降雪推迟,白色鼠反而易被天敌发现而遭捕食,体现了生物对环境的适应具有相对性。
3、生态工程原理:物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理和系统学和工程学原理。
4、生态恢复工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法,通过系统设计、调控和技术组装,对已被破坏的生态环境进行修复、重建,对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善,并提高生态系统的生产力,从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。
(2021·天津)阅读下列材料,完成下面小题。
为提高转基因抗虫棉的抗虫持久性,可采取如下措施:
①基因策略:包括提高杀虫基因的表达量、向棉花中转入多种杀虫基因等。例如,早期种植的抗虫棉只转入了一种Bt毒蛋白基因,抗虫机制比较单一;现在经常将两种或两种以上Bt基同时转入棉花。
②田间策略:主要是为棉铃虫提供底护所。例如我国新疆棉区,在转基因棉田周围种植一定面积的非转基因棉花,为棉铃虫提供专门的庇护所:长江、黄河流域棉区多采用将转基因抗虫棉与高粱和玉米等其他棉铃虫寄主作物混作的方式,为棉铃虫提供天然的庇护所。
③国家宏观调控政策:如实施分区种植管理等。
12.关于上述基因策略,下列叙述错误的是( )
A.提高Bt基因的表达量,可降低抗虫棉种植区的棉铃虫种群密度
B.转入棉花植株的两种Bt基因的遗传不一定遵循基因的自由组合定律
C.若两种Bt基因插入同一个T-DNA并转入棉花植株,则两种基因互为等位基因
D.转入多种Bt基因能提高抗虫持久性,是因为棉铃虫基因突变频率低且不定向
13.关于上述田间策略,下列叙述错误的是( )
A.转基因棉田周围种植非抗虫棉,可降低棉铃虫抗性基因的突变率
B.混作提高抗虫棉的抗虫持久性,体现了物种多样性的重要价值
C.为棉铃虫提供底护所,可使敏感棉铃虫在种群中维持一定比例
D.为棉铃虫提供庇护所,可使棉铃虫种群抗性基因频率增速放缓
【答案】12.C
13.A
【知识点】基因频率的概念与变化;基因工程的应用;变异是自然选择的原材料;生物多样性的价值
【解析】【分析】1、种群密度:种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度,种群密度是种群最基本的数量特征。
2、基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
3、基因突变的类型:自发突变和人工诱变。基因突变的特点:①基因突变具有普遍性:生物界中普遍存在;②低频性:自然情况下突变频率很低(10-5-10-8);③随机性:个体发育的任何时期和部位;④不定向性:突变是不定向的;⑤多害少利性:多数对生物有害。
4、生物多样性的价值:(1)直接价值:对人类有食用、药用和工业原料等使用意义,以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的。(2)间接价值:对生态系统起重要调节作用的价值(生态功能)。(3)潜在价值:目前人类不清楚的价值。
5、自然选择决定生物进化的方向(1)变异是不定向的,自然选择是定向的; (2)自然选择的直接对象是生物的表现型,间接对象是相关的基因型,根本对象是与变异性状相对的基因;(3)自然选择的实质:种群的基因频率发生定向改变;(4)自然选择的方向:适应自然环境;(5)变异是普遍存在的,环境仅是一个选择因素,变异在先、选择在后。
12.A、提高Bt基因表达量,抗虫蛋白含量增加,棉铃虫数量下降,种群密度降低,A正确;
B、若两种Bt基因转入同一条染色体上,则遗传不遵循自由组合定律,B正确;
C、同源染色体上相同位置控制同一性状不同形态的基因,称为等位基因,C错误;
D、棉铃虫基因突变频率低且不定向,转入多种Bt基因可以可以提高抗虫棉的抗虫持久性,D正确。
故答案为:C。
13.A、基因突变可自发发生,突变频率与环境没有直接关系,A错误;
B、混作可以提高抗性小的抗虫棉的存活,且减少棉铃虫的生存资源,提高了抗虫棉的抗虫持久性,也具有经济价值,体现了物种多样性的直接和间接价值,B正确。
C、抗虫棉田中敏感棉铃虫在种群中维持一定比例,使具有抗毒蛋白和敏感型个体都得以生存可以为棉铃虫提供底护所,C正确;
D、抗虫棉田中敏感棉铃虫在种群中维持一定比例,使具有抗毒蛋白和敏感型个体都得以生存,且由于种内斗争,使棉铃虫种群抗性基因频率增速放缓,D正确。
故答案为:A。
14.(2021·北京)研究者拟通过有性杂交的方法将簇毛麦(2n=14)的优良性状导入普通小麦(2n=42)中。用簇毛麦花粉给数以千计的小麦小花授粉,10天后只发现两个杂种幼胚,将其离体培养,产生愈伤组织,进而获得含28条染色体的大量杂种植株。以下表述错误的是( )
A.簇毛麦与小麦之间存在生殖隔离
B.培养过程中幼胚细胞经过脱分化和再分化
C.杂种植株减数分裂时染色体能正常联会
D.杂种植株的染色体加倍后能产生可育植株
【答案】C
【知识点】染色体组的概念、单倍体、二倍体、多倍体;现代生物进化理论的主要内容;植物组织培养的过程
【解析】【解答】A、簇毛麦与小麦杂交产生的后代不可育,故二者存在生殖隔离,A正确;
B、植物组织培养需对离体组织进行脱分化和再分化,B正确;
C、杂种植株含有28条染色体为异源多配体,联会紊乱不能产生正常配子,不可育,C错误;
D、杂交植株经染色体加倍后,可正常进行减数分裂产生配子,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、由受精卵发育而来,体细胞中有几个染色体组的个体,叫做几倍体。由受精卵发育而来,体细胞中有三个染色体组的个体,叫三倍体;同源多倍体是指增加的染色体组来自同一物种,一般是由二倍体的染色体直接加倍产生的。同一物种经过染色体加倍形成的多倍体,称为同源多倍体。异源多倍体是指不同物种杂交产生的杂种后代经过染色体加倍形成的多倍体。普通小麦经减数分裂产生配子时染色体数减半,染色体组数也减半。
2、生殖隔离指由于各方面的原因,使亲缘关系接近的类群之间在自然条件下不交配,或者即使能交配也不能产生后代或不能产生可育性后代的隔离机制。
3、植物组织培养技术运用植物细胞全能性,经过对离题组织进行脱分化、再分化处理,最终得到完整植株。
15.(2021·海南)某地区少数人的一种免疫细胞的表面受体CCR5的编码基因发生突变,导致受体CCR5结构改变,使得HIV-1病毒入侵该免疫细胞的几率下降。随时间推移,该突变基因频率逐渐增加。下列有关叙述错误的是( )
A.该突变基因丰富了人类种群的基因库
B.该突变基因的出现是自然选择的结果
C.通过药物干扰HIV-1与受体CCR5的结合可抑制病毒繁殖
D.该突变基因频率的增加可使人群感染HIV-1的几率下降
【答案】B
【知识点】基因突变的特点及意义;现代生物进化理论的主要内容
【解析】【解答】A、基因突变产生了新基因,丰富了人类种群的基因库,A正确;
B、基因突变具有普遍性在生物界中普遍存在,B错误;
C、病毒不能独立生存繁殖,需要侵入到活细胞中,通过药物干扰HIV-1与受体CCR5的结合可抑制病毒繁殖,C正确;
D、由题意可知,免疫细胞的表面受体CCR5的编码基因发生突变,导致受体CCR5结构改变,使得HIV-1病毒入侵该免疫细胞的几率下降,则该突变基因频率的增加可使人群感染HIV-1的几率下降,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、基因突变:
(1)概念:指基因中碱基对的增添、缺失或替换。
(2)时间:基因突变可以发生在发育的任何时期,通常发生在DNA复制时期,即细胞分裂间期,包括有丝分裂间期和减数分裂间期。
(3)基因突变的类型:自发突变和人工诱变。
(4)基因突变的特点:①基因突变具有普遍性:生物界中普遍存在;②低频性:自然情况下突变频率很低(10-5-10-8);③随机性:个体发育的任何时期和部位;④不定向性:突变是不定向的;⑤多害少利性:多数对生物有害。
(5)基因突变是点突变,在光学显微镜下观察不到,在染色体变异在显微镜下可以观察到。
(6)基因突变的意义:基因突变是新基因产生的途径;基因突变能为生物进化提供原材料;基因突变是生物变异的根本来源。
2、突变和基因重组产生进化的原材料(1)可遗传的变异来源于基因突变、基因重组以及染色体变异,其中染色体变异和基因突变统称为突变;(2)基因突变产生新的等位基因,这就可能使种群的基因频率发生变化;(3)突变的频率虽然很低,但一个种群往往由许多个体组成,而且每一个个体中的每一个细胞都含有成千上万个基因,所以在种群中每一代都会产生大量的突变;(4)生物的变异是否有利取决于它们的生存环境,同样的变异在不同的生存环境中可能有利,也可能有害;(5)突变是不定向的,基因重组是随机的,只为进化提供原材料,而不能决定生物进化的方向。
3、自然选择决定生物进化的方向(1)变异是不定向的,自然选择是定向的; (2)自然选择的直接对象是生物的表现型,间接对象是相关的基因型,根本对象是与变异性状相对的基因;(3)自然选择的实质:种群的基因频率发生定向改变;(4)自然选择的方向:适应自然环境;(5)变异是普遍存在的,环境仅是一个选择因素,变异在先、选择在后。
16.(2021·浙江)现代的生物都是由共同祖先进化而来的,物种的进化体现在种群基因频率的改变。下列能引起基因频率改变的因素是 ( )
A.自然选择 B.基因重组 C.随机交配 D.大的种群
【答案】A
【知识点】现代生物进化理论的主要内容;基因频率的概念与变化
【解析】【解答】 哈迪-温伯格平衡定律是指在一定条件下,群体的基因频率和基因型频率在一代一代繁殖传代中保持不变。该种群需符合下列条件:①种群是极大的;②种群个体间的交配是随机的;③没有突变产生;④种群之间不存在个体的迁移或基因交流;⑤没有自然选择。现代生物进化理论的观点之一是自然选择使种群的基因频率发生定向的改变,决定生物进化的方向。
故答案为:A。
【分析】现代生物进化理论的基本观点:①种群是生物进化的基本单位;②生物进化的实质在于种群基因频率的改变;③突变和基因重组产生生物进化的原始材料(内因);④自然选择使种群的基因频率发生定向的改变,决定生物进化的方向;(外因)⑤隔离是新物种形成的必要条件,生殖隔离是物种形成的标志(外因)。
17.(2021·浙江)某同学用红色豆子(代表基因B)和白色豆子(代表基因b)建立人群中某显性遗传病的遗传模型,向甲乙两个容器均放入10颗红色豆子和40颗白色豆子,随机从每个容器内取出一颗豆子放在一起并记录,再将豆子放回各自的容器中并摇匀,重复100次。下列叙述正确的是( )
A.该实检模拟基因自由组合的过程
B.重复100次实验后,Bb组合约为16%
C.甲容器模拟的可能是该病占36%的男性群体
D.乙容器中的豆子数模拟亲代的等位基因数
【答案】C
【知识点】现代生物进化理论的主要内容;基因频率的概念与变化
【解析】【解答】A.该实验模拟群体中个体随机交配产生子代的过程,A说法错误;
BC.容器放入10颗红色豆子(B)和40颗白色豆子(b),随机从甲或乙容器内取出一颗豆子是红色豆子(B)的概率为20%,是白色豆子(b)的概率是80%,将取出的豆子放在一起并记录,是Bb的概率是2×20%×80%=32%,B说法错误;显性病的概率是BB+Bb=20%×20%+2×80%×80%=36%,C说法正确;
D.乙容器中的豆子数模拟B/b的基因频率,D说法错误。
故答案为:C。
【分析】基因频率的有关计算
①已知基因型的频率求基因频率:基因频率(A)= 该基因纯合子(AA)+1/2 杂合子(Aa)
②已知基因频率求基因型频率:DD=D2 dd=d2 Dd=2×D×d
18.(2021·湖南)金鱼系野生鲫鱼经长期人工选育而成,是中国古代劳动人民智慧的结晶。现有形态多样、品种繁多的金鱼品系。自然状态下,金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代。下列叙述错误的是( )
A.金鱼与野生鲫鱼属于同一物种
B.人工选择使鲫鱼发生变异,产生多种形态
C.鲫鱼进化成金鱼的过程中,有基因频率的改变
D.人类的喜好影响了金鱼的进化方向
【答案】B
【知识点】现代生物进化理论的主要内容
【解析】【解答】A、根据题干“自然状态下,金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代”可知,金鱼与野生鲫鱼属于同一物种,A不符合题意;
B、人工选择只对金鱼的变异起选择作用,不能使金鱼发生变异,变异的来源是突变和基因重组,B符合题意;
C、种群进化的实质是种群基因频率的改变,所以,鲫鱼进化成金鱼的过程中,存在基因频率的改变,C不符合题意;
D、人工选择对金鱼的变异起选择作用,使人类喜好的性状得以保留,不喜好的性状被淘汰,因此,人工选择可以决定金鱼的进化方向,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】1.生物进化的实质:种群基因频率发生变化。
2.突变和基因重组产生进化的原材料。
3.自然选择决定生物进化的方向。
19.(2021·河北)雄性缝蝇的求偶方式有:①向雌蝇提供食物;②用丝缕简单缠绕食物后送给雌蝇;③把食物裹成丝球送给雌蝇;④仅送一个空丝球给雌蝇。以上四种方式都能求偶成功。下列叙述错误的是( )
A.求偶时提供食物给雌蝇有利于其繁殖,是一种适应性行为
B.④是一种仪式化行为,对缝蝇繁殖失去进化意义
C.③是雌蝇对雄蝇长期选择的结果
D.④可能由③进化而来
【答案】B
【知识点】现代生物进化理论的主要内容;协同进化与生物多样性的形成
【解析】【解答】A.求偶时提供食物给雌蝇,一方面获得交配机会,另一方面有利于雌性获得更多营养物质以繁殖后代,这是一种长期形成的适应性行为,A说法正确;
B.④虽然是一种仪式化行为,但可以能求偶成功,对缝蝇繁殖也具有进化意义,B说法错误;
C.把食物裹成丝球送给雌蝇,更受雌蝇的青睐,容易获得交配机会,这是雌蝇对雄蝇长期选择的结果,C说法正确;
D.④与③丝球在外观上具有相似性,可推测④可能由③进化而来,D说法正确。
故答案为:B。
【分析】生物的求偶行为是在漫长的自然选择过程中,同环境、生物共同进化的一种适应性行为。
二、综合题
20.(2022·广东)《诗经》以“蚕月条桑”描绘了古人种桑养蚕的劳动画面,《天工开物》中“今寒家有将早雄配晚雌者,幻出嘉种”,表明我困劳动人民早已拥有利用杂交手段培有蚕种的智慧,现代生物技术应用于蚕桑的遗传育种,更为这历史悠久的产业增添了新的活力。回答下列问题:
(1)自然条件下蚕采食桑叶时,桑叶会合成蛋白醇抑制剂以抵御蚕的采食,蚕则分泌更多的蛋白酶以拮抗抑制剂的作用。桑与蚕相互作用并不断演化的过程称为 。
(2)家蚕的虎斑对非虎斑、黄茧对白茧、敏感对抗软化病为显性,三对性状均受常染色体上的单基因控制且独立遗传。现有上述三对基因均杂合的亲本杂交,F1中虎斑、白茧、抗软化病的家蚕比例是 ;若上述杂交亲本有8对,每只雌蚕平均产卵400枚,理论上可获得 只虎斑、白茧、抗软化病的纯合家蚕,用于留种。
(3)研究小组了解到:①雄蚕产丝量高于雌蚕;②家蚕的性别决定为ZW型;③卵壳的黑色(B)和白色(b)由常染色体上的一对基因控制;④黑壳卵经射线照射后携带B基因的染色体片段可转移到其他染色体上且能正常表达。为达到基于卵壳颜色实现持续分离雌雄,满足大规模生产对雄蚕需求的目的,该小组设计了一个诱变育种的方案。下图为方案实施流程及得到的部分结果。
统计多组实验结果后,发现大多数组别家蚕的性别比例与I组相近,有两组(Ⅱ、Ⅲ)的性别比例非常特殊。综合以上信息进行分析:
①Ⅰ组所得雌蚕的B基因位于 染色体上。
②将Ⅱ组所得雌蚕与白壳卵雄蚕(bb)杂交,子代中雌蚕的基因型是 (如存在基因缺失,亦用b表示)。这种杂交模式可持续应用于生产实践中,其优势是可在卵期通过卵壳颜色筛选即可达到分离雌雄的目的。
③尽管Ⅲ组所得黑壳卵全部发育成雄蚕,但其后代仍无法实现持续分离雌雄,不能满足生产需求,请简要说明理由 。
【答案】(1)协同进化
(2)3/64;50
(3)常;ZbWB;Ⅲ组所得黑壳卵雄蚕为杂合子(基因型为ZBZb),与白壳卵雌蚕杂交,后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性,无法通过卵壳颜色区分性别
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;伴性遗传;协同进化与生物多样性的形成
【解析】【解答】(1)由题意可知,蚕采食桑叶时,桑叶会合成蛋白醇抑制剂以抵御蚕的采食,蚕则分泌更多的蛋白酶以拮抗抑制剂的作用,这种相互适应不断演化的过程称为协同进化。
故答案为:协同进化。
(2)由题意可知,家蚕的虎斑对非虎斑、黄茧对白茧、敏感对抗软化病为显性,三对性状均受常染色体上的单基因控制且独立遗传,符合自由组合定律,若三对基因均杂合的亲本杂交,则F1中虎斑、白茧、抗软化病的家蚕比例为3/4(虎斑)×1/4(白茧)×1/4(抗软化病)=3/64;若上述杂交亲本有8对,每只雌蚕平均产卵400枚,则8个雌蚕可产卵3200枚,则三对基因均杂合的亲本杂交,获得的虎斑、白茧、抗软化病的纯合家蚕为3200×1/4(纯合虎斑)×1/4(纯合白茧)×1/4(纯合抗软化病)=3200×1/64=50只。
故答案为:3/64;50。
(3)由题意可知,家蚕的性别决定为ZW型,则雌蚕的性染色体组成是ZW,雄蚕的性染色体组成是ZZ。黑卵壳经射线照射后,携带B基因的染色体片段转移到其他染色体上且能正常表达,则转移情况可分为三种,第一种情况携带B基因的染色体片段可转移到常染色体上、第二种情况是转移到Z染色体上,第三种情况是转移到W染色体上。题中设计实验将诱变孵化后挑选的雌蚕作为亲本与雄蚕(bb)杂交,统计子代的黑卵壳孵化后雌雄家蚕的数目,分析途中结果可知,I组黑卵壳家蚕中雌雄比例接近1:1,说明该性状与性别无关,则携带B基因的染色体片段转移到了常染色体上;Ⅱ组黑卵壳家蚕全为雌性,说明携带B基因的染色体片段转移到了W染色体上;Ⅲ组黑卵壳家蚕全为雄性,说明携带B基因的染色体片段转移到了Z染色体上。
①Ⅰ组所得雌蚕的B基因位于常染色体上。
②将Ⅱ组所得雌蚕与白壳卵雄蚕(bb)杂交,子代中雌蚕的基因型是ZbWB。
③尽管Ⅲ组所得黑壳卵全部发育成雄蚕,但其后代仍无法实现持续分离雌雄,不能满足生产需求,因为Ⅲ组所得黑壳卵雄蚕为杂合子(基因型为ZBZb),与白壳卵雌蚕杂交,后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性,无法通过卵壳颜色区分性别。
故答案为:常;ZbWB; Ⅲ组所得黑壳卵雄蚕为杂合子(基因型为ZBZb),与白壳卵雌蚕杂交,后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性,无法通过卵壳颜色区分性别。
【分析】1、协同进化: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、基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。每对等位基因分离产生两种配子,n对等位基因产生配子数为2n,该个体自交后代的表现型种类数为2n,对该个体测交后代的表现型种类数为2n,对该个体测交后代的基因型种类数为2n,该个体自交后代的基因型种类数为3n。
3、性别决定方式属于ZW型的生物,雌性生物的性染色体组成是ZW,雄性生物的性染色体组成是ZZ。
三、实验探究题
21.(2021·湖北)疟疾是一种由疟原虫引起的疾病。疟原虫为单细胞生物可在按蚊和人两类宿主中繁殖。我国科学家发现了治疗疟疾的青蒿素。随着青蒿素类药物广泛应用逐渐出现了对青蒿素具有抗药性的疟原虫。
为了研究疟原虫对青蒿素的抗药性机制,将一种青蒿素敏感(S型)的疟原虫品种分成两组:一组逐渐增加青蒿素的浓度,连续培养若干代,获得具有抗药性(R型)的甲群体,另一组为乙群体(对照组)。对甲和乙两群体进行基因组测序,发现在甲群体中发生的9个碱基突变在乙群体中均未发生,这些突变发生在9个基因的编码序列上,其中7个基因编码的氨基酸序列发生了改变。
为确定7个突变基因与青蒿素抗药性的关联性,现从不同病身上获取若干疟原虫样本,检测疟原虫对青蒿素的抗药性(与存活率正相关)并测序,以S型疟原虫为对照,与对照的基因序列相同的设为野生型“+”,不同的设为突变型“-”。部分样本的结果如表。
疟原虫 存活率(%) 基因1 基因2 基因3 基因4 基因5 基因6 基因7
对照 0.04 + + + + + + +
1 0.2 + + + + + + -
2 3.8 + + + - + + -
3 5.8 + + + - - + -
4 23. 1 + + + + - - -
5 27.2 + + + + - - -
6 27.3 + + + - + - -
7 28.9 + + + - - - -
8 31.3 + + + + - - -
9 58.0 + + + - + - -
回答下列问题:
(1)连续培养后疟原虫获得抗药性的原因是 ,碱基突变但氨基酸序列不发生改变的原因是 。
(2)7个基因中与抗药性关联度最高的是 ,判断的依据是 。
(3)若青蒿素抗药性关联度最高的基因突变是导致疟原虫抗青蒿素的直接原因,利用现代分子生物学手段,将该突变基因恢复为野生型,而不改变基因组中其他碱基序。经这种基因改造后的疟原虫对青蒿素的抗药性表现为 。
(4)根据生物学知识提出一条防控疟疾的合理化建议: 。
【答案】(1)通过基因突变可产生抗青蒿素的个体,连续培养过程中,在青蒿素的定向选择作用下,疟原虫种群中抗青蒿素的相关基因的频率升高,抗药性个体数增多;密码子具有简并性
(2)基因6;与对照组相比,在有突变基因6和7的4~9组中,疟原虫的存活率都大幅提高,但在有突变基因7的1、2、3组中,疟原虫的存活率提高的幅度不大
(3)S型(对青蒿素敏感)
(4)做好按蚊的防治工作
【知识点】基因突变的特点及意义;现代生物进化理论的主要内容;遗传信息的翻译
【解析】【解答】(1)青蒿素“抗药性”的产生是疟原虫基因突变导致的,基因突变产生新基因表现新,连续培养过程中,在青蒿素对基因突变产生的新基因进行定向选择,可以导致疟原虫种群中抗药性基因的频率增大,抗药性个体数增多;由于密码子具有简并性,虽然碱基发生改变但氨基酸序列可能也不发生改变。
故答案为: 通过基因突变可产生抗青蒿素的个体,连续培养过程中,在青蒿素的定向选择作用下,疟原虫种群中抗青蒿素的相关基因的频率升高,抗药性个体数增多 ; 密码子具有简并性 。
(2)由表可知,对照的基因序列设为野生型"+”,不同的设为突变型”-”,与对照组相比,在有突变基因6和7的第4~9组实验中,疟原虫的存活率都大幅提高,但在只有有突变基因7的1、2、3组实验中,疟原虫的存活率提高的幅度不大,故7个基因中与抗药性关联度最高的是基因6。
故答案为: 基因6 ; 与对照组相比,在有突变基因6和7的4~9组中,疟原虫的存活率都大幅提高,但在有突变基因7的1、2、3组中,疟原虫的存活率提高的幅度不大 。
(3)由表可知,7个基因中与抗药性关联度最高的是基因6, 若青蒿素抗药性关联度最高的基因突变是导致疟原虫抗青蒿素的直接原因,利用现代分子生物学手段,将该突变基因恢复为野生型,而不改变基因组中其他碱基序。经这种基因改造后的疟原虫对青蒿素的抗药性表现为S型(对青满素敏感)。
故答案为: S型(对青蒿素敏感) 。
(4)由题意可知,疟原虫为单细胞生物并且可在按蚊和人两类宿主中繁殖,则做好按蚁的防治工作,可减少疟原虫。
故答案为: 做好按蚊的防治工作 。
【分析】1、突变和基因重组产生进化的原材料:
(1)可遗传的变异来源于基因突变、基因重组以及染色体变异,其中染色体变异和基因突变统称为突变;
(2)基因突变产生新的等位基因,这就可能使种群的基因频率发生变化;
(3)突变的频率虽然很低,但一个种群往往由许多个体组成,而且每一个个体中的每一个细胞都含有成千上万个基因,所以在种群中每一代都会产生大量的突变;
(4)生物的变异是否有利取决于它们的生存环境,同样的变异在不同的生存环境中可能有利,也可能有害;
(5)突变是不定向的,基因重组是随机的,只为进化提供原材料,而不能决定生物进化的方向。
2、自然选择决定生物进化的方向:
(1)变异是不定向的,自然选择是定向的;
(2)自然选择的直接对象是生物的表现型,间接对象是相关的基因型,根本对象是与变异性状相对的基因;
(3)自然选择的实质:种群的基因频率发生定向改变;
(4)自然选择的方向:适应自然环境;
(5)变异是普遍存在的,环境仅是一个选择因素,变异在先、选择在后。
3、密码子是mRNA上相邻的3个碱基;种类:64种,其中有3种是终止密码子,不编码氨基酸;特点:(1)密码子的简并性,一种密码子只能编码一种氨基酸,但一种氨基酸可能由一种或多种密码子编码;(2)密码子具有通用性,即自然界所有的生物共用一套遗传密码。
4、基因突变:
(1)概念:指基因中碱基对的增添、缺失或替换。
(2)时间:基因突变可以发生在发育的任何时期,通常发生在DNA复制时期,即细胞分裂间期,包括有丝分裂间期和减数分裂间期。
(3)基因突变的类型:自发突变和人工诱变。
(4)基因突变的特点:①基因突变具有普遍性:生物界中普遍存在;②低频性:自然情况下突变频率很低(10-5-10-8);③随机性:个体发育的任何时期和部位;④不定向性:突变是不定向的;⑤多害少利性:多数对生物有害。
(5)基因突变是点突变,在光学显微镜下观察不到,在染色体变异在显微镜下可以观察到。
(6)基因突变的意义:基因突变是新基因产生的途径;基因突变能为生物进化提供原材料;基因突变是生物变异的根本来源。
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