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【人教版2019】2023届高考生物分层训练—专题13 生物的进化(标准)
满分:100分
一、单选题(共9题;共18分)
1.(2分)有关生物进化规律的叙述,错误的是( )
A.由简单到复杂 B.由低等到高等
C.个体由小到大 D.由水生到陆生
2.(2分)(2022高二上·呼玛开学考)某工厂有男女职工各200名,调查发现;女性色盲基因的携带者为15人,患者5人,男性患者11人,那么这个群体中色盲基因的频率是( )
A.4.5% B.6% C.9% D.7.8%
3.(2分)(2022高二下·宁波期末)甜菜夜蛾幼虫啃食玉米叶片后,玉米会释放出吲哚和萜类物质吸引小茧蜂在甜菜夜蛾幼虫体内产卵寄生。为降低甜菜夜蛾幼虫对玉米产生的危害,人们喷施有机磷农药消灭甜菜夜蛾幼虫,但几年后药效下降,下列说法正确的是( )
A.玉米和小茧蜂之间的种间关系为竞争
B.有机磷农药的使用,使甜菜夜蛾个体中更容易产生抗药性突变
C.甜菜夜蛾种群抗药性增强,说明已经形成抗有机磷农药新物种
D.甜菜夜蛾幼虫、玉米和小茧蜂之间的关系是共同进化的结果
4.(2分)碳青霉烯类抗生素是治疗重度感染的一类药物。如表为2005-2008年,该类抗生素在某医院住院患者中的人均使用量,以及从患者体内分离得到的某种细菌对该类抗生素的耐药率变化。下列相关叙述正确的是( )
年份 2005 2006 2007 2008
住院患者该类抗生素的人均使用量/g 0.074 0.12 0.14 0.19
某种细菌对该类抗生素的耐药率/% 2.66 6.11 10.9 25.5
A.抗生素的使用诱导细菌产生了可遗传的耐药性变异
B.已经具有耐药性的细菌种群属于一个新的物种
C.为避免“超级细菌”的产生,应禁止使用抗生素
D.抗生素使用量的增加和细菌耐药性的增强属于共同进化
5.(2分)小鼠的毛色黄色、灰色和黑色分别由复等位基因A、a1、a2控制,已知该复等位基因位于常染色体上,且A对a1、a2为显性,a1对a2为显性,若一只黄色雄鼠与一只黑色雌鼠杂交,则其子代的表现型不可能是( )
A.全部为黄色 B.全部为黑色
C.只有黄色和灰色 D.只有黑色和黄色
6.(2分)下列关于生物进化的叙述,正确的是( )
A.浅色桦尺蠖与黑色桦尺蠖同时存在体现了物种多样性
B.严格自花传粉的植物种群内个体之间存在生殖隔离
C.遗传物质改变引起的变异可为生物进化提供原材料
D.“超级细菌”的产生说明抗生素的滥用会促使细菌发生基因突变
7.(2分)《自然》载文:科研人员从一种溶杆菌属的细菌中提取一种新型抗生素(LjrsocinE),它能对抗常见抗生素无法对付的超级细菌——耐甲氧西林金黄色球菌,下列相关叙述不正确的是( )
A.长期滥用抗生素对突变细菌进行了定向选择,使该种群抗药性增强
B.“超级细菌”的出现增加了该种群的遗传多样性
C.这一“超级细菌”的形成意味着该种群一定发生了进化
D.施用LjrsocinE会使耐甲氧西林金黄色葡萄球菌种群灭绝
8.(2分)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年以后,研究人员果然发现了这样的蛾类昆虫。下列叙述错误的是( )
A.兰花的进化方向既受蛾类昆虫的影响,也受其他生物及环境的影响
B.蛾类昆虫既会影响兰花的出生率,也会影响其基因频率的改变
C.蛾类昆虫口器的长短决定着不同兰花个体将其基因传递给后代的概率
D.兰花植株产生进化原材料的途径为基因突变和染色体变异
9.(2分)(2021高二上·浙江期中)下图中由于河道改变将种群隔离开来,使它们之间彼此不能往来接触,失去了交配的机会。一段时间后它们形成了两个新物种甲和乙。下列相关说法正确的是( )
A.上述过程说明地理隔离是新物种形成的必要过程
B.新物种甲和乙的形成需要经过长时间的自然选择
C.甲、乙两个种群存在地理隔离,但两个种群的基因频率相同
D.甲、乙两个种群存在生殖隔离,两个种群基因库组成完全不同
二、多选题(共3题;共12分)
10.(4分)下列对分子演化的中性理论的理解错误的有 ( )
A.大部分对种群的遗传结构与演化有贡献的分子突变在自然选择的意义上都是中性或近中性的
B.中性突变的演化是随机漂变的过程
C.中性理论认为不存在有害突变
D.严格中性理论可以解释蛋白演化速率和物种群体大小存在关联这一现象
11.(4分)科研人员在一片生长旺盛的植物种群中发现了与野生植物有明显差异的变异植株,下列有关叙述错误的是( )
A.这些变异植株发生的变异均能通过显微镜观察到
B.变异是不定向的,进化是定向的,进化速度决定了变异速度
C.变异不一定能为生物进化提供原材料,也不能决定生物进化的方向
D.变异植株可能发生基因突变、基因重组或染色体变异,都属于分子水平的变异
12.(4分)(2022高一下·深州期末)猫眼天竺鲷鱼是一种在巴布亚新几内亚深海中发现的新鱼类,鳞片呈深紫色,眼睛较大像猫眼一样。下列有关叙述错误的是( )
A.猫眼天竺鲷鱼是新物种,形成该物种的过程中一定发生了生物进化
B.在深海中,猫眼天竺鲷鱼之间相互斗争,协同进化
C.基因突变导致猫眼天竺鲷鱼的出现,决定生物进化的方向
D.猫眼天竺鲷鱼的眼睛是深海中黑暗环境诱导产生的定向变异
三、综合题(共3题;除特殊说明外,每空2分,共56分)
13.(10分)材料分析题:同源器官是指起源相同、结构和部位相似而形态和功能不同的器官。鸟的翼、蝙蝠的翼手、鯨的鳍、狗的前肢和人的上肢,从外形和功能来看,这些器官很不相同,但是比较它们的内部结构,却基本一致,都是由肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨组成,排列的方式也基本一致,都是同源器官。请分析以上材料,回答问题:
(1)同源器官的存在证明:凡是具有同源器官的生物,都是由 进化而来的。
(2)这些同源器官的内部结构相似,但形态、功能却相差甚远。这是因为在进化过程中 逐渐进化来的。
(3)(6分)除了化石,比较解剖学、分子生物学的证据,你还知道哪些证据可以证明生物的进化?
14.(24分)如图①为某地区中某种老鼠原种群被一条河分割成甲、乙两个种群后的进化过程图,图②为在某段时间内种群甲中的A基因频率的变化情况,请思考回答下列问题。
(1)图①中b过程的实质是 ,地球新物种形成必须经过[ ] 。
(2)图②中在 时间段内甲种群生物发生了进化,在T点时 (填“是”“否”或“不一定”)形成新物种。
(3)以自然选择学说为核心的现代生物进化理论,其基本观点是:①适应是 的结果。② 决定生物进化的方向;③生物的多样性是 的结果。
(4)若A和a基因位于X染色体上,在某个时间点统计甲种群中XAXA个体占42%、XAXa个体占6%、XaXa个体占2%,XAY个体占45%、XaY个体占5%,则该种群的Xa基因频率为 。
(5)某植物种群中基因型为AA的个体占20%,基因型为aa的个体占50%。倘若人为舍弃隐性性状仅保留显性性状,令其自交,则自交一代中基因型为AA的个体占 ,A的基因频率为 ,经过这种人工选择作用,该种群是否发生进化? 。
15.(22分)(2022高一下·常州期末)中国女科学家屠呦呦因从青蒿中分离出青蒿素并应用于疟疾治疗获得了2015年诺贝尔生理学或医学奖。已知野生型青蒿为二倍体,茎秆中白色(Y)对紫色(y)为显性,叶片中稀裂叶(R)对分裂叶(r)为显性,这两对性状独立遗传。分析回答问题:
(1)二倍体野生型青蒿的种子或幼苗用 处理后获得的个体,再与野生型青蒿杂交得到三倍体植株,该三倍体青蒿 (填“可育”或“高度不育”),这种三倍体青蒿形成过程中发生的变异属于 (填“可遗传”或“不可遗传”)的变异。
(2)用X射线照射分裂叶青蒿以后,r基因中一小段碱基序列发生变化,使分裂叶转变为稀裂叶,这种变异属于可遗传变异中的 。
(3)现用白秆分裂叶植株与紫秆稀裂叶植株杂交,F1均表现为白秆稀裂叶,则亲本的基因型分别为 、 。
(4)基因突变产生的 ,通过有性生殖过程中的 ,可以形成多种多样的基因型,从而使青蒿种群中出现多种多样可遗传的变异类型。上述过程为生物进化提供了 。
(5) 决定进化的方向。
(6)不同生物之间、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 进化。
四、实验探究题(共1题;共14分)
16.(14分)(2022高三上·朝阳期中)学习以下材料,回答(1)~(5)题。
马先蒿属植物长花冠管的适应意义
马先蒿属植物花部形态具有极大的多样性,最明显的是花冠管的长度从不到1cm变化到超过了12cm,拥有长花冠管的品种同时也具有较长的花柱。一直以来,长花冠管的进化被认为是由与之匹配的长吻传粉者驱动选择进化的结果,出现这种协同进化关系的前提是这些花要在花冠管底部有花蜜提供给传粉者,而马先蒿的长花冠管中虽然有退化的蜜腺,却没有花蜜,且无论是长管还是短管的马先蒿都由熊蜂(短吻)传粉。
有亲缘关系的亲本进行交配,增加了有害等位基因纯合几率,导致个体适应能力下降,这被称为近交衰退现象。在动物传粉的植物中还存在生殖干扰现象:通常会有远多于胚珠数目的花粉落到柱头上,其中包括同种的花粉和其他物种的花粉,当柱头上花粉量达到一定值时,花粉萌发出花粉管,花粉管穿过花柱进入胚珠,其中的精子与胚珠中的卵细胞结合完成受精作用,来自异种的花粉可通过堵塞柱头阻止同种花粉的受精成功。马先蒿属的很多物种同域分布且共享熊蜂这一传粉者,因此生殖干扰现象普遍存在。有人推测,马先蒿的长花柱可为竞争的花粉提供更长的跑道,有利于筛选到高质量的花粉。研究者移栽马先蒿长管品种A,通过改变生长条件,培育出短管的植株,进行人工授粉实验,结果如下表。
人工授粉类型 结籽率
短管组 野生型
自交授粉(花粉来自同株异花) 0.29 0.25
异交授粉(花粉来自距离受体植株至少100米远的同种异株异花) 0.32 0.32
混合干扰授粉(花粉来自距离受体植株至少100米远的同种异株异花和长管品种B的花粉的混合) 0.06 0.16
与短管类型相比,马先蒿长管品种的花结构、柱头表面积及花粉体积均增大,但胚珠数减少。植物的花部形态及内在的性配置是紧密联系在一起的,对花冠管特征的研究,应将其与花部其他特征结合起来进行考虑,从生殖策略的角度来讲,如果长管马先蒿对雌雄功能的配置可以加强后代的质量,那么这样的性特征就会被选择。
(1)马先蒿的原始花冠类型为短管型,由于有性生殖过程中 (可遗传变异类型)的发生,导致马先蒿出现了不同长度的花冠类型;熊蜂作为马先蒿最主要的传粉者,该植物花部形态的丰富变异促进了熊蜂 多样性的形成。
(2)依据“近交衰退”理论,马先蒿增长花冠管、减少胚珠数量的意义是 。
(3)异种花粉落到马先蒿的柱头上,或不能萌发,或花粉管生长缓慢,或花粉管不能到达胚珠,从而不能发生受精作用,这说明马先蒿属不同种之间存在 。
(4)表中数据表明,长花冠管有利于马先蒿属植物应对生殖干扰,依据是 。从文中可知, 也是马先蒿属植物应对生殖干扰的对策。
(5)为了解释马先蒿长花冠管的进化,有人提出“吸引传粉者”假说:长花冠管可通过提升花的高度来增加对传粉者的视觉吸引。为检验这一假说,请提供实验思路 。
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】由分析可知:生物进化的规律市由简单到复杂,由低等到高等,由水生到陆生,个体体形的变化和大小是由生活的环境决定的,可能由小到大,也可能由大到小,这不是生物进化的规律, C正确。
故答案为:C。
【分析】化石证据证实的问题
(1)大量化石证据证实了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。
(2)大量化石证据还揭示出生物由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化顺序。
2.【答案】B
【解析】【解答】色盲基因频率=(15+5×2+11)/(200×2+200)×100%=6%,B正确,A、C、D错误。
故答案为:B。
【分析】1、显性基因的基因频率=显性纯合子的基因型频率+杂合子基因型频率的一半;隐性基因的基因频率=隐性纯合子的基因型频率+杂合子基因型频率的一半。
2、伴X染色体隐性遗传病:如红绿色盲、血友病等,其发病特点:男患者多于女患者;隔代交叉遗传,即男患者将致病基因通过女儿传给他的外孙。
3.【答案】D
【解析】【解答】A、小茧蜂寄生在玉米的天敌甜菜夜蛾幼虫体内,因此玉米和小茧蜂之间不是竞争关系,A错误;
B、甜菜夜蛾种群本身就有抗药性的突变存在,不是农药诱导产生的突变,有机磷农药的使用起到选择作用,使得甜菜夜蛾种群中抗药基因频率增大,B错误;
C、甜菜夜蛾种群抗药性增强,只能说明抗药基因频率提高,种群发生了进化,不能说明形成了新物种,C错误;
D、玉米、小茧蜂、甜菜夜蛾之间的关系是不同物种相互影响共同进化的结果,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、种群是生物进化的基本单位,可遗传的变异为生物进化提供原材料,自然选择决定生物进化的方向,因此生物进化的实质是种群基因频率的改变,但种群基因频率的改变不意味着产生新物种,新物种形成的标志是生殖隔离。
2、共同进化是指不同物种之间、以及生物与环境之间在相互影响中不断发展进化。
4.【答案】D
【解析】【解答】AB、变异是不定向的,与环境因素之间没有必然联系,抗生素的使用只是选择出了细菌种群中耐药性强的变异个体,使得耐药性基因的基因频率升高,导致该细菌种群的耐药率升高,这表明该细菌种群发生了进化,是否形成了新物种,还要看是否产生了生殖隔离,AB错误;
C、为避免“超级细菌”的产生,应科学合理地使用抗生素,C错误;
D、共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,抗生素使用量的增加和细菌耐药性的增强属于共同进化,D正确。
故答案为:D。
【分析】现代生物进化理论的内容: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。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,最终导致新物种形成。在这个过程中,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定向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。据此答题。
5.【答案】B
【解析】【解答】A、由于黑色雌鼠的基因型为a2a2,如果黄色雄鼠的基因型为AA,则子代的基因型都为Aa2,所以其子代的表现型只有黄色,A正确;
B、由于黄色雄鼠含有基因A,所以其子代的表现型不可能只有黑色,B错误;
C、由于黑色雌鼠的基因型为a2a2,如果黄色雄鼠的基因型为Aa1,则子代的基因型为Aa2和a1a2,所以表现型为黄色和灰色,C正确;
D、由于黑色雌鼠的基因型为a2a2,如果黄色雄鼠的基因型为Aa2,则子代的基因型为Aa2和a2a2,所以表现型为黄色和黑色,D正确。
故答案为:B。
【分析】在种群中,同源染色体的相同位点上,可以存在两种以上的等位基因,遗传学上把这种等位基因称为复等位基因,遗传遵循基因的分离定律。
依据题意,黄色小鼠的基因为AA、Aa1、Aa2,灰色小鼠的基因为a1a1、a1a2,黑色小鼠的基因为a2a2。据此答题。
6.【答案】C
【解析】【解答】A、浅色桦尺蠖与黑色桦尺蠖是同一种昆虫,同一种昆虫其表现型不同,说明在环境条件相同的情况下,其基因型不同,体现了遗传多样性,A错误;
B、严格自花传粉的植物种群内的个体属于同种生物,它们之间不存在生殖隔离,B错误;
C、遗传物质改变引起的变异属于可遗传变异,可为生物进化提供原材料,C正确;
D、抗生素不能促使细菌发生基因突变,只是对突变的细菌起选择作用,D错误。
故答案为:C。
【分析】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。
7.【答案】D
【解析】【解答】长期滥用抗生素对突变细菌进行了定向选择,使该种群抗药性增强,A项正确;根据分析,超级细菌出现的过程中发生了变异,会增加遗传多样性,B项正确;根据分析可知,种群的基因频率发生了变化,所以该种群一定发生了进化,C项正确;施用LjrsocinE会使耐甲氧西林金黄色葡萄球菌种群的基因频率发生定向改变,并不一定灭绝,D项错误。
【分析】 1、自然选择或者人工选择可以使种群朝着一定方向进化,进化实质是种群的基因频率发生改变;
2、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。
8.【答案】D
【解析】【解答】A、根任何一种生物都不是单独进化的,而是共同进化的,共同进化指不同物种之间,生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。A正确;
B、蛾类口器的长短与兰花的花距长短相适应,蛾类昆虫口器的长短决定着不同兰花个体能否完成传粉产生后代,既会影响兰花的出生率,也会影响其基因频率的改变,B正确;
C、蛾类口器的长短与兰花的花距长短相适应,蛾类昆虫口器的长短决定着不同兰花个体能否完成传粉产生后代,所以蛾类昆虫口器的长短决定着不同兰花个体将其基因传递给后代的概率,C正确;
D、兰花是真核生物,能有性生殖。产生进化原材料的途径为突变和基因重组,突变又包括基因突变和染色体变异,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、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,这就是共同进化。
2、遗传平衡定律:种群足够大,种群个体之间进行随机交配,没有突变,没有自然选择和迁入和迁出,种群中的基因频率和基因型频率保持不变。
3、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。
9.【答案】B
【解析】【解答】A、上述过程是通过地理隔离形成新物种的过程,新物种形成的标志是生殖隔离,A错误;
’B、甲、乙两个种群的基因库在长期的自然选择的作用下存在较大的差异,不能进行基因交流,形成新物种,B正确;
C、甲、乙两个种群存在地理隔离,不能进行基因交流,两种群的基因频率不相同,C错误;
D、甲、乙种群存在生殖隔离,两个种群基因库差异大,但不一定完全不同,D错误。
故答案为:B。
【分析】新物种的形成过程:隔离是新物种形成的必要条件。
(1)地理隔离 :①不同种群出现不同的突变和基因重组;②不同种群间不发生基因交流 。
(2)自然选择:①食物和栖息条件互不相同;②自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用不同。
(3)生殖隔离:基因库形成明显的差异,并逐步出现生殖隔离,从而形成不同物种 。
10.【答案】C,D
【解析】【解答】A、分子演化的中性理论认为:生物的变异是不好不坏的“中性突变”,A正确;
B、中性突变的演化是随机漂变中基因消失或被固定,B正确;
C、突变是不好不坏的“中性突变”,C错误;
D、中性理论进化的速率由中性突变的速率所决定,也就是由核苷酸和氨基酸的置换率所决定,它对于所有的生物,几乎都是恒定的,D错误。
故答案为:CD。
【分析】中性学说的突变大多是“中性”的,它不影响核酸和蛋白质的功能,对生物个体的生存既无害处,也无好处。“中性突变”通过随机的“遗传漂变“在群体里固定下来,在分子水平进化上自然选择不起作用。进化的速率由中性突变的速率所决定,也就是由核苷酸和氨基酸的置换率所决定,它对于所有的生物,几乎都是恒定的。
11.【答案】A,B,D
【解析】【解答】A、染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异,均能在显微镜下观察到,而基因突变和基因重组在显微镜下均无法观察到,A错误;
B、自然选择决定生物进化的方向,变异是自发或诱发产生的,变异速度不受进化速度决定,B错误;
C、变异包括可遗传变异和不可遗传变异,故变异不一定能为生物进化提供原材料,自然选择才能决定生物进化的方向,C正确;
D、染色体变异是细胞水平的变异,不是分子水平的变异,D错误。
故答案为:ABD。
【分析】 1、常见植物变异的类型有基因水平上的变异:基因突变、基因重组和染色体水平的变异。
2、在自然选择作用下,生物的变异是不定向的,随机的,朝着自然选择的方向进化。
3、突变可以为生物进化提供原材料,基因重组为生物进化提供材料。
12.【答案】B,C,D
【解析】【解答】A、新物种形成的实质是不能与原种群进行基因交流,形成该物种的过程中一定发生了生物进化,A正确;
B、协同进化发生在不同物种之间、生物与环境之间,猫眼天竺鲷鱼是一个物种,其相互斗争不属于协同进化,B错误;
C、基因突变不能决定生物进化的方向,C错误;
D、环境不能诱导生物产生适应性的变异,变异是不定向的,猫眼天竺鲷鱼的眼睛是深海黑暗环境长期自然选择的结果,D错误。
故答案为:BCD。
【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。
协同进化的原因:生物与生物之间的相互选择和生物与无机环境之间的相互影响。
(2)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;②突变和基因重组产生生物进化的原材料;③自然选择决定进化方向;④突变和基因重组、选择和隔离是物种形成机制。
13.【答案】(1)共同的原始祖先
(2)适应不同的环境、行使不同的功能
(3)胚胎学证据,遗传学证据
【解析】【解答】(1)同源器官的存在证明:凡是具有同源器官的生物,都是由共同的原始祖先进化而来的。(2)这些同源器官的内部结构相似,但形态、功能却相差甚远。这是因为在进化过程中适应不同的环境、行使不同的功能逐渐进化来的。
(3)除了化石,比较解剖学、分子生物学的证据,可以证明生物进化的证据还有胚胎学证据、遗传学证据。
【分析】比较胚胎学上有两个证据,分别是同源器官和痕迹器官,同源器官是指起源相同,部位、结构相似,形态、功能不同的器官,例如脊椎动物的前肢:鸟的翅膀、蝙蝠的翼手、鲸的胸鳍、狗的前肢以及人的上肢,虽然具有不同的外形,功能也并不尽同,但却有相同的基本结构。痕迹器官是失去功能,在发育中退化,只留残迹的器官,如随着人们吃的食物越来越精细,阑尾的功能也逐渐退化了。
14.【答案】(1)定向改变种群的基因频率;a;隔离
(2)QR;不一定
(3)自然选择;自然选择;共同进化
(4)10%
(5)11/20;14/20;生物发生了进化
【解析】【解答】(1)图1中a过程为地理隔离;b过程的实质是自然选择定向改变种群的基因频率,其直接作用对象是生物个体的表现型,地球新物种的形成必须经过隔离,隔离是物种形成的必要条件。
(2)生物进行的实质是种群基因频率的定向改变,图中QR时间段内种群基因频率改变,说明该时间段内甲种群生物发生了进化;新物种形成的标志是生殖隔离,从图中无法判断出是否形成生殖隔离,因此在T点时不一定形成新物种。
(3)以自然选择学说为核心的现代生物进化理论,其基本观点是:①适应是自然选择的结果,有利变异逐代积累,生物不断进化出具有适应特征的新类型;②变异是随机的、不定向的,自然选择决定生物进化的方向,导致种群基因频率定向改变;③生物进化的过程实际上是生物和生物,生物和无极环境共同进化的过程,共同进化导致生物的多样性。
(4)若A和a基因位于X染色体上,在某个时间点统计甲种群中XAXA个体占42%、XAXa个体占6%、XaXa 个体占2%,XAY个体占45%、XaY个体占5%,可将不同基因型的个体所占的百分比具体为整数进行计算,假设该种群共有100个个体,则XAXA个体数目为42、XAXa个体数目为6、XaXa个体数目为2,XAY个体数目为45、XaY个体数目为5,则该种群的a基因频率为(6+2×2+5)÷(42×2+6×2+2×2+45+5)×100%=10%。
(5)某植物种群中基因型AA的个体占20%,基因型aa的个体占50%,则Aa为30%,此时A的基因频率为20%+30%×1/2=35%,倘若人为舍弃隐性性状类型仅保留显性性状,则AA:Aa=2:3,自交一代中基因型及其比例为:AA:Aa:aa=(2/5+3/5×1/4):(3/5×1/2):(3/5×1/4)=11:6:3,则AA的个体占11/20,此时种群中A的基因频率为11/20+6/20×1/2=14/20,该过程中种群的基因频率改变,故生物发生了进化。
【分析】(1)以自然选择学说为核心的现代生物进化理论,其基本观点是:
①适应是自然选择的结果,有利变异逐代积累,生物不断进化出具有适应特征的新类型;
②变异是随机的、不定向的,自然选择决定生物进化的方向,导致种群基因频率定向改变;
③生物进化的过程实际上是生物和生物,生物和无极环境共同进化的过程,共同进化导致生物的多样性。
(2)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;
(3)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,最终导致新物种形成。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定向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,生殖隔离是新物种形成的标志。
15.【答案】(1)秋水仙素;高度不育;可遗传
(2)基因突变
(3)YYrr;yyRR
(4)等位基因(新基因);基因重组;原材料
(5)自然选择
(6)协同
【解析】【解答】(1)秋水仙素可以抑制纺锤体的形成,使得染色体数目加倍,二倍体野生型青蒿的种子或幼苗用秋水仙素处理后获得的个体为四倍体,该四倍体再与野生型青蒿杂交可得到得到三倍体植株。三倍体青蒿在减数分裂的过程中,因同源染色体联会紊乱,不能产生可育的配子,因此高度不育。这种三倍体青蒿形成过程中发生的变异属于可遗传变异中的染色体变异。
(2)在用X射线照射后,r基因中一小段碱基序列发生变化,这种变异属于可遗传变异中的基因突变。
(3)根据题干,茎秆中白色(Y)对紫色(y)为显性,叶片中稀裂叶(R)对分裂叶(r)为显性,这两对性状独立遗传。白秆分裂叶(Y_rr)植株与紫秆稀裂叶(yyR_)植株杂交,F1均表现为白秆稀裂叶,说明双亲均为纯合子,所以亲本的基因型为YYrr和yyRR。
(4)基因突变的结果是一个基因变为它的等位基因,即产生新基因;有性生殖过程可产生基因重组,形成多种多样的基因型,产生大量可遗传变异,为生物进化提供了原材料。
(5)现代生物进化理论认为种群是生物进化的基本单位,自然选择决定生物进化的方向。
(6)协同进化是指生物的不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。
【分析】1、可遗传的变异有三种基因突变、染色体变异和基因重组:
(1)基因突变是基因结构的改变,包括碱基对的增添、缺失或替换。基因突变发生的时间主要是细胞分裂的间期。基因突变的特点是低频性、普遍性、少利多害性、随机性、不定向性。
(2)基因重组的方式有同源染色体上非姐妹单体之间的交叉互换和非同源染色体上非等位基因之间的自由组合,另外,外源基因的导入也会引起基因重组。
(3)染色体变异是指染色体结构和数目的改变。染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型。染色体数目变异可以分为两类:一类是细胞内个别染色体的增加或减少,另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。
2、变异是不定向的,通过自然选择,不利变异被淘汰,有利变异逐渐积累,种群基因频率发生定向改变,导致生物朝一定的方向不断进化,因此自然选择决定生物进化的方向。
16.【答案】(1)突变和基因重组;遗传
(2)为花粉提供更长的跑道,同时在使有限的胚珠受精的过程中将出现强烈的花粉竞争,有利于筛选到优质的花粉,提高后代的适应能力
(3)生殖隔离
(4)混合干扰授粉条件下,野生型的结实率显著高于短管组;增大柱头表面积和花粉体积
(5)培育花粉管长度不同的马先蒿,统计熊蜂访问频率
【解析】【解答】(1)突变和基因重组可为生物进化提供原材料,故马先蒿的原始花冠类型为短管型,由于有性生殖过程中突变和基因重组的发生,导致马先蒿出现了不同长度的花冠类型;生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性,熊蜂不同类型都是同一物种,故植物花部形态的变异促进了熊蜂遗传多样性的形成。
(2)近交衰退是指有亲缘关系的亲本进行交配,增加了有害等位基因纯合几率,导致个体适应能力下降,依据“近交衰退”理论,马先蒿增长花冠管、减少胚珠数量的意义是:为花粉提供更长的跑道,同时在使有限的胚珠受精的过程中将出现强烈的花粉竞争,有利于筛选到优质的花粉,提高后代的适应能力。
(3)异种花粉落到马先蒿的柱头上,或不能萌发,或花粉管生长缓慢,或花粉管不能到达胚珠,从而不能发生受精作用,上述现象均导致基因无法交流,即这说明马先蒿属不同种之间存在生殖隔离。
(4)分析表格数据,混合干扰授粉条件下,野生型的结实率显著高于短管组,故长花冠管有利于马先蒿属植物应对生殖干扰;结合信息“来自异种的花粉可通过堵塞柱头阻止同种花粉的受精成功”及“马先蒿的长花柱可为竞争的花粉提供更长的跑道,有利于筛选到高质量的花粉”可知,增大柱头表面积和花粉体积也是马先蒿属植物应对生殖干扰的对策。
(5)分析题意,本实验目的是检验长花冠管可通过提升花的高度来增加对传粉者的视觉吸引的假说,则实验的自变量是马先蒿花粉管长度,因变量是传粉者数量,故可设计实验如下:培育花粉管长度不同的马先蒿,统计熊蜂访问频率。
【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。
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