（9）生物的变异与进化（含解析）——高考生物学一轮复习大题过关练

（9）生物的变异与进化——高考生物学一轮复习大题过关练
1.黑腹果蝇是遗传学中常用的实验材料。结合所学知识，回答下列问题：
（1）研究人员在黑腹果蝇中发现了一种新的体色突变体—黑条体，利用PCR技术对黑条体突变基因和野生型体色基因进行扩增，发现利用相同引物进行扩增，黑条体突变基因的扩增产物比野生型体色基因的扩增产物短，据此推测，黑条体基因形成的具体原因是______。黑条体突变型与野生型纯合个体杂交后，产生的子一代随机交配，得到的子二代中黑条体突变型的比例为______，且黑条体突变型中性别比为______，说明黑条体由常染色体上的隐性突变基因控制。
（2）另有一种体色隐性突变体——黑檀体，若黑檀体中控制体色的基因碱基序列并未发生变化，但是基因的表达和个体的表型却发生了变化，这种现象称为______。研究表明，导致黑檀体中控制体色的基因表达发生改变的根本原因如图1所示：
（3）为判断两种体色突变基因的关系，将黑条体与黑檀体杂交，得到的子一代中没有野生型个体，说明_____，但子一代随机交配，子二代中却出现了少数野生型个体，结合图3说明，子远代中出现野生型个体的原因可能是_____。
2.家蚕（2n=56）是ZW型性别决定生物，雄蚕产丝早，产的丝品质好，但在幼蚕阶段雌雄不易区分。为尽早筛选出大量雄蚕以提高效益，科研人员进行了如下育种实验（家蚕受精卵的颜色受10号染色体上两对基因A、a和B、b控制，其中黑色卵由A、B共同决定，若只含一种显性基因则为灰色卵，不含显性基因则为白色卵）。请回答下列问题：
（1）过程①和②的遗传学原理分别是_______________、_______________。选择卵色这对性状的优势有______________________。
（2）品系1、品系2卵的颜色分别是______________________。若品系1、品系2产生的配子活力相同、杂交后代均能正常发育，则后代出现品系4的概率是_____________，黑色卵的概率是_____________。
（3）为了培育能尽早筛选出大量雄蚕的新品种，科研人员进一步培育出品系6（如图2）。已知细胞内染色体片段丢失会影响家蚕配子存活率，在品系1～5中，应选择_____________品系与品系6杂交，选择_________色卵孵化，其基因型为__________。
（4）直接利用两个正常亲本杂交产生F1，若F1在产生配子时，因两对基因间发生交换而产生的重组型配子概率是2%，则F1相交配产生的F2中，出现灰色卵的概率是__________。
3.下图表示不同个体或细胞中的部分基因或染色体的结构、数目、形态等发生的变异，根据相关知识辨析生物变异类型。
（1）从基因角度分析生物的变异，图中能表示生物个体中基因种类增多的有_____，能表示基因数目增加或减少的有_____，能表示基因排列顺序改变的有_____。
（2）从染色体变异的角度分析，若图中b、c、f由受精卵发育而来，g由配子发育而来，它们都属于染色体_____的变异，它们分别叫_____；e表示染色体结构的_____。
（3）一头母猪生了九头形态各异的仔猪，图中_____与该变异属于同一种变异类型。
4.螺旋蝇是家畜的毁灭性寄生物种。在实验室里对两组数量相同的螺旋蝇进行不同的处理：一组使用杀虫剂；另一组使用电离辐射，促使雄性螺旋蝇不育。实验结果如图所示，请回答有关问题：
（1）用现代生物进化理论解释图中杀虫剂处理后群体中的个体数在2代后逐渐上升的原因：_________。用电离辐射促使雄性不育的方法最终能达到理想的效果，即消灭螺旋蝇，但所需时间较长，其最主要的原因是_________。
（2）螺旋蝇的翅色有黄翅黑斑和橙黄黑斑两种。研究得知，黄翅黑斑（A）对橙黄黑斑（a）是显性，且亲代基因型及比例是AA：Aa：aa=3:6:1。若它们随机交配，则子代的基因型频率是_________。若要使其后代的基因频率维持在这一理想状态下，除子代随机交配外还应具备哪些条件？_________。
（3）近年发现该种群出现了突变的白翅蝇，专家分析该种群的基因频率将会发生改变。请分析白翅基因的频率可能会怎样变化？_________。
5.适应辐射现象表现为由一个祖先物种进化产生各种各样不同的新物种，从而适应不同的环境，形成一个同源的辐射状的进化系统，如图1所示。通常适应辐射可以分为3种基本类型：Ⅰ。环境性适应，指物种能够在不断变化的环境中生存，并分化出不同的物种：Ⅱ。普遍性适应，指物种建立了一种全新的特性或能力来适应新环境：Ⅲ。群岛化适应，指生物类群迁入到一系列相互隔离的生态系统中（如岛屿和山地），进而发生快速的适应性进化。请回答下列问题：
（1）适应辐射是______的结果，______等可遗传的变异是适应形成的必要条件之一。
（2）达尔文在加拉帕戈斯群岛发现的13种地雀就是适应辐射的产物，属于适应辐射中的______类型，这13种地雀的存在体现了生物______的多样性。
（3）以下属于适应辐射的有______（填序号）。
①蝙蝠以回声定位捕食猎物，而灯蛾科昆虫能发射超声波使其失灵
②高纬度和海拔较高地区的山地植物，体型普遍矮小，叶片表面密布绒毛
③起源于盾皮鱼的各种软骨鱼类和硬骨鱼类分别生活于各自的水环境中
④翼手目包括多种蝙蝠，有的吃花蜜和花粉，有的吃昆虫，还有的吸血和食鱼等
（4）为了探索鼠尾草属部分植物的适应辐射机制，科研小组对传粉者熊蜂的体长与鼠尾草花冠长度的关系进行研究，统计结果如图2所示。由图可知熊蜂的体长与花冠长度呈______（填“正相关”或“负相关”），该现象产生的原因可能是当体型大的熊蜂访问花冠______的花时，因受花冠口限制而导致______。还有部分鼠尾草属植物的传粉媒介从蜂类向鸟类转变，这说明植物、蜂类和鸟类在相互选择中______。
6.大丽王蝴蝶的翅色有黄翅黑斑和橙黄翅黑斑两种。研究得知，黄翅黑斑（A）对橙黄翅黑斑（a）为显性，亲代中基因型为AA的个体占30%、基因型为Aa的个体占60%、基因型为aa的个体占10%。若它们的种群非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代。请分析回答下列问题：
（1）亲代自由交配产生的子代的各基因型频率分别是_____________。若要使蝴蝶后代的基因频率维持在这一理想状态下，除题中给出的特点外，还应具备哪些条件 ______________。
（2）近年来，研究发现该种群出现了突变的白翅蝶，专家分析该种群的基因频率将会发生改变。请分析白翅基因的频率可能会怎样变化 _____________。
（3）比较不同种蝴蝶的DNA序列，可以确定它们之间的亲缘关系。如图为编码甲、乙、丙三种蝴蝶呼吸酶的部分基因片段、DNA单链及DNA单链中的碱基序列。
如果让c′链和b′链分别与a链混合，根据实验结果可推测：与甲的亲缘关系最近的蝴蝶是______________，上述研究为生物进化提供了___________水平上的证据。
7.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。图1表示某地区该种昆虫的翅长与个体数量的关系，分析并回答下列问题：
（1）如果有两个较小的此种昆虫的种群分别迁入了甲、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，乙岛屿经常有大风浪，能飞行的昆虫容易被吹入大海淹死，我们能从这一事实得到的结论是____________________________。
（2）请在图2中画出昆虫在甲岛屿繁殖数代以后翅长与个体数量的柱状图。
（3）若干年后，甲岛屿形成的昆虫种群A与乙岛屿形成的昆虫种群B再次相遇，但它们已不能进行相互交配，说明两种群的_________存在很大差异，导致它们之间形成了_________，而产生这种差异的原因有：___________________________（答出两点）。
（4）现有1000只该种昆虫迁入丙岛屿，其中基因型为AA的个体有550只，基因型为Aa的个体有300只，基因型为aa的个体有150只，如果不考虑自然选择作用和突变，昆虫个体间进行自由交配，且每只昆虫的繁殖能力相同，则繁殖3代以后，该种群中A的基因频率为_________，Aa的基因型频率为_________。
8.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农药。如图为在该段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，害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抗药性的变异是可以_____的，通过一代代的积累，使害虫种群的抗药性增强了，在这个过程中，农药对害虫起_____作用，农药对害虫所起作用的实质就是定向地改变害虫种群中的_____，向抗药性强的方向演化。
（3）如果A到D都为农药防治期，这说明在C点时，农民在使用农药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。
（6）某种群中EE、Ee、ce的基因型频率见下图，图中阴影部分表示繁殖成功率低的个体。则该种群经多代选择后三种基因型频率最可能是_____。
A. B.
C. D.
答案以及解析
1.答案：（1）野生型体色基因发生了碱基对的缺失；1/4；1:1
（2）表观遗传；丁
（3）黑条体基因与黑檀体基因互为等位基因；子一代减数分裂时，发生倒位的野生型体色基因（黑檀体基因）与黑条体突变基因发生了交换，使发生倒位的野生型体色基因从倒位片段移至正常染色体上且恢复正常排列方式，从而使个体表现为野生型
解析：（1）利用PCR技术对黑条体突变基因和野生型体色基因进行扩增，发现利用相同引物进行扩增，黑条体突变基因的扩增产物比野生型体色基因的扩增产物短，据此推测，黑条体基因形成的具体原因是野生型体色基因发生了碱基对的缺失。若黑条体是由常染色体上的隐性突变基因控制，黑条体突变型（隐性纯合子）与野生型纯合个体（显性纯合子）杂交后，产生的子一代（杂合子）随机交配，得到的子二代中黑条体突变型的比例为子，且黑条体突变型中性别比为1:1。
（2）若黑檀体中控制体色的基因碱基序列并未发生变化，但是基因的表达和个体的表型却发生了变化，这种现象称为表观遗传。由题图1可知，导致黑檀体中控制体色的基因表达发生改变的根本原因是染色体倒位，题图2中甲、乙、丙、丁代表的染色体变异类型分别为重复、易位、缺失、倒位，故题图1所述变化与题图2中丁代表的变异类型相同。
（3）由题意可知，将黑条体与黑檀体杂交，得到的子一代中没有野生型个体，说明黑条体基因与黑檀体基因互为等位基因；但子一代随机交配，子二代中却出现了少数野生型个体，结合题图3，子二代中出现野生型个体的原因见答案。
2.答案：（1）染色体结构变异（易位）；基因重组；相对性状明显，卵期即可区分雌雄
（2）白色、黑色；1/16；3/4
（3）4；白；ZabZab
（4）1.98%
解析：
（1）
过程 行为变化 遗传学原理
① 亲本10号染色体上的部分片段转移到性染色体上 染色体结构变异中的易位
② 进行有性生殖，发生自由组合 基因重组
家蚕卵的颜色这对相对性状易区分，且在卵期就可以区分雌雄。
（2）品系1为双隐性个体，表现为白色；品系2为双显性个体，表现为黑色。根据自由组合定律，品系1产生OZab配子的概率为1/4，品系2产生OWAB的概率为1/4，因此产生品系4（OOZabWAB）的概率为1/4×1/4=1/16。品系2产生的四种配子中，含黑色决定基因AB的配子的概率为3/4，因此与品系1产生的配子结合后，后代为黑色卵的概率为3/4。
（3）细胞内染色体片段丢失会影响家蚕配子存活率，故选品系4与品系6杂交，其杂交后代中雄性个体的基因型均为ZabZab，表现为白色卵，而雌性个体的基因型均为ZabWAB，表现为黑色卵，故选白色卵孵化。
（4）由题可知，F1在产生配子时，因两对基因间发生交换而产生的重组型配子Ab和aB的概率各为1%，亲本型配子AB和ab的概率各为49%，因此出现灰色卵（A_bb、aaB_）的概率为（1%×1%+1%×49%×2）×2=1.98%。
3.（1）答案：d；b、c、f、g；e、h
解析：本题考查染色体组的含义、基因重组与染色体变异的辨析。分析题图，a是发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换，属于基因重组，发生在四分体时期；b细胞内含有3个染色体组，为三倍体；c细胞含有2个染色体组，但有一对同源染色体有三条，为三体；d细胞只有一条染色体，姐妹染色单体相同位置的基因不同，发生了基因突变；e细胞内一对同源染色体中一条比另一条多了某个片段，发生了染色体结构变异中的缺失或重复；f细胞中有一对同源染色体少了一条，为单体；g细胞由配子发育而来，叫单倍体；h细胞中发生了染色体易位。图中d可使生物个体中基因种类增多；单体f、三体c、单倍体g和三倍体b可使基因数增加或减少；染色体的重复或缺失、易位和倒位能使基因排列顺序改变，即e、h。
（2）答案：数目；三倍体、三体、单体和单倍体；缺失或重复
解析：从染色体变异的角度分析，题图中b、c、f由受精卵发育而来，g由配子发育而来，它们都发生了染色体数目变异，分别叫作三倍体、三体、单体和单倍体；e可能是染色体结构变异中的缺失或重复。
（3）答案：a
解析：一头母猪生了九头形态各异的仔猪，这是基因重组导致的，题图中a的变异与之属于同一变异类型。
4.答案：（1）螺旋蝇中存在抗药性基因突变，在杀虫剂作用下，抗药性基因频率增大，逐渐形成了抗药的新类型；基因突变的频率较低，需要在几代中反复进行诱变，才能使突变个体（即雄性不育个体）的数量逐渐增多
（2）AA为36%、Aa为48%、aa为16%；种群足够大，没有迁入和迁出，自然选择对翅色这一相对性状没有作用，基因A、a不产生突变
（3）如果该性状适应环境，则白翅基因频率会增大；如果该性状不适应环境，则白翅基因频率会减小
解析：（1）螺旋蛆蝇中存在抗药性基因突变，杀虫剂处理后，具有抗药性基因的个体生存和繁殖后代的机会增大，抗药性基因频率升高，抗药性个体增多，因此群体中的个体数逐渐上升。由于基因突变的频率较低，需要在几代中反复进行，才能使突变个体（即雌性不育个体）的数量逐渐增多，所以采用电离辐射促使雄性不育的方法消灭螺旋蛆蝇，所需时间较长。
（2）亲代基因型及比例是AA（30%）、Aa（60%）、aa（10%），则A的基因频率=30%+1/2×60%=60%，a的基因频率为40%。若它们随机交配，子代的基因型频率是AA=（60%）2=36%，Aa=2×60%×40%=48%、aa=（40%）2=16%。若要使其后代的基因频率维持在这一理想状态下，需要满足以下条件：种群足够大，没有迁入和迁出，自然选择对翅色这一相对性状没有作用，基因A、a不产生突变，随机交配（题干中给出的特点）。
（3）如果突变的白翅性状适应环境，在自然选择中拥有该性状的个体生存和繁殖后代的机会增大，则白翅基因频率会增大，如果该性状不适应环境，则白翅基因频率会减小。
5.答案：（1）（长期）自然选择；突变和基因重组（或基因突变、基因重组和染色体变异）
（2）群岛化适应（或Ⅲ）；物种
（3）③④
（4）负相关；长；熊蜂无法完全进入花冠内吸取花蜜，从而影响传粉；协同进化
解析：（1）适应辐射的形成是（长期）自然选择的结果，突变和基因重组能为生物进化提供原材料，即突变和基因重组产生的可遗传变异是适应形成的必要条件之一。
（2）达尔文在加拉帕戈斯群岛发现的13种地雀就是适应辐射的产物，根据题中的信息可判断该适应辐射属于群岛化适应（Ⅲ）类型，这13种地雀已经成为不同的物种，因此它们的存在体现了生物的物种多样性。
（3）蝙蝠以回声定位捕食猎物，而灯蛾科昆虫能发射超声波使其失灵，该现象表现的是二者的协同进化，不属于适应辐射现象，①不符合题意；高纬度和海拔较高地区的山地植物，体型普遍矮小，叶片表面密布绒毛，该现象体现的是适应性，不属于适应辐射现象，②不符合题意；各种软骨鱼类和硬骨鱼类起源于共同的祖先一盾皮鱼，两类生物分别生活于各自的水环境中，这是适应辐射现象，③符合题意；翼手目包括多种蝙蝠，有的吃花蜜和花粉，有的吃昆虫，还有的吸血和食鱼，这些蝙蝠是由共同的祖先进化来的，属于适应辐射现象，④符合题意。故选③④。
（4）结合图示可知，熊蜂的体长与花冠长度呈负相关，该现象产生的原因可能是当体型大的熊蜂访问花冠长的花时，因受花冠口限制而导致熊蜂无法完全进入花冠内吸取花蜜，从而影响传粉。还有部分鼠尾草属植物的传粉媒介从蜂类向鸟类转变，这是植物、蜂类和鸟类在相互选择中协同进化的实例。
6.答案：（1）AA=36%、Aa=48%、aa=16%；没有迁入和迁出；自然选择对翅色这一性状没有作用；不发生突变
（2）如果该性状适应环境，则白翅基因的频率会增大；如果该性状不适应环境，则白翅基因的频率会减小
（3）丙；分子
解析：（1）由题意知，亲代中的基因型频率是AA=30%、Aa=60%、aa=10%，则产生的配子的基因型及所占比例是A=60%、a=40%，则亲代自由交配产生的子代的各基因型频率是AA=
36%，Aa=48%、aa=16%；要使蝴蝶后代的基因频率维持在这一理想状态下，除题中给出的特点外，还应具备没有迁入和迁出、自然选择对翅色这一性状没有作用、不发生突变等条件。
（2）该种群的白翅蝴蝶是突变的结果，如果白翅蝴蝶适应环境，则白翅基因的频率会增大，如果白翅蝴蝶不适应环境，则白翅基因的频率会减小。
（3）由题图可知，c'链与a链形成的杂交区段多，因此甲与丙的亲缘关系近，该研究为生物进化提供了分子水平上的证据。
7.答案：（1）基因突变的有害和有利不是绝对的，取决于生物的生存环境
（2）如图所示
（3）基因库；生殖隔离；
A.B两种群发生的可遗传变异不同；A、B两种群存在地理隔离，种群间不能进行基因交流；甲、乙两岛自然选择的作用不同，导致A、B种群中基因频率改变的方向不同（答出任意两点即可）
（4）70%;42%
解析：（1）突变具有不定向性，突变的利与害是看是否适应当地的环境。
（2）甲岛屿食物匮乏，运动能力强的生物更容易获得食物，因此在该岛屿生活的昆虫种群中，翅越长的个体越容易存活，因此繁殖数代以后翅长与个体数量的关系为翅长越长，个体数量越多。
（3）若干年后，甲岛屿形成的昆虫种群A与乙岛屿形成的昆虫种群B再次相遇，但它们已不能进行相互交配，说明两种群的基因库存在很大差异，导致它们之间形成了生殖隔离。产生这种差异的原因有：A、B两种群发生的可遗传变异不同；A、B两种群存在地理隔离，种群间不能进行基因交流；甲、乙两岛自然选择的作用不同，导致基因频率改变的方向不同等。
（4）最初迁入丙岛屿时，该昆虫种群中A的基因频率为（550×2+300）/2000×100%=70%，a的基因频率为30%，由于该昆虫个体进行自由交配，且繁殖力相同，所以繁殖3代以后A的基因频率不发生改变，仍为70%，Aa的基因型频率为2×70%×30%=42%。
8.答案：（1）种群中有少数个体对杀虫剂具有抗药性
（2）遗传；选择；基因频率
（3）更换杀虫剂的种类
（4）生殖隔离
（5）遗传
（6）C
解析：（1）从A点到B点，在施用杀虫剂的初期，某些害虫具有抗药性变异，故害虫种群密度急剧下降，但仍有极少数个体得以生存。
（2）由于这种抗药性变异是可以遗传的，使害虫种群的抗药性增加，种群数量增多，因此从B点到C点曲线回升。在这个过程中，农药对害虫起选择作用，自然选择是定向的，是通过农药与害虫之间的生存斗争实现的，而生物进化的实质是种群基因频率的改变。
（3）如果A到D为农药防治期，这说明在C点时，农民在使用农药时最可能采取的措施是改用了其他种类的农药，大部分害虫由于不具有该种农药的抗药性而被淘汰。
（4）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，说明了两种甲虫之间存在生殖隔离。
（5）甲虫种群基因型共有5种，因此反映生物多样性中的遗传多样性。
（6）根据题意和图示分析可知：EE的个体繁殖成功率最低，其次是Ee，说明在选择过程中，EE和Ee的个体会越来越少，而ee的个体会越来越多，因此，该种群经多代选择后三种基因型频率最可能是C项所示。