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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
第1课时 种群基因组成的变化
课标要求 核心素养
1．解释种群、基因库和基因频率的概念。
2．用数学方法讨论自然选择使种群的基因频率发生变化。
3．阐明具有优势性状的个体在种群中所占比例将会增加。
4．阐明生物进化的实质。 1．生命观念：运用进化与适应观，得出可遗传变异为生物进化提供原材料。
2．科学思维：采用模型与建模的方法，理解种群基因频率的变化。
3．科学探究：基于事实证据和实例，学会分析数据并得出结论。
4．社会责任：通过种群基因频率的变化，认同细菌耐药性与抗生素的使用有关。
必备知识 自主梳理
?种群和种群基因库
1．种群的概念及特点
(1)概念：生活在一定区域的________生物____________的集合。如一片树林中的全部猕猴或一片草地上的所有蒲公英都可以看作一个种群。
(2)特点：种群是生物进化的____________，种群中的雌雄个体可以通过繁殖将______________遗传给后代。种群也是生物繁殖的单位。
同种
全部个体
基本单位
各自的基因
2．基因库
一个种群中________个体所含有的________基因，叫作这个种群的基因库。
3．基因频率
(1)概念：在一个种群基因库中，某个基因占__________________的比值。
(3)影响因素：突变、选择、迁移等。
全部
全部
全部等位基因数
?种群基因频率的变化及自然选择对种群基因频率变化的影响
1．种群基因频率的变化
(1)原因：主要包括突变、自然选择、遗传漂变和迁移。
基因重组
(3)可遗传变异的形成、特点和作用
①形成：a.____________产生等位基因；b.通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的__________。
②特点：随机的、____________。
③作用：只是提供生物进化的__________，不能决定生物进化的________。
(4)变异的有利和有害是相对的，是由____________决定的。
基因突变
基因型
不定向的
原材料
方向
生存环境
2．自然选择对种群基因频率变化的影响
(1)原因：在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会____________；相反，具有不利变异的个体留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会________。
(2)结果：在自然选择的作用下，__________________会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。
不断提高
下降
种群的基因频率
?探究抗生素对细菌的选择作用
1．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__________。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素，__________有可能存活下来。
耐药性
耐药菌
2．方法步骤
3．注意事项：实验结束后，应将耐药菌、培养基、纸片等进行____________处理，防止__________________。
高温灭菌
对环境造成污染
(1)一个种群中某基因占所有基因数的比值叫作基因频率。( )
(2)在环境条件保持稳定的前提条件下，种群的基因频率不会发生变化。( )
(3)若亲子代间基因频率不变，基因型频率也一定不变。( )
(4)种群是生物进化的基本单位，自然选择的直接选择对象是个体的表型。( )
(5)从根本上讲，没有突变，就没有生物的进化。( )
(6)突变具有低频性，不能为生物进化提供原材料。( )
(7)所有变异都不能决定生物进化的方向，但都能提供进化的原材料。( )
(8)细菌在抗生素的诱导作用下产生了抗药性基因。( )
【答案】 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)× (8)×
【解析】 (1)在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值，叫作基因频率。(2)在环境条件保持稳定的前提条件下，种群的基因频率可能受基因突变、迁入和迁出等因素的影响而发生变化。(3)若亲子代间基因频率不变，基因型频率也可能发生改变，如Aa自交，基因频率不变，但基因型频率发生改变。(6)突变和基因重组都可为生物的进化提供原材料。(7)不可遗传的变异不能为生物的进化提供原材料。(8)在接触抗生素之前，细菌群体中就存在抗药性的变异个体，抗生素只是对抗药性突变起了选择作用。
合作探究 能力提升
●情境解读
调查研究：某桦尺蛾种群中，控制黑色体色的基因为S，控制浅色体色的基因为s，抽样调查100个个体，测得基因型为SS、Ss、ss的个体数分别为10、20、70个。假设该桦尺蛾种群非常大；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；不同体色的个体生存和繁殖的机会是均等的；基因S和s都不产生突变。
任务一：种群基因频率的变化
●合作探究
1．该种群产生的S配子和s配子的比值各是多少？子一代基因型频率是多少？
提示：S配子占20%，s配子占80%。利用棋盘法计算可得子一代基因型频率：SS占4%，Ss占32%，ss占64%。
2．若子一代全部存活，则子一代种群S和s的基因频率各是多少？
提示：子一代种群的基因频率S占20%，s占80%。
3．若因为工业污染导致树干变黑对桦尺蛾浅色个体的出生率有影响吗？为什么？
提示：有影响；树干变黑后，许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食，导致其个体数量减少，影响出生率。
4．自然选择是如何使桦尺蛾种群中决定浅色性状的s基因频率越来越小的？
提示：在树干变黑的环境下，浅色桦尺蛾易被天敌发现和捕食，导致种群中基因型为ss的个体的数量越来越少，基因型为SS和Ss的个体越来越多，决定黑色性状的S基因的频率越来越大，而决定浅色性状的s基因的频率越来越小。
5．在自然选择的过程中，直接受选择的是基因型还是表型？并简要说明原因。
提示：表型；天敌看到的是桦尺蛾的体色而不是控制体色的基因型。
6．根据以上分析，决定桦尺蛾进化方向的是什么？为什么？
提示：自然选择。在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会不断提高；相反，具有不利变异的个体留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会下降。
●典例剖析
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型(ss)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，黑色型(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
【解析】 自然选择是定向的，A错误；自然选择直接作用于个体的表型，选择的是各种基因型的个体，B正确；基因型为Ss的个体对应的表型为黑色，适应环境，通过选择，其基因型频率增加，C错误；基因突变是不定向的，D错误。
1．在对某植物种群进行调查时，发现基因型为AA和aa的植株所占比例分别为30%和50%，假定各种基因型个体的生存能力相同。第二年对该植物种群进行调查，发现基因型为AA和aa的植株所占比例分别为16%和36%。下列相关叙述错误的是( )
A．第二年该种群中A和a的基因频率分别为40%和60%
B．第二年该种群全部个体所含有的全部基因构成该种群的基因库
C．种群中基因型为Aa的植株由20%变为48%，说明该种群发生了进化
D．现代生物进化理论认为自然选择会导致种群基因频率发生定向改变
【答案】 C
【解析】 生物进化的实质是种群基因频率的改变，第一年种群中A的基因频率为30%＋1/2(1－30%－50%)＝40%，第二年种群中A的基因频率为16%＋1/2(1－16%－36%)＝40%，种群基因频率不变，所以种群没有发生进化，C错误。
●归纳提升
1．基因频率与基因型频率
项目 基因频率 基因型频率
公式 某基因频率＝该基因的数目÷该基因与其等位基因的总数×100% 某基因型频率＝该基因型的个体数÷总个体数×100%
外延 生物进化的实质是指种群基因频率的改变 基因型频率改变，基因频率不一定改变
2．生物进化中的“定向”与“不定向”
(1)变异是不定向的。
(2)自然选择是定向的。
(3)在自然选择的作用下，种群基因频率的变化是定向的。
(4)在自然选择的作用下，生物进化的方向是定向的。
3．影响种群基因频率变化的因素
(1)外因：自然选择。
(2)内因：基因突变和部分染色体变异(如缺失和重复等)能直接引起基因频率的变化，基因重组只改变了基因型频率，在自然选择的作用下淘汰部分个体后可引起基因频率的变化。
4．变异先于环境选择
变异在环境变化之前已经产生，环境只是起选择作用，不能定向诱发基因突变。
●情境解读
实验情境：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。某实验小组设计了如表所示的实验，探究抗生素对细菌的选择作用。请回答下列问题。
任务二：探究抗生素对细菌的选择作用
步骤1 分组编号 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
步骤2 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
步骤3 控制变量 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(对照组)，再分别夹取1张抗生素纸片放在②～④号区域的中央(实验组)，盖上皿盖
步骤4 培养 将培养皿倒置于37 ℃恒温箱中培养12～16 h
步骤5 观测结果 观察培养基上纸片附近是否出现抑菌圈，如果有，测量、记录抑菌圈的直径并取平均值
步骤6 重复实验 从特定的菌落上挑出细菌，接种到已灭菌的液体培养基中培养，重复步骤2～5。如此重复几代，记录每一代培养物抑菌圈的直径
●合作探究
1．步骤6中要从什么位置挑选细菌再进行培养？原因是什么？
提示：从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌。因为抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌。
2．连续培养几代后，抑菌圈的直径会发生什么变化？这说明抗生素对细菌产生了什么作用？
提示：抑菌圈由大变小，经过抗生素的持续多代筛选，细菌的耐药性越来越强。抗生素对细菌生长的抑制作用越弱，抑菌圈的直径就越小。
3．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？怎么理解变异是有利还是有害的？
提示：在本实验条件下，耐药菌产生的变异一般来说是有利的，有利于生物在特定环境中生存和繁殖的变异在此环境中就是有利变异。在生物进化过程中，生物产生的有利变异是指有利于生物生存和适应环境的变异，而不是对人类有利的变异。
4．滥用抗生素的现象十分普遍，请举例说明滥用抗生素的危害。
提示：抗生素的滥用及不合理使用在一定程度上使抗生素接触细菌的机会增大，细菌耐药性积累并加强，将导致抗生素的药效减弱，甚至完全不起作用。
●典例剖析
为探究两种抗生素对某细菌的抑菌效果，设计如图所示实验方案，在无菌固体培养基表面上涂布被检测细菌，放置甲、乙和丙三个圆形滤纸片(抗生素可在培养基扩散，滤纸片周围出现抑菌圈的大小能反映其抑菌效果)，下列说法错误的是( )
A．抑菌最有效的是抗生素b
B．浸泡滤纸片的抗生素a、b
浓度应相同
C．丙滤纸片起到对照作用
D．此方法可检测抗生素对病毒的抑制效果
【答案】 D
【解析】 分析题图，浸泡过抗生素b的抑菌圈最大，说明抗生素b的抑菌效果最强，A正确；该实验的自变量是是否浸泡抗生素和抗生素的种类，两种抗生素的浓度应相同，目的是保证单一变量，B正确；浸泡过无菌水的丙组应为空白对照组，C正确；抗生素可抑制细菌生长，但不能抑制病毒的繁殖，故不能检测对病毒的抑制效果，D错误。
2．一般情况下，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。下列关于“探究抗生素对细菌的选择作用”实验的说法中，错误的是( )
A．放置不含抗生素的纸片起对照作用
B．在本实验条件下，细菌产生耐药性的变异是有利变异
C．从抑菌圈边缘的菌落挑取细菌继续培养，重复几代，抑菌圈的直径会逐渐增大
D．本实验说明抗生素对细菌有选择作用
【答案】 C
【解析】 探究抗生素对细菌的选择作用，自变量为是否使用抗生素，故放置不含抗生素的纸片，属于对照组，起对照作用，A正确；重复几代，细菌的抗药性越来越强，抑菌圈的直径会逐渐减小，C错误；随着培养代数的增加，抑菌圈逐渐减小，说明抗生素能定向选择耐药菌，D正确。
●归纳提升
(1)抗生素不是诱变因子，因此细菌耐药性变异的产生与抗生素的使用无关。
(2)滤纸片上的抗生素杀死了其周围的细菌，使该部位不能形成菌落，而出现抑菌圈。
(3)细菌产生耐药性变异的过程属于基因突变，而基因突变具有不定向性。
课堂达标 巩固训练
1．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
【解析】 生物进化的实质是种群基因频率的改变，所以种群基因频率发生改变一定会引起生物的进化，A错误，B正确；只要生物发生了进化，就会发生基因频率的改变，但不一定形成新物种，C错误；生物的性状受基因和外界环境的共同作用，性状改变，基因不一定改变，故基因频率不一定改变，生物也不一定进化，D错误。
2．不同基因型的褐鼠对灭鼠灵药物的抗性及对维生素K的依赖性(即需要从外界环境中获取维生素K才能维持正常的生命活动)的表型如表。若对维生素K含量不足环境中的褐鼠种群长期连续使用灭鼠灵进行处理，则褐鼠种群( )
基因型 rr Rr RR
对灭鼠灵的抗性 敏感 抗性 抗性
对维生素K的依赖性 无 中度 高度
A．基因r的频率最终下降至0
B．抗性个体RR∶Rr＝1∶1
C．RR个体数量增加，rr个体数量减少
D．绝大多数抗性个体的基因型为Rr
【答案】 D
【解析】 由于环境是维生素K含量不足的环境，所以对维生素K依赖度较高的RR个体数量减少，长期使用灭鼠灵导致rr个体数量大量减少，所以Rr个体的数量最多，两种基因频率都不为0。
3．探究细菌对各种抗生素药敏程度的实验方法如图：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)，结果如图所示。回答下列问题：
(1)衡量本实验结果的指标是______________________________。
(2)题图中最有效的是________培养皿中的抗生素。
(3)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，如图所示。据此分析：
①向培养基中加抗生素的时刻为________点。
②细菌种群的进化是定向的，而变异是________，细菌的抗药性产生在环境变化之________(填“前”“中”或“后”)。
③抗生素对细菌变异的作用不是“诱导”而是________。
④尽管有抗药性基因存在，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__________________________________。
【答案】 (1)抑菌圈的大小 (2)B (3)①b ②不定向的 前 ③选择 ④有抗药性基因的个体占极少数
【解析】 (1)根据题意分析可知，衡量本实验结果的指标是抑菌圈的大小。(2)通过抑菌圈的大小来确定杀菌能力，即抑菌圈越大杀菌力越强，题图中B培养皿中的抗生素产生的抑菌圈最大。(3)①抗生素会使细菌中不具有抗药性的个体大量死亡而数量下降，所以是在b点使用抗生素。②变异是不定向的，而在自然选择下进化是定向的；由图可知，使用该抗生素后，细菌数量并未降到零，因此细菌的抗药性在环境变化之前就已经产生了。③自然选择是对个体的表型进行选择，而不是诱导相应性状的出现。④在细菌种群中，含有抗药性基因的个体只占少数，所以抗生素仍然能治疗由细菌引起的感染。
课时小结第6章 第3节 第1课时
课时跟踪 分层训练
学业考达标练
一、选择题
1．下列与种群有关的叙述，不正确的是( )
A．一片树林中的全部猕猴是一个种群
B．基因型频率是指在一个种群基因库中，某种基因型的个体数在种群个体总数中所占的比值
C．一个种群的基因库在代代相传中得以保留和发展
D．种群的基因频率是恒定不变的
【答案】 D
【解析】 可遗传的变异、自然选择等可使种群的基因频率发生改变，D错误。
2．下列关于基因库的叙述，错误的是( )
A．一个种群就是一个基因库
B．每种生物不止有一个基因库
C．种群越小，其基因库越不稳定
D．基因突变丰富了种群的基因库
【答案】 A
【解析】 一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫作这个种群的基因库，种群基因库与种群不是同一个概念，A错误；每种生物可以有不同种群，因此可以有不同的基因库，B正确；种群越小，基因库越小，越不稳定，C正确；基因突变可产生新的等位基因，丰富了种群的基因库，D正确。
3．下列关于细菌抗药性产生原因的叙述，符合达尔文自然选择学说的是( )
A．在自然选择的作用下，细菌产生了定向的抗药性变异
B．自然选择学说阐明了基因突变在细菌抗药性产生中的作用
C．长期使用抗生素使细菌的抗药性成为有利变异并逐代积累
D．抗药性强的细菌产生的后代都具有更强的抗药性
【答案】 C
【解析】 达尔文的自然选择学说认为，生物的变异是不定向的，A错误；自然选择学说没有阐明基因突变在细菌抗药性产生中的作用，B错误；长期使用抗生素使细菌的抗药性成为有利变异并逐代积累，符合自然选择学说的观点，C正确；变异是不定向的，抗药性强的细菌产生的后代不一定都具有更强的抗药性，D错误。
4．下列有关生物进化的叙述，错误的是( )
A．自然选择直接选择的是个体的表型
B．现代生物进化理论以自然选择为核心
C．种群内显性基因的频率一定高于隐性基因的频率
D．基因突变和染色体变异统称为突变
【答案】 C
【解析】 自然选择直接作用的是生物个体的表型，A正确；现代生物进化理论以自然选择为核心，B正确；显性基因和隐性基因的基因频率高低取决于所控制的性状是否更适应环境，因此显性基因的基因频率不一定高于隐性基因的基因频率，C错误；基因突变和染色体变异统称为突变，D正确。
5．某植物对除草剂的抗性(R)对敏感(r)为显性，如图表示甲、乙两个地区在T1和T2时间点RR、Rr和rr的基因型频率。下列叙述正确的是( )
A．甲地区基因型频率变化更大，T2时刻产生了新物种
B．T2时刻，乙地区该植物种群中R基因频率约为20%
C．突变率不同是导致甲、乙地区基因型频率不同的主要原因
D．据图可知，甲地区该植物向抗除草剂方向进化，乙地区则相反
【答案】 B
【解析】 新物种形成的标志是产生生殖隔离，甲地区T2时刻不一定产生生殖隔离，A错误；乙地区T2时刻，RR约为0.1，rr约为0.7，Rr约为0.2，因此R的基因频率约为(0.1＋0.2÷2)×100%＝20%，B正确；甲、乙地区基因型频率不同的主要原因是自然选择，C错误；据图可知，甲、乙地区该植物都向抗除草剂方向进化，D错误。
6．在一个基因库中，显性基因和隐性基因的比例相等，如果每一代隐性基因型的个体都不能产生后代，则( )
A．对基因型频率影响很小
B．会降低隐性基因的基因频率
C．会使隐性基因消失
D．会提高杂合子的比例
【答案】 B
【解析】 据题意可知，由于每一代隐性基因型的个体都不能产生后代，会导致隐性基因型频率和隐性基因的基因频率越来越小，A错误，B正确；由于存在杂合子，所以隐性基因不会因此消失，C错误；由于每一代隐性基因型的个体都不能产生后代，所以杂合子的比例越来越小，D错误。
7．利用生物进化理论解释病菌抗药性不断增强的原因是( )
A．使用抗生素的剂量不断加大，病菌向抗药能力增强的方向变异
B．抗生素对病菌进行人工选择，生存下来的病菌都是抗药能力强的
C．抗生素对病菌进行自然选择，生存下来的病菌都是抗药能力强的
D．病菌中原来没有抗药性强的个体，在使用抗生素的过程中产生了抗药性强的个体
【答案】 C
【解析】 病菌中有少量个体由于基因突变等原因，本身就存在能够抵抗抗生素的可遗传变异，当人们使用抗生素后，抗生素对病菌起到一个选择作用，绝大多数没有抗药性的个体被淘汰，少数产生了抗药性的个体生存下来，并将抗药性这一性状遗传给了后代。经过多次用药后，病菌的抗药性越来越强。
二、非选择题
8．英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾。在自然条件下，桦尺蛾的体色受一对等位基因S和s控制，黑色(S)对浅色(s)是显性。19世纪中叶以前，桦尺蛾种群中S基因的频率很低。随着英国工业的发展，桦尺蛾种群中S基因的频率提高了很多，如下表：
基因 基因频率
19世纪中叶以前 20世纪中叶
S 5% 95%
s 95% 5%
请根据上述材料回答：
(1)1850年以前，浅色桦尺蛾比例很高，黑色桦尺蛾比例很低，这表明稀有的黑色型是由浅色型通过________产生的。
(2)从1850年到1898年间，黑色桦尺蛾逐渐取代浅色桦尺蛾，这表明黑色基因(S)和浅色基因(s)的频率均发生________。
(3)被污染的环境使得浅色桦尺蛾容易被鸟类捕食而处于选择劣势，黑色桦尺蛾由于具有保护色而处于选择优势，这一事实表明，种群中产生的变异是________，经过长期的________，使种群的________发生定向的改变，导致生物朝着一定的方向缓慢地进化。
【答案】 (1)突变 (2)定向改变
(3)不定向的 自然选择 基因频率
【解析】 (1)稀有的黑色型是由浅色型通过突变产生的。(2)黑色桦尺蛾逐渐取代浅色桦尺蛾，这表明黑色基因(S)和浅色基因(s)的频率均发生定向改变。(3)种群产生的变异是不定向的，在自然选择的作用下，不利变异不断被淘汰，有利的变异逐渐积累，从而使种群基因频率发生定向改变。
选择考提升练
一、选择题
1．下列关于生物适应性的叙述，不正确的是( )
A．生物的适应性可以理解为生物的形态结构适合于完成一定的功能
B．仙人掌的叶退化成针形是对干旱环境的适应
C．生物能够适应环境，但是对环境的适应具有相对性
D．生物的适应具有普遍性，只要生物具有某种适应性特征，就能长期生存和繁衍
【答案】 D
【解析】 每种生物的适应都不是绝对的、完全的，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，所以生物具有某种适应性特征，不一定能长期生存和繁衍，D错误。
2．下列关于基因库的描述，错误的是( )
A．基因库是一个种群的全部个体所含的全部基因
B．生物个体总是要死亡的，但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传
C．种群中每个个体都含有种群基因库中的全部基因
D．基因突变可能改变基因库的组成
【答案】 C
【解析】 种群是生物繁殖的基本单位，所以基因库不会因个体死亡而消失，会代代相传，B正确；由于不同个体之间在基因上具有差异，所以每个个体不可能都含有种群基因库中的全部基因，C错误；基因突变可能改变基因库的组成，D正确。
3．有翅昆虫有时会出现残翅或无翅的突变类型，这类昆虫在正常情况下很难生存下去。但在经常刮大风的海岛上，这些突变类型的昆虫因不能飞行，从而避免了被风吹到海里淹死。这个事例主要说明了( )
A．突变多数是有害的
B．突变多数是有利的
C．突变的有害和有利并不是绝对的
D．突变的有害和有利是绝对的
【答案】 C
【解析】 题中信息表明，突变的有害和有利不是绝对的，这往往取决于生物生存的环境，C符合题意。
4．现有一个由AA、Aa、aa三种基因型个体组成的动物种群，已知该种群中具有繁殖能力的个体之间通过随机交配进行繁殖，而aa个体不具有繁殖能力。该种群繁殖一代，若子代中AA∶Aa∶aa＝9∶6∶1，则亲代中AA、Aa和aa的数量比可能为( )
A．4∶3∶4 B．5∶5∶1
C．6∶2∶3 D．4∶1∶4
【答案】 B
【解析】 设亲代具有繁殖能力的个体中AA的比例为x，则Aa的比例为1－x，产生的配子A的比例为x＋(1－x)/2＝(1＋x)/2，a配子的比例为(1－x)/2，随机交配的后代中，AA所占的比例为[(1＋x)/2]2＝9/16，可求得x＝1/2，即该种群具有繁殖能力的个体中AA和Aa所占比例均为1/2，但亲本中aa的数量无法计算，故选项B符合题意。
5．抗青霉素葡萄球菌是一种突变型菌种。将未接触过青霉素的葡萄球菌接种到含青霉素的培养基上，结果有极少数存活下来。存活下来的葡萄球菌在相同培养基中经多代培养后，对青霉素的抗性明显增强。原因是( )
A．青霉素使用量的增加提高了葡萄球菌对青霉素的抗性
B．青霉素的选择作用提高了葡萄球菌抗青霉素基因的频率
C．葡萄球菌对青霉素抗性的增强是定向突变的结果
D．葡萄球菌的抗青霉素基因是在使用青霉素后产生的
【答案】 B
【解析】 青霉素对葡萄球菌只起到选择作用；青霉素的选择作用提高了葡萄球菌抗青霉素基因的频率，淘汰掉了不抗青霉素的个体；突变是不定向的；葡萄球菌的抗青霉素基因是在使用青霉素前产生的。
6．抗生素纸片扩散法是指将浸有抗生素的纸片贴在涂有细菌的琼脂平板上，在纸片周围一定距离内的细菌生长受到抑制，过夜培养后形成一个抑菌圈。利用该方法观察某细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，可探究抗生素对细菌的选择作用。下列关于该实验的说法正确的是( )
A．抗生素使细菌发生耐药性突变，这是细菌适应抗生素的结果
B．实验中可以通过抑菌圈的大小来判定抗生素的抑菌效果
C．从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌继续培养，连续选择几代后抑菌圈的直径会变大
D．在本实验条件下，细菌产生耐药性的变异对人类而言是有利变异
【答案】 B
【解析】 抗生素只对细菌的耐药性突变进行选择，不是抗生素使细菌发生耐药性突变，A错误；如果细菌对抗生素敏感，在该抗生素纸片周围会出现抑菌圈，抑菌圈越大，说明细菌对抗生素越敏感，因此实验中可以通过抑菌圈的大小来判定抗生素的抑菌效果，B正确；抑菌圈边缘的菌落对该抗生素不敏感，从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌继续培养，连续选择几代后抑菌圈的直径会变小，C错误；在本实验中，能够耐抗生素的细菌生存下来，不能耐抗生素的细菌不能生长繁殖，因此在抗生素的选择下，细菌产生耐药性的变异对细菌而言是有利变异，但是对人类而言不一定是有利变异，D错误。
7．如图表示环境条件发生变化后某个种群中A和a的基因频率的变化情况，下列说法错误的是( )
A．环境条件发生变化后，使生物产生适应性的变异
B．P点时两曲线相交，此时A和a的基因频率均为50%
C．Q点时表示环境发生了变化，A基因控制的性状更适应环境
D．在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变
【答案】 A
【解析】 变异是自发产生的，变异发生后，在自然(环境条件)选择下，有利的变异被选择保留下来，导致种群的基因频率发生定向改变，A错误，D正确；P点时两曲线相交，此时A和a的基因频率相等，均为50%，B正确；Q点后A的基因频率增大，表示环境发生了变化，A基因控制的性状更适应环境，C正确。
二、非选择题
8．果蝇是常用的遗传学研究的实验材料，据资料显示，果蝇约有104对基因，现有一黑腹果蝇的野生种群，约有107个个体，请分析回答下列问题：
(1)经观察，该种群中果蝇有多种多样的基因型，分析其产生原因，是在基因突变过程中产生的________，通过有性生殖过程中的________而产生的，使种群中产生了大量可遗传的________，它们都能为生物进化提供________。
(2)假定该种群中每个基因的突变率都是10－5，那么在该种群中每一代出现的基因突变数约是________个。
(3)随机从该种群中抽出100只果蝇，测知基因型为AA(灰身)的个体35只，基因型为Aa(灰身)的个体60只，基因型为aa(黑身)的个体5只，则A基因的基因频率为________，a基因的基因频率为________。
(4)通过对果蝇及其他生物进行遗传学研究，可得出生物进化的基本单位是________，生物进化的实质是______________________________。
【答案】 (1)等位基因 基因重组 变异 原材料
(2)2×106 (3)65% 35%
(4)种群 种群基因频率的改变
【解析】 (1)突变和基因重组提供生物进化的原材料，基因突变产生等位基因，基因重组会使生物的基因型产生多样性。(2)由于每个个体含有约2×104个基因，每个基因的突变率为10－5，而整个种群中含有的个体数约为107，所以基因突变数目约为2×104×10－5×107＝2×106(个)。(3)A基因的基因频率＝×100%＝×100%＝65%，则a基因的基因频率为1－65%＝35%。
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