第28讲 现代生物进化理论（原卷版）
本模块为生物进化的基本知识，通过本模块的学习，了解自然选择学说与现代生物进化理论的基本内容，共同进化与生物多样性形成的关系，掌握基因(型)频率的计算，辨析基因频率与遗传病发病率的关系等。考纲对本模块内容的具体要求如下：
1．现代生物进化理论的主要内容（理解应用水平）
2．生物进化与生物多样性的形成（理解水平）
本部分内容在考试中以选择题为主，生物进化部分会以某个特定种群为情景，考查基因频率的计算命题时常以自然界中某种种群的进化过程为背景，围绕现代生物进化理论的观点进行论证和探究考查科学探究能力。
一、现代生物进化理论
1.达尔文的自然选择学说
项 目
自然选择
主要观点
①过度繁殖 ② ③遗传变异 ④
评价
贡献
①论证了生物是不断进化的，对 提出了合理的解释
②科学地解释了生物 的形成
不足
①对 的本质不能作出科学的解释
②对生物进化的解释局限于 水平
③强调物种形成都是 的结果，不能很好地解释 等现象
2.现代生物进化理论
（1） 是生物进化的基本单位
①基因库：一个种群中全部个体所含有的
②基因频率：一个种群基因库中，某个基因占全部 数的比率。
（2） 产生进化的原材料
突变
①可遗传变异的来源 染色体变异
基因重组
②生物突变的有利和有害不是绝对的，往往取决于 。
③生物的变异是 的，只是产生了生物进化的原材料，不能决定生物进化的 。
（3） 决定生物进化的方向
变异是 的不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累―→种群的 频率发生 改变生物朝一定方向缓慢进化。
（4）隔离导致物种的形成
类型： 隔离和 隔离
①隔离 实质：基因不能自由交流
② 物种 三个环节： 、 和
形成 形成标志：出现 隔离
二、共同进化与生物多样性的形成
1.共同进化
（1）概念：不同 之间、 之间在相互影响中不断进化和发展。
（2）原因：生物与生物之间的相互选择和生物与 之间的相互影响。
（3）共同进化的实例
共同进化类型
包含类型
实例
之间
一种蛾与兰花
种间斗争
种间互助
捕食
猎豹和斑马
寄生
黏液瘤病毒和兔子
竞争
作物与杂草
生物与 之间
生物影响环境，环境影响生物
地球早期无氧环境→厌氧生物→光合生物出现→空气中有氧气→出现好氧生物
2.生物多样性的形成
（1）内容：生物多样性主要包括 多样性、 多样性和 多样性。
（2）形成原因：生物的进化。
（3）研究生物进化历程的主要依据： 。
3.生物进化理论在发展
（1）中性学说：大量的基因突变是中性的，决定生物进化方向的是 的逐渐积累，而不是 。
（2）生物进化理论不会停滞不前，而是在不断发展。
判断下列说法的对错：
1.物种的形成可以不经过隔离( )
2.自然选择决定了生物变异和进化的方向( )
3.生殖隔离是物种朝不同方向发展的决定性因素( × )
4.大豆植株的体细胞含40条染色体。用放射性60Co处理大豆种子后，筛选出一株抗花叶病的植株X，取其花粉经离体培养得到若干单倍体植株，其中抗病植株占50%。放射性60Co诱发的基因突变，可以决定大豆的进化方向( )
5.如图为四个物种的进化关系树(图中百分数表示各物种与人类的DNA相似度)，DNA碱基进化速率按1%/百万年计算。大猩猩和人类的亲缘关系，与大猩猩和非洲猴的亲缘关系的远近相同( )
6.盲鱼眼睛退化是黑暗诱导基因突变的原因( )
7.某动物种群中，AA、Aa和aa基因型的个体依次占25%、50%、25%。若该种群中的aa个体没有繁殖能力，其他个体间可以随机交配，理论上，下一代AA?Aa?aa基因型个体的数量比为4?4?1( )
一、 生物进化的实质
例1：某地有一种植物,同一植株上不同时期所开花的花色会发生变化,其传粉者包括当地的天蛾和7月中旬将开始陆续迁徙离开的蜂鸟。下图表示7月30日至8月15日前后,当地各类群生物的数量变化。下列分析不合理的是( )
A.8月份该植物种群的白花基因频率升高
B.该植物的花色变化与基因的选择性表达有关
C.该植物的白花更容易吸引天蛾完成传粉
D.开红花时的该植物需要蜂鸟传粉可能是自然选择的结果
【答案】A
【解析】依题意和图示分析可知:同一植株上不同时期所开花的花色会发生变化,与传粉者的选择作用有关,根本原因是基因的选择性表达。控制花色的基因没有改变,只是开白花的数量增多,因此8月份该植物种群的白花基因频率不变。
变式训练1：在某动物种群中，V基因在甲种群和乙种群中的基因型个体数如下表。通过分析不能得出的结论是( )
基因型
甲种群(个)
乙种群(个)
VaVb
200
0
VaVa
50
120
VbVc
100
200
VcVC
150
50
VaVC
100
80
A.甲种群的基因库大于乙种群
B．基因Va在甲种群中的频率约为33%
C．若甲、乙两种群长期隔离，表中基因型数量会发生变化
D．种群越小，基因的丧失对该基因频率的影响越小
【答案】D
【解析】 基因库是一个种群中全部个体所含有的全部基因，由表格数据可知，甲种群的基因库大于乙种群，A项正确；基因Va在甲种群中的频率为(200＋50×2＋100)÷(200×2＋50×2＋100×2＋150×2＋100×2)×100%≈33%，B项正确；若甲、乙两种群长期地理隔离，两种群进化的方向不同，基因型数量会发生变化，C项正确；种群越小，基因的丧失对该基因频率的影响越大，D项错误。
二、 生物进化的原理
例2：中国已经成为遭受外来物种入侵危害最严重的国家之一，每年造成上千亿元的经济损失。豚草入侵我国后就迅速生长繁殖，若干年后与原产地豚草相比( )
A．原产地豚草的遗传变异决定了入侵豚草的进化方向
B．入侵豚草在进化过程中丧失了部分遗传多样性
C．入侵豚草与原产地豚草的基因库会产生明显差异
D．入侵豚草与原产地豚草已产生生殖隔离并形成新物种
【答案】B
【解析】 原产地豚草的遗传变异只能产生进化的原材料，自然选择决定生物进化方向，A项错误；入侵豚草在进化过程中由于环境的选择作用而丧失了部分的遗传多样性，B项正确；根据题意可知，豚草入侵我国即迅速生长繁殖，说明我国环境比较适宜豚草生长，因此入侵豚草与原产地豚草的基因库差异不大，C项错误；入侵豚草与原产地豚草并没有产生生殖隔离，D项错误。
变式训练2：普通草蛉和下通草蛉属于两种草蛉，在北美生活在同一地域。普通草蛉在春夏是浅绿色，秋天变成棕色，前半年生活在多草地区，秋天迁移到落叶树林中，在夏天和冬天繁殖。下通草蛉则全年都是深绿色，居住在常绿林中，在春天繁殖。下列分析合理的是( )
A．两种草蛉之间既有地理隔离又有生殖隔离
B．两种草蛉的体色形成与它们的栖息环境无关
C．两种草蛉在生态系统中所处的营养级别是不同的
D．两种草蛉的生殖隔离与栖息地偏好、繁殖时间的差异有关
【答案】D
【解析】 两种草蛉生活在同一地域，它们之间不存在地理隔离，A项错误；两种草蛉的体色均为保护色，其形成与它们的栖息环境有关，B项错误；两种草蛉食性相同，在生态系统中所处的营养级别相同，C项错误；两种草蛉的繁殖季节不同，栖息地也不完全相同，故其生殖隔离与栖息地偏好、繁殖时间的差异有关，D项正确。
三、 生物进化与物种形成
例3：如图表示某类植物的进化过程：物种A先是分化为A1、A2、A3，后又分别进化成为B、C、D三个物种。下列叙述正确的是( )
A．A1、A2、A3应当生活在相同的地理空间
B．B与C存在生殖隔离，但有可能相互杂交产生后代
C．A2中一部分个体计入A3群体，两者间不能进行基因交流
D．A1、A2、A3的生存环境相似，则发生的基因突变也相似
【答案】 B
【解析】 A1、A2、A3是由同一物种A进化而来，但它们又分别进化为B、C、D三个物种，故它们应生活在不同的地理空间，A项错误；B与C存在生殖隔离，但有可能相互杂交产生后代，只是后代不育，B项正确；A2中一部分个体计入A3群体，两者间能进行基因交流，C项错误；A1、A2、A3的生存环境相似，基因突变具有不定向性，故发生的基因突变不一定相似，D项错误。
变式训练3：如图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群a1和a2，经过漫长的进化，分别形成新物种b和c。在此进程中的某一时刻，a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布，向d方向进化。下列有关叙述正确的是( )
A．b和d存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离
B．c和d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离
C．a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，则b和d是同一物种
D．a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，则c和d是不同物种
【答案】 B
【解析】 图示是物种形成的常见模式，经过长期的地理隔离而达到生殖隔离。a通过地理隔离形成两个种群a1和a2，又分别演化出b、c、d三个种群，b、d虽然有地理隔离，但是不一定形成了生殖隔离，故A项错误；由于d是由a1演变而来，c是由a2演变而来，c与d之间可能存在生殖隔离，故B项正确；即使a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，但由于b和d两个种群之间有地理隔离，有可能形成了生殖隔离，故二者可能属于不同的物种，故C项错误；同理，即使a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，只要c和d之间不存在生殖隔离，它们仍是同一物种，故D项错误。
1.下列叙述与现代生物进化理论相符的是( )
A.种群基因频率的变化趋势,决定了群落演替的方向
B.细菌在接触青霉素后才产生抗药性突变个体,青霉素的选择作用使其生存
C.长期的地理隔离一定可以产生生殖隔离,从而形成新物种
D.蜂鸟细长的喙与倒挂金钟的筒状花萼是长期共同进化形成的相互适应特征
2.随着抗生素的使用,细菌耐药性不断增强。研究人员合成的新型万古霉素,能以新方式阻止细菌细胞壁的构建,还能导致细胞膜渗漏,让致病细菌死亡。该药物进行耐药性细菌测试时,50轮后也没有耐药性个体产生,这表明新型万古霉素可能比目前的抗生素更耐用。下列叙述正确的是( )
A.新型万古霉素不会诱导细菌发生基因突变
B.新型万古霉素可能抑制细菌高尔基体的活动
C.新型万古霉素使用后细菌将不再发生进化
D.若出现抗新型万古霉素的个体,说明产生了新物种
3.下列有关生物进化和生物多样性形成的相关叙述,正确的是( )
A.共同进化是通过生物之间的生存斗争实现的
B.基因突变不会导致生物多样性的增加
C.现代生物进化理论的核心是自然选择学说
D.种群是生物进化的基本单位,也是自然选择的对象
4.下列有关生物进化的叙述正确的是( )
A.母虎和雄狮交配产下了“狮虎兽”,说明并不是所有物种间都存在生殖隔离现象
B.在自然选择过程中,黑色与灰色桦尺蠖的比例发生了改变,表现为共同进化
C.基因型为Dd的高茎豌豆逐代自交的过程中,纯种高茎的基因型频率在增加,表明豌豆正在进化
D.被巨大河流分隔成的两个Abert松鼠种群,基因频率的改变互不影响,而种群内的基因频率改变在世代间具有连续性
5. 如图表示从Q点环境条件发生变化后，某种群中A 和a基因频率的变化情况，下列说法错误的是( )
A．Q点后基因A控制的性状更加适应环境
B．P点时两曲线相交，此时A和a 的基因频率均为50%
C．环境条件发生变化使得该种群产生了适应性变异
D．在自然选择的作用下，种群的基因频率发生了定向改变
6.关于物种形成和生物进化的叙述,正确的是( )
A.生物变异决定了生物进化的方向
B.地理隔离是物种形成的必要条件
C.物种的形成必须经过长期自然选择
D.共同进化可发生在生物和无机环境之间
7.设某种群中只存在基因型为Aa的个体,由于外界因素的改变,该种群被分割成两个种群甲和乙,如图表示分割后的两个种群A基因频率的变化。下列叙述正确的是( )
A.T时刻甲、乙种群中杂合子的基因型频率可能相同
B.T时刻将甲、乙种群混合后,A的基因频率为0.5
C.甲、乙种群从T时刻开始出现生殖隔离
D.环境直接通过对基因型的选择影响基因频率
8.在17世纪,鸣禽A和鸣禽B的喙大小相仿,均捕食树枝头上的昆虫,在21世纪,鸣禽A依然捕食树枝头上的昆虫,而鸣禽B的喙发生显著变化,捕食树干上的昆虫,下列叙述正确的是( )
A.鸣禽B通过自然选择导致遗传物质发生相应的改变
B.进化过程中,鸣禽A和鸣禽B的种间关系未发生改变
C.21世纪两种鸣禽呈现垂直分布,有利于资源的利用
D.进化过程中控制喙的基因频率只在鸣禽B中发生改变
9.玉米的白化基因a纯合时出现白化苗,白化苗在幼苗期死亡。在一个非常大的、处于成熟期的玉米种群中,AA占1/3,随机交配两代,发现两代中AA所占比例均小于理论值。下列分析错误的是( )
A.亲代中,a的基因频率为1/3
B.理论上,子一代成熟植株中,AA和Aa基因型频率相等
C.理论上,a的基因频率逐代下降,AA所占比例不变
D.AA所占比例均小于理论值的原因可能是Aa具有杂种优势
10.下列与生物变异和进化的叙述,正确的是( )
A.同源染色体上非姐妹染色单体交叉互换会导致染色单体上的基因重组
B.染色体变异只发生在减数分裂过程中
C.突变为生物进化提供原材料,是生物变异的根本来源
D.隔离是形成新物种的必要条件,也是生物进化的必要条件
11.某小岛上蜥蜴原种的脚趾原为分趾型,以后脚趾逐渐出现两种性状,W代表蜥蜴脚趾的分趾基因;w代表联趾(趾间有蹼)基因。如图表示这两种性状与基因型比例变化的过程。对此图解释正确的是( )
A.小岛环境诱导蜥蜴基因发生定向突变
B.上图两种性状比例变化表明两个物种的兴盛与衰退
C.小岛上蜥蜴的基因库就是全部W和w基因之和
D.①至④中基因w频率定向增大体现了进化的方向
12.红绿色盲是一种常见的伴X染色体隐性遗传病。假设在一个数量较大的群体中,男女比例相等,XB的基因频率为80%,Xb的基因频率为20%,下列说法正确的是( )
A.该群体男性中的Xb的基因频率高于20%
B.一对表现正常的夫妇,不可能生出患色盲的孩子
C.在这一人群中,XbXb、XbY的基因型频率依次为2%、10%
D.如果不采取遗传咨询、基因诊断等措施,该群体中色盲的发病率会越来越高
13.20世纪时,人们在对某地区一湖泊中蚊子进行了如下有关研究。
(1)在对蚊子某一种群进行的调查中,发现基因型为DD和dd的个体所占的比例分别为10%和70%(各种基因型个体生存能力相同),第二年对同一种群进行的调查中,发现基因型为DD和dd的个体所占的比例分别为4%和64%,在这一年中,该种群是否发生了进化? ,理由是 。?
(2)人们用DDT(双对氨苯基三氯乙烷,一种高效杀虫剂,在生物体内不易分解)来防治蚊子在某湖泊中大量繁殖(蚊子的幼虫生活在水中)。人们在1949年至1954年间反复使用DDT,在如图的b点至c点之间,蚊子幼虫的数量出现了增加。从遗传与进化的角度分析,可能的原因是?
。?
14.研究化石时发现,某地区在距今10 000年前生活着长尾山鸡和中长尾山鸡。距今5 000年前,该区域出现了一条宽阔的大河,将该地区分割为甲、乙两区域。距今约30年前,统计发现甲区域山鸡仍为长尾和中长尾山鸡,乙区域全部为短尾山鸡。研究发现,甲区域的长尾和中长尾山鸡能正常交配、产生可育后代;甲区域的长尾和中长尾山鸡与乙区域的短尾山鸡均能交配,但受精卵不能发育。回答下列问题:
(1)甲区域的山鸡个体间尾部形态的差异,体现的是 多样性。?
(2)乙区域出现的短尾山鸡 (填“是”或“不是”)一个新物种。用现代生物进化理论解释乙区域出现短尾山鸡的原因: ?
?
?
。?
(3)近些年,甲区域的环境发生剧烈变化,研究人员对该区域山鸡的数量与山鸡的翅色基因(A/a)和翅形基因(B/b)频率的研究数据如下表:
中长尾山鸡
长尾山鸡
数量
/只
A
B
数量
/只
A
B
1980年
8 000
31%
66%
5 900
38%
59%
1988年
7 900
29%
57%
6 050
41%
60%
1997年
5 900
30%
48%
6 000
40%
57%
2006年
4 200
31%
32%
5 950
39%
61%
分析表中数据可知,近些年发生明显进化的山鸡是 。1997年时,长尾山鸡中基因型为AA的个体数量为 只。?
15.假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等,且对于A和a这对等位基因来说只有Aa一种基因型。回答下列问题:
(1)若不考虑基因突变和染色体变异,则该果蝇种群中A基因频率∶a基因频率为 。理论上,该果蝇种群随机交配产生的第一代中AA、Aa和aa的数量比为 ,A基因频率为 。?
(2)若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型,且比例为2∶1,则对该结果最合理的解释是
。根据这一解释,第一代再随机交配,第二代中Aa和aa基因型个体数量的比例应为 。?
第28讲 现代生物进化理论（解析版）
本模块为生物进化的基本知识，通过本模块的学习，了解自然选择学说与现代生物进化理论的基本内容，共同进化与生物多样性形成的关系，掌握基因(型)频率的计算，辨析基因频率与遗传病发病率的关系等。考纲对本模块内容的具体要求如下：
1．现代生物进化理论的主要内容（理解应用水平）
2．生物进化与生物多样性的形成（理解水平）
本部分内容在考试中以选择题为主，生物进化部分会以某个特定种群为情景，考查基因频率的计算命题时常以自然界中某种种群的进化过程为背景，围绕现代生物进化理论的观点进行论证和探究考查科学探究能力。
一、现代生物进化理论
1.达尔文的自然选择学说
项 目
自然选择
主要观点
①过度繁殖 ②生存斗争 ③遗传变异 ④适者生存
评价
贡献
①论证了生物是不断进化的，对生物进化的原因提出了合理的解释
②科学地解释了生物多样性的形成
不足
①对遗传和变异的本质不能作出科学的解释
②对生物进化的解释局限于个体水平
③强调物种形成都是渐变的结果，不能很好地解释物种大爆发等现象
2.现代生物进化理论
（1）种群是生物进化的基本单位
①基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。
②基因频率：一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。
（2）突变和基因重组产生进化的原材料
突变 基因突变
①可遗传变异的来源 染色体变异
基因重组
②生物突变的有利和有害不是绝对的，往往取决于环境。
③生物的变异是不定向的，只是产生了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。
（3）自然选择决定生物进化的方向
变异是不定向的不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累―→种群的基因频率发生定向改变生物朝一定方向缓慢进化。
（4）隔离导致物种的形成
类型：地理隔离和生殖隔离
①隔离 实质：基因不能自由交流
② 物种 三个环节：突变和基因重组、自然选择和隔离
形成 形成标志：出现 隔离
二、共同进化与生物多样性的形成
1.共同进化
（1）概念：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。
（2）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。
（3）共同进化的实例
共同进化类型
包含类型
实例
不同物种之间
一种蛾与兰花
种间斗争
种间互助
捕食
猎豹和斑马
寄生
黏液瘤病毒和兔子
竞争
作物与杂草
生物与无机
环境之间
生物影响环境，环境影响生物
地球早期无氧环境→厌氧生物→光合生物出现→空气中有氧气→出现好氧生物
2.生物多样性的形成
（1）内容：生物多样性主要包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。
（2）形成原因：生物的进化。
（3）研究生物进化历程的主要依据：化石。
3.生物进化理论在发展
（1）中性学说：大量的基因突变是中性的，决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择。
（2）生物进化理论不会停滞不前，而是在不断发展。
判断下列说法的对错：
1.物种的形成可以不经过隔离( )
【答案】×
【解析】物种的形成可以不经过地理隔离，但均需经过生殖隔离
2.自然选择决定了生物变异和进化的方向( )
【答案】×
【解析】自然选择可决定生物进化的方向，但不能决定变异方向
3.生殖隔离是物种朝不同方向发展的决定性因素( × )
【答案】×
【解析】自然选择决定生物进化的方向，是物种朝不同方向发展的决定性因素
4.大豆植株的体细胞含40条染色体。用放射性60Co处理大豆种子后，筛选出一株抗花叶病的植株X，取其花粉经离体培养得到若干单倍体植株，其中抗病植株占50%。放射性60Co诱发的基因突变，可以决定大豆的进化方向( )
【答案】×
【解析】生物进化方向取决于自然选择
5.如图为四个物种的进化关系树(图中百分数表示各物种与人类的DNA相似度)，DNA碱基进化速率按1%/百万年计算。大猩猩和人类的亲缘关系，与大猩猩和非洲猴的亲缘关系的远近相同( )
【答案】×
【解析】图示数据信息显示，大猩猩与人类的DNA相似程度高于大猩猩与非洲猴，则前两者亲缘关系更近
6.盲鱼眼睛退化是黑暗诱导基因突变的原因( )
【答案】×
【解析】基因突变是随机发生的，不是由于黑暗环境的诱导，黑暗的环境起了选择作用
7.某动物种群中，AA、Aa和aa基因型的个体依次占25%、50%、25%。若该种群中的aa个体没有繁殖能力，其他个体间可以随机交配，理论上，下一代AA?Aa?aa基因型个体的数量比为4?4?1( )
【答案】√
【解析】据题意可知A占2/3,a占1/3,按照配子法下一代AA占4/9，?Aa占4/9，?aa占1/9
一、 生物进化的实质
例1：某地有一种植物,同一植株上不同时期所开花的花色会发生变化,其传粉者包括当地的天蛾和7月中旬将开始陆续迁徙离开的蜂鸟。下图表示7月30日至8月15日前后,当地各类群生物的数量变化。下列分析不合理的是( )
A.8月份该植物种群的白花基因频率升高
B.该植物的花色变化与基因的选择性表达有关
C.该植物的白花更容易吸引天蛾完成传粉
D.开红花时的该植物需要蜂鸟传粉可能是自然选择的结果
【答案】A
【解析】依题意和图示分析可知:同一植株上不同时期所开花的花色会发生变化,与传粉者的选择作用有关,根本原因是基因的选择性表达。控制花色的基因没有改变,只是开白花的数量增多,因此8月份该植物种群的白花基因频率不变。
变式训练1：在某动物种群中，V基因在甲种群和乙种群中的基因型个体数如下表。通过分析不能得出的结论是( )
基因型
甲种群(个)
乙种群(个)
VaVb
200
0
VaVa
50
120
VbVc
100
200
VcVC
150
50
VaVC
100
80
A.甲种群的基因库大于乙种群
B．基因Va在甲种群中的频率约为33%
C．若甲、乙两种群长期隔离，表中基因型数量会发生变化
D．种群越小，基因的丧失对该基因频率的影响越小
【答案】D
【解析】 基因库是一个种群中全部个体所含有的全部基因，由表格数据可知，甲种群的基因库大于乙种群，A项正确；基因Va在甲种群中的频率为(200＋50×2＋100)÷(200×2＋50×2＋100×2＋150×2＋100×2)×100%≈33%，B项正确；若甲、乙两种群长期地理隔离，两种群进化的方向不同，基因型数量会发生变化，C项正确；种群越小，基因的丧失对该基因频率的影响越大，D项错误。
二、 生物进化的原理
例2：中国已经成为遭受外来物种入侵危害最严重的国家之一，每年造成上千亿元的经济损失。豚草入侵我国后就迅速生长繁殖，若干年后与原产地豚草相比( )
A．原产地豚草的遗传变异决定了入侵豚草的进化方向
B．入侵豚草在进化过程中丧失了部分遗传多样性
C．入侵豚草与原产地豚草的基因库会产生明显差异
D．入侵豚草与原产地豚草已产生生殖隔离并形成新物种
【答案】B
【解析】 原产地豚草的遗传变异只能产生进化的原材料，自然选择决定生物进化方向，A项错误；入侵豚草在进化过程中由于环境的选择作用而丧失了部分的遗传多样性，B项正确；根据题意可知，豚草入侵我国即迅速生长繁殖，说明我国环境比较适宜豚草生长，因此入侵豚草与原产地豚草的基因库差异不大，C项错误；入侵豚草与原产地豚草并没有产生生殖隔离，D项错误。
变式训练2：普通草蛉和下通草蛉属于两种草蛉，在北美生活在同一地域。普通草蛉在春夏是浅绿色，秋天变成棕色，前半年生活在多草地区，秋天迁移到落叶树林中，在夏天和冬天繁殖。下通草蛉则全年都是深绿色，居住在常绿林中，在春天繁殖。下列分析合理的是( )
A．两种草蛉之间既有地理隔离又有生殖隔离
B．两种草蛉的体色形成与它们的栖息环境无关
C．两种草蛉在生态系统中所处的营养级别是不同的
D．两种草蛉的生殖隔离与栖息地偏好、繁殖时间的差异有关
【答案】D
【解析】 两种草蛉生活在同一地域，它们之间不存在地理隔离，A项错误；两种草蛉的体色均为保护色，其形成与它们的栖息环境有关，B项错误；两种草蛉食性相同，在生态系统中所处的营养级别相同，C项错误；两种草蛉的繁殖季节不同，栖息地也不完全相同，故其生殖隔离与栖息地偏好、繁殖时间的差异有关，D项正确。
三、 生物进化与物种形成
例3：如图表示某类植物的进化过程：物种A先是分化为A1、A2、A3，后又分别进化成为B、C、D三个物种。下列叙述正确的是( )
A．A1、A2、A3应当生活在相同的地理空间
B．B与C存在生殖隔离，但有可能相互杂交产生后代
C．A2中一部分个体计入A3群体，两者间不能进行基因交流
D．A1、A2、A3的生存环境相似，则发生的基因突变也相似
【答案】 B
【解析】 A1、A2、A3是由同一物种A进化而来，但它们又分别进化为B、C、D三个物种，故它们应生活在不同的地理空间，A项错误；B与C存在生殖隔离，但有可能相互杂交产生后代，只是后代不育，B项正确；A2中一部分个体计入A3群体，两者间能进行基因交流，C项错误；A1、A2、A3的生存环境相似，基因突变具有不定向性，故发生的基因突变不一定相似，D项错误。
变式训练3：如图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群a1和a2，经过漫长的进化，分别形成新物种b和c。在此进程中的某一时刻，a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布，向d方向进化。下列有关叙述正确的是( )
A．b和d存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离
B．c和d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离
C．a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，则b和d是同一物种
D．a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，则c和d是不同物种
【答案】 B
【解析】 图示是物种形成的常见模式，经过长期的地理隔离而达到生殖隔离。a通过地理隔离形成两个种群a1和a2，又分别演化出b、c、d三个种群，b、d虽然有地理隔离，但是不一定形成了生殖隔离，故A项错误；由于d是由a1演变而来，c是由a2演变而来，c与d之间可能存在生殖隔离，故B项正确；即使a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，但由于b和d两个种群之间有地理隔离，有可能形成了生殖隔离，故二者可能属于不同的物种，故C项错误；同理，即使a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，只要c和d之间不存在生殖隔离，它们仍是同一物种，故D项错误。
1.下列叙述与现代生物进化理论相符的是( )
A.种群基因频率的变化趋势,决定了群落演替的方向
B.细菌在接触青霉素后才产生抗药性突变个体,青霉素的选择作用使其生存
C.长期的地理隔离一定可以产生生殖隔离,从而形成新物种
D.蜂鸟细长的喙与倒挂金钟的筒状花萼是长期共同进化形成的相互适应特征
【答案】 D
【解析】种群基因频率的变化趋势,决定了生物进化的方向,不决定群落演替的方向;细菌在接触青霉素前就产生抗药性的突变个体,只是青霉素对其起了选择作用;长期的地理隔离不一定产生生殖隔离。
2.随着抗生素的使用,细菌耐药性不断增强。研究人员合成的新型万古霉素,能以新方式阻止细菌细胞壁的构建,还能导致细胞膜渗漏,让致病细菌死亡。该药物进行耐药性细菌测试时,50轮后也没有耐药性个体产生,这表明新型万古霉素可能比目前的抗生素更耐用。下列叙述正确的是( )
A.新型万古霉素不会诱导细菌发生基因突变
B.新型万古霉素可能抑制细菌高尔基体的活动
C.新型万古霉素使用后细菌将不再发生进化
D.若出现抗新型万古霉素的个体,说明产生了新物种
【答案】A
【解析】细菌无高尔基体;新型万古霉素的选择会使细菌发生进化;只有产生了生殖隔离,才会形成新物种。
3.下列有关生物进化和生物多样性形成的相关叙述,正确的是( )
A.共同进化是通过生物之间的生存斗争实现的
B.基因突变不会导致生物多样性的增加
C.现代生物进化理论的核心是自然选择学说
D.种群是生物进化的基本单位,也是自然选择的对象
【答案】C
【解析】共同进化是通过生物与生物之间、生物与环境之间相互选择实现的。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,基因发生突变会导致生物多样性的增加;自然选择的对象是个体即个体的表现型。
4.下列有关生物进化的叙述正确的是( )
A.母虎和雄狮交配产下了“狮虎兽”,说明并不是所有物种间都存在生殖隔离现象
B.在自然选择过程中,黑色与灰色桦尺蠖的比例发生了改变,表现为共同进化
C.基因型为Dd的高茎豌豆逐代自交的过程中,纯种高茎的基因型频率在增加,表明豌豆正在进化
D.被巨大河流分隔成的两个Abert松鼠种群,基因频率的改变互不影响,而种群内的基因频率改变在世代间具有连续性
【答案】D
【解析】 “狮虎兽”高度不育,说明了物种间存在生殖隔离现象;黑色与灰色桦尺蠖是同一物种的不同个体,比例的改变不属于共同进化;基因型为Dd的高茎豌豆逐代自交的过程中,纯种高茎的基因型频率在增加,但种群的基因频率不变,表明豌豆没有进化。
5. 如图表示从Q点环境条件发生变化后，某种群中A 和a基因频率的变化情况，下列说法错误的是( )
A．Q点后基因A控制的性状更加适应环境
B．P点时两曲线相交，此时A和a 的基因频率均为50%
C．环境条件发生变化使得该种群产生了适应性变异
D．在自然选择的作用下，种群的基因频率发生了定向改变
【答案】C
【解析】分析题图可知，Q点以后A的基因频率升高，a的基因频率降低，说明A控制的性状更加适应环境，A项正确；P点两曲线相交，说明A与a的基因频率相等，此时A和a的基因频率均为50%，B项正确；生物产生适应性的变异不是由环境变化引起的，变异是不定向的，环境变化对不定向的变异起选择作用，C项错误；在自然选择的作用下，由于自然选择是定向的，所以种群的基因频率会发生定向改变，D项正确。
6.关于物种形成和生物进化的叙述,正确的是( )
A.生物变异决定了生物进化的方向
B.地理隔离是物种形成的必要条件
C.物种的形成必须经过长期自然选择
D.共同进化可发生在生物和无机环境之间
【答案】D
【解析】生物变异是不定向的,生物进化的方向是由自然选择决定的;生殖隔离是新物种形成的必要条件;物种的形成一般需要经过长期自然选择;共同进化发生于生物与生物之间或者生物与无机环境之间。
7.设某种群中只存在基因型为Aa的个体,由于外界因素的改变,该种群被分割成两个种群甲和乙,如图表示分割后的两个种群A基因频率的变化。下列叙述正确的是( )
A.T时刻甲、乙种群中杂合子的基因型频率可能相同
B.T时刻将甲、乙种群混合后,A的基因频率为0.5
C.甲、乙种群从T时刻开始出现生殖隔离
D.环境直接通过对基因型的选择影响基因频率
【答案】A
【解析】T时刻甲种群中A的频率为0.8,a的频率为0.2,乙种群中A的频率为0.2,a的频率为0.8,甲、乙种群中杂合子的基因型频率都是0.8×0.2×2=0.32;由于甲和乙这两个种群的大小不知,因此T时刻将甲、乙种群混合后,A的基因频率无法计算;T时刻无法确定甲、
乙种群是否出现生殖隔离;环境直接通过对表现型的选择影响基因频率。
8.在17世纪,鸣禽A和鸣禽B的喙大小相仿,均捕食树枝头上的昆虫,在21世纪,鸣禽A依然捕食树枝头上的昆虫,而鸣禽B的喙发生显著变化,捕食树干上的昆虫,下列叙述正确的是( )
A.鸣禽B通过自然选择导致遗传物质发生相应的改变
B.进化过程中,鸣禽A和鸣禽B的种间关系未发生改变
C.21世纪两种鸣禽呈现垂直分布,有利于资源的利用
D.进化过程中控制喙的基因频率只在鸣禽B中发生改变
【答案】C
【解析】自然选择决定生物进化的方向,但不会导致遗传物质发生相应的改变;17世纪两种鸣禽竞争食物和空间,到21世纪基本不发生竞争;群落中生物的垂直分布有利于资源的利用;进化过程中,两种鸣禽控制喙的基因频率都会发生改变。
9.玉米的白化基因a纯合时出现白化苗,白化苗在幼苗期死亡。在一个非常大的、处于成熟期的玉米种群中,AA占1/3,随机交配两代,发现两代中AA所占比例均小于理论值。下列分析错误的是( )
A.亲代中,a的基因频率为1/3
B.理论上,子一代成熟植株中,AA和Aa基因型频率相等
C.理论上,a的基因频率逐代下降,AA所占比例不变
D.AA所占比例均小于理论值的原因可能是Aa具有杂种优势
【答案】C
【解析】由题意可知在亲代成熟的种群中AA占1/3,Aa占2/3,此时a的基因频率为1/3。因为是随机交配,理论上子一代成熟植株中,AA和Aa都占1/2,它们的基因型频率相等。理论上a基因频率逐代下降,AA所占比例升高。Aa具有杂种优势,则Aa个体数量会多于AA的个体可导致AA的个体所占的比例小于理论值。
10.下列与生物变异和进化的叙述,正确的是( )
A.同源染色体上非姐妹染色单体交叉互换会导致染色单体上的基因重组
B.染色体变异只发生在减数分裂过程中
C.突变为生物进化提供原材料,是生物变异的根本来源
D.隔离是形成新物种的必要条件,也是生物进化的必要条件
【答案】A
【解析】染色体变异也可发生在有丝分裂过程中;基因突变是生物变异的根本来源;隔离不是生物进化的必要条件,基因频率的改变一定会引起生物的进化。
11.某小岛上蜥蜴原种的脚趾原为分趾型,以后脚趾逐渐出现两种性状,W代表蜥蜴脚趾的分趾基因;w代表联趾(趾间有蹼)基因。如图表示这两种性状与基因型比例变化的过程。对此图解释正确的是( )
A.小岛环境诱导蜥蜴基因发生定向突变
B.上图两种性状比例变化表明两个物种的兴盛与衰退
C.小岛上蜥蜴的基因库就是全部W和w基因之和
D.①至④中基因w频率定向增大体现了进化的方向
【答案】D
【解析】小岛环境对蜥蜴基因突变后的性状进行选择,基因突变是不定向的;图示两种性状属于同一个物种的性状;小岛上蜥蜴的基因库指的是其含有的所有的基因之和,并非全部W和w基因之和;①至④中基因w频率定向增大,是自然选择的结果,体现了生物进化的方向。
12.红绿色盲是一种常见的伴X染色体隐性遗传病。假设在一个数量较大的群体中,男女比例相等,XB的基因频率为80%,Xb的基因频率为20%,下列说法正确的是( )
A.该群体男性中的Xb的基因频率高于20%
B.一对表现正常的夫妇,不可能生出患色盲的孩子
C.在这一人群中,XbXb、XbY的基因型频率依次为2%、10%
D.如果不采取遗传咨询、基因诊断等措施,该群体中色盲的发病率会越来越高
【答案】C
【解析】基因频率在男性和女性中相等,因此该群体男性中的Xb的基因频率等于20%;一对表现正常的夫妇,女性可能是携带者,可能生出患色盲的孩子;按照遗传平衡定律计算,XbXb的基因型频率为20%×
20%=4%,但男女比例为1∶1,则XbXb在这一人群中的频率为4%×1/2=2%。由于男性只有一条X性染色体,则X的基因频率就是基因型频率,则XbY在这一人群中的频率为20%×1/2=10%;采取遗传咨询、基因诊断等措施可以降低色盲的发病率,但是如果不采取遗传咨询、基因诊断等措施,该群体中色盲的发病率不会越来越高。
13.20世纪时,人们在对某地区一湖泊中蚊子进行了如下有关研究。
(1)在对蚊子某一种群进行的调查中,发现基因型为DD和dd的个体所占的比例分别为10%和70%(各种基因型个体生存能力相同),第二年对同一种群进行的调查中,发现基因型为DD和dd的个体所占的比例分别为4%和64%,在这一年中,该种群是否发生了进化? ,理由是 。?
(2)人们用DDT(双对氨苯基三氯乙烷,一种高效杀虫剂,在生物体内不易分解)来防治蚊子在某湖泊中大量繁殖(蚊子的幼虫生活在水中)。人们在1949年至1954年间反复使用DDT,在如图的b点至c点之间,蚊子幼虫的数量出现了增加。从遗传与进化的角度分析,可能的原因是?
。?
【答案】(1)否 基因频率没有发生改变
(2)DDT的使用将蚊子种群中抗DDT的基因选择下来,逐代积累,使得种群中抗性基因频率增高
【解析】(1)根据第一年的DD和dd的个体所占的比例分别为10%和70%及Dd占20%计算出D基因频率为20%;根据第二年的DD和dd的个体所占的比例分别为4%和64%及Dd占32%计算出D基因频率为20%,基因频率没有变化,表明该种群没有进化。
(2)DDT的使用,抗药性蚊子有更多的机会产生后代,逐代积累,种群中抗药性基因频率会不断提高。
14.研究化石时发现,某地区在距今10 000年前生活着长尾山鸡和中长尾山鸡。距今5 000年前,该区域出现了一条宽阔的大河,将该地区分割为甲、乙两区域。距今约30年前,统计发现甲区域山鸡仍为长尾和中长尾山鸡,乙区域全部为短尾山鸡。研究发现,甲区域的长尾和中长尾山鸡能正常交配、产生可育后代;甲区域的长尾和中长尾山鸡与乙区域的短尾山鸡均能交配,但受精卵不能发育。回答下列问题:
(1)甲区域的山鸡个体间尾部形态的差异,体现的是 多样性。?
(2)乙区域出现的短尾山鸡 (填“是”或“不是”)一个新物种。用现代生物进化理论解释乙区域出现短尾山鸡的原因: ?
?
?
。?
(3)近些年,甲区域的环境发生剧烈变化,研究人员对该区域山鸡的数量与山鸡的翅色基因(A/a)和翅形基因(B/b)频率的研究数据如下表:
中长尾山鸡
长尾山鸡
数量
/只
A
B
数量
/只
A
B
1980年
8 000
31%
66%
5 900
38%
59%
1988年
7 900
29%
57%
6 050
41%
60%
1997年
5 900
30%
48%
6 000
40%
57%
2006年
4 200
31%
32%
5 950
39%
61%
分析表中数据可知,近些年发生明显进化的山鸡是 。1997年时,长尾山鸡中基因型为AA的个体数量为 只。?
【答案】(1)基因
(2)是 突变和基因重组使甲、乙两个地区的山鸡产生不同的变异;大河阻碍甲、乙区域山鸡间的基因交流;自然选择使山鸡的基因频率发生定向改变;基因库逐渐产生明显差异,最终导致生殖隔离
(3)中长尾鸡 960
【解析】 (1)甲区域内山鸡是同一种群,所以个体间尾部形态的差异,体现的是基因多样性。
(2)乙区域内出现的短尾山鸡是一个新物种,因为甲区域的两种山鸡与乙区域的短尾山鸡虽均能杂交,但受精卵不能发育,说明短尾山鸡与其他山鸡间存在了生殖隔离。乙区域短尾山鸡出现的原因是突变导致种群的基因频率发生改变,大河阻碍甲、乙区域山鸡间的基因交流,自然选择使山鸡的基因频率发生定向改变,从而使基因库逐渐产生明显差异,最终导致生殖隔离。
(3)生物进化的实质是种群基因频率的改变,分析表格中长尾山鸡的B基因频率变化很大,所以明显进化的山鸡是中长尾山鸡。在1997年时,长尾山鸡A基因频率为40%,所以基因型为AA的占40%×40%=16%,那么长尾山鸡中基因型为AA的个体数量为6 000×16%=960(只)。
15.假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等,且对于A和a这对等位基因来说只有Aa一种基因型。回答下列问题:
(1)若不考虑基因突变和染色体变异,则该果蝇种群中A基因频率∶a基因频率为 。理论上,该果蝇种群随机交配产生的第一代中AA、Aa和aa的数量比为 ,A基因频率为 。?
(2)若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型,且比例为2∶1,则对该结果最合理的解释是
。根据这一解释,第一代再随机交配,第二代中Aa和aa基因型个体数量的比例应为 。?
【答案】(1)1∶1 1∶2∶1 0.5
(2)A基因纯合致死 1∶1
【解析】 (1)在不考虑基因突变和染色体变异的情况下,对于只有一种基因型Aa且雌雄个体数目相等的果蝇群体而言,A基因频率∶a基因频率=1∶1。从理论上分析,Aa随机交配相当于Aa自交,故产生的第一代中AA、Aa、aa的数量比应为1∶2∶1,A基因频率为0.5。
(2)依据上述分析,若产生的第一代中不是1AA∶2Aa∶1aa,而是2Aa∶1aa,则可推知,该群体存在显性纯合子(AA)致死现象。由第一代的基因型及比例可计算A、a所占比例为A=1/3,a=2/3,故第二代中Aa和aa基因型个体数量的比例为(2×1/3×2/3)∶(2/3×2/3)=1∶1。
