2019-2020學(xué)年高中生物 第五章 生物的進(jìn)化 第一節(jié) 生物進(jìn)化理論 第1課時(shí) 早期的生物進(jìn)化理論、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論(一)知能演練輕巧奪冠 蘇教版必修2
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1、第1課時(shí) 早期的生物進(jìn)化理論、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論(一) [隨堂檢測] 知識(shí)點(diǎn)一 拉馬克進(jìn)化學(xué)說與達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說 1.下列說法符合拉馬克進(jìn)化觀點(diǎn)的是( ) ①食蟻獸的舌頭變得細(xì)長,是由于食蟻獸長期舔食螞蟻的結(jié)果 ②比目魚的雙眼并列于向光一面,是由于長期臥伏于海底的緣故 ③長頸鹿經(jīng)常努力伸長頸和前肢去吃樹上的葉子,因此頸和前肢都變得很長 ④鼴鼠由于長期生活于地下,眼睛萎縮、退化 ⑤病菌抗藥性的不斷增強(qiáng)是由于抗生素對病菌的抗藥性變異定向選擇并逐漸積累的結(jié)果 A.①②③ B.④ C.①②③④ D.①②③④⑤ 解析:選C。拉馬克關(guān)于生物進(jìn)化原因的兩個(gè)要點(diǎn)是用進(jìn)廢
2、退和獲得性遺傳,即動(dòng)物的器官越用越發(fā)達(dá),相反器官廢而不用,就會(huì)造成形態(tài)上的退化,并且拉馬克認(rèn)為這些因用進(jìn)廢退而獲得的性狀可以遺傳給后代。①②③均為“用進(jìn)”的實(shí)例,④為“廢退”的實(shí)例。拉馬克的進(jìn)化理論和達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說的主要區(qū)別是:用進(jìn)廢退學(xué)說認(rèn)為“選擇在前,變異在后”,自然選擇學(xué)說則認(rèn)為“變異在前,選擇在后”。⑤符合達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的觀點(diǎn)。 2.在下列幾種簡式中,能較確切地說明達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說的是( ) A.過度繁殖→遺傳變異→生存斗爭→適者生存 B.環(huán)境變化→定向變異→去劣留優(yōu) C.生存斗爭→用進(jìn)廢退→適者生存 D.環(huán)境變化→用進(jìn)廢退→獲得性遺傳→適者生存 解析:選A。依據(jù)
3、達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的內(nèi)容,過度繁殖是自然選擇的前提,生存斗爭是自然選擇的動(dòng)力,遺傳和變異是自然選擇的內(nèi)因和基礎(chǔ),適者生存是自然選擇的結(jié)果,所以,能較確切地說明達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說的簡式是:過度繁殖→遺傳變異→生存斗爭→適者生存,A項(xiàng)正確,B、C、D三項(xiàng)均錯(cuò)誤。 3.白紋伊蚊是傳染登革熱病毒的媒介之一。有一地區(qū)在密集噴灑殺蟲劑后。此蚊種群數(shù)量減少了99%。但是一年后,該種群又恢復(fù)到原來的數(shù)量,此時(shí)再度噴灑相同量的殺蟲劑后,僅殺死了40%的白紋伊蚊。其可能的原因是( ) A.殺蟲劑造成白紋伊蚊基因突變,產(chǎn)生抗藥性基因 B.白紋伊蚊身體累積的殺蟲劑增加了自身的抗藥性 C.原來的白紋伊蚊種群中少數(shù)
4、個(gè)體有抗藥性基因 D.第一年的白紋伊蚊種群沒有基因的變異 解析:選C。白紋伊蚊抗藥性的產(chǎn)生不是殺蟲劑造成的,殺蟲劑只是對其抗藥性進(jìn)行了選擇,一年后再度噴灑相同量的殺蟲劑,殺蟲劑僅殺死少量白紋伊蚊的原因是原來的白紋伊蚊中有抗藥性個(gè)體,殺蟲劑殺死的是沒有抗藥性的白紋伊蚊,剩下的為有抗藥性的,所以再用同樣的殺蟲劑效果就不好了。 知識(shí)點(diǎn)二 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論 4.據(jù)某生物研究性學(xué)習(xí)小組調(diào)查,某校學(xué)生中基因型比例為XBXB∶XBXb∶XbXb∶XBY∶XbY=44∶5∶1∶43∶7,則Xb的基因頻率為( ) A.13.2% B.5% C.14% D.9.3% 解析:選D?;蝾l率是指
5、一個(gè)種群基因庫中某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比率。Xb的基因頻率=Xb/(XB+Xb)×100%(因?yàn)锽、b只位于X染色體上,Y染色體上沒有)。女性體內(nèi)有兩條X染色體,因此有兩個(gè)此類基因(包括B和b),男性體內(nèi)只有1條X染色體,因此只有1個(gè)此類基因(B或b)。被調(diào)查的種群中,Xb:5%+1%×2+7%=14%;XB+Xb:44%×2+5%+43%+5%+1%×2+7%=150%。所以,Xb的基因頻率=Xb/(XB+Xb)×100%=14%/150%×100%≈9.3%。 5.某植物種群中,AA個(gè)體占16%,aa個(gè)體占36%,該種群隨機(jī)交配產(chǎn)生的后代中AA個(gè)體百分比、A基因頻率和自交產(chǎn)生的后代中
6、AA個(gè)體百分比、A基因頻率的變化依次為( ) A.增大,不變;不變,不變 B.不變,增大;增大,不變 C.不變,不變;增大,不變 D.不變,不變;不變,增大 解析:選C。由題意知,種群中A的基因頻率為40%,a的基因頻率為60%,隨機(jī)交配產(chǎn)生的后代中AA個(gè)體的百分比:40%×40%=16%,aa個(gè)體的百分比:60%×60%=36%,Aa個(gè)體的百分比:48%,A的基因頻率:16%+48%/2=40%。自交產(chǎn)生的后代中AA個(gè)體的百分比:16%+48%×1/4=28%,aa個(gè)體的百分比:36%+48%×1/4=48%,Aa個(gè)體的百分比:1-28%-48%=24%,A基因頻率:28%+1/
7、2×24%=40%。 6.某動(dòng)物種群中AA、Aa和aa的基因型頻率分別為0.3、0.4和0.3,請回答下列問題: (1)該種群中a基因的頻率為________。 (2)如果該種群滿足五個(gè)基本條件,即種群________、不發(fā)生________、不發(fā)生________、沒有遷入遷出,且種群中個(gè)體間隨機(jī)交配,則理論上該種群的子一代中aa的基因型頻率為________;如果該種群的子一代再隨機(jī)交配,其后代中aa的基因型頻率________(填“會(huì)”或“不會(huì)”)發(fā)生改變。 (3)假定該動(dòng)物種群滿足上述四個(gè)基本條件,但不發(fā)生隨機(jī)交配,只在相同基因型之間進(jìn)行交配,則理論上該種群的子一代中AA、Aa
8、和aa的基因型頻率分別為________、________和________;如果子一代也同樣只發(fā)生相同基因型之間的交配,其后代中AA、Aa和aa的基因型頻率________(填“會(huì)”或“不會(huì)”)發(fā)生改變。 解析:(1)AA=0.3、Aa=0.4、aa=0.3,所以a=0.4×1/2+0.3=0.5。(2)由a=0.5,可以計(jì)算出后代中aa的基因型頻率是(0.5)2=0.25,且該基因型的頻率不會(huì)發(fā)生改變,但是該結(jié)論的前提條件是種群足夠大、不發(fā)生基因突變、不發(fā)生選擇、沒有遷入遷出,且種群中個(gè)體間隨機(jī)交配;(3)AA=0.3,Aa=0.4,aa=0.3, 題目中敘述的情況相當(dāng)于植物的自交,結(jié)
9、果如下:0.3AA×AA得到0.3AA, 0.4Aa×Aa得到0.1AA、0.2Aa、0.1aa,0.3aa×aa得到0.3aa,所以相同基因型之間進(jìn)行交配,后代中AA=0.3+0.1=0.4、Aa=0.2、 aa=0.3+0.1=0.4,同理可以計(jì)算該代相同基因型個(gè)體之間的交配后代中AA=0.45、Aa=0.1、aa=0.45,所以基因型頻率會(huì)發(fā)生改變。 答案:(1)0.5 (2)足夠大 基因突變(或突變) 選擇 0.25 不會(huì) (3)0.4 0.2 0.4 會(huì) [課時(shí)作業(yè)] 一、選擇題 1.下列關(guān)于達(dá)爾文學(xué)說和拉馬克學(xué)說的區(qū)別正確的說法是( ) A.達(dá)爾文學(xué)說認(rèn)為環(huán)境的作用可以
10、引起不定向的變異 B.拉馬克學(xué)說認(rèn)為不定向的變異是由動(dòng)物的意愿決定的 C.達(dá)爾文學(xué)說認(rèn)為變異后就能適應(yīng)環(huán)境 D.拉馬克學(xué)說認(rèn)為生物通過變異適應(yīng)環(huán)境 解析:選D。達(dá)爾文學(xué)說認(rèn)為環(huán)境起選擇作用,變異是不定向的,只有有利變異的個(gè)體才能適應(yīng)環(huán)境,并得到保留。拉馬克認(rèn)為生物的變異是定向的,生物體為了適應(yīng)環(huán)境而產(chǎn)生相應(yīng)的變異。前者的觀點(diǎn)是正確的,后者的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。 2.下列符合現(xiàn)代生物進(jìn)化理論敘述的是( ) A.物種是神創(chuàng)的 B.物種是不變的 C.種群是生物進(jìn)化的基本單位 D.用進(jìn)廢退是生物進(jìn)化的原因 解析:選C。現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容有種群是生物進(jìn)化的基本單位、可遺傳的變異是
11、生物進(jìn)化的原材料、自然選擇決定生物進(jìn)化的方向、隔離是物種形成的必要條件,C項(xiàng)正確;物種是神創(chuàng)的和物種是不變的是荒謬的觀點(diǎn),用進(jìn)廢退是拉馬克的學(xué)說內(nèi)容,A、B、D三項(xiàng)均錯(cuò)。 3.如圖,理論值與實(shí)際生存?zhèn)€體數(shù)差別很大,可用來解釋的是達(dá)爾文進(jìn)化理論中的( ) A.過度繁殖 B.生存斗爭 C.遺傳變異 D.適者生存 解析:選B。圖中理論值和實(shí)際值的差異是由生存斗爭導(dǎo)致的,兩線之間的數(shù)量差值代表在生存斗爭中被淘汰的個(gè)體。 4.炭疽桿菌生命力之頑強(qiáng),堪稱細(xì)菌之最。根據(jù)達(dá)爾文生物進(jìn)化理論,炭疽桿菌頑強(qiáng)生命力的形成,是由于( ) A.進(jìn)化過程中環(huán)境對炭疽桿菌的定向選擇 B
12、.不良環(huán)境引起炭疽桿菌發(fā)生的不定向變異 C.進(jìn)化過程中炭疽桿菌產(chǎn)生的定向變異 D.進(jìn)化過程中炭疽桿菌通過DNA復(fù)制,逐代積累 解析:選A。在進(jìn)化歷程中,生物先變異,后被自然選擇;先發(fā)生了炭疽桿菌的不定向變異,在環(huán)境的定向選擇下,適者生存,不適者被淘汰。 5.下列有關(guān)種群進(jìn)化的說法,錯(cuò)誤的是( ) A.適應(yīng)環(huán)境個(gè)體較多的種群進(jìn)化較快 B.小種群進(jìn)化速度比大種群快 C.種群內(nèi)個(gè)體間差異越大,進(jìn)化越快 D.個(gè)體的死亡對小種群基因頻率變化影響大 解析:選A。適應(yīng)環(huán)境個(gè)體較多的種群基因頻率變化小,進(jìn)化較慢,A錯(cuò)誤;小種群基因頻率變化較大,故進(jìn)化速度比大種群快,B正確;種群內(nèi)個(gè)體間差異
13、越大,說明基因差異大,進(jìn)化越快,C正確;個(gè)體的死亡對小種群基因頻率變化影響大,D正確。 6.現(xiàn)有兩個(gè)非常大的某昆蟲種群,個(gè)體間隨機(jī)交配,沒有遷入和遷出,無突變,自然選擇對A和a基因控制的性狀沒有作用。種群1的A基因頻率為85%,a的基因頻率為15%;種群2的A基因頻率為75%,a基因頻率為25%。假設(shè)這兩個(gè)種群大小相等,地理隔離不再存在,兩個(gè)種群完全合并為一個(gè)可隨機(jī)交配的種群,則下一代中Aa的基因型頻率是( ) A.64% B.50% C.32% D.16% 解析:選C。設(shè)種群1與種群2各含100只昆蟲,則合并后的A基因頻率為(85+75)/200=80%,a基因的頻率為(15+
14、25)/200=20%,故在理想條件下,合并后的新種群進(jìn)行隨機(jī)交配后產(chǎn)生的子代中,Aa的基因型頻率為2×80%×20%=32%,C項(xiàng)正確。 7.據(jù)調(diào)查,某地區(qū)關(guān)于某性狀基因型的比例為XBXB(42.32%)、XBXb(7.36%)、XbXb(0.32%)、XBY(46%)、XbY(4%),則該地區(qū)XB和Xb的基因頻率分別是( ) A.60%、8% B.80%、92% C.78%、92% D.92%、8% 解析:選D。假設(shè)有100個(gè)個(gè)體,XBXb有7.36個(gè)、XbXb有0.32個(gè)、XbY有4個(gè),基因Xb有7.36+2×0.32+4=12個(gè),占全部等位基因XB和Xb總數(shù)150個(gè)的比例
15、為12/150=8%,D項(xiàng)正確。 8.下圖表示最早生活在這個(gè)區(qū)域的群體,由于屏障的阻礙,已經(jīng)分離為兩個(gè)獨(dú)立的群體,如果群體A生活的環(huán)境經(jīng)歷劇烈變化,而群體B的環(huán)境比較穩(wěn)定,則群體A進(jìn)化的速度將可能( ) A.比群體B的生物進(jìn)化速度快 B.比群體B的生物進(jìn)化速度慢 C.與群體B的生物進(jìn)化速度一樣 D.二者之間不能比較 解析:選A。環(huán)境改變對生物的選擇比較明顯,可加速生物的進(jìn)化。 9.科學(xué)家對某一種蟹的體色深淺進(jìn)行了研究,結(jié)果如圖所示。不同體色的蟹的數(shù)量不同,為什么會(huì)形成這樣的差別呢?下列解釋中最合理的是( ) A.中間體色與環(huán)境顏色相適應(yīng),不易被天敵捕食 B.深體色和淺
16、體色的個(gè)體繁殖能力弱 C.深體色和淺體色的個(gè)體食物來源太少 D.中間體色是新形成的一種適應(yīng)性更強(qiáng)的性狀 解析:選A。按照達(dá)爾文自然選擇學(xué)說,自然選擇是定向的,只有適應(yīng)環(huán)境的變異類型方可被保留,并繁殖后代,否則將被淘汰。 10.褐鼠的不同基因型對滅鼠強(qiáng)藥物的抗性及對維生素E的依賴性(即需要從外界環(huán)境中獲取維生素E才能維持正常生命活動(dòng))的表現(xiàn)型如表。若對維生素E含量不足環(huán)境中的褐鼠種群長期連續(xù)使用滅鼠強(qiáng)進(jìn)行處理,則該褐鼠種群中( ) 基因型 TT Tt tt 對維生素E依賴性 高度 中度 無 對滅鼠強(qiáng)的抗性 抗性 抗性 敏感 A.基因t的頻率最終下降至0 B.
17、抗性個(gè)體TT∶Tt=1∶1 C.Tt基因型頻率會(huì)接近100% D.基因庫會(huì)發(fā)生顯著變化 解析:選C。若對維生素E含量不足環(huán)境中的褐鼠種群長期連續(xù)使用滅鼠強(qiáng)進(jìn)行處理,TT基因型的個(gè)體對維生素E具有高度依賴性,不能存活,基因型為tt的個(gè)體對滅鼠強(qiáng)的抗性敏感,也不能活,只有Tt能存活,所以Tt基因型頻率會(huì)接近100%,T和t基因頻率始終相等,即T=t=1/2,基因庫不會(huì)發(fā)生顯著變化,C正確。 11.某植物種群中AA、Aa、aa的基因型頻率如圖甲所示,種群中每種基因型的繁殖成功率如圖乙所示。種群隨機(jī)交配產(chǎn)生的后代中aa個(gè)體百分比、A基因頻率的變化最可能是( ) A.增加、減少 B.減
18、少、減少 C.減少、增加 D.增加、增加 解析:選C。由題圖可知,基因型為AA的個(gè)體繁殖成功率最高,基因型為aa的個(gè)體繁殖成功率最低,種群隨機(jī)交配產(chǎn)生的后代中AA的基因型頻率升高,aa的基因型頻率降低,因此A的基因頻率升高,a的基因頻率降低。 12.囊性纖維變性是一種常染色體遺傳病。在歐洲人群中,每2 500個(gè)人中就有一個(gè)患此病。如一對健康的夫婦有一患有此病的孩子,此后,該婦女又與另一健康的男子再婚。再婚的雙親生一孩子患該病的概率是( ) A.1/25 B.1/50 C.1/102 D.1/625 解析:選C。由題意知,2 500個(gè)人中有一個(gè)患者,且一對健康的夫婦生了一個(gè)患
19、病的孩子,則該病應(yīng)為常染色體隱性遺傳病,若用A和a表示該對性狀的基因,則a的基因頻率為1/50,A的基因頻率為49/50,群體中Aa個(gè)體的頻率為2×(49/50)×(1/50)=98/2 500,正常個(gè)體中雜合子的頻率為(98/2 500)/(1-1/2 500)=98/2 499。由于這對健康夫婦生有一患病孩子,說明該婦女的基因型為Aa,這名婦女與正常男性再婚后,生一患病孩子的概率為(98/2 499)×(1/4)=1/102。 二、非選擇題 13.用最有效的抗生素對細(xì)菌進(jìn)行處理,并測定細(xì)菌數(shù)量變化,結(jié)果如下圖所示: (1)向培養(yǎng)基中加抗生素的時(shí)刻為________點(diǎn)。 (2)細(xì)
20、菌種群的進(jìn)化是定向的,而變異是________,細(xì)菌的抗藥性產(chǎn)生于環(huán)境變化之________(填“前”“中”或“后”),抗生素對細(xì)菌變異的作用不是“誘導(dǎo)”而是________。 (3)盡管有抗藥性基因存在,但使用抗生素仍然能治療由細(xì)菌引起的感染,原因在于細(xì)菌種群中_______________________________________________________________________。 解析:(1)抗生素會(huì)使細(xì)菌中不具有抗藥性的個(gè)體大量死亡而導(dǎo)致數(shù)量下降,所以b點(diǎn)是使用抗生素的起點(diǎn)。 (2)變異是不定向的,而在自然選擇下進(jìn)化是定向的,細(xì)菌的抗藥性在環(huán)境變化之前就已經(jīng)產(chǎn)
21、生了,自然選擇是性狀的選擇者,而不是誘導(dǎo)者。 (3)在細(xì)菌種群中,含有抗藥性基因的個(gè)體只占少數(shù)。 答案:(1)b (2)不定向的 前 選擇 (3)含抗藥性基因的個(gè)體較少 14.鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由常染色體上的隱性致病基因引起的,患者在幼年時(shí)期夭折。現(xiàn)在甲、乙兩地區(qū)進(jìn)行調(diào)查,其中甲地區(qū)流行鐮刀型細(xì)胞貧血癥,乙地區(qū)流行瘧疾(鐮刀型細(xì)胞貧血癥基因的攜帶者對瘧疾的感染率比正常人低得多)。兩地區(qū)人群中各種基因型的比例如下圖所示: 完成下列問題: (1)在甲地區(qū)人群中A的基因頻率是________,a的基因頻率是________;乙地區(qū)人群中A的基因頻率是________,a的基因頻率是__
22、______。 (2)若干年后再進(jìn)行調(diào)查,甲地區(qū)人群中A的基因頻率將________,乙地區(qū)人群中AA的基因型頻率將________。 (3)如果在乙地區(qū)消滅瘧疾,若干年后再進(jìn)行調(diào)查,將會(huì)發(fā)現(xiàn)AA的基因型頻率________。 解析:(1)甲地區(qū)中A的基因頻率為95%+1/2×3%=96.5%,a的基因頻率為1-96.5%=3.5%。乙地區(qū)中A基因的頻率為3%+1/2×95%=50.5%,a的基因頻率為1-50.5%=49.5%。(2)甲地由于aa個(gè)體會(huì)因患鐮刀型細(xì)胞貧血癥而幼年夭折,導(dǎo)致a基因頻率將下降,A的基因頻率將上升;乙地流行瘧疾,純合子AA個(gè)體被淘汰,因此,AA基因型頻率將下降
23、。(3)如果乙地消滅瘧疾,若干年后,AA基因型的頻率將增大。 答案:(1)96.5% 3.5% 50.5% 49.5% (2)上升 下降 (3)上升 15.棉鈴蟲的Bt毒蛋白抗性由一對常染色體上的隱性基因控制。為研究抗蟲棉種植區(qū)中棉鈴蟲Bt毒蛋白抗性基因頻率的變化,科研人員連續(xù)三年將實(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng)的純合抗性雌蟲與在田間隨機(jī)捕捉到的雄蟲單對雜交,隨后單獨(dú)孵化雌蟲所產(chǎn)的全部卵,得到單雌系。孵化過程中用Bt毒蛋白基因高表達(dá)的棉葉飼喂單雌系幼蟲5天,檢測幼蟲體質(zhì)量,結(jié)果如圖所示。 (1)科研人員將飼喂5天后存活的幼蟲達(dá)到蟲體質(zhì)量≥0.6 mg的單雌系定義為抗性單雌系,由抗性基因遺傳規(guī)律分析,理
24、論上抗性單雌系中的幼蟲是抗性基因的__________(填“純合子”“雜合子”或“純合子及雜合子”)。幼蟲體質(zhì)量為0 mg,表明該單雌系的幼蟲全部死亡,推測其父本__________。 (2)統(tǒng)計(jì)2015年的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,抗性單雌系占所有單雌系的百分比為__________(保留小數(shù)點(diǎn)后1位),該百分比明顯高于2013年,推測田間棉鈴蟲種群的抗性基因________高于2013年。 (3)通常在田間種植轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的同時(shí),間隔種植少量非轉(zhuǎn)基因棉或其他作物,該做法能使棉鈴蟲種群______________________________。 解析:(1)抗性由一對常染色體上的隱性基因控制,因
25、此抗性單雌系中的幼蟲全為純合子,幼蟲體質(zhì)量為0 mg,不含有幼蟲,說明幼蟲全部死亡,后代全沒有抗性,由于親本雌蟲為純合抗性,為隱性性狀,說明父本不攜帶該抗性基因。(2)幼蟲達(dá)到蟲體質(zhì)量≥0.6 mg的單雌系定義為抗性單雌系,2015年抗性單雌系為79個(gè),沒有抗性的總數(shù)為45個(gè),總數(shù)為124個(gè),因此占的比例為79/124=0.637,因此抗性單雌系占所有單雌系的百分比為63.7%。該百分比明顯高于2013年,說明種群的抗性基因頻率高于2013年。(3)間隔種植少量非轉(zhuǎn)基因棉或其他作物,有利于不含有抗性基因的棉鈴蟲生存下來,從而可以跟有抗性基因的棉鈴蟲雜交,使得抗性基因頻率上升速率減緩。 答案:(1)純合子 不攜帶該抗性基因(或“是顯性純合子”) (2)63.7% 頻率 (3)抗性基因頻率上升速率減緩 8
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