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第3講 生物進化 一、現(xiàn)代生物進化理論的由來 1．拉馬克的進化學說 用進廢退和獲得性遺傳是生物不斷進化的原因，生物是由低等到高等逐漸進化的。 2．達爾文的自然選擇學說 二、現(xiàn)代生物進化理論 三、共同進化與生物多樣性的形成 1．共同進化 (1)概念：不同物種之間、生物與無機環(huán)境之間在相互影響中不斷進化和發(fā)展。 (2)原因：生物與生物之間的相互選擇和生物與無機環(huán)境之間的相互影響。 2．生物多樣性 所含內(nèi)容 基因多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性 形成原因 共同進化 進化證據(jù) 主要是化石 [基礎(chǔ)微點全練] 1．判斷正誤 (1)無論是自然選擇還是人工選擇作用，都能使種群基因頻率發(fā)生定向改變(2017江蘇卷，T7C)(√) (2)野生型昆蟲和pen基因突變型昆蟲之間存在生殖隔離(2016江蘇卷，T19C)() (3)生物進化的基本單位是群落() (4)生物進化的方向與基因突變的方向一致() (5)某種抗生素被長期使用藥效下降，是由于病原體產(chǎn)生了對藥物有抗性的變異() (6)生物的種間競爭是一種選擇過程(√) (7)環(huán)境發(fā)生變化時，種群的基因頻率可能改變，也可能不變(√) (8)共同進化都是通過物種之間的生存斗爭實現(xiàn)的() 2．下列關(guān)于生物進化的敘述，錯誤的是(　　) A．生物的種間競爭是一種選擇過程 B．化石是研究生物進化的重要依據(jù) C．外來物種入侵能改變生物進化的速度和方向 D．突變的可遺傳性阻礙生物進化 解析：選D　生物的種間競爭可能會導致劣勢一方被淘汰，這也是環(huán)境對生物進行選擇的過程；化石是研究生物進化歷程的重要依據(jù)；外來物種入侵會嚴重影響與當?shù)赜懈偁庩P(guān)系的物種，使某些種群的基因頻率發(fā)生改變，從而改變生物進化的速度和方向；突變包括基因突變和染色體變異，屬于可遺傳變異，可為生物進化提供原材料。 3．現(xiàn)有兩個非常大的某昆蟲種群，個體間隨機交配，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80%，a基因頻率為20%；種群2的A基因頻率為60%，a基因頻率為40%，假設(shè)這兩個種群大小相等，地理隔離不再存在，兩個種群完全合并為一個可隨機交配的種群，則下一代中Aa的基因型頻率是(　　) A．75%　　　　　　　　 B．50% C．42% D．21% 解析：選C　兩個大小相等的種群合并為一個可隨機交配的種群后，新種群中A的基因頻率為＝70%，a的基因頻率為1－70%＝30%。根據(jù)哈迪溫伯格定律，隨機交配產(chǎn)生的下一代中Aa的基因型頻率為270%30%＝42%。 4．下列有關(guān)種群進化的敘述，錯誤的是(　　) A．適應(yīng)環(huán)境個體較多的種群進化較快 B．小種群進化速度比大種群快 C．種群內(nèi)個體間差異越大，進化越快 D．個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)境個體數(shù)越多，其變異程度越小，基因頻率改變的程度越小，故種群進化較慢。 5．某種群基因庫中有一對等位基因A和a，且A和a的基因頻率都是50%，一段時間后，若a的基因頻率變?yōu)?5%，由此判斷，下列敘述錯誤的是(　　) A．此時該種群中A的基因頻率為5% B．該種群所處的環(huán)境可能發(fā)生了一定的變化 C．種群基因頻率發(fā)生改變，產(chǎn)生了新物種 D．a(chǎn)的基因頻率提高，說明a基因控制的性狀更適應(yīng)環(huán)境 解析：選C　一對等位基因頻率的和為1，A正確；基因頻率改變，說明生物發(fā)生進化，可能環(huán)境發(fā)生變化，B正確；種群基因頻率發(fā)生改變，說明生物進化，但是還沒有出現(xiàn)生殖隔離，沒有形成新物種，C錯誤；通過自然選擇，a的基因頻率提高，說明a基因控制的性狀更適應(yīng)環(huán)境，D正確。 6．下列有關(guān)生物進化的敘述，正確的是(　　) A．二倍體生物經(jīng)秋水仙素處理形成的四倍體與原來二倍體之間不存在生殖隔離 B．物種之間的共同進化都是通過物種之間的生存斗爭實現(xiàn)的 C．不同物種之間、生物與環(huán)境之間的共同進化導致生物的多樣性 D．突變和基因重組都會引起種群基因頻率的定向改變 解析：選C　二倍體生物經(jīng)秋水仙素處理形成的四倍體與原來二倍體之間進行有性生殖，產(chǎn)生的后代是三倍體，高度不育，表明二者之間存在生殖隔離，A錯誤；物種之間的共同進化都是通過不同物種之間、生物與無機環(huán)境之間相互作用的結(jié)果，B錯誤，C正確；變異是不定向的，因而所引起的種群基因頻率的改變也是不定向的，D錯誤。 一、現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容 [試考題查欠缺] 1．(2019豫南八校聯(lián)考)下列關(guān)于自然選擇學說和現(xiàn)代生物進化理論及其內(nèi)容的敘述，錯誤的是(　　) A．自然選擇學說解釋了生物的多樣性和適應(yīng)性 B．隔離是形成新物種的必要條件，也是生物進化的必要條件 C．有性生殖的出現(xiàn)實現(xiàn)了基因的重組，從而加快了生物進化的速度 D．物種形成的三個基本環(huán)節(jié)是突變和基因重組、自然選擇、隔離 解析：選B　隔離是新物種形成的必要條件，但不是生物進化的必要條件。生物進化的標志是種群基因頻率的改變，生物發(fā)生進化但不一定會出現(xiàn)生殖隔離。 2．(2017浙江4月選考)經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，某地區(qū)菜青蟲種群的抗藥性不斷增強，其原因是連續(xù)多年對菜青蟲使用農(nóng)藥，下列敘述正確的是(　　) A．使用農(nóng)藥導致菜青蟲發(fā)生抗藥性變異 B．菜青蟲抗藥性的增強是人工選擇的結(jié)果 C．通過選擇導致菜青蟲抗藥性變異不斷積累 D．環(huán)境是造成菜青蟲抗藥性不斷增強的動力 解析：選C　使用農(nóng)藥前菜青蟲已經(jīng)產(chǎn)生了抗藥性變異；抗藥性的增強是自然選擇的結(jié)果；選擇是進化的動力。 3．(2019烏魯木齊模擬)如圖表示生物新物種形成的基本環(huán)節(jié)，對圖示分析正確的是(　　) A．a(chǎn)表示基因突變和基因重組，是生物進化的原材料 B．b表示生殖隔離，生殖隔離是生物進化的標志 C．c表示新物種形成，新物種與生活環(huán)境共同進化 D．d表示地理隔離，是新物種形成的必要條件 解析：選C　a表示突變和基因重組，突變包括基因突變和染色體變異；b表示生殖隔離，新物種形成的標志是生殖隔離，生物進化的標志是種群基因頻率的改變；d表示地理隔離，新物種的形成不一定需要地理隔離。 4．(2018溫州十校聯(lián)考)下列關(guān)于生物進化的敘述，正確的是(　　) A．自然選擇過程中，直接受選擇的是基因型，進而導致基因頻率的改變 B．不同性狀個體繁殖率的差異會導致基因頻率改變 C．種群基因頻率的改變意味著新物種的產(chǎn)生 D．新物種的形成必須經(jīng)過地理隔離和生殖隔離 解析：選B　自然選擇過程中，直接受選擇的是表現(xiàn)型；不同性狀個體的繁殖率不同，可能引起基因頻率的改變；新物種產(chǎn)生的標志是出現(xiàn)生殖隔離；多倍體的產(chǎn)生可不經(jīng)過地理隔離。 [強知能補欠缺] 1．自然選擇學說與現(xiàn)代生物進化理論的比較 2．圖解物種形成的兩種典型模式 (1)漸變式：經(jīng)長期地理隔離產(chǎn)生 (2)爆發(fā)式：短時間內(nèi)即可形成，如自然界中多倍體的形成 3．物種形成與生物進化的比較 內(nèi)容 物種形成 生物進化 標志 生殖隔離出現(xiàn) 基因頻率改變 變化后與原生物關(guān)系 屬于不同物種 可能屬于同一個物種， 也可能屬于不同的物種 [練題點全過關(guān)] 1．(2018江蘇高考)由于農(nóng)田的存在，某種松鼠被分隔在若干森林斑塊中。人工生態(tài)通道可以起到將森林斑塊彼此連接起來的作用。下列敘述正確的是(　　) A．農(nóng)田的存在，增加了松鼠的活動空間 B．生態(tài)通道有利于保護該種松鼠遺傳多樣性 C．不同森林斑塊中的松鼠屬于不同種群，存在生殖隔離 D．林木密度相同的不同斑塊中松鼠的種群密度相同 解析：選B　農(nóng)田的存在，使得松鼠被分隔在若干森林斑塊中，減少了松鼠的活動空間；人工生態(tài)通道可以起到將森林斑塊彼此連接起來的作用，所以有利于保護該松鼠的遺傳多樣性；不同森林斑塊中的松鼠屬于不同種群，但是屬于同一物種，可以進行基因交流，不存在生殖隔離；松鼠的種群密度受多種因素的影響，林木密度相同的不同斑塊中松鼠的種群密度不一定相同。 2．下列關(guān)于生物進化的敘述，正確的是(　　) A．生物與無機環(huán)境存在著共同進化 B．達爾文自然選擇學說是以種群為研究單位 C．抗生素的大量使用，使細菌逐漸適應(yīng)而產(chǎn)生抗藥性 D．自然選擇過程中保留下來的個體不都對人有利，所以自然選擇是不定向的 解析：選A　不同物種之間，生物與無機環(huán)境之間，在相互影響中不斷進化和發(fā)展，這就是共同進化，A正確；達爾文自然選擇學說是以個體為研究單位，現(xiàn)代生物進化理論是以種群為研究單位，B錯誤；抗生素的大量使用，對抗藥性細菌進行了定向選擇，C錯誤；自然選擇過程將適應(yīng)環(huán)境的有利變異保留下來，所以自然選擇是定向的，D錯誤。 3．某科研小組用家蠶研究人工選擇的功效。稱量蠶蛹的體重，選擇部分個體作為下一代的親本，實驗結(jié)果如圖所示。以下敘述正確的是(　　) A．體重越大的個體在自然環(huán)境中生存和繁殖能力越強 B．在每個世代中選取體重最大的蠶蛹與繁殖能力強的作親本 C．該實驗中人工選擇的方向與自然選擇的方向是相同的 D．該實驗中每一代家蠶的基因庫與上一代都有差異 解析：選D　體重越大的家蠶食量越大，其個體在自然環(huán)境中的生存和繁殖能力越低，A錯誤；據(jù)題干可知，實驗者在每個世代中選擇了體重最大的部分蛹作為親本，沒有體現(xiàn)繁殖能力強，B錯誤；該實驗中人工選擇的蟲蛹的體重越來越大，而自然選擇的蟲蛹的體重越來越小，其人工選擇的方向與自然選擇的方向是相反的，C錯誤；該實驗中每一代蟲蛹通過選擇后，基因頻率發(fā)生了變化，其每一代家蠶的基因庫與上一代都有差異，D正確。 二、種群的基因頻率和基因型頻率的計算 題型一　已知基因型個體數(shù)，求基因頻率 某基因頻率＝100% PA＝100% Pa＝100% (A、a為基因，AA、Aa、aa為三種基因型個體數(shù)) [針對訓練] 1．果蠅長翅(V)和殘翅(v)由一對常染色體上的等位基因控制。假定某果蠅種群有20 000只果蠅，其中殘翅果蠅個體數(shù)量長期維持在4%，若再向該種群中引入20 000只純合長翅果蠅，在不考慮其他因素影響的前提下，關(guān)于純合長翅果蠅引入后種群的敘述，錯誤的是(　　) A．v基因頻率降低了50% B．V基因頻率增加了50% C．雜合果蠅比例降低了50% D．殘翅果蠅比例降低了50% 解析：選B　因該果蠅種群長期保持vv的基因型為4%，由此算出v＝0.2，V＝0.8，進而計算出引入純種長翅果蠅前，vv有0.0420 000＝800，Vv有20.20.820 000＝6 400，VV有0.80.820 000＝12 800。引入后，基因頻率v＝(8002＋6 400)/(40 0002)＝0.1，V＝1－0.1＝0.9。因Vv、vv的數(shù)目不變，而該種群的總數(shù)增加一倍，所以Vv、vv的基因型頻率降低50%。 題型二　已知基因型頻率，求基因頻率 設(shè)有N個個體的種群，AA、Aa、aa的個體數(shù)分別為n1、n2、n3，A、a的基因頻率分別用PA、Pa表示，AA、Aa、aa的基因型頻率分別用PAA、PAa、Paa表示，則： PA＝＝＝PAA＋PAa Pa＝＝＝Paa＋PAa 由以上公式可以得出下列結(jié)論： 某等位基因的頻率＝該等位基因純合子的頻率＋雜合子的頻率。 [針對訓練] 2．蝸牛的有條紋(A)對無條紋(a)為顯性。在一個地區(qū)的蝸牛種群內(nèi)，有條紋(AA)個體占55%，無條紋個體占15%，若蝸牛間進行自由交配得到F1，則F1中A基因的頻率和Aa基因型的頻率分別為(　　) A．30%,21%　　　　　 B．30%,42% C．70%,21% D．70%,42% 解析：選D　根據(jù)題意可知，Aa個體占30%，蝸牛間進行自由交配時，產(chǎn)生A配子的基因頻率＝55%＋30%1/2＝70%，a配子的基因頻率＝15%＋30%1/2＝30%，自由交配得到F1各基因型的頻率比例為AA∶Aa∶aa＝49%∶42%∶9%，統(tǒng)計得到A基因的頻率為49%＋42%1/2＝70%。 題型三　與伴性遺傳有關(guān)的基因頻率計算 p＝100% q＝100% (p為XA頻率，q為Xa頻率) [針對訓練] 3．(2019南昌模擬)某生物興趣小組抽樣調(diào)查的500人中，各種基因型和人數(shù)情況如下表所示，則這500人中，Xb的基因頻率為(　　) 基因型 XBXB XBXb XbXb XBY XbY 人數(shù) 278 14 8 170 30 A．5.2%　　　　　　　　 B．6% C．7.5% D．20% 解析：選C　b基因的總數(shù)＝14＋82＋30＝60，(B＋b)基因的總數(shù)＝(278＋14＋8)2＋170＋30＝800。根據(jù)種群中某基因頻率＝種群中該基因總數(shù)/種群中該對等位基因總數(shù)100%，得出Xb的基因頻率＝100%＝100%＝7.5%。 題型四　利用遺傳平衡公式，求基因型頻率 1．前提條件 ①種群非常大；②所有雌雄個體之間自由交配；③沒有遷入和遷出；④沒有自然選擇；⑤沒有基因突變。 2．計算公式 當?shù)任换蛑挥袃蓚€時(A、a)，設(shè)p表示A的基因頻率，q表示a的基因頻率，則： 基因型AA的頻率＝p2 基因型Aa的頻率＝2pq 基因型aa的頻率＝q2 [針對訓練] 4．(2019合肥一模)某動物種群中AA、Aa和aa的基因型頻率分別為0.3、0.4和0.3，且種群數(shù)量足夠大、不發(fā)生基因突變、自然選擇不起作用、沒有遷入遷出，則下列分析錯誤的是(　　) A．如果種群中個體間隨機交配，該種群的子一代中aa的基因型頻率為0.25 B．如果該種群的子一代再隨機交配，其后代中aa的基因型頻率會發(fā)生改變 C．如果該種群個體只在相同基因型之間進行交配，其子一代中AA的基因型頻率為0.4 D．如果子一代也同樣只發(fā)生相同基因型之間的交配，AA的基因型頻率會發(fā)生改變 解析：選B　由分析可知，該動物種群中A的基因頻率為0.3＋1/20.4＝0.5，a的基因頻率為1－0.5＝0.5。如果種群中個體間隨機交配，該種群的子一代中aa的基因型頻率為0.50.5，即0.25；由題意知，該種群數(shù)量足夠大、不發(fā)生基因突變、自然選擇不起作用、沒有遷入遷出，可以認為遵循遺傳平衡定律，根據(jù)遺傳平衡定律可知，該種群的子一代再隨機交配，其后代中aa的基因型頻率不會發(fā)生改變；如果該種群只在相同基因型之間進行交配，即發(fā)生自交，其子一代中AA的基因型頻率為0.3＋0.41/4＝0.4；如果子一代也同樣只發(fā)生相同基因型之間的交配，AA的基因型頻率會發(fā)生改變。 題型五　隨機交配與自交條件下的基因頻率計算 1．自交：種群個體自交時，純合子增多，雜合子減少，基因型頻率發(fā)生改變。自交過程不改變基因頻率。 2．自由交配：在無基因突變、各種基因型的個體生活力相同時，處于遺傳平衡的種群自由交配遵循遺傳平衡定律，上下代之間種群的基因頻率及基因型頻率不變。如果一個種群沒有處于遺傳平衡狀態(tài)，自由交配不改變基因頻率，但改變基因型頻率。 [針對訓練] 5．在一個隨機交配的中等大小的種群中，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)控制某性狀的基因型只有兩種：AA基因型的頻率為20%，Aa基因型的頻率為80%，aa基因型(致死型)的頻率為0，那么隨機交配繁殖一代后，AA基因型的個體占(　　) A．1/5 B．1/4 C．3/7 D．11/21 解析：選C　由題意可得出，A的基因頻率＝60%，a的基因頻率＝40%，隨機交配，繁殖一代后，AA＝60%60%＝36%，Aa＝240%60%＝48%，aa個體致死，因此AA基因型的個體占36%/(36%＋48%)＝3/7。 三、共同進化與生物多樣性的形成 [試考題查欠缺] 1．(2019邯鄲模擬)下列有關(guān)生物多樣性和進化的敘述錯誤的是(　　) A．新物種的形成通常要經(jīng)過突變和基因重組、自然選擇及隔離三個基本環(huán)節(jié) B．蜂鳥細長的喙與倒掛金鐘的筒狀花萼是它們長期協(xié)同進化形成的相互適應(yīng)特征 C．細菌在接觸青霉素后會產(chǎn)生抗藥性的突變個體，青霉素的選擇作用使其生存 D．自然選擇能定向改變種群的基因頻率，決定了生物進化的方向 解析：選C　細菌的變異在接觸青霉素之前就已發(fā)生，青霉素只是對細菌起選擇作用。 2．(2018海南高考)為判斷生活在不同地區(qū)的兩個種群的鳥是否屬于同一物種，下列做法合理的是(　　) A．了解這兩個種群所在地區(qū)之間的距離后作出判斷 B．觀察這兩個種群個體之間是否存在生殖隔離現(xiàn)象 C．將兩個種群置于相同環(huán)境條件下，比較其死亡率 D．將兩個種群置于相同環(huán)境條件下，比較其出生率 解析：選B　新物種形成的標志是出現(xiàn)生殖隔離，因此為判斷生活在不同地區(qū)的兩個種群的鳥是否屬于同一物種，可觀察這兩個種群個體之間是否存在生殖隔離現(xiàn)象，若存在生殖隔離現(xiàn)象則不屬于同一個物種，反之屬于同一個物種。 [強知能補欠缺] 1．共同進化的實例 共同進化的類型 包含類型 實例 不同物種之間 互利共生 有細長吸管口器的蛾 與有細長花矩的蘭花 捕食 獵豹和斑馬 寄生 噬菌體與細菌 競爭 農(nóng)作物與雜草 生物與無機環(huán)境之間 生物影響環(huán)境，環(huán)境影響生物 地球早期無氧環(huán)境→厭氧生物→光合生物出現(xiàn)→空氣中有了氧氣→出現(xiàn)需氧生物 2.準確理解生物多樣性的各個層次 (1)生物多樣性各層次間的關(guān)系 生物多樣性包括基因多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性三個層次，三個層次之間的關(guān)系可以用如圖的形式描述： (2)生物多樣性形成的原因分析 ①從分子水平看： ②從進化角度看：物種多樣性與生態(tài)系統(tǒng)多樣性主要是生物的不定向變異與定向選擇在進化過程中共同作用的結(jié)果。 [練題點全過關(guān)] 1．(2018江蘇高考)下列關(guān)于生物進化的敘述，正確的是(　　) A．群體中近親繁殖可提高純合體的比例 B．有害突變不能成為生物進化的原材料 C．某種生物產(chǎn)生新基因并穩(wěn)定遺傳后，則形成了新物種 D．若沒有其他因素影響，一個隨機交配小群體的基因頻率在各代保持不變 解析：選A　群體中近親個體基因相似度高，所以群體中近親繁殖會提高純合體的比例；突變和基因重組是生物進化的原材料；新物種形成的標志是生殖隔離的出現(xiàn)，產(chǎn)生新基因并穩(wěn)定遺傳不代表形成了生殖隔離；基因頻率保持不變的一個前提是種群足夠大，一個隨機交配小群體的基因頻率不一定在各代保持不變。 2．下列關(guān)于生物多樣性的敘述錯誤的是(　　) A．生物多樣性的根本原因是基因的多樣性 B．蛋白質(zhì)多樣性是物種多樣性的直接原因 C．無機環(huán)境直接作用于生物體基因的多樣性 D．生物多樣性是生物與環(huán)境共同進化的結(jié)果 解析：選C　由題中生物多樣性之間的關(guān)系可知，選項A，生物多樣性的根本原因是基因的多樣性。選項B，蛋白質(zhì)多樣性是物種多樣性的直接原因。選項C，無機環(huán)境直接作用于生物體蛋白質(zhì)的多樣性，也就是直接作用于表現(xiàn)型。選項D，生物多樣性是生物與環(huán)境共同進化的結(jié)果。 3．無花果的隱頭花序花托的頂端有一個很小的開孔，專有的、高度特化的榕小蜂雌蜂進入小孔后在花上產(chǎn)卵，雌蜂在花序上爬行時能進行傳粉，無花果隱頭花序是榕小蜂幼體唯一的棲息場所和食物來源。下列分析正確的是(　　) A．榕小蜂特殊的生殖行為決定了無花果的變異方向 B．兩者的依存關(guān)系是相互選擇共同進化的結(jié)果 C．花序的特化是無花果新物種形成的必要條件 D．兩種生物所發(fā)生的可遺傳的變異決定了進化的方向 解析：選B　變異是不定向的，榕小蜂特殊的生殖行為只是起了選擇作用；榕小蜂和無花果之間互利共生，兩者的依存關(guān)系是相互選擇共同進化的結(jié)果；花序的特化并未產(chǎn)生生殖隔離，故不是新物種形成的必要條件；自然選擇決定生物進化的方向。 生命觀念——理清生物進化的相關(guān)概念 1．種群和物種的內(nèi)涵與外延 (1)物種是自然狀態(tài)下能夠自由交配并產(chǎn)生可育后代的一群生物，一個物種可能在不同地點和時間形成不同的種群。 (2)種群是同一種生物在同一地點、同一時間形成的一個群體。種群“小”，不同種群間有地理隔離；物種“大”，不同物種間有生殖隔離。 (3)判斷生物是不是同一物種，如果來歷不明，形態(tài)結(jié)構(gòu)相似，可靠依據(jù)是：看是否存在生殖隔離。若存在生殖隔離，則不是同一物種。 2．對生物進化中諸如自然選擇、基因頻率改變、生殖隔離、物種形成間的內(nèi)在關(guān)系的理解 3．自然選擇與人工選擇的區(qū)別和聯(lián)系 (1)區(qū)別：二者選擇的標準不同，目的不同。人工選擇是以“是否對人類有利”為標準，對人類有利的基因或性狀被保留下來，不利的就被淘汰；而自然選擇的標準為“是否有利于該生物的生存”，有利于該生物生存的性狀或基因就被保留下來，不利的就被淘汰。 (2)聯(lián)系：二者都能使被選擇的種群的基因頻率發(fā)生改變。 4．變異出現(xiàn)與環(huán)境變化的關(guān)系 變異在環(huán)境變化之前已經(jīng)產(chǎn)生且是不定向的，環(huán)境只是起“選擇”作用。 [針對訓練] 1．如圖所示為種群與物種的關(guān)系圖解，下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．從圖中可以看出，一個物種可以有很多種群，這些種群間只是因為地理隔離，阻礙了基因交流 B．若物種2是由物種1形成的，則物種1一定發(fā)生了基因頻率的改變 C．由物種1形成物種2的必要條件是地理隔離 D．若種群1與種群2的基因頻率都發(fā)生了改變，則這兩個種群都在進化 解析：選C　種群是生物進化的基本單位，生物進化的實質(zhì)在于種群基因頻率的改變；隔離是新物種形成的必要條件，新物種的形成通常要經(jīng)過長期的地理隔離而達到生殖隔離，但并不是所有新物種的形成都需要經(jīng)過地理隔離。 2．如圖表示施用某種殺蟲劑以后，昆蟲種群所發(fā)生的改變。下列相關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．①類個體大多被淘汰的原因并不是某種殺蟲劑是否誘發(fā)其產(chǎn)生抗性基因 B．抗性基因根本來源是可遺傳變異，②③類個體的抗性基因一定來源于遺傳 C．若連續(xù)使用殺蟲劑，抗某種殺蟲劑的基因頻率會越來越趨近1 D．殺蟲劑直接選擇的對象是昆蟲的抗藥性或不抗藥性的表現(xiàn)型，且此選擇作用應(yīng)屬自然選擇而不是人工選擇 解析：選B　觀察題圖可知，②類個體是在未施用殺蟲劑之前，已經(jīng)發(fā)生基因突變形成了抗性基因的個體，②③類個體的抗性基因可能來源于原種群中含抗性基因的個體，也可能是由自身基因突變產(chǎn)生的，殺蟲劑在此只起選擇作用，①類個體被淘汰的原因是其本身不含抗性基因，A正確，B錯誤；若連續(xù)使用殺蟲劑，在殺蟲劑的選擇作用下，抗殺蟲劑的基因頻率會越來越高，可趨近于1，C正確；殺蟲劑選擇的是具抗殺蟲劑性狀個體，屬于自然選擇，D正確。 一、選擇題 1．(2019肇慶模擬)生物在發(fā)生進化時(　　) A．總是適應(yīng)環(huán)境的 B．基因頻率總是變化的 C．自然選擇總是正向的 D．生物的變異總是有利的 解析：選B　生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變，B正確。 2．達爾文發(fā)現(xiàn)在南美洲附近的加拉帕戈斯群島的不同島嶼上生活著15種陸龜，它們的形態(tài)各異，食性和棲息場所也各不相同。但是，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)它們都保留有南美洲西海岸大陸龜?shù)暮圹E，是由大陸龜進化而來的。下列有關(guān)生物進化的敘述，正確的是(　　) A．不同島嶼的陸龜是由不同的大陸龜個體組成的，因此個體是生物進化的基本單位 B．不同島嶼的陸龜在新物種形成之前和形成之后不能進行基因交流的根本原因相同 C．若某陸龜種群中基因型為aa的個體占10%，則該種群中a的基因頻率為0.1 D．不同島嶼的陸龜基因頻率發(fā)生定向改變的直接原因是自然選擇對陸龜?shù)亩ㄏ蜻x擇 解析：選D　生物進化的基本單位是種群，A錯誤。不同島嶼的陸龜在新物種形成之前不能進行基因交流的根本原因是地理隔離，在新物種形成之后不能進行基因交流的根本原因是生殖隔離，B錯誤。一個種群中基因型為aa的個體占10%，如果這個種群處于遺傳平衡狀態(tài)，種群中a的基因頻率為，如果種群不是處于遺傳平衡狀態(tài)，種群中a的基因頻率不一定是，C錯誤。自然選擇決定生物進化的方向，不同島嶼的陸龜基因頻率發(fā)生定向改變的直接原因是自然選擇對陸龜?shù)亩ㄏ蜻x擇，D正確。 3．玉米的莖稈有高莖和矮莖，受一對等位基因控制，高莖對矮莖為顯性。某高莖玉米種群只有Aa一種基因型，將該種群均分為數(shù)量相等的甲、乙種群。甲種群隨機交配三代，乙種群自交三代，假設(shè)每一株植株產(chǎn)生的后代數(shù)量相同，不考慮突變和自然選擇，下列說法正確的是(　　) A．三代后乙種群中高莖和矮莖的比例是1∶2 B．三代后甲種群中高莖與矮莖的比例為1∶1 C．三代后甲、乙種群中高莖的基因頻率都為1/2 D．乙種群發(fā)生了進化而甲種群沒有發(fā)生進化 解析：選C　原種群中，A和a的基因頻率都為1/2，甲種群隨機交配，基因頻率不發(fā)生改變，三代后A和a的基因頻率仍都為1/2。乙種群自交，自交三代后雜合子所占比例為(1/2)3＝1/8，高莖和矮莖的比例為9∶7，A錯誤。甲種群隨機交配，三代后矮莖所占比例為1/4，高莖純合子所占比例為1/4，高莖雜合子所占比例為1/2，因此高莖與矮莖的比例為3∶1，B錯誤。三代后乙種群高莖的基因頻率為A＝1/81/2＋7/16＝1/2，甲種群中高莖的基因頻率為1/2，C正確。甲、乙種群基因頻率都沒有發(fā)生改變，即都沒有發(fā)生進化，D錯誤。 4．(2019武漢調(diào)研)對某校學生進行紅綠色盲遺傳病調(diào)查研究后發(fā)現(xiàn)：780名女生中有患者23人、攜帶者52人；820名男生中有患者69人，那么該群體中色盲基因的頻率是(　　) A．4.4%　　　　　　　　　 B．7.0% C．6.8% D．10.2% 解析：選B　色盲基因的頻率是：(232＋52＋69)(7802＋820)100%≈7.0%，B正確。 5．(2016海南高考)人工繁殖的瀕危野生動物在放歸野外前通常要進行野外訓練。如果將人工繁殖的瀕危大型食肉森林野生動物放在草原環(huán)境中進行野化訓練，通常很難達到野化訓練目的。對于這一結(jié)果，下列解釋最合理的是(　　) A．野化訓練的時間太短，不足以適應(yīng)森林環(huán)境 B．草本植物矮小，被野化訓練的動物無法隱藏身體 C．沒有選擇正確的野化訓練環(huán)境，訓練條件不合適 D．草原上食肉動物與野化訓練動物激烈爭奪食物 解析：選C　人工繁殖的瀕危大型食肉森林動物應(yīng)在森林環(huán)境中進行野化訓練，在草原環(huán)境中進行野化訓練不能使其適應(yīng)森林生活。 6．在某昆蟲種群中，決定翅色為綠色的基因為A，決定翅色為褐色的基因為a，從這個種群中隨機抽取100個個體，測得基因型為AA、Aa和aa的個體分別是30、60和10個。下列判斷中錯誤的是(　　) A．此時，A的基因頻率是60%，a的基因頻率是40% B．若表現(xiàn)型相同的雌雄個體間才能自由交配，子一代中aa的頻率是10% C．若基因型相同的雌雄個體間才能自由交配，子一代中aa的頻率是25% D．若所有的雌雄個體間都能自由交配，子一代中aa的頻率是16% 解析：選B　根據(jù)題意可知，該種群中A的基因頻率是(302＋601)(1002)100%＝60%，a的基因頻率是1－60%＝40%，A正確；aa個體自由交配，后代都是aa，頻率為10%，Aa個體自由交配，也可以產(chǎn)生aa的個體，所以子一代中aa的頻率大于10%，B錯誤；若基因型相同的雌雄個體間才能自由交配，即親本中AA、Aa、aa分別自交，子一代中aa的頻率為(6/101/4＋1/101)100%＝25%，C正確；若所有的雌雄個體間都能自由交配，根據(jù)遺傳平衡定律，子一代中aa的頻率是40%40%＝16%，D正確。 7.某小島上環(huán)境條件發(fā)生變化(圖中A點)后，生活在該島上的某個種群中T和t基因頻率的變化情況如圖所示，下列有關(guān)說法錯誤的是(　　) A．T基因較t基因控制的性狀更適應(yīng)新環(huán)境 B．兩曲線相交時該種群中TT與tt基因型頻率相等 C．在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會發(fā)生定向改變 D．若變化后的環(huán)境條件保持一段時間，則該種群中t的基因頻率將為0 解析：選D　若變化后的環(huán)境條件保持一段時間，該種群中雜合子(Tt)不會消失，則該種群中t的基因頻率不會為0。 8．在北極的一個山脈中，原始的狼已經(jīng)形成體格和生活習性不同的變種，其中一種狼的體重較輕，四肢發(fā)達而靈活，以獵鹿為主；另一種狼的體重較重，足短而力強，常常攻擊羊群。下列關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．狼的性狀分歧是自然選擇的結(jié)果 B．上述現(xiàn)象說明自然選擇在一定程度上是不定向的 C．在生存斗爭中，捕食者和被捕食者之間進行著相互選擇 D．原始狼群由于食物來源不同，通過自然選擇進化成不同的類型 解析：選B　在山脈中，原始的狼因為環(huán)境的不同而產(chǎn)生性狀分歧，這是自然選擇的結(jié)果，同時，由于環(huán)境不同選擇出不同的類型，A、D正確。變異是不定向的，而不同環(huán)境條件下的自然選擇是定向的，B錯誤。在生存斗爭中，生物與生物之間(如種間斗爭和種內(nèi)斗爭)、生物與環(huán)境之間是相互選擇、共同進化的，C正確。 9．在調(diào)查某小麥種群時發(fā)現(xiàn)T(抗銹病)對t(易感染)為顯性，在自然情況下該小麥種群可以自由傳粉，據(jù)統(tǒng)計TT為20%，Tt為60%，tt為20%，該小麥種群突然大面積感染銹病，致使易感染小麥在開花之前全部死亡。計算該小麥種群在感染銹病之前與感染銹病且開花之后基因T的頻率分別是(　　) A．50%和50% B．50%和62.5% C．62.5%和50% D．50%和100% 解析：選B　小麥種群中TT為20%，Tt為60%，tt為20%，所以T的基因頻率為20%＋(1/2)60%＝50%；感染銹病后易感染小麥在開花之前全部死亡，所以感染銹病且開花之后TT、Tt的基因型頻率分別為1/4、3/4，T的基因頻率是1/4＋(1/2)(3/4)＝62.5%。 10.玉米的含油量隨選擇世代的變化情況如圖所示。據(jù)圖分析，選育過程對高含油量玉米品種的產(chǎn)生所起的作用是(　　) A．改變了控制產(chǎn)油的一對等位基因的總頻率 B．改變了玉米的基因庫，導致新物種的產(chǎn)生 C．淘汰了一些表現(xiàn)型，從而導致含油量高的基因頻率增大 D．在逐步產(chǎn)生并選擇多對等位基因的同時，淘汰了多對等位基因 解析：選C　依曲線圖可知，隨著選擇世代數(shù)的增加，玉米的含油量逐漸增多，這是對含油量高的表現(xiàn)型進行了選擇，使含油量高的基因頻率增大的結(jié)果。任何一對等位基因的基因頻率之和都為1；人工選擇并沒有導致新物種的產(chǎn)生。 11．某小島上有兩種蜥蜴，一種腳趾是分趾性狀(游泳能力弱)，由顯性基因W控制；另一種腳趾是聯(lián)趾性狀(游泳能力強)，由隱性基因w控制。如圖顯示了自然選擇導致蜥蜴基因頻率變化的過程，對該過程的敘述正確的是(　　) A．基因頻率的改變標志著新物種的產(chǎn)生 B．w基因頻率的增加，可能是小島的環(huán)境發(fā)生改變的結(jié)果 C．W的基因頻率下降到10%時，兩種蜥蜴將會發(fā)生生殖隔離 D．蜥蜴中所有W基因與w基因共同構(gòu)成了蜥蜴的基因庫 解析：選B　基因頻率的改變標志著生物進化，生殖隔離的出現(xiàn)標志著新物種的產(chǎn)生，A錯誤；環(huán)境發(fā)生改變，對表現(xiàn)型的選擇不同，則基因頻率發(fā)生改變，w基因頻率增加，可能是該基因控制的相關(guān)性狀更適應(yīng)環(huán)境的結(jié)果，B正確；種群的基因庫相差較大時才可能導致生殖隔離，基因頻率的改變不一定導致生殖隔離，C錯誤；一個種群的全部個體的全部基因構(gòu)成基因庫，D錯誤。 12．如圖，A、B、C表示自然條件有差異、存在地理隔離的3個地區(qū)。A地區(qū)內(nèi)物種甲中的某些個體遷移到B、C地區(qū)，經(jīng)長期進化逐漸形成兩個新物種乙、丙。下列敘述正確的是(　　) A．上述過程說明地理隔離是新物種形成的標志 B．甲、丙兩種群存在地理隔離，但兩種群的基因頻率相同 C．乙、丙兩個種群之間能進行基因交流，因為它們的基因庫差異不大 D．若種群丙中BB個體占81%，Bb個體占18%，bb個體占1%，則B基因的頻率為90% 解析：選D　新物種形成的標志是生殖隔離，A錯誤；甲、丙兩種群的基因頻率不一定相同，B錯誤；乙、丙為不同的物種，存在生殖隔離，這兩個種群之間不能進行基因交流，因為它們的基因庫存在較大差異，C錯誤；種群丙中B基因的頻率＝81%＋1/218%＝90%，D正確。 二、非選擇題 13．分析以下圖解，回答相關(guān)問題。 (1)圖甲表示達爾文自然選擇學說的解釋模型，分析并寫出其中的兩個推論。 推論1：_________________________________________________________。 推論3：_________________________________________________________。 (2)生物的變異是不定向的，定向的________決定了生物進化的方向。達爾文論證了生物是不斷進化的，并且對生物進化的原因提出了合理的解釋，但是這一學說存在一定局限性，如對遺傳和變異的本質(zhì)沒有作出科學的解釋并且對進化原因的解釋局限于________水平等。 (3)某海島上生活著一種昆蟲，經(jīng)調(diào)查其翅的長度和個體數(shù)的關(guān)系如圖乙所示。氣候變化，該海島開始經(jīng)常刮大風，若干年后再進行調(diào)查，請在圖丙中繪制出最可能的翅長度和個體數(shù)的關(guān)系曲線。對這一現(xiàn)象的出現(xiàn)作出解釋： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 　　 解析：(1)達爾文自然選擇學說的解釋模型由5個事實和3個推論組成，推論1是個體間存在著生存斗爭，推論3是有利變異逐代積累，生物不斷進化出新類型。(2)變異是不定向的，自然選擇定向決定生物進化的方向。達爾文的自然選擇學說對進化原因的解釋局限于個體水平。(3)要結(jié)合圖乙和題干信息進行分析，圖乙所示翅短和翅長個體數(shù)較少，中等翅個體數(shù)較多，若海島開始經(jīng)常刮大風，則翅短和翅長個體可以適應(yīng)環(huán)境，個體數(shù)會逐漸增多，而中等翅個體會因不適應(yīng)環(huán)境而被逐漸淘汰。 答案：(1)個體間存在著生存斗爭　有利變異逐代積累，生物不斷進化出新類型　(2)自然選擇　個體　(3)如圖所示　海島上常刮大風，翅長和翅短的變異個體以抗風和避風的方式避免大風將它們刮入大海而死亡。經(jīng)長期選擇，海島上的該種昆蟲的基因頻率分別向著翅長和翅短的方向發(fā)展，故翅長和翅短的個體數(shù)均多于中等翅長的個體數(shù) 14．假設(shè)某果蠅種群中雌雄個體數(shù)目相等，且對于A和a這對等位基因來說只有Aa一種基因型?；卮鹣铝袉栴}： (1)若不考慮基因突變和染色體變異，則該果蠅種群中A基因頻率∶a基因頻率為____________。理論上，該果蠅種群隨機交配產(chǎn)生的第一代中AA、Aa和aa的數(shù)量比為________，A基因頻率為________。 (2)若該果蠅種群隨機交配的實驗結(jié)果是第一代中只有Aa和aa兩種基因型，且比例為2∶1，則對該結(jié)果最合理的解釋是__________________________。根據(jù)這一解釋，第一代再隨機交配，第二代中Aa和aa基因型個體數(shù)量的比例應(yīng)為________。 解析：(1)因為該種群只有Aa一種基因型，若不考慮基因突變和染色體變異，該種群中A和a的基因頻率均為0.5，所以A基因頻率∶a基因頻率＝1∶1。如果該果蠅種群隨機交配且不考慮基因突變和染色體變異，根據(jù)遺傳平衡定律可知，AA的基因型頻率為0.25，aa的基因型頻率也是0.25，則Aa的基因型頻率為0.5，所以AA、Aa和aa的數(shù)量比為1∶2∶1，且A和a的基因頻率仍然都是0.5。(2)由于該種群初始只有Aa一種基因型，所以理論上隨機交配產(chǎn)生的后代中，應(yīng)含有3種基因型，且比例為1∶2∶1。但實驗結(jié)果是第一代中只有Aa和aa兩種基因型，且比例為2∶1，最可能的原因是顯性基因純合(AA)致死，從而導致子代中無基因型為AA的個體存在。子一代中Aa和aa的比例為2∶1，即Aa和aa的概率分別是2/3和1/3，所以A和a的基因頻率分別是1/3和2/3。如果不考慮基因純合致死，隨機交配符合遺傳平衡定律，產(chǎn)生的子二代中AA＝1/31/3＝1/9，Aa＝(1/32/3)2＝4/9，aa＝2/32/3＝4/9，所以AA∶Aa∶aa＝1∶4∶4，AA個體致死，所以Aa和aa的個體數(shù)量比應(yīng)為1∶1。 答案：(1)1∶1　1∶2∶1　0.5 (2)A基因純合致死　1∶1 15．圖1顯示了某種甲蟲的兩個種群基因庫的動態(tài)變化過程。種群中每只甲蟲都有相應(yīng)的基因型，A和a這對等位基因沒有顯隱性關(guān)系，共同決定甲蟲的體色，甲蟲體色的基因型和表現(xiàn)型如圖2所示，請據(jù)圖回答下列問題。(最初該種群只有A和a基因) (1)不同體色的甲蟲體現(xiàn)了生物多樣性中的________多樣性。用于檢測該多樣性的十分可靠的方法是測定不同亞種、不同種群的________。 (2)在種群Ⅰ中出現(xiàn)了基因型為A′A的甲蟲，A′基因最可能的來源是________。該來源為生物進化________________________________________________________。 A′A個體的出現(xiàn)將會使種群Ⅰ基因庫中的________發(fā)生改變。 (3)圖中箭頭表示通過遷移，兩個種群的基因庫之間有機會進行________。由此可知，種群Ⅰ和種群Ⅱ之間不存在________。 (4)根據(jù)圖1兩個種群中不同體色的甲蟲分布比例，可以初步推測出處于工業(yè)污染較為嚴重的環(huán)境中的是種群Ⅰ，該環(huán)境對甲蟲的生存起到________作用。 解析：(1)生物多樣性包括基因(遺傳)多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性，甲蟲的不同體色體現(xiàn)了基因多樣性，檢測方法是測定其基因組序列。(2)新基因產(chǎn)生的來源是基因突變，基因突變?yōu)樯镞M化提供原材料，新基因的出現(xiàn)，改變了種群基因庫中相應(yīng)的基因頻率。(3)由于兩地的種群可以進行基因交流，并可以產(chǎn)生可育后代，說明兩種群之間沒有形成生殖隔離。(4)環(huán)境對生物個體的存在起到選擇作用。 答案：(1)基因　基因組序列　(2)基因突變　提供原材料　基因頻率　(3)基因交流　生殖隔離　(4)選擇