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1、
第2節(jié) 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容
第1課時(shí) 種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化
一、選擇題
知識點(diǎn)一 種群是生物進(jìn)化的基本單位
[題型一 相關(guān)概念的考查]
1.下列關(guān)于種群及種群基因庫的說法錯(cuò)誤的是( )
A.種群指生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體
B.一個(gè)池塘中所有的草魚屬于一個(gè)種群
C.一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因,叫做這個(gè)種群的基因庫
D.種群中每個(gè)個(gè)體含有種群基因庫的全部基因
答案 D
解析 由于種群的個(gè)體在基因上有差異,所以不可能每個(gè)個(gè)體都含有種群基因庫中的全部基因,D錯(cuò)誤。
2.下列關(guān)于基因頻率、基因型頻率的敘述,錯(cuò)誤的是( )
2、A.基因頻率指種群中某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比率
B.基因型頻率等于相應(yīng)的表現(xiàn)型頻率
C.基因頻率改變可能是發(fā)生了基因突變
D.在穩(wěn)定遺傳的自然種群中,基因頻率會保持穩(wěn)定
答案 B
解析 基因型頻率與相應(yīng)的表現(xiàn)型頻率不一定相等,如顯性表現(xiàn)型的頻率等于顯性純合子和雜合子兩種基因型頻率的和。
[題型二 基因頻率、基因型頻率的相關(guān)計(jì)算]
3.德國小蠊(二倍體)是常見的室內(nèi)昆蟲。隨機(jī)取樣的德國小蠊個(gè)體中,ss個(gè)體數(shù)為6,SS個(gè)體數(shù)為26,Ss個(gè)體數(shù)為18。則s的基因頻率為( )
A.0.26 B.0.3
C.0.46 D.0.58
答案 B
解析 由題意可知,
3、SS個(gè)體數(shù)為26,Ss個(gè)體數(shù)為18,ss個(gè)體數(shù)為6,因此s的基因頻率為(2×6+18)÷[2×(26+18+6)]=0.3。
4.在一個(gè)種群中隨機(jī)抽取一定數(shù)量的個(gè)體,其中基因型為AA的個(gè)體占總數(shù)的24%,基因型為Aa的個(gè)體占總數(shù)的72%,基因型為aa的個(gè)體占總數(shù)的4%,那么,基因A和a的基因頻率分別是( )
A.24%和72% B.36%和64%
C.57%和43% D.60%和40%
答案 D
解析 根據(jù)一對等位基因中某基因的頻率=該基因純合子的基因型頻率+1/2雜合子的基因型頻率可知,基因A的基因頻率為24%+1/2×72%=60%,a的基因頻率為1-60%=40%
4、。
5.在某一種群中,經(jīng)過調(diào)查得知,隱性性狀約占(等位基因用A、a表示)9%,那么該性狀的AA、Aa基因型個(gè)體出現(xiàn)的頻率分別約為( )
A.0.9、0.82 B.0.36、0.55
C.0.49、0.42 D.0.18、0.73
答案 C
解析 已知隱性性狀即aa的基因型頻率為9%,那么a基因的頻率為0.3,則A基因的頻率為1-0.3=0.7。在理想的狀態(tài)下,運(yùn)用遺傳平衡公式進(jìn)行計(jì)算:AA的基因型頻率為0.7×0.7=0.49;Aa的基因型頻率為2×0.7×0.3=0.42。
6.據(jù)調(diào)查,某校高中學(xué)生關(guān)于某性狀基因型的比例為XBXB(42.32%)、XBXb(7.36
5、%)、XbXb(0.32%)、XBY(46%)、XbY(4%),則該校學(xué)生中XB和Xb的基因頻率分別是( )
A.60%、8% B.80%、92%
C.78%、92% D.92%、8%
答案 D
解析 假設(shè)有100個(gè)個(gè)體(50個(gè)女性、50個(gè)男性),XBXb有7.36個(gè)、XbXb有0.32個(gè)、XbY有4個(gè),則基因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)的比例為12/150×100%=8%,XB的比例為1-8%=92%。
知識點(diǎn)二 突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料
7.“基因突變對絕大多數(shù)個(gè)體是不利的,但卻是生物進(jìn)化的重要因素之
6、一?!蹦阏J(rèn)為這一說法( )
A.正確,基因突變雖對絕大多數(shù)個(gè)體是不利的,但它為定向的自然選擇提供了材料,為物種的進(jìn)化奠定了基礎(chǔ)
B.正確,基因突變雖對絕大多數(shù)個(gè)體不利,但突變的方向與生物進(jìn)化的方向是一致的
C.不正確,因?yàn)榛蛲蛔儾焕趥€(gè)體繁殖,會導(dǎo)致物種絕滅
D.不正確,因?yàn)榛蛲蛔儠?dǎo)致個(gè)體死亡,不利于生物進(jìn)化
答案 A
解析 基因突變具有不定向性、多害少利性,不能決定生物進(jìn)化的方向,但提供了進(jìn)化的原材料,自然選擇決定著生物進(jìn)化的方向,A正確。
8.有翅昆蟲有時(shí)會出現(xiàn)殘翅或無翅的突變類型,這類昆蟲在正常情況下很難生存下去。但在經(jīng)常刮大風(fēng)的海島上,這些突變類型的昆蟲因不能飛行
7、,從而避免了被風(fēng)吹到海里淹死。這個(gè)事例說明( )
A.突變多數(shù)是有害的
B.突變多數(shù)是有利的
C.突變的有害和有利并不是絕對的
D.突變的有害和有利是絕對的
答案 C
解析 有翅昆蟲突變成殘翅或無翅類型,在正常情況下這些變異類型因不能飛行,活動范圍小,在生存斗爭中處于劣勢。但在經(jīng)常刮大風(fēng)的海島這一特定環(huán)境中,殘翅或無翅類型的昆蟲因不能飛行而避免了被風(fēng)吹到海里,更容易活下來。這一事例說明,突變的有利和有害并不是絕對的,它取決于生物的生存環(huán)境。
9.下列關(guān)于基因突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料的原因的敘述錯(cuò)誤的是( )
A.基因突變和基因重組都是可遺傳變異
B.基因突變頻率低,
8、但一般個(gè)體的基因數(shù)量多,種群中個(gè)體的數(shù)量也多
C.基因重組可以形成多種多樣的基因型
D.基因突變大多是有害的
答案 D
解析 基因突變大多是有害的,但這不是基因突變可以產(chǎn)生進(jìn)化的原材料的原因。
10.在19世紀(jì)中葉以前,英國曼徹斯特地區(qū)的樺尺蠖幾乎都是淺色型(s)的,隨著工業(yè)的發(fā)展,工廠排出的煤煙逐漸將樹皮熏成黑褐色,到了20世紀(jì)中葉,黑色型(S)的樺尺蠖成了常見類型。下列與此相關(guān)的敘述中正確的是( )
A.自然選擇的方向發(fā)生了改變,所以自然選擇是不定向的
B.樺尺蠖種群進(jìn)化過程中接受選擇的是各種基因型的個(gè)體
C.該地區(qū)樺尺蠖種群進(jìn)化過程中Ss的基因型頻率不會改變
D.長時(shí)
9、間的環(huán)境污染導(dǎo)致s基因突變成S基因的頻率增加
答案 B
解析 自然選擇是定向的,A錯(cuò)誤;自然選擇直接作用于表現(xiàn)型,選擇的是各種基因型的個(gè)體,B正確;Ss個(gè)體對應(yīng)的表現(xiàn)型為黑色,適應(yīng)環(huán)境,通過選擇,其基因型頻率增加,C錯(cuò)誤;通過自然選擇,S基因的頻率增加,D錯(cuò)誤。
知識點(diǎn)三 自然選擇決定生物進(jìn)化的方向
11.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為,生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變??梢远ㄏ蚋淖兎N群基因頻率的是( )
A.基因突變 B.基因重組
C.自然選擇 D.遷移
答案 C
解析 能定向改變種群基因頻率的是自然選擇。
12.桉601藥剛問世時(shí),可治療病毒性感冒,療效很高;幾
10、年后,療效漸漸降低,其根本原因可能是( )
A.病毒接觸了藥物后,慢慢產(chǎn)生了抗藥性
B.病毒為了適應(yīng)環(huán)境,產(chǎn)生了抗藥性變異
C.抗藥性個(gè)體大量出現(xiàn)是自然選擇的結(jié)果
D.后來的藥量用少了,產(chǎn)生了抗藥性變異
答案 C
解析 在未使用該感冒藥之前,病毒間抗藥性就存在著差異,開始用該感冒藥后,由于大多數(shù)病毒沒有抗藥性,故大量被淘汰,而少數(shù)具有抗藥性變異的個(gè)體會保存下來,并能繼續(xù)繁殖感染人群。當(dāng)多次使用該藥物后,使抗藥性更強(qiáng)的病毒被保留下來。這樣一代一代,病毒積累并加強(qiáng)了抗藥性,使該感冒藥漸漸失去效應(yīng)。所以藥物只是對不同變異的病毒進(jìn)行了選擇,淘汰了不抗藥的個(gè)體,保留了抗藥性強(qiáng)的個(gè)體。
1
11、3.下列關(guān)于現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的敘述,錯(cuò)誤的是( )
A.種群是生物進(jìn)化的基本單位
B.生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于種群基因頻率的改變
C.自然選擇決定生物進(jìn)化的方向
D.基因突變?yōu)樯镞M(jìn)化提供唯一的原材料
答案 D
解析 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為,種群是生物進(jìn)化的基本單位,A正確;生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于種群基因頻率的改變,B正確;自然選擇決定生物進(jìn)化的方向,C正確;基因突變、基因重組和染色體變異都能為生物進(jìn)化提供原材料,D錯(cuò)誤。
二、非選擇題
14.果蠅是常用的遺傳學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)材料,據(jù)資料顯示,果蠅約有104對基因,現(xiàn)有一黑腹果蠅的野生種群,約有107個(gè)個(gè)體,請分析回答以下問題:
12、
(1)該種群的全部個(gè)體所含有的全部基因統(tǒng)稱為種群的________,經(jīng)觀察,該種群中果蠅有多種多樣的基因型,分析其產(chǎn)生原因,是在突變過程中產(chǎn)生的________,通過有性生殖過程中的________而產(chǎn)生的,使種群中產(chǎn)生了大量可遺傳的________,其產(chǎn)生的方向是________,它們都能為生物進(jìn)化提供________。
(2)假定該種群中每個(gè)基因的突變率都是10-5,那么在該種群中每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)約是________________。
(3)隨機(jī)從該種群中抽出100只果蠅,測知基因型為AA(灰身)的個(gè)體35只,基因型為Aa(灰身)的個(gè)體60只,基因型為aa(黑身)的個(gè)體5只,則
13、A基因的基因頻率為________,a基因的基因頻率為________。
(4)通過對果蠅及其他生物的群體遺傳學(xué)的研究,可得出生物進(jìn)化的基本單位是________,生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是________________________________________。
答案 (1)基因庫 等位基因 基因重組 變異 不定向的 原材料
(2)2×106個(gè) (3)65% 35%
(4)種群 種群基因頻率的改變
解析 (2)由于每個(gè)個(gè)體含有約2×104個(gè)基因,每個(gè)基因的突變率為10-5,而整個(gè)種群中含有的個(gè)體數(shù)約為107,所以基因突變數(shù)目約為2×104×10-5×107=2×106(個(gè))。
(3
14、)A%=×100%=×100%=65%,由于A與a兩者基因頻率之和為1,所以a基因的基因頻率為35%。
15.雜交實(shí)驗(yàn)表明,樺尺蠖體色受一對等位基因S和s控制,黑色(S)對淺色(s)是顯性。在19世紀(jì)中期以前,樺尺蠖種群中S基因頻率很低,在5%以下,到了20世紀(jì)上升到95%以上。試分析產(chǎn)生這一變化的原因:
(1)在19世紀(jì)時(shí),樺尺蠖的棲息地曼徹斯特地區(qū)樹干上長滿了地衣,在此環(huán)境條件下,種群s的基因頻率高的原因是________________。
(2)隨著英國工業(yè)的發(fā)展,工業(yè)煉銅使地衣不能生存,樹皮暴露,并被煤煙熏成黑褐色,在此環(huán)境條件下,種群S的基因頻率升高的原因是_______。
15、(3)上述事例說明,種群中產(chǎn)生的變異是________________,經(jīng)過長期的________,其中不利變異被不斷________,有利變異則逐漸________,從而使種群的________發(fā)生定向改變,導(dǎo)致生物朝著一定方向緩慢地進(jìn)化。因此生物進(jìn)化的方向是由________決定的。
答案 (1)淺色型(ss)樺尺蠖與環(huán)境色彩一致,不易被鳥類所食,后代繁殖個(gè)體多,導(dǎo)致s基因頻率高
(2)黑色型(SS或Ss)樺尺蠖的黑色成了一種保護(hù)色,黑色型個(gè)體逐漸增多,導(dǎo)致S基因頻率升高
(3)不定向的 自然選擇 淘汰 積累 基因頻率 自然選擇
解析 (1)由于淺色型(ss)樺尺蠖與環(huán)境色彩一致,
16、不易被鳥類所食,后代繁殖個(gè)體多,群體中ss的比例增加,所以s基因頻率增高。
(2)隨著環(huán)境的變化黑色型(SS或Ss)樺尺蠖的黑色成了一種保護(hù)色,黑色型個(gè)體逐漸增多,所以S基因頻率升高。
易錯(cuò)題型
變異、自然選擇與進(jìn)化的關(guān)系
16.抗青霉素葡萄球菌是一種突變型。將未接觸過青霉素的葡萄球菌接種到含青霉素的培養(yǎng)基上,結(jié)果有極少數(shù)存活下來。存活下來的葡萄球菌在相同培養(yǎng)基中經(jīng)多代培養(yǎng)后,對青霉素的抗性明顯增強(qiáng)。原因是( )
A.青霉素的選擇作用提高了葡萄球菌抗青霉素基因的頻率
B.青霉素使用量的增加提高了葡萄球菌對青霉素的抗性
C.葡萄球菌對青霉素抗性的增強(qiáng)是定向突變的結(jié)果
D.葡萄球菌的抗青霉素基因是在使用青霉素后產(chǎn)生的
答案 A
解析 自然選擇導(dǎo)致種群基因頻率的定向改變,使有利變異不斷積累,所以青霉素的選擇作用提高了葡萄球菌抗青霉素基因的頻率,A正確;青霉素使用量的增加能夠提高自然選擇的作用,不能直接提高葡萄球菌對青霉素的抗性,B錯(cuò)誤;突變是不定向的,C錯(cuò)誤;葡萄球菌的抗青霉素基因是基因突變而來的,不是使用青霉素后產(chǎn)生的,D錯(cuò)誤。