2019-2020学年人教版生物必修二抢分教程能力提升：第7章第2节（一）种群基因频率的改变与生物进化Word版

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第 2 节 现代生物进化理论的主要内容 一、种群基因频率的改变与生物进化 [随堂巩固] 1．对种群概念的正确叙述是 A．不同空间中同种生物个体的总和 B．生活在同一地点的同种生物的一群个体 C．一片水田中的所有鱼的总和 D．一个生态环境中有相互关系的动植物的总和 解析 种群是指生活在同一地点的同种生物的一群个体。其中的“种”是生物分类的 基本单位。例如：一个池塘中全部的鲤鱼是一个种群，包括所有的大鲤鱼、小鲤鱼和鱼苗。 这里必须具体到“鲤鱼”，而不能是“鱼”，因为后者还包括其他种类的鱼。 答案 B 2．在一个种群中随机抽出 100 个个体，其中基因型为 AA 的个体占 24 个，基因型为 Aa 的个体占 72 个，基因型为 aa 的个体占 4 个，那么基因 A 和基因 a 的频率分别是 A. 28%、72% B．36%、64% C．57%、43% D．60%、40% 解析 在 100 个个体中，AA 占 24 个，Aa 占 72 个，aa 占 4 个，则 AA%＝24%，Aa% ＝72%，aa%＝4%。根据公式得 A%＝AA%＋1/2Aa%＝24% ＋36%＝60%, a%＝aa%＋ 1/2Aa%＝4%＋36%＝40%。 答案 D 3．水稻非糯性(Y)对糯性(y)为显性，抗病(R)对不抗病(r)为显性。用非糯性抗病和糯性 不抗病的两纯种水稻杂交，让 F1 自交三代，在自然情况下，基因频率的变化是 A．Y 逐渐增大，R 逐渐增大 B．Y 逐渐减小，R 逐渐减小 C．Y 基本不变，R 基本不变 D．Y 基本不变，R 逐渐增大 解析 非糯性抗病和糯性不抗病的两纯种水稻的基因型分别为 YYRR 和 yyrr，杂交得 F1(YyRr)。F1 自交三代，由于自然选择的作用，后代中抗病个体增加，不抗病个体逐渐被 淘汰，即 R 的基因频率逐渐增大；而非糯性与糯性性状基本不受环境影响，后代中 Y 的基 因频率基本不变。 答案 D 4．现代生物进化理论认为，生物进化的实质是种群基因频率的改变。下列可以定向改 变种群基因频率的是 A．基因突变 B．基因重组 C．自然选择 D．迁移 解析 基因突变本身具有不定向性；基因重组中基因本身没有发生变化，变化了的是 基因型频率，因此不会改变基因频率。种群中如果含 A 基因的个体比含 a 基因的个体更多 地迁移到另一个地区，这个种群中 A 基因和 a 基因的频率就会发生相应的变化，但不会定 向地改变种群的基因频率；自然选择可以定向地改变种群的基因频率。 答案 C 5．杂交实验表明，桦尺蠖体色受一对等位基因 S 和 s 控制，黑色 S 对浅色 s 为显性。 在曼彻斯特地区，19 世纪中叶以前，种群中 S 基因的频率很低，在 5%以下，到 20 世纪中 叶则上升到 95%以上。请分析回答： (1)从遗传学的角度分析：最初的 S 基因是通过____________出现的。它为生物进化提 供了__________。 (2)试用现代生物进化理论分析这一变化的原因： ①19 世纪时，桦尺蠖的栖息地(树干)上长满了地衣，在此环境下，种群中 s 基因频率较 高 的 原 因 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②随着英国工业的发展，工业炼铜使地衣不能生长，树皮暴露，并被煤烟熏成黑褐色， 在 此 环 境 条 件 下 ， 种 群 中 S 基 因 的 频 率 升 高 的 原 因 是 _____________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③ 上 述 事 实 说 明 ， 种 群 中 产 生 的 变 异 是 ______________________ ， 经 过 长 期 的 __________，其中不利变异不断__________，有利变异则逐渐__________，从而使种群的 __________发生定向的改变，导致生物朝着一定方向缓慢地进化。因此生物的进化是由 __________决定的。 解析 由题意可知最初的 S 基因是 s 基因通过基因突变获得的。自然选择使种群的基 因频率发生定向改变，并决定生物进化的方向。19 世纪时，种群中 s 基因的频率较高的原 因是浅色(ss)桦尺蠖与环境色彩一致，不易被鸟类所食。后来桦尺蠖栖息地变成黑褐色，浅 色个体容易被鸟类所食，黑色个体由于具有保护色而容易生存。黑色基因逐代积累，S 基因 的频率也随着增高，从而使种群的基因频率发生定向政变，导致生物朝一定方向缓慢进化。 答案 (1)基因突变 原材料 (2)①浅色桦尺蠖与环境色彩一致，不易被鸟类所食 ② 桦尺蠖的栖息环境变黑，浅色个体容易被鸟类所食 ③不定向的 自然选择 被淘汰 积 累 基因频率 自然选择 [限时检测] [满分 60 分，限时 30 分钟] 一、选择题(每小题 3 分，共 36 分) 1．根据现代生物进化理论，下列说法正确的是 A．自然选择决定了生物变异和进化的方向 B．生物进化的实质是种群基因型频率的改变 C．种群内基因频率的改变在世代间具有连续性 D．种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小 解析 自然选择决定生物进化的方向，生物的变异是不定向的，生物进化的实质是种 群基因频率的改变，而不是基因型频率的改变。种群内基因频率改变的偶然性随种群数量 下降而增大。 答案 C 2．关于生物进化过程的正确表述是 A．某种群中新产生的等位基因的频率一定逐渐增多 B．若某种群中基因频率发生变化，则该种群一定发生进化 C．生物的表现型和基因型一定随着个体的死亡而消失 D．在环境条件保持稳定的前提下，种群的基因频率不会发生变化 解析 种群是生物进化的基本单位，种群中存在着各种变异，在环境条件保持稳定的 前提下，种群的基因频率也可以发生变化。在产生的变异性状中，若适应环境其基因频率 会增大。 答案 B 3．由于真菌传染而使某森林所有树的颜色都变成灰白色。多年以后，不同颜色的蛾类 增长率最可能的结果是 解析 环境对生物进行自然选择，由于所有的树的颜色都变成了灰白色，所以在生存 斗争中，体色与环境色彩相近的蛾类易于生存下来，并产生子代个体，这种情况逐代进行 就会使个体中体色与环境色彩相近的个体数越来越多。但由于变异是不定向的，所以在群 体中可能还会有棕色等其他颜色的个体存在。 答案 D 4．下列不符合现代生物进化理论的叙述是 A．遗传和变异为生物进化提供原始的选择材料 B．通过自然选择使种群基因频率发生定向改变 C．具有有利变异的个体在生存斗争中取胜，具有不利变异的个体在生存斗争中失败而 被淘汰，所以生物进化是以个体作为基本单位的 D．生物进化的过程是由定向的自然选择决定种群的基因频率的变化过程 解析 现代生物进化理论认为生物进化是以种群为基本单位，不是以个体为基本单位。 答案 C 5．下列关于种群的说法中错误的是 A．一个种群中的个体间是相互影响的 B．一个种群中存在着年龄、性别不同的各种生物个体 C．对一个种群有利的环境，可能对另一个种群是不利的 D．种群中的个体在不断死亡，但基因库却能保持和发展 解析 一个种群内的个体是属于同一物种的，它们之间存在着个体差异，它们之间相 互影响，并可相互交配而不断繁衍。不同种群对环境的适应能力存在着一定的差异。 答案 B 6．(2019·邯郸市期末)一个蝗虫种群的翅色有绿色(SS)、浅褐色(Ss)和褐色(ss)三种表现 型。某研究小组抽样调查该种群各表现型的比例，结果如下：绿色 70%，浅褐色 20%，褐 色 10%，则该种群中 S 和 s 的基因频率是 A．70%和 30% B．80%和 20% C．90%和 10% D．50%和 50% 解析 根据题意可知，种群中绿色(SS)占 70%，浅褐色(Ss)占 20%，褐色(ss)占 10%， 则该种群中 S 的基因频率是 70%＋1/2×20%＝80%；s 的基因频率是 10%＋1/2×20%＝ 20%。 答案 B 7．下列关于进化中“选择”的叙述，正确的是 A．自然选择决定了生物变异和进化的方向 B．若没有自然选择，种群基因频率不可能发生改变 C．自然选择直接作用于个体的基因型，进而导致种群基因频率的改变 D．育种中通过人工选择使控制优良性状的基因频率逐渐扩大，从而使生物进化 解析 变异是不定向的，自然选择只决定生物进化的方向，不决定生物变异的方向，A 错误；若生物发生了突变，也会引起基因频率的改变，B 错误；自然选择直接作用于个体 的表现型，C 错误；通过育种选育使优良性状的基因频率得以扩大，从而使生物进化，D 正确。 答案 D 8．有关基因频率和生物进化的说法正确的是 A．生物只要发生进化，基因频率一定发生了改变 B．基因频率的改变不一定引起生物的进化 C．某种群中新产生的等位基因的频率一定逐渐增大 D．自然选择是影响基因频率的唯一因素 解析 生物进化的实质是基因频率的改变。生物只要发生进化，基因频率一定发生了 改变；基因频率只要发生变化，说明生物一定发生了进化；在种群所产生的变异中，若适 应环境其基因频率会增大；自然选择是影响基因频率的因素，但不是唯一的因素。 答案 A 9．下列与生物进化相关的叙述，正确的是 A．进化总是由突变引起的 B．如果没有可遗传的变异，生物就不可能进化 C．变异个体总是适应环境的 D．进化改变的是个体而不是群体 解析 生物进化中发生改变的是种群的基因频率，单位是种群，故改变的是种群的特 征，而非个体；自然选择、迁入迁出等只要改变种群的基因频率就能引起生物进化；变异 是不定向的，并具有多害少利特征，此处的“害”与“利”即指能否适应所生存的环境。 答案 B 10．(2019·天津卷)囊鼠的体毛深色(D)对浅色(d)为显性，若毛色与环境差异大则易被天 敌捕食。调查不同区域囊鼠深色表现型频率，检测并计算基因频率，结果如图。 下列叙述错误的是 A．深色囊鼠与浅色囊鼠在不同区域的分布现状受自然选择影响 B．与浅色岩 P 区相比，深色熔岩床区囊鼠的杂合体频率低 C．浅色岩 Q 区的深色囊鼠的基因型为 DD、Dd D．与浅色岩 Q 区相比，浅色岩 P 区囊鼠的隐性纯合体频率高 解析 据图分析可知，深色囊鼠在深色熔岩床区表现型频率高，而在浅色岩 P 区和浅 色岩 Q 区频率较低，因此，深色囊鼠与浅色囊鼠在不同区域的分布现状受自然选择影响， A 正确；浅色岩 P 区，囊鼠的杂合体频率(Dd)＝2×0.1×0.9＝0.18，而深色熔岩床区囊鼠的 杂合体(Dd)频率＝2×0.7×0.3＝0.42，与浅色岩 P 相比，深色熔岩床区囊鼠的杂合体频率高， B 错误；囊鼠的体毛深色(D)对浅色(d)为显性，因此，浅色岩 Q 区的深色囊鼠的基因型为 DD、Dd，C 正确；浅色岩 Q 区隐性纯合体(dd)的频率＝0.7×0.7＝0.49，而浅色岩 P 区囊 鼠的隐性纯合体(dd)的频率＝0.9×0.9＝0.81，因此，与浅色岩 Q 区相比，浅色岩 P 区囊鼠 的隐性纯合体频率高，D 正确。因此，本题答案选 B。 答案 B 11．某小岛上原有果蝇 20 000 只，其中基因型为 VV、Vv 和 vv 的果蝇分别占 15%、 55%和 30%。若此时从岛外入侵了 2 000 只基因型为 VV 的果蝇，且所有果蝇均随机交配， 则 F1 中 V 的基因频率约是 A．43% B．48% C．52% D．57% 解析 入侵了 2 000 只基因型为 VV 的果蝇，则小岛上共有 VV 5 000 只，Vv 11 000 只，vv 6 000 只，V 的基因频率为(2×5 000＋11 000)/(2×22 000)×100%≈47. 7%，因随机 交配，F1 中 V 基因频率同亲代，故选 48%。 答案 B 12．下列不能体现生物正在进化的是 A．在黑褐色环境背景下，黑色桦尺蠖被保留，浅色桦尺蠖被淘汰 B．杂合高茎豌豆通过连续自交导致后代纯合子频率越来越高 C．杂交育种通过不断地自交、筛选和淘汰使得纯合矮秆抗病小麦比例越来越高 D．青霉菌经过辐射诱变、筛选获得了青霉素产量很高的菌株 解析 生物进化的实质是种群的基因频率发生改变。在黑褐色环境背景下，黑色桦尺 蠖被保留，浅色桦尺蠖被淘汰，改变了种群的基因频率；杂合高茎豌豆通过连续自交导致 后代纯合子频率越来越高，但种群基因频率不变；杂交育种通过不断地自交、筛选和淘汰 使得纯合矮秆抗病小麦比例越来越高，改变了种群的基因频率；青霉菌经过辐射诱变、筛 选获得了青霉素产量很高的菌株，也改变了种群的基因频率。 答案 B 二、非选择题(共 24 分) 13．(12 分)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，请分析回答以下问题： (1)经观察，该种群中果蝇有多种多样的基因型，分析其产生的原因，是在突变过程中 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 量的可遗传____________，其产生的方向是____________的，它们都能为生物进化提供 ____________。 (2)随机从该种群中抽出 100 只果蝇，测知基因型 AA(灰身)35 只，Aa(灰身)60 只，aa(黑 身)5 只，则 A 基因的基因频率为______________，a 基因的基因频率为__________________。 (3)通过对果蝇及其他生物的群体进行遗传学研究，可得出生物进化的实质是 ________________________。 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 会使生物产生多种基因型，但它们都是不定向的。 (2)A 基因的频率＝ 2AA＋Aa 2（AA＋Aa＋aa） ×100%＝ 2×35＋60 2×（35＋60＋5） ×100%＝65%，由于 A 与 a 两者基因频率之和为 1，所以 a 基因的 频率为 35% (3)生物进化的实质是种群基因频率的改变。 答案 (1)等位基因 基因重组 变异 不定向 原材料 (2)65% 35% (3)种群基因频率的改变 14．(12 分)19 世纪中叶以来，随着英国重工业的发展，尺蛾中黑化蛾的比例越来越高。 为了研究环境改变对尺蛾种群变化的影响，1950 年科学工作者在英国的两个地区利用标志 重捕法进行了调查，获得如下结果： 项目 地区 白色蛾 黑化蛾 释放数 回收数 回收率 释放数 回收数 回收率 污染区 64 16 25.0% 154 82 53.2% 非污染区 393 54 13.7% 406 19 4.7% 请回答下列问题： (1)①自然选择是________________________的过程。 ②表中两组数据________大于______、______大于______共同支持“自然选择决定生 物进化方向”这一论点。 (2)20 世纪 50 年代后，英国开始实行煤烟控制计划，大气环境污染得到了治理。请根据 图说出三者的变化关系并解释原因。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析 自然选择是适者生存，不适者被淘汰的过程。根据题意，污染区黑化蛾回收率 大于白色蛾，而非污染区则相反，表中两组数据 53.2%大于 25.0%、13.7%大于 4.7%共同 支持“自然选择决定生物进化方向”这一论点。根据图示分析，由于煤烟排放量减少，SO2 含量逐年降低，树干上地衣数量逐年增多，黑化蛾基因型频率逐年降低。 答案 (1)①适者生存，不适者被淘汰 ②53.2% 25.0% 13.7% 4.7%(两组数据先后顺序可以调换) (2)①由于煤烟排放量减少，SO2 浓度逐年降低。②由于 SO2 浓度降低，树干上地衣数 量逐渐增多。原因是地衣对 SO2 敏感，因此 SO2 浓度降低，有利于地衣生长。③由于地衣 数量增多，黑化蛾频率逐年降低。原因是地衣颜色浅，黑化蛾易被鸟类捕食