資源簡(jiǎn)介

第6章　生物的進(jìn)化
第3節(jié)　種群基因組成的變化與物種的形成
（一）基礎(chǔ)檢查　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.(2023·廣東一模)果蠅的3號(hào)染色體上有一對(duì)等位基因D(展翅)和d(正常翅),但DD純合致死。現(xiàn)將一定數(shù)目的展翅雌雄果蠅裝入培養(yǎng)瓶中培養(yǎng),個(gè)體間自由交配。則F2中基因D的頻率是(　　)
A.　　　 　B.　　 　　C.　　　　 D.
答案:C
2.科學(xué)家對(duì)某地的一種蟹的體色深、淺進(jìn)行研究,結(jié)果如圖所示。不同體色的蟹的數(shù)量不同,下列解釋最合理的是(　　)
A.體色深和體色淺的個(gè)體繁殖能力弱
B.體色深和體色淺的個(gè)體食物來源太少
C.中間體色與環(huán)境顏色相適應(yīng),不易被天敵捕食
D.此地的環(huán)境使這種蟹變異出中間體色,并淘汰體色深、淺兩種性狀
解析:體色不同的蟹仍是同一物種,它們的繁殖能力沒有多大差別,A項(xiàng)錯(cuò)誤;不同體色的蟹生活在同一環(huán)境中,食物來源是一致的,B項(xiàng)錯(cuò)誤;蟹群個(gè)體間存在體色差異,在生存斗爭(zhēng)中,與環(huán)境顏色相適應(yīng)的中間體色不易被天敵捕食而得以生存,C項(xiàng)正確;這種蟹的不同體色的變異本來就存在,環(huán)境只是對(duì)其進(jìn)行選擇,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案:C
3.下列關(guān)于基因頻率與生物進(jìn)化關(guān)系的敘述,正確的是(　　)
A.種群基因頻率的改變不一定引起生物的進(jìn)化
B.生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變
C.只有在新物種形成時(shí),才發(fā)生基因頻率的改變
D.生物性狀的改變一定引起生物的進(jìn)化
解析:生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變,基因頻率發(fā)生改變一定會(huì)引起生物的進(jìn)化,A項(xiàng)錯(cuò)誤、B項(xiàng)正確;新物種形成的標(biāo)志是產(chǎn)生生殖隔離,不形成新物種也可能會(huì)發(fā)生基因頻率的改變,C項(xiàng)錯(cuò)誤;生物的性狀受基因和環(huán)境的共同作用,性狀發(fā)生改變,基因不一定發(fā)生改變,故基因頻率不一定發(fā)生改變,生物也不一定進(jìn)化,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案:B
假設(shè)在某一個(gè)群體中,AA、Aa、aa三種基因型的個(gè)體數(shù)量相等,圖中所示為環(huán)境對(duì)A或a基因有利時(shí)其基因頻率的變化曲線。下列敘述正確的是
(　　)
A.有利基因的基因頻率變化如曲線甲所示,該種群將進(jìn)化成新物種
B.種群基因型頻率的改變一定引起基因頻率的改變
C.圖中甲、乙曲線變化幅度不同主要取決于生物生存環(huán)境引起的變異
D.曲線乙可以表示當(dāng)自然選擇對(duì)隱性基因不利時(shí)顯性基因基因頻率的變化
解析:種群的基因頻率發(fā)生改變,則生物發(fā)生進(jìn)化,而新物種形成的標(biāo)志是產(chǎn)生生殖隔離。曲線甲只表示有利基因的基因頻率升高,該種群得以進(jìn)化,但無法得知是否產(chǎn)生生殖隔離,A項(xiàng)錯(cuò)誤;種群基因型頻率發(fā)生改變,不一定引起種群基因頻率的改變,B項(xiàng)錯(cuò)誤;圖中甲、乙曲線變化幅度不同主要取決于自然選擇,C項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)自然選擇對(duì)隱性基因不利時(shí),隱性個(gè)體的生存能力降低,顯性個(gè)體的生存能力升高,從而使隱性基因頻率下降,顯性基因頻率升高,因此乙曲線可以表示當(dāng)自然選擇對(duì)隱性基因不利時(shí)顯性基因基因頻率的變化,D項(xiàng)正確。
答案:D
5.三倍體牡蠣(3n=30)肉鮮味美,其培育的過程是使二倍體牡蠣處于減數(shù)分裂Ⅱ時(shí)期的次級(jí)卵母細(xì)胞不能分裂,然后讓該細(xì)胞與二倍體牡蠣的精子結(jié)合獲得三倍體牡蠣。下列有關(guān)敘述正確的是 (　　)
A.三倍體牡蠣細(xì)胞在減數(shù)分裂過程中會(huì)形成15個(gè)四分體
B.三倍體牡蠣的染色體數(shù)目發(fā)生了變化且該變化決定其進(jìn)化的方向
C.三倍體牡蠣細(xì)胞在有絲分裂后期能觀察到60條染色體
D.三倍體牡蠣與二倍體牡蠣是自然界中存在的兩個(gè)物種
解析:三倍體牡蠣在減數(shù)分裂過程中聯(lián)會(huì)紊亂,不可育,A項(xiàng)錯(cuò)誤;自然選擇決定其進(jìn)化的方向,變異不能決定其進(jìn)化的方向,B項(xiàng)錯(cuò)誤;三倍體牡蠣細(xì)胞內(nèi)含有30條染色體,在有絲分裂后期染色體數(shù)目加倍,故能觀察到60條染色體,C項(xiàng)正確;三倍體牡蠣不可育,不是一個(gè)物種,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案:C
6.(2024·廣東開學(xué)測(cè))物種形成通常伴隨著生殖隔離的建立,基因頻率的改變是物種形成和生物多樣性的基礎(chǔ)。下列敘述正確的是(　　)
A.種群個(gè)體隨機(jī)交配會(huì)導(dǎo)致基因頻率的改變
B.種群基因頻率的改變意味著新物種的產(chǎn)生
C.種群基因庫(kù)間的差異可能導(dǎo)致生殖隔離
D.新基因的產(chǎn)生與環(huán)境的自然選擇有關(guān)
解析:種群個(gè)體隨機(jī)交配實(shí)際上是在一個(gè)種群內(nèi)部,基因通過隨機(jī)組合傳遞給后代,這種交配方式在理想情況下(如無突變、無選擇、無遷移、無遺傳漂變)會(huì)保持基因頻率的穩(wěn)定,即不會(huì)發(fā)生基因頻率的改變,A項(xiàng)錯(cuò)誤;種群基因頻率的改變是物種形成和生物多樣性的基礎(chǔ),但它本身并不等同于新物種的產(chǎn)生,判斷是否產(chǎn)生新物種,須通過是否出現(xiàn)生殖隔離進(jìn)行判斷,種群基因頻率的改變不一定產(chǎn)生生殖隔離,B項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)一個(gè)種群由于各種原因(如地理隔離)長(zhǎng)期分開形成兩個(gè)種群,它們各自獨(dú)立進(jìn)化,基因庫(kù)之間的差異會(huì)逐漸增大,當(dāng)這種差異達(dá)到一定程度時(shí),兩個(gè)種群之間就可能發(fā)生生殖隔離,從而形成新的物種,C項(xiàng)正確;新基因的產(chǎn)生通常是通過基因突變來實(shí)現(xiàn)的,而基因突變是隨機(jī)的、不定向的,與環(huán)境因素沒有直接的因果關(guān)系,然而,環(huán)境的自然選擇會(huì)作用于已經(jīng)存在的表型,通過保留有利變異和淘汰不利變異來影響種群的基因頻率和基因型頻率,從而推動(dòng)生物的進(jìn)化,但環(huán)境的自然選擇并不直接導(dǎo)致新基因的產(chǎn)生,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案:C
7.下圖為A物種進(jìn)入甲、乙兩島后逐漸形成B、C、D物種的演化過程示意圖,據(jù)圖回答下列問題。
(1)A物種進(jìn)入甲、乙島后,分別進(jìn)化為B、C物種,這種由于地理障礙使其分成不同種群而不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象即為　　　　　　　　　　,甲、乙島上的環(huán)境不同,所以　　　　　　　的方向也不同,導(dǎo)致進(jìn)化方向產(chǎn)生差異。
(2)某時(shí)期將甲島上的B物種引入乙島,其不能與C物種發(fā)生基因交流的原因是 　, 最終遷入乙島的B物種進(jìn)化為D物種,進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是　 。
(3)假設(shè)某較大的植物種群中,AA基因型個(gè)體占40%,aa基因型個(gè)體占20%,則該種群在自然狀態(tài)下隨機(jī)交配產(chǎn)生的F1中,A的基因頻率為　　　　　　　。
解析:(1)物種是指能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物。A物種進(jìn)入甲、乙島后,分別進(jìn)化為B、C物種,這種由于地理障礙使其分成不同種群而不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象即為地理隔離,甲、乙島上的環(huán)境不同,所以自然選擇的方向也不同,導(dǎo)致進(jìn)化方向產(chǎn)生差異。(2)某時(shí)期將甲島上的B物種引入乙島,其不能與C物種發(fā)生基因交流的原因是與C物種已形成生殖隔離,最終遷入乙島的B物種進(jìn)化為D物種,進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變。(3)由題意知,AA=40%,aa=20%,則Aa=1-40%-20%=40%,A的基因頻率是A=40%+40%÷2=60%;該種群在自然狀態(tài)下隨機(jī)交配,不會(huì)改變種群的基因頻率,因此F1中A的基因頻率仍是60%。
答案:(1)地理隔離　自然選擇　(2)B物種與C物種存在生殖隔離　種群基因頻率發(fā)生改變　(3)60%
(二)拓展提高
8.(2023·廣東四校聯(lián)考)“番茄沒有小時(shí)候的味道了”是由于人們?cè)谶x育番茄時(shí)更注重品相而忽略了風(fēng)味所導(dǎo)致的。如一個(gè)與番茄風(fēng)味相關(guān)的基因t可在90%以上的野生番茄中檢測(cè)到,但僅有不到7%的栽培番茄含有此基因。從進(jìn)化的角度看,下列說法正確的是(　　)
A.人工選育擴(kuò)大了番茄種群的基因庫(kù)
B.人工選育為番茄的進(jìn)化提供了原材料
C.野生番茄和栽培番茄之間存在生殖隔離
D.人工選育是基因t頻率改變的重要原因
解析:分析題意可知,基因庫(kù)沒有發(fā)生變化,A項(xiàng)錯(cuò)誤;番茄進(jìn)化的原材料是突變和基因重組,人工選育過程是對(duì)原材料進(jìn)行選擇的過程,B項(xiàng)錯(cuò)誤;野生番茄和栽培番茄之間不存在生殖隔離,沒有形成新物種,C項(xiàng)錯(cuò)誤;人工選育可使基因頻率發(fā)生改變,D項(xiàng)正確。
答案:D
9.(2023·廣州一模)農(nóng)業(yè)害蟲二化螟的種群數(shù)量在不同季節(jié)有很大差異,春夏季大量繁殖,到了冬季由于寒冷原因而大量死亡,僅有少數(shù)個(gè)體能存活下來,如下圖所示(抗藥性為隱性突變)。第二年春,二化螟的種群數(shù)量因存活的少量個(gè)體繁殖而恢復(fù)。下列敘述錯(cuò)誤的是 (　　)
A.突變是不定向的,因此抗藥基因在使用殺蟲劑前已經(jīng)存在
B.若過程中未發(fā)生基因突變,第二年夏天該二化螟種群的抗藥基因頻率為0
C.圖示中抗藥基因的頻率變化,不能說明抗藥性狀不利于二化螟生存
D.該現(xiàn)象表明,在自然界中抗藥性的個(gè)體的存留具有一定偶然性
解析:基因突變是隨機(jī)的、不定向的,抗藥基因在使用殺蟲劑之前就已經(jīng)存在,殺蟲劑只是起了選擇作用,A項(xiàng)正確。由圖中信息可知,冬季存活下來的個(gè)體均是無抗藥性的個(gè)體,抗藥性為隱性突變,故存活下來的個(gè)體可能是抗藥基因攜帶者,故B項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案:B
10.一百多年前,達(dá)爾文對(duì)加拉帕戈斯群島上的13種地雀進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)這些地雀與生活在南美洲大陸上的某種鳥(后稱達(dá)爾文地雀)有著相似的特征。下圖為這13種地雀之間的進(jìn)化關(guān)系,請(qǐng)據(jù)圖分析回答下列問題。
(1)島上的13種地雀在羽色、鳴叫、產(chǎn)卵和求偶等方面極為相似,但仍屬于不同物種,原因是這些地雀之間存在著　 。
(2)某小島上的全部鶯雀?jìng)€(gè)體稱為一個(gè)　　　　,它是生物進(jìn)化的　　　　。
(3)鶯雀的羽毛有條紋(A)對(duì)無條紋(a)為顯性。在這個(gè)小島的鶯雀種群內(nèi),有條紋(AA)個(gè)體占35%,無條紋(aa)個(gè)體占25%,若地雀間能進(jìn)行自由交配得到F1,則F1中a基因的頻率和Aa基因型的頻率分別是　　　　、　　　　。
解析:(1)不同的物種之間存在生殖隔離。(2)種群是生物進(jìn)化的基本單位,某小島上的全部鶯雀?jìng)€(gè)體稱為一個(gè)種群。(3)親本中AA占35%,aa占25%,所以Aa占40%,因此在親本中A的基因頻率為×100%=55%,a的基因頻率為1-55%=45%。自由交配后,子代A、a的基因頻率不變,則子代中Aa的基因型頻率為2×55%×45%=49.5%。
答案:(1)生殖隔離　(2)種群　基本單位　(3)45%　49.5%
探究實(shí)踐課:探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br/>1.闡明自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響。
2.運(yùn)用數(shù)學(xué)方法討論種群基因頻率的變化。
二、實(shí)驗(yàn)原理
1.自然選擇能夠提高種群的適應(yīng)性,它既可以對(duì)隱性基因,也可以對(duì)顯性基因起到選擇作用,即自然選擇可以使基因頻率產(chǎn)生改變。
2.本探究所用的基本方法是數(shù)學(xué)推算法。
三、方法步驟
1.提出問題:樺尺蛾種群中s基因(決定淺色性狀)的頻率為什么越來越低呢
2.做出假設(shè):黑褐色的生活環(huán)境,不利于淺色樺尺蛾的生存,對(duì)黑色樺尺蛾生存有利,這種環(huán)境的選擇作用使該種群的s基因的頻率越來越低,即自然選擇可以使種群的基因頻率發(fā)生定向改變。
3.創(chuàng)設(shè)數(shù)字化的問題情境。
示例(其中數(shù)字是假設(shè)的):
1870年,樺尺蛾種群的基因型頻率為SS 10%,Ss 20%,ss 70%,S基因的頻率為20%。在樹干變黑這一環(huán)境條件下,假如樹干變黑不利于淺色樺尺蛾的生存,使得種群中淺色個(gè)體每年減少10%,黑色個(gè)體每年增加10%。第2~10年間,該種群每年的基因型頻率各是多少 每年的基因頻率是多少
4.計(jì)算,將計(jì)算結(jié)果填入表中(如下表所示)。
時(shí)間 第1年 第2年 第3年 第4年 ……
基因型 頻率/% SS 10 11.5
Ss 20 22.9
ss 70 65.6
基因 頻率/% S 20 23
s 80 77
5.根據(jù)計(jì)算結(jié)果,對(duì)環(huán)境的選擇作用的大小進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,比如,把淺色個(gè)體每年減少的數(shù)量百分比定高些,重新計(jì)算種群基因型頻率和基因頻率的變化,與步驟4中所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。
實(shí)驗(yàn)思考
1.本實(shí)驗(yàn)思考。
(1)本探究活動(dòng)中,可以隨意提出假設(shè)嗎
提示:不可以。提出的假設(shè)要具有科學(xué)性,要嚴(yán)謹(jǐn),不能根據(jù)自己的意愿隨便提出。
(2)樹干變黑會(huì)影響樺尺蛾種群中淺色個(gè)體的出生率嗎 為什么
提示:會(huì)。因?yàn)樵S多淺色個(gè)體可能在沒有交配或產(chǎn)卵前就已被天敵捕食。
(3)在自然選擇過程中,直接受選擇的是基因型還是表型 為什么
提示:表型。例如,天敵看到的是樺尺蛾的體色,而不是控制其體色的基因。
2.延伸思考。
影響種群基因頻率變化的因素主要有哪些
提示:突變和基因重組、自然選擇、遷移等。
歸納提升
1.自然選擇使種群的基因頻率發(fā)生定向改變,導(dǎo)致生物朝一定的方向進(jìn)化。
2.自然選擇直接選擇的是生物的表型,適者生存,不適者被淘汰。
實(shí)戰(zhàn)演練
1.在19世紀(jì)中葉以前,英國(guó)曼徹斯特地區(qū)的樺尺蛾幾乎都是淺色(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(S)的樺尺蛾成了常見類型。下列與此相關(guān)的敘述,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.樺尺蛾種群進(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)樺尺蛾種群進(jìn)化過程中Ss的基因型頻率不會(huì)改變
D.長(zhǎng)時(shí)間的環(huán)境污染導(dǎo)致s基因定向突變成S基因
解析:自然選擇是定向的,A項(xiàng)錯(cuò)誤。自然選擇直接作用于表型,選擇的是各種基因型的個(gè)體,B項(xiàng)正確。基因型為Ss的個(gè)體對(duì)應(yīng)的表型為黑色,適應(yīng)環(huán)境,通過選擇,其基因型頻率增加,C項(xiàng)錯(cuò)誤。基因突變是不定向的,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案:B
2.樺尺蛾的體色(黑色和灰色)受一對(duì)等位基因控制。19世紀(jì)中葉,隨著英國(guó)重工業(yè)的發(fā)展,樺尺蛾中黑色個(gè)體的比例越來越高。20世紀(jì)50年代后,英國(guó)大氣污染得到了治理。據(jù)圖分析正確的是 (　　)
A.黑色樺尺蛾為了適應(yīng)地衣的顏色體色逐漸變淺
B.控制樺尺蛾體色的基因頻率發(fā)生了不定向的改變
C.黑色樺尺蛾與灰色樺尺蛾之間沒有形成生殖隔離
D.該變化是由黑色樺尺蛾遷出、灰色樺尺蛾遷入引起的
解析:樺尺蛾體色是由基因控制的,黑色樺尺蛾數(shù)量減少是因?yàn)榇髿馕廴镜玫街卫硪院蟮沫h(huán)境對(duì)其進(jìn)行了選擇,A項(xiàng)錯(cuò)誤;控制樺尺蛾體色的基因頻率發(fā)生了定向的改變,B項(xiàng)錯(cuò)誤;黑色樺尺蛾和灰色樺尺蛾屬于同一物種,它們之間不存在生殖隔離,C項(xiàng)正確;該變化是自然選擇的結(jié)果,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案:C
3.研究顯示,某保護(hù)區(qū)內(nèi)地雀喙的形態(tài)與ALX1基因高度相關(guān),下圖顯示ALX1基因型(BB、BP和PP)與FM地雀喙形態(tài)的關(guān)系。在該保護(hù)區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)具有鈍喙、尖喙和中間型FM地雀的數(shù)量分別為260只、180只和360只,則P的基因頻率是(　　)
A.35%　　　　　B.40% C.50% D.45%
解析:由坐標(biāo)圖可知,BB基因型喙的尖度幾乎是0,因此是鈍喙,基因型為PP的喙尖度接近1,是尖喙,BP是中間型;又知有鈍喙、尖喙和中間型FM地雀的數(shù)量分別為260只、180只和360只,即BB=260只,PP=180只,BP=360只,因此P的基因頻率是×100%=45%。
答案:D
4.在一個(gè)隨機(jī)交配的種群中,調(diào)查發(fā)現(xiàn)AA占20%,Aa占40%,aa占40%,在某種條件發(fā)生變化的情況下,顯性個(gè)體每年遞增10%,隱性個(gè)體每年遞減10%,則第二年A基因的頻率為(　　)
A.43.1% B.40% C.36.7% D.44%
解析:由題干信息可知,顯性個(gè)體每年遞增10%,隱性個(gè)體每年遞減10%,假設(shè)該種群有100個(gè)個(gè)體,則一年后AA為22個(gè),Aa為44個(gè),aa為36個(gè)。則此時(shí)A的基因頻率為=≈43.1%。
答案:A
5.(2022·廣東廣州)某海島上分趾海龜WW基因型個(gè)體占25%,Ww基因型個(gè)體占50%,連趾海龜ww基因型個(gè)體占25%。在食物缺乏的環(huán)境下,分趾海龜(WW、Ww)的個(gè)體數(shù)每年各減少20%,連趾海龜?shù)膫€(gè)體數(shù)量保持穩(wěn)定,則一年后W的基因頻率約是 (　　)
A.47.1% B.29.4% C.50% D.52.9%
解析:假設(shè)第一年海龜數(shù)量為100只,則基因型為WW的個(gè)體為25只,基因型為Ww的個(gè)體為50只,基因型為ww的個(gè)體為25只,在食物缺乏的環(huán)境下,分趾海龜?shù)膫€(gè)體數(shù)每年減少20%,即第二年時(shí),基因型為WW的個(gè)體為25-25×20%=20只,基因型為Ww的個(gè)體為50-50×20%=40只,基因型為ww的個(gè)體數(shù)量穩(wěn)定不變,仍為25只,所以W=(20×2+40)÷[(20+40+25)×2]≈47.1%,A項(xiàng)正確。
答案:A
6.有兩個(gè)非常大的某昆蟲種群,個(gè)體間隨機(jī)交配。種群1中的A基因頻率為80%,a基因頻率為20%;種群2中的A基因頻率為60%,a基因頻率為40%。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.75% B.50% C.42% D.21%
解析:由題意知,該種群非常大、個(gè)體間隨機(jī)交配、沒有遷入和遷出、無突變、不同個(gè)體生存和繁殖的機(jī)會(huì)是均等的,因此遵循遺傳平衡定律,所以兩個(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=2××=2×70%×30%=42%。
答案:C
7.等位基因(A、a)位于某種昆蟲的常染色體上,該昆蟲的一個(gè)數(shù)量非常大的種群在進(jìn)化過程中,a基因的頻率與基因型頻率之間的關(guān)系如下圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別代表AA、Aa、aa的基因型頻率
B.影響種群基因頻率的因素有突變、自然選擇、隨機(jī)交配、遷入和遷出等
C.a基因控制的性狀表現(xiàn)類型更適應(yīng)環(huán)境
D.A基因頻率為0.25時(shí),Aa的基因型頻率為0.75
解析:由分析可知,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別代表AA、aa、Aa的基因型頻率,A項(xiàng)錯(cuò)誤;能使種群基因頻率發(fā)生改變的因素有突變、自然選擇、不能隨機(jī)交配、遷入和遷出等,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由題圖可知,a基因頻率隨時(shí)間增大,aa個(gè)體數(shù)量不斷增加,說明a基因控制的性狀表現(xiàn)類型更適應(yīng)環(huán)境,C項(xiàng)正確;當(dāng)A基因頻率為0.25時(shí),a基因頻率為0.75,則Aa的基因型頻率為0.375,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案:C
8.某植物種群,AA基因型個(gè)體占30%,aa基因型個(gè)體占20%。據(jù)此回答下列問題。
(1)該植物的A、a的基因頻率分別為　　　　　　　和　　　　。
(2)若該植物自交,后代中AA、aa基因型個(gè)體分別占　　　　和　　　　,這時(shí)A、a的基因頻率分別是　　　　和　　　　。
(3)依據(jù)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論,這種植物在兩年中是否發(fā)生了進(jìn)化 　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)由此可見,進(jìn)化的基本單位是　　　　,進(jìn)化的原材料是由　　　　　　　　_____________提供的,　　　　　　決定生物進(jìn)化的方向,進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是　　　　　　　。
解析:(1)由題意知,該種群中AA基因型個(gè)體占30%,aa基因型個(gè)體占20%,Aa基因型個(gè)體占50%,則A基因頻率=30%+×50%=55%,a基因頻率=20%+×50%=45%。(2)如果該植物自交,后代中AA基因型頻率=30%+50%×=42.5%,aa基因型頻率=20%+50%×=32.5%,Aa基因型頻率=50%×=25%,因此A基因頻率=42.5%+×25%=55%,a基因頻率=32.5%+×25%=45%。(3)生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變,根據(jù)上述計(jì)算可知,這種植物在兩年中種群基因頻率沒變,所以沒有發(fā)生進(jìn)化。(4)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為,生物進(jìn)化的基本單位是種群,突變(包括基因突變和染色體變異)和基因重組為生物進(jìn)化提供原材料,自然選擇決定生物進(jìn)化的方向,進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變。
答案:(1)55%　45% (2)42.5%　32.5%　55%　45% (3)否　種群基因頻率沒發(fā)生改變 (4)種群　突變和基因重組　自然選擇　種群基因頻率的改變
探究實(shí)踐課:探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br/>通過觀察細(xì)菌在含有抗生素的培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)狀況,探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用。
二、實(shí)驗(yàn)原理
一般情況下,一定濃度的抗生素會(huì)殺死細(xì)菌,但變異的細(xì)菌可能產(chǎn)生耐藥性。在實(shí)驗(yàn)室連續(xù)培養(yǎng)細(xì)菌時(shí),如果向培養(yǎng)基中添加抗生素,耐藥菌有可能存活下來。
三、材料用具
經(jīng)高溫滅菌的牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基及固體培養(yǎng)基平板,細(xì)菌菌株(如大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等),含有抗生素(如青霉素、卡那霉素等)的圓形濾紙片(簡(jiǎn)稱“抗生素紙片”),不含抗生素的紙片,鑷子,涂布器,無菌棉簽,酒精燈,記號(hào)筆,直尺等。
四、方法步驟
步驟 操作方法
編號(hào) 用記號(hào)筆在培養(yǎng)皿的底部畫2條相互垂直的直線,將培養(yǎng)皿分為4個(gè)區(qū)域,分別標(biāo)記為①~④
接種 取少量細(xì)菌的培養(yǎng)液,用無菌的涂布器(或無菌棉簽)均勻地涂抹在培養(yǎng)基平板上
設(shè)置 對(duì)照 用無菌的鑷子先夾取1張不含抗生素的紙片放在①號(hào)區(qū)域的中央,再分別夾取1張抗生素紙片放在②~④號(hào)區(qū)域的中央,蓋上皿蓋
培養(yǎng) 將培養(yǎng)皿倒置于37 ℃的恒溫箱中培養(yǎng)12~16 h
觀察 記錄 觀察培養(yǎng)基上細(xì)菌的生長(zhǎng)狀況。紙片附近是否出現(xiàn)了抑菌圈 如果有,測(cè)量和記錄每個(gè)實(shí)驗(yàn)組中抑菌圈的直徑,并取平均值
重復(fù) 實(shí)驗(yàn) 從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細(xì)菌,接種到已滅菌的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng),然后重復(fù)上述接種及其后的步驟。如此重復(fù)幾代,記錄每一代培養(yǎng)物抑菌圈的直徑
實(shí)驗(yàn)思考
1.本實(shí)驗(yàn)思考。
(1)為什么要從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細(xì)菌
提示:抑菌圈邊緣的菌落接觸抗生素,經(jīng)過抗生素選擇后可能有的細(xì)菌具有耐藥性。
(2)在本實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)條件下,耐藥菌所產(chǎn)生的變異是有利還是有害的 你怎么理解變異是有利還是有害的
提示:在本實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)條件下,耐藥菌所產(chǎn)生的變異是有利的。變異是有利還是有害取決于環(huán)境條件。
2.延伸思考。
濫用抗生素的現(xiàn)象十分普遍。例如,有人生病時(shí)覺得去醫(yī)院很麻煩,就直接吃抗生素;有的禽畜養(yǎng)殖者將抗生素添加到動(dòng)物飼料中。你認(rèn)為這些做法會(huì)有什么后果
提示:這些做法會(huì)使細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性,甚至?xí)?dǎo)致抗生素不能殺死的“超級(jí)細(xì)菌”出現(xiàn)。
歸納提升
1.接種過程中不要讓菌液污染實(shí)驗(yàn)者或其他人及物品;注意不要將平板劃破。
2.接種過程中,注意培養(yǎng)皿蓋不能完全打開,接種后,培養(yǎng)皿倒置。
3.測(cè)量抑菌圈直徑的過程中,防止接觸菌落。
4.重復(fù)培養(yǎng)時(shí),從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細(xì)菌。
5.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,應(yīng)將耐藥菌、培養(yǎng)基、紙片等進(jìn)行高溫滅菌處理。
實(shí)戰(zhàn)演練
1.長(zhǎng)期使用青霉素治病,會(huì)出現(xiàn)一些耐藥性強(qiáng)的細(xì)菌,使青霉素的藥效降低。原因是(　　)
A.長(zhǎng)期使用青霉素使細(xì)菌不得不適應(yīng)青霉素
B.青霉素的使用導(dǎo)致細(xì)菌發(fā)生了基因突變
C.青霉素對(duì)細(xì)菌的不定向變異進(jìn)行了定向選擇
D.細(xì)菌為了適應(yīng)青霉素而產(chǎn)生了定向變異
解析:由于青霉素對(duì)細(xì)菌有選擇作用,長(zhǎng)期使用青霉素治病,淘汰了沒有耐藥性的細(xì)菌和耐藥性低的細(xì)菌,能生存下來的細(xì)菌都具有較強(qiáng)的耐藥性,使青霉素藥效降低。
答案:C
2.“超級(jí)細(xì)菌”是一種耐藥性細(xì)菌,大部分抗生素對(duì)它不起作用。科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),“超級(jí)細(xì)菌”的產(chǎn)生是人類濫用抗生素的結(jié)果。下圖表示抗生素的使用時(shí)間與細(xì)菌數(shù)量的關(guān)系,下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A.在患感冒時(shí),應(yīng)減少抗生素的使用
B.C點(diǎn)時(shí)細(xì)菌種群的耐藥性基因頻率增加,則一定發(fā)生了進(jìn)化
C.細(xì)菌耐藥性的產(chǎn)生是人們使用抗生素的結(jié)果
D.抗生素的使用導(dǎo)致B點(diǎn)細(xì)菌數(shù)量較少
解析:抗生素的使用會(huì)使耐藥性細(xì)菌的比例增大,人在患感冒時(shí),應(yīng)減少抗生素的使用,A項(xiàng)正確;C點(diǎn)時(shí)細(xì)菌種群的耐藥性基因頻率增加,則一定發(fā)生了進(jìn)化,B項(xiàng)正確;細(xì)菌耐藥性的形成是基因突變的結(jié)果,C項(xiàng)錯(cuò)誤;抗生素的使用導(dǎo)致B點(diǎn)細(xì)菌數(shù)量較少,D項(xiàng)正確。
答案:C
3.細(xì)菌耐藥性基因頻率升高的原因是(　　)
A.定向變異　　　　　　 B.用進(jìn)廢退
C.自然選擇 D.大量繁殖
解析:細(xì)菌的種群中存在不定向的變異,有的具有耐藥性,有的不具有耐藥性。抗生素的使用起到了選擇作用,淘汰了細(xì)菌種群中本來就存在的不耐藥性個(gè)體,而將耐藥性個(gè)體選擇出來。經(jīng)過逐代選擇,導(dǎo)致細(xì)菌種群的耐藥性基因頻率升高。可見,細(xì)菌耐藥性基因頻率升高的原因是自然選擇。
答案:C
4.人類在長(zhǎng)期使用同一種藥物后,隨著藥物使用次數(shù)的增加,原有劑量所產(chǎn)生的藥物效用有減弱的現(xiàn)象,此現(xiàn)象為對(duì)藥物產(chǎn)生耐受性,這種對(duì)藥物產(chǎn)生耐受性的現(xiàn)象,可表示為(甲線為剛開始使用某種藥物時(shí)的作用情形;乙線為長(zhǎng)期使用同種藥物后的作用情形) (　　)
A B C D
解析:藥物劑量越大,作用效果越好,但隨著藥物使用次數(shù)的增加,原有劑量所產(chǎn)生的藥物效用會(huì)有所降低,B項(xiàng)正確。
答案:B
5.由于抗生素的大量使用,人體內(nèi)的病菌耐藥性大增。下圖是某細(xì)菌的進(jìn)化過程圖,下列說法正確的是(　　)
A.人體中的所有細(xì)菌原種構(gòu)成一個(gè)種群
B.抗生素使某細(xì)菌發(fā)生了定向變異
C.②過程使某細(xì)菌原種的基因頻率發(fā)生了定向改變
D.若①②③表示生物進(jìn)化中的基本環(huán)節(jié),則①可能來源于基因突變、基因重組和染色體變異
解析:種群必須是同一區(qū)域中同種生物的全部個(gè)體,人體中的細(xì)菌有很多種,A項(xiàng)錯(cuò)誤。抗生素起選擇作用,而不是誘導(dǎo)細(xì)菌發(fā)生變異,且變異是不定向的,B項(xiàng)錯(cuò)誤。②過程是抗生素的選擇過程,使某細(xì)菌原種的基因頻率發(fā)生了定向改變,C項(xiàng)正確。細(xì)菌是原核生物,其變異只有基因突變,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案:C
6.野生型枯草桿菌能被鏈霉素殺死,但一個(gè)突變型枯草桿菌卻能在含鏈霉素的培養(yǎng)基上生存,兩者的差異如下表所示。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 (　　)
枯草桿菌 核糖體S12蛋白第55~58位的氨基酸序列 鏈霉素與核糖體結(jié)合
野生型 …—脯氨酸—賴氨酸—賴氨酸—脯氨酸—… 能
突變型 …—脯氨酸—精氨酸—賴氨酸—脯氨酸—… 不能
A.突變型枯草桿菌具有鏈霉素抗性的原因是S12蛋白結(jié)構(gòu)改變
B.鏈霉素因能與核糖體結(jié)合,從而能抑制枯草桿菌的翻譯過程
C.出現(xiàn)突變型枯草桿菌最可能的原因是基因中堿基的替換
D.此突變型枯草桿菌的出現(xiàn)是鏈霉素誘導(dǎo)產(chǎn)生的
解析:分析表中信息可知,野生型與突變型枯草桿菌的核糖體S12蛋白第56位的氨基酸種類不同,說明突變型枯草桿菌具有鏈霉素抗性的原因是S12蛋白結(jié)構(gòu)改變,出現(xiàn)突變型枯草桿菌最可能的原因是基因中堿基的替換,A、C兩項(xiàng)正確;核糖體是翻譯的場(chǎng)所,鏈霉素因能與核糖體結(jié)合,從而能抑制枯草桿菌的翻譯過程,B項(xiàng)正確;此突變型枯草桿菌是在使用鏈霉素之前就出現(xiàn)的,是基因突變的結(jié)果,鏈霉素只是對(duì)其進(jìn)行了定向選擇,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案:D
野生型金黃色葡萄球菌對(duì)青霉素敏感,將它接種到青霉素濃度為0.1單位/
cm3的培養(yǎng)基上,大多數(shù)菌株死亡,極少數(shù)菌株能存活下來。存活下來的菌株經(jīng)過不斷選育,最后可以獲得能生長(zhǎng)在青霉素濃度為250單位/cm3的培養(yǎng)基上的細(xì)菌品系。據(jù)此分析,下列有關(guān)說法正確的是(　　)
A.抗青霉素的金黃色葡萄球菌增殖過程中能將抗青霉素的性狀直接傳遞給后代
B.在此過程中,青霉素起到了定向誘導(dǎo)金黃色葡萄球菌變異的作用
C.在此過程中,金黃色葡萄球菌種群的基因頻率發(fā)生了定向改變
D.能在含青霉素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的細(xì)菌品系發(fā)生的變異是染色體變異
解析:在生物的繁殖過程中,個(gè)體并不是把性狀直接傳遞給后代,而是通過基因傳遞給后代,A項(xiàng)錯(cuò)誤;變異是不定向的,在此過程中青霉素起定向選擇的作用,B項(xiàng)錯(cuò)誤;在青霉素的選擇作用下,具有抗青霉素基因的個(gè)體有更多的機(jī)會(huì)生存并繁殖后代,不具有抗青霉素基因的個(gè)體逐漸被淘汰,因此青霉素使金黃色葡萄球菌的抗青霉素基因的基因頻率逐漸升高,C項(xiàng)正確;金黃色葡萄球菌是原核生物,細(xì)胞內(nèi)沒有染色體,故不會(huì)發(fā)生染色體變異,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案:C
8.醫(yī)學(xué)上在治療由細(xì)菌引起的感染性疾病時(shí),通常要進(jìn)行細(xì)菌的耐藥性監(jiān)測(cè),實(shí)驗(yàn)方法如下:將含有一定濃度不同抗生素的濾紙片放置在已接種被檢菌的固體培養(yǎng)基表面,抗生素向周圍擴(kuò)散,如果抑制生長(zhǎng),則在濾紙片周圍出現(xiàn)抑菌圈(圖中里面的圈),結(jié)果如下圖所示。據(jù)圖回答下列問題。
A B C D
(1)最有效的是　　　　　培養(yǎng)皿中的抗生素,原因是　　　　　　　　。
(2)用上述最有效的抗生素對(duì)細(xì)菌進(jìn)行處理,并測(cè)定細(xì)菌數(shù)量變化,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示,向培養(yǎng)基中加抗生素的時(shí)刻為b點(diǎn),理由是抗生素使細(xì)菌中　　　　_____________的個(gè)體大量死亡而數(shù)量下降。盡管有耐藥性基因存在,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_____________________。
(3)如果長(zhǎng)期使用同一種抗生素,細(xì)菌會(huì)產(chǎn)生耐藥性,原因是__________________________________________。
解析:(1)根據(jù)題意分析可知,可以通過抑菌圈的大小來確定殺菌能力,即抑菌圈越大,殺菌能力越強(qiáng),因此最有效的是B培養(yǎng)皿中的抗生素。(2)根據(jù)圖示和題意分析可知,抗生素會(huì)使細(xì)菌中不具耐藥性的個(gè)體大量死亡而數(shù)量下降,所以b點(diǎn)是使用抗生素的時(shí)刻。在細(xì)菌種群中,含有耐藥性基因的個(gè)體畢竟只占極少數(shù),因此使用抗生素仍然能治療由細(xì)菌引起的感染。(3)長(zhǎng)期使用同一種抗生素,抗生素對(duì)細(xì)菌的耐藥性變異進(jìn)行了定向選擇,從而導(dǎo)致細(xì)菌會(huì)產(chǎn)生耐藥性。
答案:(1)B　抑菌圈最大 (2)不具耐藥性　有耐藥性基因的個(gè)體占極少數(shù)
(3)抗生素對(duì)細(xì)菌的耐藥性變異進(jìn)行了定向選擇(共30張PPT)
第6章　生物的進(jìn)化
新知一　種群基因組成的變化
1.種群和種群基因庫(kù)。
結(jié)合教材中的“一個(gè)獼猴種群的部分個(gè)體”圖、“蝗蟲產(chǎn)卵”圖和“某昆蟲決定翅色的基因頻率”圖,閱讀相關(guān)內(nèi)容,闡明種群、基因庫(kù)、基因頻率概念的內(nèi)涵與外延。
(1)種群。
項(xiàng)目 內(nèi)容
概念 生活在一定區(qū)域的_________________的集合
特點(diǎn) ①一個(gè)種群其實(shí)就是一個(gè)_____的單位
②雌雄個(gè)體可以通過繁殖將各自的_____遺傳給后代
舉例 一片樹林中的全部獼猴;一片草地上的所有蒲公英
同種生物全部個(gè)體
繁殖
基因
(2)基因庫(kù)與基因頻率。
①基因庫(kù):一個(gè)種群中_________所含有的全部基因,叫作這個(gè)種群的基因庫(kù)。
范圍：一個(gè)種群_______
計(jì)算公式：_____________________
____×100%
全部個(gè)體
2.種群基因頻率的變化。
結(jié)合教材中的“探究·實(shí)踐:探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響”,閱讀相關(guān)內(nèi)容,探討可遺傳變異與種群基因頻率變化的關(guān)系,闡明生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)。
②基因頻率
基因庫(kù)
某個(gè)基因數(shù)/全部等位基
因數(shù)
基因重組
_________
__________
(2)可遺傳的變異提供了生物進(jìn)化的原材料。
基因突變產(chǎn)生新的________
通過________過程中的基 因
重組，可以形成多種多樣
的______
隨機(jī)性
________
③可遺傳的變異的結(jié)果:只提供了生物進(jìn)化的原材料,不能決定_______________。
等位基因
(1)可遺傳的變異的來源
統(tǒng)稱為突變
基因突變
染色體變異
①可遺傳的變異的形成
有性生殖
基因型
不定向性
生物進(jìn)化的方向
②可遺傳的變異的特點(diǎn)
(3)自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響。
更多
提高
定向改變
不斷進(jìn)化
新知二　隔離在物種形成中的作用
結(jié)合教材中的“騾”圖和“地理隔離導(dǎo)致產(chǎn)生兩個(gè)鼠種群的示意圖”,閱讀相關(guān)內(nèi)容,闡明物種、生殖隔離的概念,說明不同物種間存在生殖隔離。
1.物種。
能夠在________下相互交配并且產(chǎn)生________的一群生物。
2.隔離。
(1)概念:不同群體間的個(gè)體,在自然條件下基因不能_________的現(xiàn)象。
(2)常見類型。
自然狀態(tài)
可育后代
自由交流
類型 發(fā)生范圍 結(jié)果
生殖隔離 ________之間 ①不能_________
②即使交配成功,也不能產(chǎn)生______
_____
地理隔離 _____生物 使得種群間不能發(fā)生_________
不同物種
相互交配
可育的
后代
同種
基因交流
3.隔離在物種形成中的作用。
分析教材中的“思考·討論：隔離在物種形成中的作用”,閱讀相關(guān)內(nèi)容,認(rèn)同隔離在物種形成中的作用。
(1)新物種的形成過程。
(2)結(jié)論:_____是物種形成的必要條件。
突變
地理
隔離
①不同種群出現(xiàn)不同的_____和________
②不同種群間不發(fā)生基因交流
自然選擇
①_____和________互不相同
②自然選擇對(duì)不同種群________的改變所起
的作用有差別
生殖隔離:______形成明顯的差異，并逐漸出現(xiàn)生殖
隔離，從而形成不同的物種
基因重組
食物
棲息條件
基因頻率
基因庫(kù)
隔離
探究一　種群基因組成的變化
1.判斷下列實(shí)例是不是種群,并說明理由。
(1)一個(gè)池塘中的所有魚。
判斷:_____。
理由:__ _______________________。
　
(2)甲地池塘中的鯉魚和乙地池塘中的鯉魚。
判斷:_____。
理由:______ ___________________。
合作探究
不是
一個(gè)池塘中的所有魚有多個(gè)物種
不是
兩個(gè)池塘中的鯉魚生活在不同區(qū)域
(3)一個(gè)池塘中的所有成年鯉魚。
判斷:_____。
理由:_____ ____________________。
2.分析資料,根據(jù)孟德爾的分離定律,回答下列問題。
資料 在某昆蟲種群中,決定翅色為綠色的基因?yàn)锳,決定翅色為褐色的基因?yàn)閍,從這個(gè)種群中隨機(jī)抽取100個(gè)個(gè)體,測(cè)得基因型為AA、Aa和aa的個(gè)體分別為30、60和10個(gè),就這對(duì)等位基因來說,每個(gè)個(gè)體可以看作含有2個(gè)基因。假設(shè)該昆蟲種群非常大,所有的雌雄個(gè)體間都能自由交配并產(chǎn)生后代,沒有遷入和遷出,不同翅色的個(gè)體生存和繁殖的機(jī)會(huì)是均等的,基因A和a都不產(chǎn)生突變。
不是
所有成年鯉魚不是鯉魚的全部個(gè)體
(1)該種群產(chǎn)生的A配子和a配子的比值各是多少 子代基因型的頻率各是多少
提示:A配子占60%,a配子占40%。子代基因型的頻率:AA為36%,Aa為48%,aa為16%。
(2)子代種群的基因頻率各是多少
提示:子代種群的基因頻率:A為60%,a為40%。
(3)子二代、子三代以及若干代以后,種群的基因頻率同子一代一樣嗎 請(qǐng)完成下表。
親代基因
型的比值 AA(30%) Aa(60%) aa(10%)
配子的比值 A(30%) A(30%) a(30%) a(10%)
子一代基因型頻率 AA(36%) Aa(48%) aa(16%)
子一代基因頻率 A(60%) a(40%)
子二代基因型頻率 AA(　　) Aa(　　) aa(　　)
子二代基因頻率 A(　　) a(　　)
(4)上述計(jì)算結(jié)果是建立在5個(gè)假設(shè)條件基礎(chǔ)上的。對(duì)自然界的種群來說,這5個(gè)假設(shè)條件都成立嗎 你能舉出哪些實(shí)例
提示:不可能同時(shí)都成立。例如,昆蟲的翅色與環(huán)境色彩較一致,被天敵發(fā)現(xiàn)的機(jī)會(huì)就少些。
36%
48%
16%
60%
40%
有關(guān)基因頻率和基因型頻率的計(jì)算
(1)基因頻率和基因型頻率的計(jì)算方法。
③基因頻率和基因型頻率的關(guān)系轉(zhuǎn)換：
點(diǎn)撥提升
(2)上式揭示了基因頻率與基因型頻率的關(guān)系,使用它時(shí),種群應(yīng)滿足以下5個(gè)條件:種群非常大;種群雌雄個(gè)體間都能自由交配并產(chǎn)生后代;沒有遷入和遷出;不同的個(gè)體生存和繁殖的機(jī)會(huì)是均等的;基因不產(chǎn)生突變。滿足上述5個(gè)條件的種群即處于遺傳平衡。
【例1】下列關(guān)于基因頻率、基因型頻率與生物進(jìn)化的敘述,正確的是(　　)
A.一個(gè)種群中,控制一對(duì)相對(duì)性狀的各種基因型頻
率的改變說明物種在不斷進(jìn)化
B.在一個(gè)種群中,控制一對(duì)相對(duì)性狀的各種基因型
頻率之和為1
C.基因型Aa的個(gè)體自交后代所形成的種群中,A基
因的頻率大于a基因的頻率
D.因紅綠色盲患者中男性數(shù)量大于女性,所以男性
群體中紅綠色盲的基因頻率大于女性
典例研析
解析:生生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變,而不是基因型頻率的改變,A項(xiàng)錯(cuò)誤;在一個(gè)種群中,理論上控制一對(duì)相對(duì)性狀的各種基因型頻率之和為1,B項(xiàng)正確;基因型Aa的個(gè)體自交后代所形成的種群中,AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,則A基因的頻率等于a基因的頻率,C項(xiàng)錯(cuò)誤;紅綠色盲患者中男性多于女性,原因是伴X染色體隱性遺傳方式中,男性只要有一個(gè)紅綠色盲基因就患病,而女性有兩個(gè)紅綠色盲基因才患病,但男性群體中紅綠色盲的基因頻率與女性群體中紅綠色盲的基因頻率相同,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案:B
【例2】(2022·廣東潮州)被譽(yù)為“活化石”和“中國(guó)國(guó)寶”的大熊貓是2022年北京冬奧會(huì)吉祥物“冰墩墩”的設(shè)計(jì)原型。現(xiàn)有一個(gè)較大的熊貓種群,雌雄數(shù)量相等,且雌雄之間可以自由交配,若該種群中B的基因頻率為60%,b的基因頻率為40%,則下列有關(guān)說法正確的是(　　)
A.大熊貓種群中全部B基因和b基因的總和構(gòu)成大熊貓種
群的基因庫(kù)
B.若該對(duì)等位基因只位于X染色體上,則該種群中XbY的
基因型頻率為40%
C.若該對(duì)等位基因位于常染色體上,則種群中雜合雌性熊
貓概率為48%
D.若某個(gè)體的精原細(xì)胞在分裂過程中B基因突變?yōu)閎基
因,b基因不一定遺傳給后代
解析:基因庫(kù)是一個(gè)群體中所有個(gè)體的全部基因的總和,該大熊貓種群中全部B基因和b基因的總和不能構(gòu)成大熊貓種群的基因庫(kù),A項(xiàng)錯(cuò)誤;若該對(duì)等位基因只位于X染色體上,則雄性群體中XbY的基因型頻率=b的基因頻率=40%,該種群(雌雄數(shù)量相等)中,XbY的基因型頻率為40%÷2=
20%,B項(xiàng)錯(cuò)誤;若該對(duì)等位基因位于常染色體上,該種群中B的基因頻率為60%,b的基因頻率為40%,Bb=2×60%×
40%=48%,雜合雌性熊貓概率為1/2×48%=24%,C項(xiàng)錯(cuò)誤;精原細(xì)胞可以進(jìn)行減數(shù)分裂和有絲分裂,若某個(gè)體的精原細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂產(chǎn)生體細(xì)胞,在分裂過程中B基因突變?yōu)閎基因,b基因不一定遺傳給后代,D項(xiàng)正確。
答案:D
探究二　隔離在物種形成中的作用
下圖為自然界中大多數(shù)物種形成的過程圖解,請(qǐng)完善并回答下列問題。
合作探究
自然選擇
基因頻率
地理隔離
生殖隔離
物種形成
(1)物種和種群有什么區(qū)別 二者存在什么關(guān)系
提示:種群是生活在一定區(qū)域的同種生物全部個(gè)體的集合;物種是能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物。同一種群的個(gè)體一定屬于同一物種,同一物種的個(gè)體可能分布于不同的區(qū)域,形成不同的種群。不同種群的個(gè)體可能屬于同一物種,不同物種的個(gè)體一定屬于不同的種群。
(2)物種形成的基本環(huán)節(jié)是什么 物種形成和生物進(jìn)化的關(guān)系是什么
提示:突變和基因重組、自然選擇以及隔離是物種形成的三個(gè)基本環(huán)節(jié)。物種形成必定伴隨著生物進(jìn)化,但生物進(jìn)化不一定導(dǎo)致新物種形成。
(3)地理隔離一定會(huì)產(chǎn)生生殖隔離嗎 舉例說明。
提示:不一定。長(zhǎng)期的地理隔離可能會(huì)產(chǎn)生生殖隔離,但是也不一定,如華南虎和東北虎,雖然經(jīng)過長(zhǎng)期的地理隔離,但是沒有產(chǎn)生生殖隔離。
(4)若由于某種原因,某二倍體植物加倍成了四倍體植物,那么該四倍體植物和二倍體植物之間存在生殖隔離嗎 這說明什么
提示:該二倍體植物與其加倍形成的四倍體植物雜交,后代是三倍體,三倍體是不育的,所以該四倍體植物與對(duì)應(yīng)的二倍體植物之間存在生殖隔離。這說明有時(shí)候不經(jīng)過地理隔離也能產(chǎn)生生殖隔離。
物種形成的方式
(1)漸變式(主要)。
大多數(shù)物種的形成方式為漸變式,形成過程如合作探究過程圖所示。
(2)驟變式(爆發(fā)式)。
往往是種群內(nèi)少數(shù)個(gè)體,由于個(gè)體的染色體結(jié)構(gòu)變異、染色體數(shù)目加倍以及遠(yuǎn)緣雜交,再經(jīng)自然選擇比較快速地形成生殖隔離,成為新的物種。此種方式多見于植物,如八倍體小黑麥的形成。
點(diǎn)撥提升
【例3】下列關(guān)于物種和隔離的敘述,正確的是(　　)
A.物種是生物進(jìn)化和繁殖的基本單位
B.二倍體西瓜與四倍體西瓜屬于同一物種
C.地理隔離和生殖隔離都會(huì)阻止生物之間的基因交流
D.種群必須經(jīng)過地理隔離,才能達(dá)到生殖隔離
答案:C
典例研析
【例4】大約一萬年前,某大峽谷中的松鼠被一條河流分隔成兩個(gè)種群,現(xiàn)在兩個(gè)種群已經(jīng)發(fā)生了明顯的分化,過程如下圖所示。下列有關(guān)說法正確的是(　　)
A.b過程的實(shí)質(zhì)是定向改變種群的基因頻率
B.地球上新物種的形成都必須先經(jīng)歷a過程
C.①~⑥僅表示物種形成過程中基因突變是不定向的
D.品系1和品系2兩種群的基因庫(kù)出現(xiàn)了較大差異,就
可形成物種1和物種2
解析:b表示自然選擇,其實(shí)質(zhì)是定向改變種群的基因頻率,A項(xiàng)正確。圖中a表示地理隔離,地球上新物種的形成往往要先經(jīng)歷地理隔離,最終達(dá)到生殖隔離,但不都是這樣的,用秋水仙素誘導(dǎo)二倍體植物染色體加倍形成的個(gè)體是四倍體,此四倍體的形成沒有經(jīng)過地理隔離,B項(xiàng)錯(cuò)誤。①~⑥表示生物可遺傳的變異,主要來源于基因突變、基因重組和染色體變異,C項(xiàng)錯(cuò)誤。新物種的形成標(biāo)志是生殖隔離,品系1和品系2種群基因庫(kù)出現(xiàn)了較大差異,如果兩品系不能進(jìn)行基因交流,則說明存在生殖隔離;如果依然可以進(jìn)行基因交流,說明它們不存在生殖隔離,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案:A
【情境遷移】三倍體牡蠣肉鮮味美,其培育的過程是用適宜濃度的6-二甲氨基嘌呤誘導(dǎo)二倍體牡蠣處于減數(shù)分裂Ⅱ的次級(jí)卵母細(xì)胞,抑制第二極體的釋放,然后讓該細(xì)胞與二倍體牡蠣的精子結(jié)合。
(1)三倍體牡蠣和二倍體牡蠣是兩個(gè)物種嗎 為什么
提示:三倍體牡蠣是不育的,因此不屬于一個(gè)物種;二倍體牡蠣是可育的,屬于一個(gè)物種。
(2)在三倍體牡蠣培育過程中,主要利用了哪種可遺傳的變異
提示:染色體變異。
【方法規(guī)律】
判斷兩種生物是否為同一物種
(1)“新物種”必須具備兩個(gè)條件:與原物種之間已形成生殖隔離和必須是可育的。例如,三倍體無子西瓜、騾子均不可稱為“新物種”,因?yàn)樗鼈兙恰安挥钡?而四倍體西瓜相對(duì)于二倍體西瓜則是“新物種”,因?yàn)樗c二倍體西瓜雜交產(chǎn)生的子代(三倍體西瓜)不育,意味著兩者之間已產(chǎn)生生殖隔離,故已成為“新物種”。
(2)判斷方法:若可以自然交配,并且產(chǎn)生可育后代,那么就是同一物種;若不能進(jìn)行自然交配,或者交配產(chǎn)生不可育后代,則為不同物種。
課堂建構(gòu)

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