資源簡介

高考生物一輪專題知識梳理
第21講　生物的進化
課標解讀 核心素養
1.掌握現代生物進化理論的主要內容 2.理解生物進化與生物多樣性形成的原因 生命觀念 生物是不斷進化的,并與環境相適應
科學思維 歸納演繹進化學說的提出,基因頻率的相關計算
社會責任 正確使用抗生素,關注人體健康
考點一　生物有共同祖先的證據
1.達爾文的生物進化論的主要組成。
(1)共同由來學說。
指出地球上所有的生物都是由原始的共同祖先進化來的。
(2)自然選擇學說。
揭示了生物進化的機制,解釋了適應的形成和物種形成的原因。
2.生物有共同祖先的證據。
(1)地層中陳列的證據——化石。
(2)當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據。
①比較解剖學證據;
②胚胎學證據;
③細胞和分子水平的證據。
3.適應的普遍性和相對性。
4.適應是自然選擇的結果。
(1)拉馬克的進化學說。
①主要觀點。
②意義:歷史上第一個比較完整的進化學說;徹底否定了物種不變論,奠定了科學生物進化論的基礎。
(2)達爾文自然選擇學說。
正誤判斷
(1)有共同祖先的生物個體在形態結構上沒有差異。 (×)
(2)親緣關系越近的生物,其蛋白質或核酸分子的相似性越高。 (√)
(3)適應有助于生物在一定環境條件下生存和延續。 (√)
(4)不遺傳的變異對進化也有意義。 (×)
(5)自然選擇在淘汰不利變異的同時使有利變異積累。 (√)
角度一 圍繞生物有共同祖先的證據,考查生命觀念
1.(2023·廣東中山調研)下列有關地球上現存生物來自共同祖先的分子生物學證據的說法,錯誤的是 (　　)
A.大多數現存生物的遺傳物質都是DNA
B.親緣關系越近的生物,其DNA序列相似性越高
C.人與猩猩、恒河猴及兔的血紅蛋白基因中的堿基序列有一定的相似性
D.不同生物細胞色素c的氨基酸序列存在較大差異性
解析　大多數現存生物的遺傳物質都是DNA,這屬于地球上現存生物來自共同祖先的分子生物學證據,A項正確;親緣關系越近的生物,其DNA序列相似性越高,這屬于地球上現存生物來自共同祖先的分子生物學證據,B項正確;人與猩猩、恒河猴及兔的血紅蛋白基因中的堿基序列有一定的相似性,這屬于地球上現存生物來自共同祖先的分子生物學證據,C項正確;不同生物細胞色素c的氨基酸序列存在較大差異性,這不能說明地球上現存生物來自共同祖先,D項錯誤。
答案　D
2.(2023·山東日照質檢)化石、比較解剖學、胚胎學、分子生物學等在研究生物進化過程中起了重要的作用。下列有關生物進化的敘述,錯誤的是 (　　)
A.化石可作為生物進化的直接證據
B.鯨的鰭和蝙蝠的翼在外部形態、功能上不同,說明它們是由不同的祖先進化而來的
C.人和魚的胚胎發育經歷了有鰓裂及有尾的階段,可以用人和魚有共同祖先來解釋
D.親緣關系越近的生物,在細胞代謝、DNA的結構與功能等方面共同特征越多
解析　化石是研究生物進化最重要、最直接的證據,因為化石是保存在地層中的古代生物的遺體、遺物或生活痕跡等,直接說明了古代生物的結構或行為等,A項正確;鯨的鰭和蝙蝠的翼雖然具有不同的外形、功能,但卻有相同的基本結構,說明它們可能是由共同的原始祖先進化而來的,B項錯誤;人和魚的胚胎發育經歷了有鰓裂及有尾的階段,可以用人和魚有共同祖先來解釋,C項正確;親緣關系越近的生物,在細胞代謝、DNA的結構與功能等方面共同特征越多,D項正確。
答案　B
角度二 用達爾文的自然選擇學說解釋生物進化,考查理解能力
3.(2023·河南安陽模擬)自然選擇是一個十分復雜的過程,根據選擇的結果,可以把自然選擇分為定向選擇、穩定性選擇和中斷性選擇。如圖為中斷性選擇示意圖,相關說法正確的是 (　　)
A.中斷性選擇指淘汰中間類型,保持兩極端類型的選擇方式
B.中斷性選擇是不定向的,容易形成新物種
C.樺尺蠖黑化現象屬于中斷性選擇
D.隨時間推移,兩側個體性狀差異越來越大,通過地理隔離形成生殖隔離,產生新物種
解析　由圖可知,中斷性選擇指淘汰中間類型,保持兩極端類型的選擇方式,A項正確;由圖可知,中斷性選擇主要是朝兩個方向進行選擇,不是不定向的,B項錯誤;樺尺蠖黑化現象中,淘汰淺色個體,保留了黑色個體,屬于自然選擇中的定向性選擇,C項錯誤;隨時間推移,兩側個體性狀差異越來越大,但不一定形成新物種,D項錯誤。
答案　A
4.(不定項)用達爾文進化學說的觀點來判斷下列敘述,不正確的是 (　　)
A.在長期有毒農藥的誘導下,農田害蟲產生了抗藥性
B.長頸鹿經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
C.北極熊生活在冰天雪地的環境里,它們定向產生了適應白色環境的變異
D.野兔保護性的體色和鷹銳利的目光,是它們長期互相選擇的結果
解析　農田害蟲群體中本身存在著或強或弱抗藥性的變異,在有毒農藥長期的自然選擇作用下,農田害蟲的抗藥性得到了積累加強,A項錯誤;長頸鹿經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是拉馬克用進廢退、獲得性遺傳的觀點的體現,B項錯誤;變異是不定向的,環境對變異起選擇作用,北極熊的體色是與環境一致的白色,是長期自然選擇的結果,C項錯誤;野兔的保護色和鷹銳利的目光,是它們長期互相選擇的結果,D項正確。
答案　ABC
考點二　現代生物進化理論
1.種群是生物進化的基本單位。
提醒　①基因庫一般針對種群而言,不是針對物種。
②基因庫≠基因文庫。
2.種群基因頻率的變化。
(1)可遺傳變
異的來源
(2)可遺傳變異提供了生物進化的原材料的原因。
①可遺傳變異的形成
②可遺傳變異的結果:只提供了生物進化的原材料,不能決定生物進化的方向。
3.自然選擇對種群基因頻率變化的影響。
4.隔離在物種形成中的作用。
(1)物種的概念:能夠在自然狀態下相互交配并且產生可育后代的一群生物。
提醒　種群≠物種
物種是自然狀態下能夠自由交配并產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;種群是同一種生物、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;判斷生物是不是同一物種,如果來歷不明,形態結構相似,可靠依據是:看是否存在生殖隔離。若存在生殖隔離,則不是同一物種。
(2)隔離。
提醒　隔離≠生殖隔離
隔離包括地理隔離和生殖隔離。隔離導致物種的形成:
①只有地理隔離而沒有形成生殖隔離,可能產生亞種,但沒有產生新物種。
②生殖隔離是物種形成的關鍵,是物種形成的最后階段,是物種間的真正界限。
③生殖隔離有三種情況:不能雜交;雜交后代不活;雜交后代活而不育。
(3)新物種的形成過程。
5.協同進化。
提醒　同種生物之間不存在協同進化。
6.生物多樣性的形成。
(1)內容:遺傳多樣性(基因多樣性)、物種多樣性、生態系統多樣性。
(2)形成原因:生物的進化。
(3)研究生物進化歷程的主要依據:化石。
(4)生物多樣性三個層次間的關系。
7.生物進化理論在發展。
正誤判斷
(1)自然選擇通過作用于個體而影響種群的基因頻率。 (√)
(2)環境條件的改變導致了生物適應性變異的產生。 (×)
(3)交配后能產生后代的一定是同一物種,沒有地理隔離也可形成新物種。 (×)
(4)一般來說,頻率高的基因所控制的性狀更適應環境。 (√)
(5)受農藥處理后種群中抗藥性強的個體有更多機會將基因傳遞給后代。 (√)
(6)生物進化的基本單位是群落,生物多樣性的形成是生物協同進化的結果。 (×)
(7)生態系統的多樣性就是生物對環境影響的結果。 (×)
教材微點
1.(必修2 P112~113“探究·實踐”)樹干變黑會影響樺尺蛾種群中淺色個體的出生率嗎 會。原因是許多淺色個體可能在沒有交配、產卵前就已被天敵捕食。
2.(必修2 P117“思考·討論”)通過地雀的形成過程,說明物種形成需要以下環節:(1)突變和基因重組為生物的進化提供原材料;
(2)自然選擇決定生物進化的方向;
(3)隔離是物種形成的必要條件。生殖隔離的出現意味著新物種的產生。
3.(必修2 P122“思考·討論”)地球上最早出現的是哪一類生物 厭氧的單細胞生物。
就植物和動物而言,最早登陸的是哪類 植物。原因是沒有植物,動物登陸后就會餓死。
長句突破
1.(生命觀念)協同進化是指不同物種之間、生物與無機環境之間在相互影響中不斷進化和發展。
2.(科學思維)如圖表示將某種植物分別移栽到低緯度和高緯度地區種植,經過多年的演化后最終形成了不同的五個物種。
(1)可以幫助你確定D和C不是同一個物種的依據是D和C不能交配或交配后不能產生可育后代(或D和C之間存在生殖隔離)。
(2)圖示中B物種進化為D、E兩個物種的機理是地理隔離阻斷了基因的交流,不同環境的自然選擇造成不同基因頻率的變化,當基因頻率變化積累到一定的程度,形成生殖隔離,從而形成物種D和E。
(3)C種群內部個體間形態和大小方面的差異,體現的是遺傳多樣性。
1.自然選擇學說與現代生物進化理論的異同點。
2.地理隔離與生殖隔離的比較。
項目 地理隔離 生殖隔離
概念 同種生物由于地理障礙而分成不同的種群,使得種群間不能發生基因交流的現象 不同物種之間一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能產生可育的后代
特點 自然條件下不進行基因交流 種群間不進行基因交流
聯系 ①地理隔離是物種形成的量變階段,生殖隔離是物種形成的質變階段; ②一般經過長期的地理隔離,然后形成生殖隔離,也可能不經過地理隔離直接形成生殖隔離,如多倍體的產生; ③只有地理隔離不一定形成生殖隔離,但能產生亞種,如東北虎和華南虎; ④生殖隔離是物種形成的標志,是物種形成的最后階段,是物種間的真正界限
3.“圖解法”把握物種形成的三大模式。
4.物種形成與生物進化的比較。
比較內容 物種形成 生物進化
標志 出現生殖隔離 基因頻率改變
變化后生物與 原生物的關系 屬于不同物種 可能屬于同一物種
二者關系 ①生物進化的實質是種群基因頻率的改變,這種改變可大可小,不一定會突破物種的界限,即生物進化不一定導致新物種的形成,進化是量變,物種形成是質變;②新物種的形成是長期進化的結果
角度一 結合種群基因組成的變化,考查進化與適應觀
1.蝗蟲的體色有灰黃色和綠色兩種,體色受一對等位基因A、a控制。在青草叢中的蝗蟲體色多呈綠色,生活在枯草叢中的蝗蟲體色多呈灰黃色。某科研小組分別在夏季和秋季對同一區域的蝗蟲進行了調查取樣,發現夏季蝗蟲中綠色∶灰黃色=90∶10,其中綠色蝗蟲中AA占40%,Aa占60%。秋季調查的數據中綠色∶灰黃色=10∶90,綠色中兩種基因型的比例不變(不考慮蟲卵)。下列說法正確的是 (　　)
A.不同季節的草叢中,蝗蟲體色的不同是蝗蟲適應環境的結果
B.夏季草叢的蝗蟲中,A基因的頻率為63.6%,a基因的頻率為36.4%
C.秋季草叢中蝗蟲的A基因頻率不同于夏季
D.自然界的種群中基因型頻率的變化一定會導致基因頻率的改變
解析　不同季節的草叢中,蝗蟲體色的不同是環境自然選擇的結果,A項錯誤;夏季蝗蟲中綠色∶灰黃色=90∶10,其中綠色蝗蟲中AA占40%,Aa占60%,整個種群中AA占90%×40%=36%,Aa占90%×60%=54%,aa占10%,A基因的頻率為90%×40%+1/2×90%×60%=63%,a基因的頻率為1-63%=37%,B項錯誤;秋季草叢中AA占4%,Aa占6%,aa占90%,則A基因的頻率是7%,a基因的頻率為93%,秋季草叢中蝗蟲的A基因頻率不同于夏季,C項正確;自然界的種群中基因型頻率的變化不一定會導致基因頻率的改變,D項錯誤。
答案　C
2.(2021·海南卷)某地區少數人的一種免疫細胞的表面受體CCR5的編碼基因發生突變,導致受體CCR5結構改變,使得HIV 1病毒入侵該免疫細胞的幾率下降。隨時間推移,該突變基因頻率逐漸增加。下列有關敘述錯誤的是 (　　)
A.該突變基因豐富了人類種群的基因庫
B.該突變基因的出現是自然選擇的結果
C.通過藥物干擾HIV 1與受體CCR5的結合可抑制病毒繁殖
D.該突變基因頻率的增加可使人群感染HIV 1的幾率下降
解析　基因突變產生了新基因,能豐富種群基因庫,A項正確;基因突變在自然界中普遍存在,任何一種生物都有可能發生,并非自然選擇的結果,B項錯誤;受體CCR5能夠與HIV 1特異性結合,通過藥物干擾HIV 1與受體CCR5的結合可抑制病毒繁殖,C項正確;該突變基因頻率的增加可使HIV 1與受體CCR5結合的幾率下降,進而導致人群感染HIV 1的幾率下降,D項正確。
答案　B
角度二 圍繞隔離與物種形成,考查科學思維能力
3.(2021·湖南卷)金魚系野生鯽魚經長期人工選育而成,是中國古代勞動人民智慧的結晶。現有形態多樣、品種繁多的金魚品系。自然狀態下,金魚能與野生鯽魚雜交產生可育后代。下列敘述錯誤的是 (　　)
A.金魚與野生鯽魚屬于同一物種
B.人工選擇使鯽魚發生變異,產生多種形態
C.鯽魚進化成金魚的過程中,有基因頻率的改變
D.人類的喜好影響了金魚的進化方向
解析　金魚能與野生鯽魚雜交產生可育后代,因此二者屬于同一物種,A項正確;鯽魚的變異是隨機的、不定向的,并不是人工選擇使之發生變異,B項錯誤;生物進化的實質是種群基因頻率發生改變,C項正確;人類的喜好決定了人工選擇的方向,所以也影響了金魚的進化方向,D項正確。
答案　B
4.(2023·濰坊模擬)某山地的蝸牛被突然隆起的山丘分隔成兩個種群,若干年后,兩個種群發生了明顯的進化,而后山丘障礙消失,進化過程如圖所示。下列相關說法正確的是 (　　)
A.b1和c1間出現了地理隔離,二者之間也一定出現了生殖隔離
B.c1到c2的過程中種群的基因頻率一定發生了改變
C.d1和d2形態差別較大,所以二者之間一定出現了生殖隔離
D.生物圈中物種的形成都必須經歷這種長期的地理隔離
解析　山丘的形成將蝸牛分成了兩個種群,使b1和c1之間出現了地理隔離,但不一定形成生殖隔離,A項錯誤;c1到c2的過程中種群發生了進化,進化的實質就是種群基因頻率發生改變,B項正確;生殖隔離出現的標準是兩種生物之間無法交配或交配后不能產生可育的后代,而形態差別大的生物之間不一定出現了生殖隔離,C項錯誤;不經過地理隔離也可以形成新物種,如四倍體西瓜,D項錯誤。
答案　B
判斷兩種生物是否為同一物種
(1)“新物種”必須具備兩個條件。
①與原物種之間已形成生殖隔離。
②物種必須是可育的。如三倍體無子西瓜、騾子均不可稱為“物種”,因為它們均是“不育”的,而四倍體西瓜相對于二倍體西瓜則是“新物種”,因為它與二倍體西瓜雜交產生的子代(三倍體西瓜)不育,意味著二者間已產生生殖隔離,故已成為新物種。
(2)判斷方法。
若可以自然交配,并且后代為可育后代,則為同一物種;若不能進行自然交配,或者交配繁殖出的后代為不可育后代,則為不同物種。
角度三 圍繞協同進化與生物多樣性的形成,考查進化與適應觀
5.(2021·廣東卷)孔雀魚雄魚的魚身具有艷麗的斑點,斑點數量多的雄魚有更多機會繁殖后代,但也容易受到天敵的捕食。關于種群中雄魚的平均斑點數量,下列推測錯誤的是 (　　)
A.缺少天敵,斑點數量可能會增多
B.引入天敵,斑點數量可能會減少
C.天敵存在與否決定斑點數量相關基因的變異方向
D.自然環境中,斑點數量增減對雄魚既有利也有弊
解析　由題意可知,孔雀魚雄魚的斑點數量越多,越利于繁殖后代,但易被天敵捕食,故自然環境中,斑點數量的增減對孔雀魚雄魚既有利也有弊,在缺少天敵時,孔雀魚雄魚的斑點數量可能會增多,A、D兩項正確;引入天敵后,斑點數量多的孔雀魚雄魚易被天敵捕食逐漸被淘汰,而斑點少的孔雀魚雄魚更易長期生存下去,孔雀魚雄魚的平均斑點數量可能會減少,B項正確;變異具有不定向性,因此孔雀魚雄魚的斑點數量相關基因的變異方向與天敵存在與否無關,C項錯誤。
答案　C
6.黑腹裂籽雀是一種非洲雀,同一種群中其喙的寬度有寬喙和窄喙兩種類型,它們在處理不同種莎草種子(它們的主要食物)的效率上有差異:寬喙善于處理硬種子,而窄喙鳥能更有效地處理軟種子,寬喙和窄喙分別由等位基因B和b控制;現有一個較大的黑腹裂籽雀種群,雌雄數量相等,雌雄之間自由交配,種群中B基因頻率為60%、b基因頻率為40%。則下列有關說法錯誤的是 (　　)
A.黑腹裂籽雀種群中全部B和b的總和不能構成黑腹裂籽雀種群的基因庫
B.黑腹裂籽雀寬喙鳥和窄喙鳥適應不同的資源環境,這是協同進化的結果
C.若這對等位基因位于常染色體上,則顯性個體中出現雜合雌黑腹裂籽雀的概率為28.6%
D.黑腹裂籽雀寬窄喙的長期共存有利于維持基因的多樣性
解析　基因庫是指種群中全部個體的全部基因,所以全部B和b的總和不能構成黑腹裂籽雀種群的基因庫,A項正確;黑腹裂籽雀這種喙寬度的差異是食物差異經過自然選擇的結果,B項錯誤;種群B基因頻率為60%,b基因頻率為40%,所以BB為36%,Bb為48%,所以顯性個體中出現雜合雌黑腹裂籽雀的概率為48%÷(36%+48%)×≈28.6%,C項正確;黑腹裂籽雀寬喙和窄喙的長期共存,有利于維持基因的多樣性,D項正確。
答案　B
7.(不定項)某地有一種植物,同一植株上不同時期所開花的花色會發生變化,其傳粉者包括當地的天蛾和7月中旬將開始陸續遷徙離開的蜂鳥。如圖表示7月30日~8月15日前后,當地各類群生物的數量變化。下列分析不合理的是 (　　)
A.紅色的花更容易吸引蜂鳥完成傳粉
B.該植物與傳粉者在相互影響中協同進化
C.8月份該植物種群的紅色基因頻率下降
D.植物的花色變化適應了傳粉者的改變
解析　蜂鳥遷徙離開,開紅花植株的數量減少,說明紅色的花更容易吸引蜂鳥完成傳粉,A項正確;當地的天蛾數量增加,開白花植株的數量增多,蜂鳥遷徙離開,開紅花植株的數量減少,說明同一植株上不同時期所開花的花色會發生變化,是該植物與傳粉者在相互影響中協同進化的結果,B項正確;8月該植物種群中開紅花植株的數量減少,但紅色基因頻率不會改變,C項錯誤;植物的花色變化適應了傳粉者的改變,有利于植物的繁殖,D項正確。
答案　C
考點三　實驗一、自然選擇對種群基因頻率變化的影響
二、探究抗生素對細菌的選擇作用
一、自然選擇對種群基因頻率變化的影響
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.作出假說。
黑褐色的生活環境不利于淺色樺尺蛾的生存,卻對黑色樺尺蛾有利,因此環境的選擇作用使該種群中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生定向改變。
3.創設數字化問題情境。
1870年,樺尺蛾種群的基因型頻率為SS 10%,Ss 20%,ss 70%。在樹干變黑這一環境條件下,假如樹干變黑不利于淺色樺尺蛾的生存,使得種群中淺色個體每年減少10%,黑色個體每年增加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
提醒　不同年份該種群的個體總數可能有所變化。
4.根據基因型頻率計算每年基因頻率,將結果寫在表中。
第1年 第2年 第3年
個數 占比 存活 個數 占比 存活 個數 占比
基因 型頻率　 SS 10 10% 11 11.5% 12 12.9%
Ss 20 20% 22 22.9% 24 25.8%
ss 70 70% 63 65.6% 57 61.3%
基因 頻率 S 20% 23% 26%
s 80% 77% 74%
5.實驗結論:自然選擇會使種群基因頻率發生定向改變。
二、探究抗生素對細菌的選擇作用
1.實驗原理:一般情況下,一定濃度的抗生素會殺死細菌,但變異的細菌可能產生耐藥性。在實驗室連續培養細菌時,如果向培養基中添加抗生素,耐藥菌有可能存活下來。
2.方法步驟。
第1步:用記號筆在培養皿的底部畫2條相互垂直的直線,將培養皿分為4個區域,分別標記為①~④
↓
第2步:取少量細菌的培養液,用無菌的涂布器(或無菌棉簽)均勻地涂抹在培養基平板上
↓
第3步:用無菌的鑷子先夾取1張不含抗生素的紙片放在①號區域的中央,再分別夾取1張抗生素紙片放在②~④號區域的中央,蓋上皿蓋
↓
第4步:將培養皿倒置于37 ℃的恒溫箱中培養12~16 h
↓
第5步:觀察培養基上細菌的生長狀況。若紙片附近出現了抑菌圈,測量和記錄每個實驗組中抑菌圈的直徑,并取平均值
↓
第6步:從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細菌,接種到已滅菌的液體培養基中培養,然后重復步驟2~5。如此重復幾代,記錄每一代培養物抑菌圈的直徑
3.實驗結果。
與區域①相比,區域②③④紙片周圍會出現抑菌圈;②③④區域抑菌圈的平均直徑逐代變小。
4.實驗結論。
(1)細菌耐藥性的出現是發生了可遺傳的變異。
(2)抗生素的選擇作用導致了耐藥菌比例的逐漸升高。
5.注意事項:實驗結束后,應將耐藥菌、培養基、紙片等進行高溫滅菌處理,防止對環境造成污染。
角度一 結合實驗原理與過程,考查實驗技能與操作能力
1.為了防止濫用抗生素,我國多地區規定普通感冒不準使用抗生素。濫用抗生素會使人體內細菌形成抗藥性。若被細菌感染,則會由于體內細菌能夠抵抗各種抗生素而無藥可救,下列有關敘述正確的是 (　　)
A.細菌的變異類型主要是基因突變,變異對細菌都是有害的
B.抗生素誘發細菌基因突變,導致產生抗藥性基因
C.抗生素的選擇作用導致細菌抗藥性增強
D.抗藥性基因頻率的改變使細菌產生了新的物種
解析　細菌為原核生物,可發生的變異類型主要是基因突變,細菌的變異中存在抗藥性強的個體,抗藥性強的變異對細菌本身是有利的,A項錯誤;抗藥性變異是使用抗生素之前就存在的,基因突變是不定向的,抗生素不能誘發細菌產生抗藥性突變,B項錯誤;在抗生素剛被使用的時候,能夠殺死大多數類型的細菌,但少數細菌由于變異而具有抵抗抗生素的特性,不能被抗生素殺死而生存下來,并將這些特性遺傳給下一代,因此,下一代就有更多的具有抗藥性的個體,經過抗生素的長期選擇,細菌抗藥性增強,C項正確;生物進化的實質在于種群基因頻率的改變,抗藥性基因頻率的改變沒有產生新的物種,D項錯誤。
答案　C
2.(2023·浙江溫州模擬)野生型金黃色葡萄球菌對青霉素敏感。將它接種到青霉素濃度為0.1單位/cm3的培養基里,絕大多數死亡,有個別存活如圖甲,并能進行繁殖。繼續用同濃度的青霉素處理存活的細菌結果如圖乙、丙。下列敘述正確的是 (　　)
A.該細菌抗藥性的產生是人工選擇的結果
B.存活的細菌進行繁殖并將抗青霉素性狀直接傳遞給后代
C.該細菌在接觸青霉素前可能通過染色體變異產生了變異
D.圖甲→乙→丙過程中,該細菌的基因頻率發生了定向改變
解析　一般而言,變異在前,選擇在后,即細菌抗藥性的產生是基因突變的結果,與人工選擇無關,A項錯誤;在生物的繁殖過程中,生物并不是把性狀直接傳遞給子代,傳遞給子代的是親代的基因,B項錯誤;金黃色葡萄球菌為原核生物,細胞中沒有染色體,故不能發生染色體變異,C項錯誤;據圖可知,圖甲→乙→丙過程中,不斷用青霉素進行處理,青霉素的作用相當于自然選擇,故該過程中細菌的基因頻率發生了定向改變,D項正確。
答案　D
角度二 借助實驗拓展應用,考查科學探究能力
3.細菌對各種抗生素的藥敏程度實驗方法如下圖: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基表面,抗生素向周圍擴散,如果抑制生長,則在濾紙片周圍出現抑菌圈(圖中里面的圈),結果如圖所示。
(1)衡量本實驗結果的指標是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)上述圖中最有效的是　　　　培養皿中的抗生素。
(3)用上述最有效的抗生素對細菌進行處理,并測定細菌數量變化,如下圖所示:
①向培養基中加抗生素的時刻為　　　　點。
②細菌種群的進化是定向的,而變異是　　　　　,細菌的抗藥性產生于環境變化之　　　　(填“前”“中”或“后”),抗生素對細菌變異的作用不是“誘導”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菌引起的感染,原因在于細菌種群中　　　　　　　　　　　　　　。
解析　(1)抗生素如果抑制細菌生長,在濾紙片周圍就會出現抑菌圈,抑菌圈越大就說明抗生素殺菌能力越強。(2)因抑菌圈越大抗生素殺菌能力越強,所以最有效的是B培養皿中的抗生素。(3)①據曲線圖分析,AB段沒有抗生素,細菌繁殖加快,B點加入抗生素,殺死細菌,細菌數量快速減少。②細菌種群的進化是定向的,而變異是不定向的,細菌的抗藥性個體,在使用抗生素之前就已經存在,抗生素對細菌種群起到選擇的作用,選擇了抗藥性的個體生存下來,無抗藥性的個體被殺死。③在細菌種群中,含有抗藥性基因的個體是變異個體,只占少數,使用抗生素殺死了大部分無抗藥性的個體,故仍然能治療由細菌引起的感染。
答案　(1)抑菌圈的大小　(2)B
(3)①B　②不定向的　前　選擇　③有抗藥性基因的個體占極少數
1.(2022·浙江1月選考)峽谷和高山的阻隔都可能導致新物種形成。兩個種的羚松鼠分別生活在某大峽谷的兩側,它們的共同祖先生活在大峽谷形成之前;某高山兩側間存在有限的“通道”,陸地蝸牛和很多不能飛行的昆蟲可能會在“通道”處形成新物種。下列分析不合理的是 (　　)
A.大峽谷分隔形成的兩個羚松鼠種群間難以進行基因交流
B.能輕易飛越大峽谷的鳥類物種一般不會在大峽谷兩側形成為兩個物種
C.高山兩側的陸地蝸牛利用“通道”進行充分的基因交流
D.某些不能飛行的昆蟲在“通道”處形成的新種與原物種存在生殖隔離
解析　大峽谷分隔形成的地理隔離,使兩個羚松鼠種群間難以進行基因交流,A項合理;能輕易飛越大峽谷的鳥類物種能進行基因交流,一般不會在大峽谷兩側形成為兩個物種,B項合理;由題意可知,某高山兩側間存在“通道”是有限的,陸地蝸牛利用“通道”不能進行充分的基因交流,C項不合理;不同物種之間存在生殖隔離,在“通道”處形成的新物種與原物種存在生殖隔離,D項合理。
答案　C
2.(2022·湖南卷)稻蝗屬的三個近緣物種①日本稻蝗、②中華稻蝗臺灣亞種和③小翅稻蝗中,①與②、①與③的分布區域有重疊,②與③的分布區域不重疊。為探究它們之間的生殖隔離機制,進行了種間交配實驗,結果如表所示。下列敘述錯誤的是 (　　)
交配(♀×♂) ①×② ②×① ①×③ ③×① ②×③ ③×②
交配率(%) 0 8 16 2 46 18
精子傳送率(%) 0 0 0 0 100 100
注:精子傳送率是指受精囊中有精子的雌蟲占確認交配雌蟲的百分比。
A.實驗結果表明近緣物種之間也可進行交配
B.生殖隔離與物種的分布區域是否重疊無關
C.隔離是物種形成的必要條件
D.②和③之間可進行基因交流
解析　由表格中的交配率的結果可知,表明近緣物種之間也可進行交配,A項正確。已知①與②、①與③的分布區域有重疊,②與③的分布區域不重疊,但從交配率和精子傳送率來看,說明生殖隔離與物種的分布區域是否重疊無關,B項正確。隔離包括地理隔離和生殖隔離,隔離是物種形成的必要條件,C項正確。②與③的分布區域不重疊,故存在地理隔離;兩者屬于兩個近緣物種,表中②×③交配精子傳送率100%,即使交配成功,由于存在生殖隔離,也不能進行基因交流,D項錯誤。
答案　D
3.(2021·河北卷)雄性縫蠅的求偶方式有:①向雌蠅提供食物;②用絲縷簡單纏繞食物后送給雌蠅;③把食物裹成絲球送給雌蠅;④僅送一個空絲球給雌蠅。以上四種方式都能求偶成功。下列敘述錯誤的是 (　　)
A.求偶時提供食物給雌蠅有利于其繁殖,是一種適應性行為
B.④是一種儀式化行為,對縫蠅繁殖失去進化意義
C.③是雌蠅對雄蠅長期選擇的結果
D.④可能由③進化而來
解析　無論哪種求偶方式,都可使雄性縫蠅求偶成功,有利于縫蠅的交配繁殖,是一種適應性行為,A項正確;分析題意可知,①向雌蠅提供食物可能是雄性縫蠅求偶方式中最原始的一種,隨著生物的進化,由①單純的提供食物,到②簡單的“包裝”,再到③“包裝”變得復雜,最終演化出④僅送包裹食物的空絲球的求偶方式,④的出現對縫蠅繁殖仍具有進化意義,B項錯誤;雄性縫蠅求偶方式的進化是雌蠅對雄蠅長期選擇的結果,C項正確;由以上分析可知,④僅送一個空絲球給雌蠅可能是由③進化而來的,D項正確。
答案　B
4.(2021·湖北卷)某地區的小溪和池塘中生活著一種麗魚,該麗魚種群包含兩種類型的個體:一種具有磨盤狀齒形,專食蝸牛和貝殼類軟體動物;另一種具有乳突狀齒形,專食昆蟲和其他軟體動物。兩種齒形的麗魚均能穩定遺傳并能相互交配產生可育后代。針對上述現象,下列敘述錯誤的是 (　　)
A.麗魚種群牙齒的差異屬于可遺傳的變異
B.兩者在齒形上的差異有利于麗魚對環境的適應
C.麗魚種群產生的性狀分化可能與基因突變和重組有關
D.兩種不同齒形麗魚的基因庫差異明顯,形成了兩個不同的物種
解析　分析可知,兩種齒形的麗魚均能穩定遺傳,說明麗魚種群牙齒的差異屬于可遺傳的變異,A項正確;不同齒形的麗魚的生存環境不同,食物也存在差異,兩者在齒形上的差異有利于麗魚對環境的適應,B項正確;麗魚種群產生的性狀分化可能是基因突變和重組的結果,C項正確;兩種齒形的麗魚可以相互交配并能產生可育后代,說明兩者為同一物種,D項錯誤。
答案　D
5.(2019·天津卷)囊鼠的體毛深色(D)對淺色(d)為顯性,若毛色與環境差異大則易被天敵捕食。調查不同區域囊鼠深色表型頻率,檢測并計算基因頻率,結果如圖。
下列敘述錯誤的是 (　　)
A.深色囊鼠與淺色囊鼠在不同區域的分布現狀受自然選擇影響
B.與淺色巖P區相比,深色熔巖床區囊鼠的雜合子頻率低
C.淺色巖Q區的深色囊鼠的基因型為DD、Dd
D.與淺色巖Q區相比,淺色巖P區囊鼠的隱性純合子頻率高
解析　在自然選擇的作用下,種群的基因頻率會發生定向改變,導致生物朝著一定的方向不斷進化,深色囊鼠與淺色囊鼠在不同區域的分布現狀受自然選擇的影響,A項正確;在淺色巖P區,D基因的頻率為0.1,則d基因的頻率為0.9,深色表型頻率為0.18,則淺色表型頻率為0.82,設雜合子頻率為x,那么x+0.82=0.9,可算出x=0.16,同理,在深色熔巖床區,D基因的頻率為0.7,則d基因的頻率為0.3,深色表型頻率為0.95,則淺色表型頻率為0.05,可算出雜合子頻率為0.5,B項錯誤;已知淺色巖Q區D基因的頻率為0.3,若該區深色囊鼠的基因型均為Dd,則D基因的頻率為0.25,不足0.3,故淺色巖Q區的深色囊鼠的基因型為DD、Dd,C項正確;淺色巖P區囊鼠的隱性純合子頻率為0.82,淺色巖Q區囊鼠的隱性純合子頻率為1-0.5=0.5,即與淺色巖Q區相比,淺色巖P區囊鼠的隱性純合子頻率高,D項正確。
答案　B
(十三)　基因頻率與基因型頻率的計算
一、基因頻率的計算方法
1.“定義法”求解基因頻率。
(1)某基因頻率=×100%。
(2)若在常染色體上,則:某基因頻率=×100%。
(3)若在X染色體上,則:某基因頻率=×100%。
2.“公式法”求解基因頻率(以常染色體上一對等位基因A和a為例)。
A基因頻率=AA基因型頻率+1/2×Aa基因型頻率
a基因頻率=aa基因型頻率+1/2×Aa基因型頻率
即:PA=PAA+1/2PAa,Pa=Paa+1/2PAa
3.利用遺傳平衡定律計算基因頻率和基因型頻率。
(1)適用條件: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沒有突變。
(2)計算公式。
①當等位基因只有兩個時(A、a),設p表示A的基因頻率,q表示a的基因頻率,則:
②逆推計算:已知隱性純合子的概率,求種群的基因頻率和基因型頻率。
若Paa=X%,則→
1.(2023·山東德州模擬)某小鼠群體中,A+、A和a互為等位基因,該種群基因型及個體數如下表:
基因型 A+A+ A+A A+a AA Aa aa
個體數 100 200 300 100 200 100
下列說法錯誤的是 (　　)
A.A+的基因頻率是35%
B.A+、A、a是基因突變的結果
C.A+和A的根本區別是堿基序列不同
D.該小鼠群體所有的A+、A、a基因,構成小鼠的基因庫
解析　由題表信息可知,該小鼠種群共有1 000個個體,則該等位基因共有2 000個,其中A+基因共有100×2+200+300=700(個),所以A+的基因頻率為700÷2 000×100%=35%,A項正確;A+、A和a互為等位基因,是基因突變的結果,B項正確;等位基因的根本區別是堿基的排列順序不同,C項正確;小鼠種群全部個體的所有基因才能構成小鼠的基因庫,D項錯誤。
答案　D
2.某生物興趣小組抽樣調查的200人中,各種基因型和人數情況如下表所示,則這200人中,Xb的基因頻率為 (　　)
基因型 XBXB XBXb XbXb XBY XbY
人數 78 14 8 70 30
A.85% B.30%
C.20% D.15%
解析　XB與Xb的總數量為78×2+14×2+8×2+70+30=300,Xb的數量是14+8×2+30=60,故Xb的基因頻率為×100%=20%。
答案　C
3.某種昆蟲的翅色是由常染色體上一對等位基因決定的,A決定綠色,a決定褐色。現從自然界中隨機捕獲若干個該昆蟲個體組成一個新的種群,在剛組成的這個新種群中,設A、a的基因頻率分別為x、y,AA、Aa、aa基因型頻率分別為D、E、F。則下列關系中一定正確的是 (　　)
A.x=D B.y2=F
C.x=E+D D.2y=2F+E
解析　在剛組成的這個新種群中,是由隨機捕獲若干個該昆蟲個體組成的,不一定遵循遺傳平衡定律,因此y2不一定與aa的基因型頻率F相等;該種群的A基因的頻率x=AA的基因型頻率+1/2Aa的基因型頻率=D+1/2E,a基因的頻率y=aa的基因型頻率+1/2Aa的基因型頻率=F+1/2E,即2y=2F+E。綜上分析,D項符合題意,A、B、C三項不符合題意。
答案　D
二、利用基因頻率進行遺傳概率計算
1.利用遺傳平衡定律計算人類遺傳病的患病概率的解題模板。
2.遺傳平衡時X染色體上基因頻率與基因型頻率的關系(以紅綠色盲為例,相關基因用B、b表示)。
(1)男性中相關基因頻率和基因型頻率的關系。
提醒　當基因位于X染色體上時,在雄性個體中,某一基因的頻率等于該基因型的頻率,求出了相關的基因型頻率,就等于求出了基因頻率。
(2)人群中色盲基因的頻率=男性中色盲基因的頻率=女性中色盲基因的頻率。
(3)紅綠色盲基因(Xb)的基因頻率在男性和女性中相同,但發病率不同。
(4)人群中男性的紅綠色盲發病率即為該群體Xb的基因頻率。
(5)若紅綠色盲基因Xb的基因頻率為10%,則男性中
女性中
提醒　若男性和女性數量相等,則女性攜帶者XBXb在女性中的比例和人群中的比例分別為18%和9%。
3.自交與自由交配中基因(型)頻率變化的不同。
(1)自交:雜合子連續自交的,基因型頻率會發生變化,表現為純合子比例逐漸增大,雜合子比例逐漸下降,但基因頻率不變。
(2)自由交配。
在無突變、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都保持不變。
4.(不定項)紅綠色盲是一種常見的伴X染色體隱性遺傳病。假設在一個數量較大的群體中,男女比例相等,XB的基因頻率為80%,Xb的基因頻率為20%,下列說法正確的是 (　　)
A.該群體男性中的Xb的基因頻率為20%
B.一對表現正常的夫婦,不可能生出患色盲的孩子
C.在這一人群中,XbXb、XbY的基因型頻率依次為2%、10%
D.如果不采取遺傳咨詢、基因診斷等措施,該群體中色盲的發病率會越來越高
解析　某個基因占全部等位基因的比值,叫作基因頻率,基因頻率與性別無關,因此該群體男性中的Xb的基因頻率等于20%,A項正確;一對表現正常的夫婦,女性可能是攜帶者,仍然可以生出患色盲的孩子,B項錯誤;按照遺傳平衡定律計算,在女性中,XbXb的基因型頻率為Xb的基因頻率的平方,即20%×20%=4%,但男女比例為1∶1,則XbXb的頻率為4%×=2%,由于男性只有一條X染色體,則男性的X基因頻率就是基因型頻率,為20%,但男女比例為1∶1,則XbY的頻率為20%×=10%,C項正確;采取遺傳咨詢、基因診斷等措施可以降低色盲的發病率,但是如果不采取遺傳咨詢、基因診斷等措施,該群體中色盲的發病率也不會越來越高,D項錯誤。
答案　AC
5.(2023·太原質檢)某常染色體隱性遺傳病在人群中的發病率為1%,色盲在男性中的發病率為7%。現有一對表現正常的夫婦,妻子為該常染色體遺傳病致病基因和色盲致病基因攜帶者。那么,他們所生小孩同時患上述兩種遺傳病的概率是 (　　)
A.1/88 B.1/22
C.7/2 200 D.3/800
解析　某常染色體隱性遺傳病(設其由A、a控制)的發病率為1%,根據遺傳平衡定律,可以算出該隱性致病基因a的頻率==10%,基因A的頻率=1-10%=90%;那么人群中AA、Aa、aa個體的基因型頻率依次是90%×90%=81%、2×90%×10%=18%、10%×10%=1%,則該對夫婦中丈夫的基因型是AA或者Aa,概率分別是0.81/(0.81+0.18)、0.18/(0.81+0.18),妻子的基因型為Aa。所以,這對夫婦所生的孩子中患該常染色體隱性遺傳病的概率是1/4×[0.18/(0.81+0.18)]=1/22。控制色盲的基因用B、b表示,妻子的基因型是XBXb,丈夫的基因型是XBY,他們生出患色盲孩子的概率是1/4。綜上分析可知,他們所生的孩子中同時患以上兩種遺傳病的概率是1/4×1/22=1/88。
答案　A
6.已知某一動物種群中僅有Aa和AA兩種基因型的個體(基因型為aa的個體在胚胎期致死),Aa∶AA=1∶1,且該種群中雌雄個體比例為1∶1,個體間可以自由交配,則該種群自由交配產生的成活子代中能穩定遺傳的個體所占比例是 (　　)
A.5/8 B.3/5
C.1/4 D.3/4
解析　在自由交配的情況下,上下代之間種群的基因頻率不變,可先求出親代產生配子的頻率,再利用遺傳平衡公式,求出子代中各基因型所占的比例。分析如下:
P　　Aa∶AA=1∶1
配子頻率　　P(A)=P(AA)+1/2P(Aa)=3/4
(基因頻率)　P(a)=P(aa)+1/2P(Aa)=1/4
F1
因此能穩定遺傳的個體AA所占的比例=(9/16)÷(9/16+6/16)=3/5,B項正確。
答案　B

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