第3節(jié)　第1課時　種群基因組成的變化

第3節(jié)種群基因組成的變化與物種的形成第1課時種群基因組成的變化合格考達標練1.下列有關基因庫、基因頻率和生物進化的敘述錯誤的是()A.控制果蠅眼色的全部基因構成基因庫B.秦嶺地區(qū)所有金絲猴的全部基因構成基因庫C.某個種群中某等位基因如A和a的基因頻率之和等于1D.變異為生物進化提供了原材料,不決定生物進化的方向答案A2.下列與種群有關的敘述,不正確的是()A.一片樹林中的全部獼猴是一個種群B.基因型頻率是指在一個種群基因庫中,某種基因型的個體在種群中所占的比值C.一個種群的基因庫在代代相傳中得以保持和發(fā)展D.種群的基因頻率是恒定不變的答案D解析可遺傳的變異、自然選擇等可使種群的基因頻率發(fā)生改變,D項錯誤。3.已知一批豌豆種子中AA和Aa個體的數目之比為1∶2,在自然狀態(tài)下種植,若不同植株結實率相同,每一代都淘汰aa的植株,則F2中AA∶Aa為()A.3∶2 B.5∶4 C.7∶2 D.19∶8答案C解析這批豌豆中,AA占1/3,Aa占2/3,其中1/3AA自交后代不發(fā)生性狀分離,基因型均為AA;2/3Aa自交后代發(fā)生性狀分離,后代為2/3×(1/4AA、1/2Aa、1/4aa),F1中,AA、Aa、aa的數量之比為(1/3+2/3×1/4)∶(2/3×1/2)∶(2/3×1/4)=3∶2∶1,淘汰aa的植株后,AA占3/5,Aa占2/5,其中3/5AA自交后代不發(fā)生性狀分離,基因型均為AA;2/5Aa自交后代發(fā)生性狀分離,后代為2/5×(1/4AA、1/2Aa、1/4aa),F2中,AA、Aa、aa的數量之比為(3/5+2/5×1/4)∶(2/5×1/2)∶(2/5×1/4)=7∶2∶1。4.調查某校學生中關于某種性狀的各種基因型及比例如下表。基因型XBXBXBXbXbXbXBYXbY比例/%42.327.360.32464則該校學生中XB和Xb的基因頻率分別是()A.6%、8% B.92%、8%C.78%、92% D.8%、92%答案B解析伴性遺傳的基因頻率計算,只計數等位基因所存在的染色體,即男性只統(tǒng)計一個基因,女性中統(tǒng)計兩個基因,所以該校學生中Xb的基因頻率為7.100%=8%,則XB的基因頻率為92%。5.某種田鼠的毛色褐(S)對灰(s)為顯性。一個田鼠種群遷入新環(huán)境第1年基因型為SS個體占10%,Ss個體占20%,ss個體占70%。由于該環(huán)境條件不利于灰色鼠生存,使得第2年灰色鼠減少了10%。下列敘述錯誤的是()A.若干年后s基因頻率降為0B.S基因頻率從20%變?yōu)?1.5%C.此過程說明田鼠種群發(fā)生進化D.灰色鼠減少是自然選擇的結果答案A解析該環(huán)境條件不利于灰色鼠ss生存,但褐色的個體(Ss)中有s基因,若干年后s基因頻率不會降為0,A項錯誤;SS=10%,Ss=20%,ss=70%,因此S基因頻率為10%+1/2×20%=20%,假設種群個體總數為100個,由于該環(huán)境條件不利于灰色鼠生存,使得灰色鼠減少了10%,則第2年灰色鼠減少70%×100×10%=7(個),則種群個體總數變?yōu)?3個,基因型為SS的頻率是10/93,基因型為Ss的頻率是20/93,基因型為ss的頻率是63/93,S基因頻率為10/93+1/2×20/93=20/93≈21.5%,B項正確;生物進化的實質在于種群基因頻率的改變,s基因頻率減小,所以田鼠種群發(fā)生了進化,C項正確;灰色鼠減少了10%,是由于環(huán)境條件不利于灰色鼠生存,這是自然選擇的結果,D項正確。6.下列符合現(xiàn)代進化理論敘述的是()①種群是生物進化的基本單位②可遺傳變異為生物進化提供了原材料③生物進化是以某一具體的生物個體的進化來進行的④自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進化的方向A.①②④ B.①②③ C.②③④ D.①③④答案A解析現(xiàn)代進化理論認為種群是生物進化的基本單位,①正確;可遺傳變異包括基因突變、基因重組和染色體變異,可以為生物進化提供原材料,②正確;生物進化的基本單位是種群,而不是個體,③錯誤;自然選擇決定生物進化的方向,生物進化的實質是種群基因頻率的定向改變,④正確。綜上所述,正確的是①②④,故選A項。7.下列不能體現(xiàn)生物正在進化的是()A.雜合高莖豌豆通過連續(xù)自交導致后代純合子頻率越來越高B.雜交育種通過不斷地自交、篩選和淘汰使得純合矮稈抗病小麥比例越來越高C.在黑褐色環(huán)境背景下,黑色樺尺蛾被保留,淺色樺尺蛾被淘汰D.青霉菌通過輻射誘變和選擇保留高產量的青霉素菌株答案A解析雜合高莖豌豆通過連續(xù)自交導致后代純合子頻率越來越高,但相關的基因頻率沒有改變,不能體現(xiàn)生物正在進化,A項符合題意;“雜交育種通過不斷地自交、篩選和淘汰使得純合矮稈抗病小麥比例越來越高”“青霉菌通過輻射誘變和選擇保留高產量的青霉素菌株”,都是在人工選擇下,導致種群的基因頻率發(fā)生改變,這能體現(xiàn)生物正在進化,B、D兩項不符合題意;在黑褐色環(huán)境背景下,黑色樺尺蛾被保留,淺色樺尺蛾被淘汰,這是自然選擇導致種群的基因頻率發(fā)生改變的結果,能體現(xiàn)生物正在進化,C項不符合題意。8.某植物種群中,AA個體占16%,aa個體占36%,該種群隨機交配產生的后代中AA基因型頻率、A基因頻率和自交產生的后代中AA基因型頻率、A基因頻率的變化依次為()A.增大、不變、不變、不變B.不變、增大、增大、不變C.不變、不變、增大、不變D.不變、不變、不變、增大答案C解析根據題意分析,已知AA=16%,aa=36%,則Aa=1-16%-36%=48%,A基因頻率=16%+1/2×48%=40%,a基因頻率=36%+1/2×48%=60%。若隨機交配,后代的基因型頻率為:AA=40%×40%=16%,aa=60%×60%=36%,Aa=2×40%×60%=48%;若自交,后代的基因型頻率為:AA=16%+48%×1/4=28%,aa=36%+48%×1/4=48%,Aa=48%×1/2=24%,自交后代的基因頻率是:A=28%+24%×1/2=40%,a=48%+24%×1/2=60%。因此該種群隨機交配產生的后代中AA基因型頻率、A基因頻率和自交產生的后代中AA基因型頻率、A基因頻率的變化依次為不變、不變、增大、不變。9.最新《自然》載文:科研人員從一種溶桿菌屬的細菌中提取了一種新型抗生素(LysocinE),它能對抗常見抗生素無法對付的超級細菌——耐甲氧西林金黃色葡萄球菌。下列相關敘述正確的是()A.超級細菌——耐甲氧西林金黃色葡萄球菌的抗藥性變異來源于突變或基因重組B.按照現(xiàn)代進化理論解釋超級細菌形成的實質是,自然選擇使耐藥性變異菌株定向積累的結果C.“耐甲氧西林金黃色葡萄球菌”這一超級細菌的形成意味著該種群一定發(fā)生了進化D.使用新型抗生素(LysocinE)會使耐甲氧西林金黃色葡萄球菌種群消亡答案C解析耐甲氧西林金黃色葡萄球菌是原核生物,細胞中沒有染色體,不進行有性生殖,所以可遺傳變異的來源是基因突變,沒有基因重組與染色體變異,A項錯誤;超級細菌形成的實質是,種群基因頻率的改變,B項錯誤;“耐甲氧西林金黃色葡萄球菌”這一超級細菌的形成是原有種群的基因頻率發(fā)生了定向的改變,該種群一定發(fā)生了進化,C項正確;使用新型抗生素(LysocinE)會使耐甲氧西林金黃色葡萄球菌種群的基因頻率發(fā)生定向改變,并不一定使其消亡,D項錯誤。10.回答下列有關生物進化的問題。圖1(1)圖1表示某小島上蜥蜴進化的基本過程,X、Y、Z表示生物進化的基本環(huán)節(jié)。X、Y分別是、。

(2)該小島上的蜥蜴原種由許多個體組成,這些個體的總和稱為,這是生物進化的。

(3)小島上生存的所有蜥蜴?zhèn)€體含有的全部基因,稱為蜥蜴的。

(4)小島上蜥蜴原種的腳趾逐漸出現(xiàn)兩種性狀,W代表蜥蜴腳趾的分趾基因;w代表聯(lián)趾(趾間有蹼)基因。圖2表示這兩種性狀比例變化的過程。圖2①由于蜥蜴過度繁殖,導致加劇。

②小島上食物短缺,聯(lián)趾蜥蜴數量比例反而逐漸上升,其原因可能是

。

③圖2所示的過程說明,自然環(huán)境的變化引起不同性狀蜥蜴的比例發(fā)生變化,其本質是蜥蜴群體內的發(fā)生了改變。

答案(1)變異自然選擇(2)種群基本單位(3)基因庫(4)①生存斗爭②聯(lián)趾個體趾間有蹼,適于游泳,可以從水中獲取食物。因此,在島上食物短缺時,聯(lián)趾個體的生存和繁殖機會較多(合理即可)③基因頻率解析(1)由圖可知,X表示變異,Y表示自然選擇。(2)小島上蜥蜴原種個體總和構成一個種群,種群是生物進化的基本單位。(3)小島上生存的所有蜥蜴?zhèn)€體含有的全部基因稱為小島上該蜥蜴種群的基因庫。(4)蜥蜴的過度繁殖導致生存斗爭加劇,使小島上食物短缺,而聯(lián)趾蜥蜴能游泳,可以獲取更多食物,更好地適應環(huán)境,數量比例就會逐漸增加,這種變化的本質是種群基因頻率的變化。等級考提升練11.(多選)家蠅對擬除蟲菊酯類殺蟲劑產生抗性的原因是神經細胞膜上某通道蛋白中的一個亮氨酸替換為苯丙氨酸。下表是對某市不同地區(qū)家蠅種群的敏感性和抗性基因型頻率調查分析的結果。家蠅種群來源敏感性純合子/%抗性雜合子/%抗性純合子/%甲地區(qū)78202乙地區(qū)64324丙地區(qū)84151下列敘述正確的是()A.上述通道蛋白中氨基酸的改變是基因堿基對缺失的結果B.甲地區(qū)家蠅種群中抗性基因頻率為12%C.比較三地區(qū)抗性基因頻率可知乙地區(qū)抗性基因突變率最高D.丙地區(qū)敏感性基因頻率高是自然選擇的結果答案BD解析家蠅神經細胞膜上通道蛋白中氨基酸的改變是基因堿基對替換的結果;甲地區(qū)家蠅種群中抗性基因的頻率為2%+1/2×20%=12%;比較三地區(qū)抗性基因頻率不能推斷出抗性基因突變率的大小關系;自然選擇可以使基因頻率發(fā)生定向改變,因此丙地區(qū)敏感性基因頻率高是自然選擇的結果。12.(多選)假設羊的毛色遺傳由一對基因控制,黑色(B)對白色(b)為顯性。一個隨機交配多代的羊群中,白毛和黑毛的基因頻率各占一半,現(xiàn)需對羊群進行人工選擇,逐代淘汰白色個體。下列說法不正確的是()A.淘汰前,該羊群中黑色個體數量與白色個體數量相等B.淘汰前,隨著交配代數增加,羊群中純合子的比例增加C.白色羊至少要淘汰2代,才能使b基因頻率下降到25%D.隨著淘汰代數的增加,羊群中B基因頻率和Bb基因型頻率均逐漸增加答案ABD解析據題意可知,B的基因頻率=b的基因頻率=0.5,由于羊群是隨機交配多代,則bb的基因型頻率=0.5×0.5=0.25,則B_的基因型頻率=1-0.25=0.75,即淘汰前,該羊群中黑色個體數量占75%,白色個體數量占25%,二者數量不相等,A項錯誤;淘汰前,雜合子(Bb)所占比例=2×0.5×0.5=0.5,純合子占1-0.5=0.5=50%,淘汰前,不管隨機交配多少代,羊群中純合子的比例始終為50%,B項錯誤;沒有淘汰前,B的基因頻率=1/2,b的基因頻率=1/2,BB的基因型頻率為1/2×1/2=1/4,Bb的基因型頻率=2×1/2×1/2=1/2,bb的基因型頻率為1/2×1/2=1/4。淘汰白色個體,可知BB的基因型頻率=1/3,Bb的基因型頻率為2/3,則B的基因頻率為2/3,b的基因頻率為1/3。黑色個體隨機交配,下一代BB的基因型頻率為2/3×2/3=4/9,Bb的基因型頻率為2×2/3×1/3=4/9,bb的基因型頻率=1/3×1/3=1/9,淘汰白色個體可求出Bb的基因型頻率為1/2,B的基因頻率=3/4,b的基因頻率=1/4。黑色個體隨機交配可知,下一代BB的基因型頻率為3/4×3/4=9/16,Bb的基因型頻率為6/16,bb的基因型頻率為1/16,淘汰白色個體,可知Bb的基因型頻率=2/5,進一步可求出B的基因頻率=4/5,由上述分析可知,隨著淘汰代數的增加,B基因頻率的變化為1/2→2/3→3/4→4/5,即B的基因頻率逐漸增加,Bb的基因型頻率的變化為1/2→2/3→1/2→2/5,即Bb的基因型頻率不是逐代增加的,且白色羊至少要淘汰2代,才能使b基因頻率下降到25%,C項正確,D項錯誤。13.不同基因型的褐鼠對滅鼠靈藥物的抗性及對維生素K的依賴性(即需要從外界環(huán)境中獲取維生素K才能維持正常的生命活動)的表型如下表。若對環(huán)境中維生素K含量不足的褐鼠種群長期連續(xù)使用滅鼠靈進行處理,則褐鼠種群中()基因型rrRrRR對滅鼠靈的抗性敏感抗性抗性對維生素K的依賴性無中度高度A.基因r的頻率最終下降至0B.抗性個體RR∶Rr=1∶1C.RR個體數量增加,rr個體數量減少D.絕大多數抗性個體的基因型為Rr答案D解析根據題意推測,對環(huán)境中維生素K含量不足的褐鼠種群長期連續(xù)使用滅鼠靈進行處理,會有基因型為Rr的個體活著,所以基因r的頻率不可能下降至0,A項錯誤;RR個體對維生素K依賴性是高度,而rr個體對滅鼠靈敏感,所以RR和rr個體數量都在減少,存活的個體中絕大多數個體的基因型為Rr,B、C兩項錯誤,D項正確。14.請根據以下不同情況,回答下列有關變異與生物進化的問題。(1)在染色體數目變異中,既可發(fā)生以染色體組為單位的變異,也可發(fā)生以(填“基因”或“染色體”)為單位的變異。染色體變異不同于基因突變之處有①染色體變異涉及的堿基對的數目比基因突變的多,②

(從觀察或對性狀影響的角度考慮)。(2)某動物種群中,基因型為AA、Aa和aa的個體依次占25%、50%和25%。若該種群中基因型為aa的個體沒有繁殖能力,其他個體間可以隨機交配,理論上,下一代中AA∶Aa∶aa=。

(3)果蠅的隱性突變基因a純合時雌蠅不育(無生殖能力),但雄蠅無影響。一對基因型為Aa的果蠅交配產生子一代,子一代隨機交配產生子二代。子二代與子一代相比,A的基因頻率(填“增大”“減小”或“不變”)。

(4)假設某果蠅種群中雌雄個體數目相等,且種群中只有Aa一種基因型。若該果蠅種群隨機交配的實驗結果是第一代中有Aa和aa兩種基因型,且比例為2∶1,則對該結果最合理的解釋是。根據這一解釋,第一代再隨機交配,第二代中所有個體的基因型及比例應為。

答案(1)染色體染色體變異可以通過顯微鏡觀察到,基因突變則不能(或染色體變異對性狀的影響通常大于基因突變)(2)4∶4∶1(3)增大(4)A基因純合致死Aa∶aa=1∶1解析(1)在染色體數目變異中,既可發(fā)生以染色體組為單位的變異,也可發(fā)生以個別染色體為單位的變異,基因突變是基因中個別堿基對的變化,不會引起基因數目和排列順序的變化,染色體變異涉及的堿基對數目變化多,會引起基因數目和排列順序的變化,對性狀的影響較大,染色體變異在顯微鏡下可以觀察到,而基因突變不能。(2)AA、Aa和aa基因型的個體依次占25%、50%、25%。若該種群中的aa個體沒有繁殖能力,則具有繁殖能力的個體中,AA占1/3,Aa占2/3;因此A的基因頻率為1/3+2/3×1/2=2/3,a的基因頻率為1/3,后代中AA的基因型頻率為2/3×2/3=4/9,Aa為2×1/3×2/3=4/9,aa為1/3×1/3=1/9,下一代中AA∶Aa∶aa=4∶4∶1。(3)按照分離定律,一對基因型為Aa的果蠅交配產生的后代的基因型及比例是AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,子一代雄性個體都是可育的,產生的雄配子的類型及比例是A∶a=1∶1,雌性個體aa不育,因此產生的卵細胞的基因型及比例是A∶a=2∶1,子一代自由交配得到的子二代的基因型是AA∶Aa∶aa=2∶3∶1,子二代A的基因頻率是2/6+1/2×3/6=7/12,子二代與子一代相比,A的基因頻率增大。(4)如果只有一種基因型Aa的果蠅種群隨機交配的實驗結果是子一代中只有Aa和aa兩種基因型,且比例為2∶1,說明存在顯性純合致死效應(或A基因純合致死或AA致死或A顯性基因純合致死);根據這一解釋,第一代中產生的配子的基因型及比例關系是A∶a=1∶2,第一代再隨機交配,第二代中Aa=2×1/3×2/3=4/9,aa=2/3×2/3=4/9,所以第二代中Aa和aa基因型個體數量的比例應為1∶1。15.某中學生物學研究小組為探究人工選擇對種群基因頻率的影響,選用純種長翅果蠅和殘