生物必修2《遗传与进化》一 种群基因组成的变化学案

这是一份生物必修2《遗传与进化》一 种群基因组成的变化学案，共21页。

第3节　种群基因组成的变化与物种的形成

课标要求
核心素养
1.阐明具有优势性状的个体在种群中所占比例将会增加。
2．说明自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境。
3．阐述变异、选择和隔离可导致新物种形成。
1.生命观念：初步运用进化与适应观，阐明可遗传的变异提供了生物进化的原材料；运用生物进化观念阐明隔离在物种形成中的作用。
2.科学思维：运用统计与概率的相关知识，解释并预测种群内某一遗传性状的分布及变化；运用分类与比较的观念，分析地理隔离和生殖隔离在物种形成中的作用。

　[学生用书P85]
一、种群基因组成的变化
1．种群和种群基因库
(1)种群
①概念：三要素
②特点：种群是生物繁殖的单位。
(2)基因库：由一个种群中全部个体所含有的全部基因构成。
(3)基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值。
2．种群基因频率的变化
(1)可遗传变异的来源
(2)可遗传变异提供了生物进化的原材料的原因
①
②可遗传变异的结果：只提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。
3．自然选择对种群基因频率变化的影响
(1)原因：不断淘汰发生不利变异的个体，选择保留发生有利变异的个体。
(2)选择的对象
①直接作用对象：个体的表型。
②最终选择的对象：决定表型的基因。
(3)选择的结果
①基因方面：种群的基因频率会发生定向改变。
②生物性状方面：导致生物朝着一定的方向不断进化。
二、隔离在物种形成中的作用
1．物种的概念：能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物。
2．隔离
(1)概念：不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。
(2)常见类型
项目
类型　　
发生范围
结果
生殖隔离
不同物种间
①不能相互交配；
②即使交配成功，也不能产生可育后代
地理隔离
同种生物
使种群间不能发生基因交流
3.新物种的形成过程

↓

↓
——基因库形成明显的差异，并逐步出现生殖隔离，从而形成不同的物种
4．物种形成的必要条件：隔离。

(1)一个种群中某基因占所有基因的比值叫作基因频率。(×)
(2)基因突变产生的有利变异决定生物进化的方向。(×)
(3)自然选择决定了生物变异和进化的方向。(×)
(4)存在生殖隔离的种群不一定存在地理隔离。(√)
(5)地理隔离的出现导致基因频率的改变，标志新物种的形成。(×)

知识点一　种群基因组成的变化[学生用书P86]

1．相关概念的比较
比较项目
含义
变化后与进化的关系
基因型频率
×100%
生物不一定进化
基因
频率
×100%
生物进化
基因库
种群中全部个体所含有的全部基因
可导致生物进化，它的变化是形成新物种的前提
2.突变和基因重组产生进化的原材料
(1)突变和基因重组使种群的基因频率发生不定向的改变。
(2)由于突变和基因重组都是随机的、不定向的，因此它们只提供生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。
(3)变异的有利和有害是相对的，由生存环境决定。
3．自然选择决定生物进化方向的原理分析

　进化中的“定向”与“不定向”
(1)变异是不定向的。
(2)自然选择是定向的。
(3)种群基因频率的变化是定向的。
(4)生物进化是定向的。
发展素养
达尔文考察了格克伦岛，这个岛屿上经常刮大风，岛上的少数昆虫翅膀特别发达，大多数昆虫翅退化。请思考下列问题：
(1)在这个海岛上昆虫翅长差异的根本来源是什么？(生命观念)
提示：基因突变。
(2)在这个岛屿上，为什么无翅的昆虫特别多？(科学思维)
提示：由于这个岛屿上经常刮大风，有翅能飞但翅膀不够强大的昆虫，就常常被大风吹到海里，因而生存和繁殖后代的机会较少，而无翅或残翅的昆虫，由于不能飞翔，就不容易被风吹到海里，因而生存和繁殖后代的机会就多。经过一段时间的自然选择之后，海岛上无翅或残翅的昆虫就特别多，这种现象产生的原因是自然选择。

1．(2020·广东广州高一检测)下列关于基因频率、基因型频率与生物进化的叙述，正确的是(　　)
A．一个种群中，基因型频率发生改变，这说明生物在进化
B．在一个种群中，一对相对性状的各种基因型频率之和为1
C．基因型为Aa的个体自交后代所形成的种群中，A基因的频率大于a基因的频率
D．因红绿色盲患者中男性数量大于女性，所以男性群体中红绿色盲基因的频率大于女性群体中红绿色盲基因的频率
解析：选B。生物进化的实质是种群基因频率发生改变，基因型频率发生改变不能说明生物在进化，A错误；基因型为Aa的个体自交后代形成的种群中，A、a基因的频率大小取决于自然选择，C错误；红绿色盲是伴X染色体隐性遗传病，虽然红绿色盲患者中男性多于女性，但是男性群体中红绿色盲的基因频率等于女性群体中的，D错误。
2．桦尺蛾的体色受一对等位基因控制，其中黑色(S)对浅色(s)为显性。将某桦尺蛾种群分成两组，分别迁移到A、B两个区域，A地是煤炭工业重镇，B地是闭塞的山区，数年后抽样调查，结果如下表所示。下列有关说法不正确的是(　　)
区域
SS(%)
Ss(%)
ss(%)
A
80
18
2
B
2
8
90
A.A地S基因的频率为89%，B地S基因的频率为6%
B．A地的大部分s基因突变为S基因，故S基因的频率升高
C．从上述材料可知生物进化的方向是由自然选择决定的
D．从上述材料可知生物进化的实质就是种群基因频率的变化
解析：选B。由题干中的数据可知，A地种群内S基因的频率＝80%＋18%×(1/2)＝89%，s基因的频率＝1－89%＝11%；而B地种群内S基因的频率＝2%＋8%×(1/2)＝6%，s基因的频率＝1－6%＝94%，A正确。由上述分析可知，A地种群内控制体色黑色的S基因的频率较高，而B地种群内控制体色浅色的s基因的频率较高，这与这两地种群的生活环境对其的选择有关，B错误。A地种群生活在污染严重的环境中，而B地种群生活在基本未受污染的环境中。可见生物进化的方向是自然选择决定的，生物进化的实质是种群的基因频率发生改变，C、D正确。
知识点二　基因频率和基因型频率的有关计算[学生用书P87]

1．基因频率的计算
(1)某基因频率＝×100%。
例如，A的基因频率＝×100%。
(2)已知基因型频率计算基因频率
①常染色体上基因频率的计算
一对等位基因中某基因的频率＝该基因纯合子的基因型频率＋1/2杂合子的基因型频率。
例如，A基因的频率＝AA的基因型频率＋1/2Aa的基因型频率。
②X染色体上基因频率的计算
如某种群中基因型有XBXB、XBXb、XbXb、XBY、XbY，
Xb的基因频率＝×100%。
(3)遗传平衡时基因频率与基因型频率的计算
①

②计算公式
设A基因的频率为p，a基因的频率为q，则p＋q＝1。
　　　雄配子
雌配子　　　
A(p)
a(q)
A(p)
AA(p2)
Aa(pq)
a(q)
Aa(pq)
aa(q2)
2.自交和自由交配时基因频率和基因型频率的变化规律
交配方式
基因频率
基因型频率
自交
不改变
改变，纯合子增多，杂合子减少
自由交配
处于遗传平衡
不改变
不改变
不处于遗传平衡
不改变
改变
发展素养
1．某生物种群由基因型为AA、Aa、aa的个体组成，其中a基因的频率为45%，则该种群中A基因的频率为多少？(科学思维)
提示：55%。
2．据某生物研究性学习小组调查，某校学生中基因型比例为XBXB∶XBXb∶XbXb∶XBY∶XbY＝44∶5∶1∶43∶7，则Xb的基因频率为多少？(科学思维)
提示：9.3%。

1．在某一人群中，经调查得知，隐性性状者比例为16%，该性状不同类型的基因型频率分别是(按AA、Aa、aa顺序排列答案)(　　)
A．36%、48%、16%　　　　 B．36%、24%、16%
C．16%、48%、36% D．16%、36%、48%
解析：选A。在一个大群体随机交配的情况下，其基因频率和基因型频率在没有突变、选择和迁移的条件下世代相传，不发生变化，基因型频率是由基因频率决定的。种群中一对等位基因频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。题中隐性性状者比例为16%，即aa的基因型频率为16%，则a的基因频率为40%，A的基因频率为1－40%＝60%。因此AA的基因型频率为60%×60%＝36%，Aa的基因型频率为2×40%×60%＝48%。
2．某植物种群中，AA个体占16%，aa个体占36%。该种群随机交配产生的后代中AA的基因型频率、A基因的频率和自交产生的后代中AA的基因型频率、A基因的频率的变化依次为 (　　)
A．增大，不变；不变，不变
B．不变，增大；增大，不变
C．不变，不变；增大，不变
D．不变，不变；不变，增大
解析：选C。随机交配的种群，基因频率和基因型频率稳定不变，保持平衡，符合遗传平衡定律。自交时，基因频率不变，杂合子所占比例会逐代减少，纯合子所占比例逐代增多，所以AA的基因型频率会增大。
知识点三　隔离与物种的形成[学生用书P88]

1．地理隔离和生殖隔离的比较

(1)图中A属于地理隔离，一旦发生某种地质变化，两个分开的小种群重新相遇，可以再融合在一起。
(2)图中B属于生殖隔离，一旦形成就保持物种间基因的不可交流性，从而保证了物种的相对稳定。
(3)地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成的质变阶段。
2．物种形成的方式
(1)渐变式

(2)爆发式

爆发式物种形成是在一个较短时间内完成的，主要起源于个体的染色体变异或远缘杂交以及染色体加倍等，如六倍体普通小麦的形成。
3．物种形成与生物进化的比较
项目
物种形成
生物进化
标志
生殖隔离出现
基因频率改变
变化后生物和原来生物的关系
新物种形成，生殖隔离，质变，属于不同的物种
生物进化，基因频率改变，量变，仍属于一个物种
联系
(1)生物进化不一定导致新物种的形成；
(2)新物种一旦形成，则说明生物肯定发生了进化
发展素养
1．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%。若此时从岛外侵入了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基因的频率约是多少？该种群是否发生了进化？并说明理由。(科学思维)
提示：F1中V基因的频率约为47.73%。发生了进化。原来种群中基因型为VV、Vv和vv的果蝇分别占15%、55%和30%，则V基因的频率为15%＋(1/2)×55%＝42.5%；从岛外侵入了2 000只基因型为VV的果蝇随机交配一代后，基因型为VV、Vv、vv的果蝇分别占22.73%、50%和27.27%，随机交配产生的F1中V基因的频率为47.73%。该种群的基因频率发生了变化，所以该种群发生了进化。
2．发现一种外形很像紫花苜蓿的植物，如何确定它和紫花苜蓿是不是同一物种？(科学探究)
提示：自然状态下，让该植物与紫花苜蓿杂交，观察是否能产生可育后代。

1．(2020·江西新余高一期末)下图表示某群岛上蝉的物种演化示意图，其中甲、乙、丙、丁、戊分别代表不同种类的蝉。下列叙述不正确的是(　　)

A．戊和丁的形成是由地理隔离造成的生殖隔离
B．由乙形成丙和丁的过程说明变异是不定向的
C．由甲形成乙和戊的过程是自然选择的结果
D．图示说明新物种的形成一定要经过地理隔离
解析：选D。分析题图可知，A岛和B岛存在地理隔离，环境不同，选择方向不同，最终导致戊和丁形成生殖隔离，A正确；由乙形成丙和丁的过程说明变异是不定向的，B正确；新物种的形成是定向自然选择的结果，由于环境的不同，自然选择的方向不同，C正确；新物种的形成不一定经过地理隔离，D错误。
2．下图表示生物新物种形成的基本环节，下列相关分析正确的是(　　)

A．图中A表示基因突变和基因重组，为进化提供原材料
B．种群基因频率的定向改变是形成新物种的前提
C．图中B表示地理隔离，短时间内会导致生殖隔离
D．图中C表示生殖隔离，指两种生物不能杂交产生后代解析：选B。图中A表示进化的原材料，由突变和基因重组提供，其中突变包括基因突变和染色体变异，A错误；生物进化是物种形成的前提，而生物进化的实质是基因频率的改变，B正确；图中B表示地理隔离，需要经过长期地理隔离才能形成生殖隔离，C错误；图中C表示生殖隔离，是物种形成的标志，具有生殖隔离的个体之间可能可以杂交，但是不能产生可育后代，D错误。
核心知识小结
[要点回眸]

[规范答题]
1．一个种群中全部个体所含有的全部基因称为基因库。
2．种群是生物繁殖的单位。
3．突变和基因重组产生进化的原材料。
4．自然选择决定生物进化的方向。
5．生物进化的实质是基因频率的改变。
6．物种指的是能够在自然状态下相互交配且能产生可育后代的一群生物。
7．隔离指的是不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象，分为地理隔离和生殖隔离。
8．隔离是物种形成的必要条件，不同种群间如果存在生殖隔离才是不同的物种。


[随堂检测][学生用书P89]
1．(2020·云南曲靖高一月考)下列有关种群的叙述，不正确的是(　　)
A．种群内的个体之间可交配繁殖
B．种群是生物进化的基本单位
C．一定区域中的所有蛇组成一个种群
D．种群是指同一自然区域中同种生物的全部个体
解析：选C。种群是指在生活在一定区域的同种生物的全部个体。种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因遗传给后代。种群是进化和繁殖的基本单位。一定区域中的所有蛇是不同的种群。
2．下列关于物种的说法，正确的是(　　)
A．黑种人和白种人不是同一物种
B．马和驴能够交配，二者属于同一物种
C．在自然界中，同一物种的个体并不都是生活在一起的
D．物种都是经过长期的地理隔离，最后出现生殖隔离而形成的
解析：选C。黑种人和白种人婚配后可以繁殖后代，且其后代可育，因此是同一物种，A错误；马和驴虽然能够交配，但产生的后代不可育，二者不是同一物种，B错误；由于高山、河流、沙漠或其他地理上的障碍，每一个物种总是分成一个个或大或小的群体，C正确；有些新物种形成可以不经过地理隔离而直接产生生殖隔离，如植物多倍体的形成，D错误。
3．下表是某地区随着工业化发展，桦尺蛾种群基因型频率各年统计数据。下列分析错误的是(　　)
时间
第1年
第2年
第3年
第4年
…
基因型频率
SS(黑色)
10%
11.5%
15%
19%

Ss(黑色)
20%
23%
31%
35%

ss(浅色)
70%
65.5%
54%
46%

A.第2年S基因的频率是23%、s基因的频率是77%
B．工业发展过程中，污染物促使s基因向S基因突变
C．该现象说明自然选择的直接作用对象是生物的表型
D．黑色个体更适应工业化环境是自然选择的结果
解析：选B。由表格信息可知，第2年，SS的基因型频率为11.5%、Ss的基因型频率为23%、ss的基因型频率为65.5%，因此S基因的频率为11.5%＋(1/2)×23%＝23%，s基因的频率为65.5%＋(1/2)×23%＝77%，A正确；工业发展中污染的环境使S和s基因的频率发生定向改变，B错误；该现象说明自然选择的直接作用对象是生物的表型，C正确；黑色个体更适应工业化环境是自然选择的结果，D正确。
4．(2020·河南周口高一期末)在一个种群中基因型为AA的个体占60%，Aa的个体占20%，aa的个体占20%。A基因和a基因的频率分别是(　　)
A．70%、30% B．50%、50%
C．90%、10% D．80%、20%
解析：选A。根据遗传平衡定律得，A基因的频率为60%＋20%×(1/2)＝70%，a基因的频率为1－70%＝30%，故选A。
5．金鱼的一对相对性状由一对等位基因(A、a)控制，其中a基因纯合时使胚胎致死(aa、XaXa、XaY等均为纯合子)。现取一对金鱼杂交，F1金鱼共67只，其中雄性金鱼21只，则F1金鱼自由交配所得F2成活个体中，a基因的频率为(　　)
A．1/8　　　　　　　　　　 B．1/6
C．1/11 D．1/14
解析：选C。由题意知，一对金鱼杂交，F1金鱼共67只，其中雄性金鱼21只，雌性个体∶雄性个体≈2∶1，说明金鱼的这一对等位基因位于X染色体上，亲本的基因型为XAXa、XAY，F1中雌性个体的基因型为XAXa、XAXA，产生卵细胞的基因型及比例是XA∶Xa＝3∶1，雄性个体的基因型为XAY，产生的精子的基因型及比例是XA∶Y＝1∶1，因此F1金鱼自由交配所得F2的基因型及比例是XAXA∶XAXa∶XAY∶XaY＝3∶1∶3∶1，其中XaY死亡，所以成活个体中XAXA∶XAXa∶XAY＝3∶1∶3；Xa基因的频率＝1/(3×2＋1×2＋3)＝1/11。
6．某山地的蜗牛被突然隆起的山丘分隔成两个种群，若干年后，两个种群发生了明显的进化，而后山丘障碍消失，进化过程如下图所示。下列相关说法正确的是(　　)

A．b1和c1间出现了地理隔离，二者之间也一定出现了生殖隔离
B．c1→c2的过程中种群的基因频率一定发生了改变
C．d1和d2形态差别较大，但是二者之间一定出现了生殖隔离
D．生物圈中物种的形成都必须经历这种长期的地理隔离
解析：选B。山丘的形成将蜗牛分成了两个种群，b1和c1之间出现了地理隔离，但不一定形成生殖隔离，A错误；c1到c2的过程中种群发生了进化，进化的实质就是种群基因频率发生改变，B正确；生殖隔离出现的标志是两种生物之间无法交配或交配后不能产生可育的后代，而形态差别大的生物之间不一定出现了生殖隔离，C错误；不经过地理隔离也可以形成新物种，如四倍体西瓜，D错误。
7．回答以下问题：

Ⅰ.右图为三倍体无子西瓜育种过程：
(1)三倍体无子西瓜是高度不育的，说明了二倍体西瓜与四倍体西瓜
______________________________________________________________。
(2)三倍体无子西瓜不育的原因是什么？____________________________
______________________________________________________________。
(3)要使三倍体西瓜可育，可采用的方法是__________________________
______________________________________________________________。
Ⅱ.我国育种工作者利用野生黑麦与普通小麦培育了既高产又适应高原环境的八倍体小黑麦，请判断八倍体小黑麦是否为一个新物种？________(填“是”或“否”)。
答案：Ⅰ.(1)是不同的物种，它们之间存在生殖隔离
(2)在减数分裂过程中染色体联会紊乱，不能形成正常的配子　(3)用秋水仙素处理
Ⅱ.是
[课时作业][学生用书P149(单独成册)]
【A级　合格性考试】
1．下列关于物种的说法，不正确的是(　　)
A．不同种群的生物可能属于同一物种
B．一个物种只含有一个生物
C．同一物种具有相似的形态和生理特征
D．自然状态下，能通过有性生殖繁殖后代，且后代也有繁殖能力
解析：选B。能够在自然状态下相互交配且产生可育后代的一群生物称为一个物种，所以不同种群的生物可能属于同一物种，A、D正确；一个物种含有多个生物，B错误；同一物种的形态结构和生理功能表现相似，C正确。
2．下列有关种群基因库的叙述，不正确的是(　　)
A．一个种群的基因库包括这个种群中全部个体所含有的全部基因
B．种群中每个个体都含有种群基因库的全部基因
C．生物的个体总是要死亡的，但是基因库却因种群个体的繁殖而代代相传
D．基因突变可以改变基因库的组成
解析：选B。一个种群的基因库包括这个种群中全部个体所含有的全部基因，A正确；种群基因库含有该种群全部个体的全部基因，但是每个个体不一定含有种群基因库的全部基因，B错误；基因库会通过种群个体的繁殖而代代相传，C正确；基因突变能产生新基因，可以改变基因库的组成，D正确。
3．(2020·山西临汾高一期末)下列有关生物进化和隔离的叙述，错误的是(　　)
A．农田里的害虫抗药性越来越强，进化的内因是害虫个体之间存在抗药性的差异
B．人们培育了种类繁多的金鱼，在培育过程中金鱼进化的外因是人工选择
C．二倍体西瓜和四倍体西瓜是同一物种，不存在生殖隔离
D．两个种群之间通常不发生基因交流
解析：选C。农田里的害虫抗药性越来越强，进化的内因是害虫种群中个体抗药性存在差异，A正确；人们培育了种类繁多的金鱼，在培育过程中人们根据自己的喜好和需求进行人工选择，B正确；二倍体西瓜和四倍体西瓜杂交形成的三倍体西瓜高度不育，说明二倍体西瓜和四倍体西瓜存在生殖隔离，属于两个物种，C错误；两个种群之间往往存在地理隔离，故通常不发生基因交流，D正确。
4．桦尺蛾的体色受一对等位基因控制，黑色(A)对浅色(a)为显性，下列选项中，不会导致桦尺蛾种群基因频率发生变化的是(　　)
A．工业污染导致环境变成黑褐色
B．外来黑色桦尺蛾迁入
C．随机交配且后代都成活
D．A基因发生突变
解析：选C。工业污染使环境变成黑褐色，会使A基因的频率增加，a基因的频率逐渐减少，属于自然选择对种群基因频率的影响，A不符合题意；外来黑色桦尺蛾迁入会使A基因的频率增加，a基因的频率逐渐减少，是迁入(迁出)对种群基因频率的影响，B不符合题意；假如桦尺蛾随机交配，且后代都成活，不会影响种群的基因频率，C符合题意；A基因发生突变，会使种群基因频率发生改变，D不符合题意。
5．某工厂有男女职工各200名，对他们的红绿色盲患病情况进行调查时发现，女性患者有5人，男性患者有11人，携带者有15人，则这个工厂职工中的色盲基因的频率是(　　)
A．12% B．5.8%
C．6% D．3%
解析：选C。设红绿色盲基因是b，则基因型为XbXb的个体有5人，基因型为XBXb的个体有15人，基因型为XBXB的个体有180人，基因型为XbY的个体有11人，基因型为XBY的个体有189人，由基因频率的概念可知色盲基因的频率＝(5×2＋15＋11)÷(200×2＋200)×100%＝6%。
6．在欧洲的人群中，每2 500人就有一个囊状纤维化的患者，此病为常染色体上的1对等位基因控制的疾病，是一种隐性遗传病。现有一男性携带者与一表现正常的女性婚配，其后代出现此病的概率是(　　)
A．1/100 B．49/5 000
C．1/50 D．1/102
解析：选D。设人群中正常者(AA)的概率为p2，患者(aa)的概率为q2，根据遗传平衡定律：q2＝1/2 500，得q＝1/50，p＝49/50。该婚配女子为携带者的概率＝2pq/(2pq＋p2)＝[2×(49/50)×(1/50)]/[2×(49/50)×(1/50)＋(49/50)2]＝2/51。所以根据遗传定律两者婚配所生后代患病的概率＝(1/4)×(2/51)＝1/102。
7．某动物园将狮和虎从小放在一起饲养，并在性成熟时让其交配繁殖得到了具有观赏价值的狮虎兽。下列有关说法正确的是(　　)
A．实验结果说明狮和虎是同一个物种
B．杂交得到的狮虎兽是一个新的物种
C．两只狮虎兽能够进行交配产成后代
D．狮虎兽的体细胞中没有同源染色体
解析：选D。狮和虎属于两个物种，二者繁殖出的狮虎兽不能产生后代，不是一个新物种；狮和虎减数分裂产生的配子中不含有同源染色体，二者受精后发育而成的狮虎兽体细胞内也没有同源染色体。
8．(2020·河北邢台高一期末)下列关于物种和隔离的叙述，正确的是(　　)
A．物种是生物进化和繁殖的基本单位
B．二倍体西瓜与四倍体西瓜属于同一物种
C．地理隔离和生殖隔离都会阻止生物之间的基因交流
D．种群必须经过地理隔离，才能达到生殖隔离
解析：选C。种群是生物进化和繁殖的基本单位，A错误；二倍体西瓜与四倍体西瓜杂交产生的后代是三倍体，三倍体减数分裂形成配子时联会紊乱，不可育，说明二者之间存在生殖隔离，即二倍体西瓜与四倍体西瓜不属于同一物种，B错误；地理隔离和生殖隔离都会阻止生物之间的基因交流，C正确；物种的形成一般要经过长期的地理隔离，才能达到生殖隔离，但也有不经过地理隔离而产生生殖隔离的，如多倍体的形成，D错误。
9．下图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群a1和a2，经过漫长的进化，分别形成新物种b和c。在此过程中的某一时刻，a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布，向d方向进化。回答下列问题：

(1)该地区原来的物种a由许多个体组成，这些个体的总和称为________，这是生物进化的________________。
(2)判断b和c是两个不同物种的依据是它们之间出现了________________。
(3)物种b中全部个体所含有的全部基因，称为物种b的________。
(4)种群b的过度繁殖，将会导致____________加剧。
(5)a1种群中某一性状由等位基因M和m控制，当a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布后，基因M在种群中出现的频率逐渐加大，而基因m在该种群中出现的频率逐渐减小，那么该种群具有基因________的个体容易在当时的环境中生存；基因M和m在该种群中出现的频率发生变化是________________的结果。
解析：(1)生活在一定区域的同种生物的全部个体叫作种群，种群是生物进化的基本单位。(2)生殖隔离是新物种形成的标志，不同的物种之间存在生殖隔离。(3)物种b中全部个体所含有的全部基因称为该种群的基因库。(4)种群b的过度繁殖导致后代数量大量增加，必然导致生存斗争(种内斗争)加剧。(5)当a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布后，基因M在种群中出现的频率逐渐加大，而基因m在该种群中出现的频率逐渐减小，说明基因M控制的性状更适合当时的环境；种群基因频率的改变是长期自然选择的结果。
答案：(1)种群　基本单位
(2)生殖隔离
(3)基因库
(4)生存斗争
(5)M　自然选择
【B级　等级性考试】
10．为探究两种抗生素对某细菌的抑菌效果，设计如下图所示实验方案，在无菌固体培养基表面涂布被检测细菌，放置甲、乙和丙三个圆形滤纸片(抗生素可在培养基扩散，滤纸片周围出现抑菌圈的大小能反映其抑菌效果)，下列说法错误的是(　　)

A．抑菌最有效的是抗生素b
B．浸泡滤纸片的抗生素a、b浓度应相同
C．丙滤纸片起到对照作用
D．此方法可检测抗生素对病毒的抑制效果
解析：选D。分析题图可知，浸泡过抗生素b的抑菌圈最大，说明抗生素b的抑菌效果最好，A正确；该实验的自变量为是否浸泡抗生素和抗生素的种类，两种抗生素的浓度应相同，目的是保证单一变量，B正确；浸泡过无菌水的丙组应为空白对照组，C正确；抗生素可抑制细菌生长，但不能抑制病毒的繁殖，故此方法不能用于检测对病毒的抑制效果，D错误。
11．下图表示A海岛上的一个兔种群甲，由于地壳运动，随着A海岛被分为B、C两个海岛而形成两个种群，经长期进化逐渐形成两个新物种乙、丙。下列叙述正确的是(　　)

A．上述过程说明地理隔离是新物种形成的标志
B．若没有发生地壳运动，留居A地区的甲种群的基因频率不会发生改变
C．乙、丙两个种群间不能进行基因交流，它们的基因库存在较大差异
D．甲、乙两个种群间存在生殖隔离，它们的基因库组成完全不同
解析：选C。生殖隔离是新物种形成的标志，A错误；留居A地区的甲种群由于突变和自然选择等因素，其基因频率也会发生改变，B错误；乙、丙两种群为两个新物种，因此基因库存在较大差异，不能进行基因交流，C正确；甲、乙是两个不同的物种，它们之间存在生殖隔离，两种群的基因库有较大差异，但并非完全不同，D错误。
12．在古代，人们把鱼尾、鱼鳍以及鱼眼等比较大且体色鲜艳的鲫鱼从原来的鱼群中分离出来，并单独饲养使其繁殖，久而久之就形成了与原有鲫鱼表型不同的具有观赏价值的新品种——金鱼。下列有关叙述正确的是(　　)
A．人工选择会导致控制鲫鱼体色的基因发生定向改变
B．人工选择会导致控制鲫鱼鱼尾比较大的基因频率逐渐增大
C．金鱼体细胞中的基因与野生鲫鱼的完全不同
D．金鱼体细胞中基因的碱基种类与野生鲫鱼的一定不同
解析：选B。人工选择将体色鲜艳的鲫鱼从原来的鱼群中分离出来，并单独饲养使其繁殖，会导致控制鲫鱼体色的基因频率发生定向改变，A错误；在人工选择过程中，将鱼尾较大的鲫鱼从原来的鱼群中分离出来，并单独饲养使其繁殖，会导致控制鲫鱼鱼尾比较大的基因频率逐渐增大，B正确；金鱼体细胞中的基因与野生鲫鱼的不完全相同，C错误；基因是有遗传效应的DNA片段，因此金鱼体细胞中基因的碱基种类与野生鲫鱼的一定相同，D错误。
13．下图表示环境条件发生变化后某个种群中A基因和a基因的频率的变化情况，下列说法错误的是 (　　)

A．环境条件发生变化后，使生物产生适应性的变异
B．P点时两曲线相交，此时A基因和a基因的频率均为50%
C．Q点时表示环境发生了变化，A基因控制的性状更适应环境
D．在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变
解析：选A。变异是生物自发产生的，变异发生后，在自然(环境条件)选择下，适应性的变异被选择并保留下来，导致种群的基因频率发生定向改变，A错误，D正确。P点时两曲线相交，此时A基因和a基因的频率相等，均为50%，B正确。Q点后A基因的频率增大，表示环境发生了变化，A基因控制的性状更适应环境，C正确。
14．大约一万年前，某大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成两个种群，两个种群现在已经发生了明显的分化，过程如下图所示，下列相关说法正确的是(　　)

A．地球上新物种的形成都必须先经历a过程
B．b过程的实质是定向改变种群的基因频率
C．①～⑥只能表示物种形成过程中基因突变是不定向的
D．品系1和品系2种群基因库出现了较大差异，立刻形成物种1和物种2
解析：选B。图中a过程表示地理隔离使原种群分成了两个不同的种群甲和乙，物种的大爆发不是通过上述途径形成的，A错误；b过程表示自然选择，它会使种群的基因频率发生定向改变，B正确；①②③④⑤⑥表示变异，包括基因突变、基因重组和染色体变异，C错误；品系1和品系2还是同一物种，要经过长期的进化产生生殖隔离后，才能形成物种1和物种2，D错误。
15．(2020·湖南长沙高一月考)一万多年前，内华达州比现在湿润得多，气候也较为寒冷，许多湖泊(A、B、C、D)通过纵横交错的小溪流连结起来，湖中有不少鱼。之后，气候逐渐干旱，小溪流渐渐消失，形成了若干个独立的湖泊，各湖泊生活的鱼形态差异也变得明显(分别称为a、b、c、d鱼)。下图为内华达州一万多年以来湖泊地质的变化示意图。 回答下列问题：

(1)一万多年后，D湖中的____________________称为d鱼种群的基因库；现代生物进化理论认为____________________为生物的进化提供原材料。
(2)现在，有人将四个湖泊中的一些鱼混合养殖，结果发现：A、B两湖的鱼(a和b)能进行交配且产生后代，但其后代高度不育，则a、b鱼之间存在________，它们属于两个________。
(3)在5 000年前，A湖的浅水滩生活着甲水草(二倍体)，如今科学家发现了另一些植株较硕大的乙水草，经基因组分析，甲、乙两水草完全相同；经染色体组分析，甲水草含有18对同源染色体，乙水草的染色体组数是甲水草的2倍。则乙水草产生的原因最可能是___________________________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(4)如果C湖泊中鱼体色有黑色和浅灰色，其为一对相对性状，黑色基因A的频率为50%。环境变化后，鱼种群中基因型为AA、Aa的个体数量在一年后各增加10%，基因型为aa的个体数量减少10%，则一年后A基因的频率为________(保留一位小数)，该种群________(填“有”或“没有”)进化成一个新物种。
解析：(1)D湖中的所有鱼所含有的全部基因称为d鱼种群的基因库。突变包括基因突变和染色体变异。突变和基因重组为生物进化提供原材料。(2)A、B两湖的鱼(a和b)能进行交配，但其后代高度不育，所以它们具有生殖隔离，属于两个物种。(3)依题意可知，乙水草是由甲水草经过染色体加倍形成的四倍体。(4)根据A基因的频率为50%，可知a基因的频率为1－50%＝50%。该群体中AA占25%，Aa占50%，aa占25%，假设初始鱼的种群数量为200只，即AA有50只，Aa有100只，aa有50只，环境变化后，基因型为AA、Aa的个体数量在一年后各增加10%，基因型为aa的个体数量减少10%，则基因型为AA的个体数量为50×110%＝55(只)，基因型为Aa的个体数量为100×110%＝110(只)，基因型为aa的个体数量为50×90%＝45(只)，所以一年后A基因的频率为(2×55＋110)÷[(55＋110＋45)×2]≈52.4%。基因频率改变了，说明生物发生了进化，但由于各个基因型的个体仍然可以进行基因交流，所以没有进化成一个新物种。
答案：(1)所有鱼所含有的全部基因　突变和基因重组
(2)生殖隔离　物种
(3)低温导致甲水草幼苗或种子有丝分裂过程中纺锤体形成受到抑制，进而导致染色体组成倍增加形成四倍体乙水草
(4)52.4%　没有