高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》一 种群基因组成的变化第1课时课时练习

第3节　种群基因组成的变化与物种的形成

第1课时　种群基因组成的变化

基础过关练

题组一　辨析种群、种群基因库、基因频率等相关概念

1.(2020黑龙江哈尔滨三中高二期中)下列关于种群的叙述中,错误的是(　深度解析　)

A.种群是生物进化和繁殖的基本单位

B.一个池塘中的全部鱼是一个种群

C.一个种群中的全部基因构成该种群的基因库

D.种群内的个体会死亡,但基因库可在代代相传的过程中得到保持和发展

2.下列关于基因库的叙述不正确的是(　易错　)

A.一个种群就是一个基因库

B.每种生物不止有一个基因库

C.种群越小,基因库越不稳定

D.基因突变丰富了种群的基因库

3.下列关于种群基因频率的说法,正确的是(　　)

A.种群基因频率是控制某性状的基因占种群全部基因的比值

B.一个种群中,控制一对相对性状的各种基因型频率之和为1

C.种群基因型频率的改变一定会引起基因频率的改变

D.种群内显性基因的频率一定高于隐性基因的频率

题组二　掌握种群基因频率的计算方法

4.(2019安徽马鞍山二中高二期中)现从一种群中随机抽取100只羊,测知基因型为BB、Bb和bb的个体分别有85个、10个和5个。则在该种群中,b基因频率为(　　)

A.1% B.10% C.80% D.90%

5.某公司有男、女职工各100人,其中女性红绿色盲致病基因携带者17人,女性红绿色盲患者4人,男性红绿色盲患者11人,则该群体中的红绿色盲致病基因频率为　(　易错　)

A.24% B.12% C.9% D.8%

题组三　理解种群基因频率变化因素

6.下列哪项不能提供生物进化的原材料(　易错　)

A.基因突变 B.基因重组

C.不遗传的变异 D.染色体变异

7.果蝇约有104对基因,假定每个基因的突变率是10-5。对一个中等大小的果蝇种群(约有108个个体)来说,每一代出现的基因突变数将是2×104×10-5×108=2×107(个),这一数据所反映出的果蝇的突变现象是(　　)

A.每一个基因的突变率低

B.每一个基因的突变率高

C.每一代会产生大量变异

D.每一代只会产生极少的突变

题组四　了解自然选择对种群基因频率变化的影响

8.现代生物进化理论认为,决定生物进化方向的是(　　)

A.自然选择 B.基因突变

C.基因重组 D.染色体变异

9.(2020江西吉安高二期末)在19世纪中叶以前,英国曼彻斯特地区的桦尺蛾几乎都是浅色型(s)的,随着工业的发展,工厂排出的煤烟逐渐将树皮熏成黑褐色,到了20世纪中叶,黑色型(S)的桦尺蛾成了常见类型。下列与此相关的叙述中正确的是(　　)

A.自然选择的方向发生了改变,所以自然选择是不定向的

B.桦尺蛾种群进化过程中接受选择的是各种基因型的个体

C.该地区桦尺蛾种群进化过程中,Ss的基因型频率不会改变

D.长时间的环境污染导致s基因突变成S基因的频率增加

10.(2020山西应县一中高二期中)检测细菌对各种抗生素的药敏程度的实验方法为:将含有不同浓度抗生素的滤纸片放置在已接种被检菌的固体培养基表面,抗生素向周围扩散,如果抗生素抑制细菌生长,则在滤纸片周围会出现抑菌圈(图中里面的圈),结果如图①所示。

图1

(1)衡量本实验结果的指标是　　　　　　　。 

(2)图1中最有效的是　　培养基中的抗生素。 

(3)用上述最有效的抗生素对细菌进行处理,并测定细菌数量变化,如图2所示:

图2

①向培养基中加抗生素的时刻为　　　　时。 

②细菌种群的进化是定向的,而变异是　　　　,细菌的抗药性一般产生于环境变化之　　　　(填“前”“中”或“后”),抗生素对细菌变异的作用不是“诱导”而是　　　　。 

③尽管细菌种群中有抗药性基因存在,但使用抗生素仍然能治疗由细菌引起的感染,原因在于细菌种群中　　　　　　　　　　　　　　　。 

能力提升练

题组一　掌握种群基因频率和基因型频率的计算方法

1.(2020湖北荆州中学高二月考,)某足够大的植物种群中,AA个体占16%,aa个体占36%,该种群随机交配产生的后代中AA个体百分比、A基因频率,以及自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为(　深度解析　)

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

2.(不定项)(2020山东滨州高一期末,)在一个较大的果蝇种群中,雌雄果蝇数量相等且可以自由交配,控制某相对性状的是一对等位基因A和a。若种群中A的基因频率稳定在60%,a的基因频率稳定在40%。改变饲养条件后,经过多代繁殖,种群各种基因型频率保持稳定,在雌性个体中隐性个体的比例为36%。下列有关说法正确的是(　　)

A.若A、a位于常染色体上,改变饲养条件前基因型为Aa的雌果蝇占该种群数量的48%

B.若A、a仅位于X染色体上,改变饲养条件前基因型为XaY的果蝇占雄果蝇数量的40%

C.若A、a位于常染色体上,改变饲养条件后种群中基因型为Aa的果蝇所占比例增加

D.若A、a仅位于X染色体上,改变饲养条件后基因型为XaY的果蝇占雄果蝇数量的60%

3.(2020山东济南一中高三期中,)不同基因型的褐鼠对灭鼠灵药物的抗性及对维生素K的依赖性(即需要从外界环境中获取维生素K才能维持正常生命活动)如表所示。若对维生素K含量不足环境中的褐鼠种群长期连续使用灭鼠灵,则褐鼠种群(　　)

A.基因r的频率最终下降至0

B.抗性个体RR∶Rr=1∶1

C.绝大多数抗性个体的基因型为Rr

D.RR个体数量增加,rr个体数量减少

题组二　归纳种群基因频率的改变与生物进化

4.(2020福建福州八县一中期末,)某野生动物种群的栖息场所被两条交叉的高速公路分割成4块,由此形成4个完全独立的种群。下列相关叙述正确的是(　　)

A.这4个种群的突变和基因重组对彼此的基因频率均有影响

B.个体的迁入和迁出、出生和死亡不影响种群的基因频率

C.高速公路的开通会诱导4个种群发生不同的变异及进化

D.环境通过对不同表现型个体的不同选择,改变种群的基因频率

5.(2020河南南阳高一期末,)下列有关基因频率和生物进化的叙述中,不正确的是(　　)

A.当环境发生改变后,种群产生适应环境的变异

B.自然选择导致种群基因频率发生定向改变

C.基因突变产生的新基因改变了种群的基因频率,对生物进化有重要意义

D.在生物进化过程中,种群基因频率总在变化

6.()某科研小组用面粉甲虫研究人工选择的功效,他们称量甲虫蛹的体重,并选择部分个体作为下一代的亲本,实验结果如图所示。下列相关叙述不正确的是　(　　)

A.实验者在每个世代中选择了体重最大的部分蛹作为亲本

B.体重越大的个体在自然环境中的生存和繁殖能力越强

C.该实验中人工选择的方向与自然选择的方向是相反的

D.该实验中每一代甲虫的基因库与上一代都有所差异

7.(不定项)()如图表示加拉帕戈斯群岛上某种地雀在1975~1978年间种群平均喙长的变化和该地区种子(该种地雀的主要食物)平均硬度的变化。研究表明,喙长的地雀能吃硬和不硬的种子,喙短的地雀仅能吃不硬的种子。下列相关说法,不正确的是(　　)

A.地雀平均喙长的变化过程中,基因频率未发生改变

B.1976年中期至1977年间,由于经常啄食硬度较大的种子,地雀喙长度增加

C.地雀的平均喙长增加是种子硬度对其进行选择的结果

D.根据调查结果,可以预测1979年时地雀的平均喙长会迅速变短

答案全解全析

基础过关练

1.B　种群是生物进化和繁殖的基本单位,A正确;一个池塘中的全部鱼属于多种生物,不属于一个种群,B错误;一个种群中的全部基因构成该种群的基因库,C正确;种群内的个体会死亡,但基因库却可在代代相传的过程中得到保持和发展,D正确。

方法技巧

理解种群概念的两个“两”。

(1)两个要素:“同种”和“全部”。

(2)两个条件:“时间”和“空间”,即种群具有一定的时空限制,脱离一定的空间和时间的种群是不存在的。

2.A　一个种群中全部个体所含有的全部基因,叫作这个种群的基因库,种群基因库与种群不是同一个概念,A错误;每种生物可以有不同种群,因此可以有不同的基因库,B正确;种群越小,基因库越小、越不稳定,C正确;基因突变可产生新的等位基因,丰富了种群基因库,D正确。

易错警示

不清楚基因库的概念出错

一个种群中全部个体所含有的全部基因,叫作这个种群的基因库,每个个体所含有的基因只是种群基因库中的一部分。

3.B　种群基因频率是某个基因占种群中全部等位基因的比值,A错误;一个种群中,控制一对相对性状的各种基因型频率之和为1,B正确;种群基因型频率的改变不一定会引起基因频率的改变,C错误;显性基因控制的性状不一定适应环境,所以种群内显性基因的频率不一定高于隐性基因的频率,D错误。

4.B　根据题意,某羊种群中,85%为BB的个体,5%为bb的个体,Bb个体占10%,因此b的基因频率=5%+1/2×10%=10%。

5.B　由题意可知,该群体红绿色盲致病基因(用Xb表示)共有17×1+4×2+11×1=36(个),男女职工各100人,即群体中XB、Xb基因共有100×2+100=300(个),所以红绿色盲致病基因频率为36÷300×100%=12%。

易错警示

不清楚Y染色体上无红绿色盲相关基因的等位基因

红绿色盲相关基因位于X染色体上,Y染色体上无等位基因,因此男性只统计一个基因,女性统计两个基因。

6.C　突变和基因重组为生物进化提供了原材料,其中突变包括基因突变和染色体变异。

易错警示

突变≠基因突变

“突变”不是基因突变的简称,而是包括“基因突变”和“染色体变异”。

7.C　注意题干中的“这一数据”指的是2×107,生物自发突变的频率很低且大多突变是有害的,但种群由许多个体组成,每个个体每个细胞内有成千上万个基因,故每一代会产生大量变异,为生物进化提供原材料。

8.A　现代生物进化理论认为,自然选择决定生物进化的方向,而基因重组、染色体变异和基因突变都是不定向的,可为生物进化提供原材料,A正确。

9.B　自然选择是定向的,A错误;自然选择直接作用的是生物的个体,而且是个体的表型,B正确;基因型为Ss的个体对应的表型为黑色,可适应改变后的环境,通过自然选择,Ss基因型频率可能增加,C错误;长时间的环境污染是自然选择,基因突变具有不定向性,自然选择不能定向增加s基因突变成S基因的频率,D错误。

10.答案　(1)抑菌圈的大小　(2)B　(3)①b　②不定向的　前　选择　③有抗药性基因的个体占极少数

解析　(1)抗生素如果抑制细菌生长,在滤纸片周围会出现抑菌圈,抑菌圈越大说明抗生素杀菌能力越强。(2)因抑菌圈越大抗生素杀菌能力越强,所以题图1中最有效的是B培养基中的抗生素。(3)①据曲线图分析,a~b段没有抗生素,细菌数量逐渐增多,b时加入抗生素,细菌数量快速减少。②细菌种群的进化是定向的,而变异是不定向的,细菌的抗药性一般在使用抗生素之前就已经存在,抗生素对细菌种群起到选择的作用,有抗药性的个体生存下来,无抗药性的个体被杀死。③在细菌种群中,含有抗药性基因的个体是变异个体,只占少数,可使用抗生素杀死大部分无抗药性的个体,故仍然能使用抗生素治疗由细菌引起的感染。

能力提升练

1.C　由题意可知,某种群中AA=16%,aa=36%,Aa=1-16%-36%=48%,则A的基因频率=16%+1/2×48%=40%,a的基因频率=36%+1/2×48%=60%。该种群随机交配后代的基因型为:AA=40%×40%=16%,aa=60%×60%=36%,Aa=2×40%×60%=48%,即该种群随机交配产生的后代中AA个体百分比不变,A基因频率也不变。若该种群进行自交,AA、aa个体自交后代的基因型分别是AA、aa,Aa个体自交后代的基因型及比例是:AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,因此自交后代AA的基因型频率是16%+48%×1/4=28%,aa的基因型频率是36%+48%×1/4=48%,Aa的基因型频率是48%×1/2=24%;该种群自交后代基因频率是:A=28%+24%×1/2=40%,a=48%+24%×1/2=60%,因此该种群自交产生的后代中AA个体百分比增大,A基因频率不变。

方法技巧

自交和自由交配时基因频率、基因型频率变化规律

(1)自交:种群个体自交时,纯合子增多,杂合子减少,基因型频率发生改变;自交过程不改变基因频率。

(2)自由交配:当种群足够大、所有雌雄个体之间能自由交配、没有迁入和迁出、没有自然选择、没有基因突变时,种群自由交配遵循遗传平衡定律,亲子代之间种群的基因频率及基因型频率不变。

2.BD　若A、a位于常染色体上,改变饲养条件前基因型为Aa的雌果蝇占该种群数量的24%,A错误。若A、a只位于X染色体上,Xa的基因频率等于基因型为XaY的果蝇占雄果蝇数量的比例,故可知改变饲养条件前基因型为XaY的果蝇占雄果蝇数量的40%,B正确。若A、a位于常染色体上,因为改变饲养条件后雌性个体中隐性个体的比例为36%,即群体中隐性个体的比例为72%,则显性个体(AA+Aa)的比例为28%;而在改变饲养条件前Aa的基因型频率为60%×40%×2=48%,显然改变饲养条件后种群中基因型为Aa的果蝇所占比例下降,C错误。若A、a仅位于X染色体上,改变饲养条件后,雌性个体中隐性个体的比例为36%=60%×60%,据此可推测Xa的基因频率为60%,故改变饲养条件后基因型为XaY的果蝇占雄果蝇数量的60%,D正确。

3.C　对维生素K含量不足环境中的褐鼠种群长期连续使用灭鼠灵,仍有基因型为Rr的个体活着,所以基因r的频率不可能下降至0,A错误;由于Rr个体对维生素K依赖性是中度,而RR个体对维生素K依赖性是高度,所以在维生素K含量不足环境中,抗性个体中的Rr个体较多,B错误,C正确;由于RR个体对维生素K依赖性是高度,rr对灭鼠灵敏感,所以RR和rr个体数量都减少,D错误。

4.D　不同种群形成不同的基因库,4个独立的、互不干扰的种群各自因突变和基因重组导致的基因频率改变是互不相关的,A错误;个体的迁入和迁出、出生和死亡会影响种群的基因频率,B错误;高速公路的开通会对4个种群发生的变异进行不同的选择,但不会诱导种群发生变异及进化,C错误;环境通过对不同表现型个体的不同选择,使种群的基因频率向不同的方向改变,D正确。

5.A　生物的变异是不定向的,A错误;自然选择决定生物进化的方向,导致种群基因频率发生定向改变,B正确;基因突变产生的新基因改变了种群的基因频率,为生物进化提供原材料,C正确;在生物进化过程中,种群基因频率总在变化,D正确。

6.B　由题图可知,在持续人工选择的条件下,甲虫蛹的体重持续增加,故实验者在每个世代中选择了体重最大的部分蛹作为亲本,A正确;从曲线可以看出,停止人工选择的甲虫蛹体重下降,故体重过大的个体不利于在自然环境中生存和繁殖,B错误;该实验中人工选择的方向与自然选择的方向是相反的,C正确;该实验中每一代甲虫的基因库与上一代都有所差异,因为存在选择,D正确。

7.ABD　地雀平均喙长的变化说明基因频率发生了改变,A错误;地雀平均喙长增加是种子平均硬度对其进行定向选择的结果,B错误,C正确;在1978年时种子虽然硬度很低,但因喙长的地雀能吃硬和不硬的种子,故此时低硬度的种子对喙长的地雀无选择淘汰作用,因此喙长相关基因频率不会明显变化,预测1979年时地雀的平均喙长不会明显变化,D错误。