高中生物一 种群基因组成的变化精练

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及探究抗生素对细菌的选择作用

A级  必备知识基础练

1.下列与种群有关的叙述,不正确的是 (　　)

A.一片树林中的全部猕猴是一个种群

B.基因型频率是指在一个种群基因库中,某种基因型的个体在种群中所占的比值

C.一个种群的基因库在代代相传中得以保留和发展

D.种群的基因频率是恒定不变的

2.科学家利用果蝇进行生物进化实验:将基因型为Aa的果蝇随机均分至甲、乙两培养箱,除饲喂食物不同外其他条件一致。培养至15代时,甲箱中果蝇的基因型频率为:AA=14%,Aa=32%,aa=54%,乙箱中果蝇的基因型频率为:AA=25%,Aa=50%,aa=25%。然后分别从甲、乙两培养箱中随机选取等量的果蝇混合于丙培养箱中,并置于与甲培养箱相同的培养条件下继续培养若干代。下列相关分析正确的是(　　)

A.甲、乙两培养箱果蝇在培养过程中发生了不同方向的进化

B.饲喂食物的不同使甲、乙两培养箱中的果蝇产生了不同变异

C.丙培养箱中的果蝇基因A的初始基因频率低于50%

D.丙培养箱中的果蝇培养若干代后,基因a的频率将下降

3.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基因型频率、A基因频率和自交产生的后代中AA基因型频率、A基因频率的变化依次为(　　)

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

4.桦尺蛾是一种夜间活动、白天在树上栖息的昆虫。有人做了如下实验,将深色桦尺蛾和浅色桦尺蛾分别进行标记,然后放养于工业污染区和没有污染的非工业区。经过一段时间以后,将所释放的桦尺蛾尽量收回,统计其数量,结果如表所示。下列分析错误的是(　　)

A.桦尺蛾的体色在遗传学上叫作相对性状

B.桦尺蛾夜间活动、白天在树上栖息,这是先天性行为,由体内的遗传物质决定

C.工业污染之后,桦尺蛾较深的体色对其本身来说是一种保护色,在工业污染区深色桦尺蛾的回收率比较高,这说明生物对环境具有适应性

D.根据达尔文的观点,深色桦尺蛾和浅色桦尺蛾数量的变化是自然选择的结果

5.镰状细胞贫血由基因突变引起,其致病基因为隐性基因(用a表示)。只有隐性纯合子才会发病,携带者不发病且对疟疾的抵抗力高于正常人。在某些疟疾流行的地区,携带者比例在20%左右;现在人群中携带者的比例已降到了8%。下列叙述错误的是(　　)

A.疟疾流行地区a基因的基因频率大约为30%

B.人群中a基因频率的下降是自然选择的结果

C.在某些疟疾流行地区,镰状细胞贫血致病基因携带者的比例可能会增加

D.在一定外界条件下,突变基因的有害性与有利性是可以转化的

6.某种田鼠的毛色褐(S)对灰(s)为显性。一个田鼠种群迁入新环境第1年,基因型为SS个体占10%,Ss个体占20%,ss个体占70%。由于该环境条件不利于灰色鼠生存,使得第2年灰色鼠减少了10%。下列叙述错误的是(　　)

A.若干年后s基因频率降为0

B.S基因频率从20%变为21.5%

C.此过程说明田鼠种群发生进化

D.灰色鼠减少是自然选择的结果

7.(2022山东济宁高一期末)桦尺蛾的体色受常染色体上的一对等位基因S和s控制,黑色(S)对浅色(s)是显性的。某地区有一个较大的桦尺蛾种群,其中杂合子占20%,浅色个体占70%。由于环境污染,树干变黑,种群中浅色个体每年减少10%,黑色个体每年增加10%。下列叙述正确的是(　　)

A.树干变黑不会影响桦尺蛾种群中浅色个体的出生率

B.一年后该地区桦尺蛾种群中S基因的频率约为22%

C.可遗传变异和环境的定向选择是适应形成的必要条件

D.种群基因频率的改变是通过环境对生物基因型的定向选择来实现的

8.科研人员从一种溶杆菌属的细菌中提取了一种新型抗生素(Lysocin E),它能对抗常见抗生素无法对付的超级细菌——耐甲氧西林金黄色葡萄球菌。下列相关叙述正确的是(　　)

A.超级细菌——耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的抗药性变异来源于突变或基因重组

B.按照现代进化理论解释,超级细菌形成的实质是自然选择使耐药性变异菌株定向积累的结果

C.超级细菌的形成意味着该种群一定发生了进化

D.使用新型抗生素会使耐甲氧西林金黄色葡萄球菌种群消亡

B级  关键能力提升练

9.家蝇对拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性的原因是神经细胞膜上某通道蛋白中的一个亮氨酸替换为苯丙氨酸。下表是对某市不同地区家蝇种群的敏感性和抗性基因型频率调查分析的结果。

下列叙述正确的是(　　)

A.上述通道蛋白中氨基酸的改变是基因碱基对缺失的结果

B.甲地区家蝇种群中抗性基因频率为20%

C.比较三地区抗性基因频率可知,乙地区抗性基因突变率最高

D.丙地区敏感性基因频率高是自然选择的结果

10.(2022山东菏泽高一期末)2022年北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”的设计原型是大熊猫。大熊猫最初是食肉动物,经过进化,其99%的食物都来源于竹子。现有一个较大的熊猫种群,种群中的雌雄个体数量相等,且雌雄个体之间可以自由交配,若该种群中A的基因频率为80%,a的基因频率为20%,则下列说法正确的是(　　)

A.大熊猫种群中全部个体所含有的A、a基因,叫作该种群的基因库

B.大熊猫由以肉为食进化为以竹子为食的实质是种群基因型频率的定向改变

C.若该对等位基因位于常染色体上,则该种群显性个体中出现杂合熊猫的概率为1/3

D.若该对等位基因只位于X染色体上,则该种群XaXa、XaY的基因型频率分别为4%、20%

11.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才能维持正常的生命活动)的表型如下表。若对环境中维生素K含量不足的褐鼠种群长期连续使用灭鼠灵进行处理,则褐鼠种群中              (　　)

A.基因r的频率最终下降至0

B.抗性个体RR∶Rr=1∶1

C.RR个体数量增加,rr个体数量减少

D.绝大多数抗性个体的基因型为Rr

12.回答下列有关生物进化的问题。

图1

(1)图1表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程,X、Y、Z表示生物进化的基本环节。X、Y分别是　　　　　、　　　　　。 

(2)该小岛上的蜥蜴原种由许多个体组成,这些个体的总和称为　　　　,这是生物进化的　　　　　　　　。 

(3)小岛上生存的所有蜥蜴个体含有的全部基因,称为蜥蜴的　　　　　　。 

(4)小岛上蜥蜴原种的脚趾逐渐出现两种性状,W代表蜥蜴脚趾的分趾基因;w代表联趾(趾间有蹼)基因。图2表示这两种性状比例变化的过程。

图2

①由于蜥蜴过度繁殖,导致　　　　　　　　加剧。 

②小岛上食物短缺,联趾蜥蜴数量比例反而逐渐上升,其原因可能是  　。 

③图2所示的过程说明,自然环境的变化引起具有不同性状蜥蜴的比例发生变化,其本质是蜥蜴群体内的　　　　　　　　　　发生了改变。 

参考答案

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及探究

抗生素对细菌的选择作用

1.D

2.C　解析 甲、乙两培养箱果蝇最初的基因频率相等,且A和a的基因频率均为50%,培养至15代时,甲培养箱果蝇的群体中A的基因频率为30%,乙培养箱中果蝇群体的A基因频率依然为50%,显然在培养过程中甲发生了进化,而乙群体没有发生进化,A项错误;饲喂食物的不同对甲、乙两培养箱中的果蝇进行了选择,并未诱导变异的产生,B项错误;丙培养箱中的果蝇群体中基因A的初始基因频率为(50%+30%)÷2=40%,低于50%,C项正确;根据甲培养箱果蝇群体的进化方向(a的基因频率增加)可推测,在与甲培养箱相同的培养条件下,丙培养箱中的果蝇培养若干代后,基因a的频率将上升,D项错误。

3.C　解析 根据题意分析,已知AA=16%,aa=36%,则Aa=1-16%-36%=48%,A基因频率=16%+1/2×48%=40%,a基因频率=36%+1/2×48%=60%。若随机交配,后代的基因型频率为:AA=40%×40%=16%,aa=60%×60%=36%,Aa=2×40%×60%=48%;若自交,后代的基因型频率为:AA=16%+48%×1/4=28%,aa=36%+48%×1/4=48%,Aa=48%×1/2=24%,自交后代的基因频率是:A=28%+24%×1/2=40%,a=48%+24%×1/2=60%。因此该种群随机交配产生的后代中AA基因型频率、A基因频率和自交产生的后代中AA基因型频率、A基因频率的变化依次为不变、不变、增大、不变。

4.A　解析 相对性状是同一生物的同一种性状的不同表现类型;性状是指生物体所表现出的形态结构、生理生化特征和行为方式等的统称,所以桦尺蛾的体色在遗传学上叫作性状;先天性行为是指动物生来就有的,由体内的遗传物质所决定的行为,桦尺蛾夜间活动、白天在树上栖息,是先天性行为;在工业污染区深色桦尺蛾的回收率较高,是因为深色桦尺蛾与环境颜色相近,不易被天敌发现,容易存活下来,这说明生物对环境具有适应性;由表格数据可知,浅色桦尺蛾在非工业区的回收率大于在工业污染区的回收率,而深色桦尺蛾在工业污染区的回收率大于在非工业区的回收率,由此可判断,深色桦尺蛾适合在工业污染区生存,浅色桦尺蛾适合在非工业区生存,这是自然选择的结果。

5.A　解析 根据题干信息无法计算出疟疾流行地区a基因的基因频率,A项错误;基因频率的改变是自然选择的结果,B项正确;在某些疟疾流行地区,镰状细胞贫血致病基因携带者不发病,且对疟疾的抵抗力更高,更适应环境,所以其所占比例可能会增加,C项正确;在一定外界条件下,突变基因的有害性与有利性是可以转化的,D项正确。

6.A　解析 该环境条件不利于灰色鼠ss生存,但褐色的个体(Ss)中有s基因,若干年后s基因频率不会降为0,A项错误;SS=10%,Ss=20%,ss=70%,因此S基因频率为10%+1/2×20%=20%,假设种群个体总数为100个,由于该环境条件不利于灰色鼠生存,使得灰色鼠减少了10%,则第2年灰色鼠减少70%×100×10%=7(个),则种群个体总数变为93个,基因型为SS的频率是10/93,基因型为Ss的频率是20/93,基因型为ss的频率是63/93,S基因频率为10/93+1/2×20/93=20/93≈21.5%,B项正确;生物进化的实质在于种群基因频率的改变,s基因频率减小,所以田鼠种群发生了进化,C项正确;灰色鼠减少了10%,是由于环境条件不利于灰色鼠生存,这是自然选择的结果,D项正确。

7.C　解析 树干变黑,浅色个体易被捕食者发现而被捕食,s基因频率降低,所以浅色个体出生率下降,A项错误;起始的桦尺蛾种群中,浅色个体占70%,黑色个体占30%,其中杂合子占20%,纯合子占10%,假设该种群有个体100个,由于环境污染,树干变黑,种群中浅色个体每年减少10%,黑色个体每年增加10%,因此一年后浅色个体为(70%-70%×10%)×100=63(个),黑色个体杂合子为(20%+20%×10%)×100=22(个),纯合子为(10%+10%×10%)×100=11(个),种群个体总数为96个,所以S基因频率为(11×2+22)÷(2×96)≈23%,B项错误;可遗传变异可以产生适应环境的新性状,环境的定向选择将不适应环境的性状逐步淘汰,使生物适应环境,所以二者是适应形成的必要条件,C项正确;环境的定向选择将不适应环境的性状逐步淘汰,选择的对象是表型,不是基因型,D项错误。

8.C　解析 耐甲氧西林金黄色葡萄球菌是原核生物,细胞中没有染色体,不进行有性生殖,所以可遗传变异的来源是基因突变,没有基因重组与染色体变异,A项错误;超级细菌形成的实质是种群基因频率的改变,B项错误;原有种群的基因频率发生了定向的改变,产生了超级细菌,故该种群一定发生了进化,C项正确;使用新型抗生素会使耐甲氧西林金黄色葡萄球菌种群的基因频率发生定向改变,并不一定使其消亡,D项错误。

9.BD　解析 家蝇神经细胞膜上通道蛋白中氨基酸的改变是基因碱基对替换的结果;甲地区家蝇种群中抗性基因的频率为2%+1/2×20%=12%;比较三地区抗性基因频率不能推断出抗性基因突变率的大小关系;自然选择可以使基因频率发生定向改变,因此丙地区敏感性基因频率高是自然选择的结果。

10.ABD　解析 基因库指的是种群中所有个体含有的全部基因,大熊猫种群中全部个体所含有的A、a基因,是该种群的基因库中很小的一部分,A项错误;生物进化的实质是基因频率的定向改变,B项错误;若该对等位基因位于常染色体上,Aa=2×80%×20%=32%,AA=80%×80%=64%,则Aa∶AA=1∶2,则显性个体中出现杂合熊猫的概率为1/3,C项正确;若该对等位基因只位于X染色体上,在雌性个体中,XaXa为20%×20%=4%,在雄性个体中,XaY为20%,而雌雄个体数量相等,所以该种群中XaXa、XaY的基因型频率分别为2%、10%,D项错误。

11.D　解析 根据题意推测,对环境中维生素K含量不足的褐鼠种群长期连续使用灭鼠灵进行处理,会有基因型为Rr的个体活着,所以基因r的频率不可能下降至0,A项错误;RR个体对维生素K高度依赖,而rr个体对灭鼠灵敏感,所以RR和rr个体数量都在减少,存活的个体中绝大多数个体的基因型为Rr,B、C两项错误,D项正确。

12.答案 (1)变异　自然选择

(2)种群　基本单位

(3)基因库

(4)①生存斗争　②联趾个体趾间有蹼,适于游泳,可以从水中获取食物。因此,在岛上食物短缺时,联趾个体生存和繁殖的机会较多(合理即可)　③基因频率

解析 (1)由图可知,X表示变异,Y表示自然选择。(2)小岛上蜥蜴原种个体总和构成一个种群,种群是生物进化的基本单位。(3)小岛上生存的所有蜥蜴个体含有的全部基因称为小岛上该蜥蜴种群的基因库。(4)蜥蜴的过度繁殖导致生存斗争加剧,使小岛上食物短缺,而联趾蜥蜴能游泳,可以获取更多的食物,更好地适应环境,数量比例就会逐渐增加,这种变化的本质是种群基因频率的变化。