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课时练习题

第6章  生物的进化

6.3  种群基因组成的变化与物种的形成（第1课时）

1.通过对特定情境的分析，深入理解进化的基本单位不是个体，认同种群是生物繁殖的单位和生物进化的单位。

2.结合具体的种群实例，分析比较种群和物种的区别；理解基因库的概念，认同研究生物性状的维持和变化要从种群中全部个体所含有的全部基因入手。

3.运用数学方法计算种群的基因频率和基因型频率，构建遗传平衡定律数学模型；通过比较模拟实验数据，验证模型。

知识点01  种群和基因库

1.在自然界中，没有哪一个个体是长生不死的，个体的基因型也会随着个体的死亡而消失，但决定表现型的基因却可以通过生殖传给后代，因此研究生物的进化仅仅研究个体的表现型是否与环境适应是不够的，还需要研究群体的基因组成变化。

2.生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。如一片树林中的全部猕猴或一片草地上的所有蒲公英都可以看作一个种群。种群是生物进化的基本单位，也是生物繁殖的基本单位，种群中的雌雄个体可以通过繁殖将各自的基因传给后代。

3.一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。

知识点02  种群基因频率的变化

1.在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值叫做基因频率；基因频率＝（种群中某基因的总数/该基因及其等位基因总数）×100%。影响基因频率的因素包括突变、选择、迁移等。

2.可遗传的变异提供了生物进化的原材料。可遗传的变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异，其中基因突变和染色体变异统称为突变。

3.基因突变产生新的等位基因；通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型，从而使种群中出现多种多样的变异类型。突变和重组都是随机的、不定向的。可遗传的变异的有利和有害是相对的，是由生存环境决定的，不能决定生物进化的方向。

知识点03  自然选择对种群基因频率变化的影响 

自然选择对种群基因频率变化的影响

1.在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会不断提高；相反，具有不利变异的个体留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会下降。

2.在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。

考法01 常染色体上基因的基因频率计算

①已知各基因型个体的数量，求基因频率。此类题型可用定义公式计算，即某基因的频率＝[(该基因纯合子个体数×2＋杂合子个体数)÷(总个体数×2)]×100%。

②已知基因型频率，求基因频率。此类题型可以将百分号去掉，按定义公式计算或直接用“某基因的基因频率＝该基因纯合子的百分比＋杂合子百分比的1/2”来代替。如基因A的频率＝AA的频率＋1/2Aa的频率，基因a的频率＝1－基因A的频率。

【典例1】果蝇的长翅(V)对残翅(v)为显性。在一个由600只长翅果蝇和400只残翅果蝇组成的种群中，若杂合子占所有个体的40%，那么隐性基因v在该种群内的基因频率为

A．20%                        B．40%

C．60%                        D．80%

【答案】 C

【解析】 根据题意，vv有400只，Vv有400只，VV有200只，依据基因频率的计算方式，v的基因频率为[(400×2＋400×1)÷(1 000×2)]×100%＝60%。

考法02 X染色体上非同源区段上基因的基因频率的计算

已知各基因型个体的数量，求基因频率。此类题型可用定义公式计算。一定注意：Y染色体上不含与X染色体上相对应的等位基因，因此只能计算X染色体上的基因总数，绝不能将Y染色体计算在基因总数内。

【典例2】在某人群中对血友病进行调查后发现，基因型为XHXH的比例为42.32%，XHXh为7.36%，XhXh为0.32%，XHY为46%，XhY为4%。则在该地区XH和Xh的基因频率分别为

A．6%、8%   B．8%、92%

C．78%、92%   D．92%、8%

【答案】 D

【解析】 性染色体上的基因频率是指某基因占该染色体总数的比例。首先求该人群中X染色体的总比例，即为42.32%＋7.36%＋0.32%＋46%×(1/2)＋4%×(1/2)＝75%，Xh的比例为7.36%×(1/2)＋0.32%＋4%×(1/2)＝6%，XH的比例为42.32%＋7.36%×(1/2)＋46%×(1/2)＝69%。所以该地区XH的基因频率为69%÷75%×100%＝92%，Xh的基因频率为6%÷75%×100%＝8%。

考法03  利用遗传平衡定律进行基因频率和基因型频率的计算

①已知A的基因频率是A%，a的基因频率是a%，则该种群中基因型为AA的个体占A%×A%，基因型为aa的个体占a%×a%，基因型为Aa的个体占A%×a%×2。

②已知某种群中基因型是AA的个体占X%，则A的基因频率是，a的基因频率是1－；或已知基因型是aa的个体占Y%，则a的基因频率是，A的基因频率是1－。

【典例3】已知苯丙酮尿症是位于常染色体上的隐性遗传病。据调查，该病的发病率为1/10 000。请问，在人群中苯丙酮尿症致病基因的基因频率和携带此隐性基因的杂合基因型频率分别是

A．1%和0.99%　　　　                B．1%和1.98%

C．1%和3.96%　                   D．1%和0.198%

【答案】 B

【解析】 由题意可知基因型aa的频率为1/10 000，计算得基因a的频率为1%，所以基因A的频率＝1－1%＝99%，基因型Aa的频率为2×99%×1%＝1.98%。

考法03  自交和自由交配对种群基因频率和基因型频率的影响

①自交：基因型频率发生变化，纯合子比例逐渐增大，杂合子比例逐渐减小，但基因频率不变。

②自由交配：基因型频率和基因频率都不变。

【典例4】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个体百分比、A基因频率和自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为

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

【答案】C

【解析】种群中，A基因频率＝16%＋1/2×(1－16%－36%)＝40%，a基因频率为60%。根据遗传平衡定律可知，随机交配后，基因频率不变。16%AA16%AA；48%Aa48%(1/4AA∶1/2Aa∶1/4aa)，即12%AA∶24%Aa∶12%aa；因此自交产生的后代中AA频率＝16%＋12%＝28%，A基因频率＝28%＋1/2×24%＝40%。

题组A  基础过关练

1.某一瓢虫种群中有黑色和红色两种体色的个体（如图所示），这一体色性状由一对等位基因控制，黑色（B）对红色（b）为显性。若基因型为BB的个体占20%，基因型为Bb的个体占68%，基因型为bb的个体占12%，则基因B和b的频率分别是（    ）

A．54%、46% B．36%、64% C．20%、80% D．88%、12%

2.下列关于现代生物进化理论内容的叙述中，正确的是（    ）

A．细胞是生物进化的基本单位

B．生物进化的实质是种群基因频率的改变

C．隔离决定生物进化的方向

D．突变和基因重组都是随机的、定向的

3.假设豌豆种群由RR、Rr和rr三种基因型的个体组成，其中RR占50%、Rr占20%。该种群中r基因频率为（    ）

A．40% B．45% C．60% D．70%

4.某动物种群中,AA、Aa和aa遗传因子组成的个体依次占25%、50%、25%。若该种群中的aa个体没有繁殖能力,其他个体间可以随机交配,理论上,下一代AA︰Aa︰aa遗传因子组成个体的数量比为(   )

A.3︰3︰1      B.4︰4︰1     C.1︰2︰0   D.1︰2︰1

5.现有一黑腹果蝇野生种群，约108只个体，已知每只果蝇约含104对基因。下列有关说法错误的是（    ）

A．该种群的全部个体所含有的全部基因称为该种群的基因库

B．该种群突变过程产生的变异不能决定生物进化的方向

C．若该种群每个基因的突变率都是10-5，则每一代出现的基因突变数是107个

D．若该种群中残翅果蝇难以生存，长翅类型逐渐增多，则多代后该种群基因频率会发生改变

6.下列关于生物进化的叙述,正确的是(   )

A.群体中近亲繁殖可提高纯合体的比例
B.有害突变不能成为生物进化的原材料
C.某种生物产生新基因并稳定遗传后,则形成了新物种
D.若没有其他因素影响,一个随机交配小群体的基因频率在各代保持不变

7.下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，正确的是(   )

A.地雀喙长的变化过程中基因频率未发生改变

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

C.地雀的平均喙长在2~3年间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年后地雀的平均喙长会迅速变短

8.有翅昆虫有时会出现残翅或无翅的突变类型，这类昆虫在正常情况下很难生存下去。但在经常刮大风的海岛上，这些突变类型的昆虫因不能飞行，从而避免了被风吹到海里淹死。这个事例说明（　　）

A．突变多数是有害的 B．突变多数是有利的

C．突变的有害和有利并不是绝对的 D．突变的有害和有利是绝对的

9.不同基因型的褐鼠对灭鼠强药物的抗性及对维生素E的依赖性（即需要从外界环境中获取维生素E才能维持正常生命活动）的表型如下表。若对维生素E含量不足环境中的褐鼠种群进行长期连续使用灭鼠强处理，则该褐鼠种群中(   )

A.基因t的频率最终下降至0 B.抗性个体TT︰Tt=1︰1

C.Tt基因型频率会接近100% D.基因库会发生显著变化

10.某动物种群中AA、Aa和aa的基因型频率分别为0.3、0.4和0.3，请回答：

（1）该种群中a基因的频率为___。

（2）如果该种群满足四个基本条件，即种群_____、不发生_____、不发生______、没有迁入迁出，且种群中个体间随机交配，则理论上该种群的子一代中aa的基因型频率为____；如果该种群的子一代再随机交配，其后代中aa的基因型频率___（会、不会）发生改变。

（3）假定该动物种群满足上述四个基本条件，但不发生随机交配，只在相同基因型之间进行交配，则理论上该种群的子一代中AA、Aa和aa的基因型频率分别为_____、____和______；如果子一代也同样只发生相同基因型之间的交配，其后代中AA、Aa和aa的基因型频率_____（会、不会）发生改变。

题组B  能力提升练

11.某动物的基因A、a和B、b分别位于非同源染色体上，只有A基因或B基因的胚胎不能成活，若基因型为AABB和aabb的个体交配，F1雌雄个体相互交配，F2群体中A的基因频率是(   )

A.50% B.45% C.60% D.40%

12.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基因定向突变成S基因

13.甲昆虫的体色黑色（A）对浅色（a）是显性。1978年某地区甲昆虫的体色中浅色占70%，杂合子占所有个体的20%．由于环境污染，该区域的甲昆虫每年浅色个体的减少率为10%，黑色个体的增长率10%．现在该区域的甲昆虫以黑色为主，几乎看不到浅色个体，以下叙述正确的是（    ）

A．该区域的甲昆虫个体间存在体色的差异，体现了遗传的多样性

B．1979年该区域的甲昆虫群体中，显性基因（A）的基因频率约为22.9%

C．1980年该地区的甲昆虫群体中aa的基因型频率为59.1%

D．种群基因频率的改变是通过环境对生物个体的选择来实现的

14.下列关于现代生物进化理论的内容，正确的是（    ）

A．某种群A有100个个体，80种基因型，种群B有500个个体50种基因型，则A种群的基因库比B种群的大

B．某桦尺蠖种群黑色（S基因控制）对浅色（ss）为显性，基因型频率如下：SS10%，Ss20%，ss70%。由于树干变黑，使浅色个体每年减少10%，深色个体每年增加10%，则第二年SS基因型变为11．5%，Ss基因型频率变为22．9%

C．某非常大的昆虫种群中随机抽取100个个体，基因型为AA，Aa和aa的个体分别为30、60和10个，随机交配一代后，相应的基因型频率变为36%、48%和16%，说明种群进化了

D．一个山谷中，由于山洪暴发使得某鼠群的个体被河流一分为二，这样过了很多年，结果两个鼠群大不相同，但仍然属于同一种群

15.某研究小组为研究自然选择的作用，进行了如下实验：将直毛长翅果蝇（AABB）与分叉毛残翅（aabb）果蝇杂交，杂交后代作为第0代放置在塑料箱中，个体间自由交配。装有食物的培养瓶悬挂在箱盖上，使残翅个体难以进入。连续培养7代，检测每一代a、b的基因频率，结果如图所示。已知A、a与B、b基因是自由组合的。下列相关叙述正确的是（   ）

A．第2代成年果蝇的性状分离比为9∶3∶3∶1

B．种群数量越大，a基因频率的波动幅度会越小

C．a、b基因频率的变化都是自然选择的结果

D．培养至某一代中无残翅个体时，b基因频率为0

16.经X射线照射的紫花香豌豆品种，其后代中出现了几株开白花植株，下列叙述错误的是(　　)

A．X射线不仅可引起基因突变，也会引起染色体变异

B．观察白花植株自交后代的性状，可确定是否是可遗传变异

C．通过杂交实验，可以确定是显性突变还是隐性突变

D．白花植株的出现是对环境主动适应的结果，有利于香豌豆的生存

17.选择系数是表征某基因型在特定环境中不利于生存程度的指标，即某基因型的个体在某环境中适应性越差，选择系数越大。下列说法正确的是（    ）

A．同一基因型的个体在不同环境中选择系数不同

B．若某基因型的选择系数不变，相关基因频率不变

C．某基因型的选择系数越大，相关基因频率变化越慢

D．随新冠疫苗的推广使用，新冠病毒的选择系数降低

18.图表是长期使用一种农药后，害虫种群密度的变化情况．下列不正确的是（    ）

A．种群中存在很多变异类型，是选择的原始材料

B．A→B的变化通过生存斗争实现

C．B→C是逐代积累加强的结果

D．农药对害虫抗药性变异的定向选择使害虫抗药性增加

题组C  培优拔尖练

19．（2021·浙江高考真题）选择是生物进化的重要动力。下列叙述正确的是（　　）

A．同一物种的个体差异不利于自然选择和人工选择

B．人工选择可以培育新品种，自然选择不能形成新物种

C．自然选择保存适应环境的变异，人工选择保留人类所需的变异

D．经自然选择，同一物种的不同种群的基因库发生相同的变化

20．（2020·浙江高考真题）下列关于遗传漂变和自然选择的叙述，正确的是（    ）

A．遗传漂变在大种群中更易发生 B．遗传漂变能产生新的可遗传变异

C．遗传漂变和自然选择不都是进化的因素 D．遗传漂变和自然选择均可打破遗传平衡

21．（2020·浙江高考真题）某海岛上，因为经常有大风天气，昆虫中无翅的或翅特别发达的个体比翅普通（中间型）的更易生存，长此以往形成了现在的无翅或翅特别发达的昆虫类型。下列分析错误的是

A．昆虫翅的变异是多方向且可遗传的

B．昆虫翅的全部基因构成了该种群的基因库

C．大风在昆虫翅的进化过程中起选择作用

D．自然选择使有利变异得到保留并逐渐积累