2024届人教版高中生物一轮复习生物的进化学案（不定项） (2)

这是一份2024届人教版高中生物一轮复习生物的进化学案（不定项） (2)，共22页。

第七单元 生物的变异、育种与进化



第3讲　生物的进化
课标解读
核心素养
1.掌握现代生物进化理论的主要内容
2.理解生物进化与生物多样性形成的原因
生命观念
生物是不断进化的,并与环境相适应
科学思维
归纳演绎进化学说的提出,基因频率的相关计算
社会责任
正确使用抗生素,关注人体健康

考点一　生物有共同祖先的证据

1.达尔文的生物进化论的主要组成。
(1)共同由来学说。
指出地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的。
(2)自然选择学说。
揭示了生物进化的机制,解释了适应的形成和物种形成的原因。
2.生物有共同祖先的证据。
(1)地层中陈列的证据——化石。

(2)当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据。
①比较解剖学证据;
②胚胎学证据;
③细胞和分子水平的证据。
3.适应的普遍性和相对性。

4.适应是自然选择的结果。
(1)拉马克的进化学说。
①主要观点。

②意义:历史上第一个比较完整的进化学说;彻底否定了物种不变论,奠定了科学生物进化论的基础。
(2)达尔文自然选择学说。

正误判断
(1)有共同祖先的生物个体在形态结构上没有差异。(×)
(2)亲缘关系越近的生物,其蛋白质或核酸分子的相似性越高。(√)
(3)适应有助于生物在一定环境条件下生存和延续。(√)
(4)不遗传的变异对进化也有意义。(×)
(5)自然选择在淘汰不利变异的同时使有利变异积累。(√)

角度一 围绕生物有共同祖先的证据,考查生命观念
1.(2023·广东中山调研)下列有关地球上现存生物来自共同祖先的分子生物学证据的说法,错误的是(　　)
A.大多数现存生物的遗传物质都是DNA
B.亲缘关系越近的生物,其DNA序列相似性越高
C.人与猩猩、恒河猴及兔的血红蛋白基因中的碱基序列有一定的相似性
D.不同生物细胞色素c的氨基酸序列存在较大差异性
解析　大多数现存生物的遗传物质都是DNA,这属于地球上现存生物来自共同祖先的分子生物学证据,A项正确;亲缘关系越近的生物,其DNA序列相似性越高,这属于地球上现存生物来自共同祖先的分子生物学证据,B项正确;人与猩猩、恒河猴及兔的血红蛋白基因中的碱基序列有一定的相似性,这属于地球上现存生物来自共同祖先的分子生物学证据,C项正确;不同生物细胞色素c的氨基酸序列存在较大差异性,这不能说明地球上现存生物来自共同祖先,D项错误。
答案　D
2.(2023·山东日照质检)化石、比较解剖学、胚胎学、分子生物学等在研究生物进化过程中起了重要的作用。下列有关生物进化的叙述,错误的是(　　)
A.化石可作为生物进化的直接证据
B.鲸的鳍和蝙蝠的翼在外部形态、功能上不同,说明它们是由不同的祖先进化而来的
C.人和鱼的胚胎发育经历了有鳃裂及有尾的阶段,可以用人和鱼有共同祖先来解释
D.亲缘关系越近的生物,在细胞代谢、DNA的结构与功能等方面共同特征越多
解析　化石是研究生物进化最重要、最直接的证据,因为化石是保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等,直接说明了古代生物的结构或行为等,A项正确;鲸的鳍和蝙蝠的翼虽然具有不同的外形、功能,但却有相同的基本结构,说明它们可能是由共同的原始祖先进化而来的,B项错误;人和鱼的胚胎发育经历了有鳃裂及有尾的阶段,可以用人和鱼有共同祖先来解释,C项正确;亲缘关系越近的生物,在细胞代谢、DNA的结构与功能等方面共同特征越多,D项正确。
答案　B
角度二 用达尔文的自然选择学说解释生物进化,考查理解能力
3.(2023·河南安阳模拟)自然选择是一个十分复杂的过程,根据选择的结果,可以把自然选择分为定向选择、稳定性选择和中断性选择。如图为中断性选择示意图,相关说法正确的是(　　)

A.中断性选择指淘汰中间类型,保持两极端类型的选择方式
B.中断性选择是不定向的,容易形成新物种
C.桦尺蠖黑化现象属于中断性选择
D.随时间推移,两侧个体性状差异越来越大,通过地理隔离形成生殖隔离,产生新物种
解析　由图可知,中断性选择指淘汰中间类型,保持两极端类型的选择方式,A项正确;由图可知,中断性选择主要是朝两个方向进行选择,不是不定向的,B项错误;桦尺蠖黑化现象中,淘汰浅色个体,保留了黑色个体,属于自然选择中的定向性选择,C项错误;随时间推移,两侧个体性状差异越来越大,但不一定形成新物种,D项错误。
答案　A
4.(不定项)用达尔文进化学说的观点来判断下列叙述,不正确的是(　　)
A.在长期有毒农药的诱导下,农田害虫产生了抗药性
B.长颈鹿经常努力伸长颈和前肢去吃树上的叶子,因此颈和前肢都变得很长
C.北极熊生活在冰天雪地的环境里,它们定向产生了适应白色环境的变异
D.野兔保护性的体色和鹰锐利的目光,是它们长期互相选择的结果
解析　农田害虫群体中本身存在着或强或弱抗药性的变异,在有毒农药长期的自然选择作用下,农田害虫的抗药性得到了积累加强,A项错误;长颈鹿经常努力伸长颈和前肢去吃树上的叶子,因此颈和前肢都变得很长是拉马克用进废退、获得性遗传的观点的体现,B项错误;变异是不定向的,环境对变异起选择作用,北极熊的体色是与环境一致的白色,是长期自然选择的结果,C项错误;野兔的保护色和鹰锐利的目光,是它们长期互相选择的结果,D项正确。
答案　ABC
考点二　现代生物进化理论

1.种群是生物进化的基本单位。

提醒　①基因库一般针对种群而言,不是针对物种。
②基因库≠基因文库。
2.种群基因频率的变化。
(1)可遗传变
异的来源基因重组基因突变染色体变异统称为突变
(2)可遗传变异提供了生物进化的原材料的原因。
①可遗传变异的形成基因突变产生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
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。

4.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。
提醒　种群≠物种
物种是自然状态下能够自由交配并产生可育后代的一群生物,一个物种可能在不同地点和时间形成不同的种群;种群是同一种生物、同一地点、同一时间形成的一个群体。种群“小”,不同种群间有地理隔离;物种“大”,不同物种间有生殖隔离;判断生物是不是同一物种,如果来历不明,形态结构相似,可靠依据是:看是否存在生殖隔离。若存在生殖隔离,则不是同一物种。
(2)隔离。

提醒　隔离≠生殖隔离
隔离包括地理隔离和生殖隔离。隔离导致物种的形成:
①只有地理隔离而没有形成生殖隔离,可能产生亚种,但没有产生新物种。
②生殖隔离是物种形成的关键,是物种形成的最后阶段,是物种间的真正界限。
③生殖隔离有三种情况:不能杂交;杂交后代不活;杂交后代活而不育。
(3)新物种的形成过程。

5.协同进化。

提醒　同种生物之间不存在协同进化。
6.生物多样性的形成。
(1)内容:遗传多样性(基因多样性)、物种多样性、生态系统多样性。
(2)形成原因:生物的进化。
(3)研究生物进化历程的主要依据:化石。
(4)生物多样性三个层次间的关系。

7.生物进化理论在发展。

正误判断
(1)自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率。(√)
(2)环境条件的改变导致了生物适应性变异的产生。(×)
(3)交配后能产生后代的一定是同一物种,没有地理隔离也可形成新物种。(×)
(4)一般来说,频率高的基因所控制的性状更适应环境。(√)
(5)受农药处理后种群中抗药性强的个体有更多机会将基因传递给后代。(√)
(6)生物进化的基本单位是群落,生物多样性的形成是生物协同进化的结果。(×)
(7)生态系统的多样性就是生物对环境影响的结果。(×)
教材微点
1.(必修2 P112~113“探究·实践”)树干变黑会影响桦尺蛾种群中浅色个体的出生率吗?会。原因是许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食。
2.(必修2 P117“思考·讨论”)通过地雀的形成过程,说明物种形成需要以下环节:(1)突变和基因重组为生物的进化提供原材料;
(2)自然选择决定生物进化的方向;
(3)隔离是物种形成的必要条件。生殖隔离的出现意味着新物种的产生。
3.(必修2 P122“思考·讨论”)地球上最早出现的是哪一类生物?厌氧的单细胞生物。
就植物和动物而言,最早登陆的是哪类?植物。原因是没有植物,动物登陆后就会饿死。
长句突破
1.(生命观念)协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。
2.(科学思维)如图表示将某种植物分别移栽到低纬度和高纬度地区种植,经过多年的演化后最终形成了不同的五个物种。

(1)可以帮助你确定D和C不是同一个物种的依据是D和C不能交配或交配后不能产生可育后代(或D和C之间存在生殖隔离)。
(2)图示中B物种进化为D、E两个物种的机理是地理隔离阻断了基因的交流,不同环境的自然选择造成不同基因频率的变化,当基因频率变化积累到一定的程度,形成生殖隔离,从而形成物种D和E。
(3)C种群内部个体间形态和大小方面的差异,体现的是遗传多样性。

1.自然选择学说与现代生物进化理论的异同点。

2.地理隔离与生殖隔离的比较。
项目
地理隔离
生殖隔离
概念
同种生物由于地理障碍而分成不同的种群,使得种群间不能发生基因交流的现象
不同物种之间一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能产生可育的后代
特点
自然条件下不进行基因交流
种群间不进行基因交流
联系
①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;
②一般经过长期的地理隔离,然后形成生殖隔离,也可能不经过地理隔离直接形成生殖隔离,如多倍体的产生;
③只有地理隔离不一定形成生殖隔离,但能产生亚种,如东北虎和华南虎;
④生殖隔离是物种形成的标志,是物种形成的最后阶段,是物种间的真正界限
3.“图解法”把握物种形成的三大模式。

4.物种形成与生物进化的比较。
比较内容
物种形成
生物进化
标志
出现生殖隔离
基因频率改变
变化后生物与
原生物的关系
属于不同物种
可能属于同一物种
二者关系
①生物进化的实质是种群基因频率的改变,这种改变可大可小,不一定会突破物种的界限,即生物进化不一定导致新物种的形成,进化是量变,物种形成是质变;②新物种的形成是长期进化的结果

角度一 结合种群基因组成的变化,考查进化与适应观
1.蝗虫的体色有灰黄色和绿色两种,体色受一对等位基因A、a控制。在青草丛中的蝗虫体色多呈绿色,生活在枯草丛中的蝗虫体色多呈灰黄色。某科研小组分别在夏季和秋季对同一区域的蝗虫进行了调查取样,发现夏季蝗虫中绿色∶灰黄色=90∶10,其中绿色蝗虫中AA占40%,Aa占60%。秋季调查的数据中绿色∶灰黄色=10∶90,绿色中两种基因型的比例不变(不考虑虫卵)。下列说法正确的是(　　)
A.不同季节的草丛中,蝗虫体色的不同是蝗虫适应环境的结果
B.夏季草丛的蝗虫中,A基因的频率为63.6%,a基因的频率为36.4%
C.秋季草丛中蝗虫的A基因频率不同于夏季
D.自然界的种群中基因型频率的变化一定会导致基因频率的改变
解析　不同季节的草丛中,蝗虫体色的不同是环境自然选择的结果,A项错误;夏季蝗虫中绿色∶灰黄色=90∶10,其中绿色蝗虫中AA占40%,Aa占60%,整个种群中AA占90%×40%=36%,Aa占90%×60%=54%,aa占10%,A基因的频率为90%×40%+1/2×90%×60%=63%,a基因的频率为1-63%=37%,B项错误;秋季草丛中AA占4%,Aa占6%,aa占90%,则A基因的频率是7%,a基因的频率为93%,秋季草丛中蝗虫的A基因频率不同于夏季,C项正确;自然界的种群中基因型频率的变化不一定会导致基因频率的改变,D项错误。
答案　C
2.(2021·海南卷)某地区少数人的一种免疫细胞的表面受体CCR5的编码基因发生突变,导致受体CCR5结构改变,使得HIV⁃1病毒入侵该免疫细胞的几率下降。随时间推移,该突变基因频率逐渐增加。下列有关叙述错误的是(　　)
A.该突变基因丰富了人类种群的基因库
B.该突变基因的出现是自然选择的结果
C.通过药物干扰HIV⁃1与受体CCR5的结合可抑制病毒繁殖
D.该突变基因频率的增加可使人群感染HIV⁃1的几率下降
解析　基因突变产生了新基因,能丰富种群基因库,A项正确;基因突变在自然界中普遍存在,任何一种生物都有可能发生,并非自然选择的结果,B项错误;受体CCR5能够与HIV⁃1特异性结合,通过药物干扰HIV⁃1与受体CCR5的结合可抑制病毒繁殖,C项正确;该突变基因频率的增加可使HIV⁃1与受体CCR5结合的几率下降,进而导致人群感染HIV⁃1的几率下降,D项正确。
答案　B
角度二 围绕隔离与物种形成,考查科学思维能力
3.(2021·湖南卷)金鱼系野生鲫鱼经长期人工选育而成,是中国古代劳动人民智慧的结晶。现有形态多样、品种繁多的金鱼品系。自然状态下,金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代。下列叙述错误的是(　　)
A.金鱼与野生鲫鱼属于同一物种
B.人工选择使鲫鱼发生变异,产生多种形态
C.鲫鱼进化成金鱼的过程中,有基因频率的改变
D.人类的喜好影响了金鱼的进化方向
解析　金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代,因此二者属于同一物种,A项正确;鲫鱼的变异是随机的、不定向的,并不是人工选择使之发生变异,B项错误;生物进化的实质是种群基因频率发生改变,C项正确;人类的喜好决定了人工选择的方向,所以也影响了金鱼的进化方向,D项正确。
答案　B
4.(2023·潍坊模拟)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到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,所以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　山丘的形成将蜗牛分成了两个种群,使b1和c1之间出现了地理隔离,但不一定形成生殖隔离,A项错误;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项正确;生殖隔离出现的标准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项错误;不经过地理隔离也可以形成新物种,如四倍体西瓜,D项错误。
答案　B

判断两种生物是否为同一物种
(1)“新物种”必须具备两个条件。
①与原物种之间已形成生殖隔离。
②物种必须是可育的。如三倍体无子西瓜、骡子均不可称为“物种”,因为它们均是“不育”的,而四倍体西瓜相对于二倍体西瓜则是“新物种”,因为它与二倍体西瓜杂交产生的子代(三倍体西瓜)不育,意味着二者间已产生生殖隔离,故已成为新物种。
(2)判断方法。
若可以自然交配,并且后代为可育后代,则为同一物种;若不能进行自然交配,或者交配繁殖出的后代为不可育后代,则为不同物种。
角度三 围绕协同进化与生物多样性的形成,考查进化与适应观
5.(2021·广东卷)孔雀鱼雄鱼的鱼身具有艳丽的斑点,斑点数量多的雄鱼有更多机会繁殖后代,但也容易受到天敌的捕食。关于种群中雄鱼的平均斑点数量,下列推测错误的是(　　)
A.缺少天敌,斑点数量可能会增多
B.引入天敌,斑点数量可能会减少
C.天敌存在与否决定斑点数量相关基因的变异方向
D.自然环境中,斑点数量增减对雄鱼既有利也有弊
解析　由题意可知,孔雀鱼雄鱼的斑点数量越多,越利于繁殖后代,但易被天敌捕食,故自然环境中,斑点数量的增减对孔雀鱼雄鱼既有利也有弊,在缺少天敌时,孔雀鱼雄鱼的斑点数量可能会增多,A、D两项正确;引入天敌后,斑点数量多的孔雀鱼雄鱼易被天敌捕食逐渐被淘汰,而斑点少的孔雀鱼雄鱼更易长期生存下去,孔雀鱼雄鱼的平均斑点数量可能会减少,B项正确;变异具有不定向性,因此孔雀鱼雄鱼的斑点数量相关基因的变异方向与天敌存在与否无关,C项错误。
答案　C
6.黑腹裂籽雀是一种非洲雀,同一种群中其喙的宽度有宽喙和窄喙两种类型,它们在处理不同种莎草种子(它们的主要食物)的效率上有差异:宽喙善于处理硬种子,而窄喙鸟能更有效地处理软种子,宽喙和窄喙分别由等位基因B和b控制;现有一个较大的黑腹裂籽雀种群,雌雄数量相等,雌雄之间自由交配,种群中B基因频率为60%、b基因频率为40%。则下列有关说法错误的是(　　)
A.黑腹裂籽雀种群中全部B和b的总和不能构成黑腹裂籽雀种群的基因库
B.黑腹裂籽雀宽喙鸟和窄喙鸟适应不同的资源环境,这是协同进化的结果
C.若这对等位基因位于常染色体上,则显性个体中出现杂合雌黑腹裂籽雀的概率为28.6%
D.黑腹裂籽雀宽窄喙的长期共存有利于维持基因的多样性
解析　基因库是指种群中全部个体的全部基因,所以全部B和b的总和不能构成黑腹裂籽雀种群的基因库,A项正确;黑腹裂籽雀这种喙宽度的差异是食物差异经过自然选择的结果,B项错误;种群B基因频率为60%,b基因频率为40%,所以BB为36%,Bb为48%,所以显性个体中出现杂合雌黑腹裂籽雀的概率为48%÷(36%+48%)×12≈28.6%,C项正确;黑腹裂籽雀宽喙和窄喙的长期共存,有利于维持基因的多样性,D项正确。
答案　B
7.(不定项)某地有一种植物,同一植株上不同时期所开花的花色会发生变化,其传粉者包括当地的天蛾和7月中旬将开始陆续迁徙离开的蜂鸟。如图表示7月30日~8月15日前后,当地各类群生物的数量变化。下列分析不合理的是(　　)

A.红色的花更容易吸引蜂鸟完成传粉
B.该植物与传粉者在相互影响中协同进化
C.8月份该植物种群的红色基因频率下降
D.植物的花色变化适应了传粉者的改变
解析　蜂鸟迁徙离开,开红花植株的数量减少,说明红色的花更容易吸引蜂鸟完成传粉,A项正确;当地的天蛾数量增加,开白花植株的数量增多,蜂鸟迁徙离开,开红花植株的数量减少,说明同一植株上不同时期所开花的花色会发生变化,是该植物与传粉者在相互影响中协同进化的结果,B项正确;8月该植物种群中开红花植株的数量减少,但红色基因频率不会改变,C项错误;植物的花色变化适应了传粉者的改变,有利于植物的繁殖,D项正确。
答案　C
考点三　实验一、自然选择对种群基因频率变化的影响
二、探究抗生素对细菌的选择作用

一、自然选择对种群基因频率变化的影响
1.提出问题。
桦尺蛾种群中s基因(决定浅色性状)的频率为什么越来越低呢?
2.作出假说。
黑褐色的生活环境不利于浅色桦尺蛾的生存,却对黑色桦尺蛾有利,因此环境的选择作用使该种群中s基因的频率越来越低,即自然选择可以使种群的基因频率发生定向改变。
3.创设数字化问题情境。
1870年,桦尺蛾种群的基因型频率为SS 10%,Ss 20%,ss 70%。在树干变黑这一环境条件下,假如树干变黑不利于浅色桦尺蛾的生存,使得种群中浅色个体每年减少10%,黑色个体每年增加10%。第2~10年间,该种群每年的基因型频率各是多少?每年的基因频率是多少?
提醒　不同年份该种群的个体总数可能有所变化。
4.根据基因型频率计算每年基因频率,将结果写在表中。

第1年
第2年
第3年
个数
占比
存活
个数
占比
存活
个数
占比
基因
型频率　
SS
10
10%
11
11.5%
12
12.9%
Ss
20
20%
22
22.9%
24
25.8%
ss
70
70%
63
65.6%
57
61.3%
基因
频率
S
20%
23%
26%
s
80%
77%
74%
5.实验结论:自然选择会使种群基因频率发生定向改变。
二、探究抗生素对细菌的选择作用
1.实验原理:一般情况下,一定浓度的抗生素会杀死细菌,但变异的细菌可能产生耐药性。在实验室连续培养细菌时,如果向培养基中添加抗生素,耐药菌有可能存活下来。
2.方法步骤。
第1步:用记号笔在培养皿的底部画2条相互垂直的直线,将培养皿分为4个区域,分别标记为①~④
↓
第2步:取少量细菌的培养液,用无菌的涂布器(或无菌棉签)均匀地涂抹在培养基平板上
↓
第3步:用无菌的镊子先夹取1张不含抗生素的纸片放在①号区域的中央,再分别夹取1张抗生素纸片放在②~④号区域的中央,盖上皿盖
↓
第4步:将培养皿倒置于37 ℃的恒温箱中培养12~16 h
↓
第5步:观察培养基上细菌的生长状况。若纸片附近出现了抑菌圈,测量和记录每个实验组中抑菌圈的直径,并取平均值
↓
第6步:从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌,接种到已灭菌的液体培养基中培养,然后重复步骤2~5。如此重复几代,记录每一代培养物抑菌圈的直径
3.实验结果。
与区域①相比,区域②③④纸片周围会出现抑菌圈;②③④区域抑菌圈的平均直径逐代变小。
4.实验结论。
(1)细菌耐药性的出现是发生了可遗传的变异。
(2)抗生素的选择作用导致了耐药菌比例的逐渐升高。
5.注意事项:实验结束后,应将耐药菌、培养基、纸片等进行高温灭菌处理,防止对环境造成污染。

角度一 结合实验原理与过程,考查实验技能与操作能力
1.为了防止滥用抗生素,我国多地区规定普通感冒不准使用抗生素。滥用抗生素会使人体内细菌形成抗药性。若被细菌感染,则会由于体内细菌能够抵抗各种抗生素而无药可救,下列有关叙述正确的是(　　)
A.细菌的变异类型主要是基因突变,变异对细菌都是有害的
B.抗生素诱发细菌基因突变,导致产生抗药性基因
C.抗生素的选择作用导致细菌抗药性增强
D.抗药性基因频率的改变使细菌产生了新的物种
解析　细菌为原核生物,可发生的变异类型主要是基因突变,细菌的变异中存在抗药性强的个体,抗药性强的变异对细菌本身是有利的,A项错误;抗药性变异是使用抗生素之前就存在的,基因突变是不定向的,抗生素不能诱发细菌产生抗药性突变,B项错误;在抗生素刚被使用的时候,能够杀死大多数类型的细菌,但少数细菌由于变异而具有抵抗抗生素的特性,不能被抗生素杀死而生存下来,并将这些特性遗传给下一代,因此,下一代就有更多的具有抗药性的个体,经过抗生素的长期选择,细菌抗药性增强,C项正确;生物进化的实质在于种群基因频率的改变,抗药性基因频率的改变没有产生新的物种,D项错误。
答案　C
2.(2023·浙江温州模拟)野生型金黄色葡萄球菌对青霉素敏感。将它接种到青霉素浓度为0.1单位/cm3的培养基里,绝大多数死亡,有个别存活如图甲,并能进行繁殖。继续用同浓度的青霉素处理存活的细菌结果如图乙、丙。下列叙述正确的是(　　)

A.该细菌抗药性的产生是人工选择的结果
B.存活的细菌进行繁殖并将抗青霉素性状直接传递给后代
C.该细菌在接触青霉素前可能通过染色体变异产生了变异
D.图甲→乙→丙过程中,该细菌的基因频率发生了定向改变
解析　一般而言,变异在前,选择在后,即细菌抗药性的产生是基因突变的结果,与人工选择无关,A项错误;在生物的繁殖过程中,生物并不是把性状直接传递给子代,传递给子代的是亲代的基因,B项错误;金黄色葡萄球菌为原核生物,细胞中没有染色体,故不能发生染色体变异,C项错误;据图可知,图甲→乙→丙过程中,不断用青霉素进行处理,青霉素的作用相当于自然选择,故该过程中细菌的基因频率发生了定向改变,D项正确。
答案　D
角度二 借助实验拓展应用,考查科学探究能力
3.细菌对各种抗生素的药敏程度实验方法如下图:将含有一定浓度不同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,如果抑制生长,则在滤纸片周围出现抑菌圈(图中里面的圈),结果如图所示。

(1)衡量本实验结果的指标是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)上述图中最有效的是　　　　培养皿中的抗生素。
(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,如下图所示:

①向培养基中加抗生素的时刻为　　　　点。
②细菌种群的进化是定向的,而变异是　　　　　,细菌的抗药性产生于环境变化之　　　　(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　　　　　　　　　　　　　　。
解析　(1)抗生素如果抑制细菌生长,在滤纸片周围就会出现抑菌圈,抑菌圈越大就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,所以最有效的是B培养皿中的抗生素。(3)①据曲线图分析,AB段没有抗生素,细菌繁殖加快,B点加入抗生素,杀死细菌,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,细菌的抗药性个体,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,选择了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,使用抗生素杀死了大部分无抗药性的个体,故仍然能治疗由细菌引起的感染。
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

1.(2022·浙江1月选考)峡谷和高山的阻隔都可能导致新物种形成。两个种的羚松鼠分别生活在某大峡谷的两侧,它们的共同祖先生活在大峡谷形成之前;某高山两侧间存在有限的“通道”,陆地蜗牛和很多不能飞行的昆虫可能会在“通道”处形成新物种。下列分析不合理的是(　　)
A.大峡谷分隔形成的两个羚松鼠种群间难以进行基因交流
B.能轻易飞越大峡谷的鸟类物种一般不会在大峡谷两侧形成为两个物种
C.高山两侧的陆地蜗牛利用“通道”进行充分的基因交流
D.某些不能飞行的昆虫在“通道”处形成的新种与原物种存在生殖隔离
解析　大峡谷分隔形成的地理隔离,使两个羚松鼠种群间难以进行基因交流,A项合理;能轻易飞越大峡谷的鸟类物种能进行基因交流,一般不会在大峡谷两侧形成为两个物种,B项合理;由题意可知,某高山两侧间存在“通道”是有限的,陆地蜗牛利用“通道”不能进行充分的基因交流,C项不合理;不同物种之间存在生殖隔离,在“通道”处形成的新物种与原物种存在生殖隔离,D项合理。
答案　C
2.(2022·湖南卷)稻蝗属的三个近缘物种①日本稻蝗、②中华稻蝗台湾亚种和③小翅稻蝗中,①与②、①与③的分布区域有重叠,②与③的分布区域不重叠。为探究它们之间的生殖隔离机制,进行了种间交配实验,结果如表所示。下列叙述错误的是(　　)
交配(♀×♂)
①×②
②×①
①×③
③×①
②×③
③×②
交配率(%)
0
8
16
2
46
18
精子传送率(%)
0
0
0
0
100
100
注:精子传送率是指受精囊中有精子的雌虫占确认交配雌虫的百分比。
A.实验结果表明近缘物种之间也可进行交配
B.生殖隔离与物种的分布区域是否重叠无关
C.隔离是物种形成的必要条件
D.②和③之间可进行基因交流
解析　由表格中的交配率的结果可知,表明近缘物种之间也可进行交配,A项正确。已知①与②、①与③的分布区域有重叠,②与③的分布区域不重叠,但从交配率和精子传送率来看,说明生殖隔离与物种的分布区域是否重叠无关,B项正确。隔离包括地理隔离和生殖隔离,隔离是物种形成的必要条件,C项正确。②与③的分布区域不重叠,故存在地理隔离;两者属于两个近缘物种,表中②×③交配精子传送率100%,即使交配成功,由于存在生殖隔离,也不能进行基因交流,D项错误。
答案　D
3.(2021·河北卷)雄性缝蝇的求偶方式有:①向雌蝇提供食物;②用丝缕简单缠绕食物后送给雌蝇;③把食物裹成丝球送给雌蝇;④仅送一个空丝球给雌蝇。以上四种方式都能求偶成功。下列叙述错误的是(　　)
A.求偶时提供食物给雌蝇有利于其繁殖,是一种适应性行为
B.④是一种仪式化行为,对缝蝇繁殖失去进化意义
C.③是雌蝇对雄蝇长期选择的结果
D.④可能由③进化而来
解析　无论哪种求偶方式,都可使雄性缝蝇求偶成功,有利于缝蝇的交配繁殖,是一种适应性行为,A项正确;分析题意可知,①向雌蝇提供食物可能是雄性缝蝇求偶方式中最原始的一种,随着生物的进化,由①单纯的提供食物,到②简单的“包装”,再到③“包装”变得复杂,最终演化出④仅送包裹食物的空丝球的求偶方式,④的出现对缝蝇繁殖仍具有进化意义,B项错误;雄性缝蝇求偶方式的进化是雌蝇对雄蝇长期选择的结果,C项正确;由以上分析可知,④仅送一个空丝球给雌蝇可能是由③进化而来的,D项正确。
答案　B
4.(2021·湖北卷)某地区的小溪和池塘中生活着一种丽鱼,该丽鱼种群包含两种类型的个体:一种具有磨盘状齿形,专食蜗牛和贝壳类软体动物;另一种具有乳突状齿形,专食昆虫和其他软体动物。两种齿形的丽鱼均能稳定遗传并能相互交配产生可育后代。针对上述现象,下列叙述错误的是(　　)
A.丽鱼种群牙齿的差异属于可遗传的变异
B.两者在齿形上的差异有利于丽鱼对环境的适应
C.丽鱼种群产生的性状分化可能与基因突变和重组有关
D.两种不同齿形丽鱼的基因库差异明显,形成了两个不同的物种
解析　分析可知,两种齿形的丽鱼均能稳定遗传,说明丽鱼种群牙齿的差异属于可遗传的变异,A项正确;不同齿形的丽鱼的生存环境不同,食物也存在差异,两者在齿形上的差异有利于丽鱼对环境的适应,B项正确;丽鱼种群产生的性状分化可能是基因突变和重组的结果,C项正确;两种齿形的丽鱼可以相互交配并能产生可育后代,说明两者为同一物种,D项错误。
答案　D
5.(2019·天津卷)囊鼠的体毛深色(D)对浅色(d)为显性,若毛色与环境差异大则易被天敌捕食。调查不同区域囊鼠深色表型频率,检测并计算基因频率,结果如图。

下列叙述错误的是(　　)
A.深色囊鼠与浅色囊鼠在不同区域的分布现状受自然选择影响
B.与浅色岩P区相比,深色熔岩床区囊鼠的杂合子频率低
C.浅色岩Q区的深色囊鼠的基因型为DD、Dd
D.与浅色岩Q区相比,浅色岩P区囊鼠的隐性纯合子频率高
解析　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,深色囊鼠与浅色囊鼠在不同区域的分布现状受自然选择的影响,A项正确;在浅色岩P区,D基因的频率为0.1,则d基因的频率为0.9,深色表型频率为0.18,则浅色表型频率为0.82,设杂合子频率为x,那么12x+0.82=0.9,可算出x=0.16,同理,在深色熔岩床区,D基因的频率为0.7,则d基因的频率为0.3,深色表型频率为0.95,则浅色表型频率为0.05,可算出杂合子频率为0.5,B项错误;已知浅色岩Q区D基因的频率为0.3,若该区深色囊鼠的基因型均为Dd,则D基因的频率为0.25,不足0.3,故浅色岩Q区的深色囊鼠的基因型为DD、Dd,C项正确;浅色岩P区囊鼠的隐性纯合子频率为0.82,浅色岩Q区囊鼠的隐性纯合子频率为1-0.5=0.5,即与浅色岩Q区相比,浅色岩P区囊鼠的隐性纯合子频率高,D项正确。
答案　B

(十三)　基因频率与基因型频率的计算
一、基因频率的计算方法

1.“定义法”求解基因频率。
(1)某基因频率=某基因总数某基因和其等位基因的总数×100%。
(2)若在常染色体上,则:某基因频率=某基因总数种群个体数×2×100%。
(3)若在X染色体上,则:某基因频率=某基因总数2×女性个体数+男性个体数×100%。
2.“公式法”求解基因频率(以常染色体上一对等位基因A和a为例)。
A基因频率=AA基因型频率+1/2×Aa基因型频率
a基因频率=aa基因型频率+1/2×Aa基因型频率
即:PA=PAA+1/2PAa,Pa=Paa+1/2PAa
3.利用遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率。
(1)适用条件:①种群非常大;②所有雌雄个体之间自由交配;③没有迁入和迁出;④没有自然选择;⑤没有突变。
(2)计算公式。
①当等位基因只有两个时(A、a),设p表示A的基因频率,q表示a的基因频率,则:
基因型AA的频率:PAA=p2基因型Aa的频率:PAa=2pq基因型aa的频率:Paa=q2
②逆推计算:已知隐性纯合子的概率,求种群的基因频率和基因型频率。
若Paa=X%,则Pa=X%PA=1-X%→PAA=(1-X%)2PAa=2X%·(1-X%)

1.(2023·山东德州模拟)某小鼠群体中,A+、A和a互为等位基因,该种群基因型及个体数如下表:
基因型
A+A+
A+A
A+a
AA
Aa
aa
个体数
100
200
300
100
200
100
下列说法错误的是(　　)
A.A+的基因频率是35%
B.A+、A、a是基因突变的结果
C.A+和A的根本区别是碱基序列不同
D.该小鼠群体所有的A+、A、a基因,构成小鼠的基因库
解析　由题表信息可知,该小鼠种群共有1 000个个体,则该等位基因共有2 000个,其中A+基因共有100×2+200+300=700(个),所以A+的基因频率为700÷2 000×100%=35%,A项正确;A+、A和a互为等位基因,是基因突变的结果,B项正确;等位基因的根本区别是碱基的排列顺序不同,C项正确;小鼠种群全部个体的所有基因才能构成小鼠的基因库,D项错误。
答案　D
2.某生物兴趣小组抽样调查的200人中,各种基因型和人数情况如下表所示,则这200人中,Xb的基因频率为(　　)
基因型
XBXB
XBXb
XbXb
XBY
XbY
人数
78
14
8
70
30
A.85% B.30%
C.20% D.15%
解析　XB与Xb的总数量为78×2+14×2+8×2+70+30=300,Xb的数量是14+8×2+30=60,故Xb的基因频率为60300×100%=20%。
答案　C
3.某种昆虫的翅色是由常染色体上一对等位基因决定的,A决定绿色,a决定褐色。现从自然界中随机捕获若干个该昆虫个体组成一个新的种群,在刚组成的这个新种群中,设A、a的基因频率分别为x、y,AA、Aa、aa基因型频率分别为D、E、F。则下列关系中一定正确的是(　　)
A.x=D B.y2=F
C.x=E+D D.2y=2F+E
解析　在刚组成的这个新种群中,是由随机捕获若干个该昆虫个体组成的,不一定遵循遗传平衡定律,因此y2不一定与aa的基因型频率F相等;该种群的A基因的频率x=AA的基因型频率+1/2Aa的基因型频率=D+1/2E,a基因的频率y=aa的基因型频率+1/2Aa的基因型频率=F+1/2E,即2y=2F+E。综上分析,D项符合题意,A、B、C三项不符合题意。
答案　D
二、利用基因频率进行遗传概率计算

1.利用遗传平衡定律计算人类遗传病的患病概率的解题模板。

2.遗传平衡时X染色体上基因频率与基因型频率的关系(以红绿色盲为例,相关基因用B、b表示)。
(1)男性中相关基因频率和基因型频率的关系。

提醒　当基因位于X染色体上时,在雄性个体中,某一基因的频率等于该基因型的频率,求出了相关的基因型频率,就等于求出了基因频率。
(2)人群中色盲基因的频率=男性中色盲基因的频率=女性中色盲基因的频率。
(3)红绿色盲基因(Xb)的基因频率在男性和女性中相同,但发病率不同。
(4)人群中男性的红绿色盲发病率即为该群体Xb的基因频率。
(5)若红绿色盲基因Xb的基因频率为10%,则男性中XBY=90%XbY=10%
女性中XBXB=90%×90%=81%XBXb=2×90%×10%=18%XbXb=10%×10%=1%
提醒　若男性和女性数量相等,则女性携带者XBXb在女性中的比例和人群中的比例分别为18%和9%。
3.自交与自由交配中基因(型)频率变化的不同。
(1)自交:杂合子连续自交的,基因型频率会发生变化,表现为纯合子比例逐渐增大,杂合子比例逐渐下降,但基因频率不变。
(2)自由交配。
在无突变、各种基因型的个体生活力相同时,处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗传平衡定律,上下代之间种群的基因频率及基因型频率都保持不变。

4.(不定项)红绿色盲是一种常见的伴X染色体隐性遗传病。假设在一个数量较大的群体中,男女比例相等,XB的基因频率为80%,Xb的基因频率为20%,下列说法正确的是(　　)
A.该群体男性中的Xb的基因频率为20%
B.一对表现正常的夫妇,不可能生出患色盲的孩子
C.在这一人群中,XbXb、XbY的基因型频率依次为2%、10%
D.如果不采取遗传咨询、基因诊断等措施,该群体中色盲的发病率会越来越高
解析　某个基因占全部等位基因的比值,叫作基因频率,基因频率与性别无关,因此该群体男性中的Xb的基因频率等于20%,A项正确;一对表现正常的夫妇,女性可能是携带者,仍然可以生出患色盲的孩子,B项错误;按照遗传平衡定律计算,在女性中,XbXb的基因型频率为Xb的基因频率的平方,即20%×20%=4%,但男女比例为1∶1,则XbXb的频率为4%×12=2%,由于男性只有一条X染色体,则男性的X基因频率就是基因型频率,为20%,但男女比例为1∶1,则XbY的频率为20%×12=10%,C项正确;采取遗传咨询、基因诊断等措施可以降低色盲的发病率,但是如果不采取遗传咨询、基因诊断等措施,该群体中色盲的发病率也不会越来越高,D项错误。
答案　AC
5.(2023·太原质检)某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1%,色盲在男性中的发病率为7%。现有一对表现正常的夫妇,妻子为该常染色体遗传病致病基因和色盲致病基因携带者。那么,他们所生小孩同时患上述两种遗传病的概率是(　　)
A.1/88 B.1/22
C.7/2 200 D.3/800
解析　某常染色体隐性遗传病(设其由A、a控制)的发病率为1%,根据遗传平衡定律,可以算出该隐性致病基因a的频率=1%=10%,基因A的频率=1-10%=90%;那么人群中AA、Aa、aa个体的基因型频率依次是90%×90%=81%、2×90%×10%=18%、10%×10%=1%,则该对夫妇中丈夫的基因型是AA或者Aa,概率分别是0.81/(0.81+0.18)、0.18/(0.81+0.18),妻子的基因型为Aa。所以,这对夫妇所生的孩子中患该常染色体隐性遗传病的概率是1/4×[0.18/(0.81+0.18)]=1/22。控制色盲的基因用B、b表示,妻子的基因型是XBXb,丈夫的基因型是XBY,他们生出患色盲孩子的概率是1/4。综上分析可知,他们所生的孩子中同时患以上两种遗传病的概率是1/4×1/22=1/88。
答案　A
6.已知某一动物种群中仅有Aa和AA两种基因型的个体(基因型为aa的个体在胚胎期致死),Aa∶AA=1∶1,且该种群中雌雄个体比例为1∶1,个体间可以自由交配,则该种群自由交配产生的成活子代中能稳定遗传的个体所占比例是(　　)
A.5/8 B.3/5
C.1/4 D.3/4
解析　在自由交配的情况下,上下代之间种群的基因频率不变,可先求出亲代产生配子的频率,再利用遗传平衡公式,求出子代中各基因型所占的比例。分析如下:
P　　Aa∶AA=1∶1

配子频率　　P(A)=P(AA)+1/2P(Aa)=3/4
(基因频率)　P(a)=P(aa)+1/2P(Aa)=1/4

F1P(AA)=[P(A)]2=9/16P(Aa)=2[P(A)×P(a)]=6/16P(aa)=[P(a)]2=1/16(胚胎致死)
因此能稳定遗传的个体AA所占的比例=(9/16)÷(9/16+6/16)=3/5,B项正确。
答案　B