2020版高考新创新一轮复习生物新课改省份专用学案：模块二第三单元第3讲生物进化

第3讲 生物进化

一、现代生物进化理论的由来
1．拉马克的进化学说
用进废退和获得性遗传是生物不断进化的原因，生物是由低等到高等逐渐进化的。
2．达尔文的自然选择学说

二、现代生物进化理论

三、生物进化的证据

[基础微点全练]
1．判断正误
(1)无论是自然选择还是人工选择作用，都能使种群基因频率发生定向改变(2017·江苏卷，T7C)(√)
(2)野生型昆虫和pen基因突变型昆虫之间存在生殖隔离(2016·江苏卷，T19C)(×)
(3)生物进化的基本单位是群落(×)
(4)生物进化的方向与基因突变的方向一致(×)
(5)某种抗生素被长期使用药效下降，是由于病原体产生了对药物有抗性的变异(×)
(6)生物的种间竞争是一种选择过程(√)
(7)环境发生变化时，种群的基因频率可能改变，也可能不变(√)
(8)共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的(×)
2．下列关于生物进化的叙述，错误的是(　　)
A．生物的种间竞争是一种选择过程
B．化石是研究生物进化的重要依据
C．外来物种入侵能改变生物进化的速度和方向
D．突变的可遗传性阻碍生物进化
解析：选D　生物的种间竞争可能会导致劣势一方被淘汰，这也是环境对生物进行选择的过程；化石是研究生物进化历程的重要依据；外来物种入侵会严重影响与当地有竞争关系的物种，使某些种群的基因频率发生改变，从而改变生物进化的速度和方向；突变包括基因突变和染色体变异，属于可遗传变异，可为生物进化提供原材料。
3．现有两个非常大的某昆虫种群，个体间随机交配，没有迁入和迁出，无突变，自然选择对A和a基因控制的性状没有作用。种群1的A基因频率为80%，a基因频率为20%；种群2的A基因频率为60%，a基因频率为40%，假设这两个种群大小相等，地理隔离不再存在，两个种群完全合并为一个可随机交配的种群，则下一代中Aa的基因型频率是(　　)
A．75%　　　　　　　　 B．50%
C．42% D．21%
解析：选C　两个大小相等的种群合并为一个可随机交配的种群后，新种群中A的基因频率为＝70%，a的基因频率为1－70%＝30%。根据哈迪­温伯格定律，随机交配产生的下一代中Aa的基因型频率为2×70%×30%＝42%。
4．下列有关种群进化的叙述，错误的是(　　)
A．适应环境个体较多的种群进化较快
B．小种群进化速度比大种群快
C．种群内个体间差异越大，进化越快
D．个体的死亡对小种群基因频率变化影响大
解析：选A　适应环境个体数越多，其变异程度越小，基因频率改变的程度越小，故种群进化较慢。
5．某种群基因库中有一对等位基因A和a，且A和a的基因频率都是50%，一段时间后，若a的基因频率变为95%，由此判断，下列叙述错误的是(　　)
A．此时该种群中A的基因频率为5%
B．该种群所处的环境可能发生了一定的变化
C．种群基因频率发生改变，产生了新物种
D．a的基因频率提高，说明a基因控制的性状更适应环境
解析：选C　一对等位基因频率的和为1，A正确；基因频率改变，说明生物发生进化，可能环境发生变化，B正确；种群基因频率发生改变，说明生物进化，但是还没有出现生殖隔离，没有形成新物种，C错误；通过自然选择，a的基因频率提高，说明a基因控制的性状更适应环境，D正确。
6．下列有关生物进化的叙述，正确的是(　　)
A．二倍体生物经秋水仙素处理形成的四倍体与原来二倍体之间不存在生殖隔离
B．物种之间的共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的
C．不同物种之间、生物与环境之间的共同进化导致生物的多样性
D．突变和基因重组都会引起种群基因频率的定向改变
解析：选C　二倍体生物经秋水仙素处理形成的四倍体与原来二倍体之间进行有性生殖，产生的后代是三倍体，高度不育，表明二者之间存在生殖隔离，A错误；物种之间的共同进化都是通过不同物种之间、生物与无机环境之间相互作用的结果，B错误，C正确；变异是不定向的，因而所引起的种群基因频率的改变也是不定向的，D错误。

一、现代生物进化理论的主要内容
[试考题·查欠缺]
1．(2019·鲁南八校联考)下列关于自然选择学说和现代生物进化理论及其内容的叙述，错误的是(　　)
A．自然选择学说解释了生物的多样性和适应性
B．隔离是形成新物种的必要条件，也是生物进化的必要条件
C．有性生殖的出现实现了基因的重组，从而加快了生物进化的速度
D．物种形成的三个基本环节是突变和基因重组、自然选择、隔离
解析：选B　隔离是新物种形成的必要条件，但不是生物进化的必要条件。生物进化的标志是种群基因频率的改变，生物发生进化但不一定会出现生殖隔离。
2．(2017·浙江4月选考单科卷)经调查发现，某地区菜青虫种群的抗药性不断增强，其原因是连续多年对菜青虫使用农药，下列叙述正确的是(　　)
A．使用农药导致菜青虫发生抗药性变异
B．菜青虫抗药性的增强是人工选择的结果
C．通过选择导致菜青虫抗药性变异不断积累
D．环境是造成菜青虫抗药性不断增强的动力
解析：选C　使用农药前菜青虫已经产生了抗药性变异；抗药性的增强是自然选择的结果；选择是进化的动力。
3．(2019·乌鲁木齐模拟)如图表示生物新物种形成的基本环节，对图示分析正确的是(　　)

A．a表示基因突变和基因重组，是生物进化的原材料
B．b表示生殖隔离，生殖隔离是生物进化的标志
C．c表示新物种形成，新物种与生活环境共同进化
D．d表示地理隔离，是新物种形成的必要条件
解析：选C　a表示突变和基因重组，突变包括基因突变和染色体变异；b表示生殖隔离，新物种形成的标志是生殖隔离，生物进化的标志是种群基因频率的改变；d表示地理隔离，新物种的形成不一定需要地理隔离。
4．(2018·温州十校联考)下列关于生物进化的叙述，正确的是(　　)
A．自然选择过程中，直接受选择的是基因型，进而导致基因频率的改变
B．不同性状个体繁殖率的差异会导致基因频率改变
C．种群基因频率的改变意味着新物种的产生
D．新物种的形成必须经过地理隔离和生殖隔离
解析：选B　自然选择过程中，直接受选择的是表现型；不同性状个体的繁殖率不同，可能引起基因频率的改变；新物种产生的标志是出现生殖隔离；多倍体的产生可不经过地理隔离。
[强知能·补欠缺]
1．自然选择学说与现代生物进化理论的比较

2．图解物种形成的两种典型模式
(1)渐变式：经长期地理隔离产生

(2)爆发式：短时间内即可形成，如自然界中多倍体的形成

3．物种形成与生物进化的比较
内容
物种形成
生物进化
标志
生殖隔离出现
基因频率改变
变化后与原生物关系
属于不同物种
可能属于同一个物种，也可能属于不同的物种

4．耐药菌的出现与抗生素滥用的关系
在我国，滥用抗生素的情况十分普遍。
同自然界其他生物一样，细菌的基因也会随机发生突变。对抗生素敏感的细菌被杀死了，而基因突变后对抗生素不敏感的细菌则可能存活下来，经过一次次的选择，存活下来的细菌都具有了耐药性。
耐药菌的出现增加了感染性疾病治愈的难度，并迫使人类寻找新的对抗微生物感染的方法。因此，我们要拒绝滥用抗生素！
[练题点·全过关]
1．(2018·浙江4月选考单科卷)下列关于自然选择的叙述，错误的是(　　)
A．自然选择是生物进化的重要动力
B．自然选择加速了种群生殖隔离的进程
C．自然选择获得的性状都可以通过遗传进行积累
D．自然选择作用于对个体存活和繁殖有影响的变异性状
解析：选C　自然选择是生物进行的重要动力和机制；自然选择会加速种群生殖隔离的进程，导致形成新的物种；自然选择获得的性状有些具有遗传倾向，有些则没有；在一个自然种群中，只要个体之间存在着变异，而且某些变异性状影响了个体的存活和繁殖，自然选择就发生作用。
2．下列关于生物进化的叙述，正确的是(　　)
A．生物与无机环境存在着共同进化
B．达尔文自然选择学说是以种群为研究单位
C．抗生素的大量使用，使细菌逐渐适应而产生抗药性
D．自然选择过程中保留下来的个体不都对人有利，所以自然选择是不定向的
解析：选A　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，这就是共同进化，A正确；达尔文自然选择学说是以个体为研究单位，现代生物进化理论是以种群为研究单位，B错误；抗生素的大量使用，对抗药性细菌进行了定向选择，C错误；自然选择过程将适应环境的有利变异保留下来，所以自然选择是定向的，D错误。
3．抗生素的滥用使细菌的耐药性越来越强，对此解释不符合现代生物进化理论的是(　　)
A．抗生素诱发细菌产生了适应性的变异
B．细菌耐药性的获得是基因突变的结果
C．滥用抗生素会使细菌的耐药性基因频率增大
D．使用抗生素的种类决定了细菌进化的方向
解析：选A　细菌的变异是在使用抗生素之前就产生的，抗生素只能对细菌的变异进行选择；细菌属于原核生物，其可遗传的变异来源只有基因突变，因此细菌耐药性的获得是基因突变的结果；抗生素会对细菌抗药性进行选择，使抗药性基因频率增大；选择决定生物进化的方向，抗生素能对细菌的耐药性进行选择，因此使用抗生素的种类决定了细菌进化的方向。
4．某科研小组用家蚕研究人工选择的功效。称量蚕蛹的体重，选择部分个体作为下一代的亲本，实验结果如图所示。以下叙述正确的是(　　)

A．体重越大的个体在自然环境中生存和繁殖能力越强
B．在每个世代中选取体重最大的蚕蛹与繁殖能力强的作亲本
C．该实验中人工选择的方向与自然选择的方向是相同的
D．该实验中每一代家蚕的基因库与上一代都有差异
解析：选D　体重越大的家蚕食量越大，其个体在自然环境中的生存和繁殖能力越低，A错误；据题干可知，实验者在每个世代中选择了体重最大的部分蛹作为亲本，没有体现繁殖能力强，B错误；该实验中人工选择的虫蛹的体重越来越大，而自然选择的虫蛹的体重越来越小，其人工选择的方向与自然选择的方向是相反的，C错误；该实验中每一代虫蛹通过选择后，基因频率发生了变化，其每一代家蚕的基因库与上一代都有差异，D正确。
二、种群的基因频率和基因型频率的计算
题型一　已知基因型个体数，求基因频率
某基因频率＝×100%
PA＝×100%
Pa＝×100%
(A、a为基因，AA、Aa、aa为三种基因型个体数)
[针对训练]
1．果蝇长翅(V)和残翅(v)由一对常染色体上的等位基因控制。假定某果蝇种群有20 000只果蝇，其中残翅果蝇个体数量长期维持在4%，若再向该种群中引入20 000只纯合长翅果蝇，在不考虑其他因素影响的前提下，关于纯合长翅果蝇引入后种群的叙述，错误的是(　　)
A．v基因频率降低了50%
B．V基因频率增加了50%
C．杂合果蝇比例降低了50%
D．残翅果蝇比例降低了50%
解析：选B　因该果蝇种群长期保持vv的基因型为4%，由此算出v＝0.2，V＝0.8，进而计算出引入纯种长翅果蝇前，vv有0.04×20 000＝800，Vv有2×0.2×0.8×20 000＝6 400，VV有0.8×0.8×20 000＝12 800。引入后，基因频率v＝(800×2＋6 400)/(40 000×2)＝0.1，V＝1－0.1＝0.9。因Vv、vv的数目不变，而该种群的总数增加一倍，所以Vv、vv的基因型频率降低50%。
题型二　已知基因型频率，求基因频率
设有N个个体的种群，AA、Aa、aa的个体数分别为n1、n2、n3，A、a的基因频率分别用PA、Pa表示，AA、Aa、aa的基因型频率分别用PAA、PAa、Paa表示，则：
PA＝＝＝PAA＋PAa
Pa＝＝＝Paa＋PAa
由以上公式可以得出下列结论：
某等位基因的频率＝该等位基因纯合子的频率＋杂合子的频率。
[针对训练]
2．蜗牛的有条纹(A)对无条纹(a)为显性。在一个地区的蜗牛种群内，有条纹(AA)个体占55%，无条纹个体占15%，若蜗牛间进行自由交配得到F1，则F1中A基因的频率和Aa基因型的频率分别为(　　)
A．30%,21%　　　　　 B．30%,42%
C．70%,21% D．70%,42%
解析：选D　根据题意可知，Aa个体占30%，蜗牛间进行自由交配时，产生A配子的基因频率＝55%＋30%×1/2＝70%，a配子的基因频率＝15%＋30%×1/2＝30%，自由交配得到F1各基因型的频率比例为AA∶Aa∶aa＝49%∶42%∶9%，统计得到A基因的频率为49%＋42%×1/2＝70%。
题型三　与伴性遗传有关的基因频率计算
p＝×100%
q＝×100%
(p为XA频率，q为Xa频率)
[针对训练]
3．(2019·南昌模拟)某生物兴趣小组抽样调查的500人中，各种基因型和人数情况如下表所示，则这500人中，Xb的基因频率为(　　)
基因型
XBXB
XBXb
XbXb
XBY
XbY
人数
278
14
8
170
30

A．5.2%　　　　　　　　 B．6%
C．7.5% D．20%
解析：选C　b基因的总数＝14＋8×2＋30＝60，(B＋b)基因的总数＝(278＋14＋8)×2＋170＋30＝800。根据种群中某基因频率＝种群中该基因总数/种群中该对等位基因总数×100%，得出Xb的基因频率＝×100%＝×100%＝7.5%。
题型四　利用遗传平衡公式，求基因型频率
1．前提条件
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没有基因突变。
2．计算公式
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＝p2
基因型Aa的频率＝2pq
基因型aa的频率＝q2
[针对训练]
4．(2019·合肥一模)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，且种群数量足够大、不发生基因突变、自然选择不起作用、没有迁入迁出，则下列分析错误的是(　　)
A．如果种群中个体间随机交配，该种群的子一代中aa的基因型频率为0.25
B．如果该种群的子一代再随机交配，其后代中aa的基因型频率会发生改变
C．如果该种群个体只在相同基因型之间进行交配，其子一代中AA的基因型频率为0.4
D．如果子一代也同样只发生相同基因型之间的交配，AA的基因型频率会发生改变
解析：选B　由分析可知，该动物种群中A的基因频率为0.3＋1/2×0.4＝0.5，a的基因频率为1－0.5＝0.5。如果种群中个体间随机交配，该种群的子一代中aa的基因型频率为0.5×0.5，即0.25；由题意知，该种群数量足够大、不发生基因突变、自然选择不起作用、没有迁入迁出，可以认为遵循遗传平衡定律，根据遗传平衡定律可知，该种群的子一代再随机交配，其后代中aa的基因型频率不会发生改变；如果该种群只在相同基因型之间进行交配，即发生自交，其子一代中AA的基因型频率为0.3＋0.4×1/4＝0.4；如果子一代也同样只发生相同基因型之间的交配，AA的基因型频率会发生改变。
题型五　随机交配与自交条件下的基因频率计算
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：在无基因突变、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不变。如果一个种群没有处于遗传平衡状态，自由交配不改变基因频率，但改变基因型频率。
[针对训练]
5．在一个随机交配的中等大小的种群中，经调查发现控制某性状的基因型只有两种：AA基因型的频率为20%，Aa基因型的频率为80%，aa基因型(致死型)的频率为0，那么随机交配繁殖一代后，AA基因型的个体占(　　)
A．1/5 B．1/4
C．3/7 D．11/21
解析：选C　由题意可得出，A的基因频率＝60%，a的基因频率＝40%，随机交配，繁殖一代后，AA＝60%×60%＝36%，Aa＝2×40%×60%＝48%，aa个体致死，因此AA基因型的个体占36%/(36%＋48%)＝3/7。
三、生物进化的证据

[试考题·查欠缺]
1．(2019·济南联考)通过对生物化石的研究，不能推测的是(　　)
A．生物进化的趋势　　　　　B．无机物能形成有机物
C．生物之间的亲缘关系 D．生物的生存年代
解析：选B　化石是由古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等，由于某种原因被埋藏在地层中，经过漫长的年代和复杂的变化而形成的。化石是研究生物进化最重要、比较全面的证据。可以根据对生物化石的研究，推测生物进化的趋势，看出生物之间的亲缘关系，估计生物的生存年代，但是通过化石无法知晓无机物能否形成有机物。
2．(2019·温州模拟)20 世纪 70 年代，生物学家开始通过比较不同生物 RNA、DNA 的核苷酸序列来说明他们之间的亲缘关系，这属于证明生物进化的(　　)
A．胚胎学证据 B．比较解剖学证据
C．生物化学证据 D．古生物化石证据
解析：选C　RNA、DNA是化学物质，生物学家开始通过比较不同生物 RNA、DNA 的核苷酸序列来说明他们之间的亲缘关系，属于证明生物进化的生物化学方面的证据。
3．(2019·彭水模拟)比较人与不同生物的细胞色素C，得到下表数据：分析这些数据，错误的是(　　)
物种
黑猩猩
马
果蝇
小麦
向日葵
酵母菌
差异氨基
酸数目
0
12
27
35
28
44
A.上表所示生物中，与人的亲缘关系最近的是黑猩猩
B．这种研究生物进化的方法是比较法
C．细胞色素C是一种蛋白质，其上储存有遗传信息
D．由于人和这六种生物都存在细胞色素C，所以他们之间存在亲缘关系
解析：选C　由表可知，人与黑猩猩细胞色素差异氨基酸数目最小(0)，因此与人的亲缘关系最近的动物是黑猩猩；通过比较人与不同生物的细胞色素C，得出这种研究生物进化的方法是比较法；细胞色素C是一种蛋白质，不含有遗传信息；由于人和这六种生物都存在细胞色素C，所以他们之间存在亲缘关系。
[强知能·补欠缺]
生物进化的证据有化石证据、解剖学证据、胚胎学证据、细胞生物学证据和分子生物学证据等。
1．化石证据
(1)化石是古代生物的遗体、遗物或生活痕迹由于某种原因被埋藏在地层中，经过若干年的复杂变化形成的。化石是研究生物进化的直接证据。
(2)越古老的地层中成为化石的生物越简单、越低等，水生生物的化石也越多，越是晚近的地层中成为化石的生物越复杂、越高等，陆生生物的化石也越多。这种现象说明生物是由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生逐渐进化而来的。
2．解剖学证据
(1)人们通过比较不同生物的器官、系统的形态结构特点，进一步探究生物进化的规律和方向。
(2)起源相同、结构和部位相似，而形态和功能不同的器官称为同源器官。凡是具有同源器官的生物，都是由共同的原始祖先进化而来的。由于它们生活的环境不同，造成它们的形态和功能又不相同。
3．胚胎学证据
(1)科学家通过比较不同动物类群胚胎发育的相同或相似之处，来推断不同动物类群之间的亲缘关系。
(2)胚胎发育过程的相似性说明人和其他脊椎动物存在着亲缘关系，都起源于共同的祖先。例如，人在胚胎发育过程中会出现鳃裂、尾，说明人的祖先生活在水中，人是从有尾的动物进化而来的。
4．细胞生物学证据
现存生物不仅在细胞结构上具有统一性，而且在新陈代谢方面具有许多共同的特征。
5．分子生物学证据
(1)如果生物由共同的祖先进化而来，现存生物的大分子物质必然会存在某些相似性。
(2)亲缘关系越近的生物，其DNA、蛋白质分子的相似性越高，亲缘关系越近的生物，其DNA、蛋白质分子的相似性越低。
[练题点·全过关]
1．如图显示了鸟类和爬行动物早期的胚胎，其中①②③结构具有很大相似性，这证明了两者(　　)

A．生殖方式相同 B．生活环境相似
C．来自共同的祖先 D．食物来源相似
解析：选C　根据题意可知，鸟类和爬行动物早期的胚胎中①②③结构具有很大相似性，这证明了两者来自共同的祖先。
2．人体保留了哺乳类所具有的阑尾、体毛和尾椎骨等痕迹。人体的这些痕迹器官在生物进化中属于(　　)
A．古生物学证据 B．比较解剖学证据
C．胚胎学证据 D．分子生物学证据
解析：选B　古生物学是根据生物化石所在地层的地质年代，确定化石所属生物种类和产生的顺序，从而获得生物进化关系的科学；比较解剖学是利用比较的方法研究各种不同生物的器官位置、结构及起源的科学，因此人体保留的哺乳类所具有的阑尾、体毛和尾椎骨等痕迹器官在生物进化中属于比较解剖学证据；胚胎学是研究动植物的胚胎形成和发育过程的科学，它为生物进化提供了有力的证据；分子生物学是从分子水平对生物进行的研究，对不同生物中有关蛋白质和核酸组成单位的排列顺序进行比较，得出差异，从而确定生物之间的亲缘关系的远近。
3．自然界现存的生物，都是经过漫长的年代进化而来的，下面有关生物的起源和进化的论述中，科学的是(　　)
A．在越古老的地层中，成为化石的生物越简单，那么在越晚近的地层中，成为化石的生物一定越复杂
B．胚胎学和解剖学的研究为生物进化提供了直接证据
C．通过对不同生物种类的形态结构进行比较，可以推断它们之间的亲缘关系
D．从无机小分子到有机小分子，再到原始生命，每一步都得到了科学家的证实
解析：选C　一般来说，在越古老的地层中，成为化石的生物越简单，在越晚近的地层中，成为化石的生物越复杂，但也不绝对，在晚近的地层中也有简单生物的化石；化石是保存在岩层中的古生物遗物和生活遗迹，直接说明了古生物的结构或生活习性，因此生物进化的直接证据是化石证据；通过对不同生物种类的形态结构进行比较，可以推断它们之间的亲缘关系；从无机小分子到有机小分子得到科学家的证实，其他环节没有得到证实。

生命观念——理清生物进化的相关概念
1．种群和物种的内涵与外延
(1)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。
(2)种群是同一种生物在同一地点、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。
(3)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．对生物进化中诸如自然选择、基因频率改变、生殖隔离、物种形成间的内在关系的理解

3．自然选择与人工选择的区别和联系
(1)区别：二者选择的标准不同，目的不同。人工选择是以“是否对人类有利”为标准，对人类有利的基因或性状被保留下来，不利的就被淘汰；而自然选择的标准为“是否有利于该生物的生存”，有利于该生物生存的性状或基因就被保留下来，不利的就被淘汰。
(2)联系：二者都能使被选择的种群的基因频率发生改变。
4．变异出现与环境变化的关系
变异在环境变化之前已经产生且是不定向的，环境只是起“选择”作用。
[针对训练]
1．如图所示为种群与物种的关系图解，下列有关叙述错误的是(　　)

A．从图中可以看出，一个物种可以有很多种群，这些种群间只是因为地理隔离，阻碍了基因交流
B．若物种2是由物种1形成的，则物种1一定发生了基因频率的改变
C．由物种1形成物种2的必要条件是地理隔离
D．若种群1与种群2的基因频率都发生了改变，则这两个种群都在进化
解析：选C　种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变；隔离是新物种形成的必要条件，新物种的形成通常要经过长期的地理隔离而达到生殖隔离，但并不是所有新物种的形成都需要经过地理隔离。
2．如图表示施用某种杀虫剂以后，昆虫种群所发生的改变。下列相关叙述错误的是(　　)

A．①类个体大多被淘汰的原因并不是某种杀虫剂是否诱发其产生抗性基因
B．抗性基因根本来源是可遗传变异，②③类个体的抗性基因一定来源于遗传
C．若连续使用杀虫剂，抗某种杀虫剂的基因频率会越来越趋近1
D．杀虫剂直接选择的对象是昆虫的抗药性或不抗药性的表现型，且此选择作用应属自然选择而不是人工选择
解析：选B　观察题图可知，②类个体是在未施用杀虫剂之前，已经发生基因突变形成了抗性基因的个体，②③类个体的抗性基因可能来源于原种群中含抗性基因的个体，也可能是由自身基因突变产生的，杀虫剂在此只起选择作用，①类个体被淘汰的原因是其本身不含抗性基因，A正确，B错误；若连续使用杀虫剂，在杀虫剂的选择作用下，抗杀虫剂的基因频率会越来越高，可趋近于1，C正确；杀虫剂选择的是具抗杀虫剂性状个体，属于自然选择，D正确。

一、选择题
1．(2019·青岛四校联考)生物在发生进化时(　　)
A．总是适应环境的
B．基因频率总是变化的
C．自然选择总是正向的
D．生物的变异总是有利的
解析：选B　生物进化的实质是种群基因频率的改变，B正确。
2．达尔文发现在南美洲附近的加拉帕戈斯群岛的不同岛屿上生活着15种陆龟，它们的形态各异，食性和栖息场所也各不相同。但是，经过研究发现它们都保留有南美洲西海岸大陆龟的痕迹，是由大陆龟进化而来的。下列有关生物进化的叙述，正确的是(　　)
A．不同岛屿的陆龟是由不同的大陆龟个体组成的，因此个体是生物进化的基本单位
B．不同岛屿的陆龟在新物种形成之前和形成之后不能进行基因交流的根本原因相同
C．若某陆龟种群中基因型为aa的个体占10%，则该种群中a的基因频率为0.1
D．不同岛屿的陆龟基因频率发生定向改变的直接原因是自然选择对陆龟的定向选择
解析：选D　生物进化的基本单位是种群，A错误。不同岛屿的陆龟在新物种形成之前不能进行基因交流的根本原因是地理隔离，在新物种形成之后不能进行基因交流的根本原因是生殖隔离，B错误。一个种群中基因型为aa的个体占10%，如果这个种群处于遗传平衡状态，种群中a的基因频率为，如果种群不是处于遗传平衡状态，种群中a的基因频率不一定是，C错误。自然选择决定生物进化的方向，不同岛屿的陆龟基因频率发生定向改变的直接原因是自然选择对陆龟的定向选择，D正确。
3．玉米的茎秆有高茎和矮茎，受一对等位基因控制，高茎对矮茎为显性。某高茎玉米种群只有Aa一种基因型，将该种群均分为数量相等的甲、乙种群。甲种群随机交配三代，乙种群自交三代，假设每一株植株产生的后代数量相同，不考虑突变和自然选择，下列说法正确的是(　　)
A．三代后乙种群中高茎和矮茎的比例是1∶2
B．三代后甲种群中高茎与矮茎的比例为1∶1
C．三代后甲、乙种群中高茎的基因频率都为1/2
D．乙种群发生了进化而甲种群没有发生进化
解析：选C　原种群中，A和a的基因频率都为1/2，甲种群随机交配，基因频率不发生改变，三代后A和a的基因频率仍都为1/2。乙种群自交，自交三代后杂合子所占比例为(1/2)3＝1/8，高茎和矮茎的比例为9∶7，A错误。甲种群随机交配，三代后矮茎所占比例为1/4，高茎纯合子所占比例为1/4，高茎杂合子所占比例为1/2，因此高茎与矮茎的比例为3∶1，B错误。三代后乙种群高茎的基因频率为A＝1/8×1/2＋7/16＝1/2，甲种群中高茎的基因频率为1/2，C正确。甲、乙种群基因频率都没有发生改变，即都没有发生进化，D错误。
4．(2019·武汉调研)对某校学生进行红绿色盲遗传病调查研究后发现：780名女生中有患者23人、携带者52人；820名男生中有患者69人，那么该群体中色盲基因的频率是(　　)
A．4.4%　　　　　　　　　 B．7.0%
C．6.8% D．10.2%
解析：选B　色盲基因的频率是：(23×2＋52＋69)÷(780×2＋820)×100%≈7.0%，B正确。
5．(2016·海南高考)人工繁殖的濒危野生动物在放归野外前通常要进行野外训练。如果将人工繁殖的濒危大型食肉森林野生动物放在草原环境中进行野化训练，通常很难达到野化训练目的。对于这一结果，下列解释最合理的是(　　)
A．野化训练的时间太短，不足以适应森林环境
B．草本植物矮小，被野化训练的动物无法隐藏身体
C．没有选择正确的野化训练环境，训练条件不合适
D．草原上食肉动物与野化训练动物激烈争夺食物
解析：选C　人工繁殖的濒危大型食肉森林动物应在森林环境中进行野化训练，在草原环境中进行野化训练不能使其适应森林生活。
6．在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。下列判断中错误的是(　　)
A．此时，A的基因频率是60%，a的基因频率是40%
B．若表现型相同的雌雄个体间才能自由交配，子一代中aa的频率是10%
C．若基因型相同的雌雄个体间才能自由交配，子一代中aa的频率是25%
D．若所有的雌雄个体间都能自由交配，子一代中aa的频率是16%
解析：选B　根据题意可知，该种群中A的基因频率是(30×2＋60×1)÷(100×2)×100%＝60%，a的基因频率是1－60%＝40%，A正确；aa个体自由交配，后代都是aa，频率为10%，Aa个体自由交配，也可以产生aa的个体，所以子一代中aa的频率大于10%，B错误；若基因型相同的雌雄个体间才能自由交配，即亲本中AA、Aa、aa分别自交，子一代中aa的频率为(6/10×1/4＋1/10×1)×100%＝25%，C正确；若所有的雌雄个体间都能自由交配，根据遗传平衡定律，子一代中aa的频率是40%×40%＝16%，D正确。
7.某小岛上环境条件发生变化(图中A点)后，生活在该岛上的某个种群中T和t基因频率的变化情况如图所示，下列有关说法错误的是(　　)
A．T基因较t基因控制的性状更适应新环境
B．两曲线相交时该种群中TT与tt基因型频率相等
C．在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变
D．若变化后的环境条件保持一段时间，则该种群中t的基因频率将为0
解析：选D　若变化后的环境条件保持一段时间，该种群中杂合子(Tt)不会消失，则该种群中t的基因频率不会为0。
8．在北极的一个山脉中，原始的狼已经形成体格和生活习性不同的变种，其中一种狼的体重较轻，四肢发达而灵活，以猎鹿为主；另一种狼的体重较重，足短而力强，常常攻击羊群。下列关叙述错误的是(　　)
A．狼的性状分歧是自然选择的结果
B．上述现象说明自然选择在一定程度上是不定向的
C．在生存斗争中，捕食者和被捕食者之间进行着相互选择
D．原始狼群由于食物来源不同，通过自然选择进化成不同的类型
解析：选B　在山脉中，原始的狼因为环境的不同而产生性状分歧，这是自然选择的结果，同时，由于环境不同选择出不同的类型，A、D正确。变异是不定向的，而不同环境条件下的自然选择是定向的，B错误。在生存斗争中，生物与生物之间(如种间斗争和种内斗争)、生物与环境之间是相互选择、共同进化的，C正确。
9．在调查某小麦种群时发现T(抗锈病)对t(易感染)为显性，在自然情况下该小麦种群可以自由传粉，据统计TT为20%，Tt为60%，tt为20%，该小麦种群突然大面积感染锈病，致使易感染小麦在开花之前全部死亡。计算该小麦种群在感染锈病之前与感染锈病且开花之后基因T的频率分别是(　　)
A．50%和50% B．50%和62.5%
C．62.5%和50% D．50%和100%
解析：选B　小麦种群中TT为20%，Tt为60%，tt为20%，所以T的基因频率为20%＋(1/2)×60%＝50%；感染锈病后易感染小麦在开花之前全部死亡，所以感染锈病且开花之后TT、Tt的基因型频率分别为1/4、3/4，T的基因频率是1/4＋(1/2)×(3/4)＝62.5%。
10.玉米的含油量随选择世代的变化情况如图所示。据图分析，选育过程对高含油量玉米品种的产生所起的作用是(　　)
A．改变了控制产油的一对等位基因的总频率
B．改变了玉米的基因库，导致新物种的产生
C．淘汰了一些表现型，从而导致含油量高的基因频率增大
D．在逐步产生并选择多对等位基因的同时，淘汰了多对等位基因
解析：选C　依曲线图可知，随着选择世代数的增加，玉米的含油量逐渐增多，这是对含油量高的表现型进行了选择，使含油量高的基因频率增大的结果。任何一对等位基因的基因频率之和都为1；人工选择并没有导致新物种的产生。
11．某小岛上有两种蜥蜴，一种脚趾是分趾性状(游泳能力弱)，由显性基因W控制；另一种脚趾是联趾性状(游泳能力强)，由隐性基因w控制。如图显示了自然选择导致蜥蜴基因频率变化的过程，对该过程的叙述正确的是(　　)

A．基因频率的改变标志着新物种的产生
B．w基因频率的增加，可能是小岛的环境发生改变的结果
C．W的基因频率下降到10%时，两种蜥蜴将会发生生殖隔离
D．蜥蜴中所有W基因与w基因共同构成了蜥蜴的基因库
解析：选B　基因频率的改变标志着生物进化，生殖隔离的出现标志着新物种的产生，A错误；环境发生改变，对表现型的选择不同，则基因频率发生改变，w基因频率增加，可能是该基因控制的相关性状更适应环境的结果，B正确；种群的基因库相差较大时才可能导致生殖隔离，基因频率的改变不一定导致生殖隔离，C错误；一个种群的全部个体的全部基因构成基因库，D错误。
12．如图，A、B、C表示自然条件有差异、存在地理隔离的3个地区。A地区内物种甲中的某些个体迁移到B、C地区，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．甲、丙两种群存在地理隔离，但两种群的基因频率相同
C．乙、丙两个种群之间能进行基因交流，因为它们的基因库差异不大
D．若种群丙中BB个体占81%，Bb个体占18%，bb个体占1%，则B基因的频率为90%
解析：选D　新物种形成的标志是生殖隔离，A错误；甲、丙两种群的基因频率不一定相同，B错误；乙、丙为不同的物种，存在生殖隔离，这两个种群之间不能进行基因交流，因为它们的基因库存在较大差异，C错误；种群丙中B基因的频率＝81%＋1/2×18%＝90%，D正确。
二、非选择题
13．分析以下图解，回答相关问题。

(1)图甲表示达尔文自然选择学说的解释模型，分析并写出其中的两个推论。
推论1：_________________________________________________________。
推论3：_________________________________________________________。
(2)生物的变异是不定向的，定向的________决定了生物进化的方向。达尔文论证了生物是不断进化的，并且对生物进化的原因提出了合理的解释，但是这一学说存在一定局限性，如对遗传和变异的本质没有作出科学的解释并且对进化原因的解释局限于________水平等。
(3)某海岛上生活着一种昆虫，经调查其翅的长度和个体数的关系如图乙所示。气候变化，该海岛开始经常刮大风，若干年后再进行调查，请在图丙中绘制出最可能的翅长度和个体数的关系曲线。对这一现象的出现作出解释：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
　　
解析：(1)达尔文自然选择学说的解释模型由5个事实和3个推论组成，推论1是个体间存在着生存斗争，推论3是有利变异逐代积累，生物不断进化出新类型。(2)变异是不定向的，自然选择定向决定生物进化的方向。达尔文的自然选择学说对进化原因的解释局限于个体水平。(3)要结合图乙和题干信息进行分析，图乙所示翅短和翅长个体数较少，中等翅个体数较多，若海岛开始经常刮大风，则翅短和翅长个体可以适应环境，个体数会逐渐增多，而中等翅个体会因不适应环境而被逐渐淘汰。
答案：(1)个体间存在着生存斗争　有利变异逐代积累，生物不断进化出新类型　(2)自然选择　个体　(3)如图所示　海岛上常刮大风，翅长和翅短的变异个体以抗风和避风的方式避免大风将它们刮入大海而死亡。经长期选择，海岛上的该种昆虫的基因频率分别向着翅长和翅短的方向发展，故翅长和翅短的个体数均多于中等翅长的个体数
14．假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等，且对于A和a这对等位基因来说只有Aa一种基因型。回答下列问题：
(1)若不考虑基因突变和染色体变异，则该果蝇种群中A基因频率∶a基因频率为____________。理论上，该果蝇种群随机交配产生的第一代中AA、Aa和aa的数量比为________，A基因频率为________。
(2)若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型，且比例为2∶1，则对该结果最合理的解释是__________________________。根据这一解释，第一代再随机交配，第二代中Aa和aa基因型个体数量的比例应为________。
解析：(1)因为该种群只有Aa一种基因型，若不考虑基因突变和染色体变异，该种群中A和a的基因频率均为0.5，所以A基因频率∶a基因频率＝1∶1。如果该果蝇种群随机交配且不考虑基因突变和染色体变异，根据遗传平衡定律可知，AA的基因型频率为0.25，aa的基因型频率也是0.25，则Aa的基因型频率为0.5，所以AA、Aa和aa的数量比为1∶2∶1，且A和a的基因频率仍然都是0.5。(2)由于该种群初始只有Aa一种基因型，所以理论上随机交配产生的后代中，应含有3种基因型，且比例为1∶2∶1。但实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型，且比例为2∶1，最可能的原因是显性基因纯合(AA)致死，从而导致子代中无基因型为AA的个体存在。子一代中Aa和aa的比例为2∶1，即Aa和aa的概率分别是2/3和1/3，所以A和a的基因频率分别是1/3和2/3。如果不考虑基因纯合致死，随机交配符合遗传平衡定律，产生的子二代中AA＝1/3×1/3＝1/9，Aa＝(1/3×2/3)×2＝4/9，aa＝2/3×2/3＝4/9，所以AA∶Aa∶aa＝1∶4∶4，AA个体致死，所以Aa和aa的个体数量比应为1∶1。
答案：(1)1∶1　1∶2∶1　0.5
(2)A基因纯合致死　1∶1
15．图1显示了某种甲虫的两个种群基因库的动态变化过程。种群中每只甲虫都有相应的基因型，A和a这对等位基因没有显隐性关系，共同决定甲虫的体色，甲虫体色的基因型和表现型如图2所示，请据图回答下列问题。(最初该种群只有A和a基因)

(1)不同体色的甲虫体现了生物多样性中的________多样性。用于检测该多样性的十分可靠的方法是测定不同亚种、不同种群的________。
(2)在种群Ⅰ中出现了基因型为A′A的甲虫，A′基因最可能的来源是________。该来源为生物进化________________________________________________________。
A′A个体的出现将会使种群Ⅰ基因库中的________发生改变。
(3)图中箭头表示通过迁移，两个种群的基因库之间有机会进行________。由此可知，种群Ⅰ和种群Ⅱ之间不存在________。
(4)根据图1两个种群中不同体色的甲虫分布比例，可以初步推测出处于工业污染较为严重的环境中的是种群Ⅰ，该环境对甲虫的生存起到________作用。
解析：(1)生物多样性包括基因(遗传)多样性、物种多样性和生态系统多样性，甲虫的不同体色体现了基因多样性，检测方法是测定其基因组序列。(2)新基因产生的来源是基因突变，基因突变为生物进化提供原材料，新基因的出现，改变了种群基因库中相应的基因频率。(3)由于两地的种群可以进行基因交流，并可以产生可育后代，说明两种群之间没有形成生殖隔离。(4)环境对生物个体的存在起到选择作用。
答案：(1)基因　基因组序列　(2)基因突变　提供原材料　基因频率　(3)基因交流　生殖隔离　(4)选择