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第6章 第3节 种群基因组成的变化与物种的形成
一、单选题
1．某一瓢虫种群中有黑色（B基因控制）和红色（b基因控制）两种体色。如果基因型为BB的个体占4%，基因型为Bb的个体占78%，则该种群中基因B和b的频率分别为（ ）
A．18%，82% B．36%，64% C．92%，8% D．43%，57%
2．某生物兴趣小组抽样调查的200人中，各种基因型的人数情况如表所示，则这200人中，b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%
3．下列关于现代生物进化理论相关内容的说法，正确的是（ ）
A．达尔文认为生物进化的实质是种群基因频率的改变
B．只有定向的突变和基因重组才能为生物进化提供原材料
C．在环境条件保持稳定的前提条件下，种群的基因频率可能受基因突变、迁入和迁出等因素的影响而发生变化
D．隔离是新物种形成的必要条件，因为隔离一定能够形成新物种
基因型 AA Aa BB Bb
频率 50% 30% 64% 32%
某植物的花色有红、白两种，由独立遗传的基因A/a、B/b控制，基因a或基因b纯合的植株均表现为白花，其余为红花。调查该植物某种群中个体的基因型频率，部分结果如下表。下列叙述错误的是（ ）
A．该种群中a基因频率为35%，b基因频率为20%
B．该种群中白花植物占23.2%
C．a、b基因频率不同，可能与b基因控制的其他性状有关
D．若子代的基因型频率发生定向改变，则该种群发生了进化
5．为证明抵抗杀虫剂DDT品系的产生是自然选择的结果，而不是接触药剂后的定向变异，科学家设计如下实验：在每只培养瓶中放一只雌果蝇和一只雄果蝇，繁育一个同父同母的家系，如此繁育几十个家系。每一家系，即同父同母的兄弟姊妹都分成两半，在A、B两只瓶中分别饲养。A瓶中放一片有DDT的玻璃片，B瓶中不放玻璃片，饲养一段时间后，选择A瓶中死亡率最低的家系，将其B瓶中果蝇留下作种，重复上述过程。十多代后，可获得抵抗力比原来强百倍的品系。下列说法错误的是（ ）
A．DDT直接作用于果蝇的基因型，使基因频率发生定向改变
B．A瓶死亡率最低的家系抗药基因频率可能最高
C．抵抗杀虫剂DDT果蝇的出现发生在DDT使用之前
D．B瓶未接触DDT，排除了抗性个体的产生是由DDT引起的
6．人们为控制地中海蚊子的数量，每年在距海岸线0~20km范围内（区域A）喷洒杀虫剂。某种蚊子的Est基因与毒素降解相关，其基因频率如图所示。下列分析正确的是（ ）
A．Est基因频率是指在该种蚊子的种群基因库中，Est基因占全部基因数的比例
B．在区域A中，该种蚊子的Est基因频率会发生定向改变，导致该种蚊子发生进化
C．距离海岸线0~60km区域内，蚊子受到杀虫剂的选择压力相同
D．该种蚊子种群基因频率的变化只与环境的选择作用有关
7．狮子鱼多栖息于温带靠海岸的珊瑚礁内，在马里亚纳海沟7000米以下高压、无光的深海环境发现一种新物种——超深渊狮子鱼。研究发现，超深渊狮子鱼的基因组中与色素、视觉相关的基因发生了大量丢失。下列说法中正确的是（　　）
A．深海的环境条件直接对超深渊狮子鱼个体的基因型进行了定向选择
B．超深渊狮子鱼与温带靠近海岸的狮子鱼种群的基因库不同
C．高压、黑暗环境诱导超深渊狮子鱼发生定向基因突变，使与视觉相关的基因大量缺失
D．超深渊狮子鱼与栖息于海岸的狮子鱼存在地理隔离，不存在生殖隔离
8．某沿海地区的海鸥物种的进化模型如图所示，其中a、b属于同一物种，a、c、d属于不同物种，甲、乙、丙为进化的三个时期。下列有关叙述错误的是（ ）
A．因地理隔离的存在，甲时期a、b两个种群的基因库有差异
B．乙时期d形成的环节有突变和基因重组、自然选择和隔离
C．丙时期的a、c之间只存在地理隔离，c、d之间不能自由交配
D．经长期自然选择，各岛屿海鸥种群的基因频率会发生定向改变
9．抗生素纸片扩散法是指将浸有抗菌药的纸片贴在涂有细菌的琼脂平皿上，在纸片周围一定距离内的细菌生长受到抑制，过夜培养后形成一个抑菌圈。利用该方法观察某细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，可探究抗生素对细菌的选择作用。下列关于该实验的说法正确的是（ ）
A．抗生素使细菌发生耐药性突变，这是细菌适应抗生素的结果
B．实验中可以通过抑菌圈的大小来判定抗生素的抑菌效果
C．从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌继续培养，连续选择几代后抑菌圈的直径会变大
D．在本实验条件下，细菌产生耐药性的变异对细菌而言是不利变异
10．许多年前，某大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成甲、乙两个种群。两个种群所发生的变化如下图所示，① ⑥表示不同的变异结果，a d表示进化的不同环节。下列叙述错误的是（ ）
A．a表示地理隔离，经过长期的地理隔离可能出现生殖隔离
B．b过程表示突变和基因重组，为生物进化提供原材料
C．c过程可以定向改变种群的基因频率，导致生物定向进化
D．物种1和物种2的全部生物是一个种群
二、多选题
11．某种螳螂褐体色（A）对绿体色（a）为显性，在某地区释放一群人工饲养的螳螂，这群螳螂中褐体色约占90%，褐体中杂合子所占的比例为60%；第二年在该地区发现褐体色下降至76%；第三、四年褐体色比例均有一定程度下降。下列相关叙述正确的是（　　）
A．螳螂种群中全部的A基因和a基因构成了该种群的基因库
B．刚释放时该种群中的纯合褐体色螳螂所占的比例为54%
C．刚释放时控制褐体色和绿体色的基因频率分别为63%和37%
D．在第二年时，aa基因型频率为24%，但无法计算出a的基因频率
12．现代生物进化理论是以自然选择学说为核心，并对达尔文的自然选择学说进行了修正、补充和完善。下列相关叙述错误的是（　　）
A．自然选择导致种群基因型频率的定向改变，决定生物进化的方向
B．突变和基因重组都是随机的、定向的，为生物进化提供原材料
C．基因突变是生物变异的根本来源，但有害突变一般不能为生物进化提供原材料
D．长期的地理隔离可能导致生殖隔离，生殖隔离是新物种形成的标志
三、非选择题
13．一个马种群由于河流和山脉的隔断，历经数万年形成了两个新物种，如图所示。回答下列问题：

(1)生物进化的基本单位是 ，亲代种群中全部个体所含的全部基因构成 。亲代种群、种群1和种群2的基因 （填“完全相同”“完全不同”或“不完全相同”）。
(2)由于出现河流和山脉的隔断，种群之间产生 。数万年间，不同种群出现不同的性状，根本原因是发生了 ，其为生物进化提供 。
(3)亲代种群中有A、a基因，A基因频率为25%，a基因频率为75%。发生山脉隔断的数万年后，种群2中基因型为AA的个体所占比例为9/16，个体之间自由交配且群体足够大，Aa个体所占比例为 ，此时种群2 （填“发生了”或“未发生”）进化，判断依据是 。
14．加拉帕戈斯群岛由许多互不相连、彼此独立的小海岛组成。1835年，达尔文在甲、乙海岛发现地雀有5个种(A、B、C、D、E)，图1表示这5种地雀之间的进化关系；图2为某段时间内地雀E中H基因频率的变化情况。请回答下列问题：
B迁入到乙海岛进化为 D，不能与C进行基因交流的原因是 。
(2)地雀C、D、E中亲缘关系较近的两种地雀为 。
(3)图2中地雀E在Y1--Y3 时间段内一定发生了进化，判断依据是 ；若在 Y3-Y4 时间段无基因突变，种群足够大且个体间可自由交配，则该种群中 Hh 的基因型频率为 。
15．在澳大利亚某海岛中，一种海龟中有的脚趾是连趾（ww），有的脚趾是分趾（Ww、WW）。连趾海龟便于划水，游泳能力强，分趾海龟游泳能力较弱。开始时，连趾和分趾的基因频率各为0.5，当岛上食物不足时，连趾的海龟更容易从海中得到食物。若干万年后，W的基因频率变为0.2，w的基因频率变为0.8。
(1)W与w基因的本质区别是 ，基因频率发生变化后，从理论上计算，杂合子占分趾海龟的比例为 。
(2)该种群中海龟多种多样的类型来源于可遗传的变异，
可遗传变异包括 、 、 三种，但由于变异是 的，因此只为生物进化提供原材料，而进化的方向则由 决定。
(3)该海龟与亚洲海龟不是同一物种，二者之间存在 ，
判断依据是 。
1．【答案】D
【解析】一个等位基因的频率该等位基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率。该种群中基因型为BB的个体占4%，基因型为Bb的个体占78%，基因型为bb的个体占18%，B的基因频率=4%+1/2×78%=43%，b的基因频率=1-43%=57%，D正确，ABC错误。故选D。
2．【答案】C
【解析】X染色体上b基因的数量是14＋8×2＋30＝60，B、b基因的数量共为78×2＋14×2＋8×2＋70＋30＝300。b的基因频率为60÷300×100%＝20%，C符合题意。
3．【答案】C
【解析】A、生物进化的实质是种群基因频率的改变，这是现代生物进化理论的内容，不是达尔文在自然选择说中提出的，A错误；
B、突变是不定向，突变和基因重组为生物进化提供原材料，B错误；
C、在环境条件保持稳定的前提条件下，种群的基因频率可能受基因突变、迁入和迁出等因素的影响而发生变化，C正确；
D、新物种形成的标志是出现生殖隔离，因此新物种形成一定需要隔离，但隔离不一定能形成新物种，D错误。故选C。
4．【答案】D
【解析】A、根据题意可知，Aa占30%，AA占50%，则aa占20%，故a基因频率为1/2×30%+20%=35%，种群中BB占64%，Bb占32%，则bb基因型频率为4%，故b基因频率为4%+1/2×32%=20%，A正确；
B、基因a或基因b纯合的植株均表现为白花，该种群中白花植物基因型为aa--、--bb，约占20%（aa--）+4%（--bb）-20%×4%（aabb）=23.2%，B正确；
C、基因a、b频率不同可能是由于b基因还控制其他性状，且该性状不利于个体的生存和繁殖，C正确；
D、种群进化的实质是基因频率发生改变，而非基因型频率发生改变，D错误。故选D。
5．【答案】A
【解析】A、 DDT是一种环境因素，它直接作用于果蝇的表现型，而不是基因型。在自然选择过程中，由于不同表现型的果蝇在有DDT的环境下生存能力不同，从而使基因频率发生定向改变。A错误；
B、 A瓶中有DDT，死亡率最低的家系可能本身就具有较多的抗药基因，所以其抗药基因频率可能最高，B正确；
C、 抵抗杀虫剂DDT果蝇的出现是由于原本就存在的变异，这种变异在DDT使用之前就已经存在，只是在DDT使用后，抗药的果蝇被选择保留下来，C正确；
D、 B瓶未接触DDT，若B瓶中也出现抗性个体，这样就排除了抗性个体的产生是由DDT引起的，D正确。故选A。
6．【答案】B
【解析】A、Est基因频率是指在该种蚊子的种群基因库中，Est基因占全部等位基因数的比值，A错误；
B、据图可知，与距海岸线20km以外相比，区域A中Est基因频率较高，说明每年在距海岸线0～20 km范围内（区域A）喷洒杀虫剂，对该种蚊子进行了定向选择，Est基因频率逐渐增加，即发生了定向改变，B正确；
C、距离海岸线0~60km区域内，每年在区域A喷洒杀虫剂，A区域蚊子受到杀虫剂的选择压力与其他区域不同，C错误；
D、该种蚊子种群基因频率的变化不仅与环境的选择作用有关，还受到突变、基因重组等多种因素的影响，D错误。故选B。
7．【答案】B
【解析】A、自然选择作用于生物的表型，因此特殊极端的环境条件直接对超深渊狮子鱼个体的表型进行了选择，A错误；
B、超深渊狮子鱼与温带靠近海岸的狮子鱼种群的基因库不同，B正确；
C、突变是不定向的，且深海高压终年无光等特殊极端条件只是选择能适应环境的变异的超深渊狮子鱼，C错误；
D、因自然选择，超深渊狮子鱼基因组中与色素、视觉相关的基因发生了大量丢失，使得超深渊狮子鱼种群与温带靠海岸狮子鱼种群的基因库不同，狮子鱼与超深渊狮子鱼是两个不同的物种，存在生殖隔离，D错误。故选B。
8．【答案】C
【解析】A、由于存在地理隔离，a、b 两个种群不能进行基因交流，在不同环境下，它们的基因库会逐渐产生差异，A正确；
B、新物种形成的环节包括突变和基因重组（提供原材料）、自然选择（决定进化方向）和隔离（物种形成的必要条件），故乙时期d形成的环节有突变和基因重组、自然选择和隔离，B正确；
C、丙时期 a、c属于不同物种，它们之间不仅存在地理隔离，还存在生殖隔离；c、d属于不同物种，不能自由交配，C错误；
D、经长期自然选择，各岛屿海鸥种群会朝着适应环境的方向进化，基因频率会发生定向改变，D正确。故选C。
9．【答案】B
【解析】A、抗生素只对细菌的耐药性突变进行选择，不是抗生素使细菌发生耐药性突变，A错误；
B、根据分析，如果病原菌对各种抗生素敏感，在该抗生素纸片周围会出现透明圈，透明圈越大，说明病原菌对抗生素越敏感，因此可以通过抑菌圈的大小来判定抗生素的抑菌效果，B正确；
C、抑菌圈边缘的菌落对该抗生素不敏感，从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌继续培养，连续选择几代后抑菌圈的直径会变小，C错误；
D、在本实验中，能够耐药性的细菌生存下来，不能耐药的细菌不能生长繁殖，因此在抗生素的选择下，细菌产生耐药性的变异是有利变异，D错误。
故选B。
10．【答案】D
【解析】A、由题意“某大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成甲、乙两个种群”并分析图示可知，a表示地理隔离离，地理隔离可阻止种群间的基因交流，使同一物种不同种群间的基因库出现差异，当种群间的基因库出现显著差异时，最终可导致种群间产生生殖隔离，A正确；
B、b过程是在种群中产生不同的变异，这些变异包括突变（基因突变和染色体变异）和基因重组，突变和基因重组能为生物进化提供原材料，B正确；
C、c过程表示自然选择，自然选择是定向的，它可以定向改变种群的基因频率，从而导致生物朝着一定的方向进化，C正确；
D、物种1和物种2是两个不同的物种，它们之间存在生殖隔离，而种群是指在一定的自然区域内，同种生物的所有个体，所以物种1和物种2的全部生物不是一个种群，D错误。
故选D。
二、多选题
11．【答案】CD
【解析】A、螳螂种群中所有个体的全部基因构成该种群的基因库，仅有基因A和a不构成基因库，A错误；
BC、在刚释放时，褐体色（A）约占90%，其中杂合子比例为60%，则杂合子在整个种群中的比例为90%×60%=54%，AA的基因型频率为90%×40%=36%，aa基因型频率为10%，因此褐体色（A）基因频率为36%+54%×1/2=63%，绿体色（a）基因频率为10%+54%×1/2=37%，B错误，C正确；
D、第二年褐体色的比例为76%，则绿体色占24%，但由于褐体色中纯合子与杂合子的比例不明确，故无法计算出基因频率，D正确。故选CD。
12．【答案】ABC
【解析】A、自然选择导致种群基因频率的定向改变，决定生物进化的方向，A错误；
B、突变和基因重组都是随机的、不定向的，为生物进化提供原材料，B错误；
C、有害突变和有利突变均属于可遗传变异，都可为生物进化提供原材料，C错误；
D、长期的地理隔离可能导致生殖隔离，新物种形成的标志是生殖隔离，D正确。
故选ABC。
三、非选择题
13．【答案】(1) 种群 基因库 不完全相同
(2) 地理隔离 基因突变 原材料
(3) 6/16 发生了 种群2的基因频率发生了改变
【解析】（1）生物进化的基本单位是种群；一个种群中全部个体所含的全部（等位）基因构成基因库；据图可知，亲代种群、种群1和种群2生活在不同的环境中且已形成适应，种群基因频率已发生改变，故它们所含的基因不完全相同。
（2）由于出现河流和山脉的隔断，阻断了种群之间的基因交流，这种现象称为地理隔离；不同种群出现不同的性状，性状由基因控制，故其根本原因是基因突变产生了新的基因；基因突变产生了各种新基因，为生物的进化提供原材料。
（3）据题干信息可知，种群2遵循遗传平衡，AA个体的占比为9/16，故A的基因频率为3/4，则a的基因频率为1/4，aa个体的占比为1/4×1/4=1/16，因此Aa个体所占比例为1-9/16-1/16=6/16；进化的实质是种群基因频率的改变，种群2中A的基因频率为75%，a的基因频率为25%，与亲代种群中A/a基因的频率不同，故此时种群2发生了进化。
14．【答案】(1) 两者之间已形成生殖隔离
(2)D、E (3) 种群的H基因频率发生了改变 18%
【解析】（1）B迁入到乙海岛进化为D，其不能与C物种发生基因交流的原因是两者之间已形成生殖隔离。
（2）据图可知，E和D都是由B进化而来，故两者之间的亲缘关系较近。
（3）生物进化的实质是基因频率的改变，因此据图2可知，Y1-Y3时间段内种群中基因H的基因频率发生变化，因此该阶段发生了进化；若在 Y3-Y4时间段无基因突变，种群足够大且个体间可自由交配，H的基因频率是0.9，h的基因频率是0.1，则该种群中Hh的基因型频率为2×0.9×0.1=18%；
15．【答案】(1) 脱氧核苷酸的排列顺序不同 8/9
(2) 基因突变 基因重组 染色体变异 不定向 自然选择
(3) 生殖隔离 二者不能交配或者不能产生可育后代
【解析】（1）W与w基因的本质区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同；由题意可知，基因频率发生变化后，WW的基因型频率=0.2×0.2×100%=4%，ww的基因型频率=0.8×0.8×100%=64%，Ww的基因型频率=0.2×0.8×2×100%=32%，因此杂合子占分趾海龟的比例为32%÷（4%+32%）=8/9。
（2）该种群中海龟有多种多样的类型，其中可遗传的变异来源于突变（包括基因突变和染色体变异）和基因重组，但由于变异是不定向的，因此只是产生了进化的原材料，进化的方向是由自然选择决定的。
（3）不同物种间存在生殖隔离，由于二者不是同一物种，所以不能自由交配并产生可育后代（即使能交配产生后代，后代也是不可育的）。

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