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第6章 第4节 协同进化与生物多样性的形成
一、单选题
1．东北虎在其生存环境中展现出多种适应性特征。为促进东北虎种群发展，生物学家提出了建立生态廊道的策略，以连接被人类活动分隔的东北虎栖息地。下列叙述错误的是（　　）
A．生态廊道的建立可以打破种群之间的地理隔离
B．不同种群的东北虎之间进行基因交流可以提高其遗传多样性
C．东北虎的多种适应性特征使东北虎的形态结构及其功能适合于其在生存环境中的生存和繁殖
D．在自然环境中，所有生物个体都平等地享有生存和繁衍的机会
2．从现代生物进化理论的角度分析，下列有关叙述正确的是（ ）
A．过量使用抗生素能诱导细菌产生耐药和抗药的定向变异
B．自然选择直接作用于个体基因型进而影响种群基因频率
C．狮与虎交配产下狮虎兽，能够说明狮和虎属于同一物种
D．蜂鸟细长的喙与倒挂金钟的筒状花萼是协同进化的结果
3．下列关于生物变异、进化和生物多样性的叙述，错误的是（ ）
A．饲养金鱼过程中的人工选择会使种群产生定向的基因突变
B．长期的地理隔离使得东北虎和华南虎成为了两个不同的亚种
C．协同进化促进了多种类型的生物的出现，丰富了生物多样性
D．生物的多样性和适应性都是生物进化的结果
4．根据斯坦利提出的“收割理论”，在捕食者控制范围内，当某被捕食者种群数量增加而超过某个阈值时，该物种就会受到捕食者的捕食，从而使该物种的种群数量下降；当该种群数量下降到某个阈值时，捕食者会转而捕食其他数量大的种群。下列相关叙述错误的是（ ）
A．上述捕食者具有食物种类多样的特点 B．捕食者和被捕食者之间难以协同进化
C．捕食者的存在有利于增加物种多样性 D．避免出现一种生物占绝对优势的局面
5．下列关于协同进化和生物多样性的叙述，错误的是（ ）
A．非洲野牛与狮子之间可通过种间竞争、捕食等实现协同进化
B．通过杂交育种培育出许多金鱼新品种，增加了金鱼的遗传多样性
C．协同进化是指生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展
D．生物之间既相互依存又相互制约，生物多样性是协同进化的结果
6．面对极端的环境变化，生物种群若想要生存下去就必须在遗传上发生适应性的改变，这称为“进化拯救”。图为某种群由温和环境转变为胁迫环境过程中的种群数量变化曲线，圆圈中点的形状表示种群中不同个体的表型，点的数目反映种群数量。下列分析错误的是（ ）
A．由种群A演变为种群B的过程中，与表型相关基因的频率发生了改变
B．种群A中不同个体的表型体现了物种的多样性
C．若种群B的数量少于维持种群延续的最小数量，则种群B可能灭绝
D．由种群C演变为种群D的一个重要因素可能是发生了突变
7．巴瑶族是主要生活在东南亚海域的民族，以其惊人的潜水能力而著称。同陆地生活的人类相比，科学家发现巴瑶族人基因组中的PDE10A基因发生了变异。这种基因与脾脏大小有关，巴瑶族人的脾脏变大，更有利于他们在水下活动。下列叙述正确的是（ ）
A．生物的进化不一定形成新物种，但物种形成往往发生过生物进化
B．从陆地环境到海洋环境的变化是造成PDE10A基因突变的主要因素
C．巴瑶族人的PDE10A基因发生突变，增加了巴瑶族人的物种多样性
D．巴瑶族人的基因型频率发生了定向改变，故巴瑶族人发生了进化
8．适应辐射现象表现为由一个祖先物种进化产生各种各样不同的新物种，从而适应不同的环境，形成一个同源的辐射状的进化系统。为了探索鼠尾草属部分植物的适应辐射机制，科研小组对传粉者熊蜂的体长与鼠尾草花冠长度的关系进行了4组研究，统计结果如图所示（以D组为例解释：体长大约为26mm到28mm之间的雄蜂，它的传粉对象——鼠尾草的花冠长度大约为30.0mm到30.5mm之间）。下列叙述错误的是（ ）
A．适应辐射是自然选择的结果，可遗传的有利变异是适应形成的必要条件之一
B．蝙蝠以回声定位捕食猎物，而灯蛾科昆虫能发射超声波使其失灵，该现象符合适应辐射
C．由图可知熊蜂的体长与花冠长度大致呈负相关
D．该图产生的原因可能是熊蜂越大，越无法完全进入花冠内吸取花蜜，从而影响传粉
下图表示生物新物种形成的基本环节，对图示分析不正确的是（ ）
A．a表示基因突变和基因重组，为生物进化提供原材料
B．b表示生殖隔离，生殖隔离是新物种形成的标志
C．c表示新物种形成，与原物种不能进行基因交流
D．d表示地理隔离，新物种形成不一定需要地理隔离
10．下列有关生物进化的叙述正确的有几项（ ）
①拉马克的进化学说认为用进废退而获得的性状是可以遗传给后代的
②非洲草原上两个斑鬣狗家族争夺领地有利于它们在相互影响中协同进化
③通过杂交育种技术培育出许多水稻新品种，增加了水稻的遗传多样性
④“探究抗生素对细菌的选择作用”实验结束后，应将用过的培养基直接丢入垃圾桶内
⑤自然选择学说不能科学的解释遗传和变异的本质
⑥适应的相对性与环境条件的不断变化有关
⑦鱼种群中与鱼尾相关的全部基因构成该种群基因库
A．四项 B．三项 C．两项 D．一项
二、多选题
11．分布在喜马拉雅山东侧中海拔的某种鸣禽种群X，受气候等因素的影响，历经上百万年，逐渐演变为现今两个不同的鸣禽物种，其中物种1仍分布于中海拔，但物种2分布于低海拔。研究发现，种群分布区域的扩大是喜马拉雅山鸟类新物种形成的关键因素之一，具体演化进程如图所示。下列叙述正确的是 （　　）
A．种群X内部个体间体型、翅长方面的差异，体现了遗传多样性
B．物种1和物种2的形成过程说明隔离是物种形成的必要条件
C．喜马拉雅山鸟类新物种的形成是协同进化的结果
D．不同海拔高度的选择使两个种群发生了不同类型的变异
12．北美洲某种臭虫以当地无患子科植物的气球状蔓生果为食，臭虫需要用锋利的喙刺穿果实，据统计喙长如图1所示；1920年，有人从亚洲引进平底金苏雨树，其果实的果皮比较薄，据统计到1980年以它为食的臭虫的喙长如图2所示。下列说法正确的是（ ）
A．图1中的臭虫与图2中的臭虫存在地理隔离，但不存在生殖隔离
B．臭虫的喙长或喙短是长期自然选择适应环境的表现
C．臭虫与平底金苏雨树因存在生存斗争而不能进行协同进化
D．臭虫体内控制喙长的基因发生突变可能早于引进平底金苏雨树
三、非选择题
13．褐花杓兰和西藏杓兰是我国特有的珍稀濒危兰科植物，主要分布于西南地区且有一定的区域交叉。典型的褐花杓兰，花是深紫色的；典型的西藏杓兰，花是紫红色的。研究发现，这两种植物能够杂交并产生可育后代，西藏杓兰由熊蜂传粉。
(1)西藏杓兰进化的基本单位是 ，兰花进化过程中物种形成的三个基本环节：突变和基因重组、 ，生物多样性的形成是不同的环境因素作用的结果，该作用的本质是 ，两种兰花杂交后代花色与典型亲本有一定差异的可能原因是 。
(2)西藏杓兰花的结构特点和熊蜂生活习性的形成是 的结果。两种熊蜂的细胞色素c的氨基酸序列具有一定的相似性，该证据属于生物进化方面的 证据。自然界中存在捕食熊蜂的鸟类，捕食者的存在有利于增加物种多样性，原因是 。
(3)熊蜂体色由常染色体上的一对等位基因D（深色）和d（浅色）控制，调查某深色岩区熊蜂深色表型占95%，D的基因频率为64%，则该区熊蜂中Dd占 。我国西南地区卧龙自然保护区山高谷深，树状水系的溪流密布，属于全球生物多样性核心地区之一，从物种形成的角度解释卧龙自然保护区生物多样性高的原因是
。在进化过程中，不同的生物能适应不同的环境， 和自然选择是适应形成的两个必要条件。
一万多年前，某地区有许多湖泊（A、B、C、D），湖泊之间通过纵横交错的溪流连结起来，湖中有不少鳉鱼。后来，气候逐渐干旱，小溪流渐渐消失，形成了若干个独立的湖泊（如图1），湖中的鱼形态差异也变得明显。请分析回答下列问题：
(1)D湖泊中的 称为该鳉鱼种群的基因库。
(2)现在，有人将四个湖泊中的一些鳉鱼混合养殖，发现：A、B两湖泊中的鳉鱼能进行交配且产生后代，但其后代高度不育，说明A、B两湖泊中的鳉鱼之间存在 ；来自C，D湖泊中的鳉鱼交配，能生育具有正常生殖能力的子代，且子代之间存在一定的性状差异，这体现了生物多样性中的 多样性。
(3)在养殖鳉鱼的过程中，对某种寄生虫进行防治，开始使用杀虫剂时，效果显著，但随着杀虫剂的继续使用，该种寄生虫表现出越来越强的抗药性。寄生虫抗药性变异产生于杀虫剂使用 。（填“前”或“后”）
(4)C湖泊中的鳉鱼某对染色体上有一对等位基因A和a，该种群内的个体自由交配。图2为某段时间内种群A基因频率的变化情况，假设无基因突变，则该种群在 时间段内发生了进化，判断依据是 。
(5)若在某一段时间内，种群足够大且没有其他因素干扰，种群内随机交配产生子代，此时种群中Aa与aa基因型频率相等，则其产生的子代中隐性纯合子所占的比例为 。
15．草本植物报春花多数为二型花柱，少数为同型花柱(如图1所示)。花药的位置明显低于柱头的为长柱型花;柱头位置明显低于花药的为短柱型花。同型花柱的花中，花药与柱头高度相近。请回答下列问题:
(1)熊蜂、蝴蝶和天蛾等昆虫，它们的喙细而长，在吸食花筒底部花蜜的同时，也起到帮助报春花传粉的作用，这是长期 的结果。
(2)研究发现，随着海拔高度增加，高山上环境温度降低，传粉昆虫减少，同型花柱的花比例增大。为研究上述现象，科研人员进行模拟实验，处理及结果如图2所示。
①本实验中，套袋处理可以防止 ，模拟了高山上 的条件。
②据图可知，套袋处理后同型花柱的花结实率较高，二型花柱的花结实率明显低或不结实，推测同型花柱报春花传粉方式主要为 (填“自花传粉”或“异花传粉”)。
结合图1和图2分析，二型花柱的花主要传粉方式为 ，这种传粉方式虽然有利于增加报春花的 多样性，但
，
因而高海拔环境下同型花柱的花比例增大。
一、单选题
1．【答案】D
【解析】A、生态廊道的建立可以打破种群之间的地理隔离，能够进行基因交流，A正确；
B、不同种群的东北虎之间进行基因交流可以提高其遗传多样性（或基因多样性），B正确；
C、东北虎的多种适应性特征使东北虎的形态结构及其功能适合于其在生存环境中的生存和繁殖，C正确；
D、在自然环境中，由于竞争和适应能力不同，生物个体并非平等地享有生存和繁衍的机会，D错误。故选D。
2．【答案】D
【解析】A、变异是不定向的，细菌都有不定向的变异，另外细菌产生耐药和抗药的变异是在使用抗生素之前，抗生素只是起到选择作用，A错误；
B、自然选择间接作用于个体基因型进而影响种群基因频率，B错误；
C、狮与虎交配产下狮虎兽，但是狮虎兽属于不可育的后代，不能够说明狮和虎属于同一物种，C错误；
D、蜂鸟细长的喙与倒挂金钟的筒状花萼相互适应，是生物与生物之间在相互影响中不断进化和发展的结果，属于协同进化，D正确。故选D。
3．【答案】A
【解析】A、基因突变是不定向的，选择是定向的，A错误；
B、长期的地理隔离使得东北虎和华南虎的基因库存在较大的差异，成为了两个不同的亚种，B正确；
C、不同生物之间可以发生协同进化，协同进化促进了多种类型的生物的出现，丰富了生物多样性，C正确；
D、生物的多样性和适应性都是生物进化的结果，D正确。
故选A。
4．【答案】B
【解析】A、题干信息；在捕食者控制范围内，当某被捕食者种群数量增加而超过某个阈值时，该物种就会受到捕食者的捕食，从而使该物种的种群数量下降；当该种群数量下降到某个阈值时，捕食者会转而捕食其他数量大的种群，可见上述捕食者具有食物种类多样的特点，A正确；
B、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，这就是协同进化；捕食者可以捕食被捕食者种群中年老、病弱或年幼的个体，而使被捕食者种群中强壮的个体所占比例较大，促进了被捕食种群的发展，捕食者和被捕食者之间易进行协同进化，B错误；
C、捕食者的存在可以控制被捕食者的数量，从而为其他生物的生存提供资源和空间，有利于增加物种多样性，C正确；
D、捕食者的存在会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间，有利于增加物种多样性，D正确。故选B。
5．【答案】C
【解析】A、非洲野牛与狮子之间可通过种间竞争、捕食等实现协同进化，A正确；
B、杂交育种的原理是基因重组，通过杂交育种技术培育出许多金鱼新品种，增加了金鱼的遗传多样性，B正确；；
C、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，C错误；
D、生物之间既相互依存又相互制约，生物多样性是协同进化的结果，D正确。故选C。
6．【答案】B
【解析】A、由种群A演变为种群B的过程中与表型有关的基因的基因频率发生了改变，适合温和环境的基因频率降低，适合胁迫环境的基因频率升高，A正确；
B、种群A属于同一物种，种群中不同个体的表型体现了遗传的多样性，B错误；
C、生物在自然条件下，数量减少到维持种群繁衍所需的最小值以下时，种群可能灭绝，C正确；
D、种群C演变为种群D的过程中出现了新的表型，一个重要因素可能是发生了突变，D正确。
故选B。
7．【答案】A
【解析】A、进化的实质是种群基因频率的定向改变，生物的进化不一定形成新物种，但物种形成往往发生过生物进化，A正确；
B、从陆地环境到海洋环境的变化起到了自然选择的作用，不是造成PDE10A基因突变的主要因素，B错误；
C、巴瑶族人发生的基因突变，增加了遗传多样性，C错误；
D、进化的实质是种群基因频率的定向改变，D错误。故选A。
8．【答案】B
【解析】A、适应是自然选择的结果，可遗传的有利变异和环境的定向选择是适应形成的必要条件，A正确；
B、该现象表现的是二者的协同进化，不符合适应辐射的定义，B错误；
C、由图可知，两者呈负相关，C正确；
D、随着熊蜂体长值越大，越难以完全进入花冠内吸取花蜜，从而影响传粉，D正确。
故选B。
9．【答案】A
【解析】A、a表示突变和基因重组，而突变包括基因突变和染色体变异，因此，基因突变、染色体变异和基因重组，为生物进化提供原材料，A错误；
B、b表示生殖隔离，生殖隔离的出现，意味着新物种的形成，B正确；
C、c表示新物种形成，与原物种不能进行基因交流，即与原种之间产生生殖隔离，C正确；
D、d表示地理隔离，但新物种形成不一定需要地理隔离，如多倍体的产生，D正确。
故选A。
10．【答案】A
【解析】①拉马克认为用进废退而获得的性状是可以遗传给后代的，称为获得性遗传，①正确；②协同进化指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，两个斑鬣狗家族属于同一物种，②错误；③杂交育种的原理是基因重组，通过杂交育种技术培育出许多水稻新品种，增加了水稻的遗传多样性，③正确；④“探究抗生素对细菌的选择作用”实验结束后，应将用过的培养基灭菌之后再丢弃，④错误；⑤由于受当时科学发展水平的限制，达尔文的自然选择学说对遗传和变异的本质还不能做出科学的解释，⑤正确；⑥遗传物质具有稳定性，它是不能随着环境条件的变化而迅速改变的，这就导致经过长期进化形成的适应一般要晚于环境条件的变化，因而适应的相对性与环境条件的不断变化有关⑥正确；⑦鱼种群的全部基因构成该种群基因库，⑦错误；综上所述：①③⑤⑥正确，有四项正确，A正确。
故选A。
二、多选题
11．【答案】ABC
【解析】A、种群X内部的个体为同一物种，种群内部个体的差异体现了遗传多样性，A正确；
B、地理隔离和生殖隔离统称为隔离，生殖隔离一旦形成， 原来属于一个物种的生物，就成了不同的物种，隔离是物种形成的必要条件，B正确；
C、喜马拉雅山鸟类新物种的形成是不同物种之间、生物与环境之间协同进化的结果，C正确；
D、不同海拔高度环境的选择使种群的基因频率定向改变，不能使种群发生定向的变异，D错误。
故选ABC。
12．【答案】BD
【解析】A、1920 年生活在无患子科植物的臭虫与 1980 年生活在平底金苏雨树上的臭虫的存在时间不一致，根据题图中信息，无法判断二者之间是否形成了生殖隔离，A错误；
B、引进平底金苏雨树后，由于其果实的果皮比较薄，臭虫喙短为有利性状，通过自然选择后，臭虫喙长度短的个体逐渐增多，因此臭虫的喙长或喙短是长期自然选择适应环境的表现，B正确；
C、臭虫取食平底金苏雨树，二者时间存在生存斗争，同时平底金苏雨树引进后，臭虫喙长变短，因此它们在相互影响中发生了协同进化，C错误；
D、据图1所示，引进平底金苏雨树之前，就存在短喙臭虫，说明控制该性状的基因突变可能早于引进平底金苏雨树，D正确。
故选BD。
三、非选择题
13．【答案】(1) 种群 自然选择和隔离 使基因频率发生定向改变 发生了基因重组或存在表观遗传现象
(2) 协同进化 分子生物学 捕食者往往捕食数量多的物种，为其他物种的生存腾出空间
(3) 62% 山高谷深易形成地理隔离，阻断基因交流；不同区域的不同自然环境，使自然选择的方向不同，易于新物种的形成 可遗传的变异
【解析】（1）生物进化的基本单位是种群，种群也是繁殖的基本单位。
新物种形成的三个基本环节是突变和基因重组、自然选择和隔离，生物多样性的形成是不同的环境因素作用的结果，自然选择使种群的基因频率发生定向的改变，从而使生物发生进化，形成生物多样性。杂交属于有性生殖，杂交过程中会发生基因重组，基因重组可产生多种基因型，从而产生多种表型，因此杂交子代花色与典型亲本有差异可能是基因重组的结果，也可能是环境影响了基因的表达，即由于表观遗传使子代表型不同于亲本。
（2）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的，生物多样性的形成是协同进化的结果，故西藏杓兰花的结构特点和熊蜂生活习性的形成是是协同进化的结果。
细胞色素c是生物大分子，两种熊蜂的细胞色素c的氨基酸序列具有一定的相似性，这属于生物进化方面的分子生物学证据。
捕食者往往捕食个体数量多的物种，这就为其他物种的形成腾出了空间，使更多的物种可以生存，因此捕食者的存在有利于增加物种多样性。
（3）深色表型占95%，浅色dd为5%，D的基因频率为64%，d的基因频率为36%，而由于d的基因频率等于dd基因型频率加上杂合子基因型频率的一半，即d=dd+1/2Dd，所以Dd基因型频率为Dd=2×（0.36-0.05）×100%=62%。卧龙自然保护区山高谷深易形成地理隔离，阻断基因交流，易于新物种形成，同时不同区域的不同自然环境，使自然选择的方向不同，也易于新物种的形成；关于适应的形成，达尔文认为在一定环境的选择作用下，可遗传的有利变异会赋予某些个体生存和繁殖的优势，经过代代繁殖，群体中这样的个体就会越来越多，有利变异通过逐代积累而成为显著的适应性特征，进而出现新的生物类型。由此可见，群体中出现可遗传的有利变异和环境的定向选择是适应形成的必要条件。
14．【答案】(1)全部鳉鱼所含有的全部基因
(2) 生殖隔离 基因（或遗传）(3)前
(4) Y1-Y3 种群中基因A的基因频率发生了变化 (5)4/9
【解析】（1）一个种群中全部个体所含有的全部基因称为这个种群的基因库，所以D湖泊中的全部鳉鱼所含有的全部基因称为该鳉鱼种群的基因库。
（2）A、B两湖的鱼能进行交配且产生后代，但其后代高度不育，说明A、B两湖的鱼不是同一个物种，存在生殖隔离。C、D两湖的鳉鱼交配，能生育具有正常生殖能力的子代，说明他们属于同一个物种，子代之间存在一定的性状差异，这体现了生物多样性中的基因（或遗传）多样性。
（3）寄生虫抗药性变异产生于杀虫剂使用前，杀虫剂只是对具有抗药性变异的寄生虫进行了选择，使抗药性变异的个体生存下来并大量繁殖。
（4）生物进化的实质是种群基因频率改变，由图可知在Y1-Y3时间段内该种群中基因A的基因频率发生了变化，说明此时间段发生了进化。
（5）假设该种群的a频率为m，A=1-m，由于种群足够大且没有其他因素干扰，种群内随机交配产生子代，Aa与aa基因型频率相等，则2×m×（1-m）=m2，m=2/3，故产生的子代中隐性纯合子所占的比例为aa=m2=4/9。
15．【答案】(1)自然选择(或“协同进化”)
(2) 外来花粉的干扰 无传粉者(或“传粉昆虫减少”) 自花传粉
(3) 异花传粉 遗传(或“基因”) 同型花柱报春花的传粉方式主要为自花传粉，在传粉昆虫减少的条件下结实率更高，有利于繁殖
【解析】（1）熊蜂、蝴蝶和天蛾等昆虫以花蜜为食，它们的喙细而长，在吸食花筒底部花蜜的同时，也起到帮助报春花传粉的作用，这是长期自然选择的结果。
（2）①套袋处理可以防止外来花粉的干扰，模拟了高山上无传粉者的条件。
②据图可知，套袋处理后同型花柱的花结实率较高，二型花柱的花结实率明显低或不结实，推测同型花柱报春花主要进行自花传粉。
（3）结合图1和图2分析，套袋处理后，二型花柱的花结实率低或不结实，说明其主要传粉方式为异花传粉，这种传粉方式虽然有利于增加报春花的遗传多样性，但同型花柱报春花主要为自花传粉，在传粉昆虫减少条件下结实率更高，有利于繁殖，因而高海拔环境下同型花柱的花比例增大。

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