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第6章進階突破(題目較難，有志沖擊“雙一流”高校的學(xué)生選做)(本欄目對應(yīng)學(xué)生用書P203)一、選擇題1．(2019·四川宜賓調(diào)研)下列有關(guān)種群及生物進化的敘述，正確的是(　　)A．自然選擇直接作用于個體的基因型，并決定了生物的進化方向B．只有突變和基因重組才能導(dǎo)致種群的基因頻率發(fā)生改變C．被捕食者大多是年老、病弱或年幼的個體，捕食者的存在有利于被捕食種群的發(fā)展D．研究種群間差異的關(guān)鍵是它們能否出現(xiàn)地理隔離和形成生殖隔離【答案】C　【解析】自然選擇直接作用于個體的表現(xiàn)型，并決定了生物進化的方向；導(dǎo)致種群的基因頻率發(fā)生改變的因素很多，如突變、基因重組、遷入和遷出以及選擇等；被捕食者大多是年老、病弱或年幼的個體，捕食者的存在可以促進被捕食種群的發(fā)展；研究種群間差異的關(guān)鍵是研究它們的種群特征。2．(2019·河南鄭州質(zhì)檢)鼠尾草的雄蕊高度特化，成為活動的杠桿系統(tǒng)，并與蜜蜂的大小相適應(yīng)。當(dāng)蜜蜂前來采蜜時，根據(jù)杠桿原理，上部的長臂向下彎曲，使頂端的花藥接觸到蜜蜂背部，花粉便散落在蜜蜂背上。由此無法推斷出(　　)A．雄蕊高度特化的鼠尾草將自身的遺傳物質(zhì)傳遞給后代的概率更高B．鼠尾草屬于自花傳粉植物C．鼠尾草雄蕊的形態(tài)是自然選擇的結(jié)果D．鼠尾草花的某些形態(tài)特征與傳粉昆蟲的某些形態(tài)特征相適應(yīng)，屬于協(xié)同進化【答案】B　【解析】雄蕊高度特化的鼠尾草能夠通過蜜蜂傳粉，有利于自身的遺傳物質(zhì)傳遞給后代；鼠尾草通過蜜蜂攜帶花粉并將花粉傳授到其他的花上，這說明鼠尾草能進行異花傳粉，從題中信息不能看出鼠尾草能進行自花傳粉；鼠尾草雄蕊的形態(tài)是長期自然選擇的結(jié)果；不同生物之間在相互影響中協(xié)同進化。3．下列關(guān)于生物的變異與進化的敘述，錯誤的是(　　)A．可遺傳變異是生物發(fā)生進化的內(nèi)因B．貓叫綜合征與紅綠色盲產(chǎn)生的機理均為基因突變C．人為因素可以導(dǎo)致基因頻率發(fā)生定向改變D．遷入與遷出、遺傳漂變會影響生物進化【答案】B　【解析】突變(基因突變和染色體變異)和基因重組產(chǎn)生進化的原材料，如果沒有可遺傳變異，就不可能發(fā)生進化；貓叫綜合征的致病機理是人的第5號染色體部分缺失，屬于染色體變異，不屬于基因突變；在實際生產(chǎn)、生活過程中，人們根據(jù)自己的需求和愛好，選擇某些特定性狀的生物進行培育，從而使種群的基因頻率發(fā)生定向改變，例如，人們選擇矮稈作物進行培育從而使作物矮稈基因的頻率增大等；遷入與遷出能夠引起種群部分基因的增加或減少，遺傳漂變會使少數(shù)個體攜帶的特有基因不能遺傳給下一代而消失，兩者都會引起基因頻率的改變，因此都會影響生物的進化。4．下列敘述正確的是(　　)A．一個果蠅種群中AA∶Aa＝1∶1，該種群自交和自由交配產(chǎn)生的子一代基因頻率不同B．一個種群中AA、Aa、aa的基因型頻率分別為30%、60%、10%，該種群中每種基因型的個體中雌雄比例為1∶1，所有個體自由交配，子代中基因型頻率不變C．某學(xué)校的學(xué)生中某一相對性狀的各基因型頻率之比為XBXB∶XBXb∶XBY∶XbY＝44%∶6%∶42%∶8%，則Xb的頻率為7%D．人的ABO血型取決于3個等位基因IA、IB、i。通過抽樣調(diào)查發(fā)現(xiàn)某小島上人的血型頻率(基因型頻率)：A型(IAIA，IAi)＝0.45；B型(IBIB，IBi)＝0.13；AB型(IAIB)＝0.06；O型(ii)＝0.36。IA、IB的頻率分別是0.3、0.1【答案】D　【解析】一個果蠅種群中AA∶Aa＝1∶1，即AA占1/2，Aa占1/2，AA自交后代為AA，Aa自交后代中AA占1/4、Aa占1/2、aa占1/4，故自交后代基因型頻率為P(AA)＝5/8，P(Aa)＝1/4，P(aa)＝1/8，基因頻率為P(A)＝3/4，P(a)＝1/4；自由交配在沒有選擇的情況下，子代中的基因頻率與親代中的相同，即P(A)＝3/4，P(a)＝1/4，A錯誤。一個種群中AA、Aa、aa的基因型頻率分別為30%、60%、10%，則A的基因頻率為60%，a的基因頻率為40%，個體隨機交配，后代AA的基因型頻率為36%，Aa的基因型頻率為48%，aa的基因型頻率為16%，B錯誤。當(dāng)XBXB∶XBXb∶XBY∶XbY＝44%∶6%∶42%∶8%時，Xb的頻率為(6＋8)/(88＋12＋42＋8)≈0.09，即9%，C錯誤。由O型(ii)的基因型頻率＝0.36可知i的頻率為0.6，故IA＋IB的頻率為0.4，假設(shè)IA的頻率為p，則IB的頻率為(0.4－p)，AB型(IAIB)的基因型頻率為2×p×(0.4－p)＝0.06，A型(IAIA，IAi)的基因型頻率為p2＋2×p×0.6＝0.45，故p＝0.3，IA、IB的頻率分別是0.3、0.1。5．(2019·湖南益陽調(diào)研)達爾文明確指出人類可能與黑猩猩具有共同的原始祖先，但從染色體數(shù)目看，人類23對、黑猩猩24對，讓人對達爾文的學(xué)說產(chǎn)生懷疑。生物學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)黑猩猩的兩條染色體(2A和2B)經(jīng)拼接與人類2號染色體相似，據(jù)此提出融合假說。下列分析錯誤的是(　　)A．若融合假說成立，在共同原始祖先進化成人類的過程中發(fā)生了染色體變異B．人和黑猩猩的形態(tài)差異較大是長期自然選擇的結(jié)果C．融合假說說明染色體變化是新物種形成的直接原因D．DNA分子雜交能為融合假說提供證據(jù)【答案】C　【解析】根據(jù)題意分析，在進化過程中，黑猩猩的兩條染色體(2A和2B)經(jīng)拼接和人類2號染色體相似，若融合假說成立，則說明發(fā)生了染色體變異；達爾文明確指出人類可能與黑猩猩具有共同的原始祖先，則兩者的形態(tài)差異較大是長期自然選擇的結(jié)果；新物種形成的標志是生殖隔離，是長期自然選擇的結(jié)果；黑猩猩的兩條染色體(2A和2B)經(jīng)拼接和人類2號染色體相似，因此DNA分子雜交能為融合假說提供證據(jù)。6．下圖所示為某種群遷入新環(huán)境后一對等位基因的基因頻率變化情況，分析這些數(shù)據(jù)能得出的結(jié)論是(　　)A．1950～1980年該種群始終沒有發(fā)生進化B．1990年該生物已經(jīng)進化成了兩個物種C．1960年該種群Aa基因型的頻率為48%D．變異是有利還是有害取決于生物生存的環(huán)境【答案】D　【解析】分析圖示可知，1950～1980年，A基因的頻率先減小后增大，a基因的頻率先增大后減小，種群的基因頻率發(fā)生了變化，說明該種群發(fā)生了進化；到1990年，該種群中A基因的頻率增大到90%，a基因的頻率減小到10%，說明該種群發(fā)生了進化，但這些數(shù)據(jù)不能說明是否產(chǎn)生了生殖隔離，因此不能說明該生物已經(jīng)進化成了兩個物種；如果該種群的個體之間能自由交配，則1960年時種群基因頻率為A＝40%，a＝60%，根據(jù)遺傳平衡公式，Aa基因型的頻率為2×40%×60%＝48%，由題圖可知該種群的基因頻率處于不斷變化中，不符合遺傳平衡定律，因此該種群Aa基因型的頻率不一定為48%；1930～1970年，A基因的頻率逐漸減小，說明A基因控制的性狀不利于生物適應(yīng)當(dāng)時的環(huán)境，1970～1990年，A基因的頻率逐漸增大，說明A基因控制的性狀有利于生物適應(yīng)當(dāng)時的環(huán)境，所以變異是有利還是有害取決于生物生存的環(huán)境。7．(2019·江西金太陽聯(lián)考)蟋蟀的長翅(A)對殘翅(a)為顯性，某島嶼上有長翅蟋蟀8 000只，其中雜合子有2 000只，殘翅蟋蟀有2 000只。現(xiàn)有10 000只殘翅蟋蟀遷入該島嶼，若干年后，島嶼上有長翅蟋蟀9 500只，而殘翅蟋蟀僅有50只。下列相關(guān)敘述錯誤的是(　　)A．自然選擇決定了島嶼上蟋蟀種群進化的方向B．殘翅蟋蟀遷入后的瞬間，A的基因頻率為35%C．殘翅蟋蟀遷入前，大量的基因a突變?yōu)?/span>A，導(dǎo)致長翅蟋蟀占優(yōu)勢D．根據(jù)該實例可知，長翅蟋蟀更加適應(yīng)該島嶼的環(huán)境【答案】C　【解析】自然選擇決定種群的進化方向，A正確；殘翅蟋蟀遷入后的瞬間，島嶼上有長翅蟋蟀8 000只，其中雜合子有2 000只，殘翅蟋蟀有12 000只，該島嶼上蟋蟀的總數(shù)為8 000＋2 000＋10 000＝20 000只，則A的基因頻率為(6 000×2＋2 000)÷40 000＝35%，B正確；基因突變具有低頻性，長翅優(yōu)勢的形成是自然選擇的結(jié)果，而不是大量的基因a突變?yōu)?/span>A導(dǎo)致的，C錯誤；蟋蟀的長翅(A)對殘翅(a)為顯性，某島嶼上有長翅蟋蟀8 000只，其中雜合子有2 000只，殘翅蟋蟀有2 000只，說明長翅占據(jù)優(yōu)勢；現(xiàn)有10 000只殘翅蟋蟀遷入該島嶼，若干年后，島嶼上的長翅蟋蟀有9 500只，而殘翅蟋蟀僅有50只，說明殘翅蟋蟀在生存斗爭中處于劣勢，長翅蟋蟀在生存斗爭中處于優(yōu)勢，即長翅蟋蟀更加適應(yīng)該島嶼的環(huán)境，D正確。8．(2019·中原名校質(zhì)量考評)下圖表示生物多樣性的形成過程，下列說法不正確的是(　　)A．圖中P決定生物進化的方向B．生物多樣性主要包括基因多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性C．圖中R表示生殖隔離，它能導(dǎo)致新物種的形成D．若兩個動物交配后產(chǎn)生后代，則它們一定屬于同一物種【答案】D　【解析】圖中P表示自然選擇，自然選擇決定生物進化的方向，A正確；生物多樣性主要包括基因多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性，B正確；產(chǎn)生生殖隔離是新物種形成的標志，C正確；能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物稱為一個物種，比如馬和驢可以交配，但產(chǎn)生的后代——騾子是不育的，所以屬于不同物種，D錯誤。9．(2019·河北唐山質(zhì)檢)設(shè)某種群中只存在基因型為Aa的個體，由于外界因素的改變，該種群被分割成兩個種群甲和乙，如圖表示分割后的兩個種群A基因頻率的變化。下列敘述正確的是(　　)A．T時刻甲、乙種群中雜合子的基因型頻率相同B．T時刻將甲、乙種群混合后，A的基因頻率為0.5C．T時刻甲、乙種群開始出現(xiàn)生殖隔離D．環(huán)境直接通過對基因型的選擇影響基因頻率【答案】A　【解析】T時刻，種群甲中A的基因頻率為0.8，則a的基因頻率為0.2，則雜合子Aa的基因型頻率＝2×0.8×0.2＝0.32；種群乙中a的基因頻率為0.8，A的基因頻率為0.2，則雜合子Aa的基因型頻率＝2×0.8×0.2＝0.32，A正確。T時刻無法判斷甲、乙種群的數(shù)量是否相等，是否存在生殖隔離，因此兩種群混合后，不能簡單地判斷A的基因頻率為0.5，B、C錯誤。通過題圖分析，A基因控制的性狀有利于種群甲在其生活的環(huán)境中生存，a基因控制的性狀有利于種群乙在其生活的環(huán)境中生存，環(huán)境通過作用于表現(xiàn)型間接作用于基因型，從而影響基因頻率，D錯誤。10．(2019·湖北荊州質(zhì)檢)江漢平原盛產(chǎn)油菜，科技人員非常注重油菜品種的選育。下圖表示油菜的含油量隨選擇世代數(shù)的變化情況。選擇育種對高含油量油菜品種的產(chǎn)生所起的作用是(　　)A．定向誘導(dǎo)了控制高含油量基因的自由組合B．改變了控制產(chǎn)油的這對等位基因的總頻率C．改變了油菜的基因庫，導(dǎo)致新物種的產(chǎn)生D．淘汰了部分表現(xiàn)型，使高含油量基因的基因頻率增大【答案】D　【解析】一般情況下，基因的自由組合發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，不是定向誘導(dǎo)的結(jié)果，A錯誤；控制產(chǎn)油的這對等位基因的總頻率為1，是不變的，B錯誤；生殖隔離的產(chǎn)生是新物種形成的標志，從每一代的變異個體中選育出含油量高的油菜品種進行繁殖培育，必然會淘汰含油量低的類型，進而使高含油量基因的基因頻率增大，改變了油菜的基因庫，但不一定產(chǎn)生新物種，C錯誤，D正確。二、非選擇題11．(2019·陜西寶雞檢測)螺旋蛆蠅是家畜的毀滅性寄生物種。在實驗室里對兩種數(shù)量相同的螺旋蛆蠅進行不同的處理：一組使用殺蟲劑；另一組使用電離輻射，促使雄性不育。實驗結(jié)果如圖1所示，請回答：(1)用現(xiàn)代生物進化理論解釋圖1中殺蟲劑處理后群體中的個體數(shù)逐漸增加的原因：螺旋蛆蠅中存在____________，殺蟲劑起到了選擇作用，通過選擇使____________增大，逐漸形成了抗藥的新類型。(2)在電離輻射后，會產(chǎn)生圖2所示的基因突變。請闡述你從圖2獲得的基因突變的有關(guān)信息：________________________________________________。(3)用電離輻射促使螺旋蛆蠅雄性不育的方法最終能消滅螺旋蛆蠅，但所需時間較長，原因是________________________________。(4)在對螺旋蛆蠅某一種群進行的調(diào)查中，發(fā)現(xiàn)基因型為AA和aa的個體所占的比例分別為10%和70%(各種基因型個體生存能力相同)，第二年對同一種群進行的調(diào)查中，發(fā)現(xiàn)基因型為AA和aa的個體所占的比例分別為4%和64%，在這一年中，該種群是否發(fā)生了進化？________，理由是________________________。【答案】(1)抗藥性基因突變　抗藥性基因頻率　(2)基因突變是不定向的、基因突變產(chǎn)生等位基因、基因突變是可逆的、基因突變可產(chǎn)生復(fù)等位基因　(3)基因突變具有低頻性(或基因突變的頻率較低)　(4)沒有　基因頻率沒有發(fā)生改變【解析】(1)螺旋蛆蠅中存在抗藥性基因突變，圖1中殺蟲劑處理后，具有抗藥性基因的個體生存和繁殖后代的機會增大，抗藥性基因頻率升高，逐漸形成抗藥性新類型，因此群體中具有抗藥的個體數(shù)逐漸上升。(2)由圖2可知；A可突變成a1、a2、a3，說明基因突變具有不定向性；A與a1、a2、a3互為等位基因，它們?yōu)閺?fù)等位基因；A可突變成a1，a1也可突變成A，說明基因突變具有可逆性等。(3)由于基因突變的頻率較低，需要在幾代中反復(fù)進行，才能使突變個體(即雄性不育個體)的數(shù)量逐漸增多，所以采用電離輻射促使雄性不育的方法消滅螺旋蛆蠅，所需時間較長。(4)根據(jù)題意分析，第一年，AA、Aa、aa分別占10%、20%、70%，則A的基因頻率＝10%＋1/2×20%＝20%，a的基因頻率為80%；第二年，AA、Aa、aa分別占4%、32%、64%，則A的基因頻率＝4%＋1/2×32%＝20%，a的基因頻率為80%?？梢姺N群的基因頻率沒有發(fā)生改變，說明生物沒有進化。12．草本植物報春花多數(shù)為二型花柱，少數(shù)為同型花柱(如圖1所示)。花藥的位置明顯低于柱頭的為長柱型花；柱頭位置明顯低于花藥的為短柱型花。同型花柱的花中，花藥與柱頭高度相近。(1)熊蜂、蝴蝶和天蛾等昆蟲為生態(tài)系統(tǒng)成分中的______________，它們的喙細而長，在吸食花筒底部花蜜的同時，也起到幫助報春花傳粉的作用，這是長期____________的結(jié)果。(2)研究發(fā)現(xiàn)，隨著海拔高度增加，高山上環(huán)境溫度降低，傳粉昆蟲減少，同型花柱的花比例增大。為研究上述現(xiàn)象，科研人員進行模擬實驗，處理及結(jié)果如圖2所示。①本實驗中，套袋處理可以防止____________，模擬了高山上____________的條件。②據(jù)圖可知，套袋處理后____________________________，推測同型花柱報春花傳粉方式主要為____________(填“自花傳粉”或“異花傳粉”)。(3)結(jié)合圖1和圖2分析，二型花柱的花主要傳粉方式為__________，這種傳粉方式雖然有利于增加報春花的______多樣性，但____________________________，因而高海拔環(huán)境下同型花柱的花比例增大。【答案】(1)消費者　自然選擇(或協(xié)同進化)　(2)①外來花粉的干擾　無傳粉者(或傳粉昆蟲減少)　②同型花柱的花結(jié)實率較高，二型花柱的花結(jié)實率明顯低或不結(jié)實　自花傳粉　(3)異花傳粉　遺傳(或基因)　同型花柱報春花主要為自花傳粉，在傳粉昆蟲減少條件下結(jié)實率更高，有利于繁殖【解析】(1)熊蜂、蝴蝶和天蛾等昆蟲都直接以植物為食，所以它們都是生態(tài)系統(tǒng)中的消費者。熊蜂、蝴蝶和天蛾等昆蟲的喙細而長，在吸食花筒底部花蜜的同時，也起到幫助報春花傳粉的作用，這是長期自然選擇(或協(xié)同進化)的結(jié)果。(2)①本實驗的目的是通過套袋處理，模擬高山上無昆蟲傳粉或傳粉昆蟲減少的環(huán)境條件，探究外來昆蟲傳粉對結(jié)實率(因變量)的影響，所以套袋處理是防止外來花粉的干擾，模擬高山上無傳粉者的環(huán)境條件；②結(jié)合前面的分析可知，套袋處理后同型花柱的花結(jié)實率較高，二型花柱的花結(jié)實率明顯低或不結(jié)實，推測同型花柱報春花傳粉方式主要為自花傳粉。(3)結(jié)合圖1和圖2分析，二型花柱的花主要傳粉方式為異花傳粉。異花傳粉即有性雜交，有利于增加報春花的遺傳(或基因)多樣性，但同型花柱報春花主要為自花傳粉，在傳粉昆蟲減少條件下結(jié)實率更高，有利于繁殖，因而高海拔環(huán)境下同型花柱的花比例增大。