高中生物《必修2》課后習(xí)題第3節(jié)　第1課時(shí)　種群基因組成的變化

第3節(jié)種群基因組成的變化與物種的形成第1課時(shí)種群基因組成的變化合格考達(dá)標(biāo)練1.下列有關(guān)基因庫(kù)、基因頻率和生物進(jìn)化的敘述錯(cuò)誤的是()A.控制果蠅眼色的全部基因構(gòu)成基因庫(kù)B.秦嶺地區(qū)所有金絲猴的全部基因構(gòu)成基因庫(kù)C.某個(gè)種群中某等位基因如A和a的基因頻率之和等于1D.變異為生物進(jìn)化提供了原材料,不決定生物進(jìn)化的方向答案A2.下列與種群有關(guān)的敘述,不正確的是()A.一片樹(shù)林中的全部獼猴是一個(gè)種群B.基因型頻率是指在一個(gè)種群基因庫(kù)中,某種基因型的個(gè)體在種群中所占的比值C.一個(gè)種群的基因庫(kù)在代代相傳中得以保持和發(fā)展D.種群的基因頻率是恒定不變的答案D解析可遺傳的變異、自然選擇等可使種群的基因頻率發(fā)生改變,D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.已知一批豌豆種子中AA和Aa個(gè)體的數(shù)目之比為1∶2,在自然狀態(tài)下種植,若不同植株結(jié)實(shí)率相同,每一代都淘汰aa的植株,則F2中AA∶Aa為()A.3∶2 B.5∶4 C.7∶2 D.19∶8答案C解析這批豌豆中,AA占1/3,Aa占2/3,其中1/3AA自交后代不發(fā)生性狀分離,基因型均為AA;2/3Aa自交后代發(fā)生性狀分離,后代為2/3×(1/4AA、1/2Aa、1/4aa),F1中,AA、Aa、aa的數(shù)量之比為(1/3+2/3×1/4)∶(2/3×1/2)∶(2/3×1/4)=3∶2∶1,淘汰aa的植株后,AA占3/5,Aa占2/5,其中3/5AA自交后代不發(fā)生性狀分離,基因型均為AA;2/5Aa自交后代發(fā)生性狀分離,后代為2/5×(1/4AA、1/2Aa、1/4aa),F2中,AA、Aa、aa的數(shù)量之比為(3/5+2/5×1/4)∶(2/5×1/2)∶(2/5×1/4)=7∶2∶1。4.調(diào)查某校學(xué)生中關(guān)于某種性狀的各種基因型及比例如下表。基因型XBXBXBXbXbXbXBYXbY比例/%42.327.360.32464則該校學(xué)生中XB和Xb的基因頻率分別是()A.6%、8% B.92%、8%C.78%、92% D.8%、92%答案B解析伴性遺傳的基因頻率計(jì)算,只計(jì)數(shù)等位基因所存在的染色體,即男性只統(tǒng)計(jì)一個(gè)基因,女性中統(tǒng)計(jì)兩個(gè)基因,所以該校學(xué)生中Xb的基因頻率為7.100%=8%,則XB的基因頻率為92%。5.某種田鼠的毛色褐(S)對(duì)灰(s)為顯性。一個(gè)田鼠種群遷入新環(huán)境第1年基因型為SS個(gè)體占10%,Ss個(gè)體占20%,ss個(gè)體占70%。由于該環(huán)境條件不利于灰色鼠生存,使得第2年灰色鼠減少了10%。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.若干年后s基因頻率降為0B.S基因頻率從20%變?yōu)?1.5%C.此過(guò)程說(shuō)明田鼠種群發(fā)生進(jìn)化D.灰色鼠減少是自然選擇的結(jié)果答案A解析該環(huán)境條件不利于灰色鼠ss生存,但褐色的個(gè)體(Ss)中有s基因,若干年后s基因頻率不會(huì)降為0,A項(xiàng)錯(cuò)誤;SS=10%,Ss=20%,ss=70%,因此S基因頻率為10%+1/2×20%=20%,假設(shè)種群個(gè)體總數(shù)為100個(gè),由于該環(huán)境條件不利于灰色鼠生存,使得灰色鼠減少了10%,則第2年灰色鼠減少70%×100×10%=7(個(gè)),則種群個(gè)體總數(shù)變?yōu)?3個(gè),基因型為SS的頻率是10/93,基因型為Ss的頻率是20/93,基因型為ss的頻率是63/93,S基因頻率為10/93+1/2×20/93=20/93≈21.5%,B項(xiàng)正確;生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于種群基因頻率的改變,s基因頻率減小,所以田鼠種群發(fā)生了進(jìn)化,C項(xiàng)正確;灰色鼠減少了10%,是由于環(huán)境條件不利于灰色鼠生存,這是自然選擇的結(jié)果,D項(xiàng)正確。6.下列符合現(xiàn)代進(jìn)化理論敘述的是()①種群是生物進(jìn)化的基本單位②可遺傳變異為生物進(jìn)化提供了原材料③生物進(jìn)化是以某一具體的生物個(gè)體的進(jìn)化來(lái)進(jìn)行的④自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進(jìn)化的方向A.①②④ B.①②③ C.②③④ D.①③④答案A解析現(xiàn)代進(jìn)化理論認(rèn)為種群是生物進(jìn)化的基本單位,①正確;可遺傳變異包括基因突變、基因重組和染色體變異,可以為生物進(jìn)化提供原材料,②正確;生物進(jìn)化的基本單位是種群,而不是個(gè)體,③錯(cuò)誤;自然選擇決定生物進(jìn)化的方向,生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的定向改變,④正確。綜上所述,正確的是①②④,故選A項(xiàng)。7.下列不能體現(xiàn)生物正在進(jìn)化的是()A.雜合高莖豌豆通過(guò)連續(xù)自交導(dǎo)致后代純合子頻率越來(lái)越高B.雜交育種通過(guò)不斷地自交、篩選和淘汰使得純合矮稈抗病小麥比例越來(lái)越高C.在黑褐色環(huán)境背景下,黑色樺尺蛾被保留,淺色樺尺蛾被淘汰D.青霉菌通過(guò)輻射誘變和選擇保留高產(chǎn)量的青霉素菌株答案A解析雜合高莖豌豆通過(guò)連續(xù)自交導(dǎo)致后代純合子頻率越來(lái)越高,但相關(guān)的基因頻率沒(méi)有改變,不能體現(xiàn)生物正在進(jìn)化,A項(xiàng)符合題意;“雜交育種通過(guò)不斷地自交、篩選和淘汰使得純合矮稈抗病小麥比例越來(lái)越高”“青霉菌通過(guò)輻射誘變和選擇保留高產(chǎn)量的青霉素菌株”,都是在人工選擇下,導(dǎo)致種群的基因頻率發(fā)生改變,這能體現(xiàn)生物正在進(jìn)化,B、D兩項(xiàng)不符合題意;在黑褐色環(huán)境背景下,黑色樺尺蛾被保留,淺色樺尺蛾被淘汰,這是自然選擇導(dǎo)致種群的基因頻率發(fā)生改變的結(jié)果,能體現(xiàn)生物正在進(jìn)化,C項(xiàng)不符合題意。8.某植物種群中,AA個(gè)體占16%,aa個(gè)體占36%,該種群隨機(jī)交配產(chǎn)生的后代中AA基因型頻率、A基因頻率和自交產(chǎn)生的后代中AA基因型頻率、A基因頻率的變化依次為()A.增大、不變、不變、不變B.不變、增大、增大、不變C.不變、不變、增大、不變D.不變、不變、不變、增大答案C解析根據(jù)題意分析,已知AA=16%,aa=36%,則Aa=1-16%-36%=48%,A基因頻率=16%+1/2×48%=40%,a基因頻率=36%+1/2×48%=60%。若隨機(jī)交配,后代的基因型頻率為:AA=40%×40%=16%,aa=60%×60%=36%,Aa=2×40%×60%=48%;若自交,后代的基因型頻率為:AA=16%+48%×1/4=28%,aa=36%+48%×1/4=48%,Aa=48%×1/2=24%,自交后代的基因頻率是:A=28%+24%×1/2=40%,a=48%+24%×1/2=60%。因此該種群隨機(jī)交配產(chǎn)生的后代中AA基因型頻率、A基因頻率和自交產(chǎn)生的后代中AA基因型頻率、A基因頻率的變化依次為不變、不變、增大、不變。9.最新《自然》載文:科研人員從一種溶桿菌屬的細(xì)菌中提取了一種新型抗生素(LysocinE),它能對(duì)抗常見(jiàn)抗生素?zé)o法對(duì)付的超級(jí)細(xì)菌——耐甲氧西林金黃色葡萄球菌。下列相關(guān)敘述正確的是()A.超級(jí)細(xì)菌——耐甲氧西林金黃色葡萄球菌的抗藥性變異來(lái)源于突變或基因重組B.按照現(xiàn)代進(jìn)化理論解釋超級(jí)細(xì)菌形成的實(shí)質(zhì)是,自然選擇使耐藥性變異菌株定向積累的結(jié)果C.“耐甲氧西林金黃色葡萄球菌”這一超級(jí)細(xì)菌的形成意味著該種群一定發(fā)生了進(jìn)化D.使用新型抗生素(LysocinE)會(huì)使耐甲氧西林金黃色葡萄球菌種群消亡答案C解析耐甲氧西林金黃色葡萄球菌是原核生物,細(xì)胞中沒(méi)有染色體,不進(jìn)行有性生殖,所以可遺傳變異的來(lái)源是基因突變,沒(méi)有基因重組與染色體變異,A項(xiàng)錯(cuò)誤;超級(jí)細(xì)菌形成的實(shí)質(zhì)是,種群基因頻率的改變,B項(xiàng)錯(cuò)誤;“耐甲氧西林金黃色葡萄球菌”這一超級(jí)細(xì)菌的形成是原有種群的基因頻率發(fā)生了定向的改變,該種群一定發(fā)生了進(jìn)化,C項(xiàng)正確;使用新型抗生素(LysocinE)會(huì)使耐甲氧西林金黃色葡萄球菌種群的基因頻率發(fā)生定向改變,并不一定使其消亡,D項(xiàng)錯(cuò)誤。10.回答下列有關(guān)生物進(jìn)化的問(wèn)題。圖1(1)圖1表示某小島上蜥蜴進(jìn)化的基本過(guò)程,X、Y、Z表示生物進(jìn)化的基本環(huán)節(jié)。X、Y分別是、。

(2)該小島上的蜥蜴原種由許多個(gè)體組成,這些個(gè)體的總和稱(chēng)為,這是生物進(jìn)化的。

(3)小島上生存的所有蜥蜴?zhèn)€體含有的全部基因,稱(chēng)為蜥蜴的。

(4)小島上蜥蜴原種的腳趾逐漸出現(xiàn)兩種性狀,W代表蜥蜴腳趾的分趾基因;w代表聯(lián)趾(趾間有蹼)基因。圖2表示這兩種性狀比例變化的過(guò)程。圖2①由于蜥蜴過(guò)度繁殖,導(dǎo)致加劇。

②小島上食物短缺,聯(lián)趾蜥蜴數(shù)量比例反而逐漸上升,其原因可能是

。

③圖2所示的過(guò)程說(shuō)明,自然環(huán)境的變化引起不同性狀蜥蜴的比例發(fā)生變化,其本質(zhì)是蜥蜴群體內(nèi)的發(fā)生了改變。

答案(1)變異自然選擇(2)種群基本單位(3)基因庫(kù)(4)①生存斗爭(zhēng)②聯(lián)趾個(gè)體趾間有蹼,適于游泳,可以從水中獲取食物。因此,在島上食物短缺時(shí),聯(lián)趾個(gè)體的生存和繁殖機(jī)會(huì)較多(合理即可)③基因頻率解析(1)由圖可知,X表示變異,Y表示自然選擇。(2)小島上蜥蜴原種個(gè)體總和構(gòu)成一個(gè)種群,種群是生物進(jìn)化的基本單位。(3)小島上生存的所有蜥蜴?zhèn)€體含有的全部基因稱(chēng)為小島上該蜥蜴種群的基因庫(kù)。(4)蜥蜴的過(guò)度繁殖導(dǎo)致生存斗爭(zhēng)加劇,使小島上食物短缺,而聯(lián)趾蜥蜴能游泳,可以獲取更多食物,更好地適應(yīng)環(huán)境,數(shù)量比例就會(huì)逐漸增加,這種變化的本質(zhì)是種群基因頻率的變化。等級(jí)考提升練11.(多選)家蠅對(duì)擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)殺蟲(chóng)劑產(chǎn)生抗性的原因是神經(jīng)細(xì)胞膜上某通道蛋白中的一個(gè)亮氨酸替換為苯丙氨酸。下表是對(duì)某市不同地區(qū)家蠅種群的敏感性和抗性基因型頻率調(diào)查分析的結(jié)果。家蠅種群來(lái)源敏感性純合子/%抗性雜合子/%抗性純合子/%甲地區(qū)78202乙地區(qū)64324丙地區(qū)84151下列敘述正確的是()A.上述通道蛋白中氨基酸的改變是基因堿基對(duì)缺失的結(jié)果B.甲地區(qū)家蠅種群中抗性基因頻率為12%C.比較三地區(qū)抗性基因頻率可知乙地區(qū)抗性基因突變率最高D.丙地區(qū)敏感性基因頻率高是自然選擇的結(jié)果答案BD解析家蠅神經(jīng)細(xì)胞膜上通道蛋白中氨基酸的改變是基因堿基對(duì)替換的結(jié)果;甲地區(qū)家蠅種群中抗性基因的頻率為2%+1/2×20%=12%;比較三地區(qū)抗性基因頻率不能推斷出抗性基因突變率的大小關(guān)系;自然選擇可以使基因頻率發(fā)生定向改變,因此丙地區(qū)敏感性基因頻率高是自然選擇的結(jié)果。12.(多選)假設(shè)羊的毛色遺傳由一對(duì)基因控制,黑色(B)對(duì)白色(b)為顯性。一個(gè)隨機(jī)交配多代的羊群中,白毛和黑毛的基因頻率各占一半,現(xiàn)需對(duì)羊群進(jìn)行人工選擇,逐代淘汰白色個(gè)體。下列說(shuō)法不正確的是()A.淘汰前,該羊群中黑色個(gè)體數(shù)量與白色個(gè)體數(shù)量相等B.淘汰前,隨著交配代數(shù)增加,羊群中純合子的比例增加C.白色羊至少要淘汰2代,才能使b基因頻率下降到25%D.隨著淘汰代數(shù)的增加,羊群中B基因頻率和Bb基因型頻率均逐漸增加答案ABD解析據(jù)題意可知,B的基因頻率=b的基因頻率=0.5,由于羊群是隨機(jī)交配多代,則bb的基因型頻率=0.5×0.5=0.25,則B_的基因型頻率=1-0.25=0.75,即淘汰前,該羊群中黑色個(gè)體數(shù)量占75%,白色個(gè)體數(shù)量占25%,二者數(shù)量不相等,A項(xiàng)錯(cuò)誤;淘汰前,雜合子(Bb)所占比例=2×0.5×0.5=0.5,純合子占1-0.5=0.5=50%,淘汰前,不管隨機(jī)交配多少代,羊群中純合子的比例始終為50%,B項(xiàng)錯(cuò)誤;沒(méi)有淘汰前,B的基因頻率=1/2,b的基因頻率=1/2,BB的基因型頻率為1/2×1/2=1/4,Bb的基因型頻率=2×1/2×1/2=1/2,bb的基因型頻率為1/2×1/2=1/4。淘汰白色個(gè)體,可知BB的基因型頻率=1/3,Bb的基因型頻率為2/3,則B的基因頻率為2/3,b的基因頻率為1/3。黑色個(gè)體隨機(jī)交配,下一代BB的基因型頻率為2/3×2/3=4/9,Bb的基因型頻率為2×2/3×1/3=4/9,bb的基因型頻率=1/3×1/3=1/9,淘汰白色個(gè)體可求出Bb的基因型頻率為1/2,B的基因頻率=3/4,b的基因頻率=1/4。黑色個(gè)體隨機(jī)交配可知,下一代BB的基因型頻率為3/4×3/4=9/16,Bb的基因型頻率為6/16,bb的基因型頻率為1/16,淘汰白色個(gè)體,可知Bb的基因型頻率=2/5,進(jìn)一步可求出B的基因頻率=4/5,由上述分析可知,隨著淘汰代數(shù)的增加,B基因頻率的變化為1/2→2/3→3/4→4/5,即B的基因頻率逐漸增加,Bb的基因型頻率的變化為1/2→2/3→1/2→2/5,即Bb的基因型頻率不是逐代增加的,且白色羊至少要淘汰2代,才能使b基因頻率下降到25%,C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。13.不同基因型的褐鼠對(duì)滅鼠靈藥物的抗性及對(duì)維生素K的依賴(lài)性(即需要從外界環(huán)境中獲取維生素K才能維持正常的生命活動(dòng))的表型如下表。若對(duì)環(huán)境中維生素K含量不足的褐鼠種群長(zhǎng)期連續(xù)使用滅鼠靈進(jìn)行處理,則褐鼠種群中()基因型rrRrRR對(duì)滅鼠靈的抗性敏感抗性抗性對(duì)維生素K的依賴(lài)性無(wú)中度高度A.基因r的頻率最終下降至0B.抗性個(gè)體RR∶Rr=1∶1C.RR個(gè)體數(shù)量增加,rr個(gè)體數(shù)量減少D.絕大多數(shù)抗性個(gè)體的基因型為Rr答案D解析根據(jù)題意推測(cè),對(duì)環(huán)境中維生素K含量不足的褐鼠種群長(zhǎng)期連續(xù)使用滅鼠靈進(jìn)行處理,會(huì)有基因型為Rr的個(gè)體活著,所以基因r的頻率不可能下降至0,A項(xiàng)錯(cuò)誤;RR個(gè)體對(duì)維生素K依賴(lài)性是高度,而rr個(gè)體對(duì)滅鼠靈敏感,所以RR和rr個(gè)體數(shù)量都在減少,存活的個(gè)體中絕大多數(shù)個(gè)體的基因型為Rr,B、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。14.請(qǐng)根據(jù)以下不同情況,回答下列有關(guān)變異與生物進(jìn)化的問(wèn)題。(1)在染色體數(shù)目變異中,既可發(fā)生以染色體組為單位的變異,也可發(fā)生以(填“基因”或“染色體”)為單位的變異。染色體變異不同于基因突變之處有①染色體變異涉及的堿基對(duì)的數(shù)目比基因突變的多,②

(從觀(guān)察或?qū)π誀钣绊懙慕嵌瓤紤])。(2)某動(dòng)物種群中,基因型為AA、Aa和aa的個(gè)體依次占25%、50%和25%。若該種群中基因型為aa的個(gè)體沒(méi)有繁殖能力,其他個(gè)體間可以隨機(jī)交配,理論上,下一代中AA∶Aa∶aa=。

(3)果蠅的隱性突變基因a純合時(shí)雌蠅不育(無(wú)生殖能力),但雄蠅無(wú)影響。一對(duì)基因型為Aa的果蠅交配產(chǎn)生子一代,子一代隨機(jī)交配產(chǎn)生子二代。子二代與子一代相比,A的基因頻率(填“增大”“減小”或“不變”)。

(4)假設(shè)某果蠅種群中雌雄個(gè)體數(shù)目相等,且種群中只有Aa一種基因型。若該果蠅種群隨機(jī)交配的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是第一代中有Aa和aa兩種基因型,且比例為2∶1,則對(duì)該結(jié)果最合理的解釋是。根據(jù)這一解釋,第一代再隨機(jī)交配,第二代中所有個(gè)體的基因型及比例應(yīng)為。

答案(1)染色體染色體變異可以通過(guò)顯微鏡觀(guān)察到,基因突變則不能(或染色體變異對(duì)性狀的影響通常大于基因突變)(2)4∶4∶1(3)增大(4)A基因純合致死Aa∶aa=1∶1解析(1)在染色體數(shù)目變異中,既可發(fā)生以染色體組為單位的變異,也可發(fā)生以個(gè)別染色體為單位的變異,基因突變是基因中個(gè)別堿基對(duì)的變化,不會(huì)引起基因數(shù)目和排列順序的變化,染色體變異涉及的堿基對(duì)數(shù)目變化多,會(huì)引起基因數(shù)目和排列順序的變化,對(duì)性狀的影響較大,染色體變異在顯微鏡下可以觀(guān)察到,而基因突變不能。(2)AA、Aa和aa基因型的個(gè)體依次占25%、50%、25%。若該種群中的aa個(gè)體沒(méi)有繁殖能力,則具有繁殖能力的個(gè)體中,AA占1/3,Aa占2/3;因此A的基因頻率為1/3+2/3×1/2=2/3,a的基因頻率為1/3,后代中AA的基因型頻率為2/3×2/3=4/9,Aa為2×1/3×2/3=4/9,aa為1/3×1/3=1/9,下一代中AA∶Aa∶aa=4∶4∶1。(3)按照分離定律,一對(duì)基因型為Aa的果蠅交配產(chǎn)生的后代的基因型及比例是AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,子一代雄性個(gè)體都是可育的,產(chǎn)生的雄配子的類(lèi)型及比例是A∶a=1∶1,雌性個(gè)體aa不育,因此產(chǎn)生的卵細(xì)胞的基因型及比例是A∶a=2∶1,子一代自由交配得到的子二代的基因型是AA∶Aa∶aa=2∶3∶1,子二代A的基因頻率是2/6+1/2×3/6=7/12,子二代與子一代相比,A的基因頻率增大。(4)如果只有一種基因型Aa的果蠅種群隨機(jī)交配的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是子一代中只有Aa和aa兩種基因型,且比例為2∶1,說(shuō)明存在顯性純合致死效應(yīng)(或A基因純合致死或AA致死或A顯性基因純合致死);根據(jù)這一解釋,第一代中產(chǎn)生的配子的基因型及比例關(guān)系是A∶a=1∶2,第一代再隨機(jī)交配,第二代中Aa=2×1/3×2/3=4/9,aa=2/3×2/3=4/9,所以第二代中Aa和aa基因型個(gè)體數(shù)量的比例應(yīng)為1∶1。15.某中學(xué)生物學(xué)研究小組為探究人工選擇對(duì)種群基因頻率的影響,選用純種長(zhǎng)翅果蠅和殘