6.4 协同进化与生物多样性的形成 学生版+教师版(含解析) 2024-2025人教版2019 高中生物学必修2
第4节 协同进化与生物多样性的形成
1.2023年7月,某科研团队在南昆山自然保护区发现新物种——广东溪蟾。该物种体型小巧,与哀牢溪蟾并列蟾蜍属,为该属已知最小物种,是蟾蜍属内单系群中一支独立的谱系,与所有己知蟾蜍亲缘关系相距甚远。以下说法错误的是( )
A.该发现丰富了南昆山的生物多样性
B.人工选择在广东溪蟾形成过程中起主导作用
C.该物种的发现丰富了蟾蜍进化谱系研究
D.广东溪蟾与哀牢溪蟾之间存在生殖隔离
2.狼和犬都是犬科动物,东亚灰狼经过长期驯化,慢慢形成了广西猎犬、立耳沙皮、大头狗、板凳狗等众多中华田园犬品种。下列有关说法错误的是( )
A.人类驯化使得中华田园犬发生突变和基因重组
B.在驯化东亚灰狼的过程中,基因频率发生了定向改变
C.中华田园犬各品种的不同是人工选择的结果
D.中华田园犬多个品种的形成增加了生物多样性
3.达尔文发现加拉帕戈斯群岛上生活着13种地雀,这些地雀的喙差别很大。DNA分析证实,约一百万年前,这些地雀的共同祖先从南美大陆迁徙至此,形成了不同岛上的初始种群。根据以上资料,下列相关叙述错误的是( )
A.地雀喙的形状差异是长期协同进化的结果
B.地雀喙形态与结构的改变标志着新物种的形成
C.岛上不同地雀种群之间其基因库是不同的
D.地雀喙的形状与其生活习性及捕食结构有关
4.植物受病原体侵染时,会释放一种十八肽的信号分子——系统素,在植物防卫反应中起重要的作用。下列说法正确的是( )
A.植物系统素和叶绿素的元素组成完全相同
B.系统素与病原体直接结合,破坏病原体结构
C.植物的防卫反应是不同物种之间协同进化的结果
D.系统素和人类抗体都体现了蛋白质的免疫功能
5.具有长喙的双翅目虻科昆虫——长喙虻,是喜马拉雅地区的象牙参唯一的有效传粉者。同一种群中花冠管较长的象牙参,其柱头上落置的花粉数量较多,喙长较长的长喙虻获取的花蜜也较多。长喙虻对象牙参的专一传粉介导了传粉者对花冠管长度的选择,花冠管的长度又对传粉者的喙长施加了选择压力。下列有关叙述错误的是( )
A.不同生物的同种蛋白质中氨基酸序列差异是研究生物进化的最直接证据
B.长喙虻种群中,控制喙长性状的基因频率增加是自然选择的结果
C.象牙参的突变和基因重组可为象牙参的进化提供丰富的原材料
D.象牙参与其传粉者长喙虻之间的相互选择体现了协同进化
6.叶蜡属于竹节虫目叶蜥科,是昆虫界中的拟态大师,其虫体上有明显的“叶脉”,与其所处环境中的植株叶片极其相似。有的叶 可以模仿新鲜的绿叶,有的叶 可以模仿干枯的叶子,有的叶蟾甚至还可以模仿出叶片被虫啃咬或病斑的样子。叶蜂爬行时像是树叶在随风晃动,可以说是人类目前发现的最能伪装的昆虫。下列相关叙述正确的是( )
A.叶蟾的适应性特征是长期与其天敌协同进化的结果
B.自然界中各种叶蜂的所有基因共同构成了叶蜂的基因库
C.研究叶蜥和竹节虫体内特定的蛋白质分子,可判断二者亲缘关系的远近
D.叶蝽伪装成不同状态的树叶可减弱自然选择对叶蜥基因型的直接作用
7.生物多样性主要包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。下列生命形式的诞生过程中,遗传多样性和物种多样性都可能增加的是( )
A.狮与虎交配产生狮虎兽
B.生活在加拉帕戈斯群岛上的13种地雀的形成
C.利用多倍体育种技术培育出三倍体无子西瓜
D.利用杂交育种技术培育出高产抗病小麦
8.人类活动使加拿大盘羊的生境破碎化,大片连续的生境面积减小且被分割为多个大小不同的隔离片段,会形成无法保证物种长期生存的小种群。这些小种群除面临资源限制,还会因近亲繁殖导致种群消失。下列关于加拿大盘羊种群叙述错误的是( )
A.生境破碎化会降低种群的环境容纳量
B.生境破碎化会阻碍种群的迁入和迁出
C.小种群的消失是因为种群的死亡率大于出生率
D.从大种群随机选择部分个体到小种群可以避免近亲繁殖
9.传粉昆虫访问一朵花后,飞向另一朵花,当其接近花冠口后随即飞离,被视为访花偏好。研究者对毛地黄鼠尾草传粉者访花偏好进行了观测,结果如下图。下列说法错误的是( )
A.传粉者对冠口宽的偏好差异株内大于株间
B.不同类型的花需产生定向突变以适应传粉者
C.传粉者访花偏好可能与传粉者记忆能力有关
D.花结构的多样性是自然选择后不断积累的结果
10.油菜花色是油菜最令人赏心悦目的表型特征。研究人员培育了桔色、紫色、白色等花色的油菜品种。用不同花色油菜品种构建景观,可增加观赏价值,助力“乡村振兴”。下列叙述错误的是( )
A.各种花色的油菜品种间没有生殖隔离
B.油菜中控制花色的基因具有遗传多样性
C.油菜花色由基因决定,不受其他因素的影响
D.诱变处理油菜种子有望获得更多其他花色的油菜品种
11.研究人员对北方淡色库蚊和南方致倦库蚊施以相同浓度的敌敌畏糖醋液,北方淡色库蚊死亡率为100%,南方致倦库蚊死亡率为30.7%。对敌敌畏的靶标基因M进行比对,发现南方致倦库蚊种群中M有M1、M2、M3三种等位基因。下列说法正确的是( )
A.北方淡色库蚊和南方致倦库蚊存在生殖隔离,不能进行基因交流
B.南方致倦库蚊抗敌敌畏的根本原因是基因突变,敌敌畏对基因进行了选择
C.停止使用敌敌畏糖醋液后,南方致倦库蚊种群的抗药性基因频率持续上升
D.库蚊种群抗药性的形成不利于维持种群繁衍,不利于共同进化
12.茶树在3000万年前曾发生全基因组重复事件(WGD),WGD 后的植株通过保留、丢失和修饰基因等途径,快速重建二倍体遗传。下图为我国科学家对现存茶树基因组甲基化数据进行检测的部分结果,下列推测错误的是( )
A.据图1可知,碱基序列的高度甲基化使基因的转录水平下调
B.据图2可知,低温胁迫可使茶树植株的抗冻能力增强
C.全基因组重复的最可能原因是茶树发生了染色体数目变异
D.WGD的发生为生物进化提供了遗传材料
13.A地三色堇主要依靠B地昆虫传粉, 在20年中, A地的三色堇花朵小了10%, 花蜜产量减少20%, 自花授粉的比例增加了25%, 传粉昆虫造访减少, 同时期B地的昆虫也在大量减少。下列相关叙述不正确的是( )
A.三色堇和传粉昆虫间可能存在协同进化
B.A 地三色堇发生的变化是自然选择的结果
C.三色堇中与自花授粉有关基因的频率升高
D.自花授粉有利于增加三色堇的遗传多样性
14.某种植物的花色由水溶性的花青素和类胡萝卜素共同决定,花青素使花呈现粉色,类胡萝卜素使花呈现黄色,两种色素均存在时花呈现红色,均不存在时花呈现白色,花色遗传机制如下图所示。研究发现,不同花色的花能吸引特定的传粉动物。下列有关叙述错误的是( )
A.推测花青素储存于液泡中
B.不同颜色的花与不同传粉动物间协同进化
C.基因P和R2均控制花色,因此互为等位基因
D.Y片段转录出的小干扰RNA参与翻译水平上的调控
15.高粱条螟的体色有黄色和白色两种,其低龄幼虫在高粱心叶内蛀食叶肉,致使叶片只剩表皮、呈窗户纸状,龄期增大则会蛀入茎内取食,使高粱形成枯心状,茎秆易折。科研人员研究了虫螨腈喷洒次数对高粱条螟的杀灭效果,结果如图。下列分析正确的是( )
A.不同体色高粱条螟的存在,丰富了生物的物种多样性
B.由图可知,初次喷洒虫螨腈诱发高粱条螟发生了抗药性变异
C.高粱条螟种群的基因型频率改变必然导致基因频率改变
D.为减弱高粱条螟种群的抗药性,可将高粱种植区间隔分为喷农药区和不喷农药区
16.一种名叫“中地雀”的鸟主要以吃种子为生,它用喙把种子咬啐。生态学家曾对某个岛上中地雀种群的进化进行了研究,得到了如图所示的曲线。回答下列问题:
(1)中地雀种群中包含多种基因型的个体,共同维持着种群的基因库,一个种群的基因库是指 。
(2)种子的数量(种子多度)会随着植物的枯萎和死亡而猛然下降。剩下的种子通常是最硬的,很难咬碎,在种子产量高的时期,中地雀都不去吃它,然而在种子匮乏时,中地雀没有了选择余地,只能尝试着把坚硬的种子咬碎。中地雀的数量从1975年的大约1400只减少到了1977年的大约200只。据图分析,引起这段时间中地雀种群数量下降的直接原因是 。
(3)种子的平均硬度随着干旱程度和软种子的消耗而增加,喙较大的中地雀因具有较大的咬力能咬碎更大的种子,因而能更好地生存下去,这是中地雀和为其提供食物的植物 的结果。在1976和1978年间,存活的中地雀喙的平均大小 (填“增加”“降低”或“不变”),推测该类中地雀后代数量比例 (填“上升”“下降”或“不变”)。从自然选择和进化的角度分析,出现这种现象的原因是 。
(4)假定控制中地雀喙大小的基因用R、r表示,R控制大喙,r控制小喙,从种群遗传水平分析,在1976~1978年间,中地雀种群中R、r基因频率发生的变化分别是 。
(5)研究表明,到1983年气候极湿润时,小种子的产量丰富,而喙较小的中地雀取食小种子的效率更高,能更好地生存,产生的后代也比喙较大的中地雀多。由此推测,这种条件下,中地雀种群的喙平均大小的变化趋势是 ,由此说明生物的适应性是由 决定的。第4节 协同进化与生物多样性的形成
1.2023年7月,某科研团队在南昆山自然保护区发现新物种——广东溪蟾。该物种体型小巧,与哀牢溪蟾并列蟾蜍属,为该属已知最小物种,是蟾蜍属内单系群中一支独立的谱系,与所有己知蟾蜍亲缘关系相距甚远。以下说法错误的是( )
A.该发现丰富了南昆山的生物多样性
B.人工选择在广东溪蟾形成过程中起主导作用
C.该物种的发现丰富了蟾蜍进化谱系研究
D.广东溪蟾与哀牢溪蟾之间存在生殖隔离
【答案】B
【分析】现代生物进化理论的基本观点: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;突变和基因重组产生生物进化的原材料;自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向;隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、新物种广东溪蟾的发现,丰富了南昆山的生物多样性,A正确;
B、广东溪蟾生活在野外,自然选择在广东溪蟾形成过程中起主导作用,B错误;
C、广东溪蟾与哀牢溪蟾并列蟾蜍属,为该属已知最小物种,是蟾蜍属内单系群中一支独立的谱系,与所有己知蟾蜍亲缘关系相距甚远,广东溪蟾的发现丰富了蟾蜍进化谱系研究,C正确;
D、广东溪蟾体型小巧,与哀牢溪蟾并列蟾蜍属,为该属已知最小物种,是蟾蜍属内单系群中一支独立的谱系,与所有己知蟾蜍亲缘关系相距甚远,可推测广东溪蟾与哀牢溪蟾之间存在生殖隔离,D正确。
故选B。
2.狼和犬都是犬科动物,东亚灰狼经过长期驯化,慢慢形成了广西猎犬、立耳沙皮、大头狗、板凳狗等众多中华田园犬品种。下列有关说法错误的是( )
A.人类驯化使得中华田园犬发生突变和基因重组
B.在驯化东亚灰狼的过程中,基因频率发生了定向改变
C.中华田园犬各品种的不同是人工选择的结果
D.中华田园犬多个品种的形成增加了生物多样性
【答案】A
【分析】现代生物进化理论的内容:种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质是种群基因频率的改变。突变和基因重组,自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种形成。在生物进化过程中,突变和基因重组产生生物进化的原材料,自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向,隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、突变是不定向的,人类驯化不能使中华田园犬发生突变,A错误;
B、在驯化东亚灰狼的过程中,由于人类的选择使基因频率发生了定向改变,B正确;
C、中华田园犬各品种的不同是人工选择的结果,C正确;
D、生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性,中华田园犬多个品种的形成增加了遗传多样性,使生物多样性增加,D正确。
故选A。
3.达尔文发现加拉帕戈斯群岛上生活着13种地雀,这些地雀的喙差别很大。DNA分析证实,约一百万年前,这些地雀的共同祖先从南美大陆迁徙至此,形成了不同岛上的初始种群。根据以上资料,下列相关叙述错误的是( )
A.地雀喙的形状差异是长期协同进化的结果
B.地雀喙形态与结构的改变标志着新物种的形成
C.岛上不同地雀种群之间其基因库是不同的
D.地雀喙的形状与其生活习性及捕食结构有关
【答案】B
【分析】种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质是种群基因频率的改变;突变和基因重组,自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种形成,在这个过程中,突变和基因重组产生生物进化的原材料,自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向,隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、地雀喙的形状的差异是长期协同进化过程中自然选择的结果,A正确;
B、生殖隔离的产生是新物种形成的标志,B错误;
C、岛上不同的地雀种群之间不能进行基因交流,其基因库是不同的,C正确;
D、生物形态结构与其生活习性相适应,地雀喙的形状与其生活习性及捕食结构有关,D正确。
故选B。
4.植物受病原体侵染时,会释放一种十八肽的信号分子——系统素,在植物防卫反应中起重要的作用。下列说法正确的是( )
A.植物系统素和叶绿素的元素组成完全相同
B.系统素与病原体直接结合,破坏病原体结构
C.植物的防卫反应是不同物种之间协同进化的结果
D.系统素和人类抗体都体现了蛋白质的免疫功能
【答案】C
【分析】叶绿素含有C、H、O、N、Mg等元素,蛋白质或多肽含有C、H、O、N等元素。
【详解】A、植物系统素是一种十八肽的信号分子,含有C、H、O、N等元素,叶绿素含有C、H、O、N、Mg等元素,A错误;
B、系统素是一种十八肽的信号分子,在植物防卫反应中起重要的作用,但不与病原体结合,B错误;
C、植物的防卫反应是不同物种之间协同进化的结果,C正确;
D、系统素是一种十八肽的信号分子,在植物防卫反应中起重要的作用,不体现蛋白质的免疫功能,D错误。
故选D。
5.具有长喙的双翅目虻科昆虫——长喙虻,是喜马拉雅地区的象牙参唯一的有效传粉者。同一种群中花冠管较长的象牙参,其柱头上落置的花粉数量较多,喙长较长的长喙虻获取的花蜜也较多。长喙虻对象牙参的专一传粉介导了传粉者对花冠管长度的选择,花冠管的长度又对传粉者的喙长施加了选择压力。下列有关叙述错误的是( )
A.不同生物的同种蛋白质中氨基酸序列差异是研究生物进化的最直接证据
B.长喙虻种群中,控制喙长性状的基因频率增加是自然选择的结果
C.象牙参的突变和基因重组可为象牙参的进化提供丰富的原材料
D.象牙参与其传粉者长喙虻之间的相互选择体现了协同进化
【答案】A
【分析】以自然选择学说为核心的现代生物进化理论对自然界的生命史作出了科学的解释:适应是自然选择的结果;种群是生物进化的基本单位;突变和基因重组提供进化的原材料,自然选择导致种群基因频率的定向改变,进而通过隔离形成新的物种;生物进化的过程实际上是生物与生物、 生物与无机环境协同进化的过程;生物多样性是协同进化的结果。
【详解】A、化石是研究生物进化最直接、最重要的证据,A错误;
B、自然选择导致种群基因频率定向改变,长喙虻种群中,控制喙长性状的基因频率增加是因为喙长性状更适应环境而被保留下来,是自然选择的结果,B正确;
C、突变和基因重组提供进化的原材料是现代生物进化理论的内容之一,C正确;
D、长喙虻影响象牙参花冠管的长度,象牙参花冠管的长度又影响长喙虻的喙长,二者在相互影响下不断发展,体现了协同进化,D正确。
故选A。
6.叶蜡属于竹节虫目叶蜥科,是昆虫界中的拟态大师,其虫体上有明显的“叶脉”,与其所处环境中的植株叶片极其相似。有的叶 可以模仿新鲜的绿叶,有的叶 可以模仿干枯的叶子,有的叶蟾甚至还可以模仿出叶片被虫啃咬或病斑的样子。叶蜂爬行时像是树叶在随风晃动,可以说是人类目前发现的最能伪装的昆虫。下列相关叙述正确的是( )
A.叶蟾的适应性特征是长期与其天敌协同进化的结果
B.自然界中各种叶蜂的所有基因共同构成了叶蜂的基因库
C.研究叶蜥和竹节虫体内特定的蛋白质分子,可判断二者亲缘关系的远近
D.叶蝽伪装成不同状态的树叶可减弱自然选择对叶蜥基因型的直接作用
【答案】C
【分析】现代生物进化理论:适应是自然选择的结果;种群是生物进化的单位;突变和基因重组提供进化的原材料,自然选择导致种群基因频率的定向改变,进而通过隔离形成新的物种;生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程;生物多样性是协同进化的结果。
【详解】A、叶蟾的适应性特征是长期与其天敌、无机环境协同进化的结果,A错误;
B、自然界中某种叶蜂的全部个体所含有的全部基因共同构成了该叶蜂种群的基因库,B错误;
C、蛋白质具有物种的特异性,研究叶蜥和竹节虫体内特定的蛋白质分子,可判断二者亲缘关系的远近,C正确;
D、自然选择对对叶蜥表现型起直接作用,D错误。
故选C。
7.生物多样性主要包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。下列生命形式的诞生过程中,遗传多样性和物种多样性都可能增加的是( )
A.狮与虎交配产生狮虎兽
B.生活在加拉帕戈斯群岛上的13种地雀的形成
C.利用多倍体育种技术培育出三倍体无子西瓜
D.利用杂交育种技术培育出高产抗病小麦
【答案】B
【分析】生物圈内所有的植物、动物和微生物等,它们所拥有的全部 基因,以及各种各样的生态系统,共同构成了生物多样性。生物多样性包括遗传多样性(基因多样性)、物种多样性和生态系统多样性。生物多样性的价值,科学家一般概括为以下几个方面:直接价值、间接价值以及目前人类尚不清楚的潜在价值。
生物多样性的丧失,已成为全球性生态环境问题之一。由于人类活动的范围和影响强度不断增大,物种灭绝的速度大大加快,许多生态系统遭到了干扰和破坏。 威胁野生物种生存的人类活动,主要是对野生物种生存环境的破坏和掠夺式利用等。
【详解】A、狮虎兽高度不育,无法使它们的基因有效扩散,并不能增加物种的多样性,A不符合题意;
B、生活在加拉帕戈斯群岛上的13种地雀的形成,说明通过地理隔离形成新物种,遗传多样性和物种多样性都增加,B符合题意;
C、利用多倍体育种技术培育出三倍体无子西瓜,三倍体西瓜联会紊乱,不能培育后代,因而并不能增加物种的多样性,C不符合题意;
D、利用杂交育种技术培育出高产抗病小麦,只是控制不同性状基因的重新组合,能增加遗传多样性,但不能增加物种多样性,D不符合题意。
故选B。
8.人类活动使加拿大盘羊的生境破碎化,大片连续的生境面积减小且被分割为多个大小不同的隔离片段,会形成无法保证物种长期生存的小种群。这些小种群除面临资源限制,还会因近亲繁殖导致种群消失。下列关于加拿大盘羊种群叙述错误的是( )
A.生境破碎化会降低种群的环境容纳量
B.生境破碎化会阻碍种群的迁入和迁出
C.小种群的消失是因为种群的死亡率大于出生率
D.从大种群随机选择部分个体到小种群可以避免近亲繁殖
【答案】C
【分析】生物多样性的丧失,已成为全球性生态环境问题之一。由于人类活动的范围和影响强度不断增大,物种灭绝的速度大大加快,许多生态系统遭到了干扰和破坏。 威胁野生物种生存的人类活动,主要是对野生物种生 存环境的破坏和掠夺式利用等。 人类活动对野生物种生存环境的破坏,主要表现为使得某些物种的栖息地丧失和碎片化。将森林砍伐或开垦为耕地,交通(高速公路、高速铁路)和水利(修建水坝) 设施、房地产工程项目的修建,都可能导致某些野生物种栖息地的丧失或者碎片化。
【详解】A、生境破碎化,加拿大盘羊种群的生存空间受到制约,导致该空间的环境容纳量下降,A正确;
B、生境的破碎化增加了生存于这类栖息地的动物种群的隔离,阻碍种群的迁入和迁出,限制了种群的基因交流,B正确;
C、小种群的消失是因为环境空间资源有限、动物近亲繁殖导致遗传多样性降低,不适应环境导致的,C错误;
D、从大种群随机选择部分个体到小种群,增加了遗传多样性,可以避免近亲繁殖,D正确。
故选C。
9.传粉昆虫访问一朵花后,飞向另一朵花,当其接近花冠口后随即飞离,被视为访花偏好。研究者对毛地黄鼠尾草传粉者访花偏好进行了观测,结果如下图。下列说法错误的是( )
A.传粉者对冠口宽的偏好差异株内大于株间
B.不同类型的花需产生定向突变以适应传粉者
C.传粉者访花偏好可能与传粉者记忆能力有关
D.花结构的多样性是自然选择后不断积累的结果
【答案】B
【分析】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,这就是协同进化。通过漫长的协同进化过程,地球上不仅出现了千姿百态的物种,丰富多彩的基因库,而且形成了多种多样的生态系统。
【详解】A、据图分析,株内访问花和未访花相差0.3mm,株间访问花和未访花相差0.1mm,可见传粉者对冠口宽的偏好差异株内大于株间,A正确;
B、突变是不定向的,所以花不能定向突变,B错误;
C、传粉昆虫访问一朵花后,飞向另一朵花,当其接近花冠口后随即飞离,可能与传粉者记忆能力有关,C正确;
D、花结构的多样性是自然选择后不断积累的结果,是花与传粉昆虫协同进化的结果,D正确。
故选B。
10.油菜花色是油菜最令人赏心悦目的表型特征。研究人员培育了桔色、紫色、白色等花色的油菜品种。用不同花色油菜品种构建景观,可增加观赏价值,助力“乡村振兴”。下列叙述错误的是( )
A.各种花色的油菜品种间没有生殖隔离
B.油菜中控制花色的基因具有遗传多样性
C.油菜花色由基因决定,不受其他因素的影响
D.诱变处理油菜种子有望获得更多其他花色的油菜品种
【答案】C
【分析】现代生物进化理论的基本观点: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;突变和基因重组产生生物进化的原材料;自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向;隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、同一种生物的不同个体之间存在着差异,因此各种化色的油菜品种间存在生殖隔离, A 正确;
B、油菜中控制花色的基因具有遗传多样性, B 正确;
C、油菜化色由基因决定,也受环境因素的影响, C 错误;
D、诱变处理油菜种子可能获得更多新奇的油菜品种, D 正确。
故选C。
11.研究人员对北方淡色库蚊和南方致倦库蚊施以相同浓度的敌敌畏糖醋液,北方淡色库蚊死亡率为100%,南方致倦库蚊死亡率为30.7%。对敌敌畏的靶标基因M进行比对,发现南方致倦库蚊种群中M有M1、M2、M3三种等位基因。下列说法正确的是( )
A.北方淡色库蚊和南方致倦库蚊存在生殖隔离,不能进行基因交流
B.南方致倦库蚊抗敌敌畏的根本原因是基因突变,敌敌畏对基因进行了选择
C.停止使用敌敌畏糖醋液后,南方致倦库蚊种群的抗药性基因频率持续上升
D.库蚊种群抗药性的形成不利于维持种群繁衍,不利于共同进化
【答案】B
【分析】现代生物进化理论的基本观点: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;突变和基因重组产生生物进化的原材料;自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向;隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、北方淡色库蚊和南方致倦库蚊存在地理隔离,但不一定存在生殖隔离,A错误;
B、M基因有M1、M2、M3三种等位基因(等位基因是基因突变的结果),这是南方致倦库蚊抗敌敌畏的根本原因,敌敌畏对抗药基因进行了选择,B正确;
C、停止使用敌敌畏糖醋液后,南方致倦库蚊种群中不抗药的个体易于生存并繁衍,可能抗药性基因频率会下降,C错误;
D、库蚊种群抗药性形成有利于种群在有药物的环境下存活,有利于维持种群繁衍,有利于共同进化,D错误。
故选B。
12.茶树在3000万年前曾发生全基因组重复事件(WGD),WGD 后的植株通过保留、丢失和修饰基因等途径,快速重建二倍体遗传。下图为我国科学家对现存茶树基因组甲基化数据进行检测的部分结果,下列推测错误的是( )
A.据图1可知,碱基序列的高度甲基化使基因的转录水平下调
B.据图2可知,低温胁迫可使茶树植株的抗冻能力增强
C.全基因组重复的最可能原因是茶树发生了染色体数目变异
D.WGD的发生为生物进化提供了遗传材料
【答案】A
【分析】生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,叫作表观遗传,例如DNA甲基化,构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等。
【详解】A、由图1可知,外显子的甲基化程度增大,基因表达水平也增加,碱基序列的高度甲基化使基因的转录水平上调,A错误;
B、由图2可知,低温胁迫时长增加,抗冻基因启动子甲基化程度降低,抗冻基因表达水平上升,低温胁迫可使茶树植株的抗冻能力增强,B正确;
C、全基因组重复事件是以基因为单位重复,很可能是由于染色体重复导致,属于染色体数目变异,C正确;
D、突变和基因重组提供进化的原材料,其中突变包括基因突变和染色体变异,WGD的发生很可能是染色体变异导致,D正确;
故选A。
13.A地三色堇主要依靠B地昆虫传粉, 在20年中, A地的三色堇花朵小了10%, 花蜜产量减少20%, 自花授粉的比例增加了25%, 传粉昆虫造访减少, 同时期B地的昆虫也在大量减少。下列相关叙述不正确的是( )
A.三色堇和传粉昆虫间可能存在协同进化
B.A 地三色堇发生的变化是自然选择的结果
C.三色堇中与自花授粉有关基因的频率升高
D.自花授粉有利于增加三色堇的遗传多样性
【答案】D
【分析】1、生物的多样性:生物圈内所有的植物、动物和微生物,它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统,共同构成了生物多样性。生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性;
2、协同进化: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,这就是协同进化。通过漫长的协同进化过程,地球上不仅出现了千姿百态的物种,而且形成了多种多样的环境;
3、现代生物进化理论的基本观点: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。突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种的形成。其中突变和基因重组产生生物进化的原材料,自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向,隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、虫媒花与传粉昆虫的相互适应性是协同进化的结果,A正确;
B、自然选择指生物在生存斗争中适者生存、 不适者被淘汰的现象,A地三色堇在20年间自花授粉的比例增加了25%,传粉昆虫造访减少,其发生的变化是自然选择的结果,B正 确;
C、经过自然选择,三色堇中与自花授粉有关基因的频率升高,C正确;
D、虽然自花授粉能产生种子,但不利于增加三色堇的遗传多样性,D错误。
故选D。
14.某种植物的花色由水溶性的花青素和类胡萝卜素共同决定,花青素使花呈现粉色,类胡萝卜素使花呈现黄色,两种色素均存在时花呈现红色,均不存在时花呈现白色,花色遗传机制如下图所示。研究发现,不同花色的花能吸引特定的传粉动物。下列有关叙述错误的是( )
A.推测花青素储存于液泡中
B.不同颜色的花与不同传粉动物间协同进化
C.基因P和R2均控制花色,因此互为等位基因
D.Y片段转录出的小干扰RNA参与翻译水平上的调控
【答案】C
【分析】1、RNA 是在细胞核中,通过RNA 聚合酶以 DNA 的一条链为模板合成的,这一过程叫作转录;游离在细胞质中的各种氨基酸,就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质,这一过程叫作翻译。
2、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,这就是协同进化。
【详解】A、水溶性的花青素通常储存于液泡中,A正确;
B、不同花色的花能吸引特定的传粉动物,可推知不同颜色的花与传粉动物间协同进化,B正确;
C、基因P、R2分别参与花青素、类胡萝卜素的合成过程,但基因位置未知,无法判断二者是否为等位基因,C错误;
D、由图可知,Y片段转录出的小干扰RNA可与R2-mRNA互补结合,进而影响R2-mRNA翻译成R2蛋白,因此Y片段转录出的小干扰RNA参与翻译水平上的调控,D正确。
故选C。
15.高粱条螟的体色有黄色和白色两种,其低龄幼虫在高粱心叶内蛀食叶肉,致使叶片只剩表皮、呈窗户纸状,龄期增大则会蛀入茎内取食,使高粱形成枯心状,茎秆易折。科研人员研究了虫螨腈喷洒次数对高粱条螟的杀灭效果,结果如图。下列分析正确的是( )
A.不同体色高粱条螟的存在,丰富了生物的物种多样性
B.由图可知,初次喷洒虫螨腈诱发高粱条螟发生了抗药性变异
C.高粱条螟种群的基因型频率改变必然导致基因频率改变
D.为减弱高粱条螟种群的抗药性,可将高粱种植区间隔分为喷农药区和不喷农药区
【答案】D
【分析】生物多样性:生物圈内所有的植物、动物和微生物,它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统,共同构成了生物多样性。生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。
【详解】A、不同体色高粱条螟属于同一物种,同体色高粱条螟的存在,不能丰富生物的物种多样性,A错误;
B、变异是不定向的,虫螨腈不会诱发高粱条螟发生抗药性变异,B错误;
C、基因频率是指某基因占其全部等位基因的比值,高粱条螟种群的基因型频率改变不一定导致基因频率改变,C错误;
D、将高粱种植区间隔分为喷农药区和不喷农药区,可减弱农药的选择作用,减弱高粱条螟种群的抗药性,D正确。
故选D。
16.一种名叫“中地雀”的鸟主要以吃种子为生,它用喙把种子咬啐。生态学家曾对某个岛上中地雀种群的进化进行了研究,得到了如图所示的曲线。回答下列问题:
(1)中地雀种群中包含多种基因型的个体,共同维持着种群的基因库,一个种群的基因库是指 。
(2)种子的数量(种子多度)会随着植物的枯萎和死亡而猛然下降。剩下的种子通常是最硬的,很难咬碎,在种子产量高的时期,中地雀都不去吃它,然而在种子匮乏时,中地雀没有了选择余地,只能尝试着把坚硬的种子咬碎。中地雀的数量从1975年的大约1400只减少到了1977年的大约200只。据图分析,引起这段时间中地雀种群数量下降的直接原因是 。
(3)种子的平均硬度随着干旱程度和软种子的消耗而增加,喙较大的中地雀因具有较大的咬力能咬碎更大的种子,因而能更好地生存下去,这是中地雀和为其提供食物的植物 的结果。在1976和1978年间,存活的中地雀喙的平均大小 (填“增加”“降低”或“不变”),推测该类中地雀后代数量比例 (填“上升”“下降”或“不变”)。从自然选择和进化的角度分析,出现这种现象的原因是 。
(4)假定控制中地雀喙大小的基因用R、r表示,R控制大喙,r控制小喙,从种群遗传水平分析,在1976~1978年间,中地雀种群中R、r基因频率发生的变化分别是 。
(5)研究表明,到1983年气候极湿润时,小种子的产量丰富,而喙较小的中地雀取食小种子的效率更高,能更好地生存,产生的后代也比喙较大的中地雀多。由此推测,这种条件下,中地雀种群的喙平均大小的变化趋势是 ,由此说明生物的适应性是由 决定的。
【答案】(1)种群中全部个体所含有的全部基因
(2)种子多度(数量)下降,种子硬度整体呈上升趋势(或食物减少)
(3) 协同进化 增加 上升 中地雀种群中存在喙大小程度不同的个体,当只剩下硬度大的种子时,只有喙大的中地雀能取食这些种子,从而在竞争中占据优势,并得以有机会繁衍后代
(4)R基因频率变大,r基因频率变小
(5) 喙的平均大小会降低 环境条件/自然选择
【分析】达尔文自然选择学说: (1)内容:过度繁殖、生 存斗争、遗传和变异、适者生存;(2) 联系:①过度繁殖是自然选择的前提,生存斗争是自然选择的手段和动力,遗传变异是自然选择的内因和基础,适者生存是自然选择的结果。②变异一般是不定向的,自然选择是定向的,决定生物进化的方向。
【详解】(1)一个种群的基因库是指的是种群中全部个体所含有的全部基因。
(2)分析题图可知,1975到1977年间种子多度(数量)下降,种子硬度整体呈上升趋势,所以中地雀因为食物不足而导致数量下降。
(3)种子的平均硬度随着干旱程度和软种子的消耗而增加,喙较大的中地雀因具有较大的咬力能咬碎更大的种子,因而能更好地生存下去,这是中地雀和为其提供食物的植物协同进化的结果;据图分析,在1976和1978年间,喙大小指数逐渐上升,说明存活的中地雀喙的平均大小逐渐增加;中地雀种群中存在喙大小程度不同的个体,当只剩下硬度大的种子时,只有喙大的中地雀能取食这些种子,从而在竞争中占据优势,并得以有机会繁衍后代,所以该类中地雀后代数量比例将上升。
(4)由③可知,在1976~1978年间喙大的中地雀的数量将逐渐增加,喙小的中地雀的数量将逐渐减少,因此RR和Rr基因型的个体数量将增多,而rr基因型的个体数量将减少,所以R基因频率将会变大,r基因频率将会变小。
(5)由题可知,到1983年气候极湿润时,小种子的产量丰富,喙较小的中地雀数量将会增多,而喙较大的中地雀的数量将会减少,所以中地雀种群的喙平均大小将会降低;据分析,当环境发生变化时,中地雀喙的平均大小也随之发生变化,说明生物的适应性是由环境条件决定的,是自然选择的结果。
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