第6章素养检测

一、刷速度

1.运用证据和逻辑进行推测是研究生物进化最有效的方法。下列有关进化证据的叙述错误的是(      )

A. 研究不同地层的古生物化石可以推测生物进化的路线,这是最直接的证据

B. 不同生物细胞色素 $ \mathrm{c} $ 的氨基酸序列存在差异,这否定了生物有共同的祖先

C. 人和黑猩猩的基因组序列差异只有 $ 3\% $ ,这属于分子水平的证据

D. 人和鱼的胚胎发育早期都出现鳃裂和尾,这属于胚胎学证据

答案:B
解析:

化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等,化石是研究生物进化最直接的证据, $ \mathrm{A} $ 正确;亲缘关系越近的生物之间细胞色素 $ \mathrm{c} $ 的氨基酸序列差异越小,因此比较不同生物细胞色素 $ \mathrm{c} $ 的氨基酸序列的差异性大小,可以推测生物之间的亲缘关系,并没有否定生物有共同的祖先, $ \mathrm{B} $ 错误;不同生物的 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 和蛋白质等生物大分子,既有共同点,又存在差异性,人和黑猩猩的基因组序列差异只有 $ 3\% $ ,这属于分子水平的证据, $ \mathrm{C} $ 正确;胚胎学是研究动植物胚胎的形成和发育过程的科学,比较发现人和鱼的胚胎发育早期都出现鳃裂和尾,这属于胚胎学证据, $ \mathrm{D} $ 正确。


2.科研人员对某处岛屿上的一种地雀进行研究,发现该鸟类主要以植物种子为食。1977年该岛降水量严重不足,只有产生大而坚硬种子(如图右上角)的耐旱植物生存。1983年降水量充沛,产生小而柔软种子的植物生长茂盛。随后几年没有明显降水量的波动,下列相关叙述正确的是(      )

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A. 种子形态、地雀喙大小的变化都是自然环境定向选择的结果

B. $ 1978—1983 $ 年喙尺寸变大是取食大粒种子导致的

C. 1985年后喙的尺寸趋于稳定表明该种群数量稳定

D. 地雀喙的大小对环境的适应性是绝对的

答案:A
解析:

干旱的环境选择了大而坚硬的种子,大而坚硬的种子选择了适宜该环境的地雀喙,因此都是自然环境定向选择的结果, $ \mathrm{A} $ 正确;地雀喙尺寸变大是自然选择的结果,不是取食大粒种子导致的, $ \mathrm{B} $ 错误;喙的尺寸趋于稳定说明环境选择了该大小的地雀喙,不能说明其种群数量变化情况, $ \mathrm{C} $ 错误;地雀喙的大小对环境的适应性是相对的, $ \mathrm{D} $ 错误。


3.比目鱼多栖息于浅海的沙质海底,1960年,科学家在马里亚纳海沟近万米深的海底(高压、终年无光的特殊极端条件)看到了比目鱼在游动。研究发现,几百万年前的海沟下与海沟上的比目鱼还属于同一物种,但由于长期基因无法交流,二者产生了生殖隔离;并且该新型比目鱼的基因组中,与视觉相关的基因发生了大量“丢失”。下列相关叙述错误的是(      )

A. 两种比目鱼之间虽然存在生殖隔离,但二者仍有可能杂交

B. 二者产生生殖隔离的两个外部因素是自然选择和地理隔离

C. 比目鱼视觉相关的基因大量“丢失”说明种群发生了进化

D. 深海高压、终年无光等特殊极端条件诱导比目鱼发生了适应环境的变异

答案:D
解析:

两种比目鱼之间虽然存在生殖隔离,二者仍有可能杂交,但可能不会产生后代,或不能产生可育后代, $ \mathrm{A} $ 正确;二者产生生殖隔离的两个外部因素是自然选择和地理隔离,即地理隔离阻断了基因交流,长期的自然选择使它们基因库之间的差异越来越大,进而产生生殖隔离, $ \mathrm{B} $ 正确;比目鱼视觉相关的基因大量“丢失”导致种群基因频率的改变,因而发生了进化, $ \mathrm{C} $ 正确;深海高压、终年无光等特殊极端条件对比目鱼的不定向变异进行了定向选择,进而使比目鱼产生了适应该极端环境的特征, $ \mathrm{D} $ 错误。


4.下图是甲与其他四种生物 $ \beta - $ 珠蛋白前40个氨基酸的序列比对结果,字母代表氨基酸,“·”表示该位点上的氨基酸与甲的相同,相同位点氨基酸的差异是进化过程中 $ \beta - $ 珠蛋白基因发生突变的结果。下列叙述错误的是(      )

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A. 不同生物 $ \beta - $ 珠蛋白的基因序列差异可能比氨基酸序列差异更大

B. 位点上未发生改变的氨基酸对维持 $ \beta - $ 珠蛋白功能稳定可能更重要

C. 分子生物学证据与化石等证据结合能更准确判断物种间进化关系

D. 五种生物相互比较,甲与乙的氨基酸序列差异最大,亲缘关系最远

答案:D
解析:

因为密码子具有简并性,一种氨基酸可能由多种密码子决定,所以不同生物 $ \beta - $ 珠蛋白的氨基酸序列差异比对应的基因序列差异更小, $ \mathrm{A} $ 正确;从图中能看到不同生物 $ \beta - $ 珠蛋白在一些位点的氨基酸保持不变,在进化过程中 $ \beta - $ 珠蛋白的功能相对稳定,说明未改变的这些氨基酸对于维持 $ \beta - $ 珠蛋白的功能稳定可能至关重要, $ \mathrm{B} $ 正确;化石是生物进化的直接证据,可呈现古代生物的形态结构等,而氨基酸序列等分子生物学证据能从微观角度体现生物亲缘关系,两者结合,能更全面准确地判断物种间进化关系, $ \mathrm{C} $ 正确;通过观察图中氨基酸序列差异可知,甲与乙的差异数为11个,而乙和丙的差异数为13个,所以乙和丙的差异更大,亲缘关系更远,并非甲与乙亲缘关系最远, $ \mathrm{D} $ 错误。


5.图1为太平洋部分岛屿上几种鸟类的分布及迁徙情况,其中 $ \mathrm{S} $ 鸟有黑羽 $ (\mathrm{A}\mathrm{A}) $ 、杂羽 $ (\mathrm{A}\mathrm{a}) $ 、灰羽 $ (\mathrm{a}\mathrm{a}) $ 三种表型。图2显示 $ \mathrm{S} $ 鸟不同种群的等位基因频率与代数的关系,其中 $ n $ 代表种群的个体数。下列有关叙述错误的是(      )

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图1     图2

A. 基因突变、染色体变异、环境均可引起种群基因频率的变化

B. 随着繁殖代数的增加,群体越大,种群纯合子越倾向于增加

C. 相对于 $ \mathrm{X} $ 岛, $ \mathrm{Y} $ 岛上鸟的物种多样性和遗传多样性可能会减小

D. $ \mathrm{Y} $ 岛若产生了新物种,则是经过长期的地理隔离最后出现生殖隔离的结果

答案:B
解析:

基因突变、染色体变异属于可遗传变异,环境可以选择生物的性状,都能够引起种群基因频率的变化, $ \mathrm{A} $ 正确;由图2可知,当繁殖到25代以后,当 $ n=25 $ 和 $ n=50 $ 时,其中某个等位基因减少到0或者增加到1,说明全是纯合子,而当 $ n=200 $ 和 $ n=350 $ 时,繁殖到25代以后,其中还存在着 $ \mathrm{A} $ 和 $ \mathrm{a} $ 基因,说明随着繁殖代数的增加,群体越小,种群纯合子越倾向于增加, $ \mathrm{B} $ 错误; $ \mathrm{Y} $ 岛只有 $ \mathrm{S} $ 鸟,且面积较小,其中鸟的物种多样性和遗传多样性可能会减小, $ \mathrm{C} $ 正确;分析题图, $ \mathrm{Y} $ 岛与 $ \mathrm{X} $ 岛之间存在地理障碍, $ \mathrm{Y} $ 岛若产生了新物种,是经过长期的地理隔离最后出现生殖隔离的结果, $ \mathrm{D} $ 正确。


6.甲岛上某种昆虫(性别决定为 $ \mathrm{X}\mathrm{Y} $ 型)的体色是由基因 $ \mathrm{B}/\mathrm{b} $ 决定的,雌雄个体数基本相等,且可以自由交配。如图表示甲岛上该种昆虫迁到乙、丙两岛若干年后,调查到的相关体色基因的种类及其频率。下列叙述中错误的是(      )

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A. 基因 $ {\mathrm{B}}_{1} $ 、 $ {\mathrm{B}}_{2} $ 均是基因突变的结果

B. 引起乙、丙两岛上昆虫进化的因素可能涉及自然选择、突变、迁入和迁出等

C. 若体色基因位于 $ \mathrm{X} $ 染色体上,则甲岛 $ {\mathrm{X}}^{\mathrm{B}}{\mathrm{X}}^{\mathrm{b}} $ 的基因型频率为 $ 16\% $

D. 乙、丙岛上该昆虫的基因库不一定发生了改变

答案:D
解析:

基因突变是生物变异的根本来源,等位基因是通过基因突变产生的,基因突变具有不定向性,故基因 $ {\mathrm{B}}_{1} $ 、 $ {\mathrm{B}}_{2} $ 均是基因突变的结果, $ \mathrm{A} $ 正确;生物进化的因素可能涉及自然选择、突变、迁入和迁出等, $ \mathrm{B} $ 正确;若体色基因位于 $ \mathrm{X} $ 染色体上,则甲岛 $ {\mathrm{X}}^{\mathrm{B}}{\mathrm{X}}^{\mathrm{b}} $ 的基因型频率为 $ 2×80\%×20\%÷2=16\% $ , $ \mathrm{C} $ 正确;结合图示可知,乙、丙岛上该昆虫产生了新的基因,所以乙、丙岛上该昆虫的基因库一定发生了改变, $ \mathrm{D} $ 错误。


7.A岛屿上的物种 $ \mathrm{a} $ 鸟因为地球板块运动,一部分被分别隔离到了B岛屿和C岛屿,形成了 $ {\mathrm{a}}_{1} $ 鸟种群和 $ {\mathrm{a}}_{2} $ 鸟种群,且与原来的 $ \mathrm{a} $ 鸟种群彼此间都有地理障碍;经过漫长的进化,分别形成新物种 $ \mathrm{b} $ 鸟和 $ \mathrm{c} $ 鸟。在此进程中的某一时刻, $ {\mathrm{a}}_{1} $ 鸟种群的部分个体越过障碍外迁,与 $ {\mathrm{a}}_{2} $ 鸟种群同域分布,向 $ \mathrm{d} $ 方向进化,如图所示。下列相关叙述正确的是(      )

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A. 假设 $ {\mathrm{a}}_{1} $ 鸟种群与 $ {\mathrm{a}}_{2} $ 鸟种群的全部基因频率相同,且两地的环境也相同,则将来 $ \mathrm{b} $ 和 $ \mathrm{c} $ 是同一物种

B. $ {\mathrm{a}}_{1} $ 鸟种群和 $ {\mathrm{a}}_{2} $ 鸟种群内均存在不同的变异类型,说明各自内部的不同类型存在协同进化,且 $ {\mathrm{a}}_{1} $ 鸟种群与 $ {\mathrm{a}}_{2} $ 鸟种群也存在协同进化

C. 若人们将B岛屿中的 $ \mathrm{b} $ 鸟带一部分回到A岛屿,再通过漫长的进化,将和 $ \mathrm{a} $ 鸟形成同一物种

D. $ {\mathrm{a}}_{1} $ 鸟种群与 $ {\mathrm{a}}_{2} $ 鸟种群有可能由于大量中性突变积累而导致生殖隔离的形成

答案:D
解析:

假设 $ {\mathrm{a}}_{1} $ 鸟种群与 $ {\mathrm{a}}_{2} $ 鸟种群的全部基因频率相同,且两地的环境也相同,但因两者发生的变异具有不定向性,所以不一定进化为同一物种, $ \mathrm{A} $ 错误;同一种群内部、同一物种的不同种群间不存在协同进化, $ \mathrm{B} $ 错误; $ \mathrm{a} $ 鸟与 $ \mathrm{b} $ 鸟已经是两个不同物种,存在生殖隔离,即使放到同一地区也不会进化为同一物种, $ \mathrm{C} $ 错误;有些学者认为生物进化是中性突变逐渐积累的结果,因此, $ {\mathrm{a}}_{1} $ 鸟种群与 $ {\mathrm{a}}_{2} $ 鸟种群有可能由于大量中性突变积累导致种群间遗传物质出现较大的差别,进而产生生殖隔离, $ \mathrm{D} $ 正确。


8.在美国南部森林中生活着一种绿色蜥蜴,当人类在这一地区引入一种褐色蜥蜴后,褐色蜥蜴占据了森林地面上的区域,绿色蜥蜴被迫迁移到树上生活。研究发现仅仅经过20代的繁衍,绿色蜥蜴就长出更大、黏性更强的护趾,帮助它们在较高的领地上定居。推测下列说法正确的是(      )

A. 树上的绿色蜥蜴种群的变化一定是因为产生了新的基因

B. 环境改变导致绿色蜥蜴突变,从而形成适合在树上生活的护趾

C. 护趾的变化表明绿色蜥蜴经过20代的繁衍已经进化形成新物种

D. 绿色蜥蜴出现更大、黏性更强的护趾是自然选择的结果

答案:D
解析:

迁移到树上的绿色蜥蜴长出了更大、黏性更强的护趾,可能是种群基因频率发生了改变的结果,不一定产生了新的基因, $ \mathrm{A} $ 错误;变异是自发产生的、不定向的,环境改变只是把绿色蜥蜴适合在树上生活的护趾这种性状选择出来, $ \mathrm{B} $ 错误;褐色蜥蜴的入侵导致绿色蜥蜴种群发生了进化,但不一定与原种群产生生殖隔离,所以不一定形成了新物种, $ \mathrm{C} $ 错误;绿色蜥蜴出现更大、黏性更强的护趾,有利于它们在树上生活,这是自然选择的结果, $ \mathrm{D} $ 正确。


9.假设羊的毛色由一对等位基因控制,黑色(B)对白色 $ (\mathrm{b}) $ 为显性。一个随机交配多代的羊群中,白毛和黑毛的基因频率相等,现需对羊群进行人工选择,逐代淘汰白色个体。下列说法正确的是(      )

A. 淘汰前,该羊群中黑毛个体数量与白毛个体数量相等

B. 淘汰前,随着交配代数增加,羊群中纯合子的比例增加

C. 随着淘汰代数的增加,羊群中 $ \mathrm{B}\mathrm{B} $ 和 $ \mathrm{B}\mathrm{b} $ 的频率均逐渐增加

D. 白毛羊至少要淘汰2代,才能使 $ \mathrm{b} $ 基因频率下降到 $ 25\% $

答案:D
解析:

淘汰前,该随机交配多代的羊群中控制白毛和黑毛的基因频率相等,均为 $ 50\% $ ,且黑色 $ (\mathrm{B}) $ 对白色 $ (\mathrm{b}) $ 为显性,故黑毛个体 $ (\mathrm{B}\mathrm{B} $ 、 $ \mathrm{B}\mathrm{b}) $ 数量大于白毛个体 $ (\mathrm{b}\mathrm{b}) $ 数量, $ \mathrm{A} $ 错误。随机交配不改变种群的基因频率和基因型频率,因此淘汰前,随着交配代数增加,羊群中纯合子的比例不变, $ \mathrm{B} $ 错误。随着淘汰代数的增加,羊群中基因 $ \mathrm{B} $ 的频率逐渐增加,基因 $ \mathrm{b} $ 的频率逐渐减少,因此基因型 $ \mathrm{B}\mathrm{b} $ 的频率不是逐渐增加的, $ \mathrm{C} $ 错误。淘汰前, $ \mathrm{B} $ 基因频率为 $ 50\% $ , $ \mathrm{b} $ 基因频率也为 $ 50\% $ ;随机交配一次,并淘汰一次后, $ \mathrm{B}\mathrm{B}:\mathrm{B}\mathrm{b}=1:2 $ , $ \mathrm{b} $ 基因频率为 $ \dfrac{1}{3} $ ;再随机交配一次, $ \mathrm{B}\mathrm{B}:\mathrm{B}\mathrm{b}:\mathrm{b}\mathrm{b}=4:4:1 $ ,再淘汰 $ \mathrm{b}\mathrm{b} $ 后, $ \mathrm{B}\mathrm{B}:\mathrm{B}\mathrm{b}=1:1 $ , $ \mathrm{b} $ 的基因频率是 $ \dfrac{1}{2}×\dfrac{1}{2}=\dfrac{1}{4}=25\% $ , $ \mathrm{D} $ 正确。


10.某海岛经常有大风天气,该岛上经常能见到无翅及翅特别发达的昆虫。请根据现代生物进化理论,回答下列问题:

(1) 现代生物进化理论以            为核心,认为    是生物进化的基本单位。

(2) 如图是自然选择的几种类型,该海岛上昆虫翅型的出现满足图中    (填序号)类型,该实例可说明    是自然选择的结果。

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(3) 假设海岛上有一个昆虫种群,该种群中等位基因A、 $ \mathrm{a} $ 控制翅的发达程度,基因型的频率和所对应的表型见下表:

基因型

$ \mathrm{A}\mathrm{A} $

$ \mathrm{A}\mathrm{a} $

$ \mathrm{a}\mathrm{a} $

表型

强壮翅

普通翅

无翅

频率

$ 34\% $

$ 10\% $

$ 56\% $

① 该种群中,A、 $ \mathrm{a} $ 基因频率分别为                

② 若该海岛迁入了一群善于在地面捕食昆虫的鸟类,请预测该昆虫种群基因频率的变化:                                    

答案:

(1) 自然选择学说;种群

(2) ③;适应

(3) ① $ 39\% $ 、 $ 61\% $

② $ \mathrm{a} $ 基因频率降低,A基因频率升高

解析:

(1) 现代生物进化理论以自然选择学说为核心,认为种群是生物进化的基本单位。

(2) 在海岛上经常有大风天气,昆虫中无翅的或翅特别发达的个体比普通翅的个体更易生存,是因为翅特别发达的个体不容易被大风刮到海里去,因而能存活下来并繁殖后代;无翅的个体无法飞行,被风吹到海里的可能性更小,也能存活下来并繁殖后代;普通翅的个体由于会飞而翅膀不够强大,容易被海风刮到海里淹死,因此该海岛上昆虫翅型的出现满足图中③类型,该实例可说明适应是自然选择的结果。

(3) ① 该种群中基因型 $ \mathrm{A}\mathrm{A} $ 的频率为 $ 34\% $ 、基因型 $ \mathrm{A}\mathrm{a} $ 的频率为 $ 10\% $ 、基因型 $ \mathrm{a}\mathrm{a} $ 的频率为 $ 56\% $ ,所以 $ \mathrm{A} $ 基因频率为 $ 34\%+\dfrac{1}{2}×10\%=39\% $ , $ \mathrm{a} $ 基因频率为 $ 1-39\%=61\% $ 。

② 若该海岛迁入了一群善于在地面捕食昆虫的鸟类,会大量捕食无翅昆虫,使该种群中 $ \mathrm{a} $ 基因频率降低, $ \mathrm{A} $ 基因频率升高。


11.东非马拉维湖中的丽鱼科各物种拥有共同的祖先,但在短短200万 $ \sim 300 $ 万年间,就进化出了超过1 000种不同的丽鱼,如纵带黑丽鱼、小齿龙占丽鱼等。分析回答下列相关问题:

(1) 现代生物进化理论认为,              为生物进化提供了原材料,        导致种群基因频率的定向改变,进而通过    形成新的物种。

(2) 马拉维湖中所有纵带黑丽鱼含有的全部基因称为该种群的      ;对该种群调查发现,基因型为 $ \mathrm{A}\mathrm{A} $ 和 $ \mathrm{a}\mathrm{a} $ 的个体分别占 $ 16\% $ 、 $ 50\% $ ,第二年再次调查,发现基因型为 $ \mathrm{A}\mathrm{A} $ 和 $ \mathrm{a}\mathrm{a} $ 的个体分别占 $ 24\% $ 、 $ 58\% $ ,若仅针对该对等位基因而言,该种群在这一年中      (填“发生了”或“未发生”)进化,判断依据是                

(3) 比较不同种丽鱼的基因序列,可以确定亲缘关系的远近。如图为三种丽鱼编码肌动蛋白基因的部分碱基序列:

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由图推测,与甲丽鱼亲缘关系更近的是    ,该研究可以为研究丽鱼的进化提供    水平的证据。

答案:

(1) 突变和基因重组;自然选择;隔离

(2) 基因库;未发生;种群基因频率不变

(3) 丙;分子

解析:

(1) 生物进化理论认为突变和基因重组为生物进化提供原材料,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。

(2) 一个种群中所有个体含有的全部基因称为基因库,马拉维湖中所有纵带黑丽鱼含有的全部基因称为该种群的基因库。对该种群调查发现,第一年基因型为 $ \mathrm{A}\mathrm{A} $ 和 $ \mathrm{a}\mathrm{a} $ 的个体所占的比例分别为 $ 16\% $ 和 $ 50\% $ ,则 $ \mathrm{A}\mathrm{a} $ 基因型频率为 $ 34\% $ ,则 $ \mathrm{A} $ 的基因频率是 $ \mathrm{A}\mathrm{A}+\dfrac{1}{2}\mathrm{A}\mathrm{a}=33\% $ ,则 $ \mathrm{a} $ 的基因频率为 $ 1-33\%=67\% $ 。第二年基因型为 $ \mathrm{A}\mathrm{A} $ 和 $ \mathrm{a}\mathrm{a} $ 的个体所占的比例分别为 $ 24\% $ 和 $ 58\% $ ,则 $ \mathrm{A}\mathrm{a} $ 基因型频率为 $ 18\% $ ,计算可得 $ \mathrm{A} $ 的基因频率还是 $ 33\% $ , $ \mathrm{a} $ 的基因频率还是 $ 67\% $ ,仅针对该对等位基因而言,该种群在这一年中没有发生进化。

(3) 通过比较基因中碱基序列的相似性,可以判断亲缘关系的远近。甲丽鱼的 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 单链和丙丽鱼的 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 单链互补程度更高,证明丙丽鱼的另一条 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 单链和甲丽鱼的 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 单链相似程度更高,因此二者亲缘关系更近,这是分子水平的证据。