第3節種群基因組成的變化與物種的形成第1課時種群基因組成的變化課程標準要求核心素養對接學業質量水平闡明具有優勢性狀的個體在種群中所占的比例將會增加。1.生命觀念——認同種群是生物繁殖和進化的基本單位，理解基因頻率和基因型頻率的概念；基于分析和概括，理解突變和重組是不定向的，只能為進化提供原材料，而自然選擇是定向的，決定著生物進化的方向。水平二2.科學思維——利用數學方法，探討自然選擇會導致種群基因頻率發生定向改變。水平二3.社會責任——通過探究抗生素對細菌的選擇作用，理解耐藥菌的出現是可遺傳變異的結果，耐藥菌比例的增大是抗生素選擇的結果，初步建立合理使用抗生素的科學觀念。水平三種群和種群基因庫———————————————自主梳理———————————————[典例1]某種群中含有基因型為AA的個體300個，Aa的個體200個，aa的個體500個，則該種群中a的基因頻率為()A.40% B.60%C.50% D.70%答案B[對點練1]B/b是僅位于果蠅X染色體上的一對等位基因。現有一果蠅種群，雌雄各1000只。其中，基因型為XBXB的果蠅200只，基因型為XbXb的果蠅300只，基因型為XBY的果蠅600只。該果蠅種群中b的基因頻率為()A.40% B.60%C.50% D.70%解析雌果蠅中XBXB、XBXb和XbXb的數目分別為200、500和300只；而雄果蠅中XBY和XbY的數目分別為600只和400只，所以b的基因頻率＝(500＋300×2＋400)/(1000×2＋1000)×100%＝50%。答案C———————————————素養提升———————————————構建種群基因組成變化的數學模型在某昆蟲種群中，決定翅色為綠色的基因為A，決定翅色為褐色的基因為a，從這個種群中隨機抽取100個個體，測得基因型為AA、Aa和aa的個體分別是30、60和10個，就這對等位基因來說，每個個體可以看作含有2個基因。假設該昆蟲種群非常大，所有的雌雄個體間都能自由交配并產生后代，沒有遷入和遷出，不同翅色的個體生存和繁殖的機會是均等的，基因A和a都不產生突變，據此內容回答下列問題：(1)計算出親代種群中AA、Aa和aa三種基因型個體所占的比例(即AA、Aa和aa的基因型頻率)，填入下表相應位置。顯、隱性配子的比例就是顯隱性基因的基因頻率(2)根據孟德爾的分離定律，計算出該親代種群產生的A配子的比例(即A的基因頻率)p和a配子的比例(即a的基因頻率)q，填入下表相應位置。(3)計算出親代種群雌雄個體隨機交配所產生的子一代的基因型頻率和基因頻率，填入下表相應位置。基因型頻率＝該基因型個體數/該種群個體總數×100%(4)求出子一代自由交配所產生的子二代的基因型頻率和基因頻率，填入下表相應位置。(5)求出子二代自由交配所產生的子三代的基因型頻率和基因頻率，填入下表相應位置。基因型頻率基因頻率AAAaaaA(p)a(q)親代30%60%10%60%40%子一代36%48%16%60%40%子二代36%48%16%60%40%子三代36%48%16%60%40%由表可知，子二代、子三代以及以后若干代，種群的基因頻率和基因型頻率都與子一代(填“親代”或“子一代”)一樣。[典例2](2019·諸暨中學期中)在一個隨機交配的中等大小的種群中，經調查發現控制某性狀的基因型只有兩種：AA基因型的百分比為20%，Aa基因型的百分比為80%，aa基因型(致死型)的百分比為0，那么隨機交配繁殖一代后，AA基因型的個體占()A.1/4 B.1/5C.3/7 D.11/21解析已知某種群控制某性狀的基因型只有兩種：AA基因型的頻率為20%，Aa基因型的頻率為80%，aa基因型(致死型)的頻率為0，則A的基因頻率＝20%＋1/2×80%＝60%，a的基因頻率＝1/2×80%＝40%，根據遺傳平衡定律，其隨機交配繁殖一代后，AA基因型頻率＝60%×60%＝36%，Aa的基因型頻率＝2×60%×40%＝48%，aa的基因型頻率＝40%×40%＝16%，其中aa為致死型，因此AA基因型的個體占36/(36＋48)＝3/7，C正確。答案C[對點練2](2019·湖北部分重點中學期末)在一個隨機交配的種群中，調查發現AA占20%，Aa占40%，aa占40%，在某種條件發生變化的情況下，顯性個體每年遞增10%，隱性個體每年遞減10%，則一年后A基因的頻率約為()A.43.1% B.40%C.36.7% D.44%解析設群體中有100個個體，則調查時AA為20個，Aa為40個，aa為40個。由題干信息可知，顯性個體每年遞增10%，隱性個體每年遞減10%，則一年后AA為22個，Aa為44個，aa為36個。則此時A的基因頻率為(22×2)＋44/[(22＋44＋36)×2]＝88/204≈43.1%，故選A。答案A聯想質疑★種群必備“三要素”：三個要素eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a.生活在一定區域,b.同種生物,c.全部個體))【易錯提示】(1)一個種群包括該區域內該種生物的所有屬性(所有性別、所有年齡等等)的全部個體；(2)常染色體上A的基因頻率計算公式為(AA個體數×2＋Aa個體數)/(種群個體總數×2)×100%，a的基因頻率計算公式為(aa個體數×2＋Aa個體數)/(種群個體總數×2)×100%；(3)X染色體上b的基因頻率計算公式為：(XbXb個體數×2＋XBXb個體數＋XbY個體數)/(雌性個體總數×2＋雄性個體總數)×100%；X染色體上B的基因頻率計算公式為：(XBXB個體數×2＋XBXb個體數＋XBY個體數)/(雌性個體總數×2＋雄性個體總數)×100%。【拓展】遺傳平衡定律(哈迪—溫伯格定律)(1)使用條件：①種群非常大；②所有的雌雄個體間都能自由交配并產生后代；③沒有遷入和遷出；④不同表型的個體生存和繁殖的機會是均等的；⑤基因A及其等位基因a都不產生突變。(2)實質與性質：同時滿足上述5個條件的種群，處于遺傳平衡狀態，其種群基因頻率和基因型頻率將世代保持不變。(3)數學表達式：若A的基因頻率為p，a的基因頻率為q，且p＋q＝1；則AA的基因型頻率＝p2，aa的基因型頻率＝q2，Aa的基因型頻率＝2pq，且p2＋2pq＋q2＝1。【方法歸納】★PA＝eq\f(2n1＋n2,2（n1＋n2＋n3）)＝PAA＋eq\f(1,2)PAaPa＝eq\f(2n3＋n2,2（n1＋n2＋n3）)＝Paa＋eq\f(1,2)PAaPA＋Pa＝1＝PAA＋PAa＋Paa種群中任意一對等位基因的基因頻率之和等于1，基因型頻率之和也等于1。eq\a\vs4\al(種群基因頻率的變化及自然選擇對種群基因,頻率變化的影響)———————————————自主梳理———————————————1.基因突變使種群基因頻率發生變化的原因基因突變產生新的等位基因，這就可以使種群的基因頻率發生變化。2.可遺傳的變異提供了生物進化的原材料3.探究自然選擇對種群基因頻率變化的影響(1)提出問題：如何解釋樺尺蛾種群中s基因的頻率越來越低的現象？(2)作出假設：自然選擇使樺尺蛾種群的基因頻率發生定向改變。(3)實驗思路與結果：1870年，樺尺蛾種群的基因型頻率為SS為10%，Ss為20%，ss為70%，S基因的頻率為20%。在樹干變黑這一環境條件下，假如樹干變黑不利于淺色樺尺蛾的生存，使得種群中淺色(ss)個體每年減少10%，黑色(SS和Ss)個體每年增加10%。完成下列表格：(注意：不同年份該種群的個體總數可能有所變化)第1年第2年第3年第4年……基因型頻率SS10%11.5%13%14.6%……Ss20%22.9%26%29.2%……ss70%65.6%61%56.2%……基因頻率S20%23%26%29.2%……s80%77%74%70.8%……將環境的作用的大小進行調整，比如將淺色個體每年減少的數量百分比調高點，重新進行相關計算，得出結果。(4)分析結果，得出結論：自然選擇可以定向改變種群的基因頻率，且環境的選擇作用越大，改變的幅度也越大。4.自然選擇使種群的基因頻率發生定向改變[典例3](2019·通州區期末)家蠅對擬除蟲菊酯類殺蟲劑產生抗性，原因是神經細胞膜上某通道蛋白中的一個亮氨酸替換為苯丙氨酸。如表是對某市不同地區家蠅種群對該殺蟲劑的敏感性和抗性基因型頻率調查分析的結果。下列敘述正確的是()家蠅種群來源敏感型純合子/%抗性雜合子/%抗性純合子/%甲地區78202乙地區64324丙地區84151A.甲地區家蠅種群中抗性基因頻率為22%B.乙地區抗性基因頻率相對較高是殺蟲劑選擇的結果C.目前在三地區使用擬除蟲菊酯類殺蟲劑效果最不明顯的應該是丙D.上述通道蛋白中氨基酸改變的根本原因是在基因表達過程中出現了差錯解析由表格信息可知，甲地區抗性純合子的基因型頻率是2%，抗性雜合子基因型頻率是20%，則抗性基因頻率是2%＋20%÷2＝12%，A錯誤；乙地區抗性基因頻率相對較高是殺蟲劑選擇的結果，B正確；由表格信息可知，目前在三地區使用擬除蟲菊酯類殺蟲劑效果最不明顯的應該是乙，C錯誤；通道蛋白中氨基酸改變的根本原因可能是基因堿基替換的結果，D錯誤。答案B[對點練3](2019·寶雞中學月考)在某一種群中，AA、Aa、aa的基因型頻率相等，當自然選擇分別對隱性基因或顯性基因不利時，對應的有利基因的基因頻率就會上升，但其上升的幅度不同，如圖所示。下列有關敘述錯誤的是()A.自然選擇過程中，直接受選擇的是表現型，進而導致基因頻率的改變B.在甲選擇條件下，顯性基因的頻率可以降為零C.乙為自然選擇對隱性基因不利時的曲線D.該種群基因頻率的變化只與環境的選擇作用有關解析自然選擇過程中，直接受選擇的是表現型而不是基因型，進而導致基因頻率的改變，A正確；在自然選擇的作用下，具有有利變異的個體有更多的機會產生后代，種群相應的基因頻率會不斷提高，因此一般來說頻率高的基因控制后代的性狀會更適應環境，相反，具有不利變異的個體留下后代的機會少，種群中相應的基因頻率會下降。在持續選擇的條件下，控制不利變異的基因頻率有可能降至為0，B正確；當自然選擇對隱性基因不利時，aa個體的生存能力低，AA、Aa生存能力高，A基因頻率增加的速率較慢，因此乙曲線可以表示當自然選擇對隱性基因不利時顯性基因頻率變化曲線，C正確；種群基因頻率的變化與突變和基因重組、遷入與遷出和環境的選擇等多種因素有關，D錯誤。答案D聯想質疑【易錯提示】(1)突變的有害和有利不是絕對的，取決于生物的生存環境；(2)染色體片段的缺失、重復和染色體數目變異能造成基因數目的變化，所以能引起種群基因頻率的變化；而染色體片段的易位和倒位只改變了基因在染色體上的排列順序，不改變基因的種類和比例，所以不會直接引起基因頻率的變化。★工業化初期的樺尺蛾種群★工業化中后期的樺尺蛾種群【歸納總結】自然選擇決定生物進化方向的原理【易錯提示】(1)變異是不定向的，不能決定生物進化的方向，只能為生物進化提供原材料。自然選擇是定向的，決定著生物進化的方向。(2)自然選擇直接作用于生物的表現型而不是基因型，最終使種群的基因頻率發生定向改變。探究抗生素對細菌的選擇作用———————————————自主梳理———————————————1.實驗原理一般情況下，一定濃度的抗生素能殺死細菌，但變異的細菌可能產生耐藥性。在實驗室連續培養細菌時，如果向培養基中添加抗生素，耐藥菌有可能存活下來。2.實驗步驟步驟1分組、編號、做標記用記號筆在培養皿的底部畫兩條相互垂直的直線，將培養皿分為4個區域，分別標記為①～④步驟2接種取少量細菌的培養液，用無菌的涂布器(或無菌棉簽)均勻地涂抹在培養基平板上對照組步驟3自變量控制用無菌的鑷子先夾取1張不含抗生素的紙片放在①號區域的中央，再分別夾取1張抗生素紙片放在②～④號區域的中央，蓋上皿蓋實驗組步驟4培養將培養皿倒置于37℃的恒溫箱中培養12～16h步驟5因變量觀測觀察培養基上紙片附近是否出現抑菌圈，并測量、記錄抑菌圈的直徑，并取平均值步驟6重復實驗從抑菌圈邊緣的菌落上挑出細菌，接種到已滅菌的液體培養基中培養，重復步驟2～5。如此重復幾代，記錄每一代培養物抑菌圈的直徑3.實驗結果與區域①相比，區域②③④紙片周圍會出現抑菌圈；②③④區域抑菌圈的平均直徑逐代越來越小。4.實驗結論①細菌耐藥性的出現是發生了可遺傳的變異；②抗生素的選擇作用導致了耐藥菌比例的逐漸升高。(1)細菌耐藥性變異的產生與抗生素有關嗎？為什么？提示無關。因為抗生素并非誘變因子。(2)細菌產生耐藥性變異的過程是定向的嗎？為什么？提示不是。因為細菌產生耐藥性變異的過程屬于基因突變，而基因突變具有不定向性。(3)為什么培養基中抗生素濾紙片周圍會出現抑菌圈？提示因為濾紙片上的抗生素殺死了其周圍的細菌，使其不能形成菌落而出現抑菌圈。(4)抗生素濾紙片周圍的抑菌圈的直徑為什么會逐代變小？提示因為經過抗生素的持續多代篩選，細菌的耐藥性越來越強。[典例4](2019·遵義市期末)長期使用抗生素治病，會出現一些抗藥性強的細菌，使抗生素的藥效降低。原因是()A.長期使用使細菌不得不適應抗生素B.抗生素的使用導致細菌發生了基因突變C.抗生素對細菌的不定向變異進行了定向選擇D.細菌為了適應抗生素而產生了定向變異解析長期使用抗生素治病，由于抗生素對細菌有選擇作用，淘汰了沒有抗藥性的細菌和抗藥性低的細菌，能生存下來的細菌都具有較強的抗藥性，所以出現抗藥性強的細菌，使抗生素藥效降低，而不是細菌對抗生素產生了適應性，A錯誤；細菌發生基因突變與抗生素的使用無關，B錯誤；抗生素對細菌的不定向變異進行了定向選擇，使一些抗藥性強的細菌生存下來，C正確；生物的變異是不定向的，D錯誤。答案C[對點練4](2019·遼陽期末)濫用抗生素往往會導致細菌產生耐藥性，下列敘述錯誤的是()A.種群是細菌進化的基本單位B.細菌的抗藥性變異來源于細菌的基因突變C.抗生素的定向選擇使細菌的抗藥基因頻率增大D.細菌的定向變異決定細菌的進化方向解析種群是生物進化的基本單位，A正確；細菌沒有染色體，不能進行有性生殖，其抗藥性變異來源于細菌的基因突變，B正確；抗生素對細菌種群中存在的不定向變異進行了定向的選擇，使細菌的抗藥基因頻率增大，C正確；變異是不定向的，自然選擇決定生物的進化方向，D錯誤。答案D聯想質疑★細菌耐藥性的產生機制★濫用抗生素，增強細菌的抗性課堂小結隨堂檢測1.下列有關種群的敘述中，錯誤的是()A.種群是生物進化的基本單位B.種群內的個體彼此可以交配C.種群是同種個體的機械集合D.種群是生物繁殖的基本單位解析同一種群的不同個體相互聯系，并通過交配保持一個共同的基因庫，因此，種群不是同種個體的機械集合。答案C2.關于基因庫的相關描述，錯誤的是()A.基因庫是指一個種群所含有的全部基因B.生物個體總是要死亡的，但基因庫卻因種群個體的繁殖而代代相傳C.種群中每個個體都含有該種群基因庫的全部基因D.基因突變可改變基因庫的組成解析基因庫是指種群中所含有的全部基因，由于個體之間存在著差異，所以每個個體中不可能都含有該種群基因庫的全部基因。基因庫中只要有一個基因發生變化，則基因庫組成一定會發生變化。種群是繁殖的基本單位，基因庫隨繁殖的進行而不斷延續。答案C3.下列哪項不是生物進化的原材料()A.基因突變 B.基因重組C.不遺傳的變異 D.染色體變異解析突變和基因重組為生物進化提供了原材料，其中突變又包括基因突變和染色體變異。答案C4.腕足類動物海豆芽，從4億年前出現至今面貌基本沒變，又沒有滅絕，對此現象的合理解釋是()A.自然選擇對其不發生作用B.海豆芽在漫長的年代中基因頻率發生了較大變化C.海豆芽很少變異，適應性強D.海豆芽的生活環境基本沒有改變解析自然選擇決定了生物進化的方向，該生物的“面貌基本沒變”，說明其生存環境基本沒變，基因頻率也基本沒變，所以性狀基本沒變。答案D5.雜交實驗表明，樺尺蛾體色受一對等位基因S和s控制，黑色(S)對淺色(s)是顯性。在19世紀中期以前，樺尺蛾種群中S基因頻率很低，在5%以下，到了20世紀上升到95%以上。試分析產生這一變化的原因：(1)在19世紀時，樺尺蛾的棲息地曼徹斯特地區樹干上長滿了地衣，在此環境條件下，種群s的基因頻率高的原因是______________________________________________________________________________________________。(2)隨著英國工業的發展，工業煉銅使地衣不能生存，樹皮暴露，并被煤煙熏成黑褐色，在此環境條件下，種群S的基因頻率升高的原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)上述事例說明，種群中產生的變異是________，經過長期的________，其中不利變異被不斷________，有利變異則逐漸________，從而使種群的________發生定向改變，導致生物朝著一定方向緩慢地進化。因此生物進化的方向是由________決定的。解析(1)在19世紀時，由于樹干上長滿了地衣，所以淺色型(ss)樺尺蛾與環境色彩一致，不易被鳥類所食，后代繁殖個體多，群體中ss的比例增加，所以s基因頻率增高。(2)當樹皮暴露，并被煤煙熏成黑褐色，所以黑色型(SS或Ss)樺尺蛾的黑色成了一種保護色，黑色型個體逐漸增多，所以S基因頻率升高。(3)種群產生的變異是不定向的，經過長期的自然選擇，其中不利變異被不斷淘汰；有利變異則逐漸積累，從而使種群的基因頻率發生定向改變，導致生物朝著一定方向緩慢地進化。因此生物進化的方向是由自然選擇決定的。答案(1)淺色型(ss)樺尺蛾與環境色彩一致，不易被鳥類所食，后代繁殖個體多，導致s基因頻率高(2)黑色型(SS或Ss)樺尺蛾的黑色成了一種保護色，黑色型個體逐漸增多，導致S基因頻率升高(3)不定向的自然選擇淘汰積累基因頻率自然選擇課時作業(時間：30分鐘)強化點1種群和種群基因庫1.下列關于基因頻率、基因型頻率與生物進化的敘述正確的是()A.一個種群中，控制一對相對性狀的各種基因型頻率的改變說明物種在不斷進化B.在一個種群中，控制一對相對性狀的各種基因頻率之和為1C.基因型Aa的個體自交后代所形成的種群中，A基因的頻率大于a基因的頻率D.因色盲患者中男性數量多于女性，所以男性群體中色盲的基因頻率大于女性群體解析在一個種群中，控制一對相對性狀的各種基因頻率之和為1，基因型頻率之和也等于1。答案B2.如圖表示某個種群基因型的組成情況，A、a為一對等位基因。則該種群中a的基因頻率是()A.0.11 B.0.4C.0.5 D.0.55解析由圖中可知AA∶Aa∶aa＝1∶1∶1，所以a的基因頻率為aa＋1/2Aa＝1/3＋1/2×1/3＝0.5。答案C強化點2種群基因頻率的變化及自然選擇對種群基因頻率變化的影響3.某豌豆的基因型為Aa，讓其連續自交三代，其后代中a基因的頻率是()A.12.5% B.25%C.50% D.75%解析由Aa自交一代后，AA與aa所占比例相同，各占1/4,而Aa占1/2,不管連續自交多少次AA與aa的比例都是相同的，由于Aa中基因A與基因a比例相同，所以A與a的頻率均為50%。答案C4.某豌豆的基因型為Aa，讓其連續自交三代(遺傳符合孟德爾遺傳定律)，其第4代中的基因頻率和基因型頻率變化情況是()A.基因頻率變化，基因型頻率不變B.基因頻率不變，基因型頻率變化C.兩者都變化D.兩者都不變解析自交不會改變基因頻率，但會改變基因型頻率。答案B5.人工養殖了一群雞，下列措施不會造成該雞群基因庫發生變化的是()A.淘汰雞群中體質較弱的個體B.從外地引進新的品種加入雞群C.將該雞群置于條件與原來不同的環境中飼養D.讓該雞群中的雌、雄個體自由交配繁殖后代解析基因庫包括種群內所有個體的全部基因，所以只要有外界環境的變化，對種群進行定向選擇，使部分個體被淘汰，或加入新品種都會導致基因庫發生變化。答案D6.下列關于基因頻率與生物進化關系的敘述，正確的是()A.種群基因頻率的改變不一定引起生物的進化B.自然選擇決定了生物變異和進化的方向C.生物進化的實質是種群基因頻率的改變D.生物性狀的改變一定引起生物的進化解析生物進化的實質是種群基因頻率的改變。只要基因頻率發生改變則生物一定在進化，生物的性狀受基因和外界環境的共同作用，性狀變了基因不一定改變，所以基因頻率不一定改變，生物也不一定在進化。自然選擇決定生物進化的方向，但不能決定生物變異的方向。答案C7.對現代生物進化理論的認識，錯誤的是()A.種群是進化的基本單位B.自然選擇決定種群基因頻率發生改變的方向C.突變和基因重組產生進化的原材料D.自然選擇決定種群內基因突變發生的頻率和方向解析種群是生物進化的基本單位，個體會產生各種各樣的變異，它為自然選擇提供了原材料，自然選擇是定向的，而變異是不定向的。答案D8.下列與生物進化相關的敘述，正確的是()A.進化總是由突變引起的B.進化時基因頻率總是變化的C.變異個體總是適應環境的D.進化改變的是個體而不是種群解析生物進化中發生改變的是種群的基因頻率，單位是種群，故改變的是種群的特征，而非個體；自然選擇、遷入和遷出等只要改變種群的基因頻率就能引起生物進化；變異是不定向的，并具有多害少利特征，此處的“害”與“利”即指能否適應所生存的環境。答案B9.某小麥種群中TT個體占20%，Tt個體占60%，tt個體占20%，由于某種病害導致tt個體全部死亡，則病害發生前后該種群中T的基因頻率分別是()A.50%、50% B.50%、62.5%C.62.5%、50% D.50%、100%解析假設該種群中有100個個體，由題意可知，病害發生前T的基因頻率為(20×2＋60)÷200＝50%；由于某種病害導致tt個體全部死亡，病害發生后T的基因頻率為(20×2＋60)÷(200－20×2)＝62.5%。答案B10.在一個基因庫中，顯性基因和隱性基因的比例相等，如果每一代隱性基因型的個體都不能產生后代，則()A.對基因型的比例影響很小B.會降低隱性基因的比例C.會使隱性基因滅絕D.會提高雜合子的比例解析由于aa個體不能產生后代，所以后代中a的基因頻率降低。又由于Aa個體具有繁殖能力，所以a基因不可能消失。答案B11.由于真菌傳染而使某森林所有樹的顏色都變成灰白色。多年以后，不同顏色的蛾類增長率最可能的結果是()解析環境對生物進行自然選擇，由于所有樹的顏色都變成了灰白色，所以在生存斗爭中，體色與環境色彩相近的蛾類易于生存下來，并產生子代個體，這種情況逐代進行就會使個體中體色與環境色彩相近的個體數越來越多，但由于變異是不定向的，所以在群體中可能還會有棕色等其他顏色的個體存在。答案D強化點3探究抗生素對細菌的選擇作用12.(2019·南菁高中期末)隨著全球范圍內抗生素的廣泛和大量使用，抗藥細菌不斷出現，它可以通過多種途徑對抗生素產生抗性，抗生素在不久的將來有可能成為一堆廢物。請分析抗生素對細菌抗藥性的產生所起的作用()A.抗生素的不斷使用，使細菌逐漸適應而產生抗藥性B.細菌的變異是不定向的，抗生素對細菌進行了定向選擇C.細菌的變異是定向的，抗生素對細菌進行了定向選擇D.抗生素使細菌產生了定向變異解析根據現代生物進化理論可知，細菌耐藥性本來就存在，不是抗生素使細菌產生耐藥性，且變異是不定向的，故A、C、D均錯；抗藥性強產生的原因是抗生素對細菌進行了定向選擇，故B正確。答案B13.(2019·安徽師大附中期末)濫用抗生素會使細菌出現耐藥性，如果被這樣的細菌感染，則人會因該種細菌能夠抵抗各種抗生素而無藥可救。下列有關說法正確的是()A.抗生素的使用會引起細菌的定向變異B.細菌中本來就存在“耐藥性”個體，長期使用抗生素導致“耐藥性”基因頻率上升C.“耐藥性”基因型頻率的改變引起病菌發生進化D.抗生素的濫用導致細菌產生“耐藥性”，這是細菌適應抗生素的結果解析生物的變異是不定向的，A錯誤；本來就有變異的發生，自然選擇保留有利變異，B正確；“耐藥性”基因頻率的改變引起病菌發生進化，C錯誤；不是抗生素的使用導致細菌產生“耐藥性”，而是細菌本來就有耐藥性，抗生素的使用增加了“耐藥性”基因頻率，D錯誤。答案B14.許多生物特別是動物，在不同生活季節中，數量有很大差異：春季繁殖，夏季數量增加到最多，到了冬季，由于寒冷、缺少食物等種種原因而大量死亡。第二年春季，又由殘存的少量個體繁殖增多。因此形成一個如瓶頸樣的模式(如圖所示，●為抗藥性個體)，其中瓶頸部分即為動物數量減少的時期。據圖回答：(1)在圖中所示的三年間，該生物種群是否發生了進化？為什么？___________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在使用殺蟲劑防治害蟲時，敏感性個體大多被殺死了，保留下來的大都是抗藥性個體，這是由于________的選擇作用，其實質是增加了________的頻率。而在自然越冬無殺蟲劑作用時，敏感性個體反而被選擇，導致下一代害蟲中敏感性基因頻率升高，出現這種現象是由于__________________________________________________________________________________________________。解析(1)生物進化的實質在于種群基因頻率的不斷變化，由于圖中所示的三年間種群中(·)基因頻率發生了改變，因此該種群進化了。(2)由于殺蟲劑對害蟲的選擇作用，具抗藥性的個體大都被保留下來，抗藥性基因的頻率逐漸增大；但是到了越冬時期，由于敏感性個體的生活適應力一般都強于抗藥性個體，因而越冬后存活的個體多數為敏感性個體。答案(1)該種群進化了，因為該種群的基因頻率在不斷改變(2)殺蟲劑抗藥性基因變異的有利與有害取決于環境的變化，在冬天敏感性個體適應力強于抗藥性個體15.原產某地的一年生植物a，分別引種到低緯度和高緯度地區種植，很多年以后移植到原產地，開花植株比例如圖所示，回答下列問題：(1)現代生物進化理論認為：________是生物進化的基本單位，________決定生物進化的方向。(2)在對b植物的某一種群進行的調查中，發現基因型為DD和dd的植株所占的比例分別為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查中，發現基因型為DD和dd的植株所占的比例分別為4%和64%，在這一年中，該植物種群是否發生了進化？________，理由是_________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)預測上述b植物中D基因頻率可能會如何變化？①____________________________________________________________，②_______________________________________________________________，③______________________________________________________________。(4)若要使c植物的后代基因頻率維持在這一理想狀態下，除了具有龐大的種群外，還應具有哪些條件？_____________________________________________________________________________________________________________。解析(1)種群是生物進化的基本單位，自然選擇決定生物進化的方向。(2)生物進化的實質為種群基因頻率的變化，若種群基因頻率不變則生物沒有進化。(3)根據自然選擇的不同可以分為三種情況，即上升、不變、下降。(4)基因頻率維持不變的條件有：①種群足夠大；②沒有遷入和遷出；③沒有基因突變；④自然選擇不起作用；⑤個體間自由交配。答案(1)種群自然選擇(2)否種群基因頻率沒有變化(3)①若D控制的性狀更能適應環境，則D基因頻率上升②若D控制的性狀對環境適應性差，則D基因頻率下降③若環境對各性狀無選擇作用，則D基因頻率不變(4)沒有遷入和遷出，自然選擇不起作用，個體間自由交配，無基因突變16.自然選擇學說的創立，為生物進化提供了可行性的依據，閱讀以下材料：材料一科學家做了下面的實驗：把家蠅分成多組，每組再分為A、B兩部分，用DDT處理每組的A部分，B部分不接觸DDT。處理后選死亡率最低的那一組的B部分飼養繁殖，再把后代分成許多組：每組分成A、B兩部分，重復上述實驗。這樣一代一代選擇下去，就可以從B部分選出抗藥性強的家蠅。材料二鐮狀細胞貧血患者在幼年時期會夭折，但在瘧疾流行的地區，鐮狀細胞貧血基因的攜帶者對瘧疾的感染率比正常人低得多。現對A、B兩地區進行調查，其中B地區流行瘧疾。回答下列問題：(1)材料一的實驗說明：①抗藥性的出現是________的結果，DDT起________作用。②________是不定向的，________是定向的。(2)材料一中，若家蠅的長翅(T)對殘翅(t)為顯性，長肢(R)對短肢(r)為顯性，在隨機交配后，表現型比例為長翅長肢63%，長翅短肢21%，殘翅長肢12%，殘翅短肢為4%，則基因型為TT__和TTRR的個體所占的比例分別為________、________。(3)材料二中A地區人群中各種基因型比例如下圖：①計算A地區中A的基因頻率為________。②畫出B地區人群中各種基因型的大致比例圖。③鐮刀細胞貧血的出現反映了基因對性狀