第3节 物种的形成

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知识点 1.隔离与物种形成 2.共同进化与生物多样性的形成 3.综合 A级 合格性水平训练

1.现代生物进化理论认为:种群是生物进化的基本单位,突变和基因重组、自然选择、隔离是新物种形成的基本环节,其中新物种形成的必要条件是( C ) A.基因突变 B.选择 C.隔离 D.物种分化

解析:以自然选择学说为核心的现代生物进化理论(现代达尔文主义)的基本观点为:种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于基因频率的改变。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。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。

题号 1,2,3,8,10 6,7,12,13,15 4,5,9,11,14 2.我国西北部的欧洲玉米螟与东部的亚洲玉米螟由于信息激素的不同而产生生殖隔离,但外貌几乎无法辨认,那么,以下说法正确的是( B )

A.由于外貌形态相同,因此它们属于同一物种 B.由于具有生殖隔离,因此它们属于不同的物种 C.无法判断 D.以上说法都不对

解析:物种是指分布在一定的区域,具有一定的形态、结构和生理功能,而在自然状态下能够相互交配和繁殖,并能产生可育后代的一群生物。同种生物个体之间是不存在生殖隔离的,不同物种之间的生物个体存在生殖隔离,是否存在生殖隔离是判断一个新物种的主要标准。 3.生殖隔离的形成包括( D )

①动物因求偶方式、繁殖期不同造成不能交配 ②植物因开花季节、花的形态不同而不能传粉受精 ③动物胚胎发育早期死亡 ④产生的杂种后代没有生育能力

A.仅①② B.仅①②③ C.仅①③④ D.①②③④

解析:动物因求偶方式和繁殖期不同造成不能交配而产生生殖隔离,①正确;植物因开花季节和形态不同不能交配而产生生殖隔离,②正确;动物胚胎发育早期死亡由于不能产生可育后代而产生生殖隔离,③正确;④产生的杂种后代没有生育能力而产生生殖隔离,④正确;①

②③都导致种群间的个体不能自由交配,④说明产生的后代为不可育的,因此都属于生殖隔离。

4.(2017·安徽淮北期中)以下为现代生物进化理论的概念图,下列说法不正确的是( C )

A.①是种群基因频率改变 B.③是自然选择学说 C.④只是指物种的多样性 D.②是内、外因素影响

解析:生物进化的实质是①种群基因频率的改变;③是达尔文的自然选择学说,是现代生物进化理论的核心;生物适应性和生物多样性都是自然选择的结果;影响基因频率变化的因素:自然选择,突变及迁入、迁出等。因此②包括了自然选择,突变及迁入、迁出等内外因素。 5.(2017·陕西咸阳期末)下列关于生物变异与进化的叙述中,错误的是( C )

A.同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换属于基因重组 B.基因突变是新基因产生的途径,是生物变异的根本来源 C.自然界中生物多样性与自然选择没有因果关系

D.种群间的地理隔离可阻止基因交流,但不一定出现生殖隔离

解析:基因重组的来源之一是在减数第一次分裂四分体时期,同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体间的交叉互换而交换,导致染色单体上的基因重组;基因突变是新基因产生的途径,是生物变异的根本来源;自然界中生物多样性的形成是物种之间及生物与环境之间长期进化的结果;种群间的地理隔离可阻止基因交流,但不一定出现生殖隔离,因为种群间的基因库出现显著差异时,才会导致生殖隔离的发生。

6.下列有关生物多样性形成的说法中,正确的是( C ) A.新物种的形成不一定导致生物多样性的增加

B.捕食者对猎物起到选择的作用,但猎物对捕食者无此作用 C.生物多样性的形成,是长期共同进化的结果 D.个别物种的形成或灭绝对其他物种的进化没有影响

解析:新物种的形成意味着生物类型的增加,进而导致生物多样性的增加;捕食者对猎物起到选择的作用,且猎物对捕食者也有选择作用,生物与生物之间是相互选择共同进化的;个别物种的形成或灭绝会影响其他物种的进化。

7.(2017·广东揭阳月考)下列有关生物进化和生物多样性的叙述错误的是( B )

A.自然界中种群的基因频率是在不断变化的,基因频率的变化是导致基因库变化的原因

B.狼和鹿通过捕食和被捕食进行着相互选择,但没有实现生物的进化 C.从分子水平上看,生物的性状具有多样性的根本原因是DNA的多

样性

D.新物种的形成是生物对不同环境适应的结果

解析:狼和鹿通过捕食和被捕食进行着相互选择,实现了生物的进化。 8.如图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群a1和a2,经过漫长的进化,分别形成新物种b和c。在此进程中的某一时刻,a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布,向d方向进化。下列有关叙述正确的是( B )

A.b和d存在地理隔离,所以一定存在生殖隔离 B.c和d不存在地理隔离,却可能存在生殖隔离

C.a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同,则b和d是同一物种

D.a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同,则c和d是不同 物种

解析:地理隔离有利于生殖隔离的形成,但有地理隔离,不一定产生生殖隔离;c与d虽然没有地理隔离,却可能因为二者之前较长时间的地理隔离形成了生殖隔离;b和d由于地理隔离的存在,可能不再是同一物种;a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同,但由于它们有共同的来源,若c和d未形成生殖隔离,则它们仍是同一物种。

9.图中地雀A与地雀B可以交配产生可育后代,地雀C与地雀A、B之间不能互相交配。图1、2、3是关于地雀的进化、发展过程示意图。

(1)上述地雀之间的关系能体现物种多样性的类型是图 。 (2)若干年后,小岛上出现了地雀C, 是该物种形成的必要条件。地雀A、B的进化是否属于共同进化? 。这种新物种的形成方式实质上是由于该种群 发生改变。

(3)若图2时期,小岛和大陆两个地雀种群的相关基因型种类和个体数如表所示。

基AAT因 T 型 甲 个10体 20 数 基AAT因 T 型 乙 个40体 196 168 36 数 0 T T AaTaaT 22 4 20 12 3 9 8 2 0 T T t t t t t t 数 AaTaaTAATAaTaaTAAtAataat总种群甲中基因A的频率为 。

解析:(1)地雀A与地雀B可以交配且产生的后代可育,这表明地雀A与地雀B属于同一个物种,地雀C与地雀A、B之间不能互相交配,表明地雀C与地雀A、B产生了生殖隔离,它们并非同一物种,因此能体现物种多样性的类型是地雀A、B与C,即图3。(2)隔离是该物种形成的必要条件;地雀A、B的进化不属于共同进化;这种新物种的形成方式实质上是由于该种群基因频率发生了改变。(3)种群甲中基因A的频率=(20×2+22+20×2+12+2×9+8)/200=0.7。 答案:(1)3

(2)隔离 否 基因频率 (3)0.7

B级 等级性水平训练

10.(2017·甘肃兰州期中)下图中A、B、C表示环境条件差异较大、存在地理隔离的三个地区,A地区某种群部分个体迁移至B、C地区(t1、t2表示不同的时期),经长期进化逐渐形成两个新物种乙、丙。下列叙述正确的是( D )

A.留居在A地区的甲种群基因库将保持稳定不变 B.自然界中新物种的形成必须经过地理隔离这一条件 C.同一物种的两个不同种群间的地理隔离不会阻碍其基因交流 D.通过这种方式形成的乙、丙是能适应各自环境的新物种

解析:由于基因突变、自然选择等因素的存在,留居A地区甲种群的基因频率会发生改变,基因库也将发生变化;新物种形成的标志是生殖隔离,自然界中绝大多数新物种的形成是经过地理隔离而达到生殖隔离,但也有新物种的形成不经过地理隔离;同一物种的两个不同种群间的地理隔离会阻碍其基因交流;乙、丙属于两个不同的物种,是经过长期的自然选择进化而成,因此通过这种方式形成的乙、丙是能适应各自环境的新物种。

11.下图是某昆虫基因pen突变产生抗药性的示意图。下列相关叙述正确的是( C )

A.继续使用该杀虫剂,该昆虫的死亡率仍会逐代增加 B.杀虫剂的使用诱发昆虫的基因pen发生突变

C.该昆虫发生抗药性进化的实质是种群基因频率发生改变 D.野生型昆虫和pen基因突变型昆虫之间存在生殖隔离

解析:某昆虫基因pen突变产生抗药性,继续使用该杀虫剂,该昆虫的死亡率会降低;杀虫剂的作用是选择抗药性强的个体,不是诱发基因突变;进化的实质是种群基因频率发生改变;基因突变不会改变生物的种类。

12.下列有关生物多样性和进化的叙述中,不正确的是( A )

A.细菌在接触青霉素后会产生具有抗药性的突变个体,青霉素的选择作用使其生存

B.蜂鸟细长的喙与倒挂金钟的筒状花萼是它们长期共同进化形成的相互适应特征

C.异地新物种的形成通常要经过突变和基因重组、自然选择及隔离三个基本环节

D.自然选择能定向改变种群的基因频率,决定了生物进化的方向 解析:变异发生在选择之前,在使用青霉素之前细菌就存在抗药性;蜂鸟细长的喙与倒挂金钟的筒状花萼是它们长期共同进化形成的相互适应特征;异地新物种形成的基本环节是突变和基因重组、自然选择、隔离三个基本环节;自然选择通过定向改变种群的基因频率,决定了生物进化的方向。

13.(2017·山东莱芜月考)下列观点符合现代生物进化理论的是( A )

A.种群基因频率的改变是产生生殖隔离的前提条件 B.地理隔离阻断基因交流,是物种形成的必要条件 C.变异决定种群基因频率的变化趋势和进化方向 D.生物多样性的形成不是自然选择的结果

解析:种群基因频率的改变会导致种群的基因库产生差异,是产生生殖隔离的前提条件;生殖隔离是物种形成的必要条件;自然选择决定生物进化的方向;生物多样性的形成是长期自然选择的结果。

14.(2017·山东枣庄月考)原产某地的某种一年生植物a,分别引种到低纬度和高纬度地区种植,很多年以后移植到原产地,开花时期如下图所示。回答下列问题。

(1)将植物a引种到低纬度和高纬度地区,这样原属于同一个物种的种群a、b和c之间形成 ,种群b和种群c个体之间由于花期不同,已不能正常受粉,说明已产生了 。 (2)在对b植物的某一种群进行的调查中发现,基因型为DD和dd的植株所占的比例分别为10%和70%(各种基因型个体生存能力相同),第二年对同一种群进行的调查中,发现基因型为DD和dd的植株所占的比例分别为4%和64%,在这一年中,该植物种群是否发生了进化? ,理由

是 。 (3)现代达尔文主义认为 是生物进化的基本单位, 决定生物进化的方向; 导致物种的形成。

解析:(1)将植物a引种到低纬度和高纬度地区以后,原属于同一物种的种群a、b和c之间形成了地理隔离。种群b和种群c个体之间由于花期不同,已不能正常受粉,说明已产生了生殖隔离,种群之间不能正常受粉是生殖隔离形成的标志。

(2)依题意,第一年,基因型为DD和dd的植株所占的比例分别为10%和70%,则Dd植株所占的比例为20%,D的基因频率=10%+1/2×

20%=20%,d的基因频率为80%。第二年,基因型为DD和dd的植株所占的比例分别为4%和64%,则Dd的比例为32%,D的基因频率为4%+1/2× 32%=20%,d的基因频率为80%,由此可见,基因频率没有发生改变,所以,该植物种群没有发生进化。

(3)现代生物进化理论认为:种群是生物进化的基本单位。自然选择决定生物进化的方向,所以同一个物种的种群间出现差异的原因是不同的生存环境自然选择的结果。隔离导致物种的形成。 答案:(1)地理隔离 生殖隔离

(2)否 该种群的基因频率没有发生变化 (3)种群 自然选择 隔离 15.回答下列有关生物进化的问题。

现代生物进化理论以自然选择学说为核心,是达尔文自然选择学说的丰富、完善和发展。图1示意现代生物进化理论和达尔文自然选择学说的内容,请分析回答下列问题。

(1)生物进化的基本规律是 。 (2)达尔文自然选择学说的内容中,为自然选择提供“原材料”的是[C] ;为自然选择的实施“提供动力”的是[D] 。

(3)现代进化理论认为导致基因频率发生变化的因素是[B] ;“基因频率的变化”到“新物种的形成”必须经过环节[E] 。 (4)物种X的某种群中,基因型AA占46%,aa占20%,5年后,该种群AA为48%,aa为25%,该种群是否发生进化? 。并说明理由: 。 (5)图2曲线①、②、③分别表示同种动物三个种群A基因频率的变化。已知这三个种群分别位于海洋中三个不相连的小岛上;初始个体数依次为100、1 000和10 000;A、a是等位基因,且完全显性。下列有关分析正确的是 (多选)。

A.种群越大,则基因的丧失对该基因频率的影响也越大 B.②曲线所示种群在125代时杂合体个体约占总数的37.5% C.③曲线所示种群在150代后显性个体与隐性个体比例保持在3∶1 D.自然选择使A基因频率发生定向改变

解析:(1)生物进化的基本规律是进化向着复杂化、多样化方向发展。(2)达尔文自然选择学说内容中,[C]可遗传变异为自然选择提供“原材料”;[D]生存斗争为自然选择的实施“提供动力”。(3)现代进化理论认为[B]突变和选择导致基因频率发生变化;“基因频率的变化”到“新物种的形成”必须经过环节[E]隔离(生殖隔离)。(4)物种X的某种群中,基因型AA占46%,aa占20%,则Aa占34%,A的基因频率为

46%+(34%/2)=63%;5年后,该种群AA为48%,aa为25%,则Aa占27%,A的基因频率为48%+(27%/2)=61.5%,基因频率发生变化,进化的实质是种群基因频率发生变化,所以该种群发生了进化。(5)种群越大,则基因的丧失对该基因频率的影响也越小;②曲线所示种群在125代时A基因频率为75%,则a基因频率为25%,根据遗传平衡定律,杂合体个体所占比例为2×75%×25%=37.5%;③曲线所示种群在150代时A基因频率为50%,a基因频率也为50%,则隐性个体比例为(50%)2=25%;自然选择使A基因频率发生定向改变。 答案:(1)进化向着复杂化、多样化方向发展 (2)可遗传变异 生存斗争 (3)突变和选择 隔离(生殖隔离) (4)是 基因频率发生了变化 (5)BCD