第6章 第34节 第1课时 种群基因组成的变化及探究抗生素对细菌的选择作用Word格式.docx

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所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代；

没有迁入和迁出；

不同体色的个体生存和繁殖的机会是均等的；

基因S和s都不产生突变。

根据孟德尔的分离定律计算并回答问题：

（1）该种群产生的S配子和s配子的比值各是多少？

子一代基因型频率是多少？

提示　S配子占20%，s配子占80%。

子一代基因型频率：

SS占4%，Ss占32%，ss占64%。

（2）子一代种群的基因频率各是多少？

提示　子一代种群的基因频率S占20%，s占80%。

（3）子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率会同子一代一样吗？

请完成下表：

亲代基因型的比值

SS（10%）

Ss（20%）

ss（70%）

配子的比值

S（10%）

s（10%）

s（70%）

子一代基因型频率

SS（4%）

Ss（32%）

ss（64%）

子一代基因频率

S（20%）

s（80%）

子二代基因型频率

子二代基因频率

提示　子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率与子一代一样。

二、种群基因频率的变化及自然选择对种群基因频率变化的影响

1．种群基因频率的变化

（1）原因：

基因突变。

（2）可遗传的变异来源

（3）可遗传变异的形成、特点和作用

①形成：

a.基因突变产生新的等位基因；

b.通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型。

②特点：

随机的、不定向的。

③作用：

只是提供生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。

（4）变异的有利和有害是相对的，是由生存环境决定的。

2．自然选择对种群基因频率变化的影响

在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会不断提高；

相反，具有不利变异的个体留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会下降。

（2）结果：

在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。

（1）从根本上讲，没有突变，就没有生物的进化（　　）

（2）突变具有低频性，不能为生物进化提供原材料（　　）

（3）有害突变不能成为生物进化的原材料（　　）

（4）所有变异都不能决定生物进化的方向，但都能提供进化的原材料（　　）

（5）自然选择决定生物变异和进化的方向（　　）

（6）生物进化的实质是种群基因型频率的改变（　　）

答案　

（1）√　

（2）×

　（4）×

　（5）×

　（6）×

特别提醒

（1）变异是不定向的，自然选择是定向的。

（2）进化的实质是种群基因频率的改变。

根据教材P112～113“探究·

实践”提供的资料，回答下列问题：

（1）桦尺蛾种群中产生的可遗传变异有哪些类型？

提示　突变（包括基因突变和染色体变异）和基因重组。

（2）对桦尺蛾种群来说，在自然选择过程中直接受选择的是表型还是基因型？

为什么？

提示　直接受选择的是表型；

因为天敌等直接看到的是性状，而不是控制性状的基因。

（3）根据表格中的数据分析，桦尺蛾种群发生进化了吗？

判断的依据是什么？

提示　发生了进化；

依据是桦尺蛾种群的基因频率发生了改变。

（4）根据资料分析，决定桦尺蛾进化方向的什么？

提示　自然选择；

在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多机会产生后代，种群中相应基因的频率会不断提高；

相反，具有不利变异的个体保留下来的机会少，相应基因的频率会下降。

归纳总结

　自然选择决定生物进化的方向

三、探究抗生素对细菌的选择作用

1．实验原理：

一般情况下，一定浓度的抗生素会杀死细菌，但变异的细菌可能产生耐药性。

在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素，耐药菌有可能存活下来。

2．方法步骤

3．注意事项

实验结束后，应将耐药菌、培养基、纸片等进行高温灭菌处理，防止对环境造成污染。

（1）细菌在抗生素的诱导作用下产生了抗药性基因（　　）

（2）本实验所使用的涂布器、培养皿等都要进行灭菌处理（　　）

（2）√

根据教材P115“探究·

实践”，回答下列问题：

（1）要从什么位置挑选细菌再进行培养？

原因是什么？

提示　从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌；

因为抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌。

（2）连续培养几代后，抑菌圈的直径发生了什么变化？

这说明抗生素对细菌产生了什么作用？

提示　抑菌圈的直径大小表明该种抗生素的杀菌能力的强弱，直径越大，杀菌能力越强。

连续培养几代后，抑菌圈的直径会变小，说明通过抗生素的选择作用，细菌中的耐药性类型越来越多。

（3）在本实验的培养条件下，耐药菌所产生的变异是有利还是有害的？

怎么理解变异是有利还是有害的？

提示　细菌产生的耐药性变异有利于细菌的生存，属于有利变异。

在生物进化过程中，生物产生的有利变异是指有利于生物生存、适应环境的变异，而不是对人类有利的变异。

（4）滥用抗生素的现象十分普遍，请举例说明滥用抗生素的危害。

提示　①增强细菌耐药性：

抗生素的滥用及不合理的使用在一定程度上使抗生素接触细菌的机会增大，使细菌耐药性积累并加强，使抗生素的药效减弱，甚至完全不起作用。

②不良反应繁多：

滥用抗生素导致大量不良反应产生。

如应用氯霉素时可引发再生障碍性贫血。

③菌群失调：

抗生素的长期大量滥用，使未被抑制的细菌类型繁殖迅速，造成菌群失调的情况，导致患者免疫力下降，病情加重或产生新的病变。

1．生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫种群。

2．一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫作这个种群的基因库。

3．在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值，叫作基因频率。

4．可遗传的变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异，其中，基因突变和染色体变异统称为突变。

5．生物进化的实质是种群基因频率的改变。

6．在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。

1．下列属于种群的是（　　）

A．一块水田里的全部青蛙B．一块棉田里的全部蚜虫

C．一块朽木上的全部真菌D．一个池塘中的全部鱼

答案　B

解析　一块水田里的全部青蛙还有蝌蚪才能构成一个种群，A错误；

一块朽木上的全部真菌包括许多菌种，不属于种群，C错误；

一个池塘中的全部鱼不是一个物种，不属于种群，D错误。

2．下列关于基因库的描述，错误的是（　　）

A．基因库是一个种群的全部个体所含的全部基因

B．生物个体总是要死亡的，但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传

C．种群中每个个体都含有种群基因库中的全部基因

D．基因突变可能改变基因库的组成

答案　C

解析　种群是生物繁殖的基本单位，所以基因库不会因个体死亡而消失，会代代相传，B正确；

由于不同个体之间在基因上具有差异，所以每个个体不可能含有种群基因库中的全部基因，C错误；

可遗传的变异均可能改变基因库的组成，D正确。

3．在男女学生比例均等的某校学生中，有红绿色盲患者占4.5%，且全为男性，红绿色盲基因携带者占7%，在该校学生中的色盲基因频率是（　　）

A．11.5%B．7.7%　C．8%D．4.54%

解析　设该校男女学生各100人，由于色盲是伴X染色体隐性遗传病，Y染色体上无对应的等位基因，色盲基因携带者是女性，因此该校学生的色盲基因频率＝[（200×

4.5%＋200×

7%）÷

（100×

2＋100）]×

100%≈7.7%。

4．下列关于生物变异和生物进化的叙述中，正确的是（　　）

A．变异都能为生物进化提供原材料

B．自然选择决定了生物进化的方向

C．只有基因突变才能导致种群基因频率发生改变

D．抗生素的使用使病原体产生了适应性的变异

解析　只有可遗传的变异才能为生物进化提供原材料，A错误；

自然选择的结果是让适应环境的变异保留，不适应环境的变异被淘汰，故自然选择决定了生物进化的方向，B正确；

基因突变、染色体变异、基因重组和自然选择等都能使种群基因频率发生改变，C错误；

抗生素起选择作用，而不是使病原体产生适应性的变异，D错误。

5．腕足类动物海豆芽，从4亿年前出现至今面貌基本没变，也没有灭绝，对此现象的合理解释是（　　）

A．自然选择对其不发生作用

B．海豆芽在漫长的年代中基因频率发生了较大变化

C．海豆芽很少变异，适应性强

D．海豆芽的生活环境基本没有改变

答案　D

解析　自然选择决定了生物进化的方向，该生物的“面貌基本没变”，说明其生存环境基本没变，基因频率也基本没变，所以性状基本没变。

6．杂交实验表明，桦尺蛾体色受一对等位基因S和s控制，黑色（S）对浅色（s）为显性。

在19世纪中叶以前，桦尺蛾种群中S基因的频率很低，在5%以下，到了20世纪则上升到95%以上。

请根据以上资料，回答下列问题：

（1）在19世纪时，桦尺蛾的栖息地曼彻斯特地区的树干上长满了浅色的地衣，在此环境条件下，种群s基因频率高的原因是______________________________________________。

（2）随着英国工业的发展，工厂排出的煤烟使地衣不能生存，结果树皮裸露，并被煤烟熏成黑褐色，在此环境条件下，种群S基因频率升高的原因是__________________________。

（3）上述事例说明，种群中产生的变异经过长期的______，其中不利的变异被不断________，有利的变异则逐渐__________________，从而使种群的______________发生定向改变，导致生物朝着一定方向缓慢地进化。

答案　

（1）浅色桦尺蛾与环境色彩一致，不易被鸟类所食，后代繁殖个体多，导致s基因频率高　

（2）黑色桦尺蛾的黑色成了一种保护色，黑色个体逐渐增多，导致S基因频率升高　（3）自然选择　淘汰　积累并加强　基因频率

A组　基础对点练

题组一　种群和种群基因库

1．下列与种群有关的叙述，不正确的是（　　）

A．一片树林中的全部猕猴是一个种群

B．基因型频率是指在一个种群基因库中，某种基因型的个体在种群中所占的比值

C．一个种群的基因库在代代相传中得以保留和发展

D．种群的基因频率是恒定不变的

解析　可遗传的变异、自然选择等可使种群的基因频率发生改变，D错误。

2．从某种群中随机抽取200个个体，测得基因型为AA、Aa、aa的个体分别是60个、100个、40个。

该种群中A与a的基因频率分别是（　　）

A．80%、20%B．45%、55%　C．55%、45%D．40%、60%

解析　由题意知，该种群抽取的200个个体中，AA＝60个，Aa＝100个，aa＝40个，根据基因频率的概念，A＝[（60×

2＋100）÷

（200×

2）]×

100%＝55%，a＝[（40×

2）]×

100%＝45%。

3．调查某校学生中某种性状的各种基因型及比例如表所示，则该校学生中XB和Xb的基因频率分别是（　　）

基因型

XBXB

XBXb

XbXb

XBY

XbY

比例（%）

41

20

1

36

2

A．88%、12%B．76%、24%　C．85.2%、14.8%D．12%、88%

解析　假定调查人数是100人，则女生XBXB有41人，XBXb有20人，XbXb有1人，男生中XBY有36人，XbY有2人，则XB的基因频率是[（41×

2＋20＋36）÷

（62×

2＋38）]×

100%≈85.2%，Xb的基因频率是1－85.2%＝14.8%。

4．人工养殖了一群鸡，下列措施不会造成该鸡群基因库发生变化的是（　　）

A．淘汰鸡群中体质较弱的个体

B．从外地引进新的品种加入鸡群

C．将该鸡群置于条件与原来不同的环境中饲养

D．让该鸡群中的雌、雄个体自由交配繁殖后代

5．某植物种群中AA、Aa、aa的基因型频率如图甲所示，种群中每种基因型的繁殖成功率如图乙所示。

种群随机交配产生的后代中aa个体百分比、A基因频率的变化最可能是（　　）

A．升高、降低B．降低、降低

C．降低、升高D．升高、升高

解析　由题图可知，基因型为AA的个体繁殖成功率最高，基因型为aa的个体繁殖成功率最低，种群随机交配产生的后代中AA的基因型频率升高，aa的基因型频率降低，因此A的基因频率升高，a的基因频率降低。

题组二　种群基因频率的变化及自然选择对种群基因频率变化的影响

6．若某种群中原本只存在基因型为Aa的个体，由于外界因素的改变，该种群被分割成甲、乙两个种群，如图表示分割后的两个种群中A基因的基因频率变化情况。

下列叙述正确的是（　　）

A．T时刻甲、乙种群中杂合子的基因型频率相同

B．T时刻将甲、乙种群混合后，A基因的基因频率为0.5

C．甲、乙种群均未发生进化

D．环境通过对基因型的选择影响基因频率

答案　A

解析　杂合子的基因型频率＝2×

A基因的频率×

a基因的频率，所以T时刻甲、乙种群中杂合子的基因型频率相同，A正确；

由于甲、乙两个种群不一定一样大，所以不能判断混合后的种群基因频率，B错误；

两个种群基因频率均有改变，故均发生了进化，C错误；

环境通过对表型的选择影响基因频率，D错误。

7．（2020·

湖南衡阳八中高一期中）下列有关生物进化的叙述，正确的是（　　）

A．基因突变、基因重组和染色体变异属于可遗传的变异，为生物进化提供了原材料

B．在生物的生存斗争中，失败的个体会被淘汰，这不利于生物的进化

C．自然选择的方向和环境发展的方向之间没有明确的因果关系

D．在稳定的生态系统中，种群的基因频率不会改变

解析　突变和基因重组提供了生物进化的原材料，A项正确；

在生存斗争中，失败的个体会被淘汰，有利于生物更好地适应环境，有利于生物的进化，B项错误；

自然选择决定生物进化的方向，经过自然选择保留下来的个体是适应环境的，C项错误；

在稳定的生态系统中，突变和基因重组等因素的影响，种群的基因频率可能会发生改变，D项错误。

8．如图所示是施用某种杀虫剂以后，昆虫种群所发生的改变。

下列相关叙述错误的是（　　）

A．①类个体被淘汰的原因并不是该杀虫剂未能诱发其产生抗性基因

B．抗性基因的根本来源是可遗传的变异，②③类个体的抗性基因一定来源于遗传

C．若连续使用该杀虫剂，抗该杀虫剂的基因频率会越来越趋近100%

D．杀虫剂直接选择的对象是昆虫的抗药性或不抗药性的表型

解析　杀虫剂只起选择作用，①类个体被淘汰的原因是其本身不含抗性基因，A正确；

②③类个体的抗性基因可能来源于遗传，也可能来源于自身基因突变，B错误；

若连续使用该杀虫剂，不含抗性基因的个体被淘汰，而含抗性基因的个体所占比例越来越高，故抗该杀虫剂的基因频率会越来越接近100%，C正确；

施用杀虫剂后，具有抗药性的个体生存下来，不具有抗药性的个体被淘汰，故杀虫剂直接选择的对象是昆虫的抗药性或不抗药性的表型，D正确。

题组三　探究抗生素对细菌的选择作用

9．（2019·

南菁高中期末）随着全球范围内抗生素的广泛和大量使用，抗药细菌不断出现，它可以通过多种途径对抗生素产生抗性，抗生素在不久的将来有可能成为一堆废物。

请分析抗生素对细菌抗药性的产生所起的作用（　　）

A．抗生素的不断使用，使细菌逐渐适应而产生抗药性

B．细菌的变异是不定向的，抗生素对细菌进行了定向选择

C．细菌的变异是定向的，抗生素对细菌进行了定向选择

D．抗生素使细菌产生了定向变异

解析　根据现代生物进化理论可知，细菌抗药性本来就存在，不是抗生素使细菌产生抗药性，且变异是不定向的，故A、C、D均错误；

抗药性强产生的原因是抗生素对细菌进行了定向选择，故B正确。

10．在一个海岛中，一种海龟中有的脚趾是连趾（ww），有的脚趾是分趾（Ww、WW）。

连趾海龟便于划水，游泳能力强，分趾海龟游泳能力较弱。

开始时，w和W的基因频率各为0.5，当岛上食物不足时，连趾的海龟更容易从海中得到食物。

若干万年后，W的基因频率变为0.2，w的基因频率变为0.8，请回答下列问题：

（1）该种群中所有海龟所含有的全部基因称为该种群的________________，基因频率发生变化后，从理论上计算，杂合子占分趾海龟的比例为__________。

（2）该种群中海龟多种多样的类型来源于可遗传的变异，变异是____________的，进化的方向则由____________决定。

（3）该海龟种群__________（填“是”或“否”）发生了进化，理由是________________。

答案　

（1）基因库　8/9　

（2）不定向　自然选择　（3）是　种群基因频率已经改变

解析　

（1）一个种群中全部个体所含有的全部基因，称为该种群的基因库；

由题意可知，基因频率发生变化后，WW的基因型频率＝0.2×

0.2×

100%＝4%，ww的基因型频率＝0.8×

0.8×

100%＝64%，Ww的基因型频率＝1－64%－4%＝32%，因此杂合子占分趾海龟的比例为32%÷

（4%＋32%）＝8/9。

（2）该种群中海龟有多种多样的类型，其中可遗传的变异来源于突变和基因重组，但由于变异是不定向的，因此只是产生了进化的原材料，进化的方向是由自然选择决定的。

（3）生物进化的实质是种群基因频率的改变，该海龟种群中基因频率发生了改变，因此海龟发生了进化。

B组　综合强化练

11．果蝇长翅（V）和残翅（v）由常染色体上的一对等位基因控制。

假定某果蝇种群有20000只果蝇，其中残翅果蝇个体数量长期维持在4%，若再向该种群中引入20000只纯合长翅果蝇，在不考虑其他因素影响的前提下，关于纯合长翅果蝇引入后种群的叙述，错误的是（　　）

A．v基因频率降低了50%B．V基因频率增加了50%

C．杂合果蝇比例降低了50%D．残翅果蝇比例降低了50%

解析　由题干信息知，该果蝇种群中，vv的基因型频率为4%，可计算出基因频率分别为v＝0.2、V＝0.8，进而计算出引入纯种长翅果蝇前，vv有0.04×

20000＝800（只），Vv有2×

20000＝6400（只），VV有0.8×

20000＝12800（只）。

引入纯种长翅果蝇后，基因频率v＝

＝0.1，V＝1－0.1＝0.9，故A正确、B错误；

因Vv、vv的数目不变，而该种群的总数增加一倍，所以Vv、vv的基因型频率各降低50%，C、D正确。

12．下列关于进化中“选择”的叙述，正确的是（　　）

A．自然选择决定了生物变异和进化的方向

B．若没有自然选择，种群基因频率不可能发生改变

C．自然选择直接作用于个体的基因型，进而导致种群基因频率的改变

D．育种中通过人工选择使控制优良性状的基因频率逐渐扩大，从而使生物进化

13．（2019·

湖北宜昌一中高一月考）镰状细胞贫血由基因突变引起，其致病基因为隐性基因（用a表示）。

只有隐性纯合子才会发病，携带者不发病，且对疟疾的抵抗力高于正常人。

在非洲某些疟疾流行的地区，携带者比例在20%左右；

现在美洲黑人中携带者的比例已降到了8%。

下列叙述错误的是（　　）

A．非洲疟疾流行地区a基因的基因频率大约为30%

B．美洲黑人中a基因频率的下降是自然选择的结果

C．非洲疟疾流行地区，镰状细胞贫血携带者的比例可能会增加

D．在一定外界条件下，有害的突变基因可转变为有利的基因

解析　根据题干信息无法计算出非洲疟疾流行地区a基因的基因频率，A错误；

非洲疟疾流行地区，镰状细胞贫血携带者不发病，且对疟疾的抵抗力更高，更适应环境，所以其所占比例可能会增加，C正确。

14．一种群中某种可遗传的变异性状出现的频率增加，原因可能是（　　）

A．该性状对环境有很大的适应性

B．该种群的全体成员都是该性状的纯合子

C．该变异性状是由环境条件改变引起的

D．控制该性状的基因是隐性的

15．（2020·

辽宁抚顺六校联合体高一期中）关于种群基因频率的叙述中，错误的是（　　）

A．基因频率是指在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值

B．基因频率越大，突变率越高

C．基因突变、基因重组和自然选择会造成基因频率的改变

D．自然选择会使原来同一种群的基因频率向着不同的方向发展

解析　突变率的高低与基因频率无关。

16．（2019·

河南郑州摸底测试）假设羊的毛色遗传由一对等位基因控制，黑色（B）对白色（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各占一半，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，该羊群中黑色个体数量与白色个体数量相等

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B和Bb的频率均逐渐增加

D．白色羊至少要淘汰2代，才能使b基因频率下降到25%

解析　淘汰前，该羊群中显性性状个体应该多于隐性性状个体，A错误；

淘汰前，自由交配基因型频率不变，B错误；

随着淘汰代数的增加，羊群中B基因的频率逐渐增加，而Bb基因型的频率不是逐渐增加的，C错误。

17．（2019·

石家庄高一检测）果蝇是常用的遗传学研究的实验材料，据资料显示，果蝇约有104对基因，现有一黑腹果蝇的野生种群，约有107个个体，请分析回答以下问题：

（1）经观察，该种群中果蝇有多种多样的基因型，分析其产生原因，是在突变过程中产生的____________，通过有性生殖过程中的________而产生的，使种群中产生了大量可遗传的________，它们都能为生物进化提供____________。

（2）假定该种群中每个基因的突变率都是10－5，那么在该种群中每一代出现的基因突变数约是________个。

（3）随机从该种群中抽出100只果蝇，测知基因型为AA（灰身）的个体35只，基因型为Aa（灰身）的个体60只，基因型为aa（黑身）的个体5只，则A基因的基因频率为________，a基