高中 | 二 隔离在物种形成中的作用 题目答案及解析

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必修二 遗传与进化

第6章 生物的进化

第3节 种群基因组成的变化与物种的形成

二 隔离在物种形成中的作用

一万多年前,某地区有许多湖泊$\rm (A$$\rm B$$\rm C$$\rm D)$,湖泊之间通过纵横交错的溪流连结起来,湖中有不少鳉鱼。后来,气候逐渐干旱,小溪流渐渐消失,形成了若干个独立的湖泊(如图$\rm 1$),湖中的鱼形态差异也变得明显。请分析回答下列问题:

溪流消失后,各个湖泊中的鳉鱼不再发生基因交流,原因是存在                 各个种群通过                 产生进化的原材料。现代生物进化理论认为:                 是生物进化的基本单位,进化的方向由                 决定。

[["地理隔离","突变和基因重组","种群","自然选择"]]

溪流消失后,不同湖泊之间产生了地理隔离,各个湖泊中的鳉鱼不再发生基因交流。突变和基因重组产生进化的原材料,但由于突变和基因重组都是随机的,不定向的,因此突变和基因重组不能决定生物进化的方向。现代生物进化理论认为:种群是生物进化的基本单位,自然选择决定了生物进化的方向,隔离是新物种形成的必要条件。

$\rm C$湖泊中全部鳉鱼所含有的全部基因称为该种群的                。鳉鱼某对染色体上有一对等位基因$\rm A$$\rm a$,该种群内的个体自由交配。图$\rm 2$为某段时间内种群$\rm A$基因频率的变化情况,假设无基因突变,则该种群在                时间段内发生了进化,判断依据是                                                  。在$\rm Y3-Y4$时间段内该种群中$\rm Aa$的基因型频率为                。经历了图示变化之后,鳉鱼是否产生了新物种?                (填“是”、“否”、“不确定”)。

[["

基因库;$\\rm Y1-Y3$;种群中基因$\\rm A$的基因频率发生变化;$\\rm 18\\%$;不确定

"]]

$\rm C$湖中的所有鳉鱼构成一个种群,种群是生物进化的单位,湖中的所有鳉鱼所含的全部基因称为鳉鱼种群的基因库,生物进化的实质是基因频率的改变。由题图曲线可知,鳉鱼种群的$\rm A$基因频率在$\rm Y1-Y3$之间发生变化,因此该阶段发生了进化。该种群在$\rm Y3-Y4$时间段内保持遗传平衡,$\rm A$的基因频率是$\rm 0.9$$\rm a$的基因频率为$\rm 0.1$,该时间段$\rm Aa$的基因频率是$\rm 2\times 0.9\times 0.1\times 100\%=18\%$。生殖隔离是新物种形成的标志,图示过程基因频率发生了变化,说明生物进化了,但不能确定是否形成了新物种。

现在有人将四个湖泊中的一些鱼混合养殖,结果发现:$\rm A$$\rm B$两湖的鳉鱼能进行交配且产生后代,但其后代高度不育,$\rm A$$\rm B$两湖内鳉鱼的差异体现了                 多样性:来自$\rm C$$\rm D$两湖的鳉鱼交配,能生育且有正常生殖能力的子代,且子代个体间存在一定的性状差异,这体现了                 多样性。这些多样性的形成是不同物种之间、生物与环境之间                 的结果。

[["物种","基因","协同进化"]]

$\rm A$$\rm B$两湖的鳉鱼能进行交配且产生后代,但其后代高度不育,说明二者之间存在生殖隔离,它们属于$\rm 2$个物种,因此$\rm A$$\rm B$两湖内鳉鱼的差异体现了物种多样性;$\rm C$$\rm D$两湖的鳉鱼交配,能生育具有正常生殖能力的子代,说明他们属于同一个物种,子代之间存在一定的性状差异,这体现了生物多样性中的基因(遗传)多样性。生物多样性的形成是不同物种之间、生物与环境之间共同进化的结果。

$\rm 5000$年前,$\rm A$湖的浅水滩生活着甲水草(二倍体),如今科学家发现了另一些植株较硕大的乙水草,经基因组分析发现,甲、乙两种水草完全相同。经染色体组分析,水草甲含有$\rm 18$对同源染色体,水草乙的染色体组数是水草甲的$\rm 2$倍。则乙水草染色体数目加倍的原因最可能是                                                                                         

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低温导致甲水草幼苗或种子有丝分裂过程中纺锤体形成受到抑制,进而导致染色体组成倍增加形成四倍体水草乙

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水草乙的染色体组数是水草甲的$\rm 2$倍,属于多倍体,自然条件下多倍体产生的原因可能是低温导致甲水草幼苗或种子有丝分裂过程中纺锤体形成受到抑制,进而导致染色体组成倍增加形成四倍体水草乙。

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