高中生物必修二種群基因組成的變化與物種的形成答案

如何判斷雜交後代是否可育

問題探討

先有雞還是先有蛋？

甲同學說：當然是先有雞蛋了，因為只有生殖細胞產生的基因突變才能遺傳給後代，體細胞即使發生了基因突變，也不能影響後代的性狀。

乙同學說：不對，人們在養雞過程中，是根據雞的性狀來選擇的，只讓符合人類需求的雞繁殖後代，因此是先有雞後有蛋。

【討論】

你同意哪位同學的觀點？你的答案和理由是什麼？

【答案】

這兩種觀點都有一定的道理，但都不全面。因為它們忽視了雞和蛋在基因組成上的一致性，也忽視了生物的進化是以種群為單位而不是以個體為單位這一重要觀點。生物進化的過程是種群基因庫在環境的選擇作用下定向改變的過程，以新種群與祖先種群形成生殖隔離為標誌，並不是在某一時刻突然有一個個體或一個生殖細胞成為一個新物種。

思考與討論1

1。 假設上述昆蟲種群非常大，所有的雌雄個體間都能自由交配併產生後代，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，根據孟德爾的分離定律計算。

（1） 該種群產生的A配子和a配子的比值各是多少？

【答案】

A配子佔60%，a配子佔40%。

（2） 子代基因型的頻率各是多少？

【答案】

子代的基因型頻率：AA佔36%，Aa佔48%，aa佔16%。

（3） 子代種群的基因頻率各是多少？

【答案】

子代種群的基因頻率：A佔60%，a佔40%。

（4） 將計算結果填入右表，想一想， 子二代、子三代以及若干代以後，種群的基因頻率會同子一代一樣嗎？

【答案】

種群的基因頻率會同子一代一樣。

2。上述計算結果是建立在5個假設條件基礎上的。對自然界的種群來說，這5個條件都成立嗎？你能舉出哪些例項？

【答案】

對自然界的種群來說，這5個條件不可能同時都成立。例如，翅色與環境色彩較一致的，被天敵發現的機會就少些。

3。如果該種群出現新的突變型（基因型為A2a或A2A2），也就是產生新的等位基因A2，種群的基因頻率會發生變化嗎？基因A2的頻率可能會怎樣變化？

【答案】

突變產生的新基因會使種群的基因頻率發生變化。基因A2的頻率是上升還是下降，要看這一突變對生物體是有益的還是有害的。

知識連結

回憶前面所學的知識，想一想，染色體數目和結構的變異都能引起種群基因頻率的變化嗎？

【答案】

都能。

探究與實踐1

【討論】

1。樹幹變黑會影響樺尺蛾種群中淺色個體的出生率嗎？為什麼？

【答案】

樹幹變黑會影響樺尺蛾種群中淺色個體的出生率，這是因為樹幹變黑後，淺色個體容易被發現，被捕食的機率增加，許多淺色個體可能在沒有交配、產卵前就已被天敵捕食，導致其個體數減少，影響出生率。

2。在自然選擇過程中，直接受選擇的是基因型還是表型？為什麼？

【答案】

直接受選擇的是表型（體色），而不是基因型。基因型並不能在自然選擇中起直接作用，因為天敵在捕食樺尺蛾時，看到的是樺尺蛾的體色而不是控制體色的基因。

練習與應用1

一、概念檢測

1。從基因水平看，生物進化的過程就是種群基因頻率發生定向改變的過程。判斷下列相關表述是否正確。

（1）某地區紅綠色盲患者在男性中約佔8%，在女性中約佔0。64%，由此可知，紅綠色盲基因 Xb的基因頻率約為8%。 （

√

）

（2）基因頻率變化是由基因突變和基因重組引起的，不受環境的影響。（

×

）

（3） 生物進化的實質是種群基因頻率在自然選擇作用下的定向改變。（

√

）

2。種群是物種在自然界的存在形式，也是一個繁殖單位。下列生物群體中屬於種群的是 （

D

）

A。一個湖泊中的全部魚

B。一片森林中的全部蛇

C。一間屋中的全部蟑螂

D。臥龍自然保護區中的全部大熊貓

3。 某一瓢蟲種群中有黑色和紅色兩種體色的個體，這一性狀由一對等位基因控制，黑色（B）對紅色（b）為顯性。如果基因型為BB的個體佔18%，基因型為Bb的個體佔78%，基因型為bb的個體佔4%。基因B和b的頻率分別為（

C

）

A。 18%、82% B。 36%、64%

C。 57%、43% D。 92%、8%

4。一種果蠅的突變體在21℃的氣溫下，生存能力很差，但是，當氣溫上升到25。5℃時，突變體的生存能力大大提高。這說明 （

C

）

A。突變是不定向的

B。突變是隨機發生的

C。突變的有害或有利取決於環境條件

D。環境條件的變化對突變體都是有害的

二、拓展應用

1。舉出人為因素導致種群基因頻率定向改變的例項。

【答案】

如選擇育種和雜交育種。

2。如果將一個瀕臨滅絕的生物種群釋放到一個新的環境中，那裡有充足的食物，沒有天敵，這個種群將發生怎樣的變化？請根據所學知識作出預測。

【答案】

如果氣候等其他條件也合適，並且這個種群具有一定的繁殖能力，該種群的個體總數會迅速增加。否則，也可能仍然處於瀕危狀態甚至滅絕。

3。碳青黴烯類抗生素是治療重度感染的一類藥物。下表為2005—2008年，該類抗生素在某醫院住院患者中的人均使用量，以及從患者體內分離得到的某種細菌對該類抗生素的耐藥率變化。據表回答下列問題。

（1）這種細菌耐藥率的變化與抗生素的使用量之間是否存在關聯？依據是什麼？

（2 ）試從進化的角度解釋耐藥率升高的原因。

（3）我國衛生部門建立了全國抗菌藥物臨床 應用監測網和細菌耐藥監測網，並要求醫療機構開展細菌耐藥監測工作，建立細菌耐藥預警機制。例如，當某抗菌藥物的主要目標細菌耐藥率超過30%時，醫療機構應及時將這一預警資訊進行通報。請分析這一要求的合理性。

（4）人類不斷研發和使用新的抗生素，細菌對新藥的耐藥性也在不斷提高，二者之間彷彿發生了一場競賽。作為這場競賽的參與者，你可以做些什麼呢？

【答案】

（1）二者存在正相關的關係。依據是調查資料。

（2）隨著抗生素人均使用量的增加，不耐藥的細菌生存和繁殖的機會減少，耐藥菌生存和繁殖的機會增加，耐藥性基因在細菌種群中的基因頻率逐年上升。

（3）由於細菌繁殖很快，耐藥率的上升速度也較快，因此需要加強監控。我國衛生部門建立了相關監測機制，說明黨和政府關注民生。醫療機構及時通報預警資訊，有利於全國各醫院機構共同及時採取措施，如更換新的抗生素類藥物，將細菌耐藥率控制在低水平。

（4）提示：合理使用抗生素，防止濫用抗生素。

探究與實踐2

【討論】

1。為什麼要從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細菌？

【答案】

支援。因為抑菌圈邊緣生長的細菌可能是耐藥菌。

2。你的資料是否支援“耐藥菌是普遍存在的”這一說法？說說你的理由。

【提示】

在本實驗條件下，耐藥菌產生的變異一般來說是有利的，有利於生物在特定環境中生存和繁殖的變異在此環境中就是有利變異。

3。在本實驗的培養條件下，耐藥菌所產生的變異是有利還是有害的？你怎麼理解變異是有利還是有害的？

【提示】

將自己實驗獲得的資料與其他同學的進行比較，根據實際情況來回答。

4。你認為你的資料和結論是有效的？（提示：將你的資料和結論與其他同學的進行比較。）

【答案】

這些做法都會促進耐藥菌的產生。

思考與討論2

【討論】

1。設想南美洲大陸的一種地雀來到加拉帕戈斯群島後，先在兩個島嶼上形成兩個初始種群。這兩個種群的個體數量都不多。它們的基因頻率一樣嗎？

【答案】

由於這兩個種群的個體數量都不夠多，基因頻率可能是不一樣的。

2。不同島嶼上的地雀種群，產生突變的情況一樣嗎？

【答案】

不一樣。因為突變是隨機發生的。

3。對不同島嶼上的地雀種群來說，環境的作用有沒有差別？這對種群基因頻率的變化會產生什麼影響？

【答案】

不同島嶼的地形和植被條件不一樣，因此環境的作用會有差別，導致種群基因頻率朝不同的方向改變。

4。如果這片海域只有一個小島，還會形成這麼多種地雀嗎？

【答案】

不會。因為個體間有基因的交流。

旁欄思考

被子植物的出現為傳粉昆 蟲的形成創造了條件，後者又成為食蟲鳥類繁盛的前奏。你還能舉出其他例子嗎？

【答案】

最先在裸露的岩石上生長的植物往往是地衣，地衣的出現促進岩石的分解，形成土壤，為苔蘚植物的生長創造條件。

練習與應用2

一、概念檢測

1。 判斷下列與隔離有關的表述是否正確。

（1） 在曼徹斯特的樺尺蛾種群中，黑色個體與淺色個體之間未出現生殖隔離。 （

√

）

（2） 加拉帕戈斯群島不同島嶼上的地雀種群 之間由於地理隔離而逐漸形成了生殖隔離。（

√

）

2。 19世紀70年代，10對原產於美國的灰松鼠被引入英國，結果在英國大量繁殖、氾濫成災。對生活在兩國的灰松鼠種群，可以作出的判斷是（

D

）

A。兩者尚未形成兩個物種

B。兩者的外部形態有明顯差別

C。兩者之間已經出現生殖隔離

D。兩者的基因庫向不同方向改變

二、拓展應用

1。斑馬的染色體數為22對，驢的染色體數為31對，斑馬和驢雜交產生的後代

兼具斑馬和驢的特徵，稱為斑驢獸或驢斑獸，俗稱“斑驢”。斑馬和驢雜交產生的後代是可育的嗎？你能從染色體組的角度作出解釋嗎？

【答案】

斑馬和驢雜交產生的後代是不育的。由題中所給斑馬和驢的染色體數可知，其雜交後代的染色體數為53條（不是偶數），雜交後代無法透過減數分裂產生正常的配子。

2。 在自然界，獅和虎是不可能相遇的。在動物園裡，一般也將這兩種動物分開圈養。近年來才出現將它們的幼崽放在一起飼養的做法，目的是獲得有觀賞價值的雜交後代——獅虎獸或虎獅獸，你對這種做法有什麼看法？

【提示】

學生可以從不同角度提出看法並交流。例如，從科學研究角度看，這樣做可以幫助人們更多地瞭解生命的奧秘；從生命倫理角度看，獅虎雜交後代中容易出現免疫力低、天折的個體，這些個體會承受一定的痛苦，因此這種做法不宜提倡；從生物學角度看，獅和虎的自然分佈區不同，獅分佈在草原上，虎分佈在森林裡，動物園飼養獅和虎時，應儘量提供符合它們天然分佈區和習性特點的生活環境，將二者分割槽域飼養，以體現對自然和生命的尊重