2025年高二（下）生物分子進化鐘試題一、選擇題（每題3分，共30分）分子進化鐘的核心概念是指生物大分子的變異速率呈現(xiàn)（）A.隨物種復(fù)雜度增加而加快B.隨環(huán)境壓力增強而減慢C.在不同物種中近似恒定D.與基因突變頻率完全無關(guān)下列哪項不是分子進化鐘的主要研究對象？（）A.蛋白質(zhì)氨基酸序列B.DNA堿基序列C.化石地層分布D.rRNA基因序列木村資生提出的中性理論認(rèn)為，分子進化的主要驅(qū)動力是（）A.自然選擇主導(dǎo)的適應(yīng)性突變B.中性突變的隨機固定C.地理隔離導(dǎo)致的基因漂變D.染色體結(jié)構(gòu)變異某同源蛋白質(zhì)在甲、乙兩種生物中的氨基酸差異為20個，已知該蛋白質(zhì)的進化速率為1×10??/位點/年，若該蛋白質(zhì)含500個氨基酸，則兩種生物的分歧時間約為（）A.200萬年B.400萬年C.2000萬年D.4000萬年下列哪項會導(dǎo)致分子進化鐘的“速率偏差”？（）A.使用同源基因序列進行比較B.物種代際時間差異C.采用中性基因作為研究對象D.結(jié)合化石數(shù)據(jù)校準(zhǔn)在構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹時，分子進化鐘的主要作用是（）A.確定物種的形態(tài)特征B.估算進化分支的時間節(jié)點C.判斷物種的生存環(huán)境D.分析種群數(shù)量變化下列關(guān)于16SrRNA作為分子鐘的優(yōu)勢，錯誤的是（）A.普遍存在于原核生物中B.進化速率適中，適合跨物種比較C.基因序列長度短，便于測序D.功能保守，突變率穩(wěn)定人類與黑猩猩的細(xì)胞色素c氨基酸序列完全相同，這說明兩者（）A.屬于同一物種B.分歧時間極近C.細(xì)胞色素c基因未發(fā)生突變D.受到相同的自然選擇壓力分子進化鐘與化石證據(jù)的矛盾主要體現(xiàn)在（）A.進化速率的恒定性B.物種分化時間的估算差異C.基因序列的同源性D.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的保守性下列哪項實驗技術(shù)為分子進化鐘的驗證提供了直接證據(jù)？（）A.同位素標(biāo)記法B.DNA雜交技術(shù)C.熒光顯微鏡觀察D.基因編輯技術(shù)二、填空題（每空2分，共20分）分子進化鐘的提出基于__________和__________的正相關(guān)性，即物種分歧時間越久，分子序列差異越大。中性理論認(rèn)為，大多數(shù)基因突變是__________或__________，它們對生物適應(yīng)性無顯著影響。常用的分子鐘校準(zhǔn)方法包括__________校準(zhǔn)和__________校準(zhǔn)，其中__________校準(zhǔn)需依賴化石記錄。蛋白質(zhì)分子進化速率通常用__________表示，即每個氨基酸位點每年發(fā)生的替換數(shù)。在分子系統(tǒng)學(xué)中，__________基因因進化速率快，常用于近緣物種的進化分析；而__________基因因保守性高，適用于遠(yuǎn)緣物種比較。三、簡答題（每題10分，共30分）簡述分子進化鐘的基本原理，并舉例說明其在生物進化研究中的應(yīng)用。分析影響分子進化速率的主要因素，并解釋為何不同基因的進化速率存在差異。如何利用分子進化鐘解決“人類-非洲猿分化時間爭議”？請結(jié)合化石證據(jù)與分子數(shù)據(jù)的矛盾進行說明。四、案例分析題（20分）背景資料：科學(xué)家對A、B、C三種哺乳動物的β-球蛋白基因進行測序，得到如下數(shù)據(jù)：A與B的堿基差異數(shù)：15個A與C的堿基差異數(shù)：30個B與C的堿基差異數(shù)：25個已知β-球蛋白基因的進化速率為2×10??/位點/年，基因全長1000個堿基，且A、B、C的共同祖先生活在同一時期。問題：（1）計算A與B、A與C、B與C的分歧時間。（6分）（2）根據(jù)分歧時間構(gòu)建三種生物的系統(tǒng)發(fā)育樹，并標(biāo)注各分支的時間節(jié)點。（6分）（3）若發(fā)現(xiàn)C物種的β-球蛋白基因存在正向選擇證據(jù)，這會對分子鐘的時間估算產(chǎn)生什么影響？（8分）五、實驗探究題（20分）實驗?zāi)康模候炞C不同基因的分子進化速率差異實驗材料：物種：小鼠、大鼠、倉鼠（均屬于嚙齒目）基因：①胰島素基因（進化快）、②細(xì)胞色素c基因（進化慢）實驗步驟：獲取三種動物的兩種基因序列，比對后統(tǒng)計堿基差異數(shù)。已知小鼠與大鼠的化石分歧時間為1000萬年前，作為分子鐘校準(zhǔn)點。計算兩種基因的進化速率，并比較差異。問題：（1）若胰島素基因在小鼠與大鼠中的堿基差異為20個（基因全長500堿基），計算其進化速率。（5分）（2）若細(xì)胞色素c基因在小鼠與大鼠中的堿基差異為5個（基因全長300堿基），計算其進化速率，并解釋與胰島素基因的速率差異原因。（7分）（3）若用倉鼠與小鼠的基因差異估算分歧時間，哪種基因的結(jié)果更可靠？為什么？（8分）六、綜合應(yīng)用題（30分）情境：在島嶼生物地理學(xué)研究中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)某群島存在甲、乙兩種蜥蜴，形態(tài)相似但存在生殖隔離。為確定它們是否為同一物種分化而來，進行了以下研究：分子數(shù)據(jù)：測定COI基因（線粒體基因，進化速率1×10??/位點/年），甲、乙的堿基差異為50個（基因全長1500堿基）。化石證據(jù)：群島最早形成于500萬年前，且蜥蜴無法跨越海洋擴散。問題：（1）計算甲、乙兩種蜥蜴的分歧時間，并判斷它們是否為群島形成后分化的物種。（10分）（2）若發(fā)現(xiàn)甲、乙蜥蜴的核基因差異顯著小于COI基因差異，可能的原因是什么？（10分）（3）結(jié)合分子進化鐘與物種形成理論，分析該群島蜥蜴的進化歷程。（10分）七、計算題（20分）某病毒的包膜蛋白基因在兩年內(nèi)發(fā)生了5次堿基突變，該基因全長1000個堿基，計算其進化速率（單位：/位點/年），并與人類血紅蛋白基因（速率約1×10??/位點/年）比較，說明病毒進化速率快的原因。（10分）已知人類與獼猴的分歧時間約為2500萬年前，兩者的某同源基因差異為10%，計算該基因的進化速率；若該基因在人類與大猩猩中的差異為5%，則兩者的分歧時間約為多少？（10分）八、論述題（30分）主題：分子進化鐘的局限性與未來發(fā)展要求：（1）分析分子進化鐘在實際應(yīng)用中面臨的挑戰(zhàn)（如速率變異、校準(zhǔn)誤差等）。（2）結(jié)合基因編輯技術(shù)與大數(shù)據(jù)分析，探討如何提高分子鐘的準(zhǔn)確性。（3）舉例說明分子進化鐘在新冠病毒溯源研究中的應(yīng)用與爭議。參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)（部分）一、選擇題C2.C3.B4.D5.B6.B7.C8.B9.B10.B二、填空題分子序列差異數(shù)；物種分歧時間中性突變；近中性突變化石；分子；化石替換率（或每位點每年替換數(shù)）線粒體；核糖體RNA四、案例分析題（1）答案A與B的分歧時間：(15/1000)÷(2×2×10??)=375萬年（注：公式為分歧時間=差異數(shù)/(2×基因長度×進化速率)，“2”表示兩個物種獨立進化）命題說明：本題型覆蓋分子進化鐘的核心概念（選擇、填空）、計算應(yīng)用（計算、案例分析