【备考2024】生物高考一轮复习学案：第23讲 生物的进化(含答案）

【备考2024】生物高考一轮复习
第23讲　生物的进化
[课标要求] 1.举例说明种群内的某些可遗传变异将赋予个体在特定环境中的生存和繁殖优势2.阐明具有优势性状的个体在种群中所占比例将会增加3.说明自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境4.概述现代生物进化理论以自然选择学说为核心，为地球上的生命进化史提供了科学的解释5.阐述变异、选择和隔离可导致新物种的形成
[核心素养](教师用书独具) 1.生物是不断进化的，并与环境相适应(生命观念)2.比较辨析达尔文自然选择学说与现代生物进化理论的关系(科学思维)3.保护生物的多样性，形成生态意识(社会责任)
考点1　生物有共同祖先的证据
1．地层中陈列的证据——化石
(1)概念：化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等。
(2)作用：利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物的种类及其形态、结构、行为等特征。因此，化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。
(3)分布：大部分化石发现于沉积岩的地层中。
(4)结论：已经发现的大量化石证据，证实了生物是由原始的共同祖先经过漫长的地质年代逐渐进化而来的，而且还揭示出生物由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化顺序。
2．当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
(1)比较解剖学证据：研究比较脊椎动物的器官、系统的形态、结构，可以为这些生物是否有共同的祖先寻找证据。
(2)胚胎学证据：脊椎动物在胚胎发育的早期都有彼此相似的阶段，这个证据支持了人和其他脊椎动物有共同祖先的观点。
(3)细胞和分子水平的证据
①当今生物有许多共同特征，如都有能进行代谢、生长和增殖的细胞，细胞有共同的物质基础和结构基础等，这是对生物具有共同祖先这一论点的有力支持。
②不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的共同点，提示人们当今生物有着共同的原始祖先，其差异的大小则揭示了当今生物种类亲缘关系的远近，以及它们在进化史上出现的顺序。
1．大部分化石发现于沉积岩的地层中。 (√)
2．有共同祖先的生物个体在形态结构上没有差异。 (×)
提示：有共同祖先的生物个体因为环境不同，在形态结构上也会有所差异。
3．亲缘关系越近的生物，其蛋白质或核酸分子的相似性越高。 (√)
4．自然选择学说解释了适应的形成和物种形成的原因。 (√)
5．较晚形成的地层中，没有简单、较低等的生物化石。 (×)
提示：新地层中也可能有简单生物的化石。
6．所有生物的生命活动都是靠能量驱动的，该现象可作为支持生物有共同祖先的证据。 (×)
提示：生物的生命活动并非都是靠能量驱动的。
1．图示中的四种前(上)肢内部结构模式非常一致，但功能迥异，外形差别很大，这说明了什么？(必修2　P102“图6－3”)
提示：结构与功能相适应，也体现了生物适应环境的特点。
2．人类、黑猩猩和猕猴能产生有着相同或相似的氨基酸序列的酶和激素的根本原因是什么？(必修2　P103“思考与讨论”)
提示：DNA的碱基序列相似度较高，具有相同或相似的基因。
1．支持共同由来学说的化石证据和其他方面的证据的关系是____________
_________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
提示：这些证据互为补充、相互印证，有力地支持了达尔文的共同由来学说，进而为解释适应和物种的形成提供了坚实的基础
2．DNA分子杂交技术可鉴定生物间亲缘关系，依据不同生物的DNA形成游离的单链区数目可判断生物之间的亲缘关系的理由在于__________________
___________________________________________________________________。
提示：游离的单链区数目越少(越多)，DNA中相同的碱基序列越多(越少)，生物的亲缘关系越近(越远)
1．化石在研究生物进化中的应用
2．说明生物有共同祖先的其他证据
(1)绝大多数生物的遗传物质都是DNA。
(2)遗传信息传递都遵循中心法则。
(3)遗传信息传递过程都遵循碱基互补配对原则。
(4)生物都共用同一套遗传密码子。
(5)具有生命系统的细胞都具有生物膜(如细胞膜)，且细胞膜都是以磷脂双分子层为基本支架。
兰花通过基因的扩张和收缩致使基因组形成了5个亚科，产生更多的多样性，因此在生态系统遭到严重破坏、生物大灭绝后，迅速地适应了新的生态系统，科学研究发现所有现存于地球上的兰花都是恐龙灭绝时期幸存的兰花后代。从进化与适应的角度，你可得出哪些结论？
提示：兰花细长的花距和生有细长吸管型口器的蛾类是相互选择、协同进化的结果；自然选择直接作用于兰花个体的表型，进而将适应新环境的基因保留下来。
生物有共同祖先的证据
1．(2021·南京高三模拟)达尔文的进化论学说对人类社会产生了深刻的影响，并且随着生物科学的发展，形成了以自然选择学说为核心的现代生物进化理论。下列有关阐述，不合理的是(　　)
A．蓝鲸的胸鳍和金丝猴的前肢属于同源器官，说明二者具有相同的原始祖先
B．通过化石可以了解已灭绝生物的形态结构特点，是研究生物进化最直接的证据
C．种群在繁衍过程中大量的近亲繁殖可提高群体中纯合体的比例
D．自然选择获得的性状都可以通过遗传进行积累，导致生物朝一定方向进化
D　[自然选择获得的性状有可能是体细胞突变性状，因此不一定能通过遗传进行积累，D错误。]
2．(不定项)(2021·烟台高三二模)脊椎动物的前肢各不相同，如马的前肢、鹰的翅膀和蝙蝠的翼。由于在不同的环境中生活，产生了形态上的差异，但它们却有着相似的骨骼排列。为了探究它们的亲缘关系，科学家研究了它们的某种蛋白质的氨基酸组成和排列顺序。下列相关叙述正确的是(　　)
A．生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传
B．它们可能是由共同的祖先进化而来的
C．亲缘关系远的脊椎动物组成该蛋白质的氨基酸种类和排列顺序完全不同
D．多样的环境会促使生物朝不同方向进化，但同区域内的马、鹰和蝙蝠会发生共同进化
BD　[生物各种适应性特征的形成都是由于遗传变异和自然选择，A错误；它们可能是由共同的祖先进化而来的，B正确；亲缘关系远的脊椎动物组成该蛋白质的氨基酸种类和排列顺序不完全相同，C错误；多样的环境会促使生物朝不同方向进化，但同区域内的马、鹰和蝙蝠会发生共同进化，D正确。]
考点2　自然选择与适应的形成
1．适应的普遍性和相对性
(1)适应的双重含义
①生物的形态结构适合于完成一定的功能。
②生物的形态结构及其功能适合于该生物在一定环境中生存和繁殖。
(2)适应是普遍存在的，但又是相对性。
2．适应是自然选择的结果
(1)拉马克的进化学说
①主要内容
a．当今所有的生物都是由更古老的生物进化来的。
b．各种生物的适应性特征是在进化过程中逐渐形成的。
c．适应的形成是由于用进废退和获得性遗传。
②意义
a．彻底否定了物种不变论。
b．在当时具有一定的进步意义，肤浅地解释了适应的形成。
(2)达尔文的自然选择学说
①主要观点
②对适应的解释
a．适应的来源是可遗传的变异，适应是自然选择的结果。
b．群体中出现可遗传的有利变异和环境的定向选择是适应形成的必要条件。
③自然选择学说的进步意义
a．合理地解释了生物进化的原因，使生物学第一次摆脱了神学的束缚，走上了科学的轨道。
b．揭示了生物界的统一性是由于所有的生物都有共同祖先。
c．解释了生物的多样性和适应性是进化的结果。
④自然选择学说的局限性
a．对于遗传和变异的认识还局限于性状水平。
b．不能科学地解释遗传和变异的本质。
3．达尔文进化理论的发展
(1)研究水平：从性状水平深入到基因水平。
(2)研究结果：认识到遗传和变异的本质。
(3)研究对象：从以生物个体为单位发展到以种群为基本单位。
(4)形成了以自然选择为核心的现代生物进化理论。
1．达尔文认为适应的来源是可遗传的变异。 (√)
2．雷鸟在冬季来临前将羽毛换成了白色，是适应的相对性的体现。 (√)
3．细菌抗药性增强是人工选择的结果。 (×)
提示：细菌抗药性增强是因为抗生素的选择作用，而不是人工选择。
4．环境能使生物产生适应环境的定向变异。 (×)
提示：变异是不定向的。
5．达尔文的进化理论不能科学地解释遗传和变异的本质。 (√)
6．自然选择是通过生存斗争实现的。 (√)
1．适应相对性的根本原因是什么？(必修2　P106“思考·讨论”)
提示：遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾。
2．一定环境的选择作用可否理解为一定环境的诱导？
(必修2　P108“文字信息”)
提示：不可以。环境条件对生物变异不是诱导而是选择，生物产生了大量不定向变异后，由环境决定其生存与否，即变异在前，选择在后。
1．适应是自然选择的结果。请从分子水平阐述“适应”的含义_________
_________________________________________________________________
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提示：可遗传的有利变异的物质基础是优秀的基因，即决定这些有利变异的基因，从分子水平看，所谓适应，就是通过生殖将优秀的基因延续到下一代
2．达尔文认为生物适应性特征的形成过程是_______________________
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______________________________________________________________。
提示：在一定环境的选择作用下，可遗传的有利变异会赋予某些个体生存和繁殖的优势，经过代代繁殖，群体中这样的个体就会越来越多，有利变异通过逐代积累而成为显著的适应性特征
自然选择学说主要内容之间的关系图解
(1)环境因素的作用会提高突变的频率，但任何情况下变异都是不定向的，所以环境不能起到定向诱导变异的作用，它的作用是对不定向的变异进行定向选择。
(2)在运用达尔文自然选择学说分析问题时，要注意“变异在前，选择在后”的思路。
1．对传粉的动物来说，花的结构和外形不是唯一的变数，植物所产生的花蜜种类也有不同，有的植物只产生稀释花蜜，有些植物则产生含水量相对较少的高浓度高热值花蜜。研究者发现蝶类更喜欢采集前者，蜂鸟更喜欢采集后者。请对此现象提出合理的解释。
提示：蜂鸟(恒温动物)相较于蝴蝶(变温动物)需要高热值花蜜提供更多能量或答蜂鸟和蝴蝶的取食结构不同与相对应的植物结构相适应或答蝴蝶的身体相对表面积大(如翅膀薄而宽大)导致需求更多水分。
2．某海岛生活着一种昆虫，经调查其翅的长度和个体数的关系如图所示。由于气候变化该岛屿开始常刮大风，若干年后再调查，请参照图示在下边方框中绘制出最可能的翅长度与个体数的关系曲线。
提示：
eq \a\vs4\al()或eq \a\vs4\al()
3．你能举例反驳拉马克提出的用进废退、获得性遗传的观点吗？
提示：例如，人用眼睛过度，视力反而下降。健美运动员的后代，如果不进行专业训练，也不会拥有健美运动员那样发达的肌肉和健壮的体格。
适应的普遍性和相对性
1．同物种的个体在形态特征上常有些差异，而形态有差异的个体，在适应环境变化的能力上也会有些不同。如图为某地三种不同植物的叶面积与个体数目的关系图，若此地遭遇干旱，则下列叙述最合理的是(　　)
A．在干旱时，乙物种比甲物种适应能力强
B．在干旱时，丙物种比乙物种适应能力强
C．在干旱时，甲物种比乙物种适应能力强
D．在干旱时，甲、乙两物种适应能力相同
C　[根据题图分析可知，在干旱时，乙与甲相比，个体数目最大时，甲对应的叶面积更小，因此甲的适应能力更强，A错误；结合乙、丙曲线可知，长期干旱，叶面积较小时，乙的个体数目相对较多，因此乙的适应能力比丙强，B错误；结合甲、乙曲线，甲曲线峰值靠左，叶面积小时，曲线整体偏左，因此甲的适应能力比乙强，C正确，D错误。]
自然选择与适应的形成
2．(2021·广东选择性考试)孔雀鱼雄鱼的鱼身具有艳丽的斑点，斑点数量多的雄鱼有更多机会繁殖后代，但也容易受到天敌的捕食。关于种群中雄鱼的平均斑点数量，下列推测错误的是(　　)
A．缺少天敌，斑点数量可能会增多
B．引入天敌，斑点数量可能会减少
C．天敌存在与否决定斑点数量相关基因的变异方向
D．自然环境中，斑点数量增减对雄鱼既有利也有弊
C　[缺少天敌的环境中，孔雀鱼的斑点数量逐渐增多，原因是孔雀鱼群体中斑点数多的雄性个体体色艳丽易吸引雌性个体，从而获得更多的交配机会，导致群体中该类型个体的数量增多，A正确；引入天敌的环境中，斑点数量多的雄鱼容易受到天敌的捕食，数量减少，反而斑点数量少的雄鱼获得更多交配机会，导致群体中斑点数量可能会减少，B正确；生物的变异是不定向的，故天敌存在与否不能决定斑点数量相关基因的变异方向，C错误；由题干信息可知，“斑点数量多的雄鱼有更多机会繁殖后代，但也容易受到天敌的捕食”，则斑点少的雄鱼繁殖后代的机会少，但不易被天敌捕食，可知自然环境中，斑点数量增减对雄鱼既有利也有弊，D正确。]
考点3　种群基因组成的变化与物种的形成
1．种群基因组成的变化
(1)种群：生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。是生物进化的基本单位，也是生物繁殖的单位。
(2)基因库：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)基因频率
①概念：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值。
②计算
基因频率＝×100%。
③影响因素：突变、选择、迁移等。
(4)种群基因频率的变化
①可遗传变异的来源
②可遗传变异提供了生物进化的原材料的原因
基因突变产生的等位基因，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，从而使种群中出现多种多样可遗传的变异类型。
③可遗传变异的结果：只提供了生物进化的原材料，不决定生物进化的方向。
(5)自然选择对种群基因频率变化的影响
①原因：不断淘汰发生不利变异的个体，选择保留发生有利变异的个体。
②选择的对象
a．直接作用对象：个体的表型。
b．最终选择的对象：决定表型的基因。
③选择的结果
a．基因方面：种群基因频率会发生定向改变。
b．生物性状方面：导致生物朝着一定的方向不断进化。
2．隔离在物种形成中的作用
(1)物种的概念：能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物。
(2)隔离：①概念：不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。
②常见类型
项目类型　　 发生范围 结果
生殖隔离 不同物种间 不能相互交配；即使交配成功，也不能产生可育后代
地理隔离 同种生物 使种群间不能发生基因交流
(3)新物种形成的一般过程
结论：隔离是物种形成的必要条件。
1．在环境条件保持稳定的前提条件下，种群的基因频率不会发生变化。 (×)
提示：基因突变、染色体变异、交配方式等也会影响基因频率的改变。
2．若亲子代间基因频率不变，基因型频率一定不变。 (×)
提示：基因频率不变，基因型频率可能发生变化。如Aa自交后代基因频率不变，而基因型频率发生改变。
3．所有变异都能为生物的进化提供原材料。 (×)
提示：可遗传的变异为生物进化提供原材料。
4．隔离是物种形成的必要条件。生殖隔离的形成必须要有地理隔离，地理隔离必然导致生殖隔离。 (×)
提示：生殖隔离的形成往往先经过长期地理隔离。地理隔离也不一定形成生殖隔离(如亚种)。
5．生殖隔离是物种朝不同方向发展的决定性因素。 (×)
提示：自然选择决定生物进化的方向。
6．两个鱼塘中的鲫鱼属于同一物种，也是一个种群。 (×)
提示：种群是繁殖的基本单位，个体之间能够进行基因交流，两个鱼塘中的鲫鱼存在地理隔离，不是一个种群。
1．若没有突变，进化还能够发生吗？为什么？(必修2　P112“文字信息”)
提示：突变和基因重组提供了生物进化的原材料。若没有突变，就不可能产生新的等位基因，基因重组也就没有意义，生物就不可能产生可遗传的变化，也就不可能进化。
2．该桦尺蛾种群是否形成新物种？为什么？(必修2　P113“探究·实践”)
提示：没有形成新物种，因为浅色个体和黑色个体生活在一起，仍能进行交配和基因交流，因此没有形成新物种。
3．将树雀和仙人掌地雀放在同一小岛足够长的时间，能否形成同一物种？试解释。(必修2　P117“思考·讨论”)
提示：不行，两种地雀之间已经形成生殖隔离，基因不能得以交流。
1．尽管害虫中天然存在抗药性基因，但是开始使用杀虫剂时，对害虫杀灭效果仍然非常显著，原因在于__________________________________________
__________________________________________________________________。
提示：害虫中有抗药性基因的个体占极少数(抗药性基因频率极低)
2．在自然选择过程中，直接受选择的是表型而不是基因型的原因是
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提示：选择的直接对象是具有某种特定表现型的生物体，而不是控制该性状的基因型，但可导致控制该性状的基因的频率上升或下降
3．普氏原羚是我国特有的濒危动物，由于道路和牧场围栏阻隔，普氏原羚被隔离在13个分布区内。从遗传与进化的角度看，不同分布区的普氏原羚种群处于隔离状态，这对该物种的延续有什么不利影响？______________________
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提示：不同分布区的普氏原羚种群产生了地理隔离，无法进行基因交流，一方面不利于该物种数量大量增长，另一方面易造成生殖隔离，不利于物种的延续
1．基因频率的计算
(1)“定义法”求解基因频率
某基因频率＝×100%
若在常染色体上：
某基因频率＝×100%；
若在X染色体上：
某基因频率＝×100%。
(2)“公式法”求解基因频率(以常染色体上一对等位基因A和a为例)
A基因频率＝AA基因型频率＋1/2×Aa基因型频率
a基因频率＝aa基因型频率＋1/2×Aa基因型频率
(3)利用遗传平衡定律计算基因型频率
①前提条件：A．种群非常大；b.所有雌雄个体之间自由交配；c.没有迁入和迁出；d.没有自然选择；e.没有基因突变。
②计算公式：当等位基因只有两个(A、a)时，设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，则：
基因型AA的频率＝p2；
基因型Aa的频率＝2pq；
基因型aa的频率＝q2。
2．自交和自由交配时基因(型)频率的变化规律
(1)自交：种群个体自交时，纯合子增多，杂合子减少，基因型频率发生改变。自交过程不改变基因频率。
(2)自由交配：在无基因突变、各种基因型的个体生活力相同时，处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗传平衡定律，上下代之间种群的基因频率及基因型频率不变。如果一个种群没有处于遗传平衡状态，自由交配不改变基因频率，但改变基因型频率。
3．把握物种形成的三大模式
4．正确认识生物进化与新物种的形成
(1)生物进化的实质是种群基因频率的改变，物种形成的标志是生殖隔离的形成。
(2)生物进化并不一定形成新物种，但是新物种的形成一定要经过生物进化。
1．请根据表内数据绘制A(工业污染区)、B(非工业污染区)两地区不同体色的桦尺蛾回收率的柱形图，并表述据此得出的结论。
地区 项目 灰色桦尺蛾 黑色桦尺蛾
工业污染区A 释放数 400 500
回收数 52 150
非工业污染区B 释放数 500 600
回收数 60 30
提示：
结论：在工业污染区，黑色桦尺蛾数量占优势；在非工业污染区，灰色桦尺蛾数量占优势。
2．常染色体发病率和基因型频率有什么关系？(设某遗传病由A、a一对等位基因控制)
提示：(1)常染色体显性遗传病发病率＝(AA个体数＋Aa个体数)÷全体个体数×100%＝AA和Aa基因型频率之和。(2)常染色体隐性遗传病发病率＝aa个体数÷全体个体数×100%＝aa基因型频率。
3．X染色体隐性遗传病在男性中的发病率为什么等于该病致病基因的基因频率？
提示：因Y染色体上没有相应的等位基因，因此在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率。
种群基因组成的变化
1．(2021·海淀区高三一模)淡色库蚊是多种传染病的主要传播媒介，其对杀虫剂的抗药性由一对等位基因A和a控制。科研人员对使用杀虫剂的四个地域的淡色库蚊种群进行基因型检测，结果如下表。下列分析合理的是(　　)
A．淡色库蚊四个地理种群的基因库没有差异
B．杀虫剂诱导淡色库蚊由敏感型突变为抗药型
C．a基因频率由大到小依次是甲>乙>丁>丙
D．杀虫剂对四个地理种群的定向进化发挥一定作用
D　[基因库是一个群体中所有个体的全部基因的总和，题中四个地理种群，存在地理隔离，其基因频率存在差异，即基因库存在差异，A错误；杀虫剂的使用是选择抗药型个体，而不是诱导敏感型突变为抗药型，B错误；甲地a＝(16×1/2＋30)/85＝38/85≈0.447；乙地a＝(44×1/2＋23)/83＝45/83≈0.542；丙地a＝(26×1/2＋6)/87＝19/87≈0.218；丁地a＝(30×1/2＋15)/91＝30/91≈0.330，a基因频率由大到小依次为：乙>甲>丁>丙，C错误；由表格可知，杀虫剂对四个地理种群向抗药型方向定向进化发挥一定作用，D正确。]
2．(不定项)(2021·聊城高三二模)在多附肢卤虫体细胞中有一种超双胸基因(Ubx)，该基因不抑制卤虫胚胎胸部附肢的发育，在果蝇中也存在Ubx基因，但在果蝇体内则强烈地抑制胚胎胸部附肢的发育。分析卤虫和果蝇Ubx蛋白的序列后发现，卤虫的Ubx蛋白C端29个氨基酸中有7个丝氨酸或苏氨酸，而果蝇的Ubx蛋白C端却没有丝氨酸和苏氨酸。科学家推测果蝇的祖先很可能是由卤虫的祖先进化而来，理由是Ubx蛋白C端的丝氨酸和苏氨酸为其他氨基酸所取代。下列说法正确的是(　　)
A．果蝇的 Ubx 基因与卤虫的不同，可能是基因突变造成的
B．不同卤虫体内的 Ubx 基因碱基序列有可能不同
C．Ubx 基因在卤虫和果蝇中表达时所需氨基酸种类不同
D．与卤虫相比，果蝇 Ubx 基因的改变是为了适应不同的生存环境
AB　[由题意分析可知，果蝇的 Ubx 基因与卤虫的不同，可能是基因突变造成的，A正确；卤虫的 Ubx 蛋白 C端 29 个氨基酸中有7个丝氨酸或苏氨酸，氨基酸不同则对应的基因碱基序列不同，故不同卤虫体内的 Ubx 基因碱基序列有可能不同，B正确；组成生物体蛋白质的氨基酸大约有21种，Ubx 基因在卤虫和果蝇中表达的氨基酸数量可能不同，种类不完全相同，C错误；与卤虫相比，果蝇 Ubx 基因的改变是自然选择的结果，基因的改变可为生物进化提供原材料，D错误。]
隔离与物种的形成
3．(2021·南京高三二模)东非的坦葛尼喀湖和马拉维湖中长期生活着多种丽鱼，其中坦葛尼喀湖有200多种，马拉维湖有300～500种，它们由一个或几个共同祖先进化而来。由于具有相似的生活环境，两湖具有形态结构相似的丽鱼(如图)，但坦葛尼喀湖中所有丽鱼间的亲缘关系，都比它们与马拉维湖中任何丽鱼的亲缘关系近，反之亦然。下列叙述正确的是(　　)
A．两湖中的丽鱼不存在生殖隔离
B．两湖中丽鱼种数的差异属于遗传多样性
C．A′与B′鱼的遗传物质的相似度比与A鱼相似度高
D．达尔文的自然选择学说能科学解释两湖丽鱼种数众多的根本原因
C　[两湖中的不同丽鱼，属于不同的物种，存在生殖隔离，A项错误；两湖中丽鱼种数的差异属于物种多样性，B项错误；根据题目信息“坦葛尼喀湖中所有丽鱼间的亲缘关系，都比它们与马拉维湖中任何丽鱼的亲缘关系近，反之亦然”，因此，A′与B′鱼的遗传物质的相似度比与A鱼相似度高，C项正确；达尔文的自然选择学说不能科学解释两湖丽鱼种数众多的根本原因，D项错误。]
4．(2021·湖南招生适应性测试)中美洲东海岸与西海岸分布着两种形态差异明显的海龟。经DNA检测，发现它们曾经是同一物种：因火山爆发导致中美洲形成，它们被分隔成两个地区的不同种群，现已进化成两个不同物种。下列叙述错误的是(　　)
A．种群是生物进化的基本单位
B．地理隔离是物种形成的必要条件
C．两种海龟的基因库存在明显差异
D．东西海岸的不同环境影响海龟进化的方向
B　[种群是生殖的基本单位，也是生物进化的基本单位，A正确；隔离是物种形成的必要条件，有的物种形成不需要地理隔离，如多倍体的形成，B错误；两种海龟现已进化成两个不同物种，故其基因库存在明显差异，C正确；东西海岸的不同环境影响海龟进化的方向，即自然选择决定进化方向，D正确。]
　
(1)种群≠物种
①物种是自然状态下能够自由交配并产生可育后代的一群生物，一个物种可能在不同地点和时间形成不同的种群。
②种群是同一种生物、同一地点、同一时间形成的一个群体。种群“小”，不同种群间有地理隔离；物种“大”，不同物种间有生殖隔离。
③判断生物是不是同一物种，如果来历不明，形态结构相似，可靠依据是：看是否存在生殖隔离。若存在生殖隔离，则不是同一物种。
(2)隔离≠生殖隔离
隔离包括地理隔离和生殖隔离。隔离导致物种的形成：
①只有地理隔离而没有形成生殖隔离，可能产生亚种，但没有产生新物种。②形成生殖隔离，才形成新物种。
考查基因(型)频率的计算及应用
5．(2021·湖北九师联盟检测)某种蛾子的体色有黑色、灰色两种，黑色对灰色为显性，分别由D、d基因控制。如图为三个地区内黑色表型频率以及D基因的频率。下列分析错误的是(　　)
A．在非工业区表现为黑色的个体中杂合个体所占的比例为18/19
B．在工业区中，环境可通过影响灰色个体的出生率而影响灰色个体的数量
C．若工业区1的污染继续加重，当d基因频率降为0后即产生新的物种
D．若工业区2中蛾子D基因频率下降至0.2，此时黑色表型的百分比约为36%
C　[在非工业区D的基因频率为0.1，d的基因频率为0.9，黑色杂合个体所占的比例为2×0.1×0.9×100%＝18%，黑色纯合子DD基因型频率为0.01，黑色个体中杂合子的比例为18/19，A正确；在工业区，变黑的环境不利于灰色个体的生存，某些个体可能没有交尾产生后代就被捕食，环境通过影响灰色个体的出生率而影响灰色个体的数量，B正确；若工业区1的污染继续加重，当d基因频率降为0后不一定产生新的物种，因为个体之间没有生殖隔离，C错误；工业区2经环境治理，D基因频率下降为0.2，d的基因频率为0.8，黑色表型的比例约为0.2×0.2×100%＋2×0.2×0.8×100%＝36%，D正确。]
6．在一个较大的果蝇种群中，雌雄果蝇数量相等，且雌雄个体之间可以自由交配。若种群中B的基因频率为80%，b的基因频率为20%，则下列叙述错误的是(　　)
A．若B、b位于常染色体上，则雄果蝇中出现基因型为bb的概率为4%
B．若B、b位于常染色体上，则显性个体中出现杂合雄果蝇的概率约为17%
C．若B、b只位于X染色体上，则XbXb、XbY的基因型频率分别为4%、20%
D．若B、b的基因频率发生定向改变，则说明该果蝇种群一定发生了进化
C　[若该对等位基因位于常染色体上，则bb的基因型频率为20%×20%×100%＝4%，常染色体上基因控制性状与性别无关，因此雄果蝇中出现基因型为bb的概率也为4%，A正确；根据B的基因频率为80%，b的基因频率为20%，可得BB的基因型频率为64%，Bb的基因型频率为32%，显性个体中出现杂合雄果蝇的概率为[32%÷(64%＋32%)]×1/2×100%≈17%，B正确；若该对等位基因只位于X染色体上，则雌果蝇中XBXB的基因型频率为64%、XBXb的基因型频率为32%、XbXb的基因型频率为4%，雄果蝇中XBY的基因型频率为80%，XbY的基因型频率为20%，雌雄果蝇数量相等，因此XbXb、XbY的基因型频率分别为2%、10%，C错误；生物进化的实质是种群基因频率的改变，所以B、b基因频率改变一定会引起该果蝇种群的进化，D正确。]
考点4　(探究·实践)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菌。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
1．培养细菌时，培养基应倒置，其原因在于37 ℃培养细菌时，培养基的水分要蒸发，形成水珠，如果正放，水珠集聚在培养基平面上会影响菌落的生长，所以要倒置培养。
2．为了保证实验结果的准确性，要做重复实验，求抑菌圈直径的平均值。
3．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．(2021·江苏六市高三一模)某课外兴趣小组的同学探究阿莫西林对细菌的选择作用，首先取少量含细菌的培养液均匀涂抹在平板上，并将平板均等的分为四个区，然后在1号区放1张不含阿莫西林的圆形纸片，2、3、4号区放等大的含有阿莫西林的圆形纸片。在37 ℃的恒温箱中培养12～16 h(第一代)，观察并测量抑菌圈的直径。从抑菌圈边缘的菌落上挑取菌体，接种到液体培养基中培养，然后取菌液重复上述操作，获得第二代、第三代，并记录每代抑菌圈的直径。相关叙述错误的是(　　)
　　
第一代　　第二代　　第三代
A．耐药菌的出现是基因突变的结果
B．每代都需计算2、3、4区抑菌圈的平均值
C．培养过程中细菌的耐药性基因频率发生定向改变
D．培养过程中抑菌圈越小说明细菌的耐药性越弱
D　[培养过程中抑菌圈越大，说明细菌的抗药能力越弱，抑菌圈越小，说明其抗药能力越强，D错误。]
2．某研究小组将含有相同浓度抗生素Ⅰ～Ⅳ的四个纸片分别贴放在生长有测试菌的琼脂平板上，在合适的温度条件下孵育16 h，结果如图所示：
(1)衡量本实验结果的指标是________。
(2)细菌的抗药性产生于环境变化之________(填“前”“中”或“后”)。
(3)在相关实验操作均严谨规范的情况下，在含有抗生素Ⅳ的纸片周围出现了较大的抑菌圈，抑菌圈中存在有若干个测试菌的菌落。
试对上述现象的成因作出分析：____________________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(4)本实验的目的是：_____________________________________________
_______________________________________________________________。
(5)若挑选抗生素Ⅲ，并通过稀释法(下图中Ⅰ～Ⅳ代表不同浓度抗生素Ⅲ)来确定其能抑制测试菌肉眼可见生长的最低药物浓度称为最小抑菌浓度(MIC)。
结合图中所示的实验结果，其中抗生素Ⅲ的最小MIC是________(用Ⅰ～Ⅳ表示)。
[解析]　(1)衡量实验的指标即对实验结果的表述，本实验是利用抗生素抑制细菌的生长来表述实验结果，通过抑菌圈的大小来确定杀菌能力，即抑菌圈越大杀菌能力越强。
(2)突变在前，选择在后，环境的作用不是诱发定向突变，只是选择有利的变异，故细菌的抗药性产生于环境变化之前。
(3)在相关实验操作均严谨规范的情况下，在含有抗生素Ⅳ的纸片周围出现了较大的抑菌圈，抑菌圈中存在有若干个测试菌的菌落。说明抗生素Ⅳ对于测试菌具有较强的抑制作用，但测试菌中已经出现能抵抗抗生素Ⅳ的抗性突变株。
(4)本实验的目的是研究抗生素Ⅰ～Ⅳ对测试菌的抑制作用。
(5)MIC是药敏试验中评价抗生素药效的常用指标，其定义为某种抗生素对测试菌的最低抑制浓度。分析图解可知，Ⅱ浓度时可见抑菌圈，且抑菌圈最小，即抗生素Ⅲ的最小MIC是Ⅱ。
[答案]　(1)抑菌圈的大小　(2)前　(3)抗生素Ⅳ对于野生型测试菌具有较强的抑制作用，但测试菌中已经出现能抵抗抗生素Ⅳ的抗性突变株　(4)研究抗生素Ⅰ～Ⅳ对测试菌的抑制作用　(5)Ⅱ
考点5　协同进化与生物多样性的形成
1．协同进化
2．生物多样性的形成
3．现代生物进化理论
(1)主要内容
①适应是自然选择的结果。
②种群是生物进化的基本单位。
③突变和基因重组提供进化的原材料，自然选择导致种群基因频率的定向改变，进而通过隔离形成新的物种。
④生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程。
⑤生物多样性是协同进化的结果。
(2)争议
①有人主张，决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择；
②更多学者认为，基因突变并不都是中性的，有些基因突变反映在个体的性状上，与环境相适应的程度有差异，不能否认自然选择的作用。
③物种形成并不都是渐变的过程，而是物种长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。
1．捕食者的存在有利于增加物种多样性。 (√)
2．最早出现的生态系统中没有消费者。 (√)
3．大约在4亿年前，形成的原始陆生植物主要是藻类。 (×)
提示：此时期形成的原始陆生植物主要是蕨类。
4．协同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的。 (×)
提示：协同进化主要是通过生存斗争实现的，也可以是相互选择。
5．生物多样性的形成也就是新的物种不断形成的过程。 (×)
提示：生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。
1．“收割理论”策略对人类利用生物资源有何启示？(必修2　P119“文字信息”)
提示：对自然资源的利用，既要注意合理的利用强度，又要兼顾各种资源之间的均衡，最终应达到资源永续利用，生态协调发展的有利局面。
2．人类的生存和发展始终受益于生物多样性，保护生物多样性的关键是什么？(必修2　P123“与社会的联系”)
提示：协调好人与生物环境的关系。
1．有性生殖的出现加快了生物进化的步伐，其理由在于_____________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
______________________________________________________________。
提示：生物通过有性生殖，实现了基因重组，这就增强了生物变异的多样性，因而使生物进化的速度明显加快
2．据调查，蝙蝠有超强的防御能力，能与数千种病毒长期共存，请用协同进化观点分析、推测：现存蝙蝠身上病毒的毒性中等，其原因是_____________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示：毒性较弱的病毒会被蝙蝠免疫系统淘汰，毒性过强的病毒已经随蝙蝠的死亡而失去了繁殖的机会，只有毒性中等的、繁殖力强的病毒在与蝙蝠长期协同进化过程中保留了下来
1．协同进化的实例
协同进化类型 包含类型 实例
不同物种之间 原始合作 海葵与寄居蟹
互利共生 豆科植物与根瘤菌
捕食 猎豹与斑马
寄生 黏液瘤病毒与兔子
竞争 作物与杂草
生物与无机环境之间 生物影响环境，环境影响生物 地球早期是无氧环境→厌氧生物→光合生物出现→空气中有了氧气→出现好氧生物
2.生物多样性形成的原因分析
(1)从分子水平看
(2)从进化角度看：物种多样性与生态系统多样性主要是生物的不定向变异与定向选择在进化过程中共同作用的结果。
1．当人类在进化历程某一时期出现流行性疾病或者传染病时，人体要么适应这种病毒，要么根除它们。请结合你对生命本质的理解，谈谈你对这一说法的认识。
提示：在进化过程中，人类与病毒协同进化，长期共存，相互适应；病毒也可能是进化压力，促进细胞进化，人体免疫机能显著提升则可能战胜病毒。
2．林场通常是大规模种植乔木的半人工生态系统，树木成林往往需要数年至数十年。成林期间，一些动植物会陆续进入林区参与生物群落的构建。在林场进行适度砍伐后，会出现空地(林窗)。请说明林窗对林场生物多样性产生的影响并简要说明理由。
提示：提高生物多样性，形成更多生境类型或提高生物多样性，形成更多环境类型。
协同进化与生物多样性的形成
1．(2021·潍坊高三一模)考古研究发现几乎所有的现存动物门类和已灭绝的生物，都突然出现在寒武纪地层，而更古老的地层中却没有其祖先的化石被发现。澄江生物群是我国保存完整的寒武纪早期古生物化石群，近期英国《系统古生物学》报道了赫德虾类奇虾在澄江生物群中的首次发现，共计六种，包括至少两个新种，这表明大型肉食型奇虾类动物在寒武纪早期已经高度多样化。下列叙述错误的是(　　)
A．澄江生物群对渐变式进化理论提出了挑战
B．赫德虾类奇虾新物种形成的标志是生殖隔离的出现
C．澄江生物群不同生物间的协同进化就导致了生物多样性的形成
D．奇虾高度多样化表明寒武纪生物界有较复杂的食物网
C　[澄江生物群不同生物之间及生物与无机环境之间的协同进化导致了生物多样性的形成。]
2．(2021·江苏新高考适应性测试)下列关于生物进化和生物多样性的叙述，正确的是(　　)
A．热带任何地区的物种多样性一定高于温带
B．外来物种一定会导致本地物种多样性降低
C．协同进化既存在于食植动物和食肉动物之间，也存在于植物和食植动物之间
D．生物多样性会随群落演替的进程而逐渐增加，但该群落中不会发生生物进化
C　[热带任何地区的物种多样性一定高于温带这一说法过于绝对，物种的多样性不仅取决于环境温度，也取决于其他环境条件，A错误；引入的外来物种，若不适应引入地的环境条件，而且还有天敌制约其生长，则一般不会导致本地物种多样性锐减，B错误；协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在互相影响中不断进化和发展。所以食植动物和食肉动物之间，植物和食植动物之间都存在协同进化，C正确；群落的演替是随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，是生物和环境反复相互作用的过程，该过程中种群的基因频率可能发生变化，产生生物进化，D错误。]
1．核心概念
(1)(必修2 P100)化石：是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等。
(2)(必修2 P110)种群：生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。
(3)(必修2 P111)基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。
(4)(必修2 P111)基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值。
(5)(必修2 P116)物种：能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物。
(6)(必修2 P116)隔离：是指不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。
(7)(必修2 P116)地理隔离：同种生物由于地理障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。
(8)(必修2 P121)协同进化：不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。
2．结论语句
(1)(必修2 P104)化石为研究生物进化提供了直接的证据。　(2)(必修2 P107)适应的来源是可遗传的变异，适应是自然选择的结果。
(3)(必修2 P108)群体中出现可遗传的有利变异和环境的定向选择是适应形成的必要条件。
(4)(必修2 P112)基因突变产生新的等位基因，这就可以使种群的基因频率发生变化。
(5)(必修2 P114)在自然选择的作用下，种群的基因频率发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。
(6)(必修2 P118)隔离是物种形成的必要条件。
(7)(必修2 P119)捕食者的存在有利于增加物种多样性。
(8)(必修2 P121)生物多样性主要包括三个层次的内容：遗传多样性(基因多样性)、物种多样性和生态系统多样性。
1．(2021·河北选择性考试)雄性缝蝇的求偶方式有：①向雌蝇提供食物；②用丝缕简单缠绕食物后送给雌蝇；③把食物裹成丝球送给雌蝇；④仅送一个空丝球给雌蝇。以上四种方式都能求偶成功。下列叙述错误的是(　　)
A．求偶时提供食物给雌蝇有利于其繁殖，是一种适应性行为
B．④是一种仪式化行为，对缝蝇繁殖失去进化意义
C．③是雌蝇对雄蝇长期选择的结果
D．④可能由③进化而来
B　[求偶时提供食物给雌蝇，一方面为了获得交配机会，另一方面也有利于雌性获得更多营养物质繁殖后代，这是一种长期形成的适应性行为，A正确；根据题意，四种方式都能求偶成功，④虽然是一种仪式化行为，但对缝蝇繁殖也具有进化意义，B错误；在求偶过程中，把食物裹成丝球送给雌蝇，更受雌蝇的青睐，容易获得交配机会，留下后代的机会多，这是雌蝇对雄蝇长期选择的结果，C正确；④仅送一个空丝球给雌蝇，不需要食物也能求偶成功，④与③在外观上具有相似性，可推测④可能由③进化而来，D正确。]
2．(2021·湖南选择性考试)金鱼系野生鲫鱼经长期人工选育而成，是中国古代劳动人民智慧的结晶。现有形态多样、品种繁多的金鱼品系。自然状态下，金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代。下列叙述错误的是(　　)
A．金鱼与野生鲫鱼属于同一物种
B．人工选择使鲫鱼发生变异，产生多种形态
C．鲫鱼进化成金鱼的过程中，有基因频率的改变
D．人类的喜好影响了金鱼的进化方向
B　[由题干中信息“自然状态下，金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代”可知，金鱼与野生鲫鱼属于同一物种，A正确；人工选择可以积累人类喜好的变异，淘汰人类不喜好的变异，只对金鱼的变异类型起选择作用，不能使金鱼发生变异，B错误；种群进化的实质是种群基因频率的改变，因此，鲫鱼进化成金鱼的过程中，存在基因频率的改变，C正确；人类的喜好可以通过人工选择来实现，使人类喜好的性状得以保留，因此，人工选择可以决定金鱼的进化方向，D正确。]
3．(2021·浙江1月选考)选择是生物进化的重要动力。下列叙述正确的是(　　)
A．同一物种的个体差异不利于自然选择和人工选择
B．人工选择可以培育新品种，自然选择不能形成新物种
C．自然选择保存适应环境的变异，人工选择保留人类所需的变异
D．经自然选择，同一物种的不同种群的基因库发生相同的变化
C　[同一物种的个体差异会产生更多的变异，利于自然选择和人工选择，A错误。生物的遗传和变异是普遍存在的，使得生物在繁殖中出现了不同的变异个体，故人工选择能培育出新品种，自然选择也能形成新的物种，B错误。自然选择是自然界对生物的选择作用，使适者生存，不适者被淘汰；人工选择是在不同的培养条件下，根据各自的爱好对不同的变异个体进行选择，经过若干年的选择，使所选择的形状积累加强，最后选育出不同的品种，C正确。种群基因库是指一个种群中全部个体的所有基因的总和，在自然选择的作用下，同一物种的不同种群向着适应环境的方向发展进化，其基因库的变化不一定是相同的，D错误。]
4．(2021·广东选择考适应性测试)从19世纪中叶到20世纪中叶，随着工业化的发展，环境不断恶化，英国曼彻斯特地区桦尺蛾(其幼虫称桦尺蠖)种群中，与从前浅色个体占多数相比，黑色个体所占比例逐渐增加。 下列叙述正确的是(　　)
A．控制桦尺蛾体色的基因发生了定向变异
B．黑色桦尺蛾是通过进化产生的新物种
C．黑色桦尺蛾增多是获得性遗传的证据
D．桦尺蛾体色变化趋势体现了协同进化
D　[基因突变是不定向的，A错误；桦尺蛾的基因频率发生了改变，发生了进化，但黑色桦尺蛾并未与浅色个体产生生殖隔离，故并不是一个新物种，B错误；黑色桦尺蛾的增多是自然选择的结果，不能作为获得性遗传的证据，C错误；桦尺蛾体色变化趋势体现了环境与生物在相互影响中协同进化，D正确。]
5．(2021·湖北选择性考试模拟)某些动物依靠嗅觉发现食物、识别领地和感受危险。动物基因组中含有大量嗅觉受体基因。据资料报道，人类基因组中有388个编码嗅觉受体的基因和414个假基因(无功能基因)。小鼠基因组中有1 037个编码嗅觉受体的基因和354个假基因。基因组比对结果显示，人类和小鼠嗅觉受体基因数目的差异是由于二者发生进化分支后，人类出现大量的假基因，而小鼠的嗅觉受体基因明显增加。下列叙述错误的是(　　)
A．基因突变是产生嗅觉受体基因多样性的原因之一
B．嗅觉受体基因的碱基突变频率与嗅觉受体蛋白的氨基酸改变频率相同
C．嗅觉受体基因的多样性是群体中不同个体间嗅觉能力差异的遗传基础
D．小鼠敏锐嗅觉的形成是长期进化过程中定向选择的结果
B　[基因突变的结果是产生新基因，故多种多样的嗅觉基因的产生，与基因突变有关，A正确；因为密码子具有简并性，当嗅觉受体基因的碱基发生突变，它编码的嗅觉受体蛋白的氨基酸不一定发生改变，故嗅觉受体基因的碱基突变频率与嗅觉受体蛋白的氨基酸改变频率不一定相同，B错误；嗅觉受体基因的多样性决定了嗅觉受体蛋白的多样性，从而使不同个体间嗅觉能力出现差异，C正确；虽然基因突变是不定向的，但长期的自然选择会定向的选择具有敏锐嗅觉的个体，使得嗅觉敏锐的小鼠逐渐增多，最终使小鼠敏锐嗅觉逐渐形成，D正确。]
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