【备考2024】一轮新人教版生物学学案：必修2 第7单元 第3讲 生物的进化（含解析）
文档属性
| 名称 | 【备考2024】一轮新人教版生物学学案：必修2 第7单元 第3讲 生物的进化（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 2.5MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-13 17:30:04 | ||
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文档简介
【备考2024】一轮新人教版生物学学案
第七单元 生物的变异和进化
第3讲 生物的进化
考点1 生物有共同祖先的证据、自然选择与适应的形成
一、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祖先寻找证据。
(2)胚胎学证据：脊椎动物在胚胎发育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的特征，比如都有能进行代谢、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。
二、自然选择与适应的形成
1．适应的普遍性和相对性
2．适应是自然选择的结果
(1)拉马克的进化学说
①主要观点
②意义：历史上第一个比较完整的进化学说；彻底否定了物种不变论，奠定了科学生物进化论的基础。
(2)达尔文的自然选择学说
1．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细胞色素c的根本原因是什么？(必修2 P103“思考·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。
2．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。
1．大部分化石发现于沉积岩的地层中。 (√)
2．较晚形成的地层中，没有简单、较低等的生物化石。 (×)
提示：较晚形成(新地层)中也可能有简单生物的化石。
3．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。 (√)
4．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。
5．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。
6．达尔文的进化理论不能科学地解释遗传和变异的本质。 (√)
1．DNA分子杂交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)
2．达尔文认为生物适应性特征的形成过程是_____________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
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
1．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。
(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。
2．自然选择学说主要内容之间的关系
(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蝴蝶的身体相对表面积大(如翅膀薄而宽大)导致需要更多水分。
2．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：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。
考查生物有共同祖先的证据
1．(2022·河北衡水中学检测)达尔文提出，地球上多种多样的生物都是由共同的祖先进化而来的。化石、比较解剖学、胚胎学、分子生物学等方面的证据逐渐证实了达尔文的这一观点。下列说法错误的是( )
A．通过化石可以确定古代生物的形态结构。化石是研究生物进化的最直接证据
B．蝙蝠的翼手和人的上肢结构相似，说明两种生物是由共同的祖先进化而来的
C．进化过程中即使没有新物种的产生和已有物种的灭绝，生物多样性也会变化
D．种群内部、种群间以及生物与环境之间的协同进化导致了生物多样性的产生
D [化石是研究生物进化最重要的、最直接的证据，因为化石是保存在岩层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹，直接说明了古生物的结构或生活习性，因此生物进化的直接证据是化石，A正确；蝙蝠的翼手和人的上肢的形态和功能都不相同，但他们的内部结构却基本上一致，说明他们属于同源器官，由共同的原始祖先进化而来，B正确；生物多样性包括遗传(基因)多样性、物种多样性和生态系统多样性，导致基因、物种多样性的原因有基因突变、基因重组、自然选择、地理隔离等，故即使进化过程中没有新物种的产生和已有物种的灭绝，生物多样性也会变化，C正确；协同进化是指不同物种之间、生物与非生物环境之间在相互影响中不断进化和发展，不包括种群内部的作用，D错误。]
(教师用书独具)
(2022·江苏苏州期中)下列关于蛋白质、DNA和生物进化证据的叙述中，不正确的是( )
A．蛋白质和DNA都是大分子物质，都可以为研究生物进化提供证据
B．蛋白质和DNA都是遗传信息的储存者，所以可以通过比较不同生物的蛋白质和DNA来确定不同生物亲缘关系的远近
C．通过比较蛋白质中的氨基酸差异程度可以得知相关DNA片段中遗传信息的差异程度
D．两种生物的共同祖先生活的年代距今越远，这两种生物的蛋白质和DNA的差异可能就越大
B [蛋白质和DNA都是大分子物质，都可以反映不同物种的相似程度，A正确；DNA是遗传信息的储存者，其中的遗传信息的差异程度直接反映了两个物种的亲缘关系远近，B错误；蛋白质是基因表达的结果，所以比较蛋白质的差异可间接得知DNA中遗传信息的差异，C正确；两种生物的共同祖先生活的年代距今越远，这两种生物的蛋白质和DNA产生差异的时间也越早，差异性可能越大，D正确。]
考查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 [由题意可知，孔雀鱼雄鱼的斑点数量越多，越利于繁殖后代，但易被天敌捕食，故自然环境中，斑点数量的增减对孔雀鱼雄鱼既有利也有弊，在缺少天敌时，孔雀鱼雄鱼的斑点数量可能会增多，A、D推测正确；引入天敌后，斑点数量多的孔雀鱼雄鱼易被天敌捕食逐渐被淘汰，而斑点少的孔雀鱼雄鱼更易长期生存下去，孔雀鱼雄鱼的平均斑点数量可能会减少，B推测正确；变异具有不定向性，因此孔雀鱼雄鱼的斑点数量相关基因的变异方向与天敌存在与否无关，C推测错误。]
(教师用书独具)
(2022·山东菏泽期末)我国古代《禽经》多次提到鸟类形态结构与习性的关系，如“搏则利嘴”“物食喙长”“谷食喙短”。(注：“搏”是指靠猎捕动物为食的鸟类，“物食”指在水上寻食的鸟类，“谷食”指以种子为食的鸟类。)下列说法错误的是( )
A．为适应不同的环境，鸟类产生了“利嘴”“喙长”“喙短”等变异
B．“利嘴”“喙短”“喙长”鸟类的形成是自然选择的结果
C．“搏”与其所猎捕的动物之间存在协同进化
D．不同喙型的鸟类之间可能存在生殖隔离
A [鸟类“利嘴”“喙长”“喙短”类型的产生是不定向的变异经自然选择的结果，不是为适应不同的环境产生的变异，A项错误。]
考点2 种群基因组成的变化与物种的形成
一、种群基因组成的变化
1．种群和种群基因库
(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%。
2．种群基因频率的变化
(1)可遗传变异的来源
(2)生物突变的有利和有害不是绝对的，往往取决于生物的生存环境。
(3)生物的变异是不定向的，只是产生了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。
3．自然选择对种群基因频率变化的影响
―→种群的基因频率发生定向改变
(1)原因：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。
二、隔离在物种形成中的作用
1.
2.
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．在种群足够大、没有突变发生、种群之间不存在个体的迁移或基因交流、没有自然选择的情况下，自交和自由交配对基因(型)频率分别有什么影响？(必修2 P111“思考·讨论”)
提示：自交多代，后代基因频率不变，基因型频率改变。自由交配的种群，基因频率和基因型频率均不变。
2．自然选择作用的直接对象是____________________，根本对象是________________________。(必修2 P112～113“探究·实践”)
提示：生物个体的表型 控制某性状的基因
3．分析地雀的形成过程，说明物种形成需要的环节有哪些？(必修2 P117“思考·讨论”)
提示：突变和基因重组、自然选择、隔离。
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．生物进化的实质是种群基因型频率的改变。 (×)
提示：生物进化的实质是种群基因频率的改变。
5．不同种群间的个体不能进行基因交流，说明种群间存在生殖隔离。 (×)
提示：同一物种的不同种群在地理隔离的条件下，也不能进行基因交流。
6．抗生素的滥用会使细菌产生抗药性的原因是抗生素诱发细菌产生基因突变，使细菌中出现抗药性强的个体。 (×)
提示：抗生素的选择作用，使抗药基因的频率增加，产生抗药细菌。
1．生物进化的单位是种群而不是个体的理由是___________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：个体的表型会随着个体的死亡而消失，而决定个体表型的基因可以随着生殖而世代延续，并且在种群中扩散
2．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)
1．利用遗传平衡公式计算基因频率和基因型频率
(1)前提条件
种群非常大；所有雌雄个体之间自由交配；没有迁入和迁出；没有自然选择；没有基因突变。
(2)计算公式
①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：AA的基因型频率＝p2，Aa的基因型频率＝2pq，aa的基因型频率＝q2。
②逆推计算：已知隐性纯合子的概率，求种群的基因频率和基因型频率。
→→
2．物种形成的三大模式
3．物种形成与生物进化的比较
内容 物种形成 生物进化
标志 出现生殖隔离 基因频率改变
变化后生物与原生物关系 属于不同物种 可能属于同一物种
二者关系 ①生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种的界限，即生物进化不一定导致物种的形成，进化是量变，物种形成是质变 ②新物种的形成一般是长期进化的结果
加拉帕戈斯群岛由13个主要岛屿组成，这些岛屿上生活着13种形态各异的地雀，这些地雀来自共同的祖先——南美大陆地雀。一种地雀如何形成了13种形态各异的地雀？
提示：南美大陆地雀飞到了各个岛屿上，各个岛屿的种群可能产生了不同的突变和基因重组。各个岛屿上的食物和栖息环境不同，自然选择对不同种群基因频率的改变有差异。由于地理隔离各个种群不能进行基因交流，久而久之不同岛屿上地雀种群的基因库就会形成明显差异，最终出现了生殖隔离，原来同一物种的不同种群形成了不同的物种。
考查种群基因组成的变化
1．(2022·广东选择性考试)白车轴草中有毒物质氢氰酸(HCN)的产生由H、h和D、d两对等位基因决定，H和D同时存在时，个体产HCN，能抵御草食动物的采食。如图为某地不同区域白车轴草种群中有毒个体比例，下列分析错误的是( )
A．草食动物是白车轴草种群进化的选择压力
B．城市化进程会影响白车轴草种群的进化
C．与乡村相比，市中心种群中h的基因频率更高
D．基因重组会影响种群中H、D的基因频率
D [分析题意可知，草食动物能采食白车轴草，故草食动物是白车轴草种群进化的选择压力，A正确；分析题中曲线可知，从市中心到市郊和乡村，白车轴草种群中产HCN个体比例增加，说明城市化进程会影响白车轴草的进化，B正确；与乡村相比，市中心种群中产HCN个体比例小，即基因型为D_H_的个体所占比例小，故d、h基因频率更高，C正确；基因重组是控制不同性状的基因的重新组合，基因重组不会影响种群基因频率，D错误。]
(教师用书独具)
(2022·广东佛山质检)下表为碳青霉烯类抗生素2005～2008年在某医院住院患者中的人均使用量，以及从患者体内分离得到的某种细菌对该类抗生素的耐药率变化。下列说法正确的是( )
年份 2005 2006 2007 2008
人均使用量/g 0.074 0.12 0.14 0.19
耐药率/% 2.6 6.11 11.9 25.5
A．细菌耐药率的不断升高是人工选择的结果
B．碳青霉烯类抗生素使细菌的基因发生了定向变异
C．2005～2008年细菌种群的基因频率发生了定向改变
D．细菌的耐药性可能是由基因突变或染色体变异产生的
C [细菌耐药率的不断升高是抗生素对细菌的选择，A错误；细菌的基因发生的变异是不定向的，B错误；2005～2008年由于抗生素的选择作用，使细菌种群的基因频率发生了定向改变，C正确；细菌为原核生物，不含染色体，不能发生染色体变异，D错误。]
考查基因频率和基因型频率的计算
2．(2022·广东茂名检测)2022年北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”，大熊猫是其设计原型。大熊猫最初是食肉动物，经过进化，其99%的食物都来源于竹子。现在一个较大的熊猫种群中雌雄数量相等，且雌雄之间可以自由交配，若该种群中A的基因频率为80%, a的基因频率为20%，则下列说法正确的是( )
A．大熊猫种群中全部个体所含有的A、a基因，叫作该种群的基因库
B．大熊猫由以肉为食进化为以竹子为食的实质是种群基因型频率的定向改变
C．若该对等位基因位于常染色体上，则该种群显性个体中出现杂合熊猫的概率为1/3
D．若该对等位基因只位于X染色体上，则该种群XaXa、XaY的基因型频率分别为4%、20%
C [种群的基因库是一个种群中的全部个体所含有的全部基因，不是全部个体所含有的一对等位基因，A项错误。生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，不是种群基因型频率的定向改变，B项错误。若该对等位基因位于常染色体上，则该种群显性个体中出现杂合熊猫的概率为2×80%×20%÷(80%×80%＋2×80%×20%)＝32/96＝1/3，C项正确。若该对等位基因只位于X染色体上，在种群的雌性个体中，XaXa的基因型频率为20%×20%＝4%，则该种群XaXa的基因型频率为2%；在雄性个体中XaY的基因型频率为20%，则该种群XaY的基因型频率为10%，D项错误。]
(教师用书独具)
(2022·江苏百校联考)等位基因F、f位于常染色体上，据调查，某兔种群中的雌兔基因型频率分别为FF(30%)、Ff(60%)、ff(10%)，雄兔基因型频率分别为FF(20%)、Ff(40%)、ff(40%)。假设该种群随机交配，则其子代( )
A．Ff的基因型频率为52%
B．基因型频率改变，该群体发生了进化
C．F基因频率雌兔为60%、雄兔为40%
D．雌兔、雄兔的基因型频率不同，进化方向相同
A [Ff可能是雌性的F基因和雄性的f基因组合，也可能是雌性的f基因和雄性的F基因组合，其频率为60%×60%＋40%×40%＝52%，A正确；生物进化的实质是基因频率的改变，而不是基因型频率改变，B错误；由于随机交配，所以子代中，FF基因型频率为60%×40%＝24%，所以雌兔的F基因频率为24%＋52%×1/2＝50%、雄兔的F基因频率为24%＋52%×1/2＝50%，C错误；因为本题为常染色体遗传，所以子代雌雄兔的基因型和基因频率都相同，即雌雄兔的基因型频率相同，进化方向也相同，D错误。]
遗传平衡时X染色体上基因频率与基因型频率的关系(以红绿色盲为例)
(1)红绿色盲基因(Xb)的基因频率在男性和女性中相同，但发病率不同。
(2)男性中的红绿色盲发病率即为该群体Xb的基因频率。
(3)若红绿色盲基因Xb的基因频率为10%，则男性中，女性中
说明：若男性和女性数量相等，则女性携带者XBXb在女性中的比例和人群中的比例分别为18%和9%。
考查隔离与物种形成
3．(2023·江苏百校联考)如图表示一个亲代种群由于地理隔离(河流和山脉)形成了两个新的种群，进而进化为两个新物种的过程，下列有关进化的叙述正确的是( )
A．一个物种只有一个种群，即种群是生物进化的单位
B．种群1和2由于生活的环境不同，出现了不同的突变和基因重组
C．自然选择使种群1和2基因频率发生定向改变
D．种群1、2出现生殖隔离说明两者基因库中基因都不同
C [种群是生物进化的单位，一个物种可以有多个种群，A错误；种群1和2出现的突变和基因重组都是随机、不定向的，可能相同也可能不同，与其生活的环境没有直接关系，B错误；自然选择的选择作用使种群1和2的基因频率发生定向改变，C正确；种群1、2出现生殖隔离说明两者基因库差异较大，但可能存在某些相同的基因，D错误。]
(教师用书独具)
(2022·浙江6月选考)由欧洲传入北美的耧斗菜已进化出数十个物种。分布于低海拔潮湿地区的甲物种和高海拔干燥地区的乙物种的花结构和开花期均有显著差异。下列叙述错误的是( )
A．甲、乙两种耧斗菜的全部基因构成了一个基因库
B．生长环境的不同有利于耧斗菜进化出不同的物种
C．甲、乙两种耧斗菜花结构的显著差异是自然选择的结果
D．若将甲、乙两种耧斗菜种植在一起，也不易发生基因交流
A [一个种群中全部个体所含有的全部基因构成一个基因库，甲、乙两种耧斗菜是两个物种，A错误；不同生长环境有利于进行不同的自然选择，从而进化出不同的物种，B正确；自然选择导致物种朝不同的方向进化，甲、乙两种耧斗菜花结构的显著差异是自然选择的结果，C正确；不同物种之间存在生殖隔离，故不易发生基因交流，D正确。]
考点3 (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．材料用具
(1)培养基的两种类型：活化菌株的是牛肉膏蛋白胨液体培养基；便于观察挑选的是牛肉膏蛋白胨固体培养基。
(2)常见抗生素：青霉素或卡那霉素。
(3)常见细菌：大肠杆菌或金黄色葡萄球菌。
(4)两种纸片：含抗生素的纸片和不含抗生素的纸片，后者的作用是对照。
(5)其他用具：镊子、涂布器、无菌棉签、酒精灯、记号笔、直尺等。
3．实验过程
(1)用记号笔在培养皿的底部画2条相互垂直的直线，将培养皿分为4个区域，分别标记为①～④。
(2)用无菌的涂布器(或无菌棉签)将少量细菌培养液均匀地涂抹在培养基平板上。
(3)用无菌镊子将不含抗生素的纸片放在①号区域的中央，再将含抗生素的纸片分别放在②～④号区域的中央，盖上皿盖。
(4)将培养皿倒置于37_℃的恒温箱中培养12～16 h。
(5)观察纸片附近是否出现抑菌圈。如果有，测量并记录其直径，取平均值。
(6)对细菌进行传代培养时，应从抑菌圈边缘的菌落上挑取。
4．衡量本实验结果的指标：抑菌圈直径的大小。
5．预期实验结果：抑菌圈直径随着传代次数增加而减小；抑菌圈的逐代缩小说明细菌对抗生素的抗性逐代增强。
1．培养细菌时，培养基应倒置，其原因是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。
(2022·广东珠海二模)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。某学校生物兴趣小组为探究抗生素对细菌的选择作用，做了以下实验。
(1)为获取大肠杆菌，将一定体积的饮用水过滤后，将滤膜放在含有伊红—亚甲蓝的培养基上培养，挑选出呈深紫色的菌落即为大肠杆菌。
(2)获得大肠杆菌菌落后，需进行扩大培养，此时应选用________培养基。
(3)将大肠杆菌菌液均匀涂布在固体培养基上，并将平板划分为三个大小一致的区域，各放入一个经抗生素处理的相同圆纸片，在适宜条件下培养2天，观察结果(如图)，统计透明圈的直径。
①为使实验更具有说服力，平板需增加一个区域，在该区域应放入一个______________________________。
②请说明圆纸片周围透明圈的大小与抗生素抑菌效果的关系：__________________________________。
③挑取该平板上____________(填“靠近透明圈”“远离透明圈”或“任意位置”)的菌落，制成菌液重复上述实验，培养多代。
结果与结论：随着培养代数的增加，______________________，说明抗生素能定向选择耐药菌。
(4)使用后的培养基、圆纸片丢弃前需做________处理。
[答案] (2)液体 (3)①未经抗生素处理的圆纸片 ②透明圈越大说明抑菌效果越好 ③靠近透明圈 透明圈(抑菌圈)逐渐减小 (4)灭菌
(教师用书独具)
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，说明细菌的耐药性越弱，抑菌圈越小，说明其耐药性越强，D错误。]
考点4 协同进化与生物多样性的形成
一、协同进化
二、生物多样性的形成
三、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，因此，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．捕食是常见的生物现象，捕食者的存在能够增加群落的稳定性，也能增加物种的多样性，请你说明原因。(必修2 P119“文字信息”)
提示：群落中捕食者和被捕食者相互影响，又相互制约，使它们的数量在一定的范围内波动，因此捕食者的存在能够增加群落的稳定性。捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就避免出现一种和少数几种生物在生态系统中占优势的局面，为其他生物的生存腾出了空间。
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：协调好人与生态环境的关系。
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：生物多样性包括遗传(基因)多样性、物种多样性和生态系统多样性。
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
种间竞争 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．生物多样性各层次间的关系及形成原因
(1)生物多样性主要包括遗传(基因)多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次，三个层次之间的关系可表示如下：
(2)生物多样性形成的原因分析
①从分子水平看：
(根本原因) (直接原因) (生物多样性)
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环境定向选择在进化过程中共同作用的结果。
我国在修建青藏铁路时，不惜耗资修建了许多高架桥和涵洞。这对保护生物多样性有什么意义？
提示：种群是生物繁殖的基本单位，也是生物进化的基本单位，一个种群就是一个独特的基因库；不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中协同进化；生态系统是生物与环境相互作用形成的有机整体。修建铁路和高速公路时，不惜耗资修建了许多高架桥和涵洞，保护了动物的迁徙、觅食、繁殖等活动的范围，保证了植物种子的传播和生物个体间的基因交流，保护了生态系统的整体性和生物的协同进化，体现了我国政府和相关企业对保护生物多样性的重视。
考查协同进化和生物多样性
1．(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．协同进化既存在于植食性动物和肉食性动物之间，也存在于植物和植食性动物之间
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，所以植食性动物和肉食性动物之间，植物和植食性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。]
2．(2022·广东肇庆期末)黄花杓兰与西藏杓兰的开花时间和分布区均有所重叠，它们能够通过人工杂交产生可育的后代；但在自然界中，它们的传粉者大小明显不同，黄花杓兰由丽蝇和熊蜂工蜂传粉，而西藏杓兰由体形较大的熊蜂蜂王传粉，由于传粉者不同，二者在自然界中不能杂交。下列说法错误的是( )
A．黄花杓兰与西藏杓兰不存在地理隔离
B．黄花杓兰与西藏杓兰传粉者大小不同，据此推测它们花的形态结构可能存在差异
C．自然状态下黄花杓兰与西藏杓兰不能杂交，是二者与传粉者协同进化的结果
D．据上述信息可判断，黄花杓兰与西藏杓兰人工杂交的后代只能由熊蜂蜂王传粉
D [黄花杓兰与西藏杓兰的开花时间和分布区均有所重叠，因此黄花杓兰与西藏杓兰不存在地理隔离，A正确；自然界中的生物之间相互适应，由于二者传粉者大小不同，据此推测它们花的形态结构可能存在差异，B正确；自然状态下黄花杓兰与西藏杓兰不能杂交，是二者与传粉者协同进化，导致生殖隔离产生的结果，C正确；黄花杓兰与西藏杓兰人工杂交的后代具体表现成哪种性状是不确定的，如果后代与黄花杓兰相似，则可以由丽蝇和熊蜂工蜂传粉，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，种群的基因频率会发生定向改变，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．(2022·江苏选择性考试)在某生态系统中引入一定数量的一种动物，以其中一种植物为食。该植物种群基因型频率初始状态时为0.36AA、0.50Aa和0.14aa。最终稳定状态时为0.17AA、0.49Aa和0.34aa。下列相关推测合理的是( )
A．该植物种群中基因型为aa的个体存活能力很弱，可食程度很高
B．随着动物世代增多，该植物种群基因库中A的基因频率逐渐增大
C．该动物种群密度最终趋于相对稳定是由于捕食关系而非种内竞争
D．生物群落的负反馈调节是该生态系统自我调节能力的基础
D [若题述植物种群中基因型为aa的个体存活能力很弱，可食程度很高，aa会逐渐被淘汰，基因型频率会减小，与题干信息不符，A错误；从引入(A＝0.36×1＋0.50×1/2＝0.61)到达到稳定(A＝0.17×1＋0.49×1/2＝0.415)，A的基因频率逐渐减小，达到稳定后基因型频率不变，A的基因频率也不改变，B错误；该动物种群密度最终趋于相对稳定受捕食关系和种内竞争共同影响，C错误；生物群落的负反馈调节是该生态系统自我调节能力的基础，D正确。]
2．(2022·河北选择性考试)某植物叶片含有对昆虫有毒的香豆素，经紫外线照射后香豆素毒性显著增强。乌凤蝶可以将香豆素降解，消除其毒性。织叶蛾能将叶片卷起，取食内部叶片，不会受到毒害。下列叙述错误的是( )
A．乌凤蝶进化形成香豆素降解体系，是香豆素对其定向选择的结果
B．影响乌凤蝶对香豆素降解能力的基因突变具有不定向性
C．为防止取食含有强毒素的部分，织叶蛾采用卷起叶片再摄食的策略
D．植物的香豆素防御体系和昆虫避免被毒杀的策略是协同进化的结果
C [由于基因突变等变异，乌凤蝶中存在对香豆素降解能力强和降解能力弱的个体，香豆素可将降解能力强的个体选择并保存下来，故乌凤蝶进化形成香豆素降解体系，是香豆素对其定向选择的结果，A正确；基因突变是不定向的，选择是定向的，B正确；分析题意可知，经紫外线照射后香豆素毒性显著增强，织叶蛾能将叶片卷起可减少紫外线引起的香豆素毒性增强，该行为是香豆素对其进行选择的结果，而非织叶蛾主动适应环境的结果，C错误；协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，由于任何一个物种都不是单独进化的，因此植物的香豆素防御体系和昆虫避免被毒杀的策略是协同进化的结果，D正确。]
3．(2022·湖北选择性考试)新冠病毒是一种RNA病毒，其基因组含有约3万个核苷酸。该病毒可通过表面S蛋白与人细胞表面的ACE2蛋白结合而进入细胞。在细胞中该病毒的RNA可作为mRNA，指导合成病毒复制所需的RNA聚合酶，该聚合酶催化RNA合成时碱基出错频率为10-5。下列叙述正确的是( )
A．新冠病毒只有在选择压力的作用下才发生基因突变
B．ACE2蛋白的出现是人类抵抗新冠病毒入侵的进化结果
C．注射新冠病毒疫苗后，人体可产生识别ACE2蛋白的抗体
D．新冠病毒RNA聚合酶可作为研制治疗新冠病毒感染药物的有效靶标
D [病毒的突变是随机的、不定向的，A错误；人类本身含有ACE2蛋白，并非是人类抵抗新冠病毒入侵的进化结果，B错误；注射新冠病毒疫苗后，人体可产生识别新冠病毒的抗体，C错误；在细胞中该病毒的RNA可作为mRNA，指导合成病毒复制所需的RNA聚合酶，新冠病毒RNA聚合酶可作为研制治疗新冠病毒感染药物的有效靶标，D正确。]
4．(2021·湖北选择性考试)自青霉素被发现以来，抗生素对疾病治疗起了重要作用。目前抗生素的不合理使用已经引起人们的关注。下列关于抗生素使用的叙述，正确的是( )
A．作用机制不同的抗生素同时使用，可提高对疾病的治疗效果
B．青霉素能直接杀死细菌，从而达到治疗疾病的目的
C．畜牧业中为了防止牲畜生病可大量使用抗生素
D．定期服用抗生素可预防病菌引起的肠道疾病
A [抗生素的作用机理主要有“抑制细菌细胞壁合成，增强细菌细胞膜通透性，干扰细菌蛋白质合成以及抑制细菌核酸复制转录”四个方面，作用机制不同的抗生素同时使用，可从不同方面对病原体进行防治，故可提高对疾病的治疗效果，A正确；青霉素杀死细菌可能是通过抑制细菌细胞壁的合成或增强细菌细胞膜通透性等途径实现的，而不是直接杀死细菌，B错误；抗生素大量使用会导致耐药菌等的出现，不利于牲畜疾病的防控，C错误；定期服用抗生素会导致耐药菌等的出现，不能用于预防病菌引起的肠道疾病，D错误。]
(教师用书独具)
1．(2021·福建选择性考试)物种甲和物种乙为二倍体植物。甲生活在阳光充足的悬崖顶，乙生活在悬崖底的林荫里。在某些山地坡度和缓的地方，甲和乙分别沿着斜坡向下和向上扩展，在斜坡上相遇并杂交产生丙。若丙不能产生子代，则下列叙述错误的是( )
A．甲和乙仍然存在生殖隔离
B．甲种群基因频率的改变说明甲发生了进化
C．甲、乙向斜坡的扩展可能与环境变化有关
D．甲、乙、丙含有的基因共同构成一个种群的基因库
D [生殖隔离指不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代，结合题意，甲、乙杂交产生丙，但丙不能产生子代，符合生殖隔离定义，A正确；进化的实质是种群基因频率的改变，B正确；甲、乙向斜坡的扩展可能与环境变化有关，比如阳光照射范围的变化，C正确；由题意可知，甲、乙属于不同物种，不属于同一个种群，D错误。]
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。]
课时分层作业(二十二) 生物的进化
1．(2021·浙江6月选考)现代的生物都是由共同祖先进化而来的，物种的进化体现在种群基因频率的改变。下列能引起基因频率改变的因素是( )
A．自然选择 B．基因重组
C．随机交配 D．大的种群
A [在自然界中，有许多因素能够打破遗传平衡，而使种群基因频率发生变动：如突变、基因迁移、遗传漂变、非随机交配、自然选择，分析题意可知，A正确，BCD错误。]
2．(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。]
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，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·江苏选择性考试)下列关于生物种群叙述正确的是( )
A．不同种群的生物之间均存在生殖隔离
B．种群中个体的迁入与迁出会影响种群的基因频率
C．大量使用农药导致害虫种群产生抗药性，是一种协同进化的现象
D．水葫芦大量生长提高了所在水体生态系统的物种多样性
B [不同物种的生物之间均存在生殖隔离，A错误；种群中个体的出生和死亡、迁入和迁出会导致种群基因频率的改变，B正确；害虫抗药性在喷洒农药之前已经存在，喷洒农药只起选择作用，C错误；水葫芦大量生长降低了所在水体生态系统的物种多样性，D错误。]
5．(2022·广东佛山检测) 现代生物进化理论以自然选择学说为核心，下列有关阐述不合理的是( )
A．人与黑猩猩的DNA序列一致性比猕猴高，说明人与黑猩猩的亲缘关系比猕猴近
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．种群间互有迁入和迁出，会引起种群间遗传差异的减少和种群内变异量的增大
D．达尔文自然选择学说认为种群是生物进化的基本单位
D [人与黑猩猩的DNA序列一致性比猕猴高，说明人与黑猩猩的亲缘关系比猕猴近，A正确；在研究生物进化的过程中，化石是重要的证据，越古老的地层中，形成化石的生物越简单、低等、水生生物较多，因此通过化石可以了解已经绝灭的生物的形态结构特点，为研究生物进化提供了直接的证据，B正确；不同种群之间相互迁入和迁出，加强了基因交流，因此会引起种群间遗传差异的减少，种群内变异量的增大，C正确； 达尔文自然选择学说认为个体是生物进化的基本单位，现代生物进化理论认为进化是以种群为基本单位的，D错误。]
6．(2021·广东选择性考试)兔的脂肪白色(F)对淡黄色(f)为显性，由常染色体上一对等位基因控制。某兔群由500只纯合白色脂肪兔和1 500只淡黄色脂肪兔组成，F、f 的基因频率分别是( )
A．15%、85% B．25%、75%
C．35%、65% D．45%、55%
B [由题意可知，该兔种群由500只纯合白色脂肪兔(FF)和1 500只淡黄色脂肪兔(ff)组成，故F的基因频率＝F/(F＋f)＝(500×2)/(2 000×2)＝25%，f 的基因频率＝1－25%＝75%，B正确。]
7．(2022·湖南长郡中学检测)张谦德在《朱砂鱼谱》中总结的金鱼选种经验是“蓄类贵广而选择贵精，须每年夏间市取数千头，分数十缸饲养。逐日去其不佳者，百存一二，并作两三缸蓄之，加意爱养，自然奇品悉具。”从现代生物进化理论的观点分析，正确的是( )
A．“分数十缸饲养”相当于地理隔离和生殖隔离
B．“逐日去其不佳者”是指对金鱼进行人工选择
C．“自然奇品悉具”是金鱼发生定向变异的结果
D．这种人工培育金鱼方法的原理是染色体变异
B [“分数十缸饲养”是制造地理隔离，使其不能进行基因交流，但地理隔离不一定导致生殖隔离，A错误；“逐日去其不佳者”是通过人工选择的方法淘汰不需要的个体，会改变种群的基因频率，B正确；基因突变能产生新的基因，控制形成新的性状，所以“自然奇品悉具”是金鱼发生基因突变的结果，而基因突变是不定向的，C错误；这种人工培育金鱼方法的原理是基因突变，D错误。]
8．(2022·广东惠州调研)科学家发现一种蜣螂提高了“生活品位”，不仅吃粪便，还取食蜈蚣、马陆(也叫千足虫)等动物。与普通蜣螂相比其部分结构也发生变化：头部较窄而长，便于进食千足虫内脏；后腿较蜷曲，便于捕猎千足虫。下列推测合理的是( )
A．该蜣螂与普通蜣螂肯定已经产生了生殖隔离
B．与普通蜣螂相比，该蜣螂的某些基因频率发生了改变
C．该蜣螂在生态系统中仅作为捕食者(消费者)而存在
D．该蜣螂头部和后腿结构发生变化，是人工选择的结果
B [生物进化不一定产生新物种，该蜣螂与普通蜣螂可能是同一个物种，故该蜣螂与普通蜣螂之间可能没有产生生殖隔离，A错误；题述“与普通蜣螂相比其部分结构也发生变化”说明生物进化了，生物进化的实质是种群基因频率的改变，因此该蜣螂种群的某些基因频率发生了改变，B正确；该蜣螂不仅吃粪便，还取食蜈蚣、马陆(千足虫)等动物，说明该蜣螂既是分解者又是消费者，C错误；头部和后腿结构发生变化的蜣螂类型是自然选择的结果，D错误。]
9．(2023·广东汕头检测)某山地的蜗牛被突然隆起的山丘分隔成两个种群，若干年后，两个种群发生了明显的进化，而后山丘障碍消失，上述过程如图所示。下列相关说法错误的是( )
A．b1和c1间出现了地理隔离，二者之间不一定出现了生殖隔离
B．c1到c2的过程中种群的基因频率一定发生了改变
C．d1和d2形态差别较大，但二者之间不一定出现了生殖隔离
D．若d1和d2出现生殖隔离，d1和d2的基因频率不再变化
D [b1和c1间由于存在山丘障碍而出现了地理隔离，二者形态基本相同，二者之间可能还没有出现生殖隔离，A正确；c1→c2生物发生了进化，生物的形态发生了明显的变化，进化的实质是种群基因频率的改变，B正确；生殖隔离出现的标志是两种生物之间无法交配或交配后不能产生可育的后代，d1和d2形态差别较大，但不一定出现生殖隔离，C正确；若d1和d2出现生殖隔离，说明形成了新物种，形成新物种后可能还会发生进化，故d1和d2基因频率可能还会发生变化，D错误。]
10．(2023·广东惠州联考)某小鼠种群中A对a为显性，A的基因频率为0.5。由于栖息环境温度效应，带有a基因的配子中有一定比例被淘汰而无法存活，此淘汰比例称为淘汰系数，以s表示。此种群个体间随机交配，基因A和a都不产生突变，没有迁出和迁入，下列说法错误的是( )
A．环境温度使小鼠种群A/a基因频率发生定向改变
B．随繁殖代数的增加，基因型为aa的个体所占比例减小
C．若淘汰系数s＝1/3，则F1中显性个体的比例为0.84
D．若大量基因型为aa的个体迁入此种群，则s会变大
D [环境温度效应使小鼠种群带有a基因的配子中有一定比例被淘汰，说明环境温度起到自然选择的作用，使A/a基因频率发生定向改变，A正确；栖息环境温度效应会使带有a基因的配子中有一定比例被淘汰，则a基因频率有所下降，基因型为aa的个体所占比例减小，B正确；若淘汰系数s＝1/3，则存活的a配子＝2/3，种群中A∶a＝1∶2/3＝3∶2，则a配子所占比例为2/5，群体F1中aa＝4/25＝0.16，则F1中显性个体的比例为1－0.16＝0.84，C正确；s为淘汰系数，表示的是比例，是指含有a基因的配子中有一定比例被淘汰，大量基因型为aa的个体迁入此种群，s不一定改变，D错误。]
11．(2022·山东潍坊临朐一中检测)一万多年前，内华达州比现在湿润得多，气候也较为寒冷，许多湖泊(A、B、C、D)通过纵横交错的小溪流连接起来，湖中有不少鳉鱼。以后，气候逐渐干旱，小溪流渐渐消失，形成了若干个独立的湖泊，各湖泊生活的鳉鱼形态差异也变得明显(分别称为a、b、c、d鳉鱼)。下图为内华达州1万多年以来湖泊地质的变化示意图。
1万多年前 1万多年后
(1)一万多年后，D湖中的__________________________称为鳉鱼种群的基因库；现代生物进化理论认为____________________为生物的进化提供原材料。
(2)现在，有人将四个湖泊中的一些鳉鱼混合养殖，结果发现A、B两湖的鳉鱼(a和b)能进行交配且产生后代，但其后代高度不育，则a、b之间存在________，它们属于两个________；来自C、D两湖的鳉鱼(c和d)交配能生育具有正常生殖能力的后代，且子代之间存在一定性状的差异，这体现了生物多样性中的_______________。
(3)在5000年前，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，甲、乙两水草完全相同；经染色体组分析，甲水草含有18对同源染色体，乙水草的染色体组数是甲水草的2倍。则乙水草产生的原因最可能是_____________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)如果C湖泊中鳉鱼体色有黑色和浅灰色，其为一对相对性状，黑色基因A的基因频率为50%。环境变化后，鳉鱼种群中基因型为AA、Aa的个体数量在一年后各增加10%，基因型为aa的个体数量减少10%，则一年后A的基因频率为________(保留一位小数)，该种群________(填“有”或“没有”)进化成一个新物种。
[解析] (1)种群中的全部个体所含有的全部基因称为该种群的基因库，故D湖中的所有鳉鱼所含有的全部基因称为鳉鱼种群的基因库。现代生物进化理论认为突变和基因重组产生生物进化的原材料，其中突变包括基因突变和染色体变异。(2)虽然A、B两湖的鳉鱼(a和b)能进行交配且产生后代，但其后代高度不育，所以A、B两湖的鳉鱼存在生殖隔离，它们属于两个物种。来自C、D两湖的鳉鱼(c和d)交配能生育具有正常生殖能力的子代，说明C、D两湖的鳉鱼还是同一个物种，不存在生殖隔离，因此体现的是遗传(基因)多样性。(3)根据甲、乙两种水草的基因完全相同，染色体数乙水草是甲水草的二倍，且乙水草的植株较硕大，说明乙水草是由甲水草经过染色体加倍形成的多倍体，即乙水草是四倍体，形成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乙水草。(4)根据A的基因频率为50%，可知群体中AA的个体占25%，Aa的个体占50%，aa的个体占25%，假设开始鳉鱼的种群数量为200只(AA为50只、Aa为100只、aa为50只)，环境变化后，基因型为AA、Aa的个体数量在一年后各增加10%，基因型为aa的个体数量减少10%，则AA的数量为55只，Aa的数量为110只，aa的数量为45只，所以一年后A的基因频率＝(110＋55×2)÷(55×2＋110×2＋45×2)≈52.4%。基因频率改变，说明生物进化了，由于各个基因型的个体仍然可以进行基因交流，所以没有进化形成新物种。
[答案] (1)所有鳉鱼所含有的全部基因 突变和基因重组 (2)生殖隔离 物种 遗传(基因)多样性 (3)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乙水草 (4)52.4% 没有
12．(2022·湖北七市联考)医生在开头孢类药物时一般会强调三点：①服药前后不得饮酒；②头孢过敏者不能服用；③避免长期服用。根据以上信息判断下列叙述错误的是( )
A．头孢中的某些成分可能会影响酒精代谢，导致有害物质的积累
B．头孢引起的过敏反应有一定的遗传倾向
C．长期服用头孢类药物会诱导病菌产生抗药性变异
D．作用机制不同的抗生素交替使用，一定程度上可避免病菌耐药性频率急剧上升
C [分析题意可知，服用头孢类药物可能会影响体内的酒精代谢，导致有害物质的积累，A正确；头孢引起的过敏反应与一般过敏反应相似，具有一定的遗传倾向，B正确；长期服用头孢类药物会将病菌中具有抗药性变异的个体选择出来，导致其种群中大部分个体具有抗药性，使抗药性基因频率越来越高，C错误；作用机制不同的抗生素交替使用，在一定程度上可避免单一药物的选择作用导致病菌耐药性频率急剧上升，D正确。]
13．(2022·重庆育才中学一模)某同学用标有B和b的卡片建立某符合遗传平衡定律的人群中红绿色盲的遗传模型，向甲(雄)、乙(雌)两个信封放入若干B和b的卡片，随机从每个信封中取出一张卡片放在一起并记录，记录后将卡片放回原信封内，重复多次。已知男性群体的色盲率接近7%。下列叙述错误的是( )
A．甲、乙信封中的B与b卡片数之比约为93∶7
B．甲信封中还应装入与B、b卡片数之和相等的空白卡片
C．乙信封模拟的女性群体中色盲占比约为0.5%
D．完善模型后，重复多次实验，出现Bb组合的概率约为13%
D [色盲为伴X染色体隐性遗传病，男性群体中色盲个体的比例代表了色盲基因的基因频率，题意显示男性群体的色盲率接近7%，意味着色盲基因的频率为7%，因此，甲、乙信封中的B与b卡片数之比约为93∶7，A正确；色盲为伴X染色体隐性遗传病，Y染色体上没有控制色盲的基因，而甲信封代表雄性个体，因此甲信封还应装入与B、b卡片数之和相等的空白卡片，B正确；由于人群中Xb＝7%，则XB＝93%，女性中红绿色盲患病率XbXb＝(Xb)2＝0.49%，因此，乙信封模拟的女性群体中色盲占比约为0.5%，C正确；女性红绿色盲携带者的概率＝2×XB×Xb＝2×93%×7%＝13.02%，考虑到人群中男女人数大约相等，则人群中女性色盲携带者的概率约为6.51%，因此，完善模型后，重复多次实验，出现Bb组合的概率约为6.51%，D错误。]
14．(2023·广东广州六校联考)基因有正选择压基因和负选择压基因之分，正选择压基因的表现效应有利于生物的生存和繁殖，负选择压基因的表现效应不利于生物的生存和繁殖。雄鸭的美羽艳丽，易被天敌发现，但有利于吸引雌鸭交配，避免与近似鸭错配而使生殖失败，雄鸭的素羽，不易被天敌发现，但不利于吸引雌鸭交配。下列相关叙述错误的是( )
A．在不同的环境条件下，生物的正负选择压基因是相对的
B．在自然选择的作用下，正选择压基因的频率会不断积累
C．进化的实质是负选择压基因突变为正选择压基因的过程
D．在天敌锐减﹑近似鸭数量增多时，美羽的基因频率会增大
C [根据题意可知，每种基因有利也有弊，在某种环境中可能为正选择压，在另一种环境中可能是负选择压，因此生物的正负选择压基因是相对的，A项正确；在自然选择的作用下，正选择压基因有利于生存，因此其基因频率会不断积累，B项正确；进化的实质是在自然选择的作用下，种群的基因频率向正选择压基因定向积累的过程，C项错误；天敌锐减﹑近似鸭数量增多时，美羽雄鸭被天敌捕食减少，同时可避免与近似鸭错配而使生殖失败，进而使美羽的基因频率增大，D项正确。]
15．(2021·湖北选择性考试)疟疾是一种由疟原虫引起的疾病。疟原虫为单细胞生物可在按蚊和人两类宿主中繁殖。我国科学家发现了治疗疟疾的青蒿素。随着青蒿素类药物广泛应用逐渐出现了对青蒿素具有抗药性的疟原虫。
为了研究疟原虫对青蒿素的抗药性机制，将一种青蒿素敏感(S型)的疟原虫品种分成两组：一组逐渐增加青蒿素的浓度，连续培养若干代，获得具有抗药性(R型)的甲群体，另一组为乙群体(对照组)。对甲和乙两群体进行基因组测序，发现在甲群体中发生的9个碱基突变在乙群体中均未发生，这些突变发生在9个基因的编码序列上，其中7个基因编码的氨基酸序列发生了改变。
为确定7个突变基因与青蒿素抗药性的关联性，现从不同病人身上获取若干疟原虫样本，检测疟原虫对青蒿素的抗药性(与存活率正相关)并测序，以S型疟原虫为对照，与对照的基因序列相同的设为野生型“＋”，不同的设为突变型“－”。部分样本的结果如表。
疟原虫 存活率(%) 基因1 基因2 基因3 基因4 基因5 基因6 基因7
对照 0.04 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
1 0.2 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ －
2 3.8 ＋ ＋ ＋ － ＋ ＋ －
3 5.8 ＋ ＋ ＋ － － ＋ －
4 23.1 ＋ ＋ ＋ ＋ － － －
5 27.2 ＋ ＋ ＋ ＋ － － －
6 27.3 ＋ ＋ ＋ － ＋ － －
7 28.9 ＋ ＋ ＋ － － － －
8 31.3 ＋ ＋ ＋ ＋ － － －
9 58.0 ＋ ＋ ＋ － ＋ － －
回答下列问题：
(1)连续培养后疟原虫获得抗药性的原因是_______________________________
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________，碱基突变但氨基酸序列不发生改变的原因是__________________________。
(2)7个基因中与抗药性关联度最高的是____________，判断的依据是_______
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)若青蒿素抗药性关联度最高的基因突变是导致疟原虫抗青蒿素的直接原因，利用现代分子生物学手段，将该突变基因恢复为野生型，而不改变基因组中其他碱基序列。经这种基因改造后的疟原虫对青蒿素的抗药性表现为____________。
(4)根据生物学知识提出一条防控疟疾的合理化建议：____________________。
[解析] (1)基因突变可以产生新基因，进而可能产生新性状，在疟原虫的种群中，通过基因突变可产生抗青蒿素的个体，连续培养过程中，在青蒿素的定向选择作用下，疟原虫种群中抗青蒿素的相关基因的频率升高，抗药性个体数增多；由于密码子的简并，即一种氨基酸可能由一个或多个密码子对应，故碱基突变但氨基酸序列可能不发生改变。(2)结合题意，与对照的基因序列相同的设为野生型“＋”，不同的设为突变型“－”，分析表格数据：与对照组相比，在有突变基因6和7的4～9组中，疟原虫的存活率都大幅度提高，但在有突变基因7的1、2、3组中，疟原虫的存活率提高的幅度不大，故推测7个基因中与抗药性关联度最高的是基因6。(3)结合(2)可知，7个基因中与抗药性关联度最高的是基因6，若基因6的基因突变是导致疟原虫抗青蒿素的直接原因，则采用现代分子生物学手段将其恢复为野生型后，其抗药性性状也随之消失，故经这种基因改造后的疟原虫对青蒿素的抗药性表现为S型(对青蒿素敏感)。(4)据题干信息“疟原虫为单细胞生物可在按蚊和人两类宿主中繁殖”，故为减少疟原虫的数量，可做好按蚊的防治工作，令宿主的数量减少从而减少疟原虫。
[答案] (1)通过基因突变可产生抗青蒿素的个体，连续培养过程中，在青蒿素的定向选择作用下，疟原虫种群中抗青蒿素的相关基因的频率升高，抗药性个体数增多 密码子的简并 (2)基因6 与对照组相比，在有突变基因6和7的4～9组中，疟原虫的存活率都大幅度提高，但在有突变基因7的1、2、3组中，疟原虫的存活率提高的幅度不大 (3)S型(对青蒿素敏感) (4)做好按蚊的防治工作
第七单元 生物的变异和进化
第3讲 生物的进化
考点1 生物有共同祖先的证据、自然选择与适应的形成
一、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祖先寻找证据。
(2)胚胎学证据：脊椎动物在胚胎发育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的特征，比如都有能进行代谢、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。
二、自然选择与适应的形成
1．适应的普遍性和相对性
2．适应是自然选择的结果
(1)拉马克的进化学说
①主要观点
②意义：历史上第一个比较完整的进化学说；彻底否定了物种不变论，奠定了科学生物进化论的基础。
(2)达尔文的自然选择学说
1．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细胞色素c的根本原因是什么？(必修2 P103“思考·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。
2．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。
1．大部分化石发现于沉积岩的地层中。 (√)
2．较晚形成的地层中，没有简单、较低等的生物化石。 (×)
提示：较晚形成(新地层)中也可能有简单生物的化石。
3．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。 (√)
4．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。
5．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。
6．达尔文的进化理论不能科学地解释遗传和变异的本质。 (√)
1．DNA分子杂交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)
2．达尔文认为生物适应性特征的形成过程是_____________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
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
1．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。
(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。
2．自然选择学说主要内容之间的关系
(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蝴蝶的身体相对表面积大(如翅膀薄而宽大)导致需要更多水分。
2．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：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。
考查生物有共同祖先的证据
1．(2022·河北衡水中学检测)达尔文提出，地球上多种多样的生物都是由共同的祖先进化而来的。化石、比较解剖学、胚胎学、分子生物学等方面的证据逐渐证实了达尔文的这一观点。下列说法错误的是( )
A．通过化石可以确定古代生物的形态结构。化石是研究生物进化的最直接证据
B．蝙蝠的翼手和人的上肢结构相似，说明两种生物是由共同的祖先进化而来的
C．进化过程中即使没有新物种的产生和已有物种的灭绝，生物多样性也会变化
D．种群内部、种群间以及生物与环境之间的协同进化导致了生物多样性的产生
D [化石是研究生物进化最重要的、最直接的证据，因为化石是保存在岩层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹，直接说明了古生物的结构或生活习性，因此生物进化的直接证据是化石，A正确；蝙蝠的翼手和人的上肢的形态和功能都不相同，但他们的内部结构却基本上一致，说明他们属于同源器官，由共同的原始祖先进化而来，B正确；生物多样性包括遗传(基因)多样性、物种多样性和生态系统多样性，导致基因、物种多样性的原因有基因突变、基因重组、自然选择、地理隔离等，故即使进化过程中没有新物种的产生和已有物种的灭绝，生物多样性也会变化，C正确；协同进化是指不同物种之间、生物与非生物环境之间在相互影响中不断进化和发展，不包括种群内部的作用，D错误。]
(教师用书独具)
(2022·江苏苏州期中)下列关于蛋白质、DNA和生物进化证据的叙述中，不正确的是( )
A．蛋白质和DNA都是大分子物质，都可以为研究生物进化提供证据
B．蛋白质和DNA都是遗传信息的储存者，所以可以通过比较不同生物的蛋白质和DNA来确定不同生物亲缘关系的远近
C．通过比较蛋白质中的氨基酸差异程度可以得知相关DNA片段中遗传信息的差异程度
D．两种生物的共同祖先生活的年代距今越远，这两种生物的蛋白质和DNA的差异可能就越大
B [蛋白质和DNA都是大分子物质，都可以反映不同物种的相似程度，A正确；DNA是遗传信息的储存者，其中的遗传信息的差异程度直接反映了两个物种的亲缘关系远近，B错误；蛋白质是基因表达的结果，所以比较蛋白质的差异可间接得知DNA中遗传信息的差异，C正确；两种生物的共同祖先生活的年代距今越远，这两种生物的蛋白质和DNA产生差异的时间也越早，差异性可能越大，D正确。]
考查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 [由题意可知，孔雀鱼雄鱼的斑点数量越多，越利于繁殖后代，但易被天敌捕食，故自然环境中，斑点数量的增减对孔雀鱼雄鱼既有利也有弊，在缺少天敌时，孔雀鱼雄鱼的斑点数量可能会增多，A、D推测正确；引入天敌后，斑点数量多的孔雀鱼雄鱼易被天敌捕食逐渐被淘汰，而斑点少的孔雀鱼雄鱼更易长期生存下去，孔雀鱼雄鱼的平均斑点数量可能会减少，B推测正确；变异具有不定向性，因此孔雀鱼雄鱼的斑点数量相关基因的变异方向与天敌存在与否无关，C推测错误。]
(教师用书独具)
(2022·山东菏泽期末)我国古代《禽经》多次提到鸟类形态结构与习性的关系，如“搏则利嘴”“物食喙长”“谷食喙短”。(注：“搏”是指靠猎捕动物为食的鸟类，“物食”指在水上寻食的鸟类，“谷食”指以种子为食的鸟类。)下列说法错误的是( )
A．为适应不同的环境，鸟类产生了“利嘴”“喙长”“喙短”等变异
B．“利嘴”“喙短”“喙长”鸟类的形成是自然选择的结果
C．“搏”与其所猎捕的动物之间存在协同进化
D．不同喙型的鸟类之间可能存在生殖隔离
A [鸟类“利嘴”“喙长”“喙短”类型的产生是不定向的变异经自然选择的结果，不是为适应不同的环境产生的变异，A项错误。]
考点2 种群基因组成的变化与物种的形成
一、种群基因组成的变化
1．种群和种群基因库
(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%。
2．种群基因频率的变化
(1)可遗传变异的来源
(2)生物突变的有利和有害不是绝对的，往往取决于生物的生存环境。
(3)生物的变异是不定向的，只是产生了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。
3．自然选择对种群基因频率变化的影响
―→种群的基因频率发生定向改变
(1)原因：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。
二、隔离在物种形成中的作用
1.
2.
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．在种群足够大、没有突变发生、种群之间不存在个体的迁移或基因交流、没有自然选择的情况下，自交和自由交配对基因(型)频率分别有什么影响？(必修2 P111“思考·讨论”)
提示：自交多代，后代基因频率不变，基因型频率改变。自由交配的种群，基因频率和基因型频率均不变。
2．自然选择作用的直接对象是____________________，根本对象是________________________。(必修2 P112～113“探究·实践”)
提示：生物个体的表型 控制某性状的基因
3．分析地雀的形成过程，说明物种形成需要的环节有哪些？(必修2 P117“思考·讨论”)
提示：突变和基因重组、自然选择、隔离。
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．生物进化的实质是种群基因型频率的改变。 (×)
提示：生物进化的实质是种群基因频率的改变。
5．不同种群间的个体不能进行基因交流，说明种群间存在生殖隔离。 (×)
提示：同一物种的不同种群在地理隔离的条件下，也不能进行基因交流。
6．抗生素的滥用会使细菌产生抗药性的原因是抗生素诱发细菌产生基因突变，使细菌中出现抗药性强的个体。 (×)
提示：抗生素的选择作用，使抗药基因的频率增加，产生抗药细菌。
1．生物进化的单位是种群而不是个体的理由是___________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：个体的表型会随着个体的死亡而消失，而决定个体表型的基因可以随着生殖而世代延续，并且在种群中扩散
2．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)
1．利用遗传平衡公式计算基因频率和基因型频率
(1)前提条件
种群非常大；所有雌雄个体之间自由交配；没有迁入和迁出；没有自然选择；没有基因突变。
(2)计算公式
①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：AA的基因型频率＝p2，Aa的基因型频率＝2pq，aa的基因型频率＝q2。
②逆推计算：已知隐性纯合子的概率，求种群的基因频率和基因型频率。
→→
2．物种形成的三大模式
3．物种形成与生物进化的比较
内容 物种形成 生物进化
标志 出现生殖隔离 基因频率改变
变化后生物与原生物关系 属于不同物种 可能属于同一物种
二者关系 ①生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种的界限，即生物进化不一定导致物种的形成，进化是量变，物种形成是质变 ②新物种的形成一般是长期进化的结果
加拉帕戈斯群岛由13个主要岛屿组成，这些岛屿上生活着13种形态各异的地雀，这些地雀来自共同的祖先——南美大陆地雀。一种地雀如何形成了13种形态各异的地雀？
提示：南美大陆地雀飞到了各个岛屿上，各个岛屿的种群可能产生了不同的突变和基因重组。各个岛屿上的食物和栖息环境不同，自然选择对不同种群基因频率的改变有差异。由于地理隔离各个种群不能进行基因交流，久而久之不同岛屿上地雀种群的基因库就会形成明显差异，最终出现了生殖隔离，原来同一物种的不同种群形成了不同的物种。
考查种群基因组成的变化
1．(2022·广东选择性考试)白车轴草中有毒物质氢氰酸(HCN)的产生由H、h和D、d两对等位基因决定，H和D同时存在时，个体产HCN，能抵御草食动物的采食。如图为某地不同区域白车轴草种群中有毒个体比例，下列分析错误的是( )
A．草食动物是白车轴草种群进化的选择压力
B．城市化进程会影响白车轴草种群的进化
C．与乡村相比，市中心种群中h的基因频率更高
D．基因重组会影响种群中H、D的基因频率
D [分析题意可知，草食动物能采食白车轴草，故草食动物是白车轴草种群进化的选择压力，A正确；分析题中曲线可知，从市中心到市郊和乡村，白车轴草种群中产HCN个体比例增加，说明城市化进程会影响白车轴草的进化，B正确；与乡村相比，市中心种群中产HCN个体比例小，即基因型为D_H_的个体所占比例小，故d、h基因频率更高，C正确；基因重组是控制不同性状的基因的重新组合，基因重组不会影响种群基因频率，D错误。]
(教师用书独具)
(2022·广东佛山质检)下表为碳青霉烯类抗生素2005～2008年在某医院住院患者中的人均使用量，以及从患者体内分离得到的某种细菌对该类抗生素的耐药率变化。下列说法正确的是( )
年份 2005 2006 2007 2008
人均使用量/g 0.074 0.12 0.14 0.19
耐药率/% 2.6 6.11 11.9 25.5
A．细菌耐药率的不断升高是人工选择的结果
B．碳青霉烯类抗生素使细菌的基因发生了定向变异
C．2005～2008年细菌种群的基因频率发生了定向改变
D．细菌的耐药性可能是由基因突变或染色体变异产生的
C [细菌耐药率的不断升高是抗生素对细菌的选择，A错误；细菌的基因发生的变异是不定向的，B错误；2005～2008年由于抗生素的选择作用，使细菌种群的基因频率发生了定向改变，C正确；细菌为原核生物，不含染色体，不能发生染色体变异，D错误。]
考查基因频率和基因型频率的计算
2．(2022·广东茂名检测)2022年北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”，大熊猫是其设计原型。大熊猫最初是食肉动物，经过进化，其99%的食物都来源于竹子。现在一个较大的熊猫种群中雌雄数量相等，且雌雄之间可以自由交配，若该种群中A的基因频率为80%, a的基因频率为20%，则下列说法正确的是( )
A．大熊猫种群中全部个体所含有的A、a基因，叫作该种群的基因库
B．大熊猫由以肉为食进化为以竹子为食的实质是种群基因型频率的定向改变
C．若该对等位基因位于常染色体上，则该种群显性个体中出现杂合熊猫的概率为1/3
D．若该对等位基因只位于X染色体上，则该种群XaXa、XaY的基因型频率分别为4%、20%
C [种群的基因库是一个种群中的全部个体所含有的全部基因，不是全部个体所含有的一对等位基因，A项错误。生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，不是种群基因型频率的定向改变，B项错误。若该对等位基因位于常染色体上，则该种群显性个体中出现杂合熊猫的概率为2×80%×20%÷(80%×80%＋2×80%×20%)＝32/96＝1/3，C项正确。若该对等位基因只位于X染色体上，在种群的雌性个体中，XaXa的基因型频率为20%×20%＝4%，则该种群XaXa的基因型频率为2%；在雄性个体中XaY的基因型频率为20%，则该种群XaY的基因型频率为10%，D项错误。]
(教师用书独具)
(2022·江苏百校联考)等位基因F、f位于常染色体上，据调查，某兔种群中的雌兔基因型频率分别为FF(30%)、Ff(60%)、ff(10%)，雄兔基因型频率分别为FF(20%)、Ff(40%)、ff(40%)。假设该种群随机交配，则其子代( )
A．Ff的基因型频率为52%
B．基因型频率改变，该群体发生了进化
C．F基因频率雌兔为60%、雄兔为40%
D．雌兔、雄兔的基因型频率不同，进化方向相同
A [Ff可能是雌性的F基因和雄性的f基因组合，也可能是雌性的f基因和雄性的F基因组合，其频率为60%×60%＋40%×40%＝52%，A正确；生物进化的实质是基因频率的改变，而不是基因型频率改变，B错误；由于随机交配，所以子代中，FF基因型频率为60%×40%＝24%，所以雌兔的F基因频率为24%＋52%×1/2＝50%、雄兔的F基因频率为24%＋52%×1/2＝50%，C错误；因为本题为常染色体遗传，所以子代雌雄兔的基因型和基因频率都相同，即雌雄兔的基因型频率相同，进化方向也相同，D错误。]
遗传平衡时X染色体上基因频率与基因型频率的关系(以红绿色盲为例)
(1)红绿色盲基因(Xb)的基因频率在男性和女性中相同，但发病率不同。
(2)男性中的红绿色盲发病率即为该群体Xb的基因频率。
(3)若红绿色盲基因Xb的基因频率为10%，则男性中，女性中
说明：若男性和女性数量相等，则女性携带者XBXb在女性中的比例和人群中的比例分别为18%和9%。
考查隔离与物种形成
3．(2023·江苏百校联考)如图表示一个亲代种群由于地理隔离(河流和山脉)形成了两个新的种群，进而进化为两个新物种的过程，下列有关进化的叙述正确的是( )
A．一个物种只有一个种群，即种群是生物进化的单位
B．种群1和2由于生活的环境不同，出现了不同的突变和基因重组
C．自然选择使种群1和2基因频率发生定向改变
D．种群1、2出现生殖隔离说明两者基因库中基因都不同
C [种群是生物进化的单位，一个物种可以有多个种群，A错误；种群1和2出现的突变和基因重组都是随机、不定向的，可能相同也可能不同，与其生活的环境没有直接关系，B错误；自然选择的选择作用使种群1和2的基因频率发生定向改变，C正确；种群1、2出现生殖隔离说明两者基因库差异较大，但可能存在某些相同的基因，D错误。]
(教师用书独具)
(2022·浙江6月选考)由欧洲传入北美的耧斗菜已进化出数十个物种。分布于低海拔潮湿地区的甲物种和高海拔干燥地区的乙物种的花结构和开花期均有显著差异。下列叙述错误的是( )
A．甲、乙两种耧斗菜的全部基因构成了一个基因库
B．生长环境的不同有利于耧斗菜进化出不同的物种
C．甲、乙两种耧斗菜花结构的显著差异是自然选择的结果
D．若将甲、乙两种耧斗菜种植在一起，也不易发生基因交流
A [一个种群中全部个体所含有的全部基因构成一个基因库，甲、乙两种耧斗菜是两个物种，A错误；不同生长环境有利于进行不同的自然选择，从而进化出不同的物种，B正确；自然选择导致物种朝不同的方向进化，甲、乙两种耧斗菜花结构的显著差异是自然选择的结果，C正确；不同物种之间存在生殖隔离，故不易发生基因交流，D正确。]
考点3 (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．材料用具
(1)培养基的两种类型：活化菌株的是牛肉膏蛋白胨液体培养基；便于观察挑选的是牛肉膏蛋白胨固体培养基。
(2)常见抗生素：青霉素或卡那霉素。
(3)常见细菌：大肠杆菌或金黄色葡萄球菌。
(4)两种纸片：含抗生素的纸片和不含抗生素的纸片，后者的作用是对照。
(5)其他用具：镊子、涂布器、无菌棉签、酒精灯、记号笔、直尺等。
3．实验过程
(1)用记号笔在培养皿的底部画2条相互垂直的直线，将培养皿分为4个区域，分别标记为①～④。
(2)用无菌的涂布器(或无菌棉签)将少量细菌培养液均匀地涂抹在培养基平板上。
(3)用无菌镊子将不含抗生素的纸片放在①号区域的中央，再将含抗生素的纸片分别放在②～④号区域的中央，盖上皿盖。
(4)将培养皿倒置于37_℃的恒温箱中培养12～16 h。
(5)观察纸片附近是否出现抑菌圈。如果有，测量并记录其直径，取平均值。
(6)对细菌进行传代培养时，应从抑菌圈边缘的菌落上挑取。
4．衡量本实验结果的指标：抑菌圈直径的大小。
5．预期实验结果：抑菌圈直径随着传代次数增加而减小；抑菌圈的逐代缩小说明细菌对抗生素的抗性逐代增强。
1．培养细菌时，培养基应倒置，其原因是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。
(2022·广东珠海二模)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。某学校生物兴趣小组为探究抗生素对细菌的选择作用，做了以下实验。
(1)为获取大肠杆菌，将一定体积的饮用水过滤后，将滤膜放在含有伊红—亚甲蓝的培养基上培养，挑选出呈深紫色的菌落即为大肠杆菌。
(2)获得大肠杆菌菌落后，需进行扩大培养，此时应选用________培养基。
(3)将大肠杆菌菌液均匀涂布在固体培养基上，并将平板划分为三个大小一致的区域，各放入一个经抗生素处理的相同圆纸片，在适宜条件下培养2天，观察结果(如图)，统计透明圈的直径。
①为使实验更具有说服力，平板需增加一个区域，在该区域应放入一个______________________________。
②请说明圆纸片周围透明圈的大小与抗生素抑菌效果的关系：__________________________________。
③挑取该平板上____________(填“靠近透明圈”“远离透明圈”或“任意位置”)的菌落，制成菌液重复上述实验，培养多代。
结果与结论：随着培养代数的增加，______________________，说明抗生素能定向选择耐药菌。
(4)使用后的培养基、圆纸片丢弃前需做________处理。
[答案] (2)液体 (3)①未经抗生素处理的圆纸片 ②透明圈越大说明抑菌效果越好 ③靠近透明圈 透明圈(抑菌圈)逐渐减小 (4)灭菌
(教师用书独具)
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，说明细菌的耐药性越弱，抑菌圈越小，说明其耐药性越强，D错误。]
考点4 协同进化与生物多样性的形成
一、协同进化
二、生物多样性的形成
三、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，因此，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．捕食是常见的生物现象，捕食者的存在能够增加群落的稳定性，也能增加物种的多样性，请你说明原因。(必修2 P119“文字信息”)
提示：群落中捕食者和被捕食者相互影响，又相互制约，使它们的数量在一定的范围内波动，因此捕食者的存在能够增加群落的稳定性。捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就避免出现一种和少数几种生物在生态系统中占优势的局面，为其他生物的生存腾出了空间。
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：协调好人与生态环境的关系。
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：生物多样性包括遗传(基因)多样性、物种多样性和生态系统多样性。
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
种间竞争 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．生物多样性各层次间的关系及形成原因
(1)生物多样性主要包括遗传(基因)多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次，三个层次之间的关系可表示如下：
(2)生物多样性形成的原因分析
①从分子水平看：
(根本原因) (直接原因) (生物多样性)
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环境定向选择在进化过程中共同作用的结果。
我国在修建青藏铁路时，不惜耗资修建了许多高架桥和涵洞。这对保护生物多样性有什么意义？
提示：种群是生物繁殖的基本单位，也是生物进化的基本单位，一个种群就是一个独特的基因库；不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中协同进化；生态系统是生物与环境相互作用形成的有机整体。修建铁路和高速公路时，不惜耗资修建了许多高架桥和涵洞，保护了动物的迁徙、觅食、繁殖等活动的范围，保证了植物种子的传播和生物个体间的基因交流，保护了生态系统的整体性和生物的协同进化，体现了我国政府和相关企业对保护生物多样性的重视。
考查协同进化和生物多样性
1．(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．协同进化既存在于植食性动物和肉食性动物之间，也存在于植物和植食性动物之间
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，所以植食性动物和肉食性动物之间，植物和植食性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。]
2．(2022·广东肇庆期末)黄花杓兰与西藏杓兰的开花时间和分布区均有所重叠，它们能够通过人工杂交产生可育的后代；但在自然界中，它们的传粉者大小明显不同，黄花杓兰由丽蝇和熊蜂工蜂传粉，而西藏杓兰由体形较大的熊蜂蜂王传粉，由于传粉者不同，二者在自然界中不能杂交。下列说法错误的是( )
A．黄花杓兰与西藏杓兰不存在地理隔离
B．黄花杓兰与西藏杓兰传粉者大小不同，据此推测它们花的形态结构可能存在差异
C．自然状态下黄花杓兰与西藏杓兰不能杂交，是二者与传粉者协同进化的结果
D．据上述信息可判断，黄花杓兰与西藏杓兰人工杂交的后代只能由熊蜂蜂王传粉
D [黄花杓兰与西藏杓兰的开花时间和分布区均有所重叠，因此黄花杓兰与西藏杓兰不存在地理隔离，A正确；自然界中的生物之间相互适应，由于二者传粉者大小不同，据此推测它们花的形态结构可能存在差异，B正确；自然状态下黄花杓兰与西藏杓兰不能杂交，是二者与传粉者协同进化，导致生殖隔离产生的结果，C正确；黄花杓兰与西藏杓兰人工杂交的后代具体表现成哪种性状是不确定的，如果后代与黄花杓兰相似，则可以由丽蝇和熊蜂工蜂传粉，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，种群的基因频率会发生定向改变，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．(2022·江苏选择性考试)在某生态系统中引入一定数量的一种动物，以其中一种植物为食。该植物种群基因型频率初始状态时为0.36AA、0.50Aa和0.14aa。最终稳定状态时为0.17AA、0.49Aa和0.34aa。下列相关推测合理的是( )
A．该植物种群中基因型为aa的个体存活能力很弱，可食程度很高
B．随着动物世代增多，该植物种群基因库中A的基因频率逐渐增大
C．该动物种群密度最终趋于相对稳定是由于捕食关系而非种内竞争
D．生物群落的负反馈调节是该生态系统自我调节能力的基础
D [若题述植物种群中基因型为aa的个体存活能力很弱，可食程度很高，aa会逐渐被淘汰，基因型频率会减小，与题干信息不符，A错误；从引入(A＝0.36×1＋0.50×1/2＝0.61)到达到稳定(A＝0.17×1＋0.49×1/2＝0.415)，A的基因频率逐渐减小，达到稳定后基因型频率不变，A的基因频率也不改变，B错误；该动物种群密度最终趋于相对稳定受捕食关系和种内竞争共同影响，C错误；生物群落的负反馈调节是该生态系统自我调节能力的基础，D正确。]
2．(2022·河北选择性考试)某植物叶片含有对昆虫有毒的香豆素，经紫外线照射后香豆素毒性显著增强。乌凤蝶可以将香豆素降解，消除其毒性。织叶蛾能将叶片卷起，取食内部叶片，不会受到毒害。下列叙述错误的是( )
A．乌凤蝶进化形成香豆素降解体系，是香豆素对其定向选择的结果
B．影响乌凤蝶对香豆素降解能力的基因突变具有不定向性
C．为防止取食含有强毒素的部分，织叶蛾采用卷起叶片再摄食的策略
D．植物的香豆素防御体系和昆虫避免被毒杀的策略是协同进化的结果
C [由于基因突变等变异，乌凤蝶中存在对香豆素降解能力强和降解能力弱的个体，香豆素可将降解能力强的个体选择并保存下来，故乌凤蝶进化形成香豆素降解体系，是香豆素对其定向选择的结果，A正确；基因突变是不定向的，选择是定向的，B正确；分析题意可知，经紫外线照射后香豆素毒性显著增强，织叶蛾能将叶片卷起可减少紫外线引起的香豆素毒性增强，该行为是香豆素对其进行选择的结果，而非织叶蛾主动适应环境的结果，C错误；协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，由于任何一个物种都不是单独进化的，因此植物的香豆素防御体系和昆虫避免被毒杀的策略是协同进化的结果，D正确。]
3．(2022·湖北选择性考试)新冠病毒是一种RNA病毒，其基因组含有约3万个核苷酸。该病毒可通过表面S蛋白与人细胞表面的ACE2蛋白结合而进入细胞。在细胞中该病毒的RNA可作为mRNA，指导合成病毒复制所需的RNA聚合酶，该聚合酶催化RNA合成时碱基出错频率为10-5。下列叙述正确的是( )
A．新冠病毒只有在选择压力的作用下才发生基因突变
B．ACE2蛋白的出现是人类抵抗新冠病毒入侵的进化结果
C．注射新冠病毒疫苗后，人体可产生识别ACE2蛋白的抗体
D．新冠病毒RNA聚合酶可作为研制治疗新冠病毒感染药物的有效靶标
D [病毒的突变是随机的、不定向的，A错误；人类本身含有ACE2蛋白，并非是人类抵抗新冠病毒入侵的进化结果，B错误；注射新冠病毒疫苗后，人体可产生识别新冠病毒的抗体，C错误；在细胞中该病毒的RNA可作为mRNA，指导合成病毒复制所需的RNA聚合酶，新冠病毒RNA聚合酶可作为研制治疗新冠病毒感染药物的有效靶标，D正确。]
4．(2021·湖北选择性考试)自青霉素被发现以来，抗生素对疾病治疗起了重要作用。目前抗生素的不合理使用已经引起人们的关注。下列关于抗生素使用的叙述，正确的是( )
A．作用机制不同的抗生素同时使用，可提高对疾病的治疗效果
B．青霉素能直接杀死细菌，从而达到治疗疾病的目的
C．畜牧业中为了防止牲畜生病可大量使用抗生素
D．定期服用抗生素可预防病菌引起的肠道疾病
A [抗生素的作用机理主要有“抑制细菌细胞壁合成，增强细菌细胞膜通透性，干扰细菌蛋白质合成以及抑制细菌核酸复制转录”四个方面，作用机制不同的抗生素同时使用，可从不同方面对病原体进行防治，故可提高对疾病的治疗效果，A正确；青霉素杀死细菌可能是通过抑制细菌细胞壁的合成或增强细菌细胞膜通透性等途径实现的，而不是直接杀死细菌，B错误；抗生素大量使用会导致耐药菌等的出现，不利于牲畜疾病的防控，C错误；定期服用抗生素会导致耐药菌等的出现，不能用于预防病菌引起的肠道疾病，D错误。]
(教师用书独具)
1．(2021·福建选择性考试)物种甲和物种乙为二倍体植物。甲生活在阳光充足的悬崖顶，乙生活在悬崖底的林荫里。在某些山地坡度和缓的地方，甲和乙分别沿着斜坡向下和向上扩展，在斜坡上相遇并杂交产生丙。若丙不能产生子代，则下列叙述错误的是( )
A．甲和乙仍然存在生殖隔离
B．甲种群基因频率的改变说明甲发生了进化
C．甲、乙向斜坡的扩展可能与环境变化有关
D．甲、乙、丙含有的基因共同构成一个种群的基因库
D [生殖隔离指不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代，结合题意，甲、乙杂交产生丙，但丙不能产生子代，符合生殖隔离定义，A正确；进化的实质是种群基因频率的改变，B正确；甲、乙向斜坡的扩展可能与环境变化有关，比如阳光照射范围的变化，C正确；由题意可知，甲、乙属于不同物种，不属于同一个种群，D错误。]
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。]
课时分层作业(二十二) 生物的进化
1．(2021·浙江6月选考)现代的生物都是由共同祖先进化而来的，物种的进化体现在种群基因频率的改变。下列能引起基因频率改变的因素是( )
A．自然选择 B．基因重组
C．随机交配 D．大的种群
A [在自然界中，有许多因素能够打破遗传平衡，而使种群基因频率发生变动：如突变、基因迁移、遗传漂变、非随机交配、自然选择，分析题意可知，A正确，BCD错误。]
2．(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。]
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，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·江苏选择性考试)下列关于生物种群叙述正确的是( )
A．不同种群的生物之间均存在生殖隔离
B．种群中个体的迁入与迁出会影响种群的基因频率
C．大量使用农药导致害虫种群产生抗药性，是一种协同进化的现象
D．水葫芦大量生长提高了所在水体生态系统的物种多样性
B [不同物种的生物之间均存在生殖隔离，A错误；种群中个体的出生和死亡、迁入和迁出会导致种群基因频率的改变，B正确；害虫抗药性在喷洒农药之前已经存在，喷洒农药只起选择作用，C错误；水葫芦大量生长降低了所在水体生态系统的物种多样性，D错误。]
5．(2022·广东佛山检测) 现代生物进化理论以自然选择学说为核心，下列有关阐述不合理的是( )
A．人与黑猩猩的DNA序列一致性比猕猴高，说明人与黑猩猩的亲缘关系比猕猴近
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．种群间互有迁入和迁出，会引起种群间遗传差异的减少和种群内变异量的增大
D．达尔文自然选择学说认为种群是生物进化的基本单位
D [人与黑猩猩的DNA序列一致性比猕猴高，说明人与黑猩猩的亲缘关系比猕猴近，A正确；在研究生物进化的过程中，化石是重要的证据，越古老的地层中，形成化石的生物越简单、低等、水生生物较多，因此通过化石可以了解已经绝灭的生物的形态结构特点，为研究生物进化提供了直接的证据，B正确；不同种群之间相互迁入和迁出，加强了基因交流，因此会引起种群间遗传差异的减少，种群内变异量的增大，C正确； 达尔文自然选择学说认为个体是生物进化的基本单位，现代生物进化理论认为进化是以种群为基本单位的，D错误。]
6．(2021·广东选择性考试)兔的脂肪白色(F)对淡黄色(f)为显性，由常染色体上一对等位基因控制。某兔群由500只纯合白色脂肪兔和1 500只淡黄色脂肪兔组成，F、f 的基因频率分别是( )
A．15%、85% B．25%、75%
C．35%、65% D．45%、55%
B [由题意可知，该兔种群由500只纯合白色脂肪兔(FF)和1 500只淡黄色脂肪兔(ff)组成，故F的基因频率＝F/(F＋f)＝(500×2)/(2 000×2)＝25%，f 的基因频率＝1－25%＝75%，B正确。]
7．(2022·湖南长郡中学检测)张谦德在《朱砂鱼谱》中总结的金鱼选种经验是“蓄类贵广而选择贵精，须每年夏间市取数千头，分数十缸饲养。逐日去其不佳者，百存一二，并作两三缸蓄之，加意爱养，自然奇品悉具。”从现代生物进化理论的观点分析，正确的是( )
A．“分数十缸饲养”相当于地理隔离和生殖隔离
B．“逐日去其不佳者”是指对金鱼进行人工选择
C．“自然奇品悉具”是金鱼发生定向变异的结果
D．这种人工培育金鱼方法的原理是染色体变异
B [“分数十缸饲养”是制造地理隔离，使其不能进行基因交流，但地理隔离不一定导致生殖隔离，A错误；“逐日去其不佳者”是通过人工选择的方法淘汰不需要的个体，会改变种群的基因频率，B正确；基因突变能产生新的基因，控制形成新的性状，所以“自然奇品悉具”是金鱼发生基因突变的结果，而基因突变是不定向的，C错误；这种人工培育金鱼方法的原理是基因突变，D错误。]
8．(2022·广东惠州调研)科学家发现一种蜣螂提高了“生活品位”，不仅吃粪便，还取食蜈蚣、马陆(也叫千足虫)等动物。与普通蜣螂相比其部分结构也发生变化：头部较窄而长，便于进食千足虫内脏；后腿较蜷曲，便于捕猎千足虫。下列推测合理的是( )
A．该蜣螂与普通蜣螂肯定已经产生了生殖隔离
B．与普通蜣螂相比，该蜣螂的某些基因频率发生了改变
C．该蜣螂在生态系统中仅作为捕食者(消费者)而存在
D．该蜣螂头部和后腿结构发生变化，是人工选择的结果
B [生物进化不一定产生新物种，该蜣螂与普通蜣螂可能是同一个物种，故该蜣螂与普通蜣螂之间可能没有产生生殖隔离，A错误；题述“与普通蜣螂相比其部分结构也发生变化”说明生物进化了，生物进化的实质是种群基因频率的改变，因此该蜣螂种群的某些基因频率发生了改变，B正确；该蜣螂不仅吃粪便，还取食蜈蚣、马陆(千足虫)等动物，说明该蜣螂既是分解者又是消费者，C错误；头部和后腿结构发生变化的蜣螂类型是自然选择的结果，D错误。]
9．(2023·广东汕头检测)某山地的蜗牛被突然隆起的山丘分隔成两个种群，若干年后，两个种群发生了明显的进化，而后山丘障碍消失，上述过程如图所示。下列相关说法错误的是( )
A．b1和c1间出现了地理隔离，二者之间不一定出现了生殖隔离
B．c1到c2的过程中种群的基因频率一定发生了改变
C．d1和d2形态差别较大，但二者之间不一定出现了生殖隔离
D．若d1和d2出现生殖隔离，d1和d2的基因频率不再变化
D [b1和c1间由于存在山丘障碍而出现了地理隔离，二者形态基本相同，二者之间可能还没有出现生殖隔离，A正确；c1→c2生物发生了进化，生物的形态发生了明显的变化，进化的实质是种群基因频率的改变，B正确；生殖隔离出现的标志是两种生物之间无法交配或交配后不能产生可育的后代，d1和d2形态差别较大，但不一定出现生殖隔离，C正确；若d1和d2出现生殖隔离，说明形成了新物种，形成新物种后可能还会发生进化，故d1和d2基因频率可能还会发生变化，D错误。]
10．(2023·广东惠州联考)某小鼠种群中A对a为显性，A的基因频率为0.5。由于栖息环境温度效应，带有a基因的配子中有一定比例被淘汰而无法存活，此淘汰比例称为淘汰系数，以s表示。此种群个体间随机交配，基因A和a都不产生突变，没有迁出和迁入，下列说法错误的是( )
A．环境温度使小鼠种群A/a基因频率发生定向改变
B．随繁殖代数的增加，基因型为aa的个体所占比例减小
C．若淘汰系数s＝1/3，则F1中显性个体的比例为0.84
D．若大量基因型为aa的个体迁入此种群，则s会变大
D [环境温度效应使小鼠种群带有a基因的配子中有一定比例被淘汰，说明环境温度起到自然选择的作用，使A/a基因频率发生定向改变，A正确；栖息环境温度效应会使带有a基因的配子中有一定比例被淘汰，则a基因频率有所下降，基因型为aa的个体所占比例减小，B正确；若淘汰系数s＝1/3，则存活的a配子＝2/3，种群中A∶a＝1∶2/3＝3∶2，则a配子所占比例为2/5，群体F1中aa＝4/25＝0.16，则F1中显性个体的比例为1－0.16＝0.84，C正确；s为淘汰系数，表示的是比例，是指含有a基因的配子中有一定比例被淘汰，大量基因型为aa的个体迁入此种群，s不一定改变，D错误。]
11．(2022·山东潍坊临朐一中检测)一万多年前，内华达州比现在湿润得多，气候也较为寒冷，许多湖泊(A、B、C、D)通过纵横交错的小溪流连接起来，湖中有不少鳉鱼。以后，气候逐渐干旱，小溪流渐渐消失，形成了若干个独立的湖泊，各湖泊生活的鳉鱼形态差异也变得明显(分别称为a、b、c、d鳉鱼)。下图为内华达州1万多年以来湖泊地质的变化示意图。
1万多年前 1万多年后
(1)一万多年后，D湖中的__________________________称为鳉鱼种群的基因库；现代生物进化理论认为____________________为生物的进化提供原材料。
(2)现在，有人将四个湖泊中的一些鳉鱼混合养殖，结果发现A、B两湖的鳉鱼(a和b)能进行交配且产生后代，但其后代高度不育，则a、b之间存在________，它们属于两个________；来自C、D两湖的鳉鱼(c和d)交配能生育具有正常生殖能力的后代，且子代之间存在一定性状的差异，这体现了生物多样性中的_______________。
(3)在5000年前，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，甲、乙两水草完全相同；经染色体组分析，甲水草含有18对同源染色体，乙水草的染色体组数是甲水草的2倍。则乙水草产生的原因最可能是_____________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)如果C湖泊中鳉鱼体色有黑色和浅灰色，其为一对相对性状，黑色基因A的基因频率为50%。环境变化后，鳉鱼种群中基因型为AA、Aa的个体数量在一年后各增加10%，基因型为aa的个体数量减少10%，则一年后A的基因频率为________(保留一位小数)，该种群________(填“有”或“没有”)进化成一个新物种。
[解析] (1)种群中的全部个体所含有的全部基因称为该种群的基因库，故D湖中的所有鳉鱼所含有的全部基因称为鳉鱼种群的基因库。现代生物进化理论认为突变和基因重组产生生物进化的原材料，其中突变包括基因突变和染色体变异。(2)虽然A、B两湖的鳉鱼(a和b)能进行交配且产生后代，但其后代高度不育，所以A、B两湖的鳉鱼存在生殖隔离，它们属于两个物种。来自C、D两湖的鳉鱼(c和d)交配能生育具有正常生殖能力的子代，说明C、D两湖的鳉鱼还是同一个物种，不存在生殖隔离，因此体现的是遗传(基因)多样性。(3)根据甲、乙两种水草的基因完全相同，染色体数乙水草是甲水草的二倍，且乙水草的植株较硕大，说明乙水草是由甲水草经过染色体加倍形成的多倍体，即乙水草是四倍体，形成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乙水草。(4)根据A的基因频率为50%，可知群体中AA的个体占25%，Aa的个体占50%，aa的个体占25%，假设开始鳉鱼的种群数量为200只(AA为50只、Aa为100只、aa为50只)，环境变化后，基因型为AA、Aa的个体数量在一年后各增加10%，基因型为aa的个体数量减少10%，则AA的数量为55只，Aa的数量为110只，aa的数量为45只，所以一年后A的基因频率＝(110＋55×2)÷(55×2＋110×2＋45×2)≈52.4%。基因频率改变，说明生物进化了，由于各个基因型的个体仍然可以进行基因交流，所以没有进化形成新物种。
[答案] (1)所有鳉鱼所含有的全部基因 突变和基因重组 (2)生殖隔离 物种 遗传(基因)多样性 (3)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乙水草 (4)52.4% 没有
12．(2022·湖北七市联考)医生在开头孢类药物时一般会强调三点：①服药前后不得饮酒；②头孢过敏者不能服用；③避免长期服用。根据以上信息判断下列叙述错误的是( )
A．头孢中的某些成分可能会影响酒精代谢，导致有害物质的积累
B．头孢引起的过敏反应有一定的遗传倾向
C．长期服用头孢类药物会诱导病菌产生抗药性变异
D．作用机制不同的抗生素交替使用，一定程度上可避免病菌耐药性频率急剧上升
C [分析题意可知，服用头孢类药物可能会影响体内的酒精代谢，导致有害物质的积累，A正确；头孢引起的过敏反应与一般过敏反应相似，具有一定的遗传倾向，B正确；长期服用头孢类药物会将病菌中具有抗药性变异的个体选择出来，导致其种群中大部分个体具有抗药性，使抗药性基因频率越来越高，C错误；作用机制不同的抗生素交替使用，在一定程度上可避免单一药物的选择作用导致病菌耐药性频率急剧上升，D正确。]
13．(2022·重庆育才中学一模)某同学用标有B和b的卡片建立某符合遗传平衡定律的人群中红绿色盲的遗传模型，向甲(雄)、乙(雌)两个信封放入若干B和b的卡片，随机从每个信封中取出一张卡片放在一起并记录，记录后将卡片放回原信封内，重复多次。已知男性群体的色盲率接近7%。下列叙述错误的是( )
A．甲、乙信封中的B与b卡片数之比约为93∶7
B．甲信封中还应装入与B、b卡片数之和相等的空白卡片
C．乙信封模拟的女性群体中色盲占比约为0.5%
D．完善模型后，重复多次实验，出现Bb组合的概率约为13%
D [色盲为伴X染色体隐性遗传病，男性群体中色盲个体的比例代表了色盲基因的基因频率，题意显示男性群体的色盲率接近7%，意味着色盲基因的频率为7%，因此，甲、乙信封中的B与b卡片数之比约为93∶7，A正确；色盲为伴X染色体隐性遗传病，Y染色体上没有控制色盲的基因，而甲信封代表雄性个体，因此甲信封还应装入与B、b卡片数之和相等的空白卡片，B正确；由于人群中Xb＝7%，则XB＝93%，女性中红绿色盲患病率XbXb＝(Xb)2＝0.49%，因此，乙信封模拟的女性群体中色盲占比约为0.5%，C正确；女性红绿色盲携带者的概率＝2×XB×Xb＝2×93%×7%＝13.02%，考虑到人群中男女人数大约相等，则人群中女性色盲携带者的概率约为6.51%，因此，完善模型后，重复多次实验，出现Bb组合的概率约为6.51%，D错误。]
14．(2023·广东广州六校联考)基因有正选择压基因和负选择压基因之分，正选择压基因的表现效应有利于生物的生存和繁殖，负选择压基因的表现效应不利于生物的生存和繁殖。雄鸭的美羽艳丽，易被天敌发现，但有利于吸引雌鸭交配，避免与近似鸭错配而使生殖失败，雄鸭的素羽，不易被天敌发现，但不利于吸引雌鸭交配。下列相关叙述错误的是( )
A．在不同的环境条件下，生物的正负选择压基因是相对的
B．在自然选择的作用下，正选择压基因的频率会不断积累
C．进化的实质是负选择压基因突变为正选择压基因的过程
D．在天敌锐减﹑近似鸭数量增多时，美羽的基因频率会增大
C [根据题意可知，每种基因有利也有弊，在某种环境中可能为正选择压，在另一种环境中可能是负选择压，因此生物的正负选择压基因是相对的，A项正确；在自然选择的作用下，正选择压基因有利于生存，因此其基因频率会不断积累，B项正确；进化的实质是在自然选择的作用下，种群的基因频率向正选择压基因定向积累的过程，C项错误；天敌锐减﹑近似鸭数量增多时，美羽雄鸭被天敌捕食减少，同时可避免与近似鸭错配而使生殖失败，进而使美羽的基因频率增大，D项正确。]
15．(2021·湖北选择性考试)疟疾是一种由疟原虫引起的疾病。疟原虫为单细胞生物可在按蚊和人两类宿主中繁殖。我国科学家发现了治疗疟疾的青蒿素。随着青蒿素类药物广泛应用逐渐出现了对青蒿素具有抗药性的疟原虫。
为了研究疟原虫对青蒿素的抗药性机制，将一种青蒿素敏感(S型)的疟原虫品种分成两组：一组逐渐增加青蒿素的浓度，连续培养若干代，获得具有抗药性(R型)的甲群体，另一组为乙群体(对照组)。对甲和乙两群体进行基因组测序，发现在甲群体中发生的9个碱基突变在乙群体中均未发生，这些突变发生在9个基因的编码序列上，其中7个基因编码的氨基酸序列发生了改变。
为确定7个突变基因与青蒿素抗药性的关联性，现从不同病人身上获取若干疟原虫样本，检测疟原虫对青蒿素的抗药性(与存活率正相关)并测序，以S型疟原虫为对照，与对照的基因序列相同的设为野生型“＋”，不同的设为突变型“－”。部分样本的结果如表。
疟原虫 存活率(%) 基因1 基因2 基因3 基因4 基因5 基因6 基因7
对照 0.04 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
1 0.2 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ －
2 3.8 ＋ ＋ ＋ － ＋ ＋ －
3 5.8 ＋ ＋ ＋ － － ＋ －
4 23.1 ＋ ＋ ＋ ＋ － － －
5 27.2 ＋ ＋ ＋ ＋ － － －
6 27.3 ＋ ＋ ＋ － ＋ － －
7 28.9 ＋ ＋ ＋ － － － －
8 31.3 ＋ ＋ ＋ ＋ － － －
9 58.0 ＋ ＋ ＋ － ＋ － －
回答下列问题：
(1)连续培养后疟原虫获得抗药性的原因是_______________________________
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________，碱基突变但氨基酸序列不发生改变的原因是__________________________。
(2)7个基因中与抗药性关联度最高的是____________，判断的依据是_______
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)若青蒿素抗药性关联度最高的基因突变是导致疟原虫抗青蒿素的直接原因，利用现代分子生物学手段，将该突变基因恢复为野生型，而不改变基因组中其他碱基序列。经这种基因改造后的疟原虫对青蒿素的抗药性表现为____________。
(4)根据生物学知识提出一条防控疟疾的合理化建议：____________________。
[解析] (1)基因突变可以产生新基因，进而可能产生新性状，在疟原虫的种群中，通过基因突变可产生抗青蒿素的个体，连续培养过程中，在青蒿素的定向选择作用下，疟原虫种群中抗青蒿素的相关基因的频率升高，抗药性个体数增多；由于密码子的简并，即一种氨基酸可能由一个或多个密码子对应，故碱基突变但氨基酸序列可能不发生改变。(2)结合题意，与对照的基因序列相同的设为野生型“＋”，不同的设为突变型“－”，分析表格数据：与对照组相比，在有突变基因6和7的4～9组中，疟原虫的存活率都大幅度提高，但在有突变基因7的1、2、3组中，疟原虫的存活率提高的幅度不大，故推测7个基因中与抗药性关联度最高的是基因6。(3)结合(2)可知，7个基因中与抗药性关联度最高的是基因6，若基因6的基因突变是导致疟原虫抗青蒿素的直接原因，则采用现代分子生物学手段将其恢复为野生型后，其抗药性性状也随之消失，故经这种基因改造后的疟原虫对青蒿素的抗药性表现为S型(对青蒿素敏感)。(4)据题干信息“疟原虫为单细胞生物可在按蚊和人两类宿主中繁殖”，故为减少疟原虫的数量，可做好按蚊的防治工作，令宿主的数量减少从而减少疟原虫。
[答案] (1)通过基因突变可产生抗青蒿素的个体，连续培养过程中，在青蒿素的定向选择作用下，疟原虫种群中抗青蒿素的相关基因的频率升高，抗药性个体数增多 密码子的简并 (2)基因6 与对照组相比，在有突变基因6和7的4～9组中，疟原虫的存活率都大幅度提高，但在有突变基因7的1、2、3组中，疟原虫的存活率提高的幅度不大 (3)S型(对青蒿素敏感) (4)做好按蚊的防治工作
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