第2讲 生物的进化
明确 目标 1.尝试通过化石证据、比较解剖学和胚胎学等事实,说明当今生物具有共同的祖先; 2.能够运用达尔文的自然选择学说解释一些生物进化现象; 3.说明现代生物进化理论以自然选择学说为核心,能够运用现代生物进化理论解释生物进化现象; 4.概述生物多样性和适应性是进化的结果,理解协同进化的含义。
建构 知识 体系
主题研习(一) 生物有共同祖先的证据和自然选择与适应的形成
(一)达尔文生物进化论的主要组成
共同由来学说 指出地球上所有的生物都是由原始的 进化来的
自然选择学说 揭示了生物进化的机制,解释了 的形成和 形成的原因
(二)生物有共同祖先的证据
1.地层中陈列的证据——化石
(1)概念:是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的 等。
(2)作用: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 的地层中。
(4)研究意义:证实了生物是由原始的 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 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
(2)胚胎学证据
方法 研究动植物胚胎的 和 过程
证据 举例 人和鱼、龟、鸡之间在胚胎发育的初期都有 ;到了发育的晚期,除鱼之外,人和其他动物的 都消失了,人的尾也消失了
支持 观点 人和其他脊椎动物之间存在着 关系,它们有 ;人和其他脊椎动物的共同原始祖先生活在 中
(3)细胞和分子生物学证据
细胞有共同的物质和结构基础;不同生物之间的特定DNA序列都有一定的相似性。亲缘关系越近的生物,其DNA序列的相似性越高;不同生物之间特定的蛋白质中的 相似度与生物之间的亲缘关系密切相关。
(三)适应是自然选择的结果
1.拉马克的进化学说
主要 观点 当今所有的生物都是由更古老的生物进化来的;各种生物的适应性特征是在进化过程中逐渐形成的;适应的形成都是由于 和
意义 彻底否定了 ,奠定了科学生物进化论的基础
2.达尔文的自然选择学说
自我诊断
1.概念理解(判断正误)
(1)通过化石可以了解已经绝灭的生物的形态结构特点,推测其行为特点。 ( )
(2)较晚形成的地层中,没有较简单、较低等的生物化石。 ( )
(3)人和鱼的胚胎发育经历了有鳃裂及有尾的阶段,这个证据支持了达尔文的共同由来学说。 ( )
(4)比较解剖学发现,不同种类的哺乳动物的前肢在形态上差别很大,这说明这些哺乳动物不是由共同祖先进化来的。 ( )
(5)不同生物之间的DNA序列都有一定的差异性,说明生物不是由共同祖先进化来的。 ( )
(6)拉马克认为生物的适应性特征的形成是用进废退和获得性遗传的结果。 ( )
(7)达尔文的自然选择学说正确地解释了生物的多样性、适应性以及遗传和变异的本质。 ( )
(8)生存斗争仅仅是指同种生物不同个体之间对食物和空间的争夺。 ( )
2.事理分析
(1)(人教版必修2 P101“图6 2”分析)
化石在地质层中的分布有何规律
。
(2)(人教版必修2 P108“思考·讨论”原理分析)
请分别用拉马克、达尔文的观点解释长颈鹿脖子长的原因。
。
题点(一) 生物进化的证据
1.(2024·浙江6月选考)在酵母菌、植物、昆虫等不同生物类群中,rDNA(编码核糖体RNA的基因)的碱基序列大部分是相同的。这一事实为“这些不同生物类群具有共同祖先”的观点提供了 ( )
A.化石证据 B.比较解剖学证据
C.胚胎学证据 D.分子水平证据
2.(2024·安徽高考)下图是甲与其他四种生物β 珠蛋白前40个氨基酸的序列比对结果,字母代表氨基酸,“·”表示该位点上的氨基酸与甲的相同,相同位点氨基酸的差异是进化过程中β 珠蛋白基因发生突变的结果。下列叙述错误的是 ( )
A.不同生物β 珠蛋白的基因序列差异可能比氨基酸序列差异更大
B.位点上未发生改变的氨基酸对维持β 珠蛋白功能稳定可能更重要
C.分子生物学证据与化石等证据结合能更准确判断物种间进化关系
D.五种生物相互比较,甲与乙的氨基酸序列差异最大,亲缘关系最远
题点(二) 自然选择与适应的形成
3.(2025·娄底模拟)“拟势”是某些动物受惊扰或袭击时,显示异常的姿态或色泽,威吓其他动物的一种现象,它是动物所具有的一种较为主动的防御行为。如玉米大蚕蛾遇到天敌时会展开前翅,露出后翅一对猫头鹰眼形的花纹以警示天敌。而某些蜘蛛、甲虫等昆虫在受到惊吓或袭击时,会静伏不动或跌落地面呈现“死亡”状态,借以躲避天敌,这种现象称为“拟死”。下列相关叙述正确的是 ( )
A.“拟势”是动物在长期进化过程中主动适应环境的结果
B.适应相对性的根本原因是遗传稳定性与环境多变性之间的矛盾
C.具有“拟势”的个体更容易生存并产生后代,说明定向变异是适应形成的必要条件
D.研究不同生物适应性特征,应以个体为单位
4.适应的形成离不开生物的遗传和变异及其与环境的相互作用。生物在遗传中会受各种因素的影响产生不同类型的变异,然后环境从中选择与之相适应的变异类型。下列有关适应的描述,错误的是 ( )
A.环境决定生物进化的方向,适应是环境对生物进行定向选择的结果
B.群体中出现的各种变异均会赋予种群生存和繁殖的优势,提高环境适应性
C.可遗传的有利变异逐代积累和环境的定向选择是适应性生物新类型形成的必要条件
D.适应不仅指生物的形态结构对环境的适应,也包括生物的功能对环境的适应
主题研习(二) 种群基因组成的变化与物种的形成
1.种群和种群基因库
概念 概念理解
种群 生活在一定区域同种生物全部个体的集合
基因库 一个种群中全部个体所含有的
基因 频率 在一个种群基因库中,某个基因占全部 的比值
2.种群基因频率的变化
(1)基因突变产生新的 基因,这就可以使种群的基因频率发生变化。
(2)可遗传变异的来源
(3)生物突变的有利和有害不是绝对的,往往取决于生物的 。
(4)突变和基因重组可导致基因频率发生不定向改变,为生物进化提供 。
3.自然选择对种群基因频率变化的影响
4.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 后代的一群生物。
(2)隔离的概念及类型
(3)隔离在物种形成中的作用
①新物种形成的一般过程
②结论:隔离是物种形成的 。
自我诊断
1.概念理解(判断正误)
(1)一个种群中某基因占所有基因数的比值叫作基因频率。 ( )
(2)所有变异都不能决定生物进化的方向,但都能提供进化的原材料。 ( )
(3)自然选择决定生物变异和进化的方向。 ( )
(4)生物进化的实质是种群基因型频率的改变。 ( )
(5)细菌在抗生素的诱导作用下产生了抗药性基因。 ( )
(6)生物进化一定会形成新物种。 ( )
(7)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。 ( )
2.事理分析
(1)(人教版必修2 P111“思考·讨论”问题分析)
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
。
(2)(人教版必修2 P112“探究·实践”问题分析)
树干变黑 (填“会”或“不会”)影响浅色个体的出生率,原因是 。
(3)(人教版必修2 P117“思考·讨论”素材分析)
分析地雀的形成过程,说明物种形成需要的环节有 ,判断两个种群是否属于同一物种的依据是 。
(4)(苏教版必修2 P111“旁栏思考题”)
有人认为,基因重组过程并没有产生新基因,不能为生物进化提供原材料。这种观点是否正确 为什么
。
重难点(一) 隔离与物种的形成
1.归纳物种形成的三大模式
2.物种形成与生物进化的比较
项目 物种形成 生物进化
标志 出现生殖隔离 基因频率改变
结果 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新物种的形成,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
[例1] (2024·甘肃高考)青藏高原隆升引起的生态地理隔离促进了物种的形成。该地区某植物不同区域的两个种群,进化过程中出现了花期等性状的分化,种群甲花期结束约20天后,种群乙才开始开花,研究发现两者间人工授粉不能形成有活力的种子。下列叙述错误的是 ( )
A.花期隔离标志着两个种群间已出现了物种的分化
B.花期隔离进一步增大了种群甲和乙的基因库差异
C.地理隔离和花期隔离限制了两种群间的基因交流
D.物种形成过程实质上是种间生殖隔离建立的过程
听课随笔:
重难点(二) 基因频率和基因型频率的计算方法
[例2] (2024·江西高考)某水果的W基因(存在多种等位基因)影响果实甜度。研究人员收集到1 000棵该水果的植株,它们的基因型及对应棵数如下表。据表分析,这 1 000棵植株中W1的基因频率是 ( )
基因型 W1W2 W1W3 W2W2 W2W3 W3W4 W4W4
棵数 211 114 224 116 260 75
A.16.25% B.32.50%
C.50.00% D.67.50%
听课随笔:
|认|知|生|成|
1.“定义法”求解基因频率
(1)在一个种群基因库中:
某基因频率=×100%
(2)若在常染色体上,则:
某基因频率=×100%
(3)若在X染色体上,则:
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。
即:PA=PAA+1/2PAa,Pa=Paa+1/2PAa
3.利用遗传平衡定律计算基因型频率
(1)前提条件
①种群非常大;②所有雌雄个体之间自由交配;③没有迁入和迁出;④没有自然选择;⑤没有突变。
(2)计算公式
①当等位基因只有两个时(A、a),设p表示A的基因频率,q表示a的基因频率,则:
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。
若Paa=X%,则:
重难点(三) 利用基因频率进行遗传概率计算
[例3] (2024·湖北高考)某二倍体动物的性别决定方式为ZW型,雌性和雄性个体数的比例为1∶1。该动物种群处于遗传平衡,雌性个体中有1/10患甲病(由Z染色体上h基因决定)。下列叙述正确的是 ( )
A.该种群有11%的个体患该病
B.该种群h基因的频率是10%
C.只考虑该对基因,种群繁殖一代后基因型共有6种
D.若某病毒使该种群患甲病雄性个体减少10%,H基因频率不变
听课随笔:
|认|知|生|成|
1.利用遗传平衡定律计算人类遗传病的患病概率的解题模板
2.当基因位于X染色体上时其基因频率和基因型频率相关的规律总结
以人类红绿色盲(以下简称色盲)为例,相关基因用B、b表示:
(1)男性中相关基因频率和基因型频率的关系
应用:当基因位于X染色体上时,在雄性个体中,某一基因的频率等于该基因型的频率,求出了相关的基因型频率,就等于求出了基因频率。
(2)人群中色盲基因的频率=男性中色盲基因的频率=女性中色盲基因的频率。
(3)色盲在男女性中发病率的关系
3.自交与自由交配中基因(型)频率变化的不同
自交 杂合子连续自交的种群,基因型频率会发生变化,表现为纯合子比例逐渐增大,杂合子比例逐渐下降,但基因频率不变
自由 交配 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都保持不变
题点(一) 种群基因组成的变化和物种的形成
1.(2025年1月·八省联考晋陕宁青卷)加拉帕戈斯群岛各岛屿因食物的差别造成了地雀喙形差异,进而导致其声音各异。干旱会影响地雀的食物资源。科学家预测并模拟合成了长期干旱环境下勇地雀进化后的声音,并在野外向雄性勇地雀播放,发现其反应性降低。下列叙述错误的是 ( )
A.干旱是导致勇地雀喙形相关基因突变的间接原因
B.干旱对不同岛屿地雀种群喙形相关基因频率的改变有差别
C.勇地雀声音的变化和同类识别差异可促进新物种形成
D.勇地雀声音的变化涉及不同物种之间的协同进化
2.(2024·武汉二模)巴拿马地峡在大约1000万年前开始上升,大约300万年前,大洋被地峡完全分开。科学家对位于两侧大洋不同深度的鼓虾物种对进行研究,浅水物种对可以交配但后代不可育,深水物种对无法交配。下列叙述正确的是 ( )
A.深水物种对之间的某段同源DNA序列的差异比浅水物种对之间的差异大
B.地峡上升过程中喷发的致癌物导致鼓虾产生突变,决定了物种进化的方向
C.地峡两侧的浅水物种对,易受海水流动影响,种群之间基因交流更频繁
D.上述相关信息表明鼓虾生殖隔离的形成过程与地理隔离时间的长短无关
题点(二) 种群基因频率和基因型频率的计算
3.(2025·潍坊模拟)经调查在某一种群内AA的基因型频率为40%,Aa的基因型频率为60%,aa的基因型(致死基因型)频率为0,那么随机交配繁殖一代,下列说法正确的是 ( )
A.AA的基因型频率占49/91
B.Aa的基因型频率占42/100
C.自然选择过程直接作用于个体的基因型
D.该种群未发生进化
4.(2024·东营二模)某蝴蝶的性别决定方式为ZW型,该蝴蝶的长口器和短口器分别由Z染色体上的一对等位基因A和a控制。现有一个可随机交配且数量很大的蝴蝶种群,该种群中雌、雄个体各占一半,没有迁移和突变,自然选择对基因A和a都不起作用。假设该种群中雄性个体的基因型都为ZAZa,雌性个体的基因型都为ZaW,此代视为F0,让其雌、雄个体随机交配得到F1,再让F1随机交配得到F2,以此类交配方式进行若干代。下列叙述正确的是 ( )
A.各代雌性群体中短口器基因频率随着随机交配代数的增加而逐渐减小
B.随着随机交配代数的增加,各代雌、雄群体中长口器基因频率之差在增大
C.若在某代达到遗传平衡,则该代雌性中ZaW基因型频率等于雄性中ZaZa基因型频率
D.若Fn+1雌性群体中Za基因频率与F0雌性群体中Za基因频率相等,则说明该种群在F0达到遗传平衡
主题研习(三) 协同进化与生物多样性的形成
1.协同进化
(1)概念:不同 之间、 之间在相互影响中不断进化和发展。
(2)原因:不同种生物之间在进化上密切相关,生物的进化与 的变化相互影响。
(3)协同进化的实例
协同进化类型 包含类型 实例
之间 种间互助 某种兰花和专门给它传粉的蛾
种间竞争 捕食 猎豹和羚羊
寄生 病毒和宿主
种间竞争 农作物与杂草
生物与无机 环境之间 生物影响环境,环境影响生物 地球早期无氧环境→ 生物→光合生物出现→空气中有 →出现好氧生物
[微点拨] ①生物与生物之间的协同进化,仅发生在不同物种之间,同种生物不存在协同进化;②生物与无机环境间的协同进化,表现在生物能够适应一定的环境,也能影响环境。
2.生物多样性的形成
(1)内容: 多样性(基因多样性)、物种多样性和 多样性。
(2)形成原因:生物的 。
(3)研究生物进化历程的主要依据: 。
3.现代生物进化理论的主要内容
(1) 是自然选择的结果。
(2) 是生物进化的基本单位。
(3) 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 形成新的物种。
(4)生物进化的过程实际上是生物与生物、 协同进化的过程。
(5)生物多样性是协同进化的结果。
4.生物进化理论在发展——其他观点
观点一 基因突变对生物适应性的影响并不是非益即害的,大量的基因突变是 的;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
观点二 物种形成不都是 的过程,而是 与 交替出现的过程
自我诊断
1.概念理解(判断正误)
(1)捕食者的存在促进了被捕食者种群的发展。 ( )
(2)最早的光合生物产生的氧气为好氧生物的出现创造了前提条件。 ( )
(3)最早的生物化石是古细菌化石,此时期的生态系统中有生产者、消费者和分解者。 ( )
(4)生物多样性的形成是指新的物种不断形成的过程。 ( )
(5)生物进化的过程实际上是生物与无机环境协同进化的过程。 ( )
2.事理分析
(1)(人教版必修2 P119正文楷体字分析)
捕食者的存在能够增加物种多样性的原因是
。
(2)(人教版必修2 P121正文拓展)
同种动物为争夺配偶或食物而发生了进化, (填“是”或“不是”)协同进化,理由是
。
题点(一) 协同进化与生物多样性
1.(2025·苏州模拟)进化理论是理解生物学现象及其背后本质的一把利器,而且是在不断发展的。达尔文在提出生物进化理论后,他对研究兰花的进化产生浓厚的兴趣,各种各样的兰花适合传授花粉的精巧结构让他赞叹不已。下列有关生物进化的叙述,错误的是 ( )
A.从分子水平比较不同兰花,发现基因组差异比细胞色素c(一种呼吸电子传递链中的蛋白质)差异更明显
B.兰花的这种进化中的“适应”是指一定的形态结构只为了完成一定的功能
C.不同昆虫口器长度与不同兰花花距之间的“适应”有助于减少不同昆虫之间生存斗争强度,有助于兰花的花距遗传与进化
D.兰花的进化过程实际上是不同生物间、生物与无机环境之间协同进化的结果
2.(2025·咸阳模拟)紫花苜蓿是典型的异花传粉植物,种子的产生依赖蜜蜂等昆虫传粉。研究发现传粉昆虫的访花行为与花的形态特征和花蜜报酬关系密切。我国紫花苜蓿品种由张骞从西域引入,在西域时,紫花苜蓿通过黑彩带蜂传播花粉,引入我国若干年后,其传粉者逐渐转变为中华蜜蜂,进一步研究发现,不同种类蜂传粉效率存在显著差异。下列分析正确的是 ( )
A.紫花苜蓿花的形态和花蜜品质有关基因频率的改变不可能与传粉昆虫变换有关
B.紫花苜蓿花的形态特征的变化,是不同种紫花苜蓿形成的必要条件
C.紫花苜蓿与传粉昆虫之间在相互影响下不断进化和发展,体现了协同进化
D.我国紫花苜蓿与西域紫花苜蓿能杂交产生可育后代,说明两者基因库完全相同
题点(二) 生物进化理论的综合分析
3.小熊猫和大熊猫是两个不同的物种,小熊猫跟北美浣熊等浣熊科动物拥有共同起源,大熊猫则跟亚洲黑熊等熊科动物关系更近。大熊猫99%的食物都是竹子,小熊猫和大熊猫在食性方面存在较大差别,尤其喜食带有甜味的食物。小熊猫常年生活在树上,而金钱豹也同样擅长爬树,是其首要天敌。请依据现代生物进化理论的主要观点和内容,以及上述资料回答以下问题:
(1)根据现代生物进化理论,科学家认为小熊猫和大熊猫是两个不同的物种的原因是 。
(2)大熊猫属于哺乳纲中的食肉动物,可其食物中99%都是竹子,这与它发达的臼齿有关,科学家是可以通过 证据判断大熊猫进化过程中臼齿出现的时期。小熊猫和大熊猫在食性等方面存在较大差别,体现了生物的多样性,这种多样性的形成主要是生物与环境之间 的结果。
(3)金钱豹的存在,在客观上对小熊猫种群的发展起到了促进作用,理由是 。
(4)某调查团队对四川一个野生大熊猫种群随机抽样调查,测知该种群中有基因型为DD和dd的大熊猫所占的比例分别为10%和70%(各种基因型个体生存能力相同),第二年对同一种群进行的调查中,发现基因型为DD和dd的大熊猫所占的比例分别为4%和64%,在这一年中,该大熊猫野生种群是否发生了进化 ,理由是 。
第2讲 生物的进化
主题研习(一)
基础全面落实
(一)共同祖先 适应 物种
(二)1.(1)遗体、遗物或生活痕迹 (3)沉积岩 (4)共同祖先 水生到陆生 2.(1)共同祖先 (2)形成 发育 鳃裂和尾 鳃裂 亲缘 共同的原始祖先 水 (3)氨基酸序列
(三)1.用进废退 获得性遗传 物种不变论 2.可遗传的变异
自然选择 可遗传的有利变异 统一性 性状水平 遗传和变异
[自我诊断]
1．(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)×
2．(1)在越早形成的地层里，成为化石的生物越简单，越低等；在越晚形成的地层里，成为化石的生物越复杂，越高等
(2)拉马克观点：长颈鹿在旱季缺乏青草的时期就会用它的长脖子去吃高处的树叶，这样长期“使用”它的脖子，久而久之就更长了(用进废退)，然后遗传给了下一代(获得性遗传)。达尔文观点：在缺乏青草的干旱时期，那些颈部四肢都较长的个体会有较多的机会吃到高处的叶，能够生存下来，并繁殖后代，而那些颈部和四肢较短的个体则无法得到足够的食物，不容易生存下来，也无法繁殖后代，所以颈部和四肢较短的长颈鹿逐渐被淘汰
考向精细研究
1．选D 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的亲缘关系的远近，以及它们在进化史上出现的顺序。在酵母菌、植物、昆虫等不同生物类群中，rDNA(编码核糖体RNA的基因)的碱基序列大部分是相同的，属于分子水平的证据，D符合题意。
2．选D 密码子具有简并性，可推测不同生物β 珠蛋白的基因序列差异可能比氨基酸序列差异更大，A正确；不同生物的β 珠蛋白某些位点上的氨基酸相同，可推测这些位点上未发生改变的氨基酸对维持β 珠蛋白功能稳定可能更重要，B正确；化石是研究生物进化的最直接证据，通过比对氨基酸序列等分子生物学证据与化石等证据结合能更准确判断物种间进化关系，C正确；相同位点氨基酸的差异可反映生物的亲缘关系，五种生物相互比较，乙和丙的氨基酸序列差异最大，有13个位点上的氨基酸均不同，故五种生物间，乙和丙的亲缘关系最远，D错误。
3．选B “拟势”是动物在长期进化过程中自然选择的结果，A错误；由于环境总是处于不断变化中，遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾是适应相对性的根本原因，B正确；可遗传的有利变异与环境的定向选择是适应形成的必要条件，C错误；现代生物进化理论认为，研究不同生物适应性特征，应以种群为单位，不能以个体为单位，D错误。
4．选B 环境的定向选择作用决定着生物进化的方向，适应是环境对生物进行定向选择的结果，A正确；生物的变异是不定向的，其变异的结果可能对生物的生存是有利的，也有可能是不利的，并不是所有变异均会赋予种群生存和繁殖的优势，B错误；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，进而出现新的生物类型，C正确；适应不仅是指生物的形态结构适合于完成一定的功能，还包括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，D正确。
主题研习(二)
基础全面落实
1．全部基因 等位基因数 2.(1)等位 (2)染色体变异 (3)生存环境 (4)原材料 3.突变 定向改变 一定的方向 4.(1)可育 (2)不同物种 相互交配 可育的后代 同种生物 基因交流
(3)①突变 基因重组 栖息条件 基因频率 基因库 ②必要条件
[自我诊断]
1．(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)×
2．(1)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)会 许多浅色个体可能在交配产卵前就已被天敌捕食
(3)突变和基因重组、自然选择、隔离 看它们之间是否存在生殖隔离，若存在生殖隔离，则一定是两个物种
(4)不正确。基因重组使控制不同性状的基因重新组合，能产生大量的新的基因型和变异类型，可供自然选择，所以基因重组是生物进化的原材料
重难深化拓展
[例1] 选A 两种花间人工授粉不能形成有活力的种子，即后代不育，表明存在生殖隔离，形成了不同的物种，生殖隔离标志着两个种群间发生了物种的分化，A错误；花期隔离使得两个种群间不能进行交配，进一步增大了种群甲和乙的基因库差异，B正确；地理隔离和花期隔离都能导致不同种群间的个体在自然条件下不能进行交配，都限制了两种群间的基因交流，C正确；生殖隔离是物种形成的标志，故物种形成过程实质上是种间生殖隔离建立的过程，D正确。
[例2] 选A 根据基因频率计算的公式可得W1的基因频率＝(211＋114)÷(1 000×2)×100%＝16.25%，A符合题意。
[例3] 选B 由题干“该动物种群处于遗传平衡，雌性个体中有1/10患甲病(由Z染色体上h基因决定)”可知，雌性中h基因的频率为10%，故雄性中h基因的频率也为10%，雄性中ZhZh＝10%×10%＝1%，由于雌性和雄性个体数的比例为1∶1，整个种群有(10%＋1%)÷2＝5.5%的个体患该病，A错误；该种群h基因的频率与雌性个体中ZhW的基因型频率相等，均为10%，B正确；只考虑该对基因，则种群繁殖一代后存在ZHZH、ZHZh、ZhZh、ZHW、ZhW共5种基因型，C错误；若某病毒使该种群患甲病雄性个体减少10%，导致ZhZh个体减少，h基因数量减少，h基因频率会降低，而h基因频率和H基因频率之和为100%，故H基因频率会升高，D错误。
考向精细研究
1．选A 基因突变是随机发生的，干旱对不同喙形的勇地雀具有选择的作用，但不能导致其发生基因突变，A错误；不同岛屿的环境不同，地雀的食物存在差别，因此干旱对不同岛屿地雀种群喙形相关基因频率的改变有差别，B正确；根据题干信息可知，勇地雀声音的变化和同类识别差异会使种群间的基因交流减少，个体间遗传物质差异增大，逐渐产生生殖隔离，促进新物种的形成，C正确；勇地雀声音的变化涉及不同物种之间的协同进化，D正确。
2．选A 浅水物种对可以交配但后代不可育，深水物种对无法交配，说明深水物种对之间的某段同源DNA序列的差异比浅水物种对之间的差异大，并且深水物种对之间先出现地理隔离，故鼓虾生殖隔离的形成过程与地理隔离时间的长短有关，A正确，D错误；突变是不定向的，为进化提供了原材料，物种进化的方向由自然选择决定，B错误；浅水物种对可以交配但后代不可育，说明存在生殖隔离，巴拿马地峡的出现导致原本生活在同一区域的鼓虾出现了地理隔离，地理隔离导致鼓虾之间不能进行基因交流，C错误。
3．选A 该种群中A的基因频率为40%＋60%×1/2＝70%，a的基因频率为1－70%＝30%，根据遗传平衡定律，其随机交配繁殖一代后，AA的基因型频率＝70%×70%＝49%，Aa的基因型频率＝2×70%×30%＝42%，aa的基因型频率＝30%×30%＝9%，其中aa为致死基因型，因此AA的基因型频率占49/91，Aa的基因型频率占42/91，A正确，B错误；自然选择过程直接作用于个体的表型，C错误；随机交配繁殖一代后，A的基因频率为49/91＋42/91×1/2＝70/91＝10/13，a的基因频率为3/13，基因频率发生了改变，说明该种群发生了进化，D错误。
4．选D F0雌性群体中Za和ZA基因频率分别为1和0，雄性群体中Za和ZA的基因频率都等于1/2，整个群体中Za和ZA的基因频率分别为2/3和1/3。F1雌性群体中Za和ZA的基因频率都等于1/2，雄性群体中Za和ZA的基因频率分别为3/4和1/4，整个群体中Za和ZA的基因频率分别为2/3和1/3。F2雌性群体中Za和ZA的基因频率分别为3/4和1/4，雄性群体中Za和ZA的基因频率分别为5/8和3/8，整个群体中Za和ZA的基因频率分别为2/3和1/3。各代雌性群体中短口器基因频率随着随机交配代数的增加而呈震荡式变化，各代雌、雄群体中长口器基因频率之差的绝对值逐渐减小接近0，A、B错误；若种群在某代达到遗传平衡，则该代雄性群体中ZaZa基因型频率等于雌性中ZaW基因型频率的平方，C错误；F1雌性群体中Za基因频率取决于起始雄性群体中Za基因频率，即二者相等，由此可知，Fn＋1雌性群体中Za基因频率等于F0雌性群体中Za基因频率，故该种群在当代就能达到遗传平衡，D正确。
主题研习(三)
基础全面落实
1．(1)物种 生物与无机环境 (2)无机环境 (3)不同物种 厌氧 氧气 2.(1)遗传 生态系统 (2)进化 (3)化石 3.(1)适应 (2)种群 (3)突变和基因重组 隔离 (4)生物与无机环境 4.中性 渐变 物种长期稳定 迅速形成新种
[自我诊断]
1．(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)×
2．(1)捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间
(2)不是 协同进化发生在不同物种或生物与无机环境之间
考向精细研究
1．选B 兰花及其传粉昆虫长期相互选择，协同进化导致基因频率发生定向改变，形成某种兰花细长的花距及相应传粉昆虫细长的口器等相互适应性特征，即兰花的这种进化中的“适应”是指一定的形态结构与相应功能的适应性，以及该形态结构及其功能适合于该种兰花在当前环境中生存和繁殖，B错误。
2．选C 传粉昆虫变换会对紫花苜蓿花的形态和花蜜进行选择，从而影响紫花苜蓿花的形态和花蜜品质有关基因频率的改变，A错误；物种形成的必要条件是隔离，因此不同紫花苜蓿形成的必要条件是隔离，而不是紫花苜蓿花的形态特征的变化，B错误；紫花苜蓿与传粉昆虫为两个物种，紫花苜蓿与传粉昆虫之间在相互影响下不断进化和发展，体现了协同进化，C正确；我国紫花苜蓿与西域紫花苜蓿能够相互杂交产生可育后代，说明两者仍属于同一物种，但不能说明两者基因库完全相同，D错误。
3．解析：(1)隔离是新物种形成的必要条件，生殖隔离是新物种形成的标志，科学家认为小熊猫和大熊猫是两个不同的物种的原因是二者之间存在着生殖隔离。
(2)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。因此科学家是可以通过化石证据判断大熊猫进化过程中臼齿出现的时期。生物多样性是协同进化的结果，小熊猫和大熊猫在食性等方面存在较大差别，体现了生物的多样性，这种多样性的形成主要是生物与环境之间协同进化的结果。
(3)金钱豹与小熊猫属于捕食关系。金钱豹的存在，在客观上对小熊猫种群的发展起到了促进作用，理由是金钱豹吃掉的大多是小熊猫种群中年老、病弱或年幼的个体，客观上有利于小熊猫种群的发展。
(4)该大熊猫种群第一年基因型为DD和dd的个体所占的比例分别为10%和70%，则Dd所占的比例为1－10%－70%＝20%，由此可以计算出D的基因频率为10%＋20%×1/2＝20%，d的基因频率为1－20%＝80%；第二年，基因型为DD和dd的个体所占的比例分别为4%和64%，则Dd所占的基因频率为1－4%－64%＝32%，D的基因频率为4%＋32%×1/2＝20%，d的基因频率为1－20%＝80%，由于这一年中该种群的基因频率没有发生改变，说明该大熊猫野生种群没有发生进化。
答案：(1)小熊猫和大熊猫之间存在着生殖隔离 (2)化石 协同进化 (3)金钱豹吃掉的大多是小熊猫种群中年老、病弱或年幼的个体，客观上有利于小熊猫种群的发展 (4)否 该种群的基因频率没有发生变化(共118张PPT)
生物的进化
第2讲
1.尝试通过化石证据、比较解剖学和胚胎学等事实,说明当今生物具有共同的祖先;
2.能够运用达尔文的自然选择学说解释一些生物进化现象;
3.说明现代生物进化理论以自然选择学说为核心,能够运用现代生物进化理论解释生物进化现象;
4.概述生物多样性和适应性是进化的结果,理解协同进化的含义。
明确目标
建构知识体系
目录
主题研习(一)
主题研习(二)
生物有共同祖先的证据和自然选择与适应的形成
课时跟踪检测
种群基因组成的变化与物种的形成
主题研习(三)
协同进化与生物多样性的形成
主题研习(一) 生物有共同祖先的证据和
自然选择与适应的形成
(一)达尔文生物进化论的主要组成
基础全面落实
共同由来学说 指出地球上所有的生物都是由原始的____________进化来的
自然选择学说 揭示了生物进化的机制,解释了______的形成和_______形成的原因
共同祖先
适应
物种
(二)生物有共同祖先的证据
1.地层中陈列的证据——化石
(1)概念:是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的________
________________等。
(2)作用: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________的地层中。
(4)研究意义:证实了生物是由原始的___________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_______________的进化顺序。
遗体、
遗物或生活痕迹
沉积岩
共同祖先
水生到陆生
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
共同祖先
(2)胚胎学证据
方法 研究动植物胚胎的______和______过程
证据 举例 人和鱼、龟、鸡之间在胚胎发育的初期都有___________;到了发育的晚期,除鱼之外,人和其他动物的______都消失了,人的尾也消失了
支持 观点 人和其他脊椎动物之间存在着______关系,它们有________
__________;人和其他脊椎动物的共同原始祖先生活在____中
形成
发育
鳃裂和尾
鳃裂
亲缘
共同的
水
原始祖先
(3)细胞和分子生物学证据
细胞有共同的物质和结构基础;不同生物之间的特定DNA序列都有一定的相似性。亲缘关系越近的生物,其DNA序列的相似性越高;不同生物之间特定的蛋白质中的______________相似度与生物之间的亲缘关系密切相关。
氨基酸序列
(三)适应是自然选择的结果
1.拉马克的进化学说
主要 观点 当今所有的生物都是由更古老的生物进化来的;各种生物的适应性特征是在进化过程中逐渐形成的;适应的形成都是由于____________和_____________
意义 彻底否定了____________,奠定了科学生物进化论的基础
用进废退
获得性遗传
物种不变论
2.达尔文的自然选择学说
可遗传的变异
自然选择
可遗传的有利变异
统一性
性状水平
遗传
和变异
1.概念理解(判断正误)
(1)通过化石可以了解已经绝灭的生物的形态结构特点,推测其行为特点。 ( )
(2)较晚形成的地层中,没有较简单、较低等的生物化石。 ( )
(3)人和鱼的胚胎发育经历了有鳃裂及有尾的阶段,这个证据支持了达尔文的共同由来学说。 ( )
(4)比较解剖学发现,不同种类的哺乳动物的前肢在形态上差别很大,这说明这些哺乳动物不是由共同祖先进化来的。 ( )
自我诊断
√
×
×
√
(5)不同生物之间的DNA序列都有一定的差异性,说明生物不是由共同祖先进化来的。 ( )
(6)拉马克认为生物的适应性特征的形成是用进废退和获得性遗传的结果。 ( )
(7)达尔文的自然选择学说正确地解释了生物的多样性、适应性以及遗传和变异的本质。 ( )
(8)生存斗争仅仅是指同种生物不同个体之间对食物和空间的争夺。
( )
×
√
×
×
2.事理分析
(1)(人教版必修2 P101“图6-2”分析)
化石在地质层中的分布有何规律
________________________________________________________
____________________________________________________。
在越早形成的地层里,成为化石的生物越简单,越低等;在越晚形成的地层里,成为化石的生物越复杂,越高等
(2)(人教版必修2 P108“思考·讨论”原理分析)
请分别用拉马克、达尔文的观点解释长颈鹿脖子长的原因。
___________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
________________________________________________________。
拉马克观点:长颈鹿在旱季缺乏青草的时期就会用它的长脖子去吃高处的树叶,这样长期“使用”它的脖子,久而久之就更长了(用进废退),然后遗传给了下一代(获得性遗传)。达尔文观点:在缺乏青草的干旱时期,那些颈部四肢都较长的个体会有较多的机会吃到高处的叶,能够生存下来,并繁殖后代,而那些颈部和四肢较短的个体则无法得到足够的食物,不容易生存下来,也无法繁殖后代,所以颈部和四肢较短的长颈鹿逐渐被淘汰
题点(一) 生物进化的证据
1.(2024·浙江6月选考)在酵母菌、植物、昆虫等不同生物类群中,rDNA(编码核糖体RNA的基因)的碱基序列大部分是相同的。这一事实为“这些不同生物类群具有共同祖先”的观点提供了( )
A.化石证据 B.比较解剖学证据
C.胚胎学证据 D.分子水平证据
考向精细研究
√
解析: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的亲缘关系的远近,以及它们在进化史上出现的顺序。在酵母菌、植物、昆虫等不同生物类群中,rDNA(编码核糖体RNA的基因)的碱基序列大部分是相同的,属于分子水平的证据,D符合题意。
2.(2024·安徽高考)下图是甲与其他四种生物β-珠蛋白前40个氨基酸的序列比对结果,字母代表氨基酸,“·”表示该位点上的氨基酸与甲的相同,相同位点氨基酸的差异是进化过程中β-珠蛋白基因发生突变的结果。下列叙述错误的是 ( )
A.不同生物β-珠蛋白的基因序列差异可能比氨基酸序列差异更大
B.位点上未发生改变的氨基酸对维持β-珠蛋白功能稳定可能更重要
C.分子生物学证据与化石等证据结合能更准确判断物种间进化关系
D.五种生物相互比较,甲与乙的氨基酸序列差异最大,亲缘关系最远
√
解析:密码子具有简并性,可推测不同生物β-珠蛋白的基因序列差异可能比氨基酸序列差异更大,A正确;不同生物的β-珠蛋白某些位点上的氨基酸相同,可推测这些位点上未发生改变的氨基酸对维持β-珠蛋白功能稳定可能更重要,B正确;化石是研究生物进化的最直接证据,通过比对氨基酸序列等分子生物学证据与化石等证据结合能更准确判断物种间进化关系,C正确;相同位点氨基酸的差异可反映生物的亲缘关系,五种生物相互比较,乙和丙的氨基酸序列差异最大,有13个位点上的氨基酸均不同,故五种生物间,乙和丙的亲缘关系最远,D错误。
题点(二) 自然选择与适应的形成
3.(2025·娄底模拟)“拟势”是某些动物受惊扰或袭击时,显示异常的姿态或色泽,威吓其他动物的一种现象,它是动物所具有的一种较为主动的防御行为。如玉米大蚕蛾遇到天敌时会展开前翅,露出后翅一对猫头鹰眼形的花纹以警示天敌。而某些蜘蛛、甲虫等昆虫在受到惊吓或袭击时,会静伏不动或跌落地面呈现“死亡”状态,借以躲避天敌,这种现象称为“拟死”。下列相关叙述正确的是( )
A.“拟势”是动物在长期进化过程中主动适应环境的结果
B.适应相对性的根本原因是遗传稳定性与环境多变性之间的矛盾
C.具有“拟势”的个体更容易生存并产生后代,说明定向变异是适应形成的必要条件
D.研究不同生物适应性特征,应以个体为单位
√
解析: “拟势”是动物在长期进化过程中自然选择的结果,A错误;由于环境总是处于不断变化中,遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾是适应相对性的根本原因,B正确;可遗传的有利变异与环境的定向选择是适应形成的必要条件,C错误;现代生物进化理论认为,研究不同生物适应性特征,应以种群为单位,不能以个体为单位,D错误。
4.适应的形成离不开生物的遗传和变异及其与环境的相互作用。生物在遗传中会受各种因素的影响产生不同类型的变异,然后环境从中选择与之相适应的变异类型。下列有关适应的描述,错误的是 ( )
A.环境决定生物进化的方向,适应是环境对生物进行定向选择的结果
B.群体中出现的各种变异均会赋予种群生存和繁殖的优势,提高环境适应性
C.可遗传的有利变异逐代积累和环境的定向选择是适应性生物新类型形成的必要条件
D.适应不仅指生物的形态结构对环境的适应,也包括生物的功能对环境的适应
√
解析:环境的定向选择作用决定着生物进化的方向,适应是环境对生物进行定向选择的结果,A正确;生物的变异是不定向的,其变异的结果可能对生物的生存是有利的,也有可能是不利的,并不是所有变异均会赋予种群生存和繁殖的优势,B错误;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,进而出现新的生物类型,C正确;适应不仅是指生物的形态结构适合于完成一定的功能,还包括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,D正确。
主题研习(二) 种群基因组成的变化
与物种的形成
1.种群和种群基因库
基础全面落实
概念 概念理解
种群 生活在一定区域同种生物全部个体的集合
基因库 一个种群中全部个体所含有的___________
基因频率 在一个种群基因库中,某个基因占全部____________的比值
全部基因
等位基因数
2.种群基因频率的变化
(1)基因突变产生新的________基因,这就可以使种群的基因频率发生变化。
(2)可遗传变异的来源
(3)生物突变的有利和有害不是绝对的,往往取决于生物的_________。
(4)突变和基因重组可导致基因频率发生不定向改变,为生物进化提供__________。
等位
生存环境
原材料
3.自然选择对种群基因频率变化的影响
突变
定向
改变
一定的
方向
4.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______后代的一群生物。
可育
(2)隔离的概念及类型
不同物种
相互交配
可育的后代
同种生物
基因交流
(3)隔离在物种形成中的作用
①新物种形成的一般过程
②结论:隔离是物种形成的_____________。
必要条件
突变
基因重组
栖息条件
基因频率
基因库
1.概念理解(判断正误)
(1)一个种群中某基因占所有基因数的比值叫作基因频率。 ( )
(2)所有变异都不能决定生物进化的方向,但都能提供进化的原材料。 ( )
(3)自然选择决定生物变异和进化的方向。 ( )
自我诊断
×
×
×
(4)生物进化的实质是种群基因型频率的改变。 ( )
(5)细菌在抗生素的诱导作用下产生了抗药性基因。 ( )
(6)生物进化一定会形成新物种。 ( )
(7)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。 ( )
×
×
×
×
2.事理分析
(1)(人教版必修2 P111“思考·讨论”问题分析)
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
__________________________________________________________
____________________________。
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)(人教版必修2 P112“探究·实践”问题分析)
树干变黑____(填“会”或“不会”)影响浅色个体的出生率,原因是____________________________________________。
(3)(人教版必修2 P117“思考·讨论”素材分析)
分析地雀的形成过程,说明物种形成需要的环节有_______________
___________________,判断两个种群是否属于同一物种的依据是_______
______________________________________________________。
会
许多浅色个体可能在交配产卵前就已被天敌捕食
突变和基因重
组、自然选择、隔离
看它们
之间是否存在生殖隔离,若存在生殖隔离,则一定是两个物种
(4)(苏教版必修2 P111“旁栏思考题”)
有人认为,基因重组过程并没有产生新基因,不能为生物进化提供原材料。这种观点是否正确 为什么
__________________________________________________________________________________________________________________
___________。
不正确。基因重组使控制不同性状的基因重新组合,能产生大量的新的基因型和变异类型,可供自然选择,所以基因重组是生物进化的原材料
重难点(一) 隔离与物种的形成
1.归纳物种形成的三大模式
重难深化拓展
2.物种形成与生物进化的比较
项目 物种形成 生物进化
标志 出现生殖隔离 基因频率改变
结果 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新物种的形成,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
[例1] (2024·甘肃高考)青藏高原隆升引起的生态地理隔离促进了物种的形成。该地区某植物不同区域的两个种群,进化过程中出现了花期等性状的分化,种群甲花期结束约20天后,种群乙才开始开花,研究发现两者间人工授粉不能形成有活力的种子。下列叙述错误的是 ( )
A.花期隔离标志着两个种群间已出现了物种的分化
B.花期隔离进一步增大了种群甲和乙的基因库差异
C.地理隔离和花期隔离限制了两种群间的基因交流
D.物种形成过程实质上是种间生殖隔离建立的过程
√
[解析] 两种花间人工授粉不能形成有活力的种子,即后代不育,表明存在生殖隔离,形成了不同的物种,生殖隔离标志着两个种群间发生了物种的分化,A错误;花期隔离使得两个种群间不能进行交配,进一步增大了种群甲和乙的基因库差异,B正确;地理隔离和花期隔离都能导致不同种群间的个体在自然条件下不能进行交配,都限制了两种群间的基因交流,C正确;生殖隔离是物种形成的标志,故物种形成过程实质上是种间生殖隔离建立的过程,D正确。
重难点(二) 基因频率和基因型频率的计算方法
[例2] (2024·江西高考)某水果的W基因(存在多种等位基因)影响果实甜度。研究人员收集到1 000棵该水果的植株,它们的基因型及对应棵数如下表。据表分析,这 1 000棵植株中W1的基因频率是( )
基因型 W1W2 W1W3 W2W2 W2W3 W3W4 W4W4
棵数 211 114 224 116 260 75
A.16.25% B.32.50% C.50.00% D.67.50%
[解析] 根据基因频率计算的公式可得W1的基因频率=(211+114)÷
(1 000×2)×100%=16.25%,A符合题意。
√
|认|知|生|成|
1.“定义法”求解基因频率
(1)在一个种群基因库中:
某基因频率=×100%
(2)若在常染色体上,则:
某基因频率=×100%
(3)若在X染色体上,则:
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。
即:PA=PAA+1/2PAa,Pa=Paa+1/2PAa
3.利用遗传平衡定律计算基因型频率
(1)前提条件
①种群非常大;②所有雌雄个体之间自由交配;③没有迁入和迁出;④没有自然选择;⑤没有突变。
(2)计算公式
①当等位基因只有两个时(A、a),设p表示A的基因频率,q表示a的基因频率,则:
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。
若Paa=X%,则:
重难点(三) 利用基因频率进行遗传概率计算
[例3] (2024·湖北高考)某二倍体动物的性别决定方式为ZW型,雌性和雄性个体数的比例为1∶1。该动物种群处于遗传平衡,雌性个体中有1/10患甲病(由Z染色体上h基因决定)。下列叙述正确的是( )
A.该种群有11%的个体患该病
B.该种群h基因的频率是10%
C.只考虑该对基因,种群繁殖一代后基因型共有6种
D.若某病毒使该种群患甲病雄性个体减少10%,H基因频率不变
√
[解析] 由题干“该动物种群处于遗传平衡,雌性个体中有1/10患甲病(由Z染色体上h基因决定)”可知,雌性中h基因的频率为10%,故雄性中h基因的频率也为10%,雄性中ZhZh=10%×10%=1%,由于雌性和雄性个体数的比例为1∶1,整个种群有(10%+1%)÷2=5.5%的个体患该病,A错误;该种群h基因的频率与雌性个体中ZhW的基因型频率相等,均为10%,B正确;只考虑该对基因,则种群繁殖一代后存在ZHZH、ZHZh、ZhZh、ZHW、ZhW共5种基因型,C错误;若某病毒使该种群患甲病雄性个体减少10%,导致ZhZh个体减少,h基因数量减少,h基因频率会降低,而h基因频率和H基因频率之和为100%,故H基因频率会升高,D错误。
|认|知|生|成|
1.利用遗传平衡定律计算人类遗传病的患病概率的解题模板
2.当基因位于X染色体上时其基因频率和基因型频率相关的规律总结
以人类红绿色盲(以下简称色盲)为例,相关基因用B、b表示:
(1)男性中相关基因频率和基因型频率的关系
应用:当基因位于X染色体上时,在雄性个体中,某一基因的频率等于该基因型的频率,求出了相关的基因型频率,就等于求出了基因频率。
(2)人群中色盲基因的频率=男性中色盲基因的频率=女性中色盲基因的频率。
(3)色盲在男女性中发病率的关系
3.自交与自由交配中基因(型)频率变化的不同
自交 杂合子连续自交的种群,基因型频率会发生变化,表现为纯合子比例逐渐增大,杂合子比例逐渐下降,但基因频率不变
自由 交配 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都保持不变
题点(一) 种群基因组成的变化和物种的形成
1.(2025年1月·八省联考晋陕宁青卷)加拉帕戈斯群岛各岛屿因食物的差别造成了地雀喙形差异,进而导致其声音各异。干旱会影响地雀的食物资源。科学家预测并模拟合成了长期干旱环境下勇地雀进化后的声音,并在野外向雄性勇地雀播放,发现其反应性降低。下列叙述错误的是( )
A.干旱是导致勇地雀喙形相关基因突变的间接原因
B.干旱对不同岛屿地雀种群喙形相关基因频率的改变有差别
C.勇地雀声音的变化和同类识别差异可促进新物种形成
D.勇地雀声音的变化涉及不同物种之间的协同进化
考向精细研究
√
解析:基因突变是随机发生的,干旱对不同喙形的勇地雀具有选择的作用,但不能导致其发生基因突变,A错误;不同岛屿的环境不同,地雀的食物存在差别,因此干旱对不同岛屿地雀种群喙形相关基因频率的改变有差别,B正确;根据题干信息可知,勇地雀声音的变化和同类识别差异会使种群间的基因交流减少,个体间遗传物质差异增大,逐渐产生生殖隔离,促进新物种的形成,C正确;勇地雀声音的变化涉及不同物种之间的协同进化,D正确。
2.(2024·武汉二模)巴拿马地峡在大约1000万年前开始上升,大约300万年前,大洋被地峡完全分开。科学家对位于两侧大洋不同深度的鼓虾物种对进行研究,浅水物种对可以交配但后代不可育,深水物种对无法交配。下列叙述正确的是 ( )
A.深水物种对之间的某段同源DNA序列的差异比浅水物种对之间的差异大
B.地峡上升过程中喷发的致癌物导致鼓虾产生突变,决定了物种进化的方向
C.地峡两侧的浅水物种对,易受海水流动影响,种群之间基因交流更频繁
D.上述相关信息表明鼓虾生殖隔离的形成过程与地理隔离时间的长短无关
√
解析:浅水物种对可以交配但后代不可育,深水物种对无法交配,说明深水物种对之间的某段同源DNA序列的差异比浅水物种对之间的差异大,并且深水物种对之间先出现地理隔离,故鼓虾生殖隔离的形成过程与地理隔离时间的长短有关,A正确,D错误;突变是不定向的,为进化提供了原材料,物种进化的方向由自然选择决定,B错误;浅水物种对可以交配但后代不可育,说明存在生殖隔离,巴拿马地峡的出现导致原本生活在同一区域的鼓虾出现了地理隔离,地理隔离导致鼓虾之间不能进行基因交流,C错误。
题点(二) 种群基因频率和基因型频率的计算
3.(2025·潍坊模拟)经调查在某一种群内AA的基因型频率为40%,Aa的基因型频率为60%,aa的基因型(致死基因型)频率为0,那么随机交配繁殖一代,下列说法正确的是( )
A.AA的基因型频率占49/91
B.Aa的基因型频率占42/100
C.自然选择过程直接作用于个体的基因型
D.该种群未发生进化
√
解析:该种群中A的基因频率为40%+60%×1/2=70%,a的基因频率为1-70%=30%,根据遗传平衡定律,其随机交配繁殖一代后,AA的基因型频率=70%×70%=49%,Aa的基因型频率=2×70%×30%=42%,aa的基因型频率=30%×30%=9%,其中aa为致死基因型,因此AA的基因型频率占49/91,Aa的基因型频率占42/91,A正确,B错误;自然选择过程直接作用于个体的表型,C错误;随机交配繁殖一代后,A的基因频率为49/91+42/91×1/2=70/91=10/13,a的基因频率为3/13,基因频率发生了改变,说明该种群发生了进化,D错误。
4.(2024·东营二模)某蝴蝶的性别决定方式为ZW型,该蝴蝶的长口器和短口器分别由Z染色体上的一对等位基因A和a控制。现有一个可随机交配且数量很大的蝴蝶种群,该种群中雌、雄个体各占一半,没有迁移和突变,自然选择对基因A和a都不起作用。假设该种群中雄性个体的基因型都为ZAZa,雌性个体的基因型都为ZaW,此代视为F0,让其雌、雄个体随机交配得到F1,再让F1随机交配得到F2,以此类交配方式进行若干代。下列叙述正确的是 ( )
A.各代雌性群体中短口器基因频率随着随机交配代数的增加而逐渐减小
B.随着随机交配代数的增加,各代雌、雄群体中长口器基因频率之差在增大
C.若在某代达到遗传平衡,则该代雌性中ZaW基因型频率等于雄性中ZaZa基因型频率
D.若Fn+1雌性群体中Za基因频率与F0雌性群体中Za基因频率相等,则说明该种群在F0达到遗传平衡
√
解析:F0雌性群体中Za和ZA基因频率分别为1和0,雄性群体中Za和ZA的基因频率都等于1/2,整个群体中Za和ZA的基因频率分别为2/3和1/3。F1雌性群体中Za和ZA的基因频率都等于1/2,雄性群体中Za和ZA的基因频率分别为3/4和1/4,整个群体中Za和ZA的基因频率分别为2/3和1/3。F2雌性群体中Za和ZA的基因频率分别为3/4和1/4,雄性群体中Za和ZA的基因频率分别为5/8和3/8,整个群体中Za和ZA的基因频率分别为2/3和1/3。各代雌性群体中短口器基因频率随着随机交配代数的增加而呈震荡式变化,各代雌、雄群体中长口器基因频率之差的绝对值逐
渐减小接近0,A、B错误;若种群在某代达到遗传平衡,则该代雄性群体中ZaZa基因型频率等于雌性中ZaW基因型频率的平方,C错误;F1雌性群体中Za基因频率取决于起始雄性群体中Za基因频率,即二者相等,由此可知,Fn+1雌性群体中Za基因频率等于F0雌性群体中Za基因频率,故该种群在当代就能达到遗传平衡,D正确。
主题研习(三) 协同进化与生物多样性的
形成
1.协同进化
(1)概念:不同______之间、_________________之间在相互影响中不断进化和发展。
(2)原因:不同种生物之间在进化上密切相关,生物的进化与____________的变化相互影响。
基础全面落实
物种
生物与无机环境
无机环境
(3)协同进化的实例
协同进化类型 包含类型 实例
____________ 之间 种间互助 某种兰花和专门给它传粉的蛾
种间竞争 捕食 猎豹和羚羊
寄生 病毒和宿主
种间竞争 农作物与杂草
生物与无机 环境之间 生物影响环境,环境影响生物 地球早期无氧环境→______生物→光合生物出现→空气中有_____→出现好氧生物
不同物种
厌氧
氧气
[微点拨]
①生物与生物之间的协同进化,仅发生在不同物种之间,同种生物不存在协同进化;
②生物与无机环境间的协同进化,表现在生物能够适应一定的环境,也能影响环境。
2.生物多样性的形成
(1)内容:_______多样性(基因多样性)、物种多样性和__________多样性。
(2)形成原因:生物的______。
(3)研究生物进化历程的主要依据:______。
遗传
生态系统
进化
化石
3.现代生物进化理论的主要内容
(1)______是自然选择的结果。
(2)_____是生物进化的基本单位。
(3)_________________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_______形成新的物种。
(4)生物进化的过程实际上是生物与生物、_________________协同进化的过程。
(5)生物多样性是协同进化的结果。
适应
种群
突变和基因重组
隔离
生物与无机环境
4.生物进化理论在发展——其他观点
观点一 基因突变对生物适应性的影响并不是非益即害的,大量的基因突变是_______的;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
观点二 物种形成不都是______的过程,而是_______________与_______________交替出现的过程
中性
渐变
物种长期稳定
迅速形成新种
1.概念理解(判断正误)
(1)捕食者的存在促进了被捕食者种群的发展。 ( )
(2)最早的光合生物产生的氧气为好氧生物的出现创造了前提条件。 ( )
(3)最早的生物化石是古细菌化石,此时期的生态系统中有生产者、消费者和分解者。 ( )
(4)生物多样性的形成是指新的物种不断形成的过程。 ( )
(5)生物进化的过程实际上是生物与无机环境协同进化的过程。 ( )
自我诊断
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2.事理分析
(1)(人教版必修2 P119正文楷体字分析)
捕食者的存在能够增加物种多样性的原因是___________________
_____________________________________________________________
_________________________________________。
(2)(人教版必修2 P121正文拓展)
同种动物为争夺配偶或食物而发生了进化,_____(填“是”或“不是”)协同进化,理由是__________________________________________。
捕食者往往捕食个体数量多的物种,这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面,为其他物种的形成腾出空间
不是
协同进化发生在不同物种或生物与无机环境之间
题点(一) 协同进化与生物多样性
1.(2025·苏州模拟)进化理论是理解生物学现象及其背后本质的一把利器,而且是在不断发展的。达尔文在提出生物进化理论后,他对研究兰花的进化产生浓厚的兴趣,各种各样的兰花适合传授花粉的精巧结构让他赞叹不已。下列有关生物进化的叙述,错误的是( )
考向精细研究
A.从分子水平比较不同兰花,发现基因组差异比细胞色素c(一种呼吸电子传递链中的蛋白质)差异更明显
B.兰花的这种进化中的“适应”是指一定的形态结构只为了完成一定的功能
C.不同昆虫口器长度与不同兰花花距之间的“适应”有助于减少不同昆虫之间生存斗争强度,有助于兰花的花距遗传与进化
D.兰花的进化过程实际上是不同生物间、生物与无机环境之间协同进化的结果
√
解析:兰花及其传粉昆虫长期相互选择,协同进化导致基因频率发生定向改变,形成某种兰花细长的花距及相应传粉昆虫细长的口器等相互适应性特征,即兰花的这种进化中的“适应”是指一定的形态结构与相应功能的适应性,以及该形态结构及其功能适合于该种兰花在当前环境中生存和繁殖,B错误。
2.(2025·咸阳模拟)紫花苜蓿是典型的异花传粉植物,种子的产生依赖蜜蜂等昆虫传粉。研究发现传粉昆虫的访花行为与花的形态特征和花蜜报酬关系密切。我国紫花苜蓿品种由张骞从西域引入,在西域时,紫花苜蓿通过黑彩带蜂传播花粉,引入我国若干年后,其传粉者逐渐转变为中华蜜蜂,进一步研究发现,不同种类蜂传粉效率存在显著差异。下列分析正确的是 ( )
A.紫花苜蓿花的形态和花蜜品质有关基因频率的改变不可能与传粉昆虫变换有关
B.紫花苜蓿花的形态特征的变化,是不同种紫花苜蓿形成的必要条件
C.紫花苜蓿与传粉昆虫之间在相互影响下不断进化和发展,体现了协同进化
D.我国紫花苜蓿与西域紫花苜蓿能杂交产生可育后代,说明两者基因库完全相同
√
解析:传粉昆虫变换会对紫花苜蓿花的形态和花蜜进行选择,从而影响紫花苜蓿花的形态和花蜜品质有关基因频率的改变,A错误;物种形成的必要条件是隔离,因此不同紫花苜蓿形成的必要条件是隔离,而不是紫花苜蓿花的形态特征的变化,B错误;紫花苜蓿与传粉昆虫为两个物种,紫花苜蓿与传粉昆虫之间在相互影响下不断进化和发展,体现了协同进化,C正确;我国紫花苜蓿与西域紫花苜蓿能够相互杂交产生可育后代,说明两者仍属于同一物种,但不能说明两者基因库完全相同,D错误。
题点(二) 生物进化理论的综合分析
3.小熊猫和大熊猫是两个不同的物种,小熊猫跟北美浣熊等浣熊科动物拥有共同起源,大熊猫则跟亚洲黑熊等熊科动物关系更近。大熊猫99%的食物都是竹子,小熊猫和大熊猫在食性方面存在较大差别,尤其喜食带有甜味的食物。小熊猫常年生活在树上,而金钱豹也同样擅长爬树,是其首要天敌。请依据现代生物进化理论的主要观点和内容,以及上述资料回答以下问题:
(1)根据现代生物进化理论,科学家认为小熊猫和大熊猫是两个不同的物种的原因是 。
解析:隔离是新物种形成的必要条件,生殖隔离是新物种形成的标志,科学家认为小熊猫和大熊猫是两个不同的物种的原因是二者之间存在着生殖隔离。
小熊猫和大熊猫之间存在着生殖隔离
(2)大熊猫属于哺乳纲中的食肉动物,可其食物中99%都是竹子,这与它发达的臼齿有关,科学家是可以通过 证据判断大熊猫进化过程中臼齿出现的时期。小熊猫和大熊猫在食性等方面存在较大差别,体现了生物的多样性,这种多样性的形成主要是生物与环境之间__________的结果。
解析: 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。因此科学家是可以通过化石证据判断大熊猫进化过程中臼齿出现的时期。生物多样性是协同进化的结果,小熊猫和大熊猫在食性等方面存在较大差别,体现了生物的多样性,这种多样性的形成主要是生物与环境之间协同进化的结果。
化石
协同进化
(3)金钱豹的存在,在客观上对小熊猫种群的发展起到了促进作用,理由是______________________________________________________
___________________________________________。
解析: 金钱豹与小熊猫属于捕食关系。金钱豹的存在,在客观上对小熊猫种群的发展起到了促进作用,理由是金钱豹吃掉的大多是小熊猫种群中年老、病弱或年幼的个体,客观上有利于小熊猫种群的发展。
金钱豹吃掉的大多是小熊猫种群中年老、病弱或年幼的个体,客观上有利于小熊猫种群的发展
(4)某调查团队对四川一个野生大熊猫种群随机抽样调查,测知该种群中有基因型为DD和dd的大熊猫所占的比例分别为10%和70%(各种基因型个体生存能力相同),第二年对同一种群进行的调查中,发现基因型为DD和dd的大熊猫所占的比例分别为4%和64%,在这一年中,该大熊猫野生种群是否发生了进化 ,理由是__________________
______________。
该种群的基因频率
否
没有发生变化
解析: 该大熊猫种群第一年基因型为DD和dd的个体所占的比例分别为10%和70%,则Dd所占的比例为1-10%-70%=20%,由此可以计算出D的基因频率为10%+20%×1/2=20%,d的基因频率为1-20%=80%;第二年,基因型为DD和dd的个体所占的比例分别为4%和64%,则Dd所占的基因频率为1-4%-64%=32%,D的基因频率为4%+32%×1/2=20%,d的基因频率为1-20%=80%,由于这一年中该种群的基因频率没有发生改变,说明该大熊猫野生种群没有发生进化。
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一、选择题
1.(2025年1月·八省联考河南卷)人和动物拥有大量同源基因(有共同进化起源,通常在序列和功能上具有相似性),分别将4种动物与人相应的同源基因序列进行比对,相似度如表所示。下列叙述正确的是( )
物种 黑猩猩 小鼠 牛 鸡
相似度 96% 85% 80% 60%
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A.不同物种间存在同源基因是生物拥有共同祖先最直接证据
B.据表可推断出人和小鼠的亲缘关系比牛和小鼠的亲缘关系远
C.变异和选择是不同物种同源基因序列间存在差异的重要原因
D.同源基因序列的相似度不能反映物种在进化史上出现的顺序
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解析:不同物种间存在同源基因是生物拥有共同祖先的重要证据之一,但不是最直接的证据,最直接的证据通常是化石,A错误;据表不能推断出人和小鼠的亲缘关系比牛和小鼠的亲缘关系远,B错误;变异和选择是不同物种同源基因序列间存在差异的重要原因,C正确;同源基因序列的相似度可以反映物种在进化史上出现的顺序,一般来说,相似度越高,说明物种间的分化时间越近,进化顺序越接近,D错误。
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2.(2025·聊城一模)考古学家从岩土沉积物中提取古生物遗骸DNA或蛋白质分子并和现代生物的分子信息库进行比对,作为研究生物进化的细胞和分子水平上的证据。下列叙述错误的是 ( )
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A.两种生物的DNA单链形成的杂合双链区的部位越多,说明亲缘关系越近
B.细胞和分子水平上的证据是研究生物进化最直接、最重要的证据
C.比较细胞色素c氨基酸序列的差异作为证据是因为进化过程中其分子结构相对稳定
D.细胞色素c氨基酸序列相同的两个生物个体不一定是同一个物种
解析:化石是研究生物进化最直接、最重要的证据,B错误。
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3.(2025·华师附中检测)某地区的小溪和池塘中生活着一种丽鱼,该丽鱼种群包含两种类型的个体:一种具有磨盘状齿形,专食蜗牛和贝壳类软体动物;另一种具有乳突状齿形,专食昆虫和其他软体动物。两种齿形的丽鱼均能稳定遗传并能相互交配产生可育后代。针对上述现象,下列叙述错误的是 ( )
A.丽鱼种群牙齿的差异属于可遗传的变异
B.两者在齿形上的差异有利于丽鱼对环境的适应
C.丽鱼种群产生的性状分化可能与突变和基因重组有关
D.两种不同齿形丽鱼的基因库差异明显,形成了两个不同的物种
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解析:据题意可知,两种齿形的丽鱼均能稳定遗传并能相互交配产生可育后代,说明丽鱼种群牙齿的差异属于遗传物质发生变化的变异,属于可遗传的变异,A正确;两种齿形的丽鱼的食物类型不同,两者在齿形上的差异有利于丽鱼对环境的适应,B正确;突变和基因重组可产生生物进化的原材料,因此丽鱼种群产生的性状分化可能与突变和基因重组有关,C正确;两种丽鱼能相互交配产生可育后代,属于同一物种,D错误。
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4.缝蝇是一种小昆虫,雄蝇存在奇特的求偶方式。雄蝇在求偶前先建造一个细软的、与自身大小相当的丝质球,球内通常包裹食物。雄蝇带球飞到由其他带球雄蝇组成的蝇群中,并绕圆圈飞行以吸引雌蝇。雌蝇从雄蝇群中挑选一只雄蝇并接受丝球,结成配偶后双双飞离蝇群并完成交配。下列叙述正确的是 ( )
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A.雄蝇求偶时提供食物给雌蝇有利于雌蝇繁殖后代,该行为是定向变异形成的
B.雄蝇把食物裹进丝球送给雌蝇的求偶行为,是雌蝇对雄蝇长期选择的结果
C.突变和基因重组为缝蝇的进化提供原材料,决定缝蝇的进化方向
D.雌雄蝇交配产生后代的过程中,种群的基因库和基因频率不会发生改变
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解析:雄蝇求偶时提供食物给雌蝇,一方面是为了获得交配机会,另一方面有利于雌蝇获得更多的营养物质繁殖后代,这是一种长期进化形成的适应性行为,且变异是不定向的,A错误;雄蝇把食物包裹进丝球送给雌蝇进行求偶,雌蝇选择这些雄蝇有利于种群的繁衍,没有该行为的雄蝇可能被淘汰,这种行为是雌蝇对雄蝇长期选择的结果,B正确;突变和基因重组为缝蝇的进化提供原材料,但不能决定缝蝇的进化方向,自然选择决定生物进化的方向,C错误;雌雄蝇交配产生后代的过程中,可能会出现子代致死、某些个体没有交配机会等现象,导致种群的基因库和基因频率发生改变,D错误。
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5.(2025·无锡模拟)百岁兰是一种沙漠植物,曾在巴西采集到化石,其一生只有两片高度木质化的叶子。百岁兰基因组整体呈现重度甲基化,避免DNA的“有害”突变。在漫长的极端干旱和缺乏营养的条件下,百岁兰基因组朝着小且“低耗能”的方向演化。下列叙述错误的是 ( )
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A.百岁兰的形态结构和化石记录可为生物进化提供证据
B.百岁兰种群进化的实质是种群基因频率在自然选择作用下的定向改变
C.极端干旱和缺乏营养的条件,使百岁兰基因组“低耗能”相关基因的频率升高
D.重度甲基化有利于百岁兰避免“有害”突变,故突变无法为其进化提供原材料
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解析:百岁兰是一种极为特殊的植物,其形态结构和生存策略为研究生物进化提供了宝贵的资料。此外,百岁兰的化石记录也是研究生物进化的重要依据,A正确。种群是生物进化的基本单位,而生物的进化是通过自然选择实现的。自然选择作用于不同的表型,进而导致种群基因频率的改变,B正确。极端干旱和缺乏营养的条件,作为自然选择的因素使百岁兰基因组“低耗能”相关基因的基因频率定向改变,表现为升高,C正确。重度甲基化有利于百岁兰避免“有害”突变,但突变可为其进化提供原材料,D错误。
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6.(2025·青岛一模)我国科研人员曾在某地捕获15只鼩鼱,经形态和分子鉴定,证实它们均为远东鼩鼱,此前远东鼩鼱仅发现在我国黑龙江省和内蒙古自治区东部,而本次的研究结果扩展了该物种的分布范围。另外研究发现,在黑龙江和该地分布的远东鼩鼱的皮毛颜色明显不同。下列有关说法错误的是 ( )
A.不同地区的远东鼩鼱的皮毛颜色差异是自然选择的结果
B.不同地区的远东鼩鼱的皮毛颜色不同,说明适应具有普遍性
C.若该地区的远东鼩鼱的皮毛颜色发生变化,其可能发生了进化
D.若不同地区的远东鼩鼱能进行交配,则说明它们仍属于同一物种
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解析: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为一个物种,因此不同地区的远东鼩鼱是否属于同一物种需要看它们交配产生的后代是否可育,D错误。
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7.抗生素耐药性(AMR)已成为病人死亡的重要原因,全球迫切需要解决抗生素耐药性问题。下列叙述正确的是 ( )
A.病毒或细菌感染都可能引起肺炎,若为病毒引起的感染常用抗生素治疗
B.随着抗生素的用量增加和新型抗生素研发,细菌耐药性的出现、增强是人工选择的结果
C.按现代生物进化理论解释,抗生素耐药性(AMR)实质是细菌耐药性定向变异的结果
D.合理使用抗生素,需要进行细菌培养和抗生素敏感性鉴定的相关实验
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解析:抗生素是针对细菌感染的药物,对病毒感染无效,A错误;人工选择的生物类型通常是对人类有利的,细菌耐药性的出现、增强对人类不利,不属于人工选择的结果,B错误;生物的变异是不定向的,抗生素耐药性(AMR)实质是自然选择的结果,C错误;合理使用抗生素,需要进行细菌培养和抗生素敏感性鉴定的相关实验,以避免“超级细菌”的出现,D正确。
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8.(2025·承德模拟)抗生素的使用量与细菌耐药率变化存在一定的关联性。下图为2021~2024年某医院住院患者某类抗生素的人均使用量和某种细菌对该类抗生素的耐药率调研结果。下列分析错误的是 ( )
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A.该类抗生素人均使用量与细菌耐药率提高呈正相关
B.细菌的耐药基因频率上升导致细菌耐药率提高
C.抗生素剂量加大使用引起抗药基因突变率提高
D.交替使用不同类型的抗生素可缓解耐药率提高
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解析:据折线图可知,随着该类抗生素的人均使用量增加,某种细菌对该类抗生素的耐药率也提高,即该类抗生素人均使用量与细菌耐药率提高呈正相关,A正确;自然选择使种群的基因频率发生定向的改变,细菌的耐药基因频率上升导致细菌耐药率提高,B正确;抗生素剂量加大使用只是加强对细菌的选择,不会引起抗药基因突变率提高,C错误;交替使用不同类型的抗生素可以减缓细菌耐药率的提高,D正确。
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9.(2025·日照模拟)下图A、B、C表示自然条件有差异、存在地理隔离的3个地区。物种甲的部分个体从A地区分别迁移到B、C地区,经长期进化逐渐形成了两个新物种乙、丙(乙、丙两种群数量较大,雌雄比例相当)。下列相关叙述错误的是( )
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A.上述过程中,乙、丙形成的标志是甲、乙、丙之间产生生殖隔离
B.甲、丙存在地理隔离,但两种群的基因频率相同
C.自然选择决定乙、丙两种群的进化方向
D.若种群丙中XBXB个体占18%、XBXb占24%,则XbY占20%
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解析:新物种形成的标志是生殖隔离,A正确;由题意知,甲、丙已经属于不同物种,因此两种群的基因频率不同,B错误;生物进化的方向是自然选择决定的,C正确;如果种群丙中XBXB占18%、XBXb占24%,由于雌雄比例相当,雌性中XBXB=18%×2=36%、XBXb=24%×2=48%,雌性个体中XB的基因频率=36%+48%÷2=60%,Xb的基因频率是40%,雄性中的b基因频率和XbY基因型频率与雌性中的该基因频率相同,则雄性中XbY=40%,XbY占种群中所有个体的比例是20%,D正确。
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10.(2025·连云港模拟)等位基因F+、F控制某食草昆虫的长翅和短翅,原种群中F+基因频率为80%,随机分布到三座孤岛上后因风力较大,阻碍了孤岛间个体基因交流。下列说法正确的是 ( )
A.该昆虫原种群中杂合长翅个体所占比例约为16%
B.孤岛上该昆虫种群中F基因频率可能会升高
C.新出现的无翅个体是大风环境造成的基因突变,且突变率与风力大小呈正相关
D.孤岛间个体基因不能交流是在地理隔离基础上产生了生殖隔离
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解析:F+基因控制长翅,其基因频率约为80%,则该昆虫原种群中,杂合长翅个体所占比例约为80%×20%×2=32%,A错误;孤岛上风力大,可能会使长翅昆虫不易成活,而短翅食草昆虫的生存机会增大,从而导致孤岛上该昆虫种群中F的基因频率可能会升高,B正确;基因突变是不定向的,大风不能使该昆虫产生无翅突变体,仅起选择作用,C错误;三座孤岛上的该食草昆虫之间产生了地理隔离,不发生基因交流,但无法判断是否存在生殖隔离,D错误。
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二、非选择题(除特别注明外,每空1分)
11.(13分)某地有两个猴面花姐妹种——粉龙头和红龙头,二者分布区重叠,前者由黄蜂传粉,后者由蜂鸟传粉。红龙头细胞中编码类胡萝卜素分解酶的基因是有缺陷的a,导致酶完全失活,花瓣细胞中有类胡萝卜素积累,表现为红色。而粉龙头细胞中该基因是正常的A,因此花瓣只呈现由花青素导致的粉红色。
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(1)科研工作者把粉龙头和红龙头定为两个物种的理由应该是
(2分)。
解析:生殖隔离是判断两种生物是否为同一物种的标准,故科研工作者把粉龙头和红龙头定为两个物种,应该是二者之间存在生殖隔离。
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二者存在生殖隔离
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(2)研究人员猜测粉龙头和红龙头起源于一个粉色花的祖先种。祖先种发生A基因的突变后,产生橙红色突变体,突变体改为由蜂鸟传粉,导致祖先种分裂进化为粉龙头和红龙头两个种。为了验证这一猜想,研究人员用杂交的方法获得了基因型为aa,但其他基因均来自粉龙头的变异型粉龙头,流程如下:
①用粉龙头和红龙头为亲本杂交,子一代表现为 。
②用子一代与 杂交,利用分子生物学技术从杂交后代中筛选出基因型为 个体,多次重复。
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Aa
粉龙头
粉龙头
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③将筛选出的个体 ,获得基因型为aa,但其他基因均来自粉龙头的变异型粉龙头。
解析: 根据题干信息,红龙头细胞中编码类胡萝卜素分解酶的基因是有缺陷的a,导致酶完全失活,花瓣细胞中有类胡萝卜素积累,表现为红色,推断红龙头的基因型为aa,根据粉龙头细胞中该基因是正常的A,因此花瓣只呈现由花青素导致的粉红色,自然状态下两者存在生殖隔离,基因不能交流,推断粉龙头的基因型为AA。①用粉龙头AA和红龙头aa为亲本杂交,子一代Aa表现为粉龙头。②用子一代Aa与粉龙头AA杂交,利用分子生物学技术从杂交后代中筛选出基因型为Aa的个体,多次重复。③将筛选出的个体Aa自交,获得基因型为aa,但其他基因均来自粉龙头的变异型粉龙头。
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(3)研究人员又培育出基因型为AA,但其他基因均来自红龙头的变异型红龙头。变异型粉龙头开橙黄色花,变异型红龙头开深粉色花。研究人员调查了黄蜂和蜂鸟对四种植物的访花率(每朵花在一定时间内被传粉的概率),得到如表所示结果。该数据支持了研究人员的猜想:单基因突变导致了祖先种的分裂进化,理由是_________________________________________
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_________________________________(3分)。
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与野生型粉龙头相比,变异型粉龙头黄蜂的访花率大幅下降,而蜂鸟的访花率大幅上升,说明单基因突变会导致传粉者的比例大幅改变,从而导致分裂进化
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类型 黄蜂(访花率) 蜂鸟(访花率)
粉龙头 野生型(粉红色) 15.4 0.021 2
变异型(橙黄色) 2.63 1.44
红龙头 野生型(红色) 0.148 189
变异型(深粉色) 10.9 168
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解析: 研究人员调查了黄蜂和蜂鸟对四种植物的访花率,得到表中所示结果,分析表格可知,与野生型粉龙头相比,变异型粉龙头黄蜂的访花率大幅下降,而蜂鸟的访花率大幅上升,说明单基因突变会导致传粉者的比例大幅改变,从而导致分裂进化,故该数据支持了研究人员的猜想:单基因突变导致了祖先种的分裂进化。
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(4)变异型粉龙头的蜂鸟访花率远低于野生型红龙头,依据现代生物进化理论尝试对这一现象做出解释____________________________________
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___________________________(4分)。
解析: 由于变异型粉龙头与蜂鸟在协同进化的过程中,形成了更多利于蜂鸟传粉的适应性特征,并将决定这些适应性特征的遗传物质传递下去,逐代累积,形成了野生型红龙头,故变异型粉龙头的蜂鸟访花率远低于野生型红龙头。
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变异型粉龙头与蜂鸟在协同进化的过程中,形成了更多利于蜂鸟传粉的适应性特征,并将决定这些适应性特征的遗传物质传递下去,逐代累积,形成了野生型红龙头,故变异型粉龙头的蜂鸟访花率远低于野生型红龙头课时跟踪检测(三十一) 生物的进化
一、选择题
1.(2025年1月·八省联考河南卷)人和动物拥有大量同源基因(有共同进化起源,通常在序列和功能上具有相似性),分别将4种动物与人相应的同源基因序列进行比对,相似度如表所示。下列叙述正确的是 ( )
物种 黑猩猩 小鼠 牛 鸡
相似度 96% 85% 80% 60%
A.不同物种间存在同源基因是生物拥有共同祖先最直接证据
B.据表可推断出人和小鼠的亲缘关系比牛和小鼠的亲缘关系远
C.变异和选择是不同物种同源基因序列间存在差异的重要原因
D.同源基因序列的相似度不能反映物种在进化史上出现的顺序
2.(2025·聊城一模)考古学家从岩土沉积物中提取古生物遗骸DNA或蛋白质分子并和现代生物的分子信息库进行比对,作为研究生物进化的细胞和分子水平上的证据。下列叙述错误的是 ( )
A.两种生物的DNA单链形成的杂合双链区的部位越多,说明亲缘关系越近
B.细胞和分子水平上的证据是研究生物进化最直接、最重要的证据
C.比较细胞色素c氨基酸序列的差异作为证据是因为进化过程中其分子结构相对稳定
D.细胞色素c氨基酸序列相同的两个生物个体不一定是同一个物种
3.(2025·华师附中检测)某地区的小溪和池塘中生活着一种丽鱼,该丽鱼种群包含两种类型的个体:一种具有磨盘状齿形,专食蜗牛和贝壳类软体动物;另一种具有乳突状齿形,专食昆虫和其他软体动物。两种齿形的丽鱼均能稳定遗传并能相互交配产生可育后代。针对上述现象,下列叙述错误的是 ( )
A.丽鱼种群牙齿的差异属于可遗传的变异
B.两者在齿形上的差异有利于丽鱼对环境的适应
C.丽鱼种群产生的性状分化可能与突变和基因重组有关
D.两种不同齿形丽鱼的基因库差异明显,形成了两个不同的物种
4.缝蝇是一种小昆虫,雄蝇存在奇特的求偶方式。雄蝇在求偶前先建造一个细软的、与自身大小相当的丝质球,球内通常包裹食物。雄蝇带球飞到由其他带球雄蝇组成的蝇群中,并绕圆圈飞行以吸引雌蝇。雌蝇从雄蝇群中挑选一只雄蝇并接受丝球,结成配偶后双双飞离蝇群并完成交配。下列叙述正确的是 ( )
A.雄蝇求偶时提供食物给雌蝇有利于雌蝇繁殖后代,该行为是定向变异形成的
B.雄蝇把食物裹进丝球送给雌蝇的求偶行为,是雌蝇对雄蝇长期选择的结果
C.突变和基因重组为缝蝇的进化提供原材料,决定缝蝇的进化方向
D.雌雄蝇交配产生后代的过程中,种群的基因库和基因频率不会发生改变
5.(2025·无锡模拟)百岁兰是一种沙漠植物,曾在巴西采集到化石,其一生只有两片高度木质化的叶子。百岁兰基因组整体呈现重度甲基化,避免DNA的“有害”突变。在漫长的极端干旱和缺乏营养的条件下,百岁兰基因组朝着小且“低耗能”的方向演化。下列叙述错误的是 ( )
A.百岁兰的形态结构和化石记录可为生物进化提供证据
B.百岁兰种群进化的实质是种群基因频率在自然选择作用下的定向改变
C.极端干旱和缺乏营养的条件,使百岁兰基因组“低耗能”相关基因的频率升高
D.重度甲基化有利于百岁兰避免“有害”突变,故突变无法为其进化提供原材料
6.(2025·青岛一模)我国科研人员曾在某地捕获15只鼩鼱,经形态和分子鉴定,证实它们均为远东鼩鼱,此前远东鼩鼱仅发现在我国黑龙江省和内蒙古自治区东部,而本次的研究结果扩展了该物种的分布范围。另外研究发现,在黑龙江和该地分布的远东鼩鼱的皮毛颜色明显不同。下列有关说法错误的是 ( )
A.不同地区的远东鼩鼱的皮毛颜色差异是自然选择的结果
B.不同地区的远东鼩鼱的皮毛颜色不同,说明适应具有普遍性
C.若该地区的远东鼩鼱的皮毛颜色发生变化,其可能发生了进化
D.若不同地区的远东鼩鼱能进行交配,则说明它们仍属于同一物种
7.抗生素耐药性(AMR)已成为病人死亡的重要原因,全球迫切需要解决抗生素耐药性问题。下列叙述正确的是 ( )
A.病毒或细菌感染都可能引起肺炎,若为病毒引起的感染常用抗生素治疗
B.随着抗生素的用量增加和新型抗生素研发,细菌耐药性的出现、增强是人工选择的结果
C.按现代生物进化理论解释,抗生素耐药性(AMR)实质是细菌耐药性定向变异的结果
D.合理使用抗生素,需要进行细菌培养和抗生素敏感性鉴定的相关实验
8.(2025·承德模拟)抗生素的使用量与细菌耐药率变化存在一定的关联性。下图为2021~2024年某医院住院患者某类抗生素的人均使用量和某种细菌对该类抗生素的耐药率调研结果。下列分析错误的是 ( )
A.该类抗生素人均使用量与细菌耐药率提高呈正相关
B.细菌的耐药基因频率上升导致细菌耐药率提高
C.抗生素剂量加大使用引起抗药基因突变率提高
D.交替使用不同类型的抗生素可缓解耐药率提高
9.(2025·日照模拟)下图A、B、C表示自然条件有差异、存在地理隔离的3个地区。物种甲的部分个体从A地区分别迁移到B、C地区,经长期进化逐渐形成了两个新物种乙、丙(乙、丙两种群数量较大,雌雄比例相当)。下列相关叙述错误的是 ( )
A.上述过程中,乙、丙形成的标志是甲、乙、丙之间产生生殖隔离
B.甲、丙存在地理隔离,但两种群的基因频率相同
C.自然选择决定乙、丙两种群的进化方向
D.若种群丙中XBXB个体占18%、XBXb占24%,则XbY占20%
10.(2025·连云港模拟)等位基因F+、F控制某食草昆虫的长翅和短翅,原种群中F+基因频率为80%,随机分布到三座孤岛上后因风力较大,阻碍了孤岛间个体基因交流。下列说法正确的是 ( )
A.该昆虫原种群中杂合长翅个体所占比例约为16%
B.孤岛上该昆虫种群中F基因频率可能会升高
C.新出现的无翅个体是大风环境造成的基因突变,且突变率与风力大小呈正相关
D.孤岛间个体基因不能交流是在地理隔离基础上产生了生殖隔离
二、非选择题(除特别注明外,每空1分)
11.(13分)某地有两个猴面花姐妹种——粉龙头和红龙头,二者分布区重叠,前者由黄蜂传粉,后者由蜂鸟传粉。红龙头细胞中编码类胡萝卜素分解酶的基因是有缺陷的a,导致酶完全失活,花瓣细胞中有类胡萝卜素积累,表现为红色。而粉龙头细胞中该基因是正常的A,因此花瓣只呈现由花青素导致的粉红色。
(1)科研工作者把粉龙头和红龙头定为两个物种的理由应该是 (2分)。
(2)研究人员猜测粉龙头和红龙头起源于一个粉色花的祖先种。祖先种发生A基因的突变后,产生橙红色突变体,突变体改为由蜂鸟传粉,导致祖先种分裂进化为粉龙头和红龙头两个种。为了验证这一猜想,研究人员用杂交的方法获得了基因型为aa,但其他基因均来自粉龙头的变异型粉龙头,流程如下:
①用粉龙头和红龙头为亲本杂交,子一代表现为 。
②用子一代与 杂交,利用分子生物学技术从杂交后代中筛选出基因型为 个体,多次重复。
③将筛选出的个体 ,获得基因型为aa,但其他基因均来自粉龙头的变异型粉龙头。
(3)研究人员又培育出基因型为AA,但其他基因均来自红龙头的变异型红龙头。变异型粉龙头开橙黄色花,变异型红龙头开深粉色花。研究人员调查了黄蜂和蜂鸟对四种植物的访花率(每朵花在一定时间内被传粉的概率),得到如表所示结果。该数据支持了研究人员的猜想:单基因突变导致了祖先种的分裂进化,理由是
(3分)。
类型 黄蜂(访花率) 蜂鸟(访花率)
粉龙头 野生型(粉红色) 15.4 0.021 2
变异型(橙黄色) 2.63 1.44
红龙头 野生型(红色) 0.148 189
变异型(深粉色) 10.9 168
(4)变异型粉龙头的蜂鸟访花率远低于野生型红龙头,依据现代生物进化理论尝试对这一现象做出解释:
(4分)。
课时跟踪检测(三十一)
1．选C 不同物种间存在同源基因是生物拥有共同祖先的重要证据之一，但不是最直接的证据，最直接的证据通常是化石，A错误；据表不能推断出人和小鼠的亲缘关系比牛和小鼠的亲缘关系远，B错误；变异和选择是不同物种同源基因序列间存在差异的重要原因，C正确；同源基因序列的相似度可以反映物种在进化史上出现的顺序，一般来说，相似度越高，说明物种间的分化时间越近，进化顺序越接近，D错误。
2．选B 化石是研究生物进化最直接、最重要的证据，B错误。
3．选D 据题意可知，两种齿形的丽鱼均能稳定遗传并能相互交配产生可育后代，说明丽鱼种群牙齿的差异属于遗传物质发生变化的变异，属于可遗传的变异，A正确；两种齿形的丽鱼的食物类型不同，两者在齿形上的差异有利于丽鱼对环境的适应，B正确；突变和基因重组可产生生物进化的原材料，因此丽鱼种群产生的性状分化可能与突变和基因重组有关，C正确；两种丽鱼能相互交配产生可育后代，属于同一物种，D错误。
4．选B 雄蝇求偶时提供食物给雌蝇，一方面是为了获得交配机会，另一方面有利于雌蝇获得更多的营养物质繁殖后代，这是一种长期进化形成的适应性行为，且变异是不定向的，A错误；雄蝇把食物包裹进丝球送给雌蝇进行求偶，雌蝇选择这些雄蝇有利于种群的繁衍，没有该行为的雄蝇可能被淘汰，这种行为是雌蝇对雄蝇长期选择的结果，B正确；突变和基因重组为缝蝇的进化提供原材料，但不能决定缝蝇的进化方向，自然选择决定生物进化的方向，C错误；雌雄蝇交配产生后代的过程中，可能会出现子代致死、某些个体没有交配机会等现象，导致种群的基因库和基因频率发生改变，D错误。
5．选D 百岁兰是一种极为特殊的植物，其形态结构和生存策略为研究生物进化提供了宝贵的资料。此外，百岁兰的化石记录也是研究生物进化的重要依据，A正确。种群是生物进化的基本单位，而生物的进化是通过自然选择实现的。自然选择作用于不同的表型，进而导致种群基因频率的改变，B正确。极端干旱和缺乏营养的条件，作为自然选择的因素使百岁兰基因组“低耗能”相关基因的基因频率定向改变，表现为升高，C正确。重度甲基化有利于百岁兰避免“有害”突变，但突变可为其进化提供原材料，D错误。
6．选D 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为一个物种，因此不同地区的远东鼩鼱是否属于同一物种需要看它们交配产生的后代是否可育，D错误。
7．选D 抗生素是针对细菌感染的药物，对病毒感染无效，A错误；人工选择的生物类型通常是对人类有利的，细菌耐药性的出现、增强对人类不利，不属于人工选择的结果，B错误；生物的变异是不定向的，抗生素耐药性(AMR)实质是自然选择的结果，C错误；合理使用抗生素，需要进行细菌培养和抗生素敏感性鉴定的相关实验，以避免“超级细菌”的出现，D正确。
8．选C 据折线图可知，随着该类抗生素的人均使用量增加，某种细菌对该类抗生素的耐药率也提高，即该类抗生素人均使用量与细菌耐药率提高呈正相关，A正确；自然选择使种群的基因频率发生定向的改变，细菌的耐药基因频率上升导致细菌耐药率提高，B正确；抗生素剂量加大使用只是加强对细菌的选择，不会引起抗药基因突变率提高，C错误；交替使用不同类型的抗生素可以减缓细菌耐药率的提高，D正确。
9．选B 新物种形成的标志是生殖隔离，A正确；由题意知，甲、丙已经属于不同物种，因此两种群的基因频率不同，B错误；生物进化的方向是自然选择决定的，C正确；如果种群丙中XBXB占18%、XBXb占24%，由于雌雄比例相当，雌性中XBXB＝18%×2＝36%、XBXb＝24%×2＝48%，雌性个体中XB的基因频率＝36%＋48%÷2＝60%，Xb的基因频率是40%，雄性中的b基因频率和XbY基因型频率与雌性中的该基因频率相同，则雄性中XbY＝40%，XbY占种群中所有个体的比例是20%，D正确。
10．选B F＋基因控制长翅，其基因频率约为80%，则该昆虫原种群中，杂合长翅个体所占比例约为80%×20%×2＝32%，A错误；孤岛上风力大，可能会使长翅昆虫不易成活，而短翅食草昆虫的生存机会增大，从而导致孤岛上该昆虫种群中F的基因频率可能会升高，B正确；基因突变是不定向的，大风不能使该昆虫产生无翅突变体，仅起选择作用，C错误；三座孤岛上的该食草昆虫之间产生了地理隔离，不发生基因交流，但无法判断是否存在生殖隔离，D错误。
11．解析：(1)生殖隔离是判断两种生物是否为同一物种的标准，故科研工作者把粉龙头和红龙头定为两个物种，应该是二者之间存在生殖隔离。
(2)根据题干信息，红龙头细胞中编码类胡萝卜素分解酶的基因是有缺陷的a，导致酶完全失活，花瓣细胞中有类胡萝卜素积累，表现为红色，推断红龙头的基因型为aa，根据粉龙头细胞中该基因是正常的A，因此花瓣只呈现由花青素导致的粉红色，自然状态下两者存在生殖隔离，基因不能交流，推断粉龙头的基因型为AA。①用粉龙头AA和红龙头aa为亲本杂交，子一代Aa表现为粉龙头。②用子一代Aa与粉龙头AA杂交，利用分子生物学技术从杂交后代中筛选出基因型为Aa的个体，多次重复。③将筛选出的个体Aa自交，获得基因型为aa，但其他基因均来自粉龙头的变异型粉龙头。
(3)研究人员调查了黄蜂和蜂鸟对四种植物的访花率，得到表中所示结果，分析表格可知，与野生型粉龙头相比，变异型粉龙头黄蜂的访花率大幅下降，而蜂鸟的访花率大幅上升，说明单基因突变会导致传粉者的比例大幅改变，从而导致分裂进化，故该数据支持了研究人员的猜想：单基因突变导致了祖先种的分裂进化。
(4)由于变异型粉龙头与蜂鸟在协同进化的过程中，形成了更多利于蜂鸟传粉的适应性特征，并将决定这些适应性特征的遗传物质传递下去，逐代累积，形成了野生型红龙头，故变异型粉龙头的蜂鸟访花率远低于野生型红龙头。
答案：(1)二者存在生殖隔离 (2)①粉龙头 ②粉龙头 Aa ③自交 (3)与野生型粉龙头相比，变异型粉龙头黄蜂的访花率大幅下降，而蜂鸟的访花率大幅上升，说明单基因突变会导致传粉者的比例大幅改变，从而导致分裂进化 (4)变异型粉龙头与蜂鸟在协同进化的过程中，形成了更多利于蜂鸟传粉的适应性特征，并将决定这些适应性特征的遗传物质传递下去，逐代累积，形成了野生型红龙头，故变异型粉龙头的蜂鸟访花率远低于野生型红龙头
