第31讲 生物的进化
复习目标 1.通过掌握现代生物进化理论等知识，理解生命的延续和发展，认识生物界及生物多样性，形成生物进化的观点，树立正确的自然观； 2.通过物种形成、种群的基因频率与基因型频率的计算，培养归纳与概括、逻辑分析和计算能力； 3.通过探讨由于人类大量服用抗生素导致耐药性病菌增多的现象，引导人们高度关注不正确使用抗生素带来的危害，关注人类健康。
@考点1 生物有共同祖先的证据、自然选择与适应的形成
考点1 生物有共同祖先的证据、自然选择与适应的形成
A基础知识重点疑难
1.达尔文的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 共同祖先 进化来的
自然选 择学说 揭示了生物进化的机制，解释了 适应 的形成和 物种 形成的原因
2.生物有共同祖先的证据
地层中陈列的证据——化石 概念 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
作用 是研究生物进化最直接、最重要的证据
分布 大部分化石发现于 沉积岩 的地层中
研究 意义 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
比较解剖学证据 研究比较脊椎动物的器官、系统的形态和结构。比较解剖学为生物进化理论提供了丰富的证据
胚胎学证据 胚胎学是指研究动植物胚胎的形成和发育过程的学科。比较不同动物以及人的 胚胎发育过程 ，也可以看到进化的蛛丝马迹
细胞生物学证据 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，是对生物有共同祖先论点的有力支持
分子生物学证据 不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的共同点提示了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各物种之间亲缘关系的远近，以及它们在进化史上出现的顺序
笔记：不同生物只有遗传物质相同才能说明有共同祖先
3.适应是自然选择的结果
(1)适应的含义及特点
含义 一是指生物的形态结构适合于完成一定的功能；二是指生物的形态结构及其功能适合于该生物在一定的环境中生存和繁殖
特点 普遍性：适应是普遍存在的
相对性：适应不是绝对完全的适应，而是相对的
笔记：因为环境是不断变化的
(2)拉马克的进化学说
主要 观点 生物来源→所有生物都是由更古老的生物进化而来的
进化原因→ 用进废退 和 获得性遗传
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
局限性 对适应形成的解释是肤浅的，未被人们普遍接受
(3)达尔文自然选择学说
中心内容 自然选择
主要观点 过度 繁殖 各种生物都有产生大量后代的倾向
生存 斗争 生物大量繁殖，但生物赖以生存的条件(包括食物和空间等)是有一定限度的，个体间存在生存斗争
遗传 变异 个体间普遍存在差异(变异)。许多变异是可以遗传的。具有有利变异的个体生存并留下后代的机会多。有利变异逐代积累，生物不断进化出新类型
适者 生存 适应环境的生物生存，不适应环境的生物被淘汰
评价 贡献 ①使人们认识到生物是在自然选择的作用下不断发展变化的，使生物学第一次摆脱了神学的束缚，走上了科学的轨道 ②揭示了生物界统一性的原因——所有的生物都有 共同祖先 ③科学解释了生物的多样性和适应性—— 进化 的结果
局限 ①对于遗传和变异的认识还局限于性状水平 ②对遗传和变异的 本质 不能作出科学的解释
提醒 关于适应的形成，达尔文认为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。
B拆解真题情境推理
[判断正误]
1.(2024·黑吉辽卷)鲟类稳定的形态结构能更好地适应不断变化的环境。( × )
2.(2024·黑吉辽卷)研究鲟类进化关系时线粒体基因组数据有重要价值。( √ )
3.(2024·安徽卷)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。( √ )
4.(2024·浙江1月选考)蚯蚓没有后肢的痕迹器官，所以和四足动物没有共同祖先。( × )
5.(2024·黑吉辽卷)鲟类的形态结构和化石记录可为生物进化提供证据。( √ )
6.(2023·广东卷)自然选择学说的提出是对共同由来学说的修正。( × )
7.(2023·河北卷改编)猫的前肢和鲸的鳍都有相似的骨骼结构，表明地球上所有细胞生命具有共同祖先。( × )
8.(2023·浙江6月选考)人类、黑猩猩、大猩猩和猩猩具有共同的祖先。( √ )
9.(2023·江苏卷)不同物种间氨基酸序列的相似性可作为生物进化的证据。( √ )
[情境推理]
1.蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢、人的上肢骨骼组成及其排列顺序都是一致的，但它们的外形及功能差别很大，其原因是 。
提示：这些生物具有共同的原始祖先，由于它们生活的环境不同，进行的自然选择不同，这些器官逐渐出现了形态和功能上的不同
2.人和类人猿在DNA的碱基序列方面高度接近说明 。
不同生物的细胞色素c中氨基酸序列的差异大小不一表明 。
同时也能反映 。
提示：人和类人猿有共同的祖先，并且亲缘关系很近 现存各种生物有着或远或近的亲缘关系，差异大一般说明亲缘关系远，反之则近 各种生物在进化史上出现的顺序
C升华思维实战演练
生物有共同祖先的证据
1.(2024·安徽卷)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( D )
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，可推测不同物种的生物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、最重要的证据，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数可反映生物的亲缘关系，五种生物相互比较，甲与乙的氨基酸序列差异数为11个，而乙和丙的氨基酸序列差异数为13个，故甲与乙的亲缘关系并非最远，D错误。
溯源教材 找答案：化石是研究生物进化最 直接 、最重要的证据，分子生物学的证据给生物进化提供了有力支持，由以上可以推断C 正确 。
2.(2024·浙江1月选考)痕迹器官是生物体上已经失去用处，但仍然存在的一些器官。鲸和海牛的后肢已经退化，但体内仍保留着后肢骨痕迹；食草动物的盲肠发达，人类的盲肠已经极度退化，完全失去了消化功能。据此分析，下列叙述错误的是( D )
A.后肢退化痕迹的保留说明鲸和海牛起源于陆地动物
B.人类的盲肠退化与进化过程中生活习性的改变有关
C.具有痕迹器官的生物是从具有这些器官的生物进化而来的
D.蚯蚓没有后肢的痕迹器官，所以和四足动物没有共同祖先
解析：陆地动物具有灵活的后肢，鲸和海牛后肢退化痕迹的保留，说明了其可能起源于陆地动物，A正确；人类的盲肠退化可能是由于生活习性的改变，B正确；具有痕迹器官的生物说明这些器官在这些生物中存在过，也说明该生物是从具有这些器官的生物进化而来的，C正确；蚯蚓没有后肢的痕迹器官，也可能有其他痕迹器官和四足动物类似，也可能和四足动物类似的痕迹器官在进化中消失，所以蚯蚓没有后肢的痕迹器官，不能说明和四足动物没有共同祖先，D错误。
溯源教材 找答案：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，由以上可以推断D 错误 。
3.(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( D )
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
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。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。
自然选择与适应的形成
4.(2025·湖北联考)适应是生物在生存斗争中为适应环境条件而形成一定性状的现象。后期适应是生物由于已经存在某些变异而得以生存后，在新的条件下发生新的有利变异从而加强了适应。下列叙述错误的是( D )
A.生物与环境协同进化，适应既可以表现为一个过程，也可以是一种结果
B.适应具有普遍性，生物的形态结构、生理机能、行为习性等均存在适应现象
C.适应是相对的、暂时的，是遗传物质、环境条件的变化相互作用的结果
D.后期适应中新的条件导致了新的有利变异的产生
解析：生物既可以适应环境，也可以影响环境，既可以表现为一个过程，也可以是一种结果，A正确；适应普遍存在于自然界，包括生物的形态结构、生理机能、行为习性等各方面，B正确；环境条件发生变化，生物对环境的适应性就会被打破，故适应是相对的、暂时的，是遗传物质、环境条件的变化相互作用的结果，C正确；后期适应中突变和基因重组导致新的有利变异的产生，D错误。
溯源教材 找答案：适应包括两方面的含义：一是指生物的 形态结构 适合于完成一定的功能，二是指生物的形态结构及其功能适合于该生物在一定的 环境 中生存和繁殖，由以上可以推断C 正确 。
解题方法
达尔文自然选择学说的模型图
5.(2025·湖北黄石测试)某科研人员把原产丹麦和德国的基因型为AaBbCc的三叶草移到瑞典南部栽培，这里的气候比较寒冷。最初该三叶草茎叶的单位面积产量很低，但经过若干年后，出现了大量基因型为AaBbcc的三叶草且产量显著提高。下列对这一事实的解释，错误的是( D )
A.三叶草个体间存在差异，不耐寒的个体逐渐被淘汰，耐寒的个体得以生存和繁衍
B.若干年后该三叶草种群发生了进化
C.这是定向的自然选择的结果
D.这是定向变异通过获得性遗传而得到发展的结果
解析：因为三叶草个体间存在差异，在自然环境的定向选择作用下适者生存，不适者被淘汰，适应环境者大量繁殖产量提高，A、C正确；基因型为AaBbcc的个体大量繁殖，改变了种群的基因频率，种群发生了进化，B正确；变异是不定向的，D错误。
@考点2 现代生物进化理论
考点2 现代生物进化理论
A基础知识重点疑难
1.种群是生物进化的基本单位相关概念
概念 生活在一定区域的 同种 生物 全部个体 的集合叫作种群
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
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
2.种群基因频率的变化
可遗 传变异
特点：随机的、不定向的
作用：只是提供生物进化的 原材料 ，不能决定生物进化的方向
相对性：变异的有利和有害是相对的，是由 生存环境 决定的
3.自然选择对种群基因频率变化的影响
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
对象 直接作用：个体的 表型 最终选择：决定表型的 基因
结果 基因方面：种群 基因频率 会发生 定向改变 生物性状方面：导致生物朝着 一定的方向 不断进化
笔记：引起种群基因频率改变的因素主要有自然选择、非随机交配、突变、迁入和迁出、遗传漂变(小种群中偶然发生的事件导致种群基因频率发生较大改变的现象)等
4.隔离在物种形成中的作用
(1)物种
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
判断标准 是否出现 生殖 隔离
与种群关系 一个物种可包含多个种群，一个种群内只有一个物种
笔记：狮子和老虎在人为条件下可产生狮虎兽和虎狮兽，但后两者均不育
(2)隔离
①概念：不同群体间的个体，在自然状态下基因不能自由交流的现象。
②类型
项目 地理隔离 生殖隔离
区别 概念 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 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
特点 自然条件下基因不能交流，一定条件下可以进行基因交流 种群间不能发生 基因交流
结果 形成不同的亚种 形成不同的 物种
联系 地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成的质变阶段；长期的地理隔离通常会形成生殖隔离，生殖隔离是物种形成的关键，是物种形成的最后阶段
提醒 隔离≠生殖隔离
(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(如东北虎和华南虎)。
(2)生殖隔离是物种形成的关键，是物种形成的最后阶段，是物种间的真正界限。
(3)生殖隔离有三种情况：不能杂交；杂交后代不活；杂交后代活而不育。
(3)新物种形成的一般过程：长期的地理隔离→生殖隔离。
地理隔离 ①不同种群出现不同的突变和基因重组 ②不同种群间不发生基因交流
自然选择 ①食物和栖息条件不相同 ②自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用不同
生殖隔离 基因库形成明显的差异，并逐步出现生殖隔离，从而形成不同的物种
(4)结论：隔离是物种形成的必要条件。
提醒 (1)物种的形成不一定经过地理隔离。有时不经过地理隔离也能直接形成生殖隔离，如二倍体植株经秋水仙素处理形成四倍体植株，两者是不同的物种。
(2)变异先于环境选择。例如：农田喷施农药杀灭害虫，在喷施农药之前，害虫中就存在抗农药的突变个体，喷施农药仅杀灭了不抗药的个体，抗药的个体存活下来。农药不能使害虫产生抗药性变异，只是对具有抗药性的个体进行选择。
(3)物种形成的三个环节
突变和基因重组、自然选择及隔离。
5.协同进化
概念 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
原因 生物与生物之间的相互选择和生物与 无机环境 之间的相互影响
类型 不同物 种之间 种间互助 某种兰花和专门给它传粉的蛾
种间 斗争 捕食 猎豹和羚羊
寄生 黏液瘤病毒和兔子
种间竞争 作物和杂草
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→出现 厌氧 生物→光合生物出现→空气中有 氧气 →出现好氧生物
6.生物多样性
生物多样 性各层次 间的关系 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以用如图的形式描述：
生物多样 性形成的 原因分析 从分子 水平看 DNA多样性蛋白质多样性生物性状多样性 (根本原因) (直接原因) (生物多样性)
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
7.物种形成的三大模式
模式1 渐变式 (多数生物) 如加拉帕戈斯群岛上13种地雀的形成
模式2 骤变式 主要是通过染色体变异的方式形成新物种，一旦出现可以很快形成生殖隔离，此种方式多见于植物
模式3人工 创造新物种 如人工直接诱导多倍体形成(四倍体西瓜、八倍体小黑麦等)
8.物种形成与生物进化的比较
项目 物种形成 生物进化
标志 生殖隔离出现 种群基因频率改变
变化后生 物与原生 物的关系 “质”变：出现生殖隔离，属于不同物种 “量”变：基因频率改变，仍属于同一物种；“质”变：基因频率改变，不属于同一物种
二者联系 ①只有不同种群的基因库产生了明显差异，出现生殖隔离才形成新物种 ②进化不一定产生新物种，新物种产生一定存在进化
B拆解真题情境推理
[判断正误]
1.(2024·湖南卷)噬菌体和细菌在自然界长期的生存斗争中协同进化。( √ )
2.(2024·甘肃卷)物种形成过程实质上是种间生殖隔离建立的过程。( √ )
3.(2024·贵州卷)(题干信息：李花是两性花，若花粉落到同一朵花的柱头上，萌发产生的花粉管在花柱中会停止生长，原因是花柱细胞产生一种核酸酶降解花粉管中的rRNA所致)这一特性表明李的遗传多样性高，有利于进化。( √ )
4.(2024·北京卷)对朱鹮的保护有利于提高生物多样性。( √ )
5.(2021·浙江1月选考)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。( × )
6.(2023·湖北卷)甲、乙两种牵牛花传粉昆虫的差异，对维持两物种生殖隔离具有重要作用。( √ )
7.(2021·福建卷)甲种群基因频率的改变说明甲发生了进化。( √ )
8.(2021·浙江1月选考)自然选择保存适应环境的变异，人工选择保留人类所需要的变异。( √ )
9.(2023·浙江1月选考)该岛上所有蜗牛的全部基因组成了一个基因库。( × )
10.(2023·湖北卷)将A基因引入甲植物种群后，甲植物种群的基因库未发生改变。( × )
11.(2023·辽宁卷)昆虫与微生物共生的关系是长期协同进化的结果。( √ )
[情境推理]
1.(必修2 P108“批判性思维”)有学者认为，个体即使产生可遗传的有利变异，如果不能繁殖后代，在进化上也没有意义。因此主张将“适者生存”改为“适者繁殖”。你同意这种观点吗？ 。
提示：这种观点有一定的道理。不过适者生存的原意也包含有更多的机会繁殖后代，不改也是可以的
2.(必修2 P112“知识链接”)染色体数目和结构的变异都能引起种群基因频率的变化吗？ 。
提示：都可能。染色体数目变异必然会引起染色体上基因数目的变化，进而可能引起种群基因频率的变化；染色体结构变异也可能引起种群基因频率的变化
3.依据现代生物进化理论的观点，长期使用农药会使水稻害虫抗药性增强的原因是 。
提示：农药的长期选择会使水稻害虫抗药性的基因频率不断增大
4.捕食是常见的生物现象，捕食者的存在能够提高群落的稳定性，也能增加物种的多样性，原因是 。
提示：捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占优势的局面，为其他物种的形成腾出了空间
C升华思维实战演练
生物进化与物种的形成
1.(2025·八省联考四川卷)在野外科学考察时，某研究团队发现了两个具有地域特色的蟾蜍物种，其中西藏蟾蜍分布在青藏高原海拔3 000～4 000米的湿地中，塔里木蟾蜍分布在塔里木盆地塔克拉玛干沙漠的绿洲中。下列叙述错误的是( D )
A.青藏高原的高寒环境决定了西藏蟾蜍的进化方向
B.塔里木蟾蜍受精卵的孵化适应了沙漠的干燥环境
C.塔里木蟾蜍和西藏蟾蜍之间存在地理隔离和生殖隔离
D.受沙漠干燥环境的限制，塔里木蟾蜍只能沿河流或绿洲扩散
解析：自然选择决定生物进化的方向，因此青藏高原的高寒环境决定了西藏蟾蜍的进化方向，A正确；塔里木蟾蜍分布在塔里木盆地塔克拉玛干沙漠的绿洲中，说明塔里木蟾蜍受精卵的孵化适应了沙漠的干燥环境，B正确；塔里木蟾蜍和西藏蟾蜍是两个不同的物种，它们之间存在地理隔离，也存在生殖隔离，C正确；受沙漠干燥环境的限制，塔里木蟾蜍主要沿河流或绿洲扩散，但变异的存在可能使部分塔里木蟾蜍能更好的适应干燥环境，D错误。故选D。
2.(2024·广东卷)EDAR基因的一个碱基替换与东亚人有更多汗腺等典型体征有关。用M、m分别表示突变前后的EDAR基因，研究发现，m的频率从末次盛冰期后开始明显升高。下列推测合理的是( C )
A.m的出现是自然选择的结果
B.m不存在于现代非洲和欧洲人群中
C.m的频率升高是末次盛冰期后环境选择的结果
D.MM、Mm和mm个体的汗腺密度依次下降
解析：根据题意，EDAR基因的一个碱基替换导致M突变为m，因此m的出现是基因突变的结果，A不符合题意；根据题意，EDAR基因的一个碱基替换与东亚人有更多汗腺等典型体征有关，因此无法判断m是否存在于现代非洲和欧洲人群中，B不符合题意；自然选择导致基因频率发生定向改变，根据题意，m的频率从末次盛冰期后开始明显升高，因此m的频率升高是末次盛冰期后环境选择的结果，C符合题意；根据题意，m的频率从末次盛冰期后开始明显升高，末次盛冰期后气温逐渐升高，m基因频率升高，M基因频率降低，因此推测MM、Mm和mm个体的汗腺密度依次上升，D不符合题意。
3.(2024·甘肃卷)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 )
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：花期隔离只是会导致种群间个体不能进行交配，但不一定导致出现了生殖隔离，花期隔离不能说明两个种群间已出现了物种的分化，A错误；花期隔离使得2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。
溯源教材 找答案：物种形成的标志是 生殖隔离 的形成，由以上可以推断D 正确 。
4.(2024·河北卷)地中海沿岸某陆地区域为控制蚊子的数量，每年在距海岸线0～20 km范围内(区域A)喷洒杀虫剂。某种蚊子的Est基因与毒素降解相关，其基因频率如图所示。下列分析正确的是( B )
A.在区域A中，该种蚊子的Est基因频率发生不定向改变
B.随着远离海岸线，区域A中该种蚊子Est基因频率的下降主要由迁入和迁出导致
C.距海岸线0～60 km区域内，蚊子受到杀虫剂的选择压力相同
D.区域A中的蚊子可快速形成新物种
解析：据图可知，在区域A中，Est基因频率逐渐下降，说明该种蚊子的Est基因频率发生了定向改变，A错误；随着远离海岸线，区域A中该种蚊子Est基因频率的下降主要由迁入和迁出导致，B正确；距海岸线0～60 km区域内，杀虫剂的浓度不同，所以杀虫剂对蚊子的选择作用不同，即蚊子受到杀虫剂的选择压力不同，C错误；新物种形成的标志是产生生殖隔离，所以区域A中的蚊子中Est基因频率的变化，不一定导致其快速形成新物种，D错误。
转换视角 找答案：环境(杀虫剂)对基因进行了选择，距海岸线0～60 km的区域内，Est基因的频率逐渐 下降 ，说明蚊子受到杀虫剂的选择压力 不 同，由以上可以推断C 错误 。
协同进化与生物多样性的形成
5.(2025·山东日照模拟)线虫的npr－1基因发生突变后(突变基因记为NPR－1)，其编码的蛋白质第215位氨基酸残基由缬氨酸变为苯丙氨酸，导致线虫觅食行为由“独立觅食”变为“聚集觅食”。觅食行为的改变，使线虫在食物匮乏时活动范围缩小，能量消耗减少，有利于交配，对线虫生存有利。下列相关叙述错误的是( B )
A.基因npr－1与NPR－1的碱基数目及嘌呤碱基与嘧啶碱基比例均相同
B.聚集觅食是线虫为适应食物匮乏而产生的有利于其生存的变异
C.长时间食物匮乏会导致线虫种群内NPR－1的基因频率增大
D.线虫存在的这两种觅食行为体现了生物多样性中的遗传多样性
解析：npr－1基因发生突变后，其编码的蛋白质第215位氨基酸残基由缬氨酸变为苯丙氨酸，只发生了一个氨基酸种类的改变，可能是由碱基的替换引起的，所以基因npr－1与NPR－1的碱基数目及嘌呤碱基与嘧啶碱基比例均相同，A正确；变异不是为适应环境产生的，B错误；NPR－1基因控制的是“聚集觅食”，在食物匮乏时，使线虫活动范围缩小，能量消耗减少，有利于交配，对线虫生存有利，长时间食物匮乏时NPR－1基因频率会上升，C正确；由题意可知，“独立觅食”线虫和“聚集觅食”线虫的差异是由基因突变导致的，体现了生物多样性中的遗传多样性，D正确。
6.(2025·广东二模)皮肤中的色素能吸收阳光中的紫外线，从而减轻紫外线辐射对皮肤的伤害。青藏高原具有强紫外线辐射，且随着海拔高度的升高，紫外线辐射越强。某研究团队检测了生活在青藏高原不同海拔高度的高山倭蛙皮肤色素相对含量，结果如表。下列说法错误的是( C )
分布的海拔(米) 皮肤色素相对含量
2 900 0.28
4 500 0.47
A.高山倭蛙皮肤色素含量的差异是自然选择的结果
B.适应的形成离不开遗传变异和环境间的相互作用
C.生活在不同海拔的高山倭蛙间存在协同进化
D.不同海拔的高山倭蛙的进化方向不完全相同
解析：高山倭蛙皮肤色素含量的差异是自然选择的结果，A正确；适应的形成是遗传变异和环境间的相互作用，B正确；生活在不同海拔的高山倭蛙属于同一物种，不存在协同进化，C错误；不同海拔的环境不完全相同，所以对高山倭蛙起的选择作用有所不同，使得高山倭蛙的进化方向不完全相同，D正确。
7.(2025·广东惠州调研)某种天蛾最显著的特征就是演化出了超长的口器(如图)，通过将口器伸进花里为植物传粉。某种兰花具有细长的花距，花距底部储存着花蜜吸引传粉动物，下列叙述正确的是( A )
A.天蛾和兰花相互选择，协同进化
B.天蛾超长口器的形成是定向变异的结果
C.超长口器的天蛾只为细长花距兰花传粉
D.口器变长说明天蛾形成了新物种
解析：天蛾超长的口器与兰花细长的花距相互适应是相互选择、协同进化的结果，A项正确；天蛾的口器变长是自然选择的结果，而且变异是不定向的，B项错误；由题干可知，天蛾将口器伸进花里吸食花蜜的同时为植物传粉，所以超长口器的天蛾会给具有细长花距的兰花传粉，但该天蛾不一定只取食细长花距兰花的花蜜，故可能并不只为细长花距兰花传粉，C项错误；新物种形成的标志是生殖隔离的形成，只凭天蛾口器变长的信息并不能判断出天蛾间是否存在生殖隔离，D项错误。
剖析题眼 找答案：环境对生物的变异进行了 定向 选择，天蛾超长口器的形成是 自然选择 的结果，由以上可以推断B 错误
@考点3 基因频率与基因型频率的计算
考点3 基因频率与基因型频率的计算
A基础知识重点疑难
1.根据定义计算基因频率和基因型频率
某基因频率＝×100％
(1)若在常染色体或XY染色体同源区段上，某基因频率的求法为×100％。
(2)若仅在X染色体上，某基因频率的求法为×100％。
例1 (2025·山东青岛模拟)某生物兴趣小组抽样调查的200人中，各种基因型和人数情况如表所示，则这200人中，Xb的基因频率为( )
基因型 XBXB XBXb XbXb XBY XbY
人数 78 14 8 70 30
A.85％ B.30％ C.20％ D.15％
解析：这200人中男、女总人数均等，因此该人群中Xb的基因频率为(14×1＋8×2＋30×1)÷(100×2＋100×1)×100％＝20％，C正确。故选C。
2.根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率
成立 前提 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；没有突变
计算 公式 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，则基因型AA的频率为p2，Aa的频率为2pq，aa的频率为q2。如果一个种群达到遗传平衡，其基因型频率应符合：p2＋2pq＋q2＝1
具体 算法 平方法 已知A的基因频率是A％，a的基因频率是a％，则该种群中基因型是AA的个体占A％×A％，基因型是aa的个体占a％×a％，基因型是Aa的个体占A％×a％×2
开方法 已知某种群的基因型是AA的个体占X％，则A的基因频率是，a的基因频率是1－；或已知基因型是aa的个体占Y％，则a的基因频率是，A的基因频率是1－
例2 (2025·福建厦门一中校考模拟)人的扣手行为(十指交叉握拳哪边拇指在上)属于常染色体遗传，右型扣手(A)对左型扣手(a)为显性。某地区人群中AA、Aa、aa基因型频率分别为0.16、0.20、0.64。下列叙述错误的是( )
A.该群体下一代A基因频率为0.40，a基因频率为0.60
B.该群体中两个右型扣手的人婚配，后代左型扣手的概率为25/324
C.该群体中两个左型扣手的人婚配，后代左型扣手的概率为1
D.该群体这一代人群中等位基因A、a不处于遗传平衡状态
解析：下一代A基因频率为(0.16＋0.20×1/2)＝0.26，a的基因频率为1－0.26＝0.74，A错误；根据AA、Aa、aa基因型频率分别为0.16、0.20、0.64，分别是4/25、1/5、16/25，人群中右型扣手中的杂合子所占概率为1/5÷(4/25＋1/5)＝5/9，该群体中两个右型扣手的人婚配，二者后代左型扣手(基因型为aa)的概率为5/9×5/9×1/4＝25/324，B正确；该群体中两个左型扣手的人(基因型均为aa)婚配，后代左型扣手的概率为1，C正确；这一代人群中AA、Aa、aa基因型频率分别为0.16、0.20、0.64，计算得出等位基因A的基因频率为(0.16＋0.20×1/2)＝0.26，a的基因频率为1－0.26＝0.74，因此该群体这一代人群中等位基因A、a不处于遗传平衡状态，D正确。故选A。
解题方法
根据基因型频率计算基因频率
等位基因位于常染色体上（以A、a为例）
基因频率=该基固纯合子的基因型频率十1/2杂合子的基因型频率
A基因频率=AA的基因型频率+1/2Aa的基因型频率
a基因频率=aa的基因型频率+1/2Aa的基因型频率
注：该方法只适用于位于常染色体上的基因频率的计算。
3.自交与自由交配中基因频率的计算
(1)自交：杂合子自交，基因型频率发生变化，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。
(2)自由交配：在无突变、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都保持不变。
例3 (2025·湖南高三校联考阶段练习)某雌雄同株二倍体植物的红花(A)和白花(a)为一对相对性状，下列相关叙述错误的是( )
A.该植物配子中的染色体可称为一个染色体组，该染色体组中无性染色体
B.红花杂合个体连续自交，若aa不育，则F3中a基因频率为1/10
C.红花杂合个体自交，aa可育与不育情况下，F1中AA与Aa的基因型频率之比相等
D.红花杂合个体连续自交，aa可育情况下，F2中白花个体所占比例为3/8
解析：该植物是二倍体雌雄同株植物，没有性染色体，配子中的染色体称为一个染色体组，A正确；红花杂合个体连续自交，若aa不育，自交各代情况如下：①亲本的Aa自交，由于aa不育，产生的可育F1为1/3AA、2/3Aa；②F1(1/3AA、2/3Aa)自交，产生的F2中AA＝1/3＋2/3×1/4＝3/6，Aa＝2/3×1/2＝2/6，aa＝2/3×1/4＝1/6，由于aa不育，故产生的可育F2为3/5AA、2/5Aa；③F2(3/5AA、2/5Aa)自交，产生的F3中AA＝3/5＋2/5×1/4＝7/10，Aa＝2/5×1/2＝2/10，aa＝2/5×1/4＝1/10，故F3中a基因频率＝1/10＋1/2×2/10＝1/5，B错误；红花杂合个体自交，aa可育与不育情况下，F1中AA与Aa基因型频率之比均为1∶2，C正确；红花杂合个体连续自交，aa可育情况下，F1中AA＝1/4，Aa＝1/2，aa＝1/4，故F2中白花个体所占比例为1/4＋1/2×1/4＝3/8，D正确。故选B。
B升华思维实战演练
基因频率与基因型频率的计算
1.(2024·江西卷)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( A )
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：基因频率是指某基因占其全部等位基因的比值，某基因频率＝某种基因的纯合子基因型频率＋1/2杂合子基因型频率。根据基因频率计算的公式可得：W1的基因频率＝(211＋114)×1/2÷1 000×100％＝16.25％，A符合题意。
2.(2024·湖北卷)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( B )
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：分析题干信息可知，雌性个体中有1/10患甲病，且该病由Z染色体上h基因决定，所以h的基因频率为10％，该种群患该病的个体的基因型有ZhW和ZhZh，由于雌性和雄性个体数的比例为1∶1，该种群患病概率为(10％＋10％×10％)×1/2＝5.5％，A错误，B正确；只考虑该对基因，种群繁殖一代后基因型有ZHZH、ZHZh、ZhZh、ZHW、ZhW，共5种，C错误；若某病毒使该种群患甲病雄性个体减少10％，则种群中h基因频率降低，H基因频率应增大，D错误。
@考点4 实验：探究抗生素对细菌的选择作用
考点4 实验：探究抗生素对细菌的选择作用
A基础知识重点疑难
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
材料 用具
抗生素 青霉素 或 卡那霉素 等
细菌 大肠杆菌 或 金黄色葡萄球菌 等
实验 过程 第一步 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
第二步 用无菌的涂布器将少量细菌培养液均匀地涂抹在培养基平板上
第三步 用无菌的镊子将不含抗生素的纸片放在①号区域的中央，将含抗生素的纸片分别放在②～④号区域的中央，盖上皿盖
第四步 将培养皿 倒置 于37 ℃的恒温箱中培养12～16 h
第五步 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
第六步 对细菌进行传代培养时，应从 抑菌圈边缘 的菌落上挑取
衡量本实验结 果的指标 抑菌圈直径的大小
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
笔记：1. 抗生素的滥用使耐药菌生存和繁殖的机会增加，耐药性基因在细菌种群中的基因频率逐年上升，最终形成“超级细菌” 2.当致病细菌对某抗生素药物的耐药率超过一定值时，需及时更换抗生素类药物，将致病细菌的耐药率控制在低水平
B升华思维实战演练
抗药性的形成
1.(2025·北京房山模拟)碳青霉烯类抗生素是治疗重度感染的一类药物。下表为2005—2008年，该类抗生素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。下列说法错误的是( A )
年份 2005 2006 2007 2008
住院患者该类抗 生素的人均使 用量(g) 0.074 0.12 0.14 0.19
某种细菌对该 类抗生素的 耐药率(％) 2.6 6.11 10.9 25.5
A.耐药性产生的实质是细菌的基因发生定向突变
B.抗生素使用量增加提高了细菌种群中耐药性基因的频率
C.细菌耐药性基因突变为细菌进化提供了原材料
D.细菌繁殖快，耐药率的上升也快，需要及时更换抗生素种类
解析：基因突变是不定向的，A错误；大量使用抗生素，对细菌进行选择，使具有耐药基因的细菌保留下来，导致细菌耐药性基因频率上升，B正确；细菌耐药性基因突变属于可遗传变异，能为细菌进化提供原材料，C正确；细菌繁殖快，耐药率的上升也快，需要及时更换抗生素种类，避免“顽固耐药菌”的出现，D正确。
2.(2025·广东珠海模拟)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 液体 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
未经抗生素处理的相同圆纸片 。
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： 透明圈越大说明抑菌效果越好 。
③挑取该平板上 靠近透明圈 (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， 透明圈(抑菌圈)逐渐减小 ，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 灭菌 处理。
提醒 完成限时跟踪检测(三十一)
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第六单元 生物的变异和进化
第31讲 生物的进化
复习目标 1.通过掌握现代生物进化理论等知识，理解生命的延续和发展，认识生物界及生物多样性，形成生物进化的观点，树立正确的自然观； 2.通过物种形成、种群的基因频率与基因型频率的计算，培养归纳与概括、逻辑分析和计算能力； 3.通过探讨由于人类大量服用抗生素导致耐药性病菌增多的现象，引导人们高度关注不正确使用抗生素带来的危害，关注人类健康。
考点1 生物有共同祖先的证据、自然选择与适应的形成
A基础知识重点疑难
1. 达尔文的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
共同祖先
适应
物种
2. 生物有共同祖先的证据
地层中 陈列的 证据— —化石 概念 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
作用 是研究生物进化最直接、最重要的证据
分布 大部分化石发现于 的地层中
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 、由 、由 的进化顺序
比较解 剖学证 据 研究比较脊椎动物的器官、系统的形态和结构。比较解剖学为生物进化理论 提供了丰富的证据
沉积岩
共同祖先
简单到复杂
低等到高
等
水生到陆生
胚胎学 证据 胚胎学是指研究动植物胚胎的形成和发育过程的学科。比较不同动物以及人 的 ，也可以看到进化的蛛丝马迹
细胞生 物学证 据 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，是对生物有共同祖先论点的有力支持
分子生 物学证 据 不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的共同点提示了当今生物有着共同 的原始祖先，其差异的大小则揭示了当今生物各物种之间亲缘关系的远近， 以及它们在进化史上出现的顺序
笔记：不同生物只有遗传物质相同才能说明有共同祖先
胚胎发育过程
3. 适应是自然选择的结果
(1)适应的含义及特点
含 义 一是指生物的形态结构适合于完成一定的功能；二是指生物的形态结构及其功 能适合于该生物在一定的环境中生存和繁殖
特 点 普遍性：适应是普遍存在的
相对性：适应不是绝对完全的适应，而是相对的
笔记：因为环境是不断变化的
(2)拉马克的进化学说
主要
观点 生物来源→所有生物都是由更古老的生物进化而来的
进化原因→ 和
意义 历史上第一个比较完整的进化学说；彻底否定了 ，奠定了科 学生物进化论的基础
局限性 对适应形成的解释是肤浅的，未被人们普遍接受
用进废退
获得性遗传
物种不变论
(3)达尔文自然选择学说
中心 内容 自然选择
主要 观点 过度
繁殖 各种生物都有产生大量后代的倾向
主要 观点 生存
斗争 生物大量繁殖，但生物赖以生存的条件(包括食物和空间等)是有一定限度的，个体间存在生存斗争
遗传
变异 个体间普遍存在差异(变异)。许多变异是可以遗传的。具有有利变异的个体生存并留下后代的机会多。有利变异逐代积累，生物不断进化出新类型
适者
生存 适应环境的生物生存，不适应环境的生物被淘汰
中心 内容 自然选择
评 价 贡 献 ①使人们认识到生物是在自然选择的作用下不断发展变化的，使生物学第一次 摆脱了神学的束缚，走上了科学的轨道
②揭示了生物界统一性的原因——所有的生物都有
③科学解释了生物的多样性和适应性—— 的结果
局 限 ①对于遗传和变异的认识还局限于性状水平
②对遗传和变异的 不能作出科学的解释
共同祖先
进化
本质
提醒 关于适应的形成，达尔文认为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。
B拆解真题情境推理
[判断正误]
×
√
√
×
√
×
×
√
√
[情境推理]
1. 蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢、人的上肢骨骼组成及其排列顺序都是一致的，但它 们的外形及功能差别很大，其原因是 。
提示：这些生物具有共同的原始祖先，由于它们生活的环境不同，进行的自然选择不 同，这些器官逐渐出现了形态和功能上的不同
2. 人和类人猿在DNA的碱基序列方面高度接近说明 。
不同生物的细胞色素c中氨基酸序列的差异大小不一表明 。
同时也能反映 。
提示：人和类人猿有共同的祖先，并且亲缘关系很近 现存各种生物有着或远或近的 亲缘关系，差异大一般说明亲缘关系远，反之则近 各种生物在进化史上出现的顺序
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
D
解析：密码子具有简并性，可推测不同物种的生物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、最重要的证据，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数可 反映生物的亲缘关系，五种生物相互比较，甲与乙的氨基酸序列差异数为11个，而乙 和丙的氨基酸序列差异数为13个，故甲与乙的亲缘关系并非最远，D错误。
溯源教材 找答案：化石是研究生物进化最 、最重要的证据，分子生物学的证 据给生物进化提供了有力支持，由以上可以推断C 。
直接
正确
A. 后肢退化痕迹的保留说明鲸和海牛起源于陆地动物
B. 人类的盲肠退化与进化过程中生活习性的改变有关
C. 具有痕迹器官的生物是从具有这些器官的生物进化而来的
D. 蚯蚓没有后肢的痕迹器官，所以和四足动物没有共同祖先
D
解析：陆地动物具有灵活的后肢，鲸和海牛后肢退化痕迹的保留，说明了其可能起源 于陆地动物，A正确；人类的盲肠退化可能是由于生活习性的改变，B正确；具有痕迹 器官的生物说明这些器官在这些生物中存在过，也说明该生物是从具有这些器官的生 物进化而来的，C正确；蚯蚓没有后肢的痕迹器官，也可能有其他痕迹器官和四足动 物类似，也可能和四足动物类似的痕迹器官在进化中消失，所以蚯蚓没有后肢的痕迹 器官，不能说明和四足动物没有共同祖先，D错误。
溯源教材 找答案：已经发现的大量化石证据，证实了生物是由原始的 祖先经 过漫长的地质年代逐渐进化而来的，由以上可以推断D 。
共同
错误
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
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。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。
D
A. 生物与环境协同进化，适应既可以表现为一个过程，也可以是一种结果
B. 适应具有普遍性，生物的形态结构、生理机能、行为习性等均存在适应现象
C. 适应是相对的、暂时的，是遗传物质、环境条件的变化相互作用的结果
D. 后期适应中新的条件导致了新的有利变异的产生
D
解析：生物既可以适应环境，也可以影响环境，既可以表现为一个过程，也可以是一 种结果，A正确；适应普遍存在于自然界，包括生物的形态结构、生理机能、行为习 性等各方面，B正确；环境条件发生变化，生物对环境的适应性就会被打破，故适应 是相对的、暂时的，是遗传物质、环境条件的变化相互作用的结果，C正确；后期适 应中突变和基因重组导致新的有利变异的产生，D错误。
溯源教材 找答案：适应包括两方面的含义：一是指生物的 适合于完成一 定的功能，二是指生物的形态结构及其功能适合于该生物在一定的 中生存和 繁殖，由以上可以推断C 。
形态结构
环境
正确
解题方法
达尔文自然选择学说的模型图
A. 三叶草个体间存在差异，不耐寒的个体逐渐被淘汰，耐寒的个体得以生存和繁衍
B. 若干年后该三叶草种群发生了进化
C. 这是定向的自然选择的结果
D. 这是定向变异通过获得性遗传而得到发展的结果
解析：因为三叶草个体间存在差异，在自然环境的定向选择作用下适者生存，不适者 被淘汰，适应环境者大量繁殖产量提高，A、C正确；基因型为AaBbcc的个体大量繁 殖，改变了种群的基因频率，种群发生了进化，B正确；变异是不定向的，D错误。
D
考点2 现代生物进化理论
A基础知识重点疑难
1. 种群是生物进化的基本单位相关概念
概念 生活在一定区域的 生物 的集合叫作种群
基因库 一个种群中 个体所含有的 基因，叫作这个种群的基因库
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
同种
全部个体
全部
全部
2. 种群基因频率的变化
可遗
传变异
特点：随机的、不定向的
作用：只是提供生物进化的 ，不能决定生物进化的方向
相对性：变异的有利和有害是相对的，是由 决定的
原材料
生存环境
3. 自然选择对种群基因频率变化的影响
原因 不断淘汰发生 的个体，选择保留发生 的个体
对象 直接作用：个体的
最终选择：决定表型的
结果 基因方面：种群 会发生
生物性状方面：导致生物朝着 不断进化
笔记：引起种群基因频率改变的因素主要有自然选择、非随机交配、突变、迁入和迁 出、遗传漂变(小种群中偶然发生的事件导致种群基因频率发生较大改变的现象)等
不利变异
有利变异
表型
基因
基因频率
定向改变
一定的方向
4. 隔离在物种形成中的作用
(1)物种
概念 能够在自然状态下 并且产生可育后代的一群生物
判断 标准 是否出现 隔离
与种 群关 系 一个物种可包含多个种群，一个种群内只有一个物种
笔记：狮子和老虎在人为条件下可产生狮虎兽和虎狮兽，但后两者均不育
相互交配
生殖
(2)隔离
①概念：不同群体间的个体，在自然状态下基因不能自由交流的现象。
②类型
项目 地理隔离 生殖隔离
区别 概 念 同种生物由于 而分成不 同的种群，使得种群间不能发生基因 交流的现象 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
特 点 自然条件下基因不能交流，一定条件 下可以进行基因交流 种群间不能发生
结 果 形成不同的亚种 形成不同的
联系 地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成的质变阶段；长期 的地理隔离通常会形成生殖隔离，生殖隔离是物种形成的关键，是物种形 成的最后阶段
地理障碍
基因交流
物种
提醒 隔离≠生殖隔离
(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(如东北虎和 华南虎)。
(2)生殖隔离是物种形成的关键，是物种形成的最后阶段，是物种间的真正界限。
(3)生殖隔离有三种情况：不能杂交；杂交后代不活；杂交后代活而不育。
(3)新物种形成的一般过程：长期的地理隔离→生殖隔离。
地理隔离 ①不同种群出现不同的突变和基因重组
②不同种群间不发生基因交流
自然选择 ①食物和栖息条件不相同
②自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用不同
生殖隔离 基因库形成明显的差异，并逐步出现生殖隔离，从而形成不同的 物种
(4)结论：隔离是物种形成的必要条件。
提醒 (1)物种的形成不一定经过地理隔离。有时不经过地理隔离也能直接形成生殖隔 离，如二倍体植株经秋水仙素处理形成四倍体植株，两者是不同的物种。
(2)变异先于环境选择。例如：农田喷施农药杀灭害虫，在喷施农药之前，害虫中就存 在抗农药的突变个体，喷施农药仅杀灭了不抗药的个体，抗药的个体存活下来。农药 不能使害虫产生抗药性变异，只是对具有抗药性的个体进行选择。
(3)物种形成的三个环节
突变和基因重组、自然选择及隔离。
5. 协同进化
概念 不同 之间、 之间在相互影响中不断进化和发展
原因 生物与生物之间的相互选择和生物与 之间的相互影响
类型 不同物
种之间 种间互助 某种兰花和专门给它传粉的蛾
种间
斗争 捕食 猎豹和羚羊
寄生 黏液瘤病毒和兔子
种间竞争 作物和杂草
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→出现 生物→光 合生物出现→空气中有 →出现好氧 生物
物种
生物与无机环境
无机环境
厌氧
氧气
6. 生物多样性
生物多样
性各层次
间的关系 生物多样性主要包括 多样性、 多样性和 多样性三个层次，三个层次之间的关系可以用如图的形式描述：
遗传(基因)
物种
生态系
统
定向
生物多样
性形成的
原因分析 从分子
水平看 DNA多样性 蛋白质多样性 生物性状多样性
(根本原因) (直接原因) (生物多样性)
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 变异 与 选择在进化过程中共同作用的结果
不定向
定向
7. 物种形成的三大模式
模式1
渐变式
(多数生物) 如加拉帕戈斯群岛上13种地雀的形成
模式2
骤变式 主要是通过染色体变异的方式形成新物种，一旦出现可以很快形成生殖 隔离，此种方式多见于植物
模式3人工
创造新物种 如人工直接诱导多倍体形成(四倍体西瓜、八倍体小黑麦等)
8. 物种形成与生物进化的比较
项目 物种形成 生物进化
标志 生殖隔离出现 种群基因频率改变
变化后生
物与原生
物的关系 “质”变：出现生 殖隔离，属于不同 物种 “量”变：基因频率改变，仍属于同一物种；“质” 变：基因频率改变，不属于同一物种
二者联系 ①只有不同种群的基因库产生了明显差异，出现生殖隔离才形成新物种
②进化不一定产生新物种，新物种产生一定存在进化
B拆解真题情境推理
[判断正误]
√
√
√
√
×
√
√
√
×
×
√
[情境推理]
1. (必修2 P108“批判性思维”)有学者认为，个体即使产生可遗传的有利变异，如果 不能繁殖后代，在进化上也没有意义。因此主张将“适者生存”改为“适者繁殖”。 你同意这种观点吗？ 。
提示：这种观点有一定的道理。不过适者生存的原意也包含有更多的机会繁殖后代， 不改也是可以的
2. (必修2 P112“知识链接”)染色体数目和结构的变异都能引起种群基因频率的变化 吗？ 。
提示：都可能。染色体数目变异必然会引起染色体上基因数目的变化，进而可能引起 种群基因频率的变化；染色体结构变异也可能引起种群基因频率的变化
3. 依据现代生物进化理论的观点，长期使用农药会使水稻害虫抗药性增强的原因 是 。
提示：农药的长期选择会使水稻害虫抗药性的基因频率不断增大
4. 捕食是常见的生物现象，捕食者的存在能够提高群落的稳定性，也能增加物种的多 样性，原因是 。
提示：捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就避免出现一种或少数几种生物在生 态系统中占优势的局面，为其他物种的形成腾出了空间
A. 青藏高原的高寒环境决定了西藏蟾蜍的进化方向
B. 塔里木蟾蜍受精卵的孵化适应了沙漠的干燥环境
C. 塔里木蟾蜍和西藏蟾蜍之间存在地理隔离和生殖隔离
D. 受沙漠干燥环境的限制，塔里木蟾蜍只能沿河流或绿洲扩散
D
解析：自然选择决定生物进化的方向，因此青藏高原的高寒环境决定了西藏蟾蜍的进 化方向，A正确；塔里木蟾蜍分布在塔里木盆地塔克拉玛干沙漠的绿洲中，说明塔里 木蟾蜍受精卵的孵化适应了沙漠的干燥环境，B正确；塔里木蟾蜍和西藏蟾蜍是两个 不同的物种，它们之间存在地理隔离，也存在生殖隔离，C正确；受沙漠干燥环境的 限制，塔里木蟾蜍主要沿河流或绿洲扩散，但变异的存在可能使部分塔里木蟾蜍能更 好的适应干燥环境，D错误。故选D。
A. m的出现是自然选择的结果
B. m不存在于现代非洲和欧洲人群中
C. m的频率升高是末次盛冰期后环境选择的结果
D. MM、Mm和mm个体的汗腺密度依次下降
C
解析：根据题意，EDAR基因的一个碱基替换导致M突变为m，因此m的出现是基因 突变的结果，A不符合题意；根据题意，EDAR基因的一个碱基替换与东亚人有更多 汗腺等典型体征有关，因此无法判断m是否存在于现代非洲和欧洲人群中，B不符合题 意；自然选择导致基因频率发生定向改变，根据题意，m的频率从末次盛冰期后开始 明显升高，因此m的频率升高是末次盛冰期后环境选择的结果，C符合题意；根据题 意，m的频率从末次盛冰期后开始明显升高，末次盛冰期后气温逐渐升高，m基因频 率升高，M基因频率降低，因此推测MM、Mm和mm个体的汗腺密度依次上升，D不 符合题意。
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
A
解析：花期隔离只是会导致种群间个体不能进行交配，但不一定导致出现了生殖隔 离，花期隔离不能说明两个种群间已出现了物种的分化，A错误；花期隔离使得2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。
生殖隔离
正
确
A. 在区域A中，该种蚊子的Est基因频率发生不定向改变
B. 随着远离海岸线，区域A中该种蚊子Est基因频率的下降主要由迁入和迁出导致
C. 距海岸线0～60 km区域内，蚊子受到杀虫剂的选择压力相同
D. 区域A中的蚊子可快速形成新物种
B
解析：据图可知，在区域A中，Est基因频率逐渐下降，说明该种蚊子的Est基因频率 发生了定向改变，A错误；随着远离海岸线，区域A中该种蚊子Est基因频率的下降主 要由迁入和迁出导致，B正确；距海岸线0～60 km区域内，杀虫剂的浓度不同，所以 杀虫剂对蚊子的选择作用不同，即蚊子受到杀虫剂的选择压力不同，C错误；新物种 形成的标志是产生生殖隔离，所以区域A中的蚊子中Est基因频率的变化，不一定导致 其快速形成新物种，D错误。
转换视角 找答案：环境(杀虫剂)对基因进行了选择，距海岸线0～60 km的区域内， Est基因的频率逐渐 ，说明蚊子受到杀虫剂的选择压力 同，由以上可以 推断C 。
下降
不
错误
A. 基因npr－1与NPR－1的碱基数目及嘌呤碱基与嘧啶碱基比例均相同
B. 聚集觅食是线虫为适应食物匮乏而产生的有利于其生存的变异
C. 长时间食物匮乏会导致线虫种群内NPR－1的基因频率增大
D. 线虫存在的这两种觅食行为体现了生物多样性中的遗传多样性
B
解析：npr－1基因发生突变后，其编码的蛋白质第215位氨基酸残基由缬氨酸变为苯 丙氨酸，只发生了一个氨基酸种类的改变，可能是由碱基的替换引起的，所以基因 npr－1与NPR－1的碱基数目及嘌呤碱基与嘧啶碱基比例均相同，A正确；变异不是 为适应环境产生的，B错误；NPR－1基因控制的是“聚集觅食”，在食物匮乏时，使 线虫活动范围缩小，能量消耗减少，有利于交配，对线虫生存有利，长时间食物匮乏 时NPR－1基因频率会上升，C正确；由题意可知，“独立觅食”线虫和“聚集觅食” 线虫的差异是由基因突变导致的，体现了生物多样性中的遗传多样性，D正确。
分布的海拔(米) 皮肤色素相对含量
2 900 0.28
4 500 0.47
A. 高山倭蛙皮肤色素含量的差异是自然选择的结果
B. 适应的形成离不开遗传变异和环境间的相互作用
C. 生活在不同海拔的高山倭蛙间存在协同进化
D. 不同海拔的高山倭蛙的进化方向不完全相同
C
解析：高山倭蛙皮肤色素含量的差异是自然选择的结果，A正确；适应的形成是遗传 变异和环境间的相互作用，B正确；生活在不同海拔的高山倭蛙属于同一物种，不存 在协同进化，C错误；不同海拔的环境不完全相同，所以对高山倭蛙起的选择作用有 所不同，使得高山倭蛙的进化方向不完全相同，D正确。
A. 天蛾和兰花相互选择，协同进化
B. 天蛾超长口器的形成是定向变异的结果
C. 超长口器的天蛾只为细长花距兰花传粉
D. 口器变长说明天蛾形成了新物种
A
解析：天蛾超长的口器与兰花细长的花距相互适应是相互选择、协同进化的结果，A 项正确；天蛾的口器变长是自然选择的结果，而且变异是不定向的，B项错误；由题 干可知，天蛾将口器伸进花里吸食花蜜的同时为植物传粉，所以超长口器的天蛾会给 具有细长花距的兰花传粉，但该天蛾不一定只取食细长花距兰花的花蜜，故可能并不 只为细长花距兰花传粉，C项错误；新物种形成的标志是生殖隔离的形成，只凭天蛾 口器变长的信息并不能判断出天蛾间是否存在生殖隔离，D项错误。
定向
自然选择
错误
考点3 基因频率与基因型频率的计算
A基础知识重点疑难
1. 根据定义计算基因频率和基因型频率
例1 (2025·山东青岛模拟)某生物兴趣小组抽样调查的200人中，各种基因型和人数情 况如表所示，则这200人中，Xb的基因频率为( )
基因型 XBXB XBXb XbXb XBY XbY
人数 78 14 8 70 30
A. 85％ B. 30％ C. 20％ D. 15％
解析：这200人中男、女总人数均等，因此该人群中Xb的基因频率为(14×1＋8×2＋ 30×1)÷(100×2＋100×1)×100％＝20％，C正确。故选C。
2. 根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率
成立
前提 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；没有突变
计算
公式 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，则基因型AA的频率为p2，Aa的频率为2pq，aa的频率为q2。如果一个 种群达到遗传平衡，其基因型频率应符合：p2＋2pq＋q2＝1
具体
算法 平方 法 已知A的基因频率是A％，a的基因频率是a％，则该种群中基因型是 AA的个体占A％×A％，基因型是aa的个体占a％×a％，基因型是Aa 的个体占A％×a％×2
开方 法
例2 (2025·福建厦门一中校考模拟)人的扣手行为(十指交叉握拳哪边拇指在上)属于常 染色体遗传，右型扣手(A)对左型扣手(a)为显性。某地区人群中AA、Aa、aa基因型频 率分别为0.16、0.20、0.64。下列叙述错误的是( )
A. 该群体下一代A基因频率为0.40，a基因频率为0.60
B. 该群体中两个右型扣手的人婚配，后代左型扣手的概率为25/324
C. 该群体中两个左型扣手的人婚配，后代左型扣手的概率为1
D. 该群体这一代人群中等位基因A、a不处于遗传平衡状态
解析：下一代A基因频率为(0.16＋0.20×1/2)＝0.26，a的基因频率为1－0.26＝
0.74，A错误；根据AA、Aa、aa基因型频率分别为0.16、0.20、0.64，分别是
4/25、1/5、16/25，人群中右型扣手中的杂合子所占概率为1/5÷(4/25＋1/5)＝
5/9，该群体中两个右型扣手的人婚配，二者后代左型扣手(基因型为aa)的概率为
5/9×5/9×1/4＝25/324，B正确；该群体中两个左型扣手的人(基因型均为aa)婚
配，后代左型扣手的概率为1，C正确；这一代人群中AA、Aa、aa基因型频率分
别为0.16、0.20、0.64，计算得出等位基因A的基因频率为(0.16＋0.20×1/2)
＝0.26，a的基因频率为1－0.26＝0.74，因此该群体这一代人群中等位基因A、
a不处于遗传平衡状态，D正确。故选A
解题方法
根据基因型频率计算基因频率
等位基因位于常染色体上（以A、a为例）
基因频率=该基固纯合子的基因型频率十1/2杂合子的基因型频率
A基因频率=AA的基因型频率+1/2Aa的基因型频率
a基因频率=aa的基因型频率+1/2Aa的基因型频率
注：该方法只适用于位于常染色体上的基因频率的计算。
3. 自交与自由交配中基因频率的计算
(1)自交：杂合子自交，基因型频率发生变化，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。
(2)自由交配：在无突变、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都保持不变。
例3 (2025·湖南高三校联考阶段练习)某雌雄同株二倍体植物的红花(A)和白花(a)为一 对相对性状，下列相关叙述错误的是( )
A. 该植物配子中的染色体可称为一个染色体组，该染色体组中无性染色体
B. 红花杂合个体连续自交，若aa不育，则F3中a基因频率为1/10
C. 红花杂合个体自交，aa可育与不育情况下，F1中AA与Aa的基因型频率之比相等
D. 红花杂合个体连续自交，aa可育情况下，F2中白花个体所占比例为3/8
解析：该植物是二倍体雌雄同株植物，没有性染色体，配子中的染色体称为一个染色
体组，A正确；红花杂合个体连续自交，若aa不育，自交各代情况如下：①亲本的Aa
自交，由于aa不育，产生的可育F1为1/3AA、2/3Aa；②F1(1/3AA、2/3Aa)自交，产生
的F2中AA＝1/3＋2/3×1/4＝3/6，Aa＝2/3×1/2＝2/6，aa＝2/3×1/4＝1/6，由于aa不
育，故产生的可育F2为3/5AA、2/5Aa；③F2(3/5AA、2/5Aa)自交，产生的F3中AA＝3/5
＋2/5×1/4＝7/10，Aa＝2/5×1/2＝2/10，aa＝2/5×1/4＝1/10，故F3中a基因频率＝1/10
＋1/2×2/10＝1/5，B错误；红花杂合个体自交，aa可育与不育情况下，F1中AA与Aa基
因型频率之比均为1∶2，C正确；红花杂合个体连续自交，aa可育情况下，F1中AA＝
1/4，Aa＝1/2，aa＝1/4，故F2中白花个体所占比例为1/4＋1/2×1/4＝3/8，D正确。故
选B
B升华思维实战演练
基因频率与基因型频率的计算
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％
A
解析：基因频率是指某基因占其全部等位基因的比值，某基因频率＝某种基因的纯合 子基因型频率＋1/2杂合子基因型频率。根据基因频率计算的公式可得：W1的基因频率 ＝(211＋114)×1/2÷1 000×100％＝16.25％，A符合题意。
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
B
解析：分析题干信息可知，雌性个体中有1/10患甲病，且该病由Z染色体上h基因决 定，所以h的基因频率为10％，该种群患该病的个体的基因型有ZhW和ZhZh，由于雌 性和雄性个体数的比例为1∶1，该种群患病概率为(10％＋10％×10％)×1/2＝5.5％， A错误，B正确；只考虑该对基因，种群繁殖一代后基因型有ZHZH、ZHZh、ZhZh、 ZHW、ZhW，共5种，C错误；若某病毒使该种群患甲病雄性个体减少10％，则种群中 h基因频率降低，H基因频率应增大，D错误。
考点4 实验：探究抗生素对细菌的选择作用
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 。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
材料
用具
抗生素 或 等
细菌 或 等
耐药
性
青霉素
卡那霉素
大肠杆菌
金黄色葡萄球菌
A基础知识重点疑难
实 验
过 程 第一步 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
第二步 用无菌的涂布器将少量细菌培养液均匀地涂抹在培养基平板上
第三步 用无菌的镊子将不含抗生素的纸片放在①号区域的中央，将含抗生素 的纸片分别放在②～④号区域的中央，盖上皿盖
第四步 将培养皿 于37 ℃的恒温箱中培养12～16 h
第五步 观察纸片附近是否出现 。如果有，测量并记录其直径，取 平均值
第六步 对细菌进行传代培养时，应从 的菌落上挑取
倒置
抑菌圈
抑菌圈边缘
衡量本实验结
果的指标 抑菌圈直径的大小
预期实验结果 抑菌圈直径随着传代次数增加而 ；抑菌圈的逐代缩 小说明细菌对抗生素的抗性逐代
笔记：1. 抗生素的滥用使耐药菌生存和繁殖的机会增加，耐药性基因在细菌种群中的 基因频率逐年上升，最终形成“超级细菌” 2.当致病细菌对某抗生素药物的耐药率 超过一定值时，需及时更换抗生素类药物，将致病细菌的耐药率控制在低水平
减小
增强
B升华思维实战演练
抗药性的形成
年份 2005 2006 2007 2008
住院患者该类抗生素的人均使用量(g) 0.074 0.12 0.14 0.19
某种细菌对该类抗生素的耐药率(％) 2.6 6.11 10.9 25.5
A
A. 耐药性产生的实质是细菌的基因发生定向突变
B. 抗生素使用量增加提高了细菌种群中耐药性基因的频率
C. 细菌耐药性基因突变为细菌进化提供了原材料
D. 细菌繁殖快，耐药率的上升也快，需要及时更换抗生素种类
解析：基因突变是不定向的，A错误；大量使用抗生素，对细菌进行选择，使具有耐 药基因的细菌保留下来，导致细菌耐药性基因频率上升，B正确；细菌耐药性基因突 变属于可遗传变异，能为细菌进化提供原材料，C正确；细菌繁殖快，耐药率的上升 也快，需要及时更换抗生素种类，避免“顽固耐药菌”的出现，D正确。
2. (2025·广东珠海模拟)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。
液体
(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。
未经抗生素处理的相同圆纸片
透明圈越大说明抑菌
效果越好
靠近透明圈
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。
透明圈(抑菌圈)逐渐减小
灭菌
