【高考突破方案】必修二 专题7 第2讲 生物的进化 -讲义（教师版） 高考生物一轮复习
文档属性
| 名称 | 【高考突破方案】必修二 专题7 第2讲 生物的进化 -讲义（教师版） 高考生物一轮复习 |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2025-12-08 16:18:33 | ||
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文档简介
第2讲 生物的进化
1.尝试通过化石记录、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.尝试通过细胞生物学和分子生物学等知识，说明当今生物在新陈代谢、DNA的结构与功能等方面具有许多共同特征 3.举例说明种群内的某些可遗传变异将赋予个体在特定环境中的生存和繁殖优势 4.阐明具有优势性状的个体在种群中所占比例将会增加 5.说明自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境 6.概述现代生物进化理论以自然选择学说为核心，为地球上的生命进化史提供了科学的解释 7.阐述变异、选择和隔离可导致新物种形成 生命观念 认同化石是生物进化的最可靠证据之一，从细胞的统一性角度理解生物具有共同祖先；认同生物是不断进化的，并与环境相适应
科学思维 1.根据解剖学和胚胎学的相关证据，论证生物具有共同的祖先 2.归纳、演绎进化学说的提出，掌握基因频率的相关计算，培养逻辑分析能力 3.说明隔离的作用，列举协同进化的实例，探讨地球上现存的丰富多样的生物是由共同祖先长期进化形成的
科学探究 基于证据，探讨耐药菌的出现与抗生素滥用的关系，阐释自然选择对种群基因频率变化的影响
社会责任 1.正确使用抗生素，关注人体健康 2.关注自然，保护生物多样性
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)研究价值：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)对共同由来学说的支持：①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；②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
项目 证据 结论
比较解剖学证据 比较脊椎动物的器官、系统的形态和结构，如蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢和人的上肢 发现它们的共同特点，说明这些生物都是由__共同祖先__进化而来的
胚胎学证据 脊椎动物和鱼在发育早期都有鳃裂和尾 说明脊椎动物和人都是由共同祖先进化而来的；原始祖先可能生活在__水中__
细胞水平的证据 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 支持生物由__共同祖先__进化而来
分子水平的证据 不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子既有共同点，又有差异 说明当今生物有着共同的原始祖先；揭示当今生物种类__亲缘关系的远近__，以及它们在进化史上__出现的顺序__
【易错易混自纠】
(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)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。( √ )
(3)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。( × )
提示：不同种类的哺乳动物的前肢在形态上有差别，但其内部的基本结构相近，这说明这些哺乳动物是由共同祖先进化来的。
(4)比较猪的胰岛素基因和人的胰高血糖素基因序列也可以了解人与猪的亲缘关系远近。( × )
提示：比较猪的胰岛素基因和人的胰高血糖素基因的碱基序列不能说明它们的亲缘关系远近。
二、自然选择与适应的形成
1.适应
(1)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__。
(2)特点：普遍性、相对性。
2.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。
3.达尔文生物进化论的主要内容
(1)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。
(2)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。
4.达尔文以后进化理论的发展
(1)发展原因
(2)发展的结果：形成了以自然选择学说为核心的现代生物进化理论。
【易错易混自纠】
(1)拉马克认为生物的种类从古至今是一样的。( × )
提示：拉马克提出“用进废退，获得性遗传”的观点，认为生物会不断进化。
(2)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。( × )
提示：达尔文的自然选择学说没有解释遗传和变异的本质。
(3)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：病菌抗药性不断增强是抗生素对病菌进行选择的结果，即病菌原来就有抗药性强的个体，在使用抗生素的过程中淘汰了抗药性弱的个体，保留了抗药性强的个体。
三、种群基因组成的变化与物种的形成
1.种群和种群基因库
(1)概念
①种群：生活在一定区域的__同种__生物__全部个体__的集合。
②基因库：一个种群中__全部__个体所含有的__全部__基因。
(2)种群特点：种群是生物进化的基本单位，也是生物繁殖的单位。
(3)基因频率
①概念：在一个种群基因库中，某个基因占__全部等位基因数__的比值。
②计算：基因频率＝
×100%。
③影响因素：突变、自然选择、迁入和迁出等。
2.种群基因频率的变化
(1)原因：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。
(2)可遗传的变异提供了生物进化的__原材料__。
①来源
②特点：__随机性__、__不定向性__。
③作用：只是提供了生物进化的__原材料__，__不能__决定生物进化的方向。
④变异的有利和有害是相对的，是由__生存环境__决定的。
自然选择对种群基因频率变化的影响
4.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)方法步骤
第1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2步：取少量细菌的培养液，用无菌的涂布器(或无菌棉签)均匀地涂抹在培养基平板上。
第3步：用无菌的镊子先夹取1张__不含抗生素的纸片__放在①号区域的中央，再分别夹取1张__抗生素纸片__放在②～④号区域的中央，盖上皿盖。
第4步：将培养皿倒置于37 ℃的恒温箱中培养12～16 h。
第5步：观察__培养基上细菌的生长状况__。若纸片附近出现了抑菌圈，测量和记录每个实验组中__抑菌圈的直径__，并取平均值。
第6步：从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌，接种到已灭菌的液体培养基中培养，然后重复步骤2～5。如此重复几代，记录每一代培养物抑菌圈的直径。
(3)实验结果：与区域①相比，区域②③④抑菌圈的平均直径逐代__变小__。
(4)实验结论
①细菌耐药性的出现是因为发生了__可遗传的变异__。
②抗生素的选择作用导致了耐药菌比例的逐渐__升高__。
(5)注意事项：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。
【易错易混自纠】
(1)生物进化时基因频率总是变化的。( √ )
(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。( × )
提示：只有可遗传变异才能为进化提供原材料。
(3)自然选择决定生物变异和进化的方向。( × )
提示：自然选择决定进化的方向，但生物的变异是不定向的。
(4)生物进化的实质是种群基因型频率的改变。( × )
(5)生物的变异是不定向的，但在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向的改变，从而使生物向着一定的方向进化。( √ )
(6)达尔文认为适应的来源是可遗传的变异，适应是自然选择的结果。( √ )
四、隔离与物种形成
1.物种的概念
能够在自然状态下__相互交配__并且产生__可育__后代的一群生物。
2.隔离
3.隔离在物种形成中的作用
(1)新物种形成的过程
(2)结论：隔离是物种形成的__必要__条件。
五、协同进化与生物多样性的形成
1.协同进化
(1)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。
(2)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。
(3)协同进化的实例
①生物与生物之间的协同进化
a.某种兰花具有细长的花距某种蛾类具有细长的吸管似的口器。
b.羚羊的奔跑速度加快猎豹的奔跑速度加快。
②生物与环境之间的协同进化
地球上的原始大气中没有氧气，所以那时生物的呼吸类型只能是__无氧呼吸__；当地球上出现了进行光合作用的生物以后，才使原始大气中有了氧气，这就为__好氧__生物的出现创造了条件。
(4)收割理论：捕食者往往捕食个体数量__多__的物种，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。捕食者的存在有利于增加__物种多样性__。
(5)结果：形成生物多样性。
2.生物多样性的形成
(1)三个层次：__遗传(基因)__多样性、物种多样性、__生态系统__多样性。
(2)形成原因：__协同进化__。
(3)生物进化历程中的几个关键事件
3.生物进化理论在发展
(1)现代生物进化理论的主要内容
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)不同观点
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；更多学者认为，基因突变并不都是中性的，不能否认__自然选择__的作用。
②有人提出，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。
【易错易混自纠】
(1)新物种产生一定存在进化，进化一定意味着新物种的产生。( × )
提示：新物种产生一定存在进化，但进化不一定意味着新物种的产生。
(2)生殖隔离导致形成新物种，不同物种一定存在生殖隔离。( √ )
(3)交配后能产生后代的一定是同一物种。( × )
(4)捕食者的存在有利于增加物种多样性。( √ )
(5)协同进化是指生物和生物之间在相互影响中不断进化和发展。( × )
提示：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。
1.(必修2 P103思考·讨论)人和类人猿在DNA的碱基序列方面高度接近，说明__人和类人猿有共同的祖先，并且亲缘关系很近__。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__现存各种生物有着或远或近的亲缘关系，差异大说明亲缘关系远，反之则近__，同时也能反映__各种生物在进化史上出现的顺序__。
2.(必修2 P108思考·讨论)枯叶蝶在停息时形似枯叶这一适应性特征的形成，能否同样用自然选择学说来解释？
__能，这样的个体不易被敌害发现，因而能生存下来产生后代，而这种变异是可遗传的，后代也具有这一性状__。
3.(必修2 P117思考·讨论)通过地雀的形成过程，说明物种形成需要以下环节：(1)__突变和基因重组为生物的进化提供原材料__；(2)__自然选择决定生物进化的方向__；(3)__隔离是物种形成的必要条件__。__生殖隔离__的出现意味着新物种的产生。
4.(必修2 P119小字内容)关于捕食者在进化中的作用，美国生态学家斯坦利(S.M.Stanley)提出了“收割理论”，主要观点是什么？
__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。捕食者的存在有利于增加物种多样性__。
教材拾遗
1.(必修2 P111)假设一个昆虫种群非常大，所有的雌雄个体间都能__自由交配并产生后代__，没有__迁入和迁出__，不同翅色的个体生存和繁殖的机会是__均等__的，基因A和a都不产生__突变__，则该种群中A和a的基因频率保持不变。
2.(必修2 P119)“收割理论”：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。捕食者的存在有利于增加__物种__多样性。
考点1 生物有共同祖先的证据
1.理解“化石是研究生物进化最直接的证据”
通过研究化石及其在地层中出现的先后顺序，人们能够比较直观地了解生物进化的大致历程和规律，因此化石是研究生物进化最直接的证据。
2.对人的上肢、猫的前肢、鲸的鳍和蝙蝠的翼在结构上相似性的分析
(1)从外形来看，这些器官很不相同，但是比较它们的内部结构，却基本一致，它们都是由肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨组成的，排列的方式也基本一致。在进化过程中，由于这些生物的生活环境不同，为适应不同的生活环境，这些器官逐渐出现了形态和功能上的不同。
(2)这些器官结构上的相似性可以说明，这些生物都是由共同的原始祖先进化而来的。
3.对人、鱼、龟和鸡胚胎发育的相同或相似性的分析
人、鱼、龟和鸡胚胎发育的相同或相似性说明，高等脊椎动物是从古代的某些低等脊椎动物进化而来的，也就是说，脊椎动物和人都是由共同的古代原始祖先进化而来的，所以它们的胚胎在发育初期十分相似。古代脊椎动物共同的原始祖先生活在水中，所以陆生脊椎动物和人在胚胎发育过程中会出现鳃裂。人是由有尾的动物进化而来的，所以在胚胎发育的过程中会出现很明显的尾。
围绕生物进化的相关证据，考查生命观念和科学思维
1.(2024·山西期末)近来，中国科学院的研究人员发现了在2亿年前的脖子细长的隐秘细颈龙的化石。隐秘细颈龙虽然有不少解剖特征像长颈龙，但在颈椎数量方面更接近恐头龙。下列叙述错误的是( )
A.化石是研究生物进化最直接、最重要的证据，大部分化石发现于沉积岩的地层
B.隐秘细颈龙的脖子细长是自然选择的结果
C.隐秘细颈龙、长颈龙和恐头龙有相似的解剖特征反映出它们在进化上可能有共同的祖先
D.研究隐秘细颈龙、长颈龙和恐头龙的形态特征等属于胚胎学和细胞及分子水平方面的证据
【答案】D
2.(2024·广东阶段练习)下表是人、黑猩猩、恒河猴与兔四种哺乳动物编码血红蛋白基因的部分DNA碱基序列，下列说法错误的是( )
物种 血红蛋白编码基因部分序列
人 5′－TGACAACA_GTTAGAG_TGTCCGAGGACCAACAGATGGGTACCTGGCTC－3′
黑猩猩 5′－TCACGACA_GTTAGAG_TGTCCGAGGACCAACAGATGGGTACCTGGCTC－3′
恒河猴 5′－TGACGACAAGTTAGAG_TGTCCGAGGACCAACAGATGGGTACCTGGCTC－3′
兔 5′－TGGTGACAAGACAGAGATATCCGAGGACCAGCAGATAGGTACCTGGCTC－3′
A.表中数据表明人与猩猩、恒河猴及兔的血红蛋白基因中的碱基序列有一定的相似性
B.人和黑猩猩的亲缘关系比人与恒河猴的亲缘关系近
C.提取上述哺乳动物红细胞的DNA通过DNA测序技术可以比较不同生物的基因序列
D.血红蛋白在上述四种哺乳动物中的作用都是运输氧气，说明不同生物之间具有共同的代谢特征
【答案】C
考点2 基因频率和基因型频率的计算
1.根据定义计算基因频率和基因型频率
(1)当等位基因位于常染色体上时(以A、a为例)
AA基因型频率＝×100%
A基因频率＝×100%
＝×100%
a基因频率＝×100%
＝×100%
(2)当等位基因位于X染色体上时(以XB、Xb为例)
XBXb基因型频率＝×100%
XB基因频率＝×100%
＝×
100%
Xb基因频率＝×100%
＝×
100%
2.根据基因型频率计算基因频率
(1)常染色体上基因频率的计算(以A、a为例)
方法一：将基因型频率的百分号去掉转化为基因型的个数，利用公式进行计算。
方法二：直接利用基因型频率计算。
基因频率＝该基因纯合子的基因型频率＋1/2杂合子的基因型频率，例如：
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
(2)X染色体上基因频率的计算
最简便、最准确的方法是将基因型频率百分号去掉转化成基因型数量进行计算。
3.根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率
(1)适用条件
①种群足够大；
②种群个体间的交配是随机的；
③没有突变产生；
④种群之间不存在个体的迁移；
⑤没有自然选择。
这种条件下，各等位基因的基因频率和基因型频率在一代代遗传中都是稳定不变的，或者说保持着遗传平衡状态。
(2)计算公式
①当等位基因只有两个(A、a)时，用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。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。
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aa＝x%→→
通过基因频率和基因型频率的计算，考查科学思维
1.某小鼠群体中，A＋、A和a互为等位基因，该种群基因型及个体数如下表。下列说法错误的是( )
基因型 A＋A＋ A＋A A＋a AA Aa aa
个体数 100 200 300 100 200 100
A.A＋的基因频率是35%
B.A＋、A、a是基因突变的结果
C.A＋和A的根本区别是碱基序列不同
D.该小鼠群体所有的A＋、A、a基因，构成小鼠的基因库
【解析】D 由题表信息可知，该小鼠种群共有1 000个个体，则该等位基因共有2 000个，其中A＋基因共有100×2＋200＋300＝700(个)，所以A＋的基因频率为700÷2 000×100%＝35%，A正确；A＋、A和a互为等位基因，是基因突变的结果，B正确；等位基因间的根本区别是碱基的排列顺序不同，C正确；小鼠种群全部个体的全部基因才能构成小鼠的基因库，D错误。
2.(2024·长沙市一中月考)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。现在一个处于遗传平衡的大熊猫种群中，雌雄数量相等，且雌雄之间可以自由交配，若该种群中B的基因频率为60%，b的基因频率为40%，则下列有关说法错误的是( )
A.大熊猫种群中全部的B和b不能构成大熊猫种群的基因库
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频率的定向改变
C.若该对等位基因位于常染色体上，该种群自由交配一代后Bb基因型频率为48%
D.若该对等位基因只位于X染色体上，则XbXb、XbY的基因型频率分别为16%、40%
【解析】D 该种群中B的基因频率为60%，b的基因频率为40%，若该对等位基因只位于X染色体上，则XbXb在雌性中基因型频率＝b基因频率的平方＝16%，在群体中占8%；XbY在雄性中的基因型频率＝b的基因频率＝40%，在群体中占20%，D错误。
3.(2024·福建月考)囊性纤维化(CF)是由位于7号染色体的CF基因突变引起的隐性遗传病，在北欧人群中，每2 500个新生儿出现一病例。一对正常夫妇先后生育一个正常男孩、一个CF女孩，该正常男孩与一正常女孩结婚后生育新生儿出现CF的概率是( )
A.1/150 B.1/153
C.2/150 D.2/153
【解析】B 设a基因控制CF性状。根据题意，人群中CF的患病概率为1/2 500，则a＝1/50，A＝49/50，则在北欧正常人群中CF突变等位基因携带者的比例等于Aa/(AA＋Aa)＝(2×A×a)/(A×A＋2×A×a)＝2a/(A＋2a)＝(2×1/50)/(49/50＋2×1/50)＝2/51。该正常男孩基因型为1/3AA或2/3Aa，正常女孩基因型为49/51AA或2/51Aa，二人婚后生育CF患儿的概率为2/3×2/51×1/4＝1/153。
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
以人类红绿色盲为例，相关基因用B、b表示：
(1)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(都约为7%)
(3)
考点3 地理隔离与生殖隔离的比较
名称 地理隔离 生殖隔离
区别 同一种生物由于地理上的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。群体生活在不同的栖息地，彼此不能相遇，阻碍了生物的自由迁移、交配、基因交流，最后就形成独立的种群 生殖隔离是指由于各方面的原因，不同类群之间在自然条件下无法交配，即使能交配也不能产生后代或不能产生可育后代的现象
联系 同一物种在不同地理环境下产生地理隔离，经过长时间的地理隔离，彼此发生变化，产生生殖隔离。新物种的形成不一定会经过地理隔离，但一定会经过生殖隔离。生殖隔离是物种形成的标志
通过地理隔离与生殖隔离的比较，考查科学思维
(2024·北京期末)调查发现，二型叶棘豆有3种叶表型：1小叶、1～3小叶、3小叶。其近源种内蒙古棘豆全为1小叶，山泡泡全为5～13小叶，前者与二型叶棘豆生活区域较远，后者与二型叶棘豆生活居群有交叉区域。关于二型叶棘豆，以下推论错误的是( )
A.二型叶棘豆叶型不同可能是由基因突变所致
B.地理隔离使内蒙古棘豆与二型叶棘豆无法进行基因交流
C.不同叶型的二型叶棘豆均能适应当地环境
D.二型叶棘豆和山泡泡之间不存在生殖隔离
【解析】D 二型叶棘豆叶型不同可能是由基因突变所致，因为基因突变会产生新基因进而产生新的表现类型，A正确；二型叶棘豆和内蒙古棘豆属于近缘物种，地理隔离使内蒙古棘豆与其无法进行基因交流，B正确；二型叶棘豆有3种叶表型：1小叶、1～3小叶、3小叶，它们均能在当地出现，说明均能适应当地环境，C正确；二型叶棘豆和山泡泡属于不同的物种，它们之间存在生殖隔离，D错误。
考点4 物种形成与生物进化
1.物种形成与生物进化的比较
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新物种的形成是长期进化的结果
2.物种形成的三大模式比较
围绕生物进化与物种形成，考查进化与适应观
1.黄刺尾守宫是主要分布在非洲西北部的一种蜥蜴，其黄刺颜色鲜艳，当遇到敌害时尾部还能够喷射出难闻的黏液，吓退敌害，这些特征都利于它们很好地适应当地环境。下列叙述正确的是( )
A.若黄刺尾守宫能与普通蜥蜴交配且产生后代，说明它和普通蜥蜴属于同一物种
B.黄刺尾守宫独特的形态特征是长期不定向自然选择的结果
C.黄刺尾守宫种群基因型频率发生改变就意味着该种群发生了进化
D.不同蜥蜴种群间基因库的差异越来越大最终会导致生殖隔离
【答案】D
2.同一种生物由于地理上的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称为地理隔离。海洋、大片陆地、高山和沙漠等都可能成为障碍，阻止生物的自由迁移、交配、基因交流，久而久之它们的基因库差异较大，从而成为两个新的物种，如图为新物种产生的过程。下列相关叙述错误的是( )
A.新物种的形成一般需在地理隔离的基础上形成生殖隔离
B.图中新种与母群之间的基因库不再具有任何相同的基因
C.若母群中离群的个体能及时回归，则不会进化出新的物种
D.决定该种群进化方向的是自然选择而不是突变和基因重组
【答案】B
考点5 协同进化与生物多样性的形成
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 种间互助 某种兰花和专门 给它传粉的蛾
种间 斗争 捕食 猎豹和斑马
寄生 黏液瘤病毒和兔子
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→厌氧生物→光合生物出现→空气中有氧气→出现好氧生物
2.生物多样性形成的原因分析
(1)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下图的形式描述：
(2)生物多样性形成的原因分析
①从分子水平看
②从进化角度看：物种多样性与生态系统多样性主要是生物的不定向变异与定向选择在进化过程中共同作用的结果。
结合协同进化与生物多样性的形成，考查进化与适应观
1.1973年，有位进化生物学家针对物种进化提出了红皇后假说：一个物种的任何进化可能构成对其他相关物种的竞争压力，物种之间的关系构成了驱动进化的动力。所以，物种之间的进化保持着一种动态的平衡。下列对红皇后假说的理解，正确的是( )
A.即使无机环境没有改变，生物也会进化
B.协同进化就是指生物之间的相互影响
C.各物种之间的协同进化与环境无关
D.一个生物的进化会促使其他各种生物发生进化
【解析】A 协同进化是指不同生物之间及生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，物种之间的协同进化与环境有关，B、C错误；若该种群的进化未改变与其他种群的关系，也没有构成对其他相关物种的竞争压力，可能不会促使其他种群发生进化，D错误。
2.(2024·河北月考)恐吓、威胁、虚张声势等是动物常见的争斗行为，这些行为通常是温和而有节制的，并非代价惨重、你死我活的。下列叙述错误的是( )
A.种内的争斗行为有利于种群的发展
B.选择压力诱导动物产生与恐吓、威胁等行为有关的基因突变
C.自然选择使动物的多数争斗行为朝向有节制的方向进化
D.物种间有节制的争斗行为是生物间协同进化的结果
【答案】B
1.(2024·吉林卷)鲟类是最古老的鱼类之一，被誉为鱼类的“活化石”。我国学者新测定了中华鲟、长江鲟等的线粒体基因组，结合已有信息将鲟科分为尖吻鲟类、大西洋鲟类和太平洋鲟类三个类群。下列叙述错误的是( )
A.鲟类的形态结构和化石记录可为生物进化提供证据
B.地理隔离在不同水域分布的鲟类进化过程中起作用
C.鲟类稳定的形态结构能更好地适应不断变化的环境
D.研究鲟类进化关系时线粒体基因组数据有重要价值
【解析】C 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，化石是研究生物进化最直接、最重要的证据，所以鲟类的形态结构和化石记录可为生物进化提供证据，A正确；地理隔离是指同一种生物由于地理上的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，不同的地理环境可以对生物的变异进行选择，进而影响生物的进化，故地理隔离在不同水域分布的鲟类进化过程中起作用，B正确；群落中出现可遗传的有利变异和环境的定向选择是适应环境的必要条件，故鲟类稳定的形态结构不能更好地适应不断变化的环境，C错误；不同生物的DNA等生物大分子的共同点，可以揭示生物有着共同的原始祖先，其差异的大小可以揭示当今生物种类亲缘关系的远近，故研究鲟类进化关系时线粒体基因组数据有重要价值，D正确。
2.(2024·安徽卷)下图是甲与其他4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地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】D 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，5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。
3.(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( )
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】C 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。
4.(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( )
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】A 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＝16.25%，A符合题意。
5.(2024·湖北卷)研究发现，某种芦鹀分布在不同地区的三个种群，因栖息地环境的差异导致声音信号发生分歧。不同芦鹀种群的两个和求偶有关的鸣唱特征，相较于其他鸣唱特征有明显分歧。因此推测和求偶有关的鸣唱特征，在芦鹀的早期物种形成过程中有重要作用。下列叙述错误的是( )
A.芦鹀的鸣唱声属于物理信息
B.求偶的鸣唱特征是芦鹀与栖息环境之间协同进化的结果
C.芦鹀之间通过鸣唱形成信息流，芦鹀既是信息源又是信息受体
D.和求偶有关的鸣唱特征的差异，表明这三个芦鹀种群存在生殖隔离
【答案】D
6.(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.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.物种的形成过程实质上是种间生殖隔离建立的过程
【答案】A
7.(2024·河北卷)为控制地中海沿岸某陆地区域蚊子的数量，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( )
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】B 据图可知，与距海岸线20 km以外相比，区域A中Est基因频率较高，说明每年在距海岸线0～20 km范围内(区域A)喷洒杀虫剂，对该种蚊子进行了定向选择，Est基因频率增加，即发生了定向改变，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邻近区域的迁入和迁出导致，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。
利福平具有广谱抗菌作用，是治疗结核病的常用药物。研究人员调查了某医院连续4年
利福平在结核病患者中的人均用量，以及从患者体内分离得到的结核杆菌对利福平的耐药率变化，调查结果如下表。回答下列问题：
年份 第1年 第2年 第3年 第4年
患者利福平的人均使用量/g 0.074 0.120 0.140 0.190
结核杆菌对利福平的耐药率% 2.60 6.11 10.90 25.50
(1)结核杆菌耐药性变异最可能来源于__________。
(2)由表可知，随着利福平使用量的增加，结核杆菌的耐药性逐年升高。从进化的角度分析，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)为研究利福平对结核杆菌的选择作用，研究者取结核杆菌菌液均匀涂布在固体培养基上，并将平板划分为3个大小一致的区域，各放入一个经利福平处理的相同圆纸片，适宜条件下培养2 d，观察结果(如图)，统计抑菌圈的直径。
①挑取该平板上__________(填位置)的菌落，配成菌液，如此重复几代，发现随着培养代数增加，抑菌圈直径逐渐变______(填“大”或“小”)。
②该实验在设计上不够严密，你认为应该如何进行完善？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】(1)基因突变 (2)结核杆菌本身存在抗药性的差异，而利福平对结核杆菌进行了选择，使结核杆菌群体中耐药菌生存和繁殖机会增加，耐药基因频率逐渐升高 (3)抑菌圈边缘 小 平板需增加一个区域，放入一个不用抗生素处理的圆纸片
1.尝试通过化石记录、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.尝试通过细胞生物学和分子生物学等知识，说明当今生物在新陈代谢、DNA的结构与功能等方面具有许多共同特征 3.举例说明种群内的某些可遗传变异将赋予个体在特定环境中的生存和繁殖优势 4.阐明具有优势性状的个体在种群中所占比例将会增加 5.说明自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境 6.概述现代生物进化理论以自然选择学说为核心，为地球上的生命进化史提供了科学的解释 7.阐述变异、选择和隔离可导致新物种形成 生命观念 认同化石是生物进化的最可靠证据之一，从细胞的统一性角度理解生物具有共同祖先；认同生物是不断进化的，并与环境相适应
科学思维 1.根据解剖学和胚胎学的相关证据，论证生物具有共同的祖先 2.归纳、演绎进化学说的提出，掌握基因频率的相关计算，培养逻辑分析能力 3.说明隔离的作用，列举协同进化的实例，探讨地球上现存的丰富多样的生物是由共同祖先长期进化形成的
科学探究 基于证据，探讨耐药菌的出现与抗生素滥用的关系，阐释自然选择对种群基因频率变化的影响
社会责任 1.正确使用抗生素，关注人体健康 2.关注自然，保护生物多样性
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)研究价值：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)对共同由来学说的支持：①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；②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
项目 证据 结论
比较解剖学证据 比较脊椎动物的器官、系统的形态和结构，如蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢和人的上肢 发现它们的共同特点，说明这些生物都是由__共同祖先__进化而来的
胚胎学证据 脊椎动物和鱼在发育早期都有鳃裂和尾 说明脊椎动物和人都是由共同祖先进化而来的；原始祖先可能生活在__水中__
细胞水平的证据 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 支持生物由__共同祖先__进化而来
分子水平的证据 不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子既有共同点，又有差异 说明当今生物有着共同的原始祖先；揭示当今生物种类__亲缘关系的远近__，以及它们在进化史上__出现的顺序__
【易错易混自纠】
(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)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。( √ )
(3)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。( × )
提示：不同种类的哺乳动物的前肢在形态上有差别，但其内部的基本结构相近，这说明这些哺乳动物是由共同祖先进化来的。
(4)比较猪的胰岛素基因和人的胰高血糖素基因序列也可以了解人与猪的亲缘关系远近。( × )
提示：比较猪的胰岛素基因和人的胰高血糖素基因的碱基序列不能说明它们的亲缘关系远近。
二、自然选择与适应的形成
1.适应
(1)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__。
(2)特点：普遍性、相对性。
2.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。
3.达尔文生物进化论的主要内容
(1)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。
(2)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。
4.达尔文以后进化理论的发展
(1)发展原因
(2)发展的结果：形成了以自然选择学说为核心的现代生物进化理论。
【易错易混自纠】
(1)拉马克认为生物的种类从古至今是一样的。( × )
提示：拉马克提出“用进废退，获得性遗传”的观点，认为生物会不断进化。
(2)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。( × )
提示：达尔文的自然选择学说没有解释遗传和变异的本质。
(3)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：病菌抗药性不断增强是抗生素对病菌进行选择的结果，即病菌原来就有抗药性强的个体，在使用抗生素的过程中淘汰了抗药性弱的个体，保留了抗药性强的个体。
三、种群基因组成的变化与物种的形成
1.种群和种群基因库
(1)概念
①种群：生活在一定区域的__同种__生物__全部个体__的集合。
②基因库：一个种群中__全部__个体所含有的__全部__基因。
(2)种群特点：种群是生物进化的基本单位，也是生物繁殖的单位。
(3)基因频率
①概念：在一个种群基因库中，某个基因占__全部等位基因数__的比值。
②计算：基因频率＝
×100%。
③影响因素：突变、自然选择、迁入和迁出等。
2.种群基因频率的变化
(1)原因：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。
(2)可遗传的变异提供了生物进化的__原材料__。
①来源
②特点：__随机性__、__不定向性__。
③作用：只是提供了生物进化的__原材料__，__不能__决定生物进化的方向。
④变异的有利和有害是相对的，是由__生存环境__决定的。
自然选择对种群基因频率变化的影响
4.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)方法步骤
第1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2步：取少量细菌的培养液，用无菌的涂布器(或无菌棉签)均匀地涂抹在培养基平板上。
第3步：用无菌的镊子先夹取1张__不含抗生素的纸片__放在①号区域的中央，再分别夹取1张__抗生素纸片__放在②～④号区域的中央，盖上皿盖。
第4步：将培养皿倒置于37 ℃的恒温箱中培养12～16 h。
第5步：观察__培养基上细菌的生长状况__。若纸片附近出现了抑菌圈，测量和记录每个实验组中__抑菌圈的直径__，并取平均值。
第6步：从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌，接种到已灭菌的液体培养基中培养，然后重复步骤2～5。如此重复几代，记录每一代培养物抑菌圈的直径。
(3)实验结果：与区域①相比，区域②③④抑菌圈的平均直径逐代__变小__。
(4)实验结论
①细菌耐药性的出现是因为发生了__可遗传的变异__。
②抗生素的选择作用导致了耐药菌比例的逐渐__升高__。
(5)注意事项：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。
【易错易混自纠】
(1)生物进化时基因频率总是变化的。( √ )
(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。( × )
提示：只有可遗传变异才能为进化提供原材料。
(3)自然选择决定生物变异和进化的方向。( × )
提示：自然选择决定进化的方向，但生物的变异是不定向的。
(4)生物进化的实质是种群基因型频率的改变。( × )
(5)生物的变异是不定向的，但在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向的改变，从而使生物向着一定的方向进化。( √ )
(6)达尔文认为适应的来源是可遗传的变异，适应是自然选择的结果。( √ )
四、隔离与物种形成
1.物种的概念
能够在自然状态下__相互交配__并且产生__可育__后代的一群生物。
2.隔离
3.隔离在物种形成中的作用
(1)新物种形成的过程
(2)结论：隔离是物种形成的__必要__条件。
五、协同进化与生物多样性的形成
1.协同进化
(1)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。
(2)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。
(3)协同进化的实例
①生物与生物之间的协同进化
a.某种兰花具有细长的花距某种蛾类具有细长的吸管似的口器。
b.羚羊的奔跑速度加快猎豹的奔跑速度加快。
②生物与环境之间的协同进化
地球上的原始大气中没有氧气，所以那时生物的呼吸类型只能是__无氧呼吸__；当地球上出现了进行光合作用的生物以后，才使原始大气中有了氧气，这就为__好氧__生物的出现创造了条件。
(4)收割理论：捕食者往往捕食个体数量__多__的物种，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。捕食者的存在有利于增加__物种多样性__。
(5)结果：形成生物多样性。
2.生物多样性的形成
(1)三个层次：__遗传(基因)__多样性、物种多样性、__生态系统__多样性。
(2)形成原因：__协同进化__。
(3)生物进化历程中的几个关键事件
3.生物进化理论在发展
(1)现代生物进化理论的主要内容
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)不同观点
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；更多学者认为，基因突变并不都是中性的，不能否认__自然选择__的作用。
②有人提出，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。
【易错易混自纠】
(1)新物种产生一定存在进化，进化一定意味着新物种的产生。( × )
提示：新物种产生一定存在进化，但进化不一定意味着新物种的产生。
(2)生殖隔离导致形成新物种，不同物种一定存在生殖隔离。( √ )
(3)交配后能产生后代的一定是同一物种。( × )
(4)捕食者的存在有利于增加物种多样性。( √ )
(5)协同进化是指生物和生物之间在相互影响中不断进化和发展。( × )
提示：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。
1.(必修2 P103思考·讨论)人和类人猿在DNA的碱基序列方面高度接近，说明__人和类人猿有共同的祖先，并且亲缘关系很近__。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__现存各种生物有着或远或近的亲缘关系，差异大说明亲缘关系远，反之则近__，同时也能反映__各种生物在进化史上出现的顺序__。
2.(必修2 P108思考·讨论)枯叶蝶在停息时形似枯叶这一适应性特征的形成，能否同样用自然选择学说来解释？
__能，这样的个体不易被敌害发现，因而能生存下来产生后代，而这种变异是可遗传的，后代也具有这一性状__。
3.(必修2 P117思考·讨论)通过地雀的形成过程，说明物种形成需要以下环节：(1)__突变和基因重组为生物的进化提供原材料__；(2)__自然选择决定生物进化的方向__；(3)__隔离是物种形成的必要条件__。__生殖隔离__的出现意味着新物种的产生。
4.(必修2 P119小字内容)关于捕食者在进化中的作用，美国生态学家斯坦利(S.M.Stanley)提出了“收割理论”，主要观点是什么？
__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。捕食者的存在有利于增加物种多样性__。
教材拾遗
1.(必修2 P111)假设一个昆虫种群非常大，所有的雌雄个体间都能__自由交配并产生后代__，没有__迁入和迁出__，不同翅色的个体生存和繁殖的机会是__均等__的，基因A和a都不产生__突变__，则该种群中A和a的基因频率保持不变。
2.(必修2 P119)“收割理论”：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。捕食者的存在有利于增加__物种__多样性。
考点1 生物有共同祖先的证据
1.理解“化石是研究生物进化最直接的证据”
通过研究化石及其在地层中出现的先后顺序，人们能够比较直观地了解生物进化的大致历程和规律，因此化石是研究生物进化最直接的证据。
2.对人的上肢、猫的前肢、鲸的鳍和蝙蝠的翼在结构上相似性的分析
(1)从外形来看，这些器官很不相同，但是比较它们的内部结构，却基本一致，它们都是由肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨组成的，排列的方式也基本一致。在进化过程中，由于这些生物的生活环境不同，为适应不同的生活环境，这些器官逐渐出现了形态和功能上的不同。
(2)这些器官结构上的相似性可以说明，这些生物都是由共同的原始祖先进化而来的。
3.对人、鱼、龟和鸡胚胎发育的相同或相似性的分析
人、鱼、龟和鸡胚胎发育的相同或相似性说明，高等脊椎动物是从古代的某些低等脊椎动物进化而来的，也就是说，脊椎动物和人都是由共同的古代原始祖先进化而来的，所以它们的胚胎在发育初期十分相似。古代脊椎动物共同的原始祖先生活在水中，所以陆生脊椎动物和人在胚胎发育过程中会出现鳃裂。人是由有尾的动物进化而来的，所以在胚胎发育的过程中会出现很明显的尾。
围绕生物进化的相关证据，考查生命观念和科学思维
1.(2024·山西期末)近来，中国科学院的研究人员发现了在2亿年前的脖子细长的隐秘细颈龙的化石。隐秘细颈龙虽然有不少解剖特征像长颈龙，但在颈椎数量方面更接近恐头龙。下列叙述错误的是( )
A.化石是研究生物进化最直接、最重要的证据，大部分化石发现于沉积岩的地层
B.隐秘细颈龙的脖子细长是自然选择的结果
C.隐秘细颈龙、长颈龙和恐头龙有相似的解剖特征反映出它们在进化上可能有共同的祖先
D.研究隐秘细颈龙、长颈龙和恐头龙的形态特征等属于胚胎学和细胞及分子水平方面的证据
【答案】D
2.(2024·广东阶段练习)下表是人、黑猩猩、恒河猴与兔四种哺乳动物编码血红蛋白基因的部分DNA碱基序列，下列说法错误的是( )
物种 血红蛋白编码基因部分序列
人 5′－TGACAACA_GTTAGAG_TGTCCGAGGACCAACAGATGGGTACCTGGCTC－3′
黑猩猩 5′－TCACGACA_GTTAGAG_TGTCCGAGGACCAACAGATGGGTACCTGGCTC－3′
恒河猴 5′－TGACGACAAGTTAGAG_TGTCCGAGGACCAACAGATGGGTACCTGGCTC－3′
兔 5′－TGGTGACAAGACAGAGATATCCGAGGACCAGCAGATAGGTACCTGGCTC－3′
A.表中数据表明人与猩猩、恒河猴及兔的血红蛋白基因中的碱基序列有一定的相似性
B.人和黑猩猩的亲缘关系比人与恒河猴的亲缘关系近
C.提取上述哺乳动物红细胞的DNA通过DNA测序技术可以比较不同生物的基因序列
D.血红蛋白在上述四种哺乳动物中的作用都是运输氧气，说明不同生物之间具有共同的代谢特征
【答案】C
考点2 基因频率和基因型频率的计算
1.根据定义计算基因频率和基因型频率
(1)当等位基因位于常染色体上时(以A、a为例)
AA基因型频率＝×100%
A基因频率＝×100%
＝×100%
a基因频率＝×100%
＝×100%
(2)当等位基因位于X染色体上时(以XB、Xb为例)
XBXb基因型频率＝×100%
XB基因频率＝×100%
＝×
100%
Xb基因频率＝×100%
＝×
100%
2.根据基因型频率计算基因频率
(1)常染色体上基因频率的计算(以A、a为例)
方法一：将基因型频率的百分号去掉转化为基因型的个数，利用公式进行计算。
方法二：直接利用基因型频率计算。
基因频率＝该基因纯合子的基因型频率＋1/2杂合子的基因型频率，例如：
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
(2)X染色体上基因频率的计算
最简便、最准确的方法是将基因型频率百分号去掉转化成基因型数量进行计算。
3.根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率
(1)适用条件
①种群足够大；
②种群个体间的交配是随机的；
③没有突变产生；
④种群之间不存在个体的迁移；
⑤没有自然选择。
这种条件下，各等位基因的基因频率和基因型频率在一代代遗传中都是稳定不变的，或者说保持着遗传平衡状态。
(2)计算公式
①当等位基因只有两个(A、a)时，用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。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。
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aa＝x%→→
通过基因频率和基因型频率的计算，考查科学思维
1.某小鼠群体中，A＋、A和a互为等位基因，该种群基因型及个体数如下表。下列说法错误的是( )
基因型 A＋A＋ A＋A A＋a AA Aa aa
个体数 100 200 300 100 200 100
A.A＋的基因频率是35%
B.A＋、A、a是基因突变的结果
C.A＋和A的根本区别是碱基序列不同
D.该小鼠群体所有的A＋、A、a基因，构成小鼠的基因库
【解析】D 由题表信息可知，该小鼠种群共有1 000个个体，则该等位基因共有2 000个，其中A＋基因共有100×2＋200＋300＝700(个)，所以A＋的基因频率为700÷2 000×100%＝35%，A正确；A＋、A和a互为等位基因，是基因突变的结果，B正确；等位基因间的根本区别是碱基的排列顺序不同，C正确；小鼠种群全部个体的全部基因才能构成小鼠的基因库，D错误。
2.(2024·长沙市一中月考)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。现在一个处于遗传平衡的大熊猫种群中，雌雄数量相等，且雌雄之间可以自由交配，若该种群中B的基因频率为60%，b的基因频率为40%，则下列有关说法错误的是( )
A.大熊猫种群中全部的B和b不能构成大熊猫种群的基因库
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频率的定向改变
C.若该对等位基因位于常染色体上，该种群自由交配一代后Bb基因型频率为48%
D.若该对等位基因只位于X染色体上，则XbXb、XbY的基因型频率分别为16%、40%
【解析】D 该种群中B的基因频率为60%，b的基因频率为40%，若该对等位基因只位于X染色体上，则XbXb在雌性中基因型频率＝b基因频率的平方＝16%，在群体中占8%；XbY在雄性中的基因型频率＝b的基因频率＝40%，在群体中占20%，D错误。
3.(2024·福建月考)囊性纤维化(CF)是由位于7号染色体的CF基因突变引起的隐性遗传病，在北欧人群中，每2 500个新生儿出现一病例。一对正常夫妇先后生育一个正常男孩、一个CF女孩，该正常男孩与一正常女孩结婚后生育新生儿出现CF的概率是( )
A.1/150 B.1/153
C.2/150 D.2/153
【解析】B 设a基因控制CF性状。根据题意，人群中CF的患病概率为1/2 500，则a＝1/50，A＝49/50，则在北欧正常人群中CF突变等位基因携带者的比例等于Aa/(AA＋Aa)＝(2×A×a)/(A×A＋2×A×a)＝2a/(A＋2a)＝(2×1/50)/(49/50＋2×1/50)＝2/51。该正常男孩基因型为1/3AA或2/3Aa，正常女孩基因型为49/51AA或2/51Aa，二人婚后生育CF患儿的概率为2/3×2/51×1/4＝1/153。
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
以人类红绿色盲为例，相关基因用B、b表示：
(1)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(都约为7%)
(3)
考点3 地理隔离与生殖隔离的比较
名称 地理隔离 生殖隔离
区别 同一种生物由于地理上的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。群体生活在不同的栖息地，彼此不能相遇，阻碍了生物的自由迁移、交配、基因交流，最后就形成独立的种群 生殖隔离是指由于各方面的原因，不同类群之间在自然条件下无法交配，即使能交配也不能产生后代或不能产生可育后代的现象
联系 同一物种在不同地理环境下产生地理隔离，经过长时间的地理隔离，彼此发生变化，产生生殖隔离。新物种的形成不一定会经过地理隔离，但一定会经过生殖隔离。生殖隔离是物种形成的标志
通过地理隔离与生殖隔离的比较，考查科学思维
(2024·北京期末)调查发现，二型叶棘豆有3种叶表型：1小叶、1～3小叶、3小叶。其近源种内蒙古棘豆全为1小叶，山泡泡全为5～13小叶，前者与二型叶棘豆生活区域较远，后者与二型叶棘豆生活居群有交叉区域。关于二型叶棘豆，以下推论错误的是( )
A.二型叶棘豆叶型不同可能是由基因突变所致
B.地理隔离使内蒙古棘豆与二型叶棘豆无法进行基因交流
C.不同叶型的二型叶棘豆均能适应当地环境
D.二型叶棘豆和山泡泡之间不存在生殖隔离
【解析】D 二型叶棘豆叶型不同可能是由基因突变所致，因为基因突变会产生新基因进而产生新的表现类型，A正确；二型叶棘豆和内蒙古棘豆属于近缘物种，地理隔离使内蒙古棘豆与其无法进行基因交流，B正确；二型叶棘豆有3种叶表型：1小叶、1～3小叶、3小叶，它们均能在当地出现，说明均能适应当地环境，C正确；二型叶棘豆和山泡泡属于不同的物种，它们之间存在生殖隔离，D错误。
考点4 物种形成与生物进化
1.物种形成与生物进化的比较
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新物种的形成是长期进化的结果
2.物种形成的三大模式比较
围绕生物进化与物种形成，考查进化与适应观
1.黄刺尾守宫是主要分布在非洲西北部的一种蜥蜴，其黄刺颜色鲜艳，当遇到敌害时尾部还能够喷射出难闻的黏液，吓退敌害，这些特征都利于它们很好地适应当地环境。下列叙述正确的是( )
A.若黄刺尾守宫能与普通蜥蜴交配且产生后代，说明它和普通蜥蜴属于同一物种
B.黄刺尾守宫独特的形态特征是长期不定向自然选择的结果
C.黄刺尾守宫种群基因型频率发生改变就意味着该种群发生了进化
D.不同蜥蜴种群间基因库的差异越来越大最终会导致生殖隔离
【答案】D
2.同一种生物由于地理上的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称为地理隔离。海洋、大片陆地、高山和沙漠等都可能成为障碍，阻止生物的自由迁移、交配、基因交流，久而久之它们的基因库差异较大，从而成为两个新的物种，如图为新物种产生的过程。下列相关叙述错误的是( )
A.新物种的形成一般需在地理隔离的基础上形成生殖隔离
B.图中新种与母群之间的基因库不再具有任何相同的基因
C.若母群中离群的个体能及时回归，则不会进化出新的物种
D.决定该种群进化方向的是自然选择而不是突变和基因重组
【答案】B
考点5 协同进化与生物多样性的形成
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 种间互助 某种兰花和专门 给它传粉的蛾
种间 斗争 捕食 猎豹和斑马
寄生 黏液瘤病毒和兔子
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→厌氧生物→光合生物出现→空气中有氧气→出现好氧生物
2.生物多样性形成的原因分析
(1)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下图的形式描述：
(2)生物多样性形成的原因分析
①从分子水平看
②从进化角度看：物种多样性与生态系统多样性主要是生物的不定向变异与定向选择在进化过程中共同作用的结果。
结合协同进化与生物多样性的形成，考查进化与适应观
1.1973年，有位进化生物学家针对物种进化提出了红皇后假说：一个物种的任何进化可能构成对其他相关物种的竞争压力，物种之间的关系构成了驱动进化的动力。所以，物种之间的进化保持着一种动态的平衡。下列对红皇后假说的理解，正确的是( )
A.即使无机环境没有改变，生物也会进化
B.协同进化就是指生物之间的相互影响
C.各物种之间的协同进化与环境无关
D.一个生物的进化会促使其他各种生物发生进化
【解析】A 协同进化是指不同生物之间及生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，物种之间的协同进化与环境有关，B、C错误；若该种群的进化未改变与其他种群的关系，也没有构成对其他相关物种的竞争压力，可能不会促使其他种群发生进化，D错误。
2.(2024·河北月考)恐吓、威胁、虚张声势等是动物常见的争斗行为，这些行为通常是温和而有节制的，并非代价惨重、你死我活的。下列叙述错误的是( )
A.种内的争斗行为有利于种群的发展
B.选择压力诱导动物产生与恐吓、威胁等行为有关的基因突变
C.自然选择使动物的多数争斗行为朝向有节制的方向进化
D.物种间有节制的争斗行为是生物间协同进化的结果
【答案】B
1.(2024·吉林卷)鲟类是最古老的鱼类之一，被誉为鱼类的“活化石”。我国学者新测定了中华鲟、长江鲟等的线粒体基因组，结合已有信息将鲟科分为尖吻鲟类、大西洋鲟类和太平洋鲟类三个类群。下列叙述错误的是( )
A.鲟类的形态结构和化石记录可为生物进化提供证据
B.地理隔离在不同水域分布的鲟类进化过程中起作用
C.鲟类稳定的形态结构能更好地适应不断变化的环境
D.研究鲟类进化关系时线粒体基因组数据有重要价值
【解析】C 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，化石是研究生物进化最直接、最重要的证据，所以鲟类的形态结构和化石记录可为生物进化提供证据，A正确；地理隔离是指同一种生物由于地理上的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，不同的地理环境可以对生物的变异进行选择，进而影响生物的进化，故地理隔离在不同水域分布的鲟类进化过程中起作用，B正确；群落中出现可遗传的有利变异和环境的定向选择是适应环境的必要条件，故鲟类稳定的形态结构不能更好地适应不断变化的环境，C错误；不同生物的DNA等生物大分子的共同点，可以揭示生物有着共同的原始祖先，其差异的大小可以揭示当今生物种类亲缘关系的远近，故研究鲟类进化关系时线粒体基因组数据有重要价值，D正确。
2.(2024·安徽卷)下图是甲与其他4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地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】D 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，5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。
3.(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( )
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】C 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。
4.(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( )
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】A 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＝16.25%，A符合题意。
5.(2024·湖北卷)研究发现，某种芦鹀分布在不同地区的三个种群，因栖息地环境的差异导致声音信号发生分歧。不同芦鹀种群的两个和求偶有关的鸣唱特征，相较于其他鸣唱特征有明显分歧。因此推测和求偶有关的鸣唱特征，在芦鹀的早期物种形成过程中有重要作用。下列叙述错误的是( )
A.芦鹀的鸣唱声属于物理信息
B.求偶的鸣唱特征是芦鹀与栖息环境之间协同进化的结果
C.芦鹀之间通过鸣唱形成信息流，芦鹀既是信息源又是信息受体
D.和求偶有关的鸣唱特征的差异，表明这三个芦鹀种群存在生殖隔离
【答案】D
6.(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.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.物种的形成过程实质上是种间生殖隔离建立的过程
【答案】A
7.(2024·河北卷)为控制地中海沿岸某陆地区域蚊子的数量，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( )
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】B 据图可知，与距海岸线20 km以外相比，区域A中Est基因频率较高，说明每年在距海岸线0～20 km范围内(区域A)喷洒杀虫剂，对该种蚊子进行了定向选择，Est基因频率增加，即发生了定向改变，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邻近区域的迁入和迁出导致，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。
利福平具有广谱抗菌作用，是治疗结核病的常用药物。研究人员调查了某医院连续4年
利福平在结核病患者中的人均用量，以及从患者体内分离得到的结核杆菌对利福平的耐药率变化，调查结果如下表。回答下列问题：
年份 第1年 第2年 第3年 第4年
患者利福平的人均使用量/g 0.074 0.120 0.140 0.190
结核杆菌对利福平的耐药率% 2.60 6.11 10.90 25.50
(1)结核杆菌耐药性变异最可能来源于__________。
(2)由表可知，随着利福平使用量的增加，结核杆菌的耐药性逐年升高。从进化的角度分析，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)为研究利福平对结核杆菌的选择作用，研究者取结核杆菌菌液均匀涂布在固体培养基上，并将平板划分为3个大小一致的区域，各放入一个经利福平处理的相同圆纸片，适宜条件下培养2 d，观察结果(如图)，统计抑菌圈的直径。
①挑取该平板上__________(填位置)的菌落，配成菌液，如此重复几代，发现随着培养代数增加，抑菌圈直径逐渐变______(填“大”或“小”)。
②该实验在设计上不够严密，你认为应该如何进行完善？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】(1)基因突变 (2)结核杆菌本身存在抗药性的差异，而利福平对结核杆菌进行了选择，使结核杆菌群体中耐药菌生存和繁殖机会增加，耐药基因频率逐渐升高 (3)抑菌圈边缘 小 平板需增加一个区域，放入一个不用抗生素处理的圆纸片
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