第1节 生物有共同祖先的证据
导学 聚焦 1.基于化石的直接证据，认同当今生物具有共同的祖先。 2.运用比较解剖学、胚胎学、细胞生物学和分子生物学等间接证据，说明当今生物具有共同的祖先
知识点（一） 地层中陈列的证据——化石
1.达尔文的生物进化论
2.地层中陈列的证据——化石
3.判断下列说法是否正确
（1）生物的遗物或生活痕迹也可能形成化石。（ √ ）
（2）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。（ √ ）
（3）较晚形成的地层中，没有较简单、较低等的生物化石。（ × ）
提示：较晚形成的地层中，出现的生物化石较复杂、较高等，但也有较简单、较低等的生物化石。
（4）我国发现的大量的恐龙蛋化石是遗迹化石。（ × ）
提示：恐龙蛋化石是遗物化石。
探讨 分析化石证据对共同由来学说的支持
1.根据教材“地层中有大量化石的示意图”及“思考·讨论”中的资料，回答下列问题：
（1）为什么说化石是研究生物进化的最直接证据？
提示：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，它记录着地球和生物进化的历史。
（2）化石在地质层中的分布有何规律？支持达尔文的共同由来学说吗？
提示：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。支持共同由来学说。
（3）科学家推测鸟类起源于恐龙的依据是什么？
提示：赫氏近鸟龙化石显示其身体骨架与恐龙非常接近，其骨架周围有清晰的羽毛印痕，后肢发达，说明鸟类起源于恐龙。
（4）少女露西的骨骼化石与黑猩猩和人类骨骼结构的比较，支持人猿共祖说吗？
提示：支持。说明人类起源于古代的猿类，有共同的祖先。
2.下图是科学家在地层中发现的未被破坏的沉积岩石层的次序，图中Ⅱ层中有物种A的化石，Ⅰ层中有物种B的化石。
（1）比较物种A与物种B的重要差异。
提示：物种A比物种B出现时间晚，在结构上物种A比物种B复杂，在进化地位上物种A比物种B高等。
（2）在Ⅱ层里能否找到物种B的化石？为什么？
提示：有可能。物种B出现时间早，可能已经灭绝，也可能是部分物种B变异后逐渐进化为物种A，还可能是物种B一直适应环境，直到物种A出现时仍然存在。
（3）沉积岩中的化石有什么规律和特点？
提示：沉积岩中的化石记录着地球和生物进化的历史，越古老的地层中，出现的生物越低等、越简单，越晚近的地层中，出现的生物越高等、越复杂。
1.化石的种类
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，主要包括以下几种类型：
（1）遗体化石：是指古代生物的遗体被埋藏并在自然作用下形成的化石，如动物的骨骼化石。
（2）遗迹化石：是指古代生物活动或存在过的痕迹化石，其中最主要的是足迹。
（3）遗物化石：是指古代动物的粪便、卵（蛋）以及人类祖先使用的工具等。
2.化石是研究生物进化最直接、最重要的证据
1.某一化石采集队，在甲、乙、丙三个不同地层内挖掘到许多化石。记录清单如下：甲地层（恐龙蛋、始祖鸟、龟）；乙地层（马、象牙、犀牛）；丙地层（三叶虫、乌贼、珊瑚虫）。这些地层依地质年代远近排列应是（ ）
A.甲、丙、乙 B.乙、甲、丙
C.丙、甲、乙 D.乙、丙、甲
解析：C 甲地层如始祖鸟，属于古代爬行类向鸟类进化的过渡类，动物较高等，因此地质年代较近；乙地层的马、象等属于哺乳动物，最高等，因此地质年代最近；丙地层中的珊瑚虫属于腔肠动物，乌贼属于软体动物，都是低等动物，因此地质年代最远，C正确。
2.地层中陈列着进化的证据——化石，下列有关叙述正确的是（ ）
A.在地质年代较近的地层中不能找到低等生物的化石
B.化石就是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体
C.利用化石不能确定地球上曾经生活过的生物的行为特征
D.化石在地层中出现的位置可以揭示它们的相对年代
解析：D 有些低等生物至今仍然存在，因此在地质年代较近的地层中也可能找到低等生物的化石，A错误；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，B错误；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，C错误。
知识点（二） 当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
1.当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
2.判断下列说法是否正确
（1）通过对比不同物种的基因序列，可推断不同物种的进化关系。（ √ ）
（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）鲸的鳍和人的上肢功能相同，骨骼结构相似，说明鲸和人有着共同的原始祖先。（ × ）
提示：鲸的鳍和人的上肢功能不同。
（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。（ × ）
提示：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，但有的结构和功能相似，这说明这些哺乳动物是由共同的原始祖先进化来的。
（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。（ × ）
提示：当今生物有着共同的原始祖先。
（6）所有生物都由细胞组成，且不同生物的细胞有着共同的物质基础和结构基础。（ × ）
提示：病毒没有细胞结构。
探讨 分析生物进化其他方面的证据
1.结合图示回答下列有关问题：
（1）蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢与人的上肢骨骼相比，在结构上有相似之处，而且排列顺序也基本一致，这说明了 生物之间存在一定的亲缘关系，它们可能都是由共同的原始祖先进化而来的 。
（2）这四种前（上）肢内部结构模式非常一致，但功能迥异，在形态上差别也很大，这说明 结构与功能相适应 。
2.如图为三种脊椎动物和人的胚胎发育不同时期的比较。
（1）图中显示，四种生物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段，在结构上也均有尾，这说明了什么？
提示：说明它们有共同的祖先。
（2）到了胚胎发育晚期，人的尾消失，这又说明了什么？
提示：到了胚胎发育晚期，它们的形态、结构趋于不同，说明这些生物在不同的环境中向着不同的方向进化。
不同生物在细胞和分子水平上的相同或相似之处的总结
（1）细胞水平：不同的细胞都有细胞膜、细胞质、核糖体等结构。
（2）分子水平
①不同的细胞绝大多数生命活动所需的能量都是由ATP直接提供。
②生物的遗传物质都是核酸。
③生物都共用一套遗传密码。
④遗传信息的传递都遵循中心法则，传递的过程中都遵循碱基互补配对原则。
1.达尔文的进化论中提出了共同由来学说，指出地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的。在当今生物上能找到支持该学说的证据，下列哪项不属于当今生物为此提供的证据（ ）
A.蝙蝠的翼、鲸的鳍内部都有肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨
B.人在胚胎发育早期会出现鳃裂和尾
C.人与黑猩猩细胞中细胞色素c所含氨基酸序列没有差异
D.318万年前少女露西的上肢骨结构与黑猩猩的相似，适合攀缘
解析：D 蝙蝠的翼、鲸的鳍内部都有肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨，属于比较解剖学的证据，支持生物有共同的祖先，A正确；人在胚胎发育早期会出现鳃裂和尾，脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段，这个证据支持了人和其他脊椎动物有共同祖先的观点，B正确；人与黑猩猩细胞中细胞色素c所含氨基酸序列没有差异，从细胞水平上说明生物有共同祖先，C正确；D项属于化石提供的证据，不属于当今生物进化的印迹，D错误。
2.人的血红蛋白β链由146个氨基酸组成，比较不同种动物与人类血红蛋白β链的区别，结果如表所示。下列相关叙述错误的是（ ）
动物种类 短尾猿 狗 鸟 青蛙 七鳃鳗
氨基酸不同的数目 8 32 45 67 125
A.短尾猿与人类亲缘关系最近
B.该数据为生物进化提供了细胞和分子水平的证据
C.不同种动物的血红蛋白运输氧气能力不同
D.氨基酸不同与DNA碱基排列顺序没有关系
解析：D 与表中的其他动物相比，短尾猿与人类的血红蛋白β链氨基酸不同的数目最少，说明短尾猿与人类亲缘关系最近，A正确；血红蛋白属于大分子物质，该数据为生物进化提供了细胞和分子水平的证据，B正确；不同种动物中组成血红蛋白的氨基酸存在差异，说明不同种动物的血红蛋白的结构也存在差异，根据“结构与功能相适应”可知，它们的功能（运输氧气能力）会有不同，C正确；不同种动物血红蛋白的氨基酸不同的根本原因是基因（DNA）中碱基的排列顺序不同，D错误。
（1）达尔文的生物进化论的两大学说是 共同由来学说和自然选择学说 。
（2）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 。
（3）生物进化的顺序是 由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生 。
1.下列叙述中的各类物体，不属于化石的是（ ）
A.在河南西峡盆地发现的恐龙蛋 B.古代墓穴中发掘的木乃伊
C.德国巴伐利亚发现的始祖鸟化石 D.湖北夷陵地区发现的“夷陵虫”蠕动的痕迹
解析：B 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，题中A、C、D三项所述的物体分别属于生物的遗物、遗体和生活痕迹形成的化石，古墓中发掘的木乃伊是经过人为处理的干尸，不属于化石，B符合题意。
2.如图所示的地层中发现了A、B两种生物化石，下列观点正确的是（ ）
A.物种A是由物种B进化来的 B.物种A可能比物种B结构复杂
C.物种A的个数比物种B多 D.物种A比物种B体型大
解析：B 由题图可以看出，物种A形成化石的地层比物种B形成化石的地层晚，在越晚形成的地层里，成为化石的生物越复杂、越高等，反之则越简单、越低等。各类生物化石在地层里按一定顺序出现，并不能说明物种A由物种B进化而来，也不能证明两个物种的数量多少和个体的大小。
3.有很多事实能够作为支持生物进化学说的证据。如图所示，这些生物体在解剖结构上具有明显的相似之处，对这些相似之处和生物进化的解释，不合理的是（ ）
A.这些生物体具有共同的原始祖先
B.这些相似的结构被称为同源器官
C.这些证据被称为比较解剖学证据
D.这些相似之处表明变异是定向的
解析：D 同源器官反映出生物之间存在着一定的亲缘关系，说明凡是有同源器官的生物都是由共同的祖先进化而来的，A正确；人的上肢，江豚的鳍，蝙蝠的翼等，它们的形态和功能都不相同，但内部结构却基本上一致，说明它们属于同源器官，同源器官被称为比较解剖学证据，B、C正确；变异是不定向的，D错误。
4.（2024·湖南株洲高一月考）达尔文的生物进化论主要由两大学说组成：共同由来学说和自然选择学说。前者指出地球上所有生物都是由原始的共同祖先进化来的。下列不能作为支持这一论点证据的是（ ）
A.所有生物共用一套遗传密码
B.细胞内都有ATP与ADP相互转化的能量供应机制
C.人与黑猩猩基因组的差异只有3％
D.细胞学说中“细胞分裂产生新细胞”的观点
解析：C 人与黑猩猩基因组的差异只有3％，只能说明人与黑猩猩亲缘关系较近，C符合题意。
5.细胞色素c是细胞中普遍含有的一种蛋白质，约有104个氨基酸。下表为不同生物与人的细胞色素c氨基酸序列的差异，请分析回答下列问题：
生物名称 黑猩猩 猕猴 狗 鸡 金枪鱼 天蚕蛾 链孢霉 酵母菌
氨基酸差异/个 0 1 11 13 21 31 43 44
（1）生物进化的证据有化石、 比较解剖学证据 、 胚胎学证据 以及 细胞和分子水平的证据 ，生物进化的顺序是 由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生 。
（2）由表可知，人和 黑猩猩 的亲缘关系最近，原因是 二者的细胞色素c的氨基酸序列无差异 。
（3）表中生物均有细胞色素c，这一事实说明 当今生物有着共同的原始祖先，生物之间都具有一定的亲缘关系 。
解析：（1）生物进化的证据有化石、比较解剖学证据、胚胎学证据以及细胞和分子水平的证据。化石是研究生物进化最直接、最重要的证据，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，且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）人和黑猩猩的细胞色素c的氨基酸序列无差异，表明人和黑猩猩的亲缘关系最近。（3）表中生物均有细胞色素c，这一事实说明当今生物有着共同的原始祖先，生物之间都具有一定的亲缘关系。
知识点一 地层中陈列的证据——化石
1.根据生物进化的顺序，推测地球上最先出现的生物化石应该是（ ）
A.单细胞细菌 B.多细胞水螅
C.低等多细胞藻类植物 D.高等多细胞被子植物
解析：A 根据生物进化的顺序，由低等到高等、由简单到复杂可知，单细胞细菌结构最简单、最低等。
2.下列不属于化石证据支持共同由来学说的是（ ）
A.形成越早的地层中化石生物越低等、结构越简单，揭示了生物进化的顺序
B.赫氏近鸟龙化石的身体骨架与恐龙非常接近，是鸟类起源于恐龙的有力证据
C.318万年前少女露西的骨骼化石与黑猩猩相似，这一证据支持人猿共祖
D.人与蝙蝠、鲸和猫的骨骼结构有很大共同点，这一证据说明它们来自共同祖先
解析：D 人与蝙蝠、鲸和猫的骨骼结构有很大共同点，这一证据属于比较解剖学证据，不属于化石证据，D符合题意。
3.生物化石是证明生物进化的最重要、最直接的证据，其根本原因是（ ）
A.化石是保存在地层中的生物遗体、遗物或生活痕迹
B.各类不同生物化石在不同地层出现有一定的顺序
C.化石能再现生物的结构和生物环境
D.化石里的生物是现在生物的原始祖先
解析：B 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，可反映当时生物的形态、结构和生活，但不能说明化石是证明生物进化的最重要、最直接的证据的根本原因，A、C不符合题意；各类不同生物化石在不同地层出现有一定的顺序，越古老地层中出现的生物化石越低等，是证明生物进化的最重要、最直接的证据的根本原因，B符合题意；化石里的生物不一定是现在生物的原始祖先，D不符合题意。
4.（2024·黑龙江牡丹江一中高一期末）化石是研究生物进化的重要证据。以下化石研究的结论或方法，错误的是（ ）
A.从植物化石可推测它们的形态、结构和分类地位
B.从动物牙齿化石可推测它们的饮食情况
C.大部分化石发现于岩浆岩的地层
D.生物进化遵循由低等到高等的规律
解析：C 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，例如从动物的牙齿化石可推测它们的饮食情况，从动物的骨骼化石推测其体型大小和运动方式，从植物化石可推测它们的形态、结构和分类地位等等。因此，化石是研究生物进化的最直接、最重要的证据，A、B正确；大部分化石发现于沉积岩的地层，C错误；生物进化遵循由低等到高等、由简单到复杂的规律，D正确。
知识点二 生物进化其他方面的证据
5.下图是三种脊椎动物前肢和人的上肢骨骼比较的示意图。他们的内部结构模式高度一致，这一事实为生物进化论提供的证据属于（ ）
A.化石证据 B.比较解剖学证据
C.胚胎学证据 D.细胞和分子水平的证据
解析：B 通过比较解剖学分析人的上肢、鲸的鳍、猫的前肢、马的前腿可知，它们都由同种类型的骨骼组成，这说明它们具有共同的祖先，但因生活在不同环境中，向着不同的方向进化发展，其结构适应于不同的生活环境，故产生形态上的差异，这是生物具有共同祖先在比较解剖学上的证据，B正确，A、C、D错误。
6.运用证据和逻辑进行推测是研究生物进化最为有效的方法。下列有关进化证据的叙述错误的是（ ）
A.研究不同地层的古生物化石可以推测生物进化的路线，这是最直接的证据
B.不同生物的细胞色素c的氨基酸序列存在差异，这否定了生物有共同的祖先
C.人和黑猩猩的基因组序列差异只有3％，这属于分子水平的证据
D.人和鱼的胚胎发育早期都出现鳃裂和尾，这属于胚胎学证据
解析：B 化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活遗迹等，生物化石是进化过程中最直接的证据，A正确；亲缘关系越近，细胞色素c中氨基酸序列差异越小，因此比较真核细胞内的细胞色素c中氨基酸序列的差异性大小，可以推测生物之间的亲缘关系，B错误；分子水平的证据为不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子，既有共同点，又存在差异性，故人和黑猩猩的基因组序列差异只有3％，这属于分子水平的证据，C正确；胚胎学是研究动植物的胚胎形成和发育过程的学科，比较发现人和鱼的胚胎发育早期都出现鳃裂和尾，属于胚胎学证据，D正确。
7.（2024·河北秦皇岛高一月考）化石证据有助于研究生物的进化，比较解剖学、胚胎学以及细胞和分子水平的研究，都为生物进化的有关研究提供了有力的支持。下列叙述错误的是（ ）
A.比较人的上肢、鲸的鳍和蝙蝠的翼，发现它们有共同特点，这属于细胞水平的证据
B.鱼类终生存在的鳃裂在人胚胎发育的早期也出现过，这属于胚胎学证据
C.已经发现的大量化石证据等证实了不同的生物是由共同的祖先逐渐进化而来的
D.在生物进化的诸多证据中，化石证据是研究进化最直接、最重要的证据
解析：A 比较人的上肢、鲸的鳍和蝙蝠的翼，发现它们有共同特点，这属于比较解剖学的证据，A错误；人胚胎发育的早期出现过鳃裂，属于胚胎学证据，B正确；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，C正确；化石是研究生物进化最直接、最重要的证据，D正确。
8.2022年诺贝尔生理学或医学奖授予斯万特·帕博，他从化石中提取古生物DNA进行测序，绘制了尼安德特人基因组草图，分析了现代人类和已灭绝古代人类的基因差异，在关于已灭绝人类基因组和人类进化的发现方面做出了突出贡献。下列叙述错误的是（ ）
A.测定现代人类和已灭绝古代人类基因的核苷酸序列，可为生物进化提供分子水平证据
B.不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的差异可揭示物种亲缘关系的远近
C.化石是保存在地层中的古地质年代的动植物遗体，是研究生物进化的间接证据
D.现代人类和已灭绝古代人类的基因存在差异的原因之一是变异具有随机性、不定向性
解析：C 测定现代人类和已灭绝古代人类基因的核苷酸序列，是分子水平上的研究，是生物进化的分子水平证据，A正确；不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子，既有共同点，又存在差异性，不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的差异可揭示物种亲缘关系的远近，亲缘关系越近，则DNA序列和蛋白质中氨基酸序列相似度越高，B正确；化石是研究生物进化最重要的、最直接的证据，因为化石是保存在地层中的古生物的遗体、遗物或生活遗迹，直接说明了古生物的结构或生活习性，C错误；变异具有随机性、不定向性，而自然选择是定向的，故导致现代人类和已灭绝古代人类的基因存在差异，D正确。
9.（2024·湖北重点高中联盟联考）DNA分子杂交技术可比较不同种生物DNA分子的差异。将来自不同种生物的两条DNA单链进行杂交，两种生物的DNA分子碱基序列越相似，形成杂合双链区的部位就越多。某人用甲、乙、丙三种生物的DNA单链进行杂交实验，结果如图所示。据图判断，下列叙述正确的是（ ）
A.游离的单链所对应的原物种DNA片段均不含遗传信息
B.游离区域的两条链控制合成的氨基酸序列一定不同
C.甲与乙的亲缘关系比甲与丙的亲缘关系远
D.甲与丙的亲缘关系比乙与丙的亲缘关系近
解析：C 游离的单链所对应的原物种DNA片段可能含有遗传信息，A错误；密码子具有简并性，所以虽然游离区域的两条链的碱基序列不同，但表达出的氨基酸序列可能相同，B错误；甲与乙形成的游离区域比甲与丙的多，故甲与乙的亲缘关系比甲与丙的亲缘关系远，C正确；甲与丙形成的游离区域比乙与丙形成的游离区域多，故甲与丙的亲缘关系比乙与丙的亲缘关系远，D错误。
10.（2024·山东滨州一中高一月考）请回答与生物进化有关的问题：
（1）在分子生物学方面，可以通过比较不同物种生物的 DNA 、碱基序列、 蛋白质 来判断亲缘关系远近。比较DNA时，可通过DNA-DNA杂交技术了解两种生物基因组的 相似程度 ，从而判断出它们之间亲缘关系的远近，由于DNA测序技术的进步和普及，人们可直接对比不同物种的 碱基序列 ，从而推断出物种之间的进化关系。在蛋白质分子方面，如果两种生物由共同祖先分歧后经过的时间越长，它们的蛋白质 发生改变的可能性 就越大。因此，可以根据两种生物的相应蛋白质中 观察到的差异大小 来判断亲缘关系的远近。
（2）运用下图提供的各种动物DNA的碱基顺序与人类相比较的数据以及所学知识，回答下面的问题：
①与人类亲缘关系最密切的灵长类动物是 黑猩猩 。为什么？ 因为黑猩猩的碱基序列与人类的最相似 。
②解释为什么黑猩猩、人类和大猩猩能产生具有相同氨基酸序列的酶和激素？ 因为黑猩猩、人类和大猩猩的基因的碱基序列绝大多数相同，所以能产生具有相同氨基酸序列的酶和激素。其原理是基因的碱基序列→氨基酸序列→蛋白质（酶、激素等）种类 。
解析：（1）在分子生物学方面，可以通过比较不同物种生物的DNA、碱基序列、蛋白质来判断亲缘关系远近。随着 DNA 测序技术的进步和普及，通过比对不同生物的碱基序列，便可推断生物之间的亲缘关系。另外，还可运用 DNA-DNA 分子杂交技术比较不同生物DNA 序列的相似性，进而判断不同生物的亲缘关系。比较DNA的方法：DNA-DNA杂交技术，将两种生物的DNA单链混合后进行分子杂交， 来自不同物种的DNA单链可能发生部分互补配对。测定杂种DNA的熔解温度（Tm），了解两种DNA的相似性程度。所以通过DNA-DNA杂交技术可以了解两种生物基因组的相似程度，从而判断出它们之间亲缘关系的远近， 了解两个物种的共同祖先生活在距今多远的年代里。由于DNA测序技术的进步和普及，人们可直接对比不同物种的碱基序列，从而推断出物种之间的进化关系。在蛋白质分子方面，如果两种生物由共同祖先分歧后经过的时间越长，它们的蛋白质发生改变就越大。因此，可以根据两种生物的相应蛋白质中观察到的差异大小来判断亲缘关系的远近。（2）①据DNA的碱基序列图可知，黑猩猩的碱基序列与人类的最相似，因此黑猩猩与人类的亲缘关系最密切。②酶的化学本质：绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；人体中许多激素的化学本质也是蛋白质，蛋白质在合成时以mRNA为模板，mRNA是以DNA为模板转录产生的，因为黑猩猩、人类和大猩猩的基因的碱基序列绝大多数相同，所以能产生具有相同氨基酸序列的酶和激素。其原理是基因的碱基序列→氨基酸序列→蛋白质（酶、激素等）种类。
11.科学家成功对某块4万年前人骨的一个线粒体DNA区域进行测序，并与当今人类进行比较，揭示已灭绝古人类与当今人类之间的基因差异，还分析了其他若干来自灭绝古人类的基因组序列，并创建了一个全新的科学——古基因组学，为探究人类起源和进化的奥秘奠定了基础。图甲是用DNA测序仪测出的现代人类一个DNA分子片段上被标记脱氧核苷酸链的部分碱基排列顺序（CCAGTGCG）。下列说法错误的是（ ）
A.独特的双螺旋结构使DNA分子保持稳定，为研究生命的起源和进化保留了证据
B.根据图甲的排列顺序，推测图乙顺序对应的DNA片段含有4个鸟嘌呤脱氧核苷酸
C.若图甲中碱基序列属于线粒体，则该线粒体DNA分子具有两个游离的磷酸基团
D.线粒体只包含细胞遗传信息的一小部分但数量多，测序成功机会大
解析：C 独特的双螺旋结构使DNA的碱基排列在内部，不容易受到外界环境的干扰，保持了稳定性，不同DNA的碱基排列顺序不同，为研究生命的起源和进化保留了证据，A正确；图甲的碱基排列顺序已经解读，其顺序是CCAGTGCG，所以图中碱基序列应从上向下读，且由左至右的顺序依次是ACGT，所以图乙碱基序列为CAACTGCT，而DNA的两条链碱基互补配对，故其互补链为GTTGACGA，所以双链DNA中有4个鸟嘌呤脱氧核苷酸，B正确；线粒体DNA分子是环状的，没有游离的磷酸基团，C错误；DNA主要存在于细胞核，还可以在线粒体和叶绿体中，线粒体含有少量的遗传物质，但数量多，测序成功机会大，D正确。
12.研究者从古代尼安德特人标本中提取DNA进行测序，发现之前未知的线粒体DNA（mtDNA）序列。比较多个来自世界各地不同地区的现代人之间，以及现代人与尼安德特人、黑猩猩之间mtDNA特定序列的碱基对差异，结果如图1。下列相关叙述不合理的是（ ）
A.mtDNA的基因突变为生物进化提供原材料
B.现代人之间mtDNA的差异可能与迁徙有关
C.图1表明现代人与黑猩猩的mtDNA差异更大
D.图1结果支持绘制出图2所示的进化树
解析：D 基因突变可产生新基因，进而产生新性状，故mtDNA的基因突变为生物进化提供原材料，A正确；现代人之间的mtDNA特定序列的差异可能与迁徙有关，B正确；据图1分析可知，现代人与黑猩猩的mtDNA差异碱基对的个数多，且每个区段的百分率均较高，故表明现代人与黑猩猩的mtDNA差异更大，C正确；图2的进化树中，现代人与黑猩猩的亲缘关系更近，其mtDNA特定序列的差异应更小，与图1结果不符，D错误。
13.（2024·广东梅州高一月考）根据化石中某种元素与其放射性同位素的比例可测算化石的形成年代。238U衰变为206Pb的半衰期为45亿年，14C衰变为12C的半衰期为5 730年。科研人员在云南省罗平县发现了一件2.44亿年前的远古动物骨骼化石（如图所示），根据化石产地和指节骨较多、尖嘴长吻等与众不同的特征，将该化石动物命名为奇异罗平龙。下列相关分析中，错误的是（ ）
A.奇异罗平龙化石的发现，为生物的进化提供了最直接的证据
B.奇异罗平龙尖嘴长吻且牙齿较多，有利于提高其捕食的效率
C.奇异罗平龙的指节骨较多，有利于增加其四肢运动的灵活性
D.测定奇异罗平龙化石中14C/12C，比测定238U/206Pb能更准确测算其形成年代
解析：D 化石为生物进化提供了最直接的证据，因此奇异罗平龙化石的发现为生物的进化提供了最直接的证据，A正确；奇异罗平龙的吻端更长，牙齿数量更多，这有利于提高它们抓捕猎物的效率，B正确；奇异罗平龙的指节骨较多，可能有利于脚蹼的屈伸，增加其四肢运动的灵活性，C正确；由于14C衰变为12C的半衰期为5 730年，238U衰变为206Pb的半衰期为45亿年，而奇异罗平龙约生活在2.44亿年前，因而测定奇异罗平龙中的238U/206Pb能比14C/12C更准确测算其形成年代，D错误。
14.FoxP2是从低等真核生物到哺乳类动物细胞中都广泛存在的一种蛋白质。下表为FoxP2部分氨基酸序列在人、小鼠、中华鳖、原鸡中的对比（不同的字母代表不同的氨基酸），下列叙述错误的是（ ）
不同生物FoxP2部分氨基酸序列对比表
位点 42位 262位 276位 330位 383位 462位 485位
人 S S A N I M T
小鼠 S S A T I M T
中华鳖 T N S T I I A
原鸡 T N S T V M T
A.不同生物的细胞中普遍含有FoxP2，这为生物有共同的祖先提供佐证
B.不同生物的细胞中FoxP2氨基酸序列存在差异的根本原因是基因突变
C.据对比表分析可知人和原鸡的FoxP2上只有两个位点的氨基酸是相同的
D.表中生物在进化上与人亲缘关系最近的可能是小鼠，最远的可能是中华鳖
解析：C 不同生物的细胞中普遍含有FoxP2，表现出不同生物之间的共性，这为生物有共同的祖先提供佐证，A正确；基因中脱氧核苷酸的排列顺序决定了蛋白质中氨基酸的排列顺序，不同生物的细胞中FoxP2氨基酸序列存在差异是由于基因中脱氧核苷酸排列顺序不同，根本原因是基因突变，B正确；表中为FoxP2部分氨基酸序列在人、小鼠、中华鳖、原鸡中的对比，人和原鸡的FoxP2上在所给的序列中只有两个位点的氨基酸是相同的，其余序列可能也相同，C错误；蛋白质差异的大小揭示了当今生物种类亲缘关系的远近，表中人和小鼠所示氨基酸序列只有一个不同，人与中华鳖的氨基酸序列只有一个相同，说明与人亲缘关系最近的可能是小鼠，最远的可能是中华鳖，D正确。
15.（多选）古孢粉学是孢粉学的一个分支，是研究化石孢子花粉的形态、分类、组合分布及其进化规律的科学。孢子花粉质量轻且数量多，散布极远，各沉积地层中均可保存。下列叙述正确的是（ ）
A.最原始的化石包含了生产者、消费者、分解者的化石
B.通过分析不同地层中孢子花粉的组合可以推断植被的演变规律
C.相较于其他地层，沉积岩的地层中化石所受破坏较少，保存较为完整
D.孢子和花粉可以保存为化石的原因可能与它们有抗高温、高压的外壁有关
解析：BCD 最原始的化石中不包含生产者和消费者的化石，A错误；不同地质年代的孢子花粉化石沉积在不同地层中，科学家通过研究孢子花粉化石组合特征，就能判断当时地球生态环境，也可以推断植被的演变规律，B正确；相较于其他地层，沉积岩中的化石所受破坏较少，也较易完整保存，因此对考古学来说是十分重要的研究目标，C正确；孢子和花粉的外面有一层外壁，外壁中存在一种抗高温、高压和耐酸碱腐蚀的化学物质，所以孢子和花粉可以长久保存为化石，D正确。
16.（多选）（2024·辽宁阜新高一期末）科学家在辽宁获得了一件几乎完整的化石骨架，研究发现其特殊的前上颌骨形态和肱骨三角肌嵴都是古神翼龙科成员的典型特征。与中国翼龙属（古神翼龙科的一种）相比，它头骨更低长、鼻眶前孔上方的前上颌骨嵴突呈半圆形、鼻骨突更短。经各方面的研究后最终将其定为新物种——义县始无齿翼龙。下列说法正确的是（ ）
A.比较解剖学证据是研究生物进化的最直接的证据
B.义县始无齿翼龙和中国翼龙属可能具有共同的祖先
C.生物进化的证据仅包括比较解剖学证据和化石证据
D.通过化石可以了解已灭绝的生物的形态结构特点并推测其行为特点
解析：BD 化石是研究生物进化的最直接的证据，A错误；研究发现义县始无齿翼龙特殊的前上颌骨形态和肱骨三角肌嵴都是古神翼龙科成员的典型特征，可从比较解剖学的角度说明义县始无齿翼龙和中国翼龙属具有共同的祖先，B正确；研究生物进化最直接、最重要的证据是化石。此外，在当今生物体上可作为生物进化的证据包括比较解剖学证据、胚胎学证据、细胞和分子水平证据，C错误；化石是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，所以利用化石可以确定已经灭绝的生物的形态、结构特点，推测其行为特点，D正确。
17.DNA分子杂交技术是一种具有高灵敏度和高度特异性的研究方法，常用于分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质。
实验一：SP8噬菌体实验，从宿主细胞中分离出SP8的RNA，分别与噬菌体的2条DNA单链混合，发现只有一条DNA单链可与RNA形成杂交分子，如图1所示。
实验二：将人与黑猩猩的DNA某片段进行模拟杂交分析（用黑白两种颜色的圆珠代表A（黑）与T（白）两种碱基，用黑白两种颜色的小正方体代表G（黑）与C（白）两种碱基。按序排列，能杂交的碱基平行摆放，不能杂交的部位展开成环状，结果如图2所示）。
（1）实验一中杂交分子形成的原理是 碱基互补配对原则 ，由此可知RNA合成的模板是图中 b 链。
（2）若分析人与大猩猩之间的亲缘关系应选择大猩猩的 1 号链来进行；根据选择，人与大猩猩的DNA片段进行模拟杂交后能够得到 2 个环。
（3）根据模拟分析，人与 黑猩猩 的亲缘关系很可能更近。但仅用一个DNA片段模拟分析，是不能得出令人信服的结论的。若要分析人与黑猩猩、大猩猩之间亲缘关系的远近，分析思路应是 将人与黑猩猩、大猩猩的所有DNA分子都进行杂交，再进行分析 。
解析：（1）实验一只有一条DNA单链可与RNA形成杂交分子，该杂交分子形成的原理是碱基互补配对原则；根据碱基互补配对原则A—U，G—C，T—A，C—G可知，DNA单链可与RNA形成杂交分子的是b链，与RNA碱基互补配对，因此RNA合成的模板是b链。（2）据图可知，人的碱基序列为5'-AGGCATAAACCAACCGATTA-3'，根据碱基互补配对原则可知，应选择大猩猩的1号链；由题意“能杂交的碱基平行摆放，不能杂交的部位展开成环状”，对比人与大猩猩的碱基序列可知，两条链有两段区域不能杂交，故能形成2个环。（3）根据模拟分析可知，黑猩猩与人之间有1个杂交环，而人与大猩猩之间有2个杂交环，故得出的初步结论是人与黑猩猩的亲缘关系更近；若要分析人与黑猩猩、大猩猩之间亲缘关系的远近，可将人与黑猩猩、大猩猩的所有DNA分子都进行杂交，再进行分析。
14 / 141.显性突变和隐性突变的判断方法
（1）基因突变的两种类型
（2）突变的判定方法
1.果蝇的某个基因若发生突变，会出现纯合致死效应（胚胎致死）。下列说法错误的是（ ）
A.如果是常染色体上的隐性突变，与多对野生型果蝇杂交，后代不会出现突变型个体
B.如果是常染色体上的显性突变，一对突变型果蝇杂交后代性状分离比为2∶1
C.如果是X染色体上的隐性突变，为了探究一只雄果蝇在受到致变因素后是否发生该突变，可选野生型雌果蝇与之杂交，通过后代雌雄比来推测
D.如果是X染色体上的隐性突变，为了探究一只雌果蝇在受到致变因素后是否发生该突变，可选野生型雄果蝇与之杂交，通过后代雌雄比来推测
解析：C 如果是常染色体上的隐性突变（相应的基因用a表示），与多对野生型果蝇（AA）杂交，后代不会出现突变型个体（aa），A正确；如果是常染色体上的显性突变（相应的基因用A表示），一对突变型果蝇杂交（Aa×Aa），后代基因型及比例为AA（胚胎致死）∶Aa∶aa＝1∶2∶1，因此后代性状分离比为2∶1，B正确；如果是X染色体上的隐性突变（相应的基因用a表示），为了探究一只雄果蝇在受到致变因素后是否发生该突变，若选野生型雌果蝇（XAXA）与之杂交，无论该雄果蝇是否发生基因突变，后代雌雄比均为1∶1，因此不能通过后代雌雄比来推测，C错误；如果是X染色体上的隐性突变（相应的基因用a表示），为了探究一只雌果蝇在受到致变因素后是否发生该突变，可选野生型雄果蝇（XAY）与之杂交，若该雌果蝇未发生基因突变，即XAXA×XAY，则后代雌雄比为1∶1，若该雌果蝇发生基因突变，即XAXa×XAY，则后代雌雄比为2∶1，因此可通过后代雌雄比来推测，D正确。
2.一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变，使野生型（一般均为纯合子）变为突变型。让该雌鼠与野生型雄鼠杂交，F1的雌、雄鼠中均有野生型和突变型。由此可以推断，该雌鼠的突变为（ ）
A.显性突变
B.隐性突变
C.Y染色体上的基因突变
D.X染色体上的基因突变
解析：A 由于这只野生型雄鼠为纯合子，而突变型雌鼠有一条染色体上的基因发生突变，F1的雌、雄鼠中出现两种性状，所以该突变基因为显性基因，即该突变为显性突变，突变基因可能在常染色体上，也可能在X染色体上。
2.生物变异类型的辨析
（1）类型
根据遗传物质是否改变，变异分为可遗传的变异和不遗传的变异。
（2）关系辨析
（3）利用四个“关于”区分三种变异
①关于“互换”：同源染色体上的非姐妹染色单体之间的互换，属于基因重组；非同源染色体之间的交换，属于染色体结构变异中的易位。
②关于“缺失或增加”：DNA分子上若干基因的缺失或重复（增加），属于染色体结构变异；DNA分子上若干碱基的缺失、增添（增加），属于基因突变。
③关于变异的“质”和“量”：基因突变改变基因的质，不改变基因的量；基因重组不改变基因的质，一般不改变基因的量；染色体变异不改变基因的质，会改变基因的量或基因的排列顺序。
④关于变异与分裂方式
变异类型 变异水平 显微观察结果 细胞分裂方式
基因突变 分子水平变异 光学显微镜下 不可见 二分裂、无丝分裂、有丝分裂、减数分裂
基因重组
减数分裂
染色体变异 细胞水平变异 光学显微镜下可见 有丝分裂、减数分裂
3.如图为豌豆某条染色体部分基因的排布示意图，①②③④分别代表四个基因序列，最短的序列包括2 000个碱基对。下列相关叙述正确的是（ ）
A.如果①基因序列整体缺失，则最有可能发生了基因突变
B.如果在射线诱导下②与③发生了位置互换，则属于基因重组
C.②基因序列中的某个碱基发生替换，但未引起性状的改变，也属于基因突变
D.如果③基因序列中缺失了20个碱基对，则属于染色体结构变异
解析：C 如果①基因序列整体缺失，最有可能发生了染色体结构变异，A错误；同一条染色体上的基因排列顺序改变，属于染色体结构变异（倒位），B错误；发生在基因内部的碱基排列顺序的改变都是基因突变，但由于密码子具有简并性等，基因突变不一定会导致性状的改变，C正确；基因内部碱基缺失属于基因突变，D错误。
4.（2024·湖北宜昌高一月考）图中甲是某二倍体生物体细胞染色体组成模式图，①～⑥是细胞发生变异后的染色体组成模式图。下列叙述正确的是（ ）
A.①～⑥中发生染色体变异的是②③④⑤⑥
B.①②③的变异方式分别为基因重组、易位、倒位
C.①～⑥都能引起染色体上基因数目或排列顺序发生改变
D.甲→⑤过程可通过自交或花药离体培养来实现
解析：B 分析题图可知，①的变异方式为基因重组，②的变异方式为易位，③的变异方式为倒位，④的变异方式为染色体数目变异，⑤的变异方式为基因重组，⑥的变异方式为染色体数目变异。根据上述分析可知，图①～⑥中，②③④⑥为染色体变异，A错误，B正确；②③为染色体结构变异，染色体结构变异的结果是基因的数目或排列顺序发生变化，①④⑤⑥不能引起染色体上基因数目或排列顺序发生改变，C错误；甲自交可产生⑤，通过将甲的花药离体培养，然后用秋水仙素加倍，也可产生⑤，D错误。
3.染色体异常遗传病与减数分裂的关系
（1）常染色体在减数分裂过程中的异常分离问题
假设某生物体细胞中含有2n条染色体，在减数分裂过程中，某对同源染色体没有分开或者姐妹染色单体分开后移向同一极，导致产生含有（n＋1）条和（n－1）条染色体的配子，如下图所示。
（2）性染色体在减数分裂过程中的异常分离问题
项目 卵原细胞减数分裂异常 （精原细胞减数分裂正常） 精原细胞减数分裂异常（卵原细胞减数分裂正常）
不正常 卵细胞 不正常 子代 不正常 精子 不正常 子代
减数分裂Ⅰ 时异常 XX XXX、XXY XY XXY
O XO、YO O XO
减数分裂Ⅱ 时异常 XX XXX、XXY XX XXX
O XO、YO YY XYY
— — O XO
（3）缺失、单体和三体减数分裂形成配子的分析
项目 缺失 单体 三体
减数分裂“减半”
配子的种类与比例 A∶O＝1∶1（O表示不含有该基因） A∶O＝1∶1（O表示不含有该基因） AA∶a∶Aa∶A＝1∶1∶2∶2
5.一对表型正常的夫妇，生了一个性染色体组成为XXY的红绿色盲患儿，下列关于患者病因的分析正确的是（ ）
A.与母亲有关，减数分裂Ⅱ或减数分裂Ⅰ异常
B.与父亲有关，减数分裂Ⅰ异常
C.与父母亲都有关，减数分裂Ⅰ或减数分裂Ⅱ异常
D.与母亲有关，减数分裂Ⅱ异常
解析：D 由题意可知，父母的基因型为XBXb和XBY（设相关基因用B、b表示），则患儿的基因型为XbXbY，Xb只能来自母亲，故由含XbXb的异常卵细胞与含Y的精子结合形成，而产生含XbXb的异常卵细胞是由于母亲的次级卵母细胞在减数分裂Ⅱ过程中姐妹染色单体没有分配到两个子细胞中去，D正确。
6.如图为13三体综合征的发生原理和父母生育风险模式图，已知图中父方的13号染色体与21号染色体发生异常连接而成为一条染色体，图中仅表示出父亲产生部分精子的染色体情况。下列相关叙述正确的是（ ）
A.理论上父方减数分裂产生与图相关染色体的精子有四种
B.子代中无症状携带者发生的概率为1/4
C.子代中不会出现21三体综合征的患者
D.图中13三体患者体细胞中染色体数最多有47条
解析：B 父方的13号染色体与21号染色体发生异常连接而成为一条染色体，父方可以产生的精子种类有六种，即只含异常染色体的；含有正常13号和21号染色体的；含有正常13号和异常染色体的；只含有21号染色体的；含有21号和异常染色体的；只含有13号染色体的，A错误；分析题图可知，只含21号染色体的精子和只含13号染色体的精子与母方提供的卵子结合形成的个体不能存活，则其余四种类型的精子与母方提供的卵子结合形成的个体可以存活，其中无症状携带者概率为1/4，B正确；当精细胞中有异常染色体和正常21号染色体时，能够形成21三体综合征患者，C错误；题图中13三体患者体细胞中最多有94条染色体，D错误。
5 / 5第1课时 种群基因组成的变化
导学 聚焦 1.解释种群、基因库和基因频率的概念。 2.阐明生物进化的实质。 3.通过种群基因频率的变化，认同细菌耐药性产生与抗生素的使用有关
知识点（一） 种群、种群基因库和基因频率
1.种群的概念及特点
2.种群基因库与基因频率
3.判断下列说法是否正确
（1）一个池塘中全部的鱼是一个种群。（ × ）
提示：一个池塘中有多种鱼，一个池塘中全部的鱼不能构成一个种群。
（2）种群是生物进化和繁殖的基本单位。（ √ ）
（3）种群是生物进化的基本单位，自然选择的直接选择对象是个体的表型。（ √ ）
（4）一个种群中某基因占所有基因数的比值叫作基因频率。（ × ）
提示：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值，叫作基因频率。
（5）自然选择可能使种群基因频率发生改变。（ √ ）
（6）在环境条件保持稳定的前提条件下，种群的基因频率不会发生变化。（ × ）
提示：在环境条件保持稳定的前提条件下，种群的基因频率可能受基因突变、迁入和迁出等因素的影响而发生变化。
探讨 用数学方法讨论基因频率的变化
某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，抽样调查100个个体，测得基因型为AA、Aa、aa的个体数分别为10个、20个、70个。假设该昆虫种群非常大、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、不同体色的个体生存和繁殖的机会是均等的、基因A和a都不产生突变等。根据孟德尔的分离定律计算并回答问题：
（1）该种群产生的A配子和a配子的比值各是多少？子一代基因型频率是多少？
提示：A配子占20％，a配子占80％。子一代基因型频率：AA占4％，Aa占32％，aa占64％。
（2）子一代种群的基因频率各是多少？
提示：子一代种群的基因频率A占20％，a占80％。
（3）子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率会同子一代一样吗？请完成下表。
亲代基因型的比值 AA（10％） Aa（20％） aa（70％）
配子的比值 A（10％） A（10％） a（10％） a（70％）
子一代基因型频率 AA（4％） Aa（32％） aa（64％）
子一代基因频率 A（20％） a（80％）
子二代基因型频率 AA（ 4％ ） Aa（ 32％ ） aa（ 64％ ）
子二代基因频率 A（ 20％ ） a（ 80％ ）
提示：子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率与子一代一样。
1.理解种群概念应把握如下内容
（1）两个要素：“同种”和“全部”。
（2）两个条件：“时间”和“空间”，即种群具有一定的时空限制，离开一定的空间和时间的种群是不存在的。
（3）两个方面
（4）种群中的个体不是机械地集合在一起的，而是通过种内关系组成的一个有机整体，个体间能彼此交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。
（5）同一种群中的生物属于同一物种，个体具有的形态特征基本相同，生态要求基本一致。
2.种群的基因库
（1）每个种群都有自己的基因库。
（2）种群中每个个体所含的基因，只是种群基因库的一个组成部分。
（3）个体携带的基因随着个体的死亡而从基因库中消失，随着繁殖把自身的一部分基因传给后代，通过突变使新基因进入基因库，所以基因库在代代相传的过程中保持和发展。
1.下列关于种群的叙述，正确的是（ ）
A.一个森林中的全部蛇是一个种群
B.黄山和华山的黄松是一个种群
C.种群是生物进化的基本单位
D.种群内的雌雄个体间不能相互交配完成生殖过程
解析：C 种群指生活在一定区域的同种生物全部个体的集合，一个森林中的全部蛇不符合“同种生物”，不是一个种群，A错误；黄山与华山不符合“一定区域”，所以黄山与华山的黄松不是一个种群，B错误；种群是生物进化的基本单位，C正确；种群是生物繁殖的基本单位，种群内的雌雄个体间可以相互交配完成生殖过程，D错误。
2.关于基因库的相关描述，错误的是（ ）
A.基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因
B.生物个体总是要死亡的，但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传
C.种群中每个个体都含有该种群基因库的全部基因
D.基因突变可改变基因库的组成
解析：C 基因库是指种群中全部个体所含有的全部基因，由于个体之间存在着差异，所以每个个体中不可能都含有该种群基因库的全部基因；基因库中只要有一个基因发生变化，则基因库组成一定会发生变化；种群是繁殖的基本单位，基因库随繁殖的进行而不断延续。
3.（2021·广东高考8题）兔的脂肪白色（F）对淡黄色（f）为显性，由常染色体上一对等位基因控制。某兔群由500只纯合白色脂肪兔和1 500只淡黄色脂肪兔组成，F、f的基因频率分别是（ ）
A.15％、85％ B.25％、75％
C.35％、65％ D.45％、55％
解析：B 依据题干可知，兔群由500只纯合白色脂肪兔（FF）和1 500只淡黄色脂肪兔（ff）组成，则F的基因频率为×100％＝25％，f的基因频率为1－25％＝75％。
知识点（二） 种群基因频率的变化及自然选择对种群基因频率变化的影响
1.种群基因频率的变化
（1）可遗传变异为生物进化提供原材料
小提醒：突变的有害和有利不是绝对的，这往往取决于生物生存的环境。
（2）种群基因突变数＝个体基因数× 突变率 ×个体数。
2.自然选择对种群基因频率变化的影响
3.判断下列说法是否正确
（1）种群的基因频率不变时，则生物没有发生进化。（ √ ）
（2）变异不仅为生物进化提供了原材料，而且决定了生物进化的方向。（ × ）
提示：生物进化的方向由自然选择决定。
（3）生物变异是不定向的，但生物进化是定向的。（ √ ）
（4）突变具有低频性，不能为生物进化提供原材料。（ × ）
提示：突变和基因重组为生物的进化提供原材料。
（5）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：不可遗传的变异不能为生物的进化提供原材料。
探讨 分析生物进化的实质，提高推理分析能力
请根据图示，结合教材相关内容，回答下列问题：
（1）桦尺蛾种群中产生的可遗传变异的类型有 突变（包括基因突变和染色体变异）和基因重组 。
（2）树干变黑对桦尺蛾浅色个体的出生率有影响吗？为什么？
提示：有影响；树干变黑后，许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食，导致其个体数量减少，影响出生率。
（3）在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表型？为什么？
提示：直接受选择的是表型；因为天敌看到的是桦尺蛾的体色（表型），而不是控制体色的基因。
（4）根据表格中的数据分析，桦尺蛾种群发生进化了吗？判断的依据是什么？
提示：桦尺蛾种群发生了进化；依据是桦尺蛾种群的基因频率发生了改变。
（5）根据资料分析，决定桦尺蛾进化方向的是什么？为什么？
提示：自然选择。在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会不断提高；相反，具有不利变异的个体留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会下降。
1.生物进化中的“定向”与“不定向”
（1）变异是不定向的。
（2）自然选择是定向的。
（3）在自然选择的作用下，种群基因频率的变化是定向的。
（4）在自然选择的作用下，生物进化的方向是定向的。
2.自然选择决定生物进化方向的原理
（1）生物进化实质是种群基因频率发生改变。
（2）自然选择决定生物进化方向。
3.影响种群基因频率变化的因素
（1）外因：自然选择。
（2）内因：基因突变和部分染色体变异（如缺失和重复等）能直接引起基因频率的变化，基因重组只改变了基因型频率，在自然选择的作用下淘汰部分个体后可引起基因频率的变化。
4.变异先于环境选择
变异在环境变化之前已经产生，环境只是起选择作用，不能定向诱发基因突变。
1.下列关于基因频率与生物进化关系的叙述，正确的是（ ）
A.种群基因频率的改变不一定引起生物的进化
B.生物进化的实质是种群基因频率的改变
C.只有在新物种形成时，才发生基因频率的改变
D.生物性状的改变一定引起生物的进化
解析：B 生物进化的实质是种群基因频率的改变，所以种群基因频率发生改变一定会引起生物的进化，A错误，B正确；只要生物发生了进化，就会发生基因频率的改变，但不一定形成新物种，C错误；生物的性状受基因和外界环境的共同作用，性状改变，基因不一定改变，故基因频率不一定改变，生物也不一定进化，D错误。
2.在19世纪中叶以前，英国曼彻斯特地区的桦尺蛾几乎都是浅色型（ss）的，随着工业的发展，工厂排出的煤烟逐渐将树皮熏成黑褐色，到了20世纪中叶，黑色型（S_）的桦尺蛾成了常见类型。下列与此相关的叙述正确的是（ ）
A.自然选择的方向发生了改变，所以自然选择是不定向的
B.桦尺蛾种群进化过程中接受选择的是各种基因型的个体
C.该地区桦尺蛾种群进化过程中Ss的基因型频率不会改变
D.长时间的环境污染导致s基因定向突变成S基因
解析：B 自然选择是定向的，A错误；自然选择直接作用于个体的表型，选择的是各种基因型的个体，B正确；基因型为Ss的个体对应的表型为黑色，适应环境，通过选择，其基因型频率增加，C错误；基因突变是不定向的，D错误。
知识点（三） 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
3.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。
4.判断下列说法是否正确
（1）细菌在抗生素的诱导作用下产生了抗药性基因。（ × ）
提示：细菌抗药性的产生与抗生素的使用无关，抗生素起选择作用。
（2）变异的细菌均可产生耐药性。（ × ）
提示：变异是不定向的，变异的细菌不一定产生耐药性。
（3）本实验所使用的涂布器、培养皿等都要进行灭菌处理。（ √ ）
探讨 分析物种的形成，提高理解能力
阅读教材“探究抗生素对细菌的选择作用”实验，回答下列问题：
（1）为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌？
提示：因为抑菌圈边缘的菌落接触一定量的抗生素，并能够在这样的环境下生存，说明这些菌落中的细菌具有一定的耐药性。
（2）连续培养几代后，抑菌圈的直径会发生什么变化？这说明抗生素对细菌产生了什么作用？
提示：抑菌圈由大变小；说明经过抗生素的持续多代筛选，细菌的耐药性越来越强，抗生素对细菌生长的抑制作用越来越弱，抑菌圈的直径就越小。
（3）在本实验的培养条件下，耐药菌所产生的耐药性变异是有利还是有害的？怎么理解变异是有利还是有害的？
提示：在本实验条件下，耐药菌产生的耐药性变异一般来说是有利的，有利于生物在特定环境中生存和繁殖的变异在此环境中就是有利变异。在生物进化过程中，生物产生的有利变异是指有利于生物生存和适应环境的变异，而不是对人类有利的变异。
（4）滥用抗生素的现象十分普遍，请举例说明滥用抗生素的危害。
提示：抗生素的滥用及不合理使用在一定程度上使细菌接触抗生素的机会增大，细菌耐药性积累并加强，将导致抗生素的药效减弱，甚至完全不起作用。
1.生活中滥用抗生素的现象十分普遍。下列关于“探究抗生素对细菌的选择作用”实验的叙述，错误的是（ ）
A.在培养基的特定区域放置不含抗生素的纸片，作为空白对照
B.实验中抑菌圈的直径越大，抗生素的抑菌作用越强
C.抗生素的使用可诱导细菌产生耐药性变异
D.抗生素的选择作用会导致耐药菌比例逐代提高
解析：C 在“探究抗生素对细菌的选择作用”实验中，在培养基的特定区域放置不含抗生素的纸片，作为空白对照，A正确；一定浓度的抗生素可杀死细菌，故实验中抑菌圈的直径越大，说明抗生素的抑菌作用越强，B正确；抗生素只是起选择作用，C错误；抗生素的选择作用会导致耐药菌比例逐代提高，D正确。
2.为探究两种抗生素对某细菌的抑菌效果，设计如下图所示实验方案，在无菌固体培养基表面上涂布被检测细菌，放置甲、乙和丙三个圆形滤纸片（抗生素可在培养基扩散，滤纸片周围出现抑菌圈的大小能反映其抑菌效果），下列说法错误的是（ ）
A.抑菌最有效的是抗生素b
B.浸泡滤纸片的抗生素a、b浓度应相同
C.丙滤纸片起到对照作用
D.此方法可检测抗生素对病毒的抑制效果
解析：D 分析题图，浸泡过抗生素b的抑菌圈最大，说明抗生素b的抑菌效果最强，A正确；该实验的自变量是是否浸泡抗生素和抗生素的种类，两种抗生素的浓度应相同，目的是保证单一变量，B正确；浸泡过无菌水的丙组应为空白对照组，C正确；抗生素可抑制细菌生长，但不能抑制病毒的繁殖，故不能检测对病毒的抑制效果，D错误。
（1）种群是 生活在一定区域的同种生物全部个体的集合 。
（2）种群基因库是 一个种群中全部个体所含有的全部基因 。
（3）在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生 定向改变 ，导致生物 朝着一定的方向不断进化 。
1.下列关于基因库的叙述，错误的是（ ）
A.一个种群就是一个基因库
B.每种生物不止有一个基因库
C.种群越小，其基因库越不稳定
D.基因突变丰富了种群的基因库
解析：A 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，种群基因库与种群不是同一个概念，A错误；每种生物可以有不同种群，因此可以有不同的基因库，B正确；种群越小，基因库越小、越不稳定，C正确；基因突变可产生新的等位基因，丰富了种群的基因库，D正确。
2.有翅昆虫有时会出现残翅或无翅的突变类型，这类昆虫在正常情况下很难生存下去。但在经常刮大风的海岛上，这些突变类型的昆虫因不能飞行，从而避免了被风吹到海里淹死。这个事例主要说明了（ ）
A.突变多数是有害的 B.突变多数是有利的
C.突变的有害和有利并不是绝对的 D.突变的有害和有利是绝对的
解析：C 题中信息表明，突变的有害和有利不是绝对的，这往往取决于生物生存的环境，C符合题意。
3.滥用抗生素会使细菌出现耐药性，如果被这样的细菌感染，则人会因该种细菌能够抵抗各种抗生素而无药可救。下列有关说法正确的是（ ）
A.抗生素的使用会引起细菌的定向变异
B.细菌中本来就存在“耐药性”个体，长期使用抗生素导致“耐药性”基因频率上升
C.“耐药性”基因型频率的改变引起细菌发生进化
D.抗生素的滥用导致细菌产生“耐药性”，这是细菌适应抗生素的结果
解析：B 生物的变异是不定向的，A错误；细菌中本来就有变异的发生，自然选择保留有利变异，B正确；“耐药性”基因频率的改变引起细菌发生进化，C错误；不是抗生素的使用导致细菌产生“耐药性”，而是细菌中本来就有“耐药性”个体，抗生素的使用增加了“耐药性”基因频率，D错误。
4.下列有关生物进化的叙述，错误的是（ ）
A.自然选择直接选择的是个体的表型
B.现代生物进化理论以自然选择为核心
C.种群内显性基因的频率一定高于隐性基因的频率
D.基因突变和染色体变异统称为突变
解析：C 显性基因和隐性基因的基因频率高低取决于所控制的性状是否更适应环境，因此显性基因的基因频率不一定高于隐性基因的基因频率，C错误。
5.果蝇是常用的遗传学研究的实验材料，据资料显示，果蝇约有104对基因，现有一黑腹果蝇的野生种群，约有107个个体，请分析回答下列问题：
（1）经观察，该种群中果蝇有多种多样的基因型，分析其产生原因，是在基因突变过程中产生的 等位基因 ，通过有性生殖过程中的 基因重组 而产生的，使种群中产生了大量可遗传的 变异 ，它们都能为生物进化提供 原材料 。
（2）假定该种群中每个基因的突变率都是10－5，那么在该种群中每一代出现的基因突变数约是 2×106 个。
（3）随机从该种群中抽出100 只果蝇，测知基因型为AA（灰身）的个体35只，基因型为Aa（灰身）的个体60 只，基因型为aa（黑身）的个体5 只，则A基因的基因频率为 65％ ，a基因的基因频率为 35％ 。
（4）通过对果蝇及其他生物进行遗传学研究，可得出生物进化的基本单位是 种群 ，生物进化的实质是 种群基因频率的改变 。
解析：（1）突变和基因重组提供生物进化的原材料，基因突变产生等位基因，基因重组会使生物的基因型产生多样性。（2）由于每个个体含有约2×104个基因，每个基因的突变率为10－5，而整个种群中含有的个体数约为107，所以基因突变数目约为2×104×1×107＝2×106（个）。（3）A基因的基因频率＝×100％＝×100％＝65％，则a基因的基因频率为1－65％＝35％。
知识点一 种群、种群基因库和基因频率
1.下列与种群有关的叙述，错误的是（ ）
A.一片树林中的全部猕猴是一个种群
B.基因型频率是指在一个种群基因库中，某种基因型的个体在种群中所占的比值
C.一个种群的基因库在代代相传中得以保留和发展
D.种群的基因频率是恒定不变的
解析：D 可遗传的变异、自然选择等可使种群的基因频率发生改变，D错误。
2.（2024·河北张家口高一月考）在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型为BB的个体占18％，基因型为Bb的个体占78％、基因型为bb的个体占4％，那么基因B和b的频率分别是（ ）
A.18％、82％ B.36％、64％
C.57％、43％ D.92％、8％
解析：C 该种群中BB＝18％，Bb＝78％，bb＝4％，因此B＝18％＋1/2×78％＝57％；b＝4％＋1/2×78％＝43％，故选C。
知识点二 种群基因频率的变化及自然选择对种群基因频率变化的影响
3.在一个基因库中，显性基因和隐性基因的比例相等，如果每一代隐性基因型的个体都不能产生后代，则（ ）
A.对基因型频率影响很小 B.会降低隐性基因的基因频率
C.会使隐性基因消失 D.会提高杂合子的比例
解析：B 据题意可知，由于每一代隐性基因型的个体都不能产生后代，会导致隐性基因型频率和隐性基因的基因频率越来越小，A错误，B正确；由于存在杂合子，所以隐性基因不会消失，C错误；由于每一代隐性基因型的个体都不能产生后代，所以杂合子的比例越来越小，D错误。
4.达尔文曾明确指出，可遗传的变异提供了生物进化的原材料。下列有关生物进化的说法，不正确的是（ ）
A.可遗传的变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异
B.基因突变是生物变异的根本来源，但有害突变一般不能为生物进化提供原材料
C.突变产生的新基因，经有性生殖过程中的基因重组，为进化提供丰富的原材料
D.种群基因频率改变的快慢与基因控制的性状与环境适应的程度有关
解析：B 有害突变和有利突变均属于可遗传变异，都可为生物进化提供原材料，B错误。
5.下列有关现代生物进化理论的叙述，正确的是（ ）
A.因为突变频率很低，所以无法为进化提供足够的原材料
B.滥用抗生素会诱发细菌产生抗药性突变
C.当种群基因频率发生改变时，该种群一定发生了进化
D.在进化过程中，不适应环境的基因将直接被自然环境淘汰
解析：C 尽管自然条件下基因突变频率很低，但由于种群的个体数量多，故突变的基因仍有许多，所以能为生物进化提供足够的原材料，A错误；细菌的抗药性突变在抗生素使用之前就存在，抗生素只是对抗药性突变起了选择作用，B错误；生物进化的实质是种群基因频率的改变，当种群基因频率发生改变时，该种群一定发生了进化，C正确；在进化过程中，不适应环境的表型将直接被自然环境淘汰，D错误。
6.在农业生产上，害虫的防治是高产的重要措施。人们在害虫防治的过程中发现，一种农药使用若干年后，它对某种害虫的杀伤效果逐年减小，害虫对该农药产生了抗药性。害虫抗药性产生的原因图解如下。下列有关叙述中正确的是（ ）
A.害虫抗药性产生时间落后于农药使用的时间
B.农药定向选择害虫，使种群基因频率改变
C.图中显示生物进化过程的实质在于有利变异的保存
D.抗药性个体后代全为抗药性，不可能出现非抗药性个体
解析：B 变异是不定向的，害虫抗药性一开始就已经产生，农药使用后起到筛选的作用，A错误；农药起到选择的作用，具有抗药性或抗药性强的害虫得以存活并繁殖增加其数量，故农药定向选择害虫，使种群基因频率改变，B正确；生物进化的实质是种群基因频率定向改变，C错误；变异是不定向的，抗药性个体后代可能出现非抗药性个体，D错误。
知识点三 探究抗生素对细菌的选择作用
7.利用生物进化理论解释病菌抗药性不断增强的原因是（ ）
A.使用抗生素的剂量不断加大，病菌向抗药能力增强的方向变异
B.抗生素对病菌进行人工选择，生存下来的病菌都是抗药能力强的
C.抗生素对病菌进行自然选择，生存下来的病菌都是抗药能力强的
D.病菌中原来没有抗药性强的个体，在使用抗生素的过程中产生了抗药性强的个体
解析：C 病菌中有少量个体由于基因突变等原因，本身就存在能够抵抗抗生素的可遗传变异，当人们使用抗生素后，抗生素对病菌起到一个选择作用，绝大多数没有抗药性的个体被淘汰，少数产生了抗药性的个体生存下来，并将抗药性这一性状遗传给了后代。经过多次用药后，病菌的抗药性越来越强。
8.（2024·江苏徐州高一月考）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。下列关于“探究抗生素对细菌的选择作用”的探究实践的说法错误的是（ ）
A.放置不含抗生素的纸片起对照作用 B.耐药菌发生了基因突变，不利于其生存
C.重复几代，抑菌圈的直径会逐渐减小 D.本实验说明抗生素对细菌有选择作用
解析：B 探究抗生素对细菌的选择作用，自变量为是否使用抗生素，故放置不含抗生素的纸片，属于对照组，起对照作用，A正确；耐药菌发生的基因突变，能在含有抗生素的培养基中生存，因此耐药菌发生的基因突变，有利于其生存，B错误；重复几代，细菌的耐药性越来越强，抑菌圈的直径会逐渐减小，C正确；随着培养代数的增加，抑菌圈逐渐减小，说明抗生素能定向选择耐药菌，D正确。
9.抗青霉素葡萄球菌是一种突变型菌种。将未接触过青霉素的葡萄球菌接种到含青霉素的培养基上，结果有极少数存活下来。存活下来的葡萄球菌在相同培养基中经多代培养后，对青霉素的抗性明显增强。原因是（ ）
A.青霉素使用量的增加提高了葡萄球菌对青霉素的抗性
B.青霉素的选择作用提高了葡萄球菌抗青霉素基因的频率
C.葡萄球菌对青霉素抗性的增强是定向突变的结果
D.葡萄球菌的抗青霉素基因是在使用青霉素后产生的
解析：B 青霉素对葡萄球菌只起到选择作用；青霉素的选择作用提高了葡萄球菌抗青霉素基因的频率，淘汰掉了不抗青霉素的个体；突变是不定向的；葡萄球菌的抗青霉素基因是在使用青霉素前产生的。
10.（2024·福建莆田高二月考）耐药鲍曼不动杆菌已成为医院内主要流行病原菌，这种细菌在全球范围内对包括碳青霉烯类等在内的多种抗生素具有广谱耐药性，将可能进化成“超级细菌”，对其引起的疾病的针对性治疗变得日益困难。下列相关叙述正确的是（ ）
A.抗生素使耐药鲍曼不动杆菌产生了耐药性变异
B.抗生素的选择作用使耐药鲍曼不动杆菌进化为“超级细菌”
C.基因突变一定会导致耐药鲍曼不动杆菌的抗药性改变
D.对耐药鲍曼不动杆菌引起的疾病治疗困难的原因是其易发生基因重组
解析：B 耐药性变异在使用抗生素前就产生了，A错误；抗生素具有选择作用，通过不断的选择使得耐药性个体所占比例逐渐增大，耐药性强的个体所占比例增大，可能使鲍曼不动杆菌进化为“超级细菌”，B正确；基因突变是不定向的，因此不一定会导致耐药性鲍曼不动杆菌的抗药性改变，C错误；耐药性鲍曼不动杆菌是原核生物，没有染色体，其可遗传变异类型只能是基因突变，D错误。
11.（2024·四川成都高二月考）白纹伊蚊俗称“花蚊子”，叮人凶猛，是登革热的第二大传播媒介，有“亚洲虎蚁”之称。在白纹伊蚊猖獗的地区密集喷洒杀虫剂后，此蚊种群数量减少了9，但过一段时间后，该种群又恢复到原来的数量，此时再次喷洒相同量的杀虫剂后仅杀死了30％的白纹伊蚊。下列相关叙述正确的是（ ）
A.白纹伊蚊控制某性状的全部等位基因是该种群的基因库
B.杀虫剂导致白纹伊蚊产生抗药性基因
C.原来的白纹伊蚊种群中少数个体有抗药性基因
D.白纹伊蚊种群中发生的可遗传变异决定其进化的方向
解析：C 白纹伊蚊种群中所有个体含有的全部基因称为该种群的基因库，A错误；白纹伊蚊的抗药性基因在使用杀虫剂之前就已经产生，B错误；在使用杀虫剂之前，原来的白纹伊蚊种群中就有少数个体有抗药性基因，杀虫剂只是对白纹伊蚊的抗药性进行了选择，使白纹伊蚊的抗药性基因频率上升，C正确；突变和基因重组为生物进化提供原材料，但不能决定生物进化的方向，生物进化的方向是由自然选择决定的，D错误。
12.（多选）抗生素纸片扩散法是指将浸有抗生素的纸片贴在涂有细菌的琼脂平板上，在纸片周围一定距离内的细菌生长受到抑制，过夜培养后形成一个抑菌圈。利用该方法观察某细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，可探究抗生素对细菌的选择作用。下列关于该实验的说法正确的是（ ）
A.抗生素使细菌发生耐药性突变，这是细菌适应抗生素的结果
B.实验中可以通过抑菌圈的大小来判定抗生素的抑菌效果
C.从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌继续培养，连续选择几代后抑菌圈的直径会变小
D.在本实验条件下，细菌产生耐药性的变异对人类而言是有利变异
解析：BC 抗生素只对细菌的耐药性突变进行选择，不是抗生素使细菌发生耐药性突变，A错误；如果细菌对抗生素敏感，在该抗生素纸片周围会出现抑菌圈，抑菌圈越大，说明细菌对抗生素越敏感，因此实验中可以通过抑菌圈的大小来判定抗生素的抑菌效果，B正确；抑菌圈边缘的菌落对该抗生素不敏感，从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌继续培养，连续选择几代后抑菌圈的直径会变小，C正确；在本实验中，能够耐抗生素的细菌生存下来，不能耐抗生素的细菌不能生长繁殖，因此在抗生素的选择下，细菌产生耐药性的变异对细菌而言是有利变异，但是对人类而言不一定是有利变异，D错误。
13.（2024·山东烟台高一月考）某害虫的抗药型（R）对敏感型（r）为显性，如表为在T1、T2和T3时间点，害虫种群中RR、Rr和rr的基因型频率。T1～T2时间段，对该种群施用杀虫剂。T2～T3时间段，该种群度过越冬期。请据表回答下列问题：
时间点 基因型频率 T1 T2 T3
RR 0.05 0.60 0.05
Rr 0.35 0.30 0.15
rr 0.60 0.10 0.80
（1）R与r基因的本质区别是 脱氧核苷酸的排列顺序不同 。
（2）T1时害虫种群中R的基因频率为 22.5％ ，施用杀虫剂后，R基因频率 上升 （填“上升”“下降”或“不变”），原因是 在杀虫剂的作用下，敏感型个体被淘汰，抗药型个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因（R）的频率会不断提高。
（3）杀虫剂和冬季条件对害虫的选择作用 相反 （填“相同”或“相反”），据表提出有效降低害虫抗药性的具体措施： 在越冬期前施用杀虫剂 （答出一点即可）。
解析：（2）T1时害虫种群中R的基因频率为（0.05＋1/2×0.35）×100％＝22.5％；施用杀虫剂后，R的基因频率＝（0.60＋1/2×0.30）×100％＝75％，R的基因频率上升。（3）杀虫剂的使用使R的基因频率上升，而越冬导致R的基因频率下降，说明杀虫剂和冬季条件对害虫的选择作用相反。据表提出有效降低害虫抗药性的具体措施为在越冬期前施用杀虫剂，既可以杀虫，又可以降低害虫的抗药基因频率。
13 / 13微专题六 种群基因频率的相关计算
题型一 根据基因型个体数，求基因频率
（1）若某基因在常染色体上或X、Y染色体同源区段上：设定A％、a％分别表示基因A和a的频率，AA、Aa、aa分别表示AA、Aa、aa三种基因型个体数，则：
A％ ＝×100％
a％ ＝×100％
（2）若某基因只出现在X染色体上：设定XB％、Xb％分别表示基因XB和Xb的频率， XBXB、XBXb、XbXb 、XBY、XbY分别表示XBXB、XBXb、XbXb 、XBY、XbY五种基因型个体数，则：
XB％ ＝×100％
Xb％ ＝×100％
【典例1】 果蝇长翅（V）和残翅（v）由一对常染色体上的等位基因控制。假定某果蝇种群有20 000只果蝇，其中残翅果蝇个体数量长期维持在4％，若再向该种群引入20 000只纯合长翅果蝇，在不考虑其他因素影响的前提下，下列关于纯合长翅果蝇引入后种群的叙述，错误的是（ ）
A.v基因的频率降低了50％
B.V基因的频率增加了50％
C.杂合果蝇比例降低了50％
D.残翅果蝇比例降低了50％
解析：B 该果蝇种群中vv基因型的个体数量长期维持在4％，由此算出v的基因频率＝20％，V的基因频率＝80％，进而计算出引入纯合长翅果蝇前，vv基因型的个体有4％×20 000＝800（只），Vv基因型的个体有2×20％×80％×20 000＝6 400（只），VV基因型的个体有80％×80％×20 000＝12 800（只）。引入纯合长翅果蝇后，v基因的频率＝[（800×2＋6 400）/（40 000×2）]×100％＝10％，V基因的频率＝1－10％＝90％，A正确，B错误；因Vv、vv基因型个体的数量不变，而该种群个体的总数增加一倍，所以Vv、vv的基因型频率降低了50％，C、D正确。
【典例2】 据调查，某校学生中某性状基因型的比例为XBXB（42.32％）、XBXb（7.36％）、XbXb（0.32％）、XBY（46％）、XbY（4％），则该群体中XB和Xb的基因频率分别是（ ）
A.92％、8％ B.8％、92％
C.78％、22％ D.36％、64％
解析：A 依据基因频率的概念可知，某基因的频率＝某基因总数÷全部等位基因的总数。由于B、b位于X染色体上，Y染色体上没有相应的等位基因，而每个女性体内有2条X染色体，每个男性体内只有1条X染色体，因此XB基因频率＝（42.32％×2＋7.36％×1＋46％）÷（42.32％×2＋7.36％×2＋0.32％×2＋46％×1＋4％×1）＝92％；又因为一对等位基因的频率之和等于1，所以Xb基因频率＝1－92％＝8％。
题型二 根据基因型频率计算基因频率
基因位于常染色体上或X、Y染色体同源区段上
A的基因频率＝AA的基因型频率＋Aa的基因型频率；
a的基因频率＝aa的基因型频率＋Aa的基因型频率。
【典例3】 某小麦种群中TT个体占20％，Tt个体占60％，tt个体占20％，由于某种病害导致tt个体全部死亡，则病害发生前后该种群中T的基因频率分别是（ ）
A.50％、50％ B.50％、62.5％
C.62.5％、50％ D.50％、100％
解析：B 由题意可知，病害发生前的各种基因型频率是TT＝20％，Tt＝60％，tt＝20％，所以病害发生前T的基因频率＝20％＋×60％＝50％；病害发生后，tt个体全部死亡，TT的基因型频率为20％÷（20％＋60％）＝25％，Tt的基因型频率为60％÷（20％＋60％）＝75％，所以病害发生后T的基因频率＝25％＋×75％＝62.5％。
题型三 利用遗传平衡公式，求基因型频率
1.成立前提
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）设A的基因频率为p，a的基因频率为q，则p＋q＝1。
雌配子雄配子 A（p） a（q）
A（p） AA（p2） Aa（pq）
a（q） Aa（pq） aa（q2）
即：AA的基因型频率＝p2，Aa的基因型频率＝2pq，aa的基因型频率＝q2。
（2）实例：若已知AA的基因型频率为m，则A的基因频率为。
3.自交与自由交配后代的基因频率、基因型频率的变化分析
（1）某种群的所有个体自交，若没有进行选择，则自交后代的基因频率不变，基因型频率会改变，并且杂合子的基因型频率降低，纯合子的基因型频率升高。
（2）某种群的所有个体随机交配，在无基因突变、各种基因型的个体生活力相同时，处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗传平衡定律，上下代之间种群的基因频率及基因型频率不改变。
【典例4】 已知某种群中，AA基因型频率为25％，aa基因型频率为39％，则该种群的个体自交一代后，基因型AA的频率为（ ）
A.50％ B.34％
C.25％ D.61％
解析：B 常染色体上的基因，已知各基因型的比例，求该种群自交一代后，某基因型或某基因的频率时，不能用遗传平衡定律，要先计算出当代各种基因型的频率，再在自交后代中统计出各种基因型的频率。由于AA＝25％，aa＝39％，可知Aa＝1－25％－39％＝36％。AA个体自交后代的基因型为AA，在整个后代中的频率仍为25％，aa个体的自交后代为aa，在整个后代中的频率仍为39％，Aa的个体自交后代中AA基因型个体占1/4，因此占总后代的比例为36％×1/4＝9％。故该群体的个体自交一代，基因型为AA的频率为25％＋9％＝34％。
【典例5】 玉米的高秆（H）对矮秆（h）为显性。现有若干H基因频率不同的玉米群体，在群体足够大且没有其他因素干扰时，每个群体内随机交配一代后获得F1。各F1中基因型频率与H基因频率（p）的关系如图所示。下列分析错误的是（ ）
A.0＜p＜1时，亲代群体都可能只含有纯合子
B.只有p＝b时，亲代群体才可能只含有杂合子
C.p＝a时，显性纯合子在F1中所占的比例为1/9
D.p＝c时，F1自交一代，子代中纯合子所占的比例为5/9
解析：D 该群体的基因频率符合遗传平衡定律。当亲代只有HH个体和hh个体存在时，由于其基因型频率不同，p的值也不同，取值范围为0＜p＜1，A正确；若亲代只有杂合子，则H、h的基因频率均为1/2，F1中HH、Hh、hh的基因型频率分别为1/4、1/2、1/4，对应图中b点，B正确；当p＝a时，由图可知，Hh的基因型频率＝hh的基因型频率，根据遗传平衡定律，可知2a（1－a）＝（1－a）（1－a），解得a＝1/3，F1中显性纯合子所占的比例为a×a＝1/9，C正确；当p＝c时，HH的基因型频率＝Hh的基因型频率，根据遗传平衡定律，可知c×c＝2c（1－c），解得c＝2/3，则F1中，HH的基因型频率为4/9，Hh的基因型频率为4/9，hh的基因型频率为1/9，F1自交，其子代杂合子Hh的基因型频率为4/9×1/2＝2/9，纯合子所占比例为1－2/9＝7/9，D错误。
题型四 伴X染色体遗传病患病率与基因频率的关系
（以红绿色盲为例）红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病，色盲基因b位于X染色体上，男性中色盲占x％，则此地区Xb（男性中的＝女性中的＝人群中的）的基因频率也为x％，此地区女性中色盲率则为（x％）2。
【典例6】 （2024·山东德州高一期末）在某一地区的遗传学调查中发现，该地区男性红绿色盲人口占该地区男性总人口的7％，且男性群体与女性群体的致病基因频率相等，则推测该地区Xb的基因频率、女性红绿色盲患者的基因型频率分别为（ ）
A.93％ 49％ B.7％ 49％
C.7％ 0.49％ D.93％ 7％
解析：C 红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病，男性群体中红绿色盲患者的比例为7％，则该男性群体中红绿色盲致病基因的频率为7％，即该地区Xb的基因频率也为7％；又因为男性群体和女性群体的该致病基因频率相等，则女性群体中红绿色盲致病基因的频率为7％，女性红绿色盲患者的基因型频率为7％×7％＝0.49％。
1.蜗牛的有条纹（A）对无条纹（a）为显性。在一个地区的蜗牛种群内，有条纹（AA）个体占55％，无条纹（aa）个体占15％，若蜗牛个体间进行自由交配得到F1，则在不考虑基因突变等情况下，进行自由交配前种群中A基因的频率和F1中Aa基因型的概率分别是（ ）
A.30％，21％ B.30％，42％
C.70％，21％ D.70％，42％
解析：D 亲本中AA个体占55％，aa个体占15％，所以Aa个体占30％，则A基因的频率为55％＋30％×1/2＝70％，a基因的频率为1－70％＝30％。蜗牛间进行自由交配，在不考虑基因突变等情况下，F1中Aa基因型的频率为2×70％×30％＝42％。
2.（2024·山东滕州高一月考）某养殖场人工饲养的蝗虫，体色灰色（A）对绿色（a）为显性。第一年灰色个体占80％，灰色个体中的杂合子占70％。若由于环境影响，绿色个体每年减少10％，灰色个体每年增加10％，而灰色个体中杂合子的比例没有变化。下列叙述正确的是（ ）
A.蝗虫的A、a基因构成这个种群的基因库
B.第一年a基因的基因频率为55％
C.第二年Aa个体占全部个体的比例约为58％
D.该蝗虫种群未发生进化
解析：C 第一年灰色个体占80％，灰色个体中的杂合子占70％。因此Aa占整个种群的56％，AA占24％，aa占20％。绿色个体每年减少10％，灰色个体每年增加10％，而灰色个体中杂合子的比例没有变化。假设种群个体数为n，则第二年aa占20％n×（1－10％）＝18％n，灰色个体占80％n×（1＋10％）＝88％n，其中Aa占88％n×70％＝61.6％n，AA占26.4％n，因此整个种群中aa占18％n/（18％n＋88％n）＝9/53，AA占26.4％n/（18％n＋88％n）＝66/265，Aa占61.6％n/（18％n＋88％n）＝308/530。基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因，A错误；第一年a基因的基因频率为1/2×56％＋20％＝48％，B错误；第二年Aa个体占全部个体的比例约为308/530×100％≈58％，C正确；第二年a的基因频率为（9/53＋1/2×308/530）×100％≈46％，与第一年不同，故该种群发生了进化，D错误。
3.对某人群中的血友病（假设相关基因为H、h）进行调查后发现，基因型为XHXH的个体所占比例为42.32％，基因型为XHXh的个体所占比例为7.36％，基因型为XhXh的个体所占比例为0.32％，基因型为XHY的个体所占比例为46％，基因型为XhY的个体所占比例为4％。则该人群中XH和Xh的频率分别为（ ）
A.6％、8％ B.8％、92％
C.78％、92％ D.92％、8％
解析：D 血友病为伴X染色体隐性遗传病。首先求该人群中X染色体上等位基因的总数，即（42.32％＋7.36％＋0.32％）×2＋46％＋4％＝150％，Xh的基因频率为（7.36％＋0.32％×2＋4％）/150％×100％＝8％，XH的基因频率为（42.32％×2＋7.36％＋46％）/150％×100％＝92％。
4.某果蝇种群中，基因型为AA、Aa、aa的个体比例为1∶2∶5。改变饲养条件后，含a基因的精子活力下降，仅有50％具有受精能力，其他配子不受影响。如果雌雄个体间随机交配，从理论上分析子代个体中下列四项的比例或比值，其中正确的是（ ）
A.a的基因频率约为
B.AA基因型的个体占
C.AA、Aa、aa的个体比例为2∶9∶9
D.雌、雄个体的比例会发生改变
解析：C 由题意分析可知，某果蝇种群中，基因型为AA、Aa、aa的个体比例为1∶2∶5，即该群体中A的基因频率为（1×2＋2）÷16＝、a的基因频率为，由于含a基因的精子仅有50％具有受精能力，则亲本产生的有受精能力的雌配子为A∶a＝1∶3、雄配子为A∶a＝2∶3，理论上产生的子代中AA个体的概率为×＝，aa个体的概率为×＝，则Aa个体的概率为1－－＝。子代个体中a的基因频率为＋×＝，A错误；AA基因型的个体占，B错误；AA、Aa、aa的个体比例为2∶9∶9，C正确；A、a位于常染色体上，因此该基因决定的性状表现与性别无关，因而，精子活力下降不影响雌雄个体的比例，D错误。
5.在一个较大的果蝇种群中，雌雄果蝇数量相等，且雌雄个体之间可以自由交配。若种群中B的基因频率为80％，b的基因频率为20％，则下列有关叙述错误的是（ ）
A.若B、b位于常染色体上，则雄果蝇中出现基因型为bb的概率为4％
B.若B、b位于常染色体上，则显性个体中出现杂合雄果蝇的概率约为17％
C.若B、b只位于X染色体上，则XbXb、XbY的基因型频率分别为4％、20％
D.若B、b的基因频率发生定向改变，则说明该果蝇种群一定发生了进化
解析：C 若该对等位基因位于常染色体上，则bb的基因型频率为20％×20％＝4％，常染色体上基因控制性状与性别无关，因此雄果蝇中出现基因型为bb的概率也为4％，A正确；根据B的基因频率为80％，b的基因频率为20％，可得BB的基因型频率为64％，Bb的基因型频率为32％，显性个体中出现杂合雄果蝇的概率为[32％÷（64％＋32％）]×1/2≈17％，B正确；若该对等位基因只位于X染色体上，则雌果蝇中XBXB的基因型频率为64％、XBXb的基因型频率为32％、XbXb的基因型频率为4％，雄果蝇中XBY的基因型频率为80％，XbY的基因型频率为20％，雌雄果蝇数量相等，因此XbXb、XbY的基因型频率分别为2％、10％，C错误。
6.（2024·山西大同高一月考）某动物的一对相对性状由一对等位基因（A、a）控制，其中a基因在纯合时使胚胎致死（aa、XaXa、XaY等均为纯合子）。现亲本杂交得到F1果蝇共67只，其中雄性个体21个，F1自由交配得到F2，则F2成活个体构成的种群中a的基因频率为（ ）
A.1/8 B.1/6
C.1/11 D.1/14
解析：C 亲本杂交，F1共67只，其中雄性个体21只，雌性个体∶雄性个体≈2∶1，说明这一对等位基因位于X染色体上，亲本的基因型为XAXa、XAY。F1中，雌性个体的基因型为XAXa、XAXA，产生卵细胞的基因型及比例为XA∶Xa＝3∶1，雄性个体的基因型为XAY，产生的精子的基因型及比例为XA∶Y＝1∶1，因此F1自由交配所得F2的基因型及比例为XAXA∶XAXa∶XAY∶XaY＝3∶1∶3∶1，其中XaY死亡，所以成活个体中基因型及比例为XAXA∶XAXa∶XAY＝3∶1∶3，因此Xa的基因频率＝1÷（3×2＋1×2＋3）＝1/11。
5 / 5第2节 自然选择与适应的形成
导学 聚焦 1.理解生物的适应性。 2.评价拉马克进化学说的进步意义和局限性。 3.评价达尔文自然选择学说的贡献和局限性
知识点（一） 适应的普遍性和相对性
1.适应的含义
（1）生物的 形态结构 适合于完成一定的 功能 。
（2）生物的形态结构及其功能适合于该生物在一定的 环境 中生存和繁殖。
2.适应的特性
（1）普遍性：适应是普遍存在的，所有的生物都具有适应环境的特征。
（2）相对性：适应是针对一定的 环境条件 而言的，是一种暂时的现象。
3.判断下列说法是否正确
（1）所有生物都具有适应环境的特征。（ √ ）
（2）适应不仅是指生物对环境的适应，也包括生物的形态结构与功能相适应。（ √ ）
（3）越高等的生物适应环境的能力越强。（ × ）
提示：自然选择下的各种生物，都有对环境的适应能力，适应能力一般与进化地位的高低无关。
（4）适应相对性的根本原因是遗传物质的稳定性与环境不断变化之间的矛盾。（ √ ）
（5）现存生物对环境的适应是完全的。（ × ）
提示：适应是相对的。
探讨 分析适应的相对性，提高理解能力
1.枯叶蝶高超的伪装艺术能否完全避免被天敌捕食？夏季的雷鸟拥有一身深色的羽毛，到了冬季便更换为雪白的羽毛，减少了被天敌捕食的风险，是一种适应性，但是如果某一年的冬季来得晚，在下雪前雷鸟已将羽毛换成白色，反而更容易被天敌捕食，这说明了什么？
提示：枯叶蝶难以完全避免被天敌捕食。雷鸟在冬季来临前将羽毛换成白色，有利于在白雪皑皑的环境中保护自己，如果冬季来得晚，在下雪前雷鸟已将羽毛换成白色反而更易被天敌捕食，由此说明适应是相对的。
2.一种水生小动物水蚤，在25 ℃环境中能正常生活。若将其置于20 ℃环境中部分个体能正常生活，若将正常生活的个体置于28 ℃环境中，全部死亡。
（1）水蚤在25 ℃环境中能正常生活，若将其置于20 ℃环境中部分个体能正常生活，请从生物的变异与环境相适应的角度分析原因。
提示：在25 ℃环境条件下能正常生活的水蚤存在着变异，这种变异的水蚤既适应25 ℃环境也适应20 ℃环境。
（2）20 ℃环境中部分个体能正常生活，若将正常生活的个体置于28 ℃环境中，全部死亡，请从适应的角度分析原因。
提示：适应具有相对性。
1.下列关于生物适应性的叙述，不正确的是（ ）
A.生物的适应性可以理解为生物的形态结构适合于完成一定的功能
B.仙人掌的叶退化成针形是对干旱环境的适应
C.生物能够适应环境，但是对环境的适应具有相对性
D.生物的适应具有普遍性，只要生物具有某种适应性特征，就能长期生存和繁衍
解析：D 每种生物的适应都不是绝对的、完全的，只是一定程度上的适应，环境条件的不断变化对生物的适应性有很大的影响，所以生物具有某种适应性特征，不一定能长期生存和繁衍，D错误。
2.（2024·辽宁丹东高一月考）枯叶蝶停息在树枝或草叶上时，两翅收合竖立，隐藏着身躯，全身呈古铜色，色泽和形态均酷似一片枯叶。下列有关枯叶蝶这一适应性特征的叙述，错误的是（ ）
A.枯叶蝶这一适应性特征的形成是长期自然选择的结果
B.枯叶蝶这一适应性特征的出现与生物的遗传和变异有关
C.生物体都具有类似于枯叶蝶这样适应环境的能力
D.枯叶蝶一定会朝着“酷似枯叶”这一方向进化
解析：D 枯叶蝶出现这一适应性特征，首先需要发生相应的遗传和变异，再在自然选择的作用下，向适应环境的方向进化，A、B正确；适应是普遍存在的，所有生物都具有适应环境的能力，C正确；环境条件若发生改变，自然选择就可能会使枯叶蝶朝别的方向进化，D错误。
知识点（二） 适应是自然选择的结果
1.拉马克进化学说
2.达尔文自然选择学说
3.判断下列说法是否正确
（1）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。（ √ ）
（2）达尔文认为，具有有利变异的个体能生存并留下后代的机会多。（ √ ）
（3）达尔文的自然选择学说不仅阐明了生物进化的原因，还揭示了生物遗传和变异的本质。（ × ）
提示：达尔文的自然选择学说不能解释遗传和变异的本质。
（4）生物进化的内因是生存斗争。（ × ）
提示：生物进化的内因是遗传变异，动力是生存斗争。
（5）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。（ × ）
提示：生存斗争包括生物与环境、生物种内及生物种间的斗争。
（6）抗生素的滥用会使细菌产生抗药性的原因是抗生素诱发细菌产生基因突变，使细菌中出现抗药性强的个体。（ × ）
提示：抗生素只起到选择作用，而不是诱导作用，变异在前且不定向，选择在后且定向。
探讨 分析生物进化的原因，提高问题分析能力
长颈鹿主要以树叶为食，而在漫长的干旱季节，食物的缺乏是经常发生的。下图是长颈鹿的进化过程图，据图分析：
（1）请利用拉马克的观点解释长颈鹿脖子长的原因。
提示：长颈鹿主要以树叶为食，要想获得足够的食物就需天天伸长脖子去取食高处的树叶，由于“用进废退”，从而形成了现在的长颈鹿。
（2）请用达尔文的进化观点解释长颈鹿颈长的原因。
提示：长颈鹿在繁殖后代的过程中发生了变异，有的长颈鹿脖子长，有的长颈鹿脖子短，这些性状均可以遗传给后代。在漫长的干旱季节，食物缺乏，那些脖子较长的个体有较多的机会吃到高处的树叶，能够生存下来并繁殖后代，经过若干代的繁殖，群体中脖子长的个体越来越多，通过逐渐积累，形成了具有脖子长这一适应性特征的现代长颈鹿品种。
（3）请结合变异和环境的关系阐述达尔文的自然选择学说与拉马克的进化学说的不同点。
提示：达尔文的自然选择学说认为不定向的变异在前，环境起到定向的选择作用；拉马克的进化学说认为环境导致变异的发生，即环境导致定向的变异。
对达尔文的自然选择学说的理解
（1）内容：过度繁殖、生存斗争、遗传变异和适者生存。
（2）关系图解
①自然选择（定向选择）的对象：直接对象是生物的性状；间接对象是相关的基因型；根本对象是与性状相对应的基因。
②自然选择的因素：外界环境（环境不是诱变因素而是选择因素），包括无机环境和生物环境。
③自然选择的手段和生物进化的动力：生存斗争（包括生物与环境、生物与生物之间的斗争），生存斗争对某些个体的生存不利，但对物种的生存是有利的。
④自然选择的基础：过度繁殖。
⑤进化的内因：遗传和变异。
生物的变异是不定向的，其中变异可分为有利变异和不利变异，变异的有利和有害是相对的，取决于变化的环境。
遗传的作用：使生物微小的有利变异得以积累加强，从而形成适应特定环境的生物新类型。
⑥选择的结果：适者生存，不适者被淘汰。一般外界环境条件变化越剧烈，选择越频繁，生物进化的速度就越快。
1.对达尔文自然选择学说的正确理解是（ ）
①环境改变使生物产生适应性的变异 ②可遗传的变异是生物进化的基础 ③变异是不定向的 ④变异是定向的 ⑤变异经过长期的自然选择和遗传积累就可能产生出生物的新类型
A.②④⑤ B.②③⑤
C.①②④ D.①③⑤
解析：B 生物的变异是不定向的，环境改变时，具有适应性变异的生物生存的机会多，③正确，①④错误；可遗传的变异是生物进化的基础，②正确；经过长期的自然选择和遗传积累，变异可能产生出生物的新类型，⑤正确。
2.下列关于细菌抗药性产生原因的叙述，符合达尔文自然选择学说的是（ ）
A.在自然选择的作用下，细菌产生了定向的抗药性变异
B.自然选择学说阐明了基因突变在细菌抗药性产生中的作用
C.长期使用抗生素使细菌的抗药性成为有利变异并逐代积累
D.抗药性强的细菌产生的后代都具有更强的抗药性
解析：C 达尔文的自然选择学说认为，生物的变异是不定向的，A错误；自然选择学说没有阐明基因突变在细菌抗药性产生中的作用，B错误；变异是不定向的，抗药性强的细菌产生的后代不一定都具有更强的抗药性，D错误。
（1）适应是生物的形态结构适合于 完成一定的功能 ；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）拉马克进化学说的主要内容是 用进废退和获得性遗传 。
（3）达尔文自然选择学说的主要内容是 过度繁殖、遗传变异、生存斗争和适者生存 。
（4）达尔文自然选择学说揭示了生物界的统一性是由于 所有的生物都有共同祖先 ，而生物的多样性和适应性是 进化 的结果。
1.刺猬遇到敌害时身体缩成一团，以背部的硬刺保护自己。但狐狸有时会把刺猬抛向空中，待其落地伸展躯体的刹那间，咬住其无刺的腹部将它吃掉。这个例子说明（ ）
A.适应的普遍性 B.适应的相对性
C.适应的多样性 D.生存在于竞争
解析：B 生物对环境的适应具有普遍性和相对性，所谓对环境适应的相对性是指生物只是在一定时间，对一定环境的适应，所以这个例子体现了刺猬适应的相对性。
2.适应具有普遍性和相对性，下列不属于适应相对性的实例是（ ）
A.毒蛇往往具有醒目的色彩或斑纹，容易被发现
B.雷鸟在冬季来临前将羽毛换成白色的，有时是有利的，有时会有一定的局限性
C.具有艳丽斑点的雄性孔雀鱼，有更多机会繁殖后代，也易被天敌发现
D.枯叶蝶在停息时很像一片枯叶，但仍会被天敌通过嗅觉发现并捕食
解析：A 毒蛇往往具有醒目的色彩或斑纹，目的是威慑警告其他动物，不要靠近我，属于警戒色，这是动物在进化的过程中形成的，避免自身遭到攻击，这是长期适应环境的表现，不属于适应的相对性，A符合题意；雷鸟的换羽，说明适应具有相对性，B不符合题意；具有艳丽斑点的雄性孔雀鱼，有更多机会繁殖后代，有利于基因的延续，但也易被天敌发现，不利于生存，说明适应具有相对性，C不符合题意；枯叶蝶在停息时很像一片枯叶，不容易通过视觉发现，但天敌可以通过嗅觉发现并捕食，体现了适应的相对性，D不符合题意。
3.下列不属于拉马克进化观点的是（ ）
A.洞穴里的鱼因长期生活在黑暗条件下，眼睛失去原有的作用而退化了
B.比目鱼的双眼并列于向光的一面，是长期卧伏于海底的缘故
C.长颈鹿的脖子之所以很长，是由于其长期觅食高处树叶的结果
D.猎豹的速度之所以很快，是与瞪羚等动物长期相互选择的结果
解析：D 洞穴里的鱼由于长期生活在地下，眼睛萎缩、退化，强调环境的变化是物种产生变化的原因，生活在特定环境中的生物某些器官由于不用而退化，并且传递给下一代，这是拉马克的“用进废退”观点；长颈鹿经常努力伸长颈和前肢去吃树上的叶子，因此颈和前肢都变得很长，长颈鹿的颈会越来越长，这是拉马克的“用进废退”的进化观点；生活在草原上的瞪羚和猎豹都能迅速奔跑，体现了不同物种之间长期相互选择的结果，这是现代生物进化理论的观点，不是拉马克的进化观点。
4.（2024·四川德阳高一月考）下列关于达尔文自然选择学说的叙述，错误的是（ ）
A.生存斗争是生物进化的动力，对维持物种内个体数目的稳定有重要作用
B.遗传和变异是进化的内因，但对其本质，达尔文未能作出科学的解释
C.家猪的腿和吻比野猪的短，是家猪使用腿和吻较少的结果
D.达尔文的研究处于个体水平上，强调物种形成都是渐变的结果
解析：C 生存斗争是生物进化的动力，在生存斗争中，一些个体被淘汰，从而对维持一个物种内个体数目的稳定有重要作用，A正确；遗传和变异是进化的内因，但达尔文未能对遗传和变异的本质作出科学的解释，这是达尔文自然选择学说的局限性之一，B正确；家猪的腿和吻比野猪的短，是家猪使用腿和吻较少的结果，这是拉马克进化学说的观点，而达尔文的自然选择学说对家猪的腿和吻比野猪的短的解释是环境对猪的腿和吻的变异进行了选择，C错误；达尔文对生物进化的研究处于个体水平上，并解释了物种形成的原因，强调物种形成都是渐变的结果，D正确。
5.（2024·广东湛江高一月考）甲虫幼虫期以农作物叶为食，破坏力极强，后来使用某种杀虫剂进行防治，开始使用时，对甲虫防治效果显著，但随着继续使用，甲虫表现出越来越强的抗药性。分析并回答下列问题：
（1）甲虫种群中个体抗药性的 差异 体现了生物的变异一般是 不定向 的；杀虫剂的使用对甲虫起到了 选择 作用。
（2）甲虫与杀虫剂之间的关系叫 生存斗争 。在害虫进化过程中，属于有利变异的是 具有抗药性的 个体。
（3）如图是甲虫在使用杀虫剂之后的种群数量的变化曲线。据图分析，害虫具有抗药性应在使用杀虫剂过程 前 （填“前”“中”或“后”）。
解析：（1）由于生物的变异是不定向的，甲虫种群个体抗药性存在着差异；杀虫剂的使用对甲虫起到了选择或筛选的作用，能够选择并保存耐药性强的个体。（2）甲虫与杀虫剂之间进行着生存斗争，杀虫剂对甲虫起了选择作用，其中具有抗药性的个体是具有有利变异的个体，在生存斗争中获胜而生存下来，无抗药性的个体会被淘汰。（3）从使用杀虫剂之后甲虫种群密度的变化曲线可见，害虫具有抗药性应在使用杀虫剂过程之前，如果在过程中或过程后，甲虫会灭绝。
知识点一 适应的普遍性和相对性
1.下列与适应及其形成有关的叙述，正确的是（ ）
A.具有适应性特征的个体，不会被天敌发现
B.适应的相对性与遗传的稳定性和环境不断变化之间的矛盾有关
C.个别生物不具有适应环境的特征
D.适应就是指生物对环境的适应
解析：B 生物的某些适应性特征，如保护色，可以使其不易被天敌发现，A错误；遗传的稳定性和环境不断变化之间的矛盾与适应的相对性有关，B正确；适应是普遍存在的，所有的生物都具有适应环境的特征，C错误；适应不仅指生物对环境的适应，也包括生物的结构与功能相适应，D错误。
2.下列有关适应的普遍性与相对性的实例，对应不正确的是（ ）
A.普遍性：生活在海藻丛中的一种鱼，当遇到迫害时，身体倒立不动，像一株植物
B.普遍性：未下雪的冬季，雷鸟换为白色羽毛
C.普遍性：具有保护色的动物不容易被天敌发现
D.相对性：浑身长满硬刺的刺猬，一般的敌人在它面前束手无策，狐却洒其尿液，把它熏得舒展开“刺球”，进行捕食
解析：B 雷鸟将羽毛换为白色，是为适应下雪的冬季，若冬季未下雪，则换成白色羽毛的雷鸟更易被天敌发现，体现了适应的相对性，B错误。
知识点二 适应是自然选择的结果
3.下列关于拉马克生物进化学说的叙述，错误的是（ ）
A.所有的生物都是由更古老的生物进化来的
B.各种生物的适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传
C.器官废而不用，就会造成形态上的退化
D.因用进废退获得的性状不可以遗传给后代
解析：D 拉马克提出的进化学说认为，当今所有的生物都是由更古老的生物进化而来的，A正确；各种生物的适应性特征并不是自古以来就如此的，而是在进化过程中逐渐形成的，是由于用进废退和获得性遗传，B正确；器官废而不用，就会造成形态上的退化，C正确；拉马克进化学说认为因用进废退获得的性状是可以遗传给后代的，D错误。
4.下列关于达尔文自然选择学说的叙述，正确的是（ ）
A.自然选择所保留的变异，对人类都是有利的
B.“生存”的“适者”，对人类都是有益的
C.在自然选择中，人类起着主导作用
D.“适者生存，不适者被淘汰”的过程中，起主导作用的是环境条件
解析：D 自然选择保留的变异都是适应自然环境的，谈不上对人类有益或有害；在自然选择过程中起主导作用的是环境条件。
5.（2024·辽宁朝阳高一月考）下列关于自然选择的叙述，错误的是（ ）
A.达尔文的自然选择学说认为生存斗争的结果是适者生存
B.达尔文的自然选择学说没有能够解释遗传和变异的本质
C.在生物繁殖的过程中普遍存在着的遗传和变异现象是自然选择的材料
D.自然选择直接作用的是生物个体的基因型
解析：D 在激烈的生存斗争中，凡是生存下来的生物都是适应环境的，而被淘汰的生物都是对环境不适应的，这就是适者生存，不适者被淘汰，A正确；由于受到当时科学发展水平的限制，对于遗传和变异的本质，达尔文还不能作出科学的解释，B正确；在生物繁殖的过程中，遗传和变异现象普遍存在，这为自然选择提供了丰富的材料，C正确；自然选择直接作用的是生物的个体，而且是个体的表型，通过对表型的选择实现了对基因型的选择，D错误。
6.（2024·湖南湘潭高一月考）鼹鼠是一种穴居的哺乳动物，毛黑褐色，嘴尖，前肢发达，脚掌向外翻，有利爪，适于掘土，眼部退化藏在毛中。鼹鼠的嗅觉发达，能够辨识立体空间方位的不同气味。它白天住在土穴中，夜晚出来捕食。下列相关分析正确的是（ ）
A.鼹鼠种群中不会出现前肢不发达的个体
B.鼹鼠嗅觉发达不利于其穴居生活
C.鼹鼠眼睛退化是黑暗环境诱导基因突变的结果
D.鼹鼠对穴居生活的适应性是自然选择的结果
解析：D 鼹鼠种群中会出现前肢不发达的个体，只是这种个体在自然选择的过程中被淘汰了，A错误；鼹鼠的嗅觉发达，能够辨识立体空间方位的不同气味，利于它的穴居生活，B错误；鼹鼠眼睛退化是对黑暗环境适应的结果，黑暗环境只是对基因突变的结果进行了选择，C错误；鼹鼠对穴居生活的适应性是自然选择导致进化的结果，D正确。
7.下列符合达尔文自然选择学说解释模型的是（ ）
A.过度繁殖→生存斗争→遗传变异→适者生存
B.遗传变异→过度繁殖→生存斗争→适者生存
C.
D.
解析：D 达尔文自然选择学说解释模型的基本思路是生物具有很强的繁殖能力，但是生物生存的空间、资源都是有限的，因而表现为生存斗争，由于繁殖后代的过程中存在遗传变异，不同个体之间有差异，因而在生存斗争中有一些个体占优势能生存并繁殖后代，即获得了更多生存的机会，即自然选择学说的模型可表示为，即D正确。
8.如图表示长期使用一种农药后，害虫数量的变化情况，下列有关叙述不正确的是（ ）
A.a点该群体中存在很多种变异类型，这体现了变异的不定向性
B.a→b的变化是生物与无机环境斗争的结果
C.b→c是抗药性逐代积累的结果
D.农药的长期使用使害虫定向产生了抗药性变异
解析：D 变异是不定向的，农药的长期使用只是对其中的抗药性变异个体进行选择，并不能使害虫定向产生抗药性变异，D错误。
9.（2024·山东高密市第一中学高一月考）下图表示某研究所利用某种新型抗生素对一种致病菌多次用药实验的效果，下列解释不符合达尔文自然选择学说的是（ ）
A.由图中波动的曲线可知，该病菌一直存在抗药性变异
B.抗生素淘汰了不具有抗药性的病菌个体
C.该病菌产生抗药性变异是为了适应存在抗生素的环境
D.具有抗药性变异的病菌个体能够大量繁殖
解析：C 由图中波动的曲线可知，该病菌群体中本身就存在抗药性变异，A正确；曲线波动说明，在抗生素的使用过程中，不具有抗药性的病菌被抗生素杀死，因此抗生素淘汰了不具有抗药性的病菌个体，B正确；变异是不定向的，病菌的变异有抗药性变异和没有抗药性变异，病菌抗药性增强是自然选择的结果，不是病菌为了适应存在抗生素的环境，产生了抗药性变异，C错误；抗生素的使用使具有抗药变异的个体具有了更多生存的机会，因而具有抗药性变异的病菌个体也能够大量繁殖，D正确。
10.（多选）在某小岛上的一种啄木鸟，其喙长分布如图甲，而其唯一的食物是一种在树干中的虫。这种虫在树干的深度分布如图乙。有四位同学围绕“下一代鸟喙的可能长度如何”这一问题展开讨论，四位同学的观点分别阐述如下，其中合理的是（ ）
A.下一代鸟的喙都比亲本长，因为较长的鸟喙是生存所必需的
B.下一代鸟的喙都比亲本短，因为在树干浅处就很容易捕捉到虫
C.下一代鸟的喙不一定比亲本长，因为变异是随机的，不定向的
D.下一代鸟的喙不一定比亲本长，仅一代的时间还不能进化成较长的喙
解析：CD 观察题图可知，在树干中深度为6～8 cm的地方虫的数量较多，但喙长在3～4 cm的鸟的数量较多，喙长的鸟才能吃到虫子，所以啄木鸟进化的趋势是喙长的鸟容易得到较多食物而生存下来，但变异是不定向的，因此下一代鸟的喙不一定比亲本长，且仅一代的时间鸟还不能进化出较长的喙。
11.（多选）某种苍蝇体内的酶（PM）能够分解杀虫剂T。为探究使用杀虫剂T后PM活性与该苍蝇死亡率之间的关系，科学家进行了几组实验，实验结果如图。下列判断错误的是（ ）
A.苍蝇的抗性与PM的高活性等因素有关
B.在杀虫剂的诱导下，无抗性苍蝇发生了可遗传变异
C.长期在有杀虫剂的环境中，该苍蝇种群会逐渐形成适应
D.PM抑制剂能延缓抗性苍蝇的死亡时间
解析：BD 由题干信息“某种苍蝇体内的酶（PM）能够分解杀虫剂T”可知，苍蝇抗性的产生与PM的高活性等因素有关，A正确；杀虫剂T起选择作用，没有诱导作用，B错误；长期在有杀虫剂的环境中，杀虫剂杀死不具有抗性的苍蝇，而留下的是具有抗杀虫剂能力的苍蝇，该苍蝇种群会逐渐形成适应，C正确；PM抑制剂能抑制PM的活性，使抗性苍蝇不能适应具有该种杀虫剂的环境而死亡，D错误。
12.（2024·河北武安高一月考）测定细菌对各种抗生素的药敏程度的实验方法为：将含有一定浓度不同抗生素的滤纸片放置在已接种被检菌的固体培养基表面，抗生素向周围扩散，如果抑制被检菌生长，则在滤纸片周围出现抑菌圈（图中里面的圈），结果如图所示。
（1）衡量本实验结果的指标是 抑菌圈的大小 。
（2）上述图中最有效的是 B 培养皿中的抗生素。
（3）用上述最有效的抗生素对细菌进行处理，并测定细菌数量变化，如图所示：
①向培养基中加抗生素的时刻为 B 时。
②细菌种群的进化是定向的，而变异是 不定向 的，细菌的抗药性产生于环境变化之 前 （填“前”“中”或“后”），抗生素对细菌变异的作用不是“诱导”而是 选择 。
③尽管有抗药性基因存在，但使用抗生素仍然能治疗由细菌引起的感染，原因在于细菌种群中 有抗药性基因的个体占极少数 。如果长期使用同一种抗生素，细菌抗药性会增强的原因是 抗生素对细菌的抗药性变异进行了定向选择 。
解析：（1）抗生素如果抑制细菌生长，在滤纸片周围就会出现抑菌圈，抑菌圈越大就说明抗生素杀菌能力越强，因此衡量本实验结果的指标是抑菌圈的大小。（2）抑菌圈越大，说明抗生素杀菌能力越强，所以最有效的是B培养皿中的抗生素。（3）①抗生素会使细菌中不具抗药性的个体大量死亡而数量下降，BC段细菌数量开始下降，所以B 点是使用抗生素的起点。②细菌种群的进化是定向的，而变异是不定向的，细菌的抗药性个体，在使用抗生素之前就已经存在，抗生素对细菌种群起到选择的作用，而不是诱导者，选择了抗药性的个体生存下来，无抗药性的个体被杀死。③在细菌种群中，含有抗药性基因的个体是变异个体，只占少数，使用抗生素杀死了大部分无抗药性的个体，故仍然能治疗由细菌引起的感染。如果长期使用同一种抗生素，细菌抗药性会增强的原因是抗生素对细菌的抗药性变异进行了定向选择。
11 / 11第2课时 隔离在物种形成中的作用
导学 聚焦 1.掌握物种、隔离等相关概念。 2.说明隔离在物种形成中的作用
知识点 隔离在物种形成中的作用
1.物种的概念
2.隔离的种类
（1）隔离概念：不同 群体 间的个体，在自然条件下 基因 不能自由交流的现象。
（2）隔离常见类型
项目 类型 发生范围 结果
生殖隔离 不同物种 间 a.不能 互相交配 b.即使交配成功，也不能产生 可育 后代
地理隔离 同种 生物 使种群间不能发生 基因交流
3.隔离在物种形成中的作用
（1）新物种的形成过程
（2）隔离在物种形成中的作用：隔离是物种形成的必要条件， 生殖隔离 的形成标志着新物种的形成。
4.判断下列说法是否正确
（1）不同种群间的个体不能进行基因交流，说明二者存在生殖隔离。（ × ）
提示：不同种群间的个体不能进行基因交流，也可能是因为二者存在地理隔离。
（2）二倍体西瓜和四倍体西瓜通过杂交可产生三倍体西瓜，因此二倍体西瓜和四倍体西瓜是同一物种。（ × ）
提示：二倍体西瓜和四倍体西瓜杂交产生三倍体西瓜，三倍体西瓜不育，因此二倍体西瓜和四倍体西瓜是两个物种。
（3）生物进化一定会形成新物种。（ × ）
提示：进化的实质是种群基因频率的改变，不一定会形成新物种。
（4）物种形成的标志是生殖隔离。（ √ ）
（5）种群基因库间的差异是产生生殖隔离的根本原因。（ √ ）
（6）东北虎和华南虎是经过生殖隔离而形成的两个亚种。（ × ）
提示：东北虎和华南虎是经过地理隔离而形成的两个亚种。
探讨 分析物种的形成，提高理解能力
加拉帕戈斯群岛由许多互不相连、彼此独立的小岛组成。1835年，达尔文发现该群岛上有13种地雀，如图表示这13种地雀之间的进化关系。
（1）从图中可以看出，这些不同种的地雀都是由 南美洲地雀 这一共同祖先进化而来的。
（2）南美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈斯群岛后，在不同岛屿上形成不同种群，在自然状态下，这些不同种群之间能进行基因交流吗？为什么？
提示：不能，因为存在地理隔离。
（3）不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？为什么？
提示：不一样，因为突变是随机的、不定向的。
（4）不同岛屿上的地雀种群，进化方向相同吗？为什么？
提示：不相同。因为不同岛屿上的环境不同，自然选择的方向不同。
（5）请设计实验验证不同岛屿上的地雀属于不同的物种。
提示：让不同岛屿上的地雀交配，发现不能产生后代或产生的后代不可育。
（6）研究表明，后来即使将不同岛屿上的地雀种群混合饲养，它们之间也不能繁殖，为什么？
提示：因为它们之间已存在生殖隔离，已进化为不同物种。
（7）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。
1.“新物种”必须具备两个条件
（1）与原物种间已形成生殖隔离（不能杂交或能杂交但后代不育）。
（2）物种必须是可育的。如三倍体无子西瓜、骡均不可称为“物种”，因为它们均是“不育”的，而四倍体西瓜相对于二倍体西瓜则是“新物种”，因为它与二倍体西瓜杂交产生的子代（三倍体西瓜）不育，意味着二者之间已产生生殖隔离，故已成为另一类物种。
2.物种形成的三大模式
3.物种形成与生物进化的关系
内容 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 属于不同物种 可能属于一个物种
二者关系 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，生物进化不一定会导致新物种的形成
1.某大型湖泊被地壳运动形成的小山所隔形成湖泊Ⅰ、Ⅱ，原湖泊中某种鱼M在湖泊Ⅰ、Ⅱ中分别进化为不同种类的鱼（A、B、C、D），如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A.长期的地理隔离从而产生生殖隔离是新物种形成的必经过程
B.鱼A和D之间存在生殖隔离，二者的基因库完全不同
C.自然选择直接作用于生物个体的表型，决定生物进化的方向
D.两湖泊中不同种鱼的形成，是因为环境不同导致的基因突变方向不同
解析：C 新物种形成的标志是产生生殖隔离，而不是地理隔离，某些物种的形成不需要经过地理隔离，如四倍体西瓜的形成，A错误；根据题干信息可知，鱼A、D属于不同的物种，即存在生殖隔离，但是因为有共同的祖先，所以二者基因库中的某些基因是相同的，B错误；自然选择直接作用于个体的表型，使适应环境的个体更易生存，不适应环境的个体被淘汰，因此自然选择决定了生物进化的方向，C正确；基因突变是不定向的，环境只起到选择的作用，D错误。
规律方法
判断进化与物种形成的标准
2.（2024·湖南岳阳高一月考）大约1万年前，一条河流将生活在某大峡谷的Abert松鼠分隔成两个种群，其中生活在峡谷北侧的种群在体色和形态等方面都发生了明显变化，人们叫它Kaibab松鼠。下列叙述正确的是（ ）
A.Kaibab松鼠由于长期的地理隔离，已经变成了一个独立的物种
B.若Kaibab松鼠仍能和Abert松鼠产生后代，可以确定没有形成新物种
C.自然选择对这两个种群基因频率的改变所起的作用有一定的差别
D.一直生活在峡谷南侧的Abert松鼠，该种群中每个个体均含有这个物种的全部基因
解析：C Kaibab松鼠和Abert松鼠经过了长期的地理隔离，但它们之间不一定存在生殖隔离，若这两种松鼠能交配并产生可育后代则仍为同一物种，A、B错误；自然选择对这两个种群基因频率的改变所起的作用有一定的差别，C正确；种群中每个个体不一定含有该物种的全部基因，D错误。
（1）物种是 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）两个池塘的鲤鱼是一个物种吗？它们是属于一个种群还是两个种群？
提示：是一个物种，属于两个种群。
（3）三倍体西瓜是一个新物种吗？
提示：不是。因为同一物种的雌雄个体间要能够相互交配并产生可育后代，而三倍体是不可育的，因此三倍体西瓜不是一个新物种。
（4）地理隔离一定会导致生殖隔离吗？
提示：不一定。我们国家的东北虎和华南虎之间长期的地理隔离并没有导致生殖隔离，只形成两个亚种，并没有形成新物种。
1.下列有关物种的叙述，正确的是（ ）
①不同种群的生物肯定不属于同一个物种 ②物种是具有一定形态结构和生理功能，能相互交配且产生可育后代的一群生物个体 ③隔离是形成新物种的必要条件 ④只要有地理隔离就能形成新物种
A.①②③ B.②③④
C.②③ D.①②③④
解析：C 不同种群的生物可能属于同一个物种，如生活在两个池塘的鲤鱼，①错误；具有一定形态结构和生理功能，能相互交配且产生可育后代的一群生物个体是一个物种，②正确；隔离是形成新物种的必要条件，产生生殖隔离是形成新物种的标志，③正确；在物种形成过程中必须有生殖隔离，不一定有地理隔离，④错误。
2.（2024·山东枣庄高一月考）狮与虎属于两个不同的物种，在自然状态下一般不能自由交配，即使交配成功，产生的后代——狮虎兽也是不可育的，这种现象在生物学上称为（ ）
A.地理隔离 B.生殖隔离
C.诱变育种 D.无性繁殖
解析：B 生殖隔离是指不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育后代，由于狮与虎在自然状态下一般不能自由交配，即使交配成功，产生的后代狮虎兽也是不可育的，该现象称为生殖隔离。
3.马里亚纳海沟深水域与较浅水域生存着两种不同的比目鱼。调查发现，这两种比目鱼长期缺乏基因交流，但在几百万年前两水域中的比目鱼属于同一物种。下列对深水域与较浅水域中两种比目鱼形成的相关叙述，错误的是（ ）
A.两水域中的比目鱼因长期缺乏基因交流，最终可能会产生生殖隔离
B.造成调查结果所述现象的两个重要外部因素是自然选择和地理隔离
C.两种比目鱼形成过程中发生了可遗传的变异
D.两水域全部比目鱼所含的全部基因称为比目鱼的种群基因库
解析：D 两水域中的两种比目鱼不在同一区域，不是一个种群，所以两水域全部比目鱼所含的全部基因不能称为比目鱼的种群基因库，D错误。
4.如图表示生物新物种形成的基本环节，对图示分析错误的是（ ）
A.a表示基因突变和基因重组，为生物进化提供原材料
B.b表示生殖隔离，生殖隔离是新物种形成的标志
C.c表示新物种形成，与原物种不能进行基因交流
D.d表示地理隔离，新物种形成不一定需要地理隔离
解析：A a表示突变和基因重组，是生物进化的原材料，A错误。
5.（2024·山东日照高一月考）南美洲大陆上的地雀被迁徙到甲、乙两个海岛，经过长期演化最终形成了如图所示的五个不同的物种（A～E），请回答下列问题：
（1）迁到乙海岛的B地雀没有进化为E地雀而进化成D地雀，原因是 由于乙海岛上的环境条件与甲海岛不同，自然选择所起的作用与甲海岛不同，乙海岛上B地雀种群的基因频率和基因库都发生了新的变化而进化成D地雀 。
（2）什么具体证据可以帮助你确定D和E不是同一个物种？ 如果D和E不能交配，或交配后不能产生可育后代，说明它们不是同一个物种。
（3）地雀种群中存在控制羽毛颜色的一对等位基因（A—深色，a—浅色）。某一年B地雀种群中AA、Aa、aa的基因型频率分别为20％、50％、30％，环境变化后，生活于其中的地雀种群中基因型为AA、Aa的个体数量在一年后各增加了原来的20％，基因型为aa的个体数量减少20％，则一年后a的基因频率为 50％ 。一年后B地雀种群 发生了 （填“发生了”或“没有发生”）进化。
解析：（3）假定原来的地雀个体总共有100只，AA有20只，Aa有50只，aa有30只。生活于其中的地雀种群中基因型为AA、Aa的个体数量在一年后各增加了原来的20％，此时AA的个数为20×（1＋20％）＝24（只），Aa的个数为50×（1＋20％）＝60（只），aa的个数为30×（1－20％）＝24（只），此时a的基因频率为（60＋24×2）÷[（24＋60＋24）×2]×100％＝50％，原来a的基因频率为aa＋1/2Aa＝30％＋1/2×50％＝55％，生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，据此可知，种群基因频率发生了改变，所以该生物发生了进化。
知识点 隔离在物种形成中的作用
1.下列现象属于生殖隔离的是（ ）
①动物因为求偶方式和繁殖期不同造成不能交配
②植物因开花季节和形态不同而不能杂交
③产生的杂种后代没有生育能力
A.①② B.①③
C.①②③ D.②③
解析：C 生殖隔离是指不同物种间的个体不能自由交配或交配后不能产生可育后代的现象。①②都属于种群间的个体不能自由交配的情形，③则属于不能产生可育后代的现象。它们都是生殖隔离的情况之一，C正确。
2.（2024·广东肇庆高一联考）斑马体细胞的染色体数为22对，驴体细胞的染色体数为31对，斑马和驴的杂交后代兼具斑马和驴的特征，俗称“斑驴”。下列说法正确的是（ ）
A.斑驴体内没有可以联会的同源染色体
B.斑驴的出现说明斑马和驴不存在生殖隔离
C.斑驴不可育是由于种群数量少
D.斑驴的出现说明斑马和驴存在地理隔离
解析：A 斑驴体内有一组斑马的染色体（22条）和一组驴的染色体（31条），它们来自两个物种，不是同源染色体，在减数分裂过程中不能联会，因此斑驴是不可育的，A正确，B、C错误；斑驴的出现说明斑马和驴存在生殖隔离，D错误。
3.（2024·湖南张家界高一月考）生活在某大峡谷的松鼠被一条河流分隔成了两个种群，南北岸的松鼠经过大约一万年的演变，在形态和体色方面发生了明显的差异。下列叙述不符合“以自然选择学说为核心的现代生物进化理论”观点的是（ ）
A.突变和基因重组，为松鼠的进化提供原材料
B.两个种群形态和体色的差异，是种群基因频率定向改变的结果
C.河流的阻隔使南北岸松鼠的基因交流受阻，导致基因库差异加大
D.两岸食物和栖息条件的不同，导致两个种群基因突变的方向不同
解析：D 基因突变是不定向的，两岸食物和栖息条件的不同，对不定向的基因突变起到了定向选择的作用，并不诱导突变的产生，D错误。
4.野生稻具有谷粒细小、芒长、壳硬、脱壳困难、种子的蛋白质含量虽然高但产量很低、种子的休眠期很长且发芽不整齐等“缺点”。由野生稻选择、驯化而来的栽培水稻谷粒变大、芒变短甚至无芒、种子没有休眠期、产量高。下列分析正确的是（ ）
A.控制野生稻“缺点”的所有基因构成野生稻种群的基因库
B.经过长期选择、驯化，栽培水稻种群的基因频率发生了定向改变
C.野生稻的“缺点”是不利于其适应自然环境的不利变异
D.栽培水稻与野生稻的性状差异显著，说明它们之间一定存在生殖隔离
解析：B 种群基因库是指一个种群全部个体所有基因的总和，控制野生稻“缺点”的所有基因不等于野生稻种群的基因库，A错误；据信息可知，野生稻和栽培稻某些性状存在差异，由野生稻驯化成栽培稻，该过程中有人工选择的作用，故种群基因频率发生定向改变，B正确；野生稻的“缺点”是对于人类的利用而言，并非是针对其对于环境的适应能力，C错误；生殖隔离是指在自然状态下不能相互交配或交配后无法产生可育后代，据题干信息可知，栽培水稻是由野生稻选择、驯化而来的，两者之间可能不存在生殖隔离，D错误。
5.下图表示某种植物的进化过程：物种a先是分化为a1、a2、a3三个不同的种群，后又分别进化成为b、c、d三个物种。
下列有关叙述正确的是（ ）
A.a1、a2、a3生活在类似的环境中，会发生相同的基因突变
B.b与c存在生殖隔离，但有可能相互杂交产生后代
C.a2与a3能进行自由的基因交流，因此具有相同的基因库
D.b、c、d可以分别形成多个种群，但只能构成3个不同的基因库
解析：B 基因突变是不定向的，a1、a2、a3即使生活在类似的环境中，基因突变也可能不同，A错误；不同物种之间不能杂交或杂交后代不育，b、c是两个不同的物种，因此b与c存在生殖隔离，但有可能相互杂交产生不育的后代，B正确；不同种群存在不同基因库，a1、a2、a3是物种a分化形成的不同种群，还没有形成新的物种，因此a2与a3能进行自由的基因交流，但具有不同的基因库，C错误；同一物种可形成不同的种群，一个种群具有一个基因库，因此b、c、d可以分别形成多个种群，可构成多个不同的基因库，D错误。
6.如图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍被分隔为两个种群a1和a2，经过漫长的进化，分别形成新物种b和c。在此进程中的某一时刻，a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布，向d方向进化。下列有关叙述正确的是（ ）
A.b和d存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离
B.c和d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离
C.若经过漫长的进化，a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，则b和d是同一物种
D.若a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，则c和d是不同物种
解析：B b和d存在地理隔离，但不一定存在生殖隔离，A错误；d是由a1种群越过障碍外迁与a2同域分布，向d方向进化形成的，c是a2进化形成的，c和d不存在地理隔离，但可能是两个物种，因此可能存在生殖隔离，B正确；a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，但经过进化形成的d和b可能存在生殖隔离，因此b与d不一定属于同一物种，C错误；a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，但经进化形成的d和c不一定存在生殖隔离，因此c与d不一定属于不同物种，D错误。
7.某小岛上生活着两种棕榈科植物。研究认为：在200万年前，它们的共同祖先迁移到该岛时，一部分生活在pH较高的石灰岩上，开花较早；另一部分生活在pH较低的火山灰上，开花较晚。由于花期不同，不能相互受粉，经过长期演变，最终形成两个不同的物种。下列有关分析正确的是（ ）
A.新物种的形成都必须要经过长期的地理隔离
B.花期不同阻止了基因交流，最终形成了生殖隔离
C.基因突变产生新的等位基因，导致种群基因频率定向改变
D.若将这两种植物种植在相同环境中，它们能杂交产生可育后代
解析：B 物种的形成不一定经过长期的地理隔离，如秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗形成四倍体西瓜，A错误；由于花期不同，不能相互受粉，不能进行基因交流，最终形成了生殖隔离，B正确；基因突变产生新的等位基因，基因突变具有不定向性，自然选择会导致基因频率的定向改变，从而引起生物进化，C错误；不同物种存在生殖隔离，即使把它们种植在相同环境中，也不会产生可育后代，D错误。
8.下图中的A、B、C表示3个自然条件有差异的地区，地区间的黑粗线表示存在一定的地理隔离。A地区某些个体由于某些机会开始分布到B、C地区，并逐渐形成两个新物种，③中的甲、乙、丙分别表示3个种群。下列相关说法正确的是（ ）
A.上述过程说明地理隔离是新物种形成的标志
B.甲、乙两个种群的基因库存在较大的差异，不能进行基因交流
C.乙、丙两个种群存在地理隔离，但两种群的基因频率相同
D.甲、丙两个种群存在生殖隔离，两个种群基因库的组成完全不同
解析：B 根据题意可知，甲、乙、丙属于3个不同的物种。生殖隔离是新物种形成的标志，A错误；甲、乙两个种群之间存在生殖隔离，所以两个种群的基因库存在着明显的差异，不能进行基因交流，B正确；乙、丙属于两个物种，存在生殖隔离，它们的基因频率不相同，C错误；甲、丙两个种群存在生殖隔离，两个种群的基因库组成有明显差异，但并不是完全不同，D错误。
9.（2022·湖南高考12题）稻蝗属的三个近缘物种①日本稻蝗、②中华稻蝗台湾亚种和③小翅稻蝗中，①与②、①与③的分布区域有重叠，②与③的分布区域不重叠。为探究它们之间的生殖隔离机制，进行了种间交配实验，结果如表所示。下列叙述错误的是（ ）
交配（♀×♂） ①×② ②×① ①×③ ③×① ②×③ ③×②
交配率（％） 0 8 16 2 46 18
精子传送率（％） 0 0 0 0 100 100
注：精子传送率是指受精囊中有精子的雌虫占确认交配雌虫的百分比。
A.实验结果表明近缘物种之间也可进行交配
B.生殖隔离与物种的分布区域是否重叠无关
C.隔离是物种形成的必要条件
D.②和③之间可进行基因交流
解析：D ①与②、①与③之间可以进行交配，但精子传送率为0，这说明近缘物种之间虽然存在生殖隔离，但可以进行交配，A正确；①与②、①与③的分布区域有重叠，②与③的分布区域不重叠，但从交配率和精子传送率来看，生殖隔离与物种的分布区域是否重叠无关，B正确；隔离包括地理隔离和生殖隔离，生殖隔离使种群间不能进行基因交流，从而形成新物种，C正确；②与③的分布区域不重叠，故存在地理隔离，两者属于两个近缘物种，题表中②与③交配精子传送率为100％，即使交配成功，也会因为存在生殖隔离，而不能进行基因交流，D错误。
10.（多选）（2024·天津红桥高一月考）白头叶猴和黑叶猴是分布于我国南部的两种灵长类动物，二者的自然分布区没有重叠，白头叶猴分布在左江以南、明江以北，而黑叶猴分布于左江以北和明江以南。在动物园中，二者曾成功杂交并产生后代。下列叙述错误的是（ ）
A.白头叶猴和黑叶猴种群存在着地理隔离
B.由动物园杂交结果可知二者属于同一物种
C.二者均朝着适应各自生活环境的方向进化
D.二者毛色差异是种群为适应环境产生定向变异的结果
解析：BD 白头叶猴和黑叶猴种群自然分布区没有重叠，不会进行基因交流，故两种群存在地理隔离，A正确；动物园杂交结果：二者曾成功杂交并产生后代，若产生的后代可育则两种猴属于同一物种，若产生的后代不可育则存在生殖隔离，两种猴不属于同一物种，题干没有明确说明杂交后代是否可育，故不能判断是否属于同一物种，B错误；由题干信息可知两种猴生活环境不同，故二者均朝着适应各自生活环境的方向进化，C正确；毛色出现差异是控制毛色的基因发生基因突变引起的，再通过自然选择作用发生适应性进化，而基因突变是不定向的，多方向的，D错误。
11.（多选）某地曾遭遇百年一遇的特大洪灾，原本连在一起的两个岛几乎被淹没。假设洪峰退去后两个岛被彻底分隔开，下图是岛上的某种群若干年后可能会发生的变化。下列叙述错误的是（ ）
A.a表示地理隔离，长期的地理隔离一定会导致生殖隔离
B.自然选择过程中，直接受选择的是基因型，进而导致基因频率的改变
C.c可以定向改变种群的基因频率，导致生物定向进化
D.渐变式和爆发式的物种形成方式，一定都要经过d
解析：AB a表示地理隔离，长期的地理隔离导致种群基因库的差别增大，可能出现生殖隔离，A错误；自然选择过程中，直接受选择的是表型，进而导致基因频率的改变，B错误；c表示自然选择，可以定向改变种群的基因频率，导致生物定向进化，C正确；d表示生殖隔离，生殖隔离是新物种形成的标志，因此渐变式和爆发式的物种形成方式，都要经过d，D正确。
12.（2024·河北衡水市第二中学高一月考）如图为甲、乙两岛屿上鸟类的分布情况，甲岛上分布有S、L两种鸟，乙岛上的鸟类是迁移的S鸟的后代。回答下列问题：
（1）若干年后，甲、乙两岛上S鸟的喙出现差异，这是两岛上不同的 环境 因素作用的结果，该因素在S鸟的进化过程中起 自然选择 作用，其直接作用于生物的 表型 。新物种形成过程中的三个基本环节是 突变和基因重组、自然选择隔离 。
（2）若干年后，由于甲岛与乙岛上的S鸟存在 地理隔离 ，两岛上S鸟种群的基因库可能存在较大差异。欲探究甲岛与乙岛上的S鸟是否为同一物种，请设计实验并预测实验结果： 将两岛上的S鸟杂交，观察能否产生可育后代；如果能产生可育后代，则不存在生殖隔离，仍属于同一物种，如果不能产生可育后代，则存在生殖隔离 。
（3）某较大的自由交配的S鸟种群中，决定羽毛颜色为灰色的基因是A，决定羽毛颜色为黑色的基因是a，A的基因频率为10％，a的基因频率为90％，若无突变、迁入和迁出，以及自然选择等的作用，则该种群中基因型为AA、Aa和aa的个体分别占 1％、18％、81％ ；若由于某种原因，a基因的频率逐渐下降，A基因的频率逐渐上升，则后代中基因型为aa的个体数量的变化趋势是 逐渐减少 。
解析：（1）若干年后，甲、乙两岛上S鸟的喙出现差异，这是两岛上不同的环境因素作用的结果，该因素在S鸟的进化过程中起自然选择作用，其直接作用于表型。新物种形成过程的三个基本环节是突变和基因重组、自然选择和隔离。（2）若干年后，由于甲岛与乙岛上的S鸟存在地理隔离，两岛上S鸟种群的基因库可能存在较大差异。欲探究甲岛与乙岛上的S鸟是否为同一物种，能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种，故将两岛上的S鸟杂交，观察能否产生可育后代；如果能产生可育后代，则不存在生殖隔离，仍属于同一物种，如果不能产生可育后代，则存在生殖隔离。（3）某较大的自由交配的S鸟种群中，决定羽毛颜色为灰色的基因是A，决定羽毛颜色为黑色的基因是a，A的基因频率为10％，a的基因频率为90％，若无突变、迁入和迁出，以及自然选择等的作用，可以用遗传平衡定律来计算，故AA的个体为1％，Aa的个体为18％，aa的个体为81％；若由于某种原因，a基因的频率逐渐下降，A基因的频率逐渐上升，则后代中基因型为aa的个体数量逐渐减少。
10 / 10第4节 协同进化与生物多样性的形成
导学 聚焦 1.概述协同进化的概念和意义。 2.概述生物多样性的层次和形成过程。 3.举例说明生物进化理论的发展
知识点（一） 协同进化
1.协同进化
2.判断下列说法是否正确
（1）协同进化是指不同物种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。
（2）协同进化的原因是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）协同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的。（ × ）
提示：物种之间的协同进化除了通过物种之间相互影响（包括生存斗争以及种间互助等关系）实现外，还可通过物种与无机环境之间的相互影响来实现。
（4）协同进化的结果是形成了生物的多样性。（ √ ）
（5）地球上最早出现的生物是进行有氧呼吸的单细胞生物。（ × ）
提示：地球上的原始大气中是没有氧气的，因此，最早出现的生物是进行无氧呼吸。
（6）地球上的生态系统从古至今都是由生产者、消费者和分解者组成的。（ × ）
提示：地球上最初的生态系统是只有生产者和分解者的两极生态系统。
探讨 分析协同进化的概念和过程，提高理解能力
如图为猎豹追捕羚羊的镜头，请据图回答相关问题：
（1）捕食者的存在促进被捕食者种群发展的理由是什么？
提示：捕食者所吃掉的大多数是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到了促进种群发展的作用。
（2）根据生态学家斯坦利的“收割理论”，食性广的捕食者的存在有利于增加物种多样性，在这个过程中，捕食者使物种多样性增加的方式是什么？
提示：捕食者往往捕食个体数量多的物种，为其他物种的生存提供机会。
（3）猎豹和羚羊通过捕食和被捕食的关系，奔跑的速度都比原来加快了，这是为什么？
提示：这是羚羊和猎豹协同进化的结果。猎豹种群中跑得快的个体易获得食物而生存下来并繁衍后代，久而久之，跑得快成为猎豹的适应性特征；羚羊种群中跑得快的个体易躲避猎豹的捕食而生存下来并繁衍后代，久而久之，跑得快成为羚羊的适应性特征。
（4）物种之间的协同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的吗？
提示：不是。物种之间的协同进化有通过种间互助实现的，如某种兰花和专门给它传粉的蛾；也有通过种间竞争实现的，如猎豹和斑马。
1.（2024·辽宁辽阳一中高一月考）下列说法不支持协同进化观点的是（ ）
A.某草原上狼的灭绝造成鹿数量激增
B.通过捕食关系猎豹跑得越来越快，羚羊的逃生动作越来越敏捷
C.有长着细长花距的兰花，就必然有同样长着细长吸管似的口器的昆虫
D.随着蓝细菌的出现，地球上有了氧气，这为好氧生物的出现和进化提供了条件
解析：A 草原上狼的灭绝造成鹿的数量激增，这种情况是因为鹿群没有捕食者的选择作用，最终很可能会导致鹿群退化，不属于协同进化，A符合题意。
2.原产于马达加斯加多地的彗星兰具有细长的花距，花距底部储存着花蜜，主要由有细长口器的天蛾在采蜜中完成传粉。多年后研究人员在马达加斯加某地发现另一彗星兰品种，其花距底部花蜜大量减少，二乙酸甘油酯（一种脂质化合物）有所增加，其传粉者为采油蜂类。下列说法错误的是（ ）
A.彗星兰自身的遗传变异与传粉昆虫的相互作用导致了上述适应性状的形成
B.彗星兰种群中与花距分泌物形成相关的基因频率的改变可能与传粉昆虫的变化有关
C.彗星兰花距中分泌物的不同是不同品种彗星兰形成的必要条件
D.花距中分泌物不同的彗星兰与不同种类的传粉昆虫协同进化
解析：C 彗星兰自身的遗传变异与传粉昆虫的相互作用导致了上述适应性状的形成，淘汰了不适应环境的个体，A正确；传粉动物变换会对该兰花种群中花距分泌物进行选择，从而影响该兰花种群中花距分泌物有关基因频率的改变，B正确；物种形成的必要条件是隔离，因此不同种兰花形成的必要条件是隔离而不是兰花花距中不同种类分泌物含量的变化，C错误；在该种兰花与采油蜂之间的相互影响下，花蜜大量减少，二乙酸甘油酯有所增加，而传粉者从采蜜蛾类逐渐转变为采油蜂类，兰花和传粉者都发生了进化，这体现了协同进化，D正确。
知识点（二） 生物多样性的形成
1.生物多样性的形成
2.判断下列说法是否正确
（1）捕食者的存在有利于增加物种多样性。（ √ ）
（2）可遗传的变异增加了种群的遗传多样性。（ √ ）
（3）生物多样性的根本原因是物种多样性。（ × ）
提示：生物多样性的根本原因是遗传多样性。
探讨 分析生物多样性的形成，提高理解能力
1.请用生物进化论的观点分析生物多样性形成的原因。
提示：生物多样性的形成是协同进化的结果。
2.根据你的理解，分析三种生物多样性之间的关系。
提示：遗传多样性（基因多样性）是形成物种多样性和生态系统多样性的基础，反过来物种多样性和生态系统多样性又影响遗传多样性（基因多样性）。
3.生物多样性形成的根本原因和直接原因分别是什么？
提示：根本原因：遗传多样性（基因多样性）。直接原因：蛋白质多样性。
4.在捕食者与被捕食者的协同进化中，从生物个体和种群两个方面分析，是有利的还是有害的？
提示：从生物个体考虑，对被淘汰的个体来说是有害的；从种群考虑，无论是对捕食者还是被捕食者，都有利于种群的发展，捕食者的存在有利于增加物种多样性。
生物多样性的关系及原因分析
（1）从分子水平看：基因多样性（根本原因）→蛋白质多样性（直接原因）→物种多样性。
（2）从进化角度看：物种多样性和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。
（3）生物多样性≠物种多样性：物种多样性只是生物多样性的一个方面。
1.下列关于协同进化与生物多样性形成的叙述，正确的是（ ）
A.不同物种之间在相互影响中不断进化和发展，这就是协同进化
B.生物多样性的形成也就是新的物种不断形成的过程
C.一个物种的形成或灭绝会影响到若干其他物种的进化
D.自然选择学说不能解释生物的多样性和适应性
解析：C 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，这就是协同进化，A错误；生物的多样性包括遗传多样性、物种多样性与生态系统多样性，新物种的形成只是其中的一个方面，B错误；一个物种的形成或灭绝会影响到若干其他物种的进化，因为生物与生物之间存在着协同进化，C正确；达尔文的自然选择学说中的“遗传变异”解释了生物的多样性，“适者生存”解释了生物的适应性，D错误。
2.下图表示生物多样性的形成过程，下列说法错误的是（ ）
A.图中P决定生物进化的方向
B.生物多样性主要包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性
C.图中R表示生殖隔离，它是新物种形成的标志
D.若两个动物交配后产生后代，则它们一定属于同一物种
解析：D 图中P表示自然选择，自然选择决定生物进化的方向，A正确；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，B正确；图中R表示生殖隔离，生殖隔离是新物种形成的标志，C正确；若两个动物能自由交配且交配后能产生可育后代，则它们属于同一物种；若两个动物交配后能产生后代，但后代不育，则它们不属于同一物种，如马和驴，D错误。
知识点（三） 生物进化理论在发展
1.现代生物进化理论对自然界的生命史作出的科学解释
2.其他进化学说
3.判断下列说法是否正确
（1）现代生物进化理论认为，适应是自然选择的结果。（ √ ）
（2）以自然选择学说为核心的进化理论是以后各个方面研究的基础。（ √ ）
（3）现代生物进化理论是科学的，所以达尔文的自然选择学说已经过时了。（ × ）
（4）现代生物进化理论认为变异是不定向的，由自然选择导致种群基因频率的定向改变。（ √ ）
（5）中性突变理论认为决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累。（ √ ）
探讨 分析现代生物进化理论与其他进化学说
1.中性突变学说与现代生物进化理论的主要差异是什么？你是否认为中性突变学说完全否决了现代生物进化理论？
提示：中性突变学说认为：（1）生物进化的主导因素不是自然选择，而是中性突变的逐渐积累。
（2）DNA分子产生的大量的基因突变是中性的，对生物适应性的影响并不是非益即害的。
中性突变学说不是完全否决了现代生物进化理论。中性突变学说侧重于微观水平，而现代生物进化理论侧重于宏观水平，二者相互补充，更好地阐述了生物进化的本质。
2.以自然选择学说为核心的现代生物进化理论能否解释生物进化过程中的所有问题，这带给我们什么启示？
提示：不能，许多物种是在短时间内迅速形成的，其原因仍在探索中。科学研究是一个动态过程，需在不断的怀疑、求证、争论和修正中向前发展。
1.现代生物进化理论是在达尔文自然选择学说的基础上发展起来的。现代生物进化理论的观点对自然选择学说的完善和发展表现在（ ）
①突变和基因重组产生进化的原材料 ②种群是生物进化的基本单位 ③自然选择是通过生存斗争实现的 ④生物进化的实质是种群基因频率的改变 ⑤隔离导致物种的形成 ⑥自然选择决定生物进化的方向
A.①②④⑤ B.②③④⑤⑥
C.①②③④⑤ D.①②③⑤
解析：A ③和⑥是自然选择学说本来就有的内容，①②④⑤是现代生物进化理论的观点，是对自然选择学说的完善和发展。
2.下列关于中性突变学说的说法中，错误的是（ ）
A.中性突变学说的研究水平侧重于分子水平
B.DNA分子产生的突变大部分是中性的
C.决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累
D.中性突变学说与现代生物进化理论是对立的
解析：D 中性突变学说没有否定自然选择的作用。
（1）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 。
（2）协同进化的原因是 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 。
1.下列实例与协同进化无关的是（ ）
A.病毒在侵染人体若干代后，其毒性会逐渐减弱
B.原始两栖动物登上陆地，改变了陆地的栖息环境
C.化石燃料燃烧，导致大气中的二氧化碳含量上升
D.光合生物的出现，使大气中的氧气含量增加
解析：C 病毒在侵染人体若干代后，其毒性会逐渐减弱，这是人体和病毒相互影响的结果，属于协同进化的实例，A不符合题意；原始两栖动物登上陆地，在与陆地环境的相互选择中改变了陆地的栖息环境，这是协同进化的实例，B不符合题意；化石燃料燃烧，导致大气中的二氧化碳含量上升，进而引起全球气球变暖，这是人类活动影响生态平衡的实例，不属于协同进化，C符合题意；光合生物的出现，使大气中的氧气含量增加，为好氧生物的生存提供了条件，这是生物与无机环境协同进化的实例，D不符合题意。
2.在进化过程中，不同物种之间相互影响，下列叙述错误的是（ ）
A.任何一个物种都不是单独进化的
B.捕食者的存在对被捕食者有害无益
C.一种物种的形成或绝灭，会影响到若干其他物种的进化
D.寄生关系使寄生者和宿主在生存斗争的过程中协同进化发展
解析：B 捕食者的存在对被捕食者并不是有害无益的，捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到了促进种群发展的作用。
3.进化树是根据各种生物物种特征的相似性和差异，显示它们之间的进化关系，历史上主要是基于各种物种解剖结构的相似性和差异进行编排。新研究表明，通过比较解剖学而不是分子水平上的基因序列来确定生物进化树的做法严重误导了几个世纪以来的物种分类工作，这源于普遍存在的趋同进化。趋同进化是指源自不同祖先的生物，由于相似的生活方式，整体或部分形态结构向着同一方向改变。下列有关说法正确的是（ ）
A.趋同进化就是不同物种之间的协同进化，协同进化造就了地球上的生物多样性
B.达尔文的共同由来学说或自然选择学说单独就能够解释生物趋同进化的原因
C.趋同进化产生新物种的过程都需要经过可遗传的变异、自然选择和隔离
D.目前来看，细胞和分子水平的证据是研究生物进化最直接、最重要的证据
解析：C 分析题意可知，发生趋同进化的生物是生活在相似环境中，由于自然选择方向相同，不同生物朝着同一方向改变，导致不同生物具有相似的适应性，并非协同进化的结果，A错误；趋同进化是指源自不同祖先的生物朝着同一方向改变，可以用自然选择学说解释其原因，但共同由来学说不能单独解释该现象，B错误；新物种的形成需要三个环节，即需要经过可遗传的变异、自然选择和隔离，C正确；化石是研究生物进化最直接、最重要的证据，D错误。
4.（2021·广东高考3题）近年来我国生态文明建设卓有成效，粤港澳大湾区的生态环境也持续改善。研究人员对该地区的水鸟进行研究，记录到146种水鸟，隶属9目21科，其中有国家级保护鸟类14种，近海与海岸带湿地、城市水域都是水鸟的主要栖息地。该调查结果直接体现了生物多样性中的（ ）
A.基因多样性和物种多样性 B.种群多样性和物种多样性
C.物种多样性和生态系统多样性 D.基因多样性和生态系统多样性
解析：C 依据题干信息可知，该地区的水鸟有146种，体现了物种多样性；近海、海岸带湿地、城市水域都是水鸟的主要栖息地，体现了生态系统多样性。
5.如图为现代生物进化理论的概念图。请据图回答下列相关问题：
（1）图中①③分别指 种群 、 种群基因频率的改变 。在生物进化过程中， 突变和基因重组 为生物进化提供原材料。
（2）④指遗传多样性、物种多样性和 生态系统 多样性。
（3）某植物种群中基因型为AA的个体占20％，基因型为aa的个体占50％。倘若人为舍弃隐性性状仅保留显性性状，令其自交，则自交子一代中基因型为AA的个体占 55％ ，A的基因频率为 70％ ，经过这种人工选择作用，该种群是否发生了进化： 是 （填“是”或“否”），原因是 种群的基因频率发生了改变 。
解析：（3）某植物种群中基因型为AA的个体占20％，基因型为aa的个体占50％，则基因型为Aa的个体占30％，倘若人为舍弃隐性性状仅保留显性性状，则基因型为AA的个体占40％，基因型为Aa的个体占60％，令其自交，则自交子一代中基因型为AA的个体占40％＋60％×1/4＝55％，基因型为aa的个体占60％×1/4＝15％，基因型为Aa的个体占30％，此时种群中A的基因频率＝55％＋1/2×30％＝70％。没有经过人工选择之前种群中A的基因频率为20％＋1/2×30％＝35％，因为种群的基因频率发生了改变，所以该种群发生了进化。
知识点一 协同进化
1.通过漫长的协同进化过程，地球上形成了多种多样的生态系统，下列有关协同进化的叙述，错误的是（ ）
A.协同进化可发生在不同物种之间
B.协同进化可发生在生物与无机环境之间
C.猎豹与羚羊在捕与被捕的过程中奔跑速度均加快，属于协同进化
D.研究协同进化无法预测某物种的存在
解析：D 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，A、B正确；猎豹与羚羊在捕与被捕的过程中奔跑速度均加快，属于协同进化，C正确；研究协同进化可预测某物种的存在，如达尔文根据某种兰花长着细长的花距，其底部储存着花蜜，推测这种花的形成绝不是偶然的，肯定存在生有同样细长的吸管似的口器，可以从花距中吸到花蜜的昆虫，D错误。
2.下列关于捕食者在生物进化中的作用的说法，正确的是（ ）
A.捕食者往往捕食个体数量少的物种
B.捕食者的存在有利于增加物种多样性
C.捕食者的存在往往导致被捕食者的灭绝
D.捕食者的存在可导致部分被捕食者在生态系统中占绝对优势
解析：B 捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样可避免部分被捕食者在生态系统中占绝对优势，A、D错误；捕食者的存在有利于增加物种多样性，B正确；捕食者的存在一般不会导致被捕食者的灭绝，否则捕食者失去食物来源也将灭绝，C错误。
3.甲、乙两物种在某一地区共同生存了上百万年，甲以乙为食。下列叙述错误的是（ ）
A.甲、乙的进化可能与该地区环境变化有关
B.乙的存在与进化会阻碍甲的进化
C.若甲是动物，乙可能是植物，也可能是动物
D.甲基因型频率改变可能引起乙基因频率的改变
解析：B 根据协同进化的观点，乙的存在与进化会促进甲的进化，有利于提高生物多样性，B错误。
4.某种兰花有细长的花距，花距底部储存着花蜜，这种兰花的传粉需借助具有细长口器的蛾在吸食花蜜的过程中完成。下列叙述正确的是（ ）
A.蛾口器的特征决定兰花花距变异的方向
B.花距变长是兰花新物种形成的必要条件
C.口器与花距的相互适应是协同进化的结果
D.蛾的口器会因吸食花蜜而越变越长
解析：C 变异是不定向的，A错误；新物种产生的必要条件是隔离，B错误；根据题干可知，口器与花距的相互适应是相互选择、协同进化的结果，C正确；口器变长是自然选择的结果，D错误。
5.无花果的隐头花序花托的顶端有一个很小的开孔，专有的、高度特化的榕小蜂雌蜂进入小孔后在花上产卵，雌蜂在花序上爬行时能进行传粉，无花果隐头花序是榕小蜂幼体唯一的栖息场所和食物来源。下列分析正确的是（ ）
A.榕小蜂特殊的生殖行为决定了无花果的变异方向
B.两者的依存关系是相互选择、协同进化的结果
C.花序的特化是无花果新物种形成的必要条件
D.两种生物所发生的可遗传的变异决定了进化的方向
解析：B 变异是不定向的，榕小蜂特殊的生殖行为只是起了选择作用，A错误；榕小蜂和无花果之间互利共生，两者的依存关系是相互选择、协同进化的结果，B正确；花序的特化不会使无花果产生生殖隔离，故不是新物种形成的必要条件，C错误；自然选择决定生物进化的方向，D错误。
知识点二 生物多样性的形成
6.生物多样性的形成，经历了漫长的进化历程。下列说法错误的是（ ）
A.生物多样性是协同进化的结果
B.生物多样性是指千姿百态的物种
C.不同环境的自然选择是物种多样性形成的原因
D.虫媒花与传粉昆虫相适应是相互选择的结果
解析：B 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，这就是协同进化，生物多样性的形成是协同进化的结果，A正确；生物多样性是指千姿百态的物种、丰富多彩的基因库和多种多样的生态系统，即物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性，B错误；不同环境的自然选择是物种多样性形成的原因，C正确；虫媒花与传粉昆虫相适应是相互选择的结果，只有拥有适应昆虫传粉结构的花才能得到更多的受精机会，才能生存下来并繁殖后代，只有适应花的结构的昆虫才可以采到花蜜得以生存与繁衍，D正确。
7.下列关于生物多样性的叙述，正确的是（ ）
A.生物界的丰富多彩，起控制作用的是DNA的多样性
B.DNA分子结构的多样性主要表现为4种碱基配对方式的多样性
C.生物界的多样性是由物种的多样性体现的
D.生物多样性包括遗传多样性、种群多样性和生态系统多样性
解析：A 生物界的丰富多彩，起控制作用的是DNA的多样性，A正确；DNA分子结构的多样性主要表现在碱基对的排列顺序不同，B错误；生物界的多样性是由遗传（基因）多样性、物种多样性和生态系统多样性体现的，C、D错误。
知识点三 生物进化理论在发展
8.下列关于现代生物进化理论的叙述，正确的是（ ）
A.生物进化的过程实际上是生物与生物之间协同进化的过程
B.隔离是物种形成的必要条件
C.能为生物进化提供原材料的是有利变异
D.个体是生物进化的基本单位
解析：B 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，A错误；可遗传变异无论是有利变异还是不利变异，都能为生物进化提供原材料，C错误；种群是生物进化的基本单位，D错误。
9.下列叙述中，不符合中性突变学说的是（ ）
A.基因突变对生物适应性的影响并不是非益即害的，大量的基因突变是中性的
B.自然选择对中性突变不起作用
C.中性突变学说认为决定生物进化方向的是自然选择
D.种群间遗传物质出现较大差别是中性突变积累的结果
解析：C 中性突变学说认为，基因突变对生物适应性的影响并不是非益即害的，大量的基因突变是中性的，自然选择对这些基因突变不起作用，这些基因突变经过长期积累，会导致种群间遗传物质出现较大的差别，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。综上所述，C符合题意。
10.（2024·湖南怀化高一月考）科学家普遍认为，地球上的多种生物是经过漫长的地质年代逐渐进化而来的，特别是经过协同进化才形成了今天丰富多彩的自然界。下列有关协同进化和生物多样性形成的叙述，错误的是（ ）
A.协同进化是指同种生物和生物与无机环境之间的相互影响和相互作用
B.捕食者吃掉多病、年老的被捕食者，可促进被捕食者种群的发展
C.“收割理论”认为，捕食者的存在有利于增加生物的物种多样性
D.生物进化过程中，既有新物种的产生，也有原有物种的绝灭
解析：A 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，A错误。
11.（多选）有两种植物靠一种蜂鸟传粉。一种植物的花蕊蜜管直而短，另一种则弯而深。雌鸟的长鸟喙适于在弯曲的长筒状花蕊蜜管中采蜜，雄鸟的短鸟喙适于在短小笔直的花蕊蜜管中采蜜。由此得出的结论正确的是（ ）
A.雌雄蜂鸟在不同植物上采蜜缓解了雌雄蜂鸟间的种内竞争
B.两种植物花蕊蜜管形态的差异是由蜂鸟采蜜导致的变异
C.花蕊蜜管形态与鸟喙长度相适应是长期相互选择的结果
D.对鸟喙的遗传多样性进行基因检测时，遵循了碱基互补配对原则
解析：ACD 雌鸟和雄鸟能从不同植物上获取食物，食物来源的不同能够很好地缓解种内个体间由争夺食物引起的竞争，A正确；可遗传的变异包括基因重组、基因突变和染色体变异，两种植物花蕊蜜管形态的差异是因为遗传物质不同，B错误；花蕊蜜管形态与鸟喙长度相适应是这两种生物长期相互选择的结果，这体现了生物的协同进化，C正确；对鸟喙的遗传多样性进行基因检测遵循碱基互补配对原则，D正确。
12.（多选）北美洲某种臭虫以当地无患子科植物的气球状蔓生果为食，臭虫需要用锋利的喙刺穿果实，据统计喙长如图1所示；1920年，有人从亚洲引进平底金苏雨树，其果实的果皮比较薄，据统计到1980年，以它为食的臭虫的喙长如图2所示。下列叙述正确的是（ ）
A.平底金苏雨树与臭虫间发生了协同进化
B.平底金苏雨树与当地植物存在竞争关系
C.臭虫体内控制喙长度的基因发生突变可能早于引进平底金苏雨树
D.生活在无患子科植物和平底金苏雨树上的臭虫间形成了生殖隔离
解析：ABC 平底金苏雨树引进后，臭虫喙长变短，因此它们在相互影响中发生了协同进化，A正确；平底金苏雨树与当地植物竞争阳光和土壤中的水分和养分等，B正确；臭虫体内控制喙长度的基因发生突变的时间可能早于引进平底金苏雨树的时间，平底金苏雨树只不过起了选择作用，C正确；生活在无患子科植物和平底金苏雨树上的臭虫种群，由于自然选择的差异，基因频率定向改变，导致两个种群的基因库有差异，由题干信息无法判断两者之间是否已形成生殖隔离，D错误。
13.（2024·辽宁抚顺高一期末）图1所示为研究者对分布在喜马拉雅山东侧不同海拔高度的358种鸣禽进行的研究，绘制了该地区鸣禽物种的演化图（部分）及其在不同海拔分布情况的示意图（图中数字编号和字母代表不同鸣禽物种的种群）。图2所示为在某段时间内，种群①中的A基因频率的变化情况，请思考回答下列问题：
（1）种群①～⑧在形态结构和生理功能方面的差异，体现了 物种 多样性。在②③④⑤四个种群中，亲缘关系最近的两个种群是 ②③ 。
（2）由种群X进化成为⑥⑦两个物种的历程约为700万年，⑥和⑦成为两个不同物种的标志是出现 生殖隔离 。下列关于这一进化历程的分析正确的是 AD （多选）。
A.X中的个体发生了可遗传的突变
B.⑥⑦中每个个体是进化的基本单位
C.自然选择的直接对象是种群X中不同的等位基因
D.自然选择主导喜马拉雅山鸟类进化的方向
E. ⑥⑦一直利用相同的生物和非生物资源
（3）图2中在 QR 时间段内种群①发生了生物进化， 突变和基因重组 提供进化的原材料，在T点时 不一定 （填“是”“否”或“不一定”）形成新物种。
（4）若时间单位为年，在某年时，种群①中AA、Aa和aa的基因型频率分别为10％、40％和50％，现假设种群①非常大，所有雌雄个体间都能自由交配并产生后代，不发生突变，则下一年时种群①中的aa的基因型频率为 49％ 。
解析：（1）图中数字编号和字母代表不同鸣禽物种的种群，可见，种群①～⑧在形态结构和生理功能方面的差异，体现了物种多样性。分析图1可知，分支越向后，亲缘关系越近，因为②、③是由最近的同一祖先进行而来的，所以在②③④⑤四个种群中，亲缘关系最近的两个种群是②③。（2）种群X经过漫长的时间进化成为⑥⑦两个物种，说明有新的物种形成，其标志是出现生殖隔离。下列关于这一进化历程的分析正确的是A、D。可遗传的突变为生物进化提供原材料，X中的个体发生了可遗传的突变，A正确；种群是生物进化的基本单位，B错误；自然选择的直接对象是种群X中不同个体的表型，C错误；自然选择使种群的基因频率发生定向改变，导致鸟类朝着一定的方向进化，D正确；由图1可知：由种群X进化成为⑥⑦两个物种的过程中，由于地理隔离的出现，导致⑥⑦所利用的生物和非生物资源出现差异，E错误。（3）生物进化的实质是种群基因频率发生改变，新物种形成的标志是产生生殖隔离。图2中在QR时间段内，种群①中的A基因频率逐渐增大，说明种群①发生了生物进化。突变和基因重组（可遗传变异）为生物进化提供原材料。在RT时间段内，A基因频率维持在0.9，但无法判断是否有生殖隔离产生，所以在T点时不一定形成新物种。（4）在某年时，种群①中AA、Aa和aa的基因型频率分别为10％、40％和50％，该种群产生的基因型为A、a的配子的概率分别为30％、70％。假设种群①非常大，所有雌雄个体间都能自由交配并产生后代，不发生突变，则下一年时种群①中的aa的基因型频率为70％×70％＝49％。
12 / 12章末质量检测（四） 基因突变及其他变异 生物的进化
（满分：100分）
一、单项选择题（本题共14小题，每小题2分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.（2024·浙江金华高一联考）研究发现直肠癌与多个基因突变积累有关，其中A 基因突变可导致直肠上皮细胞过量增殖。直肠癌容易转移至肝、肺处。下列叙述错误的是（ ）
A.若A 基因是抑癌基因，则其产物具有抑制细胞增殖作用
B.直肠癌细胞易转移的原因之一是细胞膜上黏连蛋白较少
C.直肠上皮细胞癌变后蛋白质合成和分解代谢能力均减弱
D.良好的生活习惯、避免接触过多致癌因子是预防癌症的有效措施
解析：C 抑癌基因的作用是抑制细胞异常增殖，若A 基因是抑癌基因，则其产物具有抑制细胞增殖作用，A正确；细胞膜上黏连蛋白较少导致癌细胞易转移，B正确；直肠上皮细胞癌变后，新陈代谢加快，蛋白质合成和分解代谢能力均加强，C错误；良好的生活习惯、避免接触过多致癌因子是预防癌症的有效措施，D正确。
2.下列配子产生的过程中没有发生基因重组的是（ ）
A.基因组成为的个体产生了Ab和ab的配子
B.基因组成为的个体产生了AB、ab、Ab和aB的配子
C.基因组成为的个体产生了ab、aB、Ab和AB的配子
D.基因组成为的个体产生了ABC、ABc、abC和abc的配子
解析：A 基因组成为的个体产生了Ab和ab的配子，其原因是A和b、a和b基因连锁，同源染色体分离产生了Ab和ab的配子，此过程中没有发生基因重组，A符合题意；基因组成为的个体产生了AB、ab、Ab和aB的配子，其原因是位于同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体之间染色体片段的交换，导致染色单体上基因重组，B不符合题意；基因组成为的个体产生了ab、aB、Ab和AB的配子，基因组成为的个体产生了ABC、ABc、abC和abc的配子，其原因都是随着非同源染色体的自由组合，非等位基因也自由组合，C、D不符合题意。
3.在某二倍体西瓜（基因型为Aa）幼苗期，用秋水仙素处理得四倍体植株，以此为母本，用其他二倍体西瓜（基因型为aa）为父本进行杂交，受精卵中的基因型及比例为（ ）
A.AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1
B.AAa∶Aaa∶aaa＝1∶4∶1
C.AAa∶Aaa∶aaa＝1∶2∶1
D.AAA∶AAa∶Aaa＝1∶4∶1
解析：B 四倍体母本植株的基因型为AAaa，其减数分裂后产生的卵细胞为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1；基因型为aa的二倍体父本植株，其减数分裂后产生的精子为a，两植株进行杂交，受精卵的基因型及比例为AAa∶Aaa∶aaa＝1∶4∶1，B正确。
4.下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”的实验条件和试剂使用的叙述中，不正确的一组是（ ）
①低温：与多倍体育种中秋水仙素的作用机理相同 ②酒精：与在“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”中的使用方法相同 ③卡诺氏液：与“探究酵母菌细胞呼吸的方式”中“NaOH溶液”的作用相同 ④甲紫溶液：与“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”中“醋酸洋红液”的使用目的相同
A.②③ B.①④
C.①② D.③④
解析：A ①低温与多倍体育种中秋水仙素的作用机理相同，都是抑制纺锤体的形成，导致染色体数目加倍，正确；②该实验中用卡诺氏液固定后需要用酒精冲洗两次，之后需要用酒精和盐酸的混合液进行解离，而在“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”中，用50％的酒精洗去浮色，错误；③卡诺氏液与“探究酵母菌细胞呼吸的方式”中“NaOH溶液”的作用不相同，前者是固定，后者是吸收空气中的二氧化碳，错误；④甲紫溶液与“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”中“醋酸洋红液”的使用目的相同，都是对染色体进行染色，正确。不正确的一组是②③。
5.普通棉花均为白色，粉红色棉花在生产中有重要的商业价值。下图为育种专家利用白色棉培育出粉红色棉的过程，下列有关叙述错误的是（ ）
A.F1是基因突变和染色体变异的结果
B.基因重组导致F2出现性状分离
C.F2全部植株自交，F3中粉红色棉植株的比例约为1/3
D.利用无性繁殖可获得大量的粉红色棉植株
解析：B 由题图分析可知，经辐射处理后，F1发生了基因突变和染色体结构变异，A正确；F2出现性状分离不是基因重组的结果，而是等位基因分离和精卵细胞随机结合的结果，B错误；F2中可育植株及比例为1/3深红色棉和2/3粉红色棉，F2自交，F3中粉红色棉植株的比例约为2/3×1/2＝1/3，C正确；利用无性繁殖可获得大量的粉红色棉植株，D正确。
6.已知普通西瓜为二倍体，西瓜果皮颜色由一对等位基因控制，果皮深绿色条纹（A）对浅绿色（a）为显性，如图表示培育深绿色条纹三倍体无子西瓜的大致流程，若只研究果皮颜色，下列相关叙述正确的是（ ）
A.培育三倍体无子西瓜的过程中发生了基因重组和染色体变异
B.体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体，统称为多倍体
C.秋水仙素能诱导多倍体形成的原因是促进后期染色单体分开，形成染色体
D.基因突变和染色体结构变异会使DNA分子上碱基的数目或排列顺序发生改变
解析：D 培育三倍体无子西瓜的过程中发生了染色体数目变异，在本题中只涉及一对等位基因，未发生基因重组，A错误；由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体，统称为多倍体，由配子发育而来的称为单倍体，B错误；秋水仙素能诱导多倍体形成的原因是抑制纺锤体的形成，进而引起细胞不能分裂，C错误；基因突变是碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，染色体结构变异会使DNA分子上基因的数目或排列顺序发生改变，二者都能引起DNA分子上碱基的数目或排列顺序发生改变，D正确。
7.（2024·四川遂宁射洪中学高一月考）爱美之心人皆有之，几个雀斑会让爱美女士郁郁寡欢。雀斑多数是有遗传性的，且为常染色体显性遗传，下列关于人类遗传病的叙述正确的是（ ）
A.某人因常在海滩上享受日光浴出现的雀斑一定能遗传给后代
B.调查人群中遗传性雀斑发病率时，若只在患者家系中调查将会导致所得结果偏低
C.软骨发育不全、原发性高血压、苯丙酮尿症与雀斑一样都是单基因遗传病
D.遗传性雀斑、镰状细胞贫血和唐氏综合征三种遗传病中只有两种能在显微镜下观察确诊
解析：D 某人因常在海滩上享受日光浴出现的雀斑，若遗传物质没有改变，该性状不能遗传给后代，若生殖细胞遗传物质发生改变，则能遗传给后代，A错误；调查人群中遗传性雀斑发病率时，若只在患者家系中调查将会导致所得结果偏高，所以应在人群中随机取样调查，B错误；原发性高血压属于多基因遗传病，C错误；镰状细胞贫血、遗传性雀斑和唐氏综合征三种遗传病中只有镰状细胞贫血和唐氏综合征两种能在显微镜下观察确诊，D正确。
8.（2024·山东济宁高一月考）囊性纤维病的诊断阵列是表面结合有单链DNA探针的特殊滤纸，当探针与特异性序列结合时能发出荧光，其中“0”处放置正常基因的探针，“1～10”处放置该基因不同突变的探针，这些突变基因均为该病致病基因。检测①～③个体的相关基因，结果如图。下列叙述正确的是（ ）
A.设计多种探针体现了基因突变具有不定向性
B.若②与③婚配，则后代携有突变基因的概率为50％
C.由检测结果可知囊性纤维病是一种多基因遗传病
D.用不同病毒的基因探针制作的诊断阵列可检测病毒的核酸种类
解析：A “1～10”处放置该基因不同突变的探针，说明基因突变具有不定向性，A正确；囊性纤维病是一种常染色体隐性遗传病，假设用字母A表示，图中“1～10”对应的致病基因可表示为“a1～a10”，则②的基因型是Aa4，③的基因型是a2a5，二者婚配，后代一定会携带突变的致病基因，B错误；囊性纤维病是同一基因在不同位点的突变，属于单基因遗传病，C错误；若将诊断阵列上放置不同病毒的基因探针，根据碱基互补配对原则，可诊断病毒的类型，但是不能诊断病毒的遗传物质类型，即不能诊断出是DNA病毒，还是RNA病毒，D错误。
9.枯叶蝶在飞行时身体呈鲜艳的黄色，便于吸引异性，降落后的体态和体色像一片枯叶。下列关于枯叶蝶进化过程的叙述，错误的是（ ）
A.枯叶蝶的体色和体态是进化过程中形成的一种保护性适应
B.为了应对敌害，枯叶蝶产生了体色随环境变化的定向变异
C.在进化过程中，敌害对枯叶蝶的变异起到了选择作用
D.在进化过程中，枯叶蝶也能产生不利于应对敌害的变异
解析：B 枯叶蝶在进化过程中把体色和体态变得接近环境是一种适应环境的自我保护，A正确；生物的变异是不定向的，环境（如敌害）对枯叶蝶的体色起到了定向选择作用，使其能够躲避敌害，生存下来，B错误，C正确；生物的变异是不定向的，既可以产生应对敌害的有利变异，也可以产生不利于应对敌害的变异，D正确。
10.达尔文列举了大量的证据证明自己的生物进化理论。后来，随着研究的深入，人们又发现了许多支持达尔文生物进化理论的新证据。下列哪项最可能属于这些新证据（ ）
A.所有生物的生命活动都是靠能量驱动的，这可以作为生物有共同祖先的证据
B.人和其他动物的DNA碱基序列或某种蛋白质氨基酸序列的比较，属于细胞和分子水平上的证据
C.比较解剖学通过比较不同脊椎动物以及人的胚胎发育过程，支持了人和其他脊椎动物有共同祖先的观点
D.比较不同生物与人的细胞色素氨基酸序列，发现黑猩猩与人的差异最小，在一定程度上说明人和黑猩猩的亲缘关系更近
解析：D 有些生命活动不需要能量，如水的吸收，A错误；人和其他动物DNA的碱基序列或某种蛋白质氨基酸序列的比较，属于分子水平上的证据，B错误；比较不同脊椎动物以及人的胚胎发育过程属于生物有共同祖先的胚胎学证据，C错误；比较不同生物与人的细胞色素氨基酸序列，发现黑猩猩与人的差异最小，在一定程度上说明人和黑猩猩的亲缘关系更近，D正确。
11.桦尺蛾的体色受常染色体上的一对等位基因S和s控制，黑色（S）对浅色（s）是显性的。某地区有一个较大的桦尺蛾种群，其中杂合子占20％，浅色个体占70％。由于环境污染，树干变黑，种群中浅色个体每年减少10％，黑色个体每年增加10％。下列叙述正确的是（ ）
A.树干变黑不会影响桦尺蛾种群中浅色个体的出生率
B.一年后该地区桦尺蛾种群中S的基因频率约为22％
C.可遗传变异和环境的定向选择是适应形成的必要条件
D.种群基因频率的改变是通过环境对生物基因型的定向选择来实现的
解析：C 树干变黑，浅色个体易被捕食者发现而被捕食，s的基因频率降低，所以浅色个体出生率下降，A错误；起始的桦尺蛾种群中，浅色个体占70％，黑色个体占30％，其中杂合子占20％，纯合子占10％，假设该种群有个体100个，由于环境污染，树干变黑，种群中浅色个体每年减少10％，黑色个体每年增加10％，因此一年后浅色个体为（70％－70％×10％）×100＝63个，黑色个体杂合子为（20％＋20％×10％）×100＝22个，纯合子为（10％＋10％×10％）×100＝11个，种群个体总数为96个，所以S的基因频率为（11×2＋22）÷（2×96）≈23％，B错误；可遗传变异可以产生适应环境的新性状，环境将不适应环境的性状逐步淘汰，定向选择提高适应环境的性状比例，使生物适应环境，所以二者是适应形成的必要条件，C正确；环境将不适应环境的性状逐步淘汰，定向选择提高适应环境的性状比例，选择的对象是性状，不是基因型，D错误。
12.亚胺培南是临床治疗铜绿假单胞菌（一种细菌，简称PA）感染的一种重要抗生素。下表为某医院检测PA对亚胺培南耐药率的变化情况。下列分析错误的是（ ）
年份 2005 2006 2007 2008
住院患者亚胺培南的人均使用量/g 0.074 0.12 0.14 0.19
PA对亚胺培南的耐药率/％ 2.6 6.11 10.9 25.5
A.亚胺培南诱导PA产生耐药性突变
B.4年间，PA种群的基因频率发生定向改变
C.基因突变为PA的进化提供了原材料
D.日常生活中滥用亚胺培南将提高PA的耐药性
解析：A 变异是不定向的，环境不能诱发生物产生定向变异，A错误；4年间，PA对亚胺培南的耐药率逐渐提高，说明PA种群的基因频率发生定向改变，B正确；在生物进化过程中，突变和基因重组产生生物进化的原材料，其中突变包括基因突变和染色体变异，C正确；使用亚胺培南，会将PA种群中抗亚胺培南的个体筛选出来，因此日常生活中滥用亚胺培南将提高PA的耐药性，D正确。
13.（2024·四川百师联盟高二联考）巴拿马地峡的形成阻隔了太平洋和大西洋间海洋生物的交流，科学家将太平洋和大西洋的鼓虾进行交配，只有约1％的鼓虾可以产生后代。下列相关叙述正确的是（ ）
A.太平洋和大西洋的鼓虾存在地理隔离，但不存在生殖隔离
B.巴拿马地峡的出现导致原本生活在同一区域的鼓虾不能进行基因交流
C.若大西洋区域的鼓虾交配能够产生可育后代，说明该区域鼓虾没有发生进化
D.太平洋和大西洋的环境不同，导致鼓虾朝不同方向变异，进而向不同方向进化
解析：B 太平洋和大西洋的鼓虾进行交配，只有约1％的鼓虾可以产生后代，交配后的后代若可育则不存在生殖隔离，若后代不可育则存在生殖隔离，A错误；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，导致在自然条件下被巴拿马地峡隔开的鼓虾种群之间不能进行基因交流，B正确；生物进化的实质是种群基因频率发生改变，若鼓虾交配产生可育后代，只能说明两亲本鼓虾属于同一物种，不能说明其没有发生进化，C错误；鼓虾变异的产生是不定向的，不同环境对不定向的变异进行定向选择，D错误。
14.（2024·重庆长寿中学高二月考）如图所示为现代生物进化理论的概念图，相关叙述错误的是（ ）
A.①是种群基因型频率的定向改变
B.③是自然选择学说，④包括遗传、物种和生态系统多样性
C.基因库是某种群中全部个体所含的全部基因的集合
D.②是突变和基因重组、自然选择等
解析：A 生物进化的实质是种群基因频率的改变，故①是基因频率发生改变，A错误；③是自然选择学说，④是生物多样性，包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性，B正确；基因库是某种群中全部个体所含的全部基因的集合，C正确；②是突变（包括基因突变和染色体变异）、基因重组和自然选择，可导致种群基因频率的改变，D正确。
二、多项选择题（本题共4小题，每小题3分，共12分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）
15.玉米（2N＝20）种群中偶尔会出现三体植株（2号染色体有3条），在减数分裂过程中，这3条染色体中的任意两条移向细胞一极，剩余一条移向细胞的另一极，其他染色体正常分离。下列有关三体玉米的叙述，正确的是（ ）
A.三体玉米植株的体细胞中含有3个染色体组
B.三体玉米植株的出现是基因重组的结果
C.三体玉米植株的细胞中最多有42条染色体
D.三体玉米植株测交，子代出现三体植株的概率为1/2
解析：CD 由题可知，三体玉米植株的2号染色体有3条，发生了染色体数目变异，其仍是二倍体，体细胞中含有2个染色体组，A、B错误；三体玉米植株处于有丝分裂后期的细胞中染色体数目最多，有42条，C正确；三体玉米植株产生的配子中，一半染色体数目正常，一半染色体多一条，则其测交，子代出现三体植株的概率为1/2，D正确。
16.（2024·江西南昌高一期末）出生缺陷即先天性畸形，是指婴儿出生前出现身体结构、功能或代谢等异常。下列关于出生缺陷和遗传病关系的叙述，正确的是（ ）
A.21三体综合征属于出生缺陷，也是遗传病，即先天性疾病就是人类遗传病
B.在调查发病率时，最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病，如原发性高血压、红绿色盲、白化病等
C.通过遗传咨询和产前诊断等手段，对遗传病进行检测和预防，在一定的程度上能够有效预防遗传病的产生和发展
D.患伴X染色体隐性遗传病的女性的父亲、儿子都是患者
解析：CD 21三体综合征属于出生缺陷，也是遗传病，但先天性疾病并不都是遗传病，如有些先天性疾病是在胎儿发育时产生的，并非遗传病，A错误；原发性高血压是多基因遗传病，而进行遗传病发病率调查时一般选择单基因遗传病，B错误；遗传病给患者个人带来痛苦，给家庭和社会带来负担，通过遗传咨询和产前诊断等手段，对遗传病进行检测和预防，在一定的程度上能够有效预防遗传病的产生和发展，C正确；患伴X染色体隐性遗传病的女性的2条X染色体上都含有致病基因，其父亲、儿子的X染色体一定带有致病基因，都是患者，D正确。
17.（2024·陕西商洛高一期末）生物多样性丧失是全球性环境问题，约百万物种正在遭受灭绝的威胁。在《生物多样性公约》第十五次缔约方大会上，联合国秘书长呼吁“停止破坏自然的狂欢，与自然缔结和平契约”。下列关于生物多样性和进化的叙述，错误的是（ ）
A.生物多样性就是指遗传多样性和物种多样性
B.协同进化就是不同物种之间在相互影响中的进化
C.基因频率的大幅度改变意味着产生了新物种
D.生物多样性的形成是协同进化的结果
解析：ABC 生物多样性主要包括三个层次的内容：遗传多样性（基因多样性）、物种多样性和生态系统多样性，A错误：协同进化指的是不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，B错误；基因频率的改变意味着生物朝某一方向进化，但不一定产生新物种，新物种形成的标志是存在生殖隔离，C错误；通过漫长的协同进化，地球上不仅出现了千姿百态的物种、丰富多彩的基因库，而且形成多种多样的生态系统，所以生物多样性的形成是协同进化的结果，D正确。
18.甲海岛上的某种鸟一部分迁徙到乙、丙两个海岛（三个岛屿相互隔绝），如图为刚迁入时和若干年后决定羽毛颜色的相关基因的调查结果（B—黑色、b—灰色、B1—黄色）。下列推测正确的是（ ）
A.若干年后，三个岛屿上的这种鸟既存在地理隔离，也存在生殖隔离
B.鸟类迁入新岛屿后会与其天敌和无机环境协同进化
C.甲、丙两个岛屿上的种群朝着不同方向进化
D.乙岛屿的环境促进羽毛颜色基因发生定向突变，产生B1基因
解析：BC 分析题图可知，甲岛的鸟迁徙到乙、丙两岛若干年后，存在地理隔离，但是不一定存在生殖隔离，A错误；协同进化可发生在生物与生物之间、生物与无机环境之间，因此鸟类迁入新岛屿后会与其天敌和无机环境协同进化，B正确；甲岛的种群在进化过程中B的基因频率逐渐升高，b的基因频率逐渐降低，丙岛的种群在进化过程中B的基因频率逐渐降低，b的基因频率逐渐升高，二者进化的方向不同，C正确；基因突变是不定向的，D错误。
三、非选择题（本题共4小题，共60分）
19.（15分）科研人员用化学诱变剂处理野生型水稻，筛选得到斑点叶突变体S1和S2。请回答问题：
（1）为研究突变性状的遗传规律，科研人员进行杂交实验，过程及结果如下表所示。
杂交组合 F1群体 F1自交得到的F2群体/株
野生型 斑点叶 总数
S1×野生型 野生型 171 56 227
S2×野生型 野生型 198 68 266
两组杂交F1均为野生型，F1自交得到的F2群体中野生型与突变型的比例接近 3∶1 ，判断S1和S2的突变性状均由 一 对 隐 性基因控制。
（2）检测发现，S1和S2基因D的序列均发生改变，S1在位点a发生了改变（记为Da），S2在另一位点b发生了改变（记为Db）。从变异类型看，化学诱变剂处理导致基因D发生的改变属于 基因突变 。基因D、Da、Db互为 等位基因 。
（3）真核生物基因转录产物在特定位点被识别后，部分序列在此被剪切掉，其余序列加工形成mRNA。野生型和S1的基因转录过程如下图所示。
①与野生型的D基因序列相比，S1的Da发生的碱基对变化是 G—C突变为A—T 。
②S1的Da基因转录后的mRNA序列多了“AUAG”，推测其原因是 G—C突变为A—T导致剪切识别位点改变，剪切位点后移 。
解析：（1）由题图分析可知，两组杂交F1均为野生型，说明野生型为显性，突变型为隐性；F1自交得到的F2群体出现性状分离现象，且野生型与突变型的比例接近3∶1，可进一步确定S1和S2的突变性状均由一对隐性基因控制。（2）检测发现，S1和S2基因D的序列均发生改变（基因碱基序列发生改变），意味着化学诱变剂处理导致基因D发生了基因突变，S1在位点a发生了改变（记为Da），S2在另一位点b发生了改变（记为Db）。结合题意可知，发生了隐性突变，基因D、Da和Db互为等位基因。（3）真核生物基因转录产物在特定位点被识别后，部分序列在此被剪切掉，其余序列加工形成mRNA。野生型和S1的基因转录过程如图所示。①对比两种性状个体的相关基因可知，与野生型的D基因序列相比，S1的Da发生的碱基对变化是G—C突变为A—T。②由题图显示，S1突变体的转录并剪切的位置后移，进一步对比发现S1的Da基因转录后的mRNA序列多了“AUAG”，据此推测其原因是G—C突变为A—T导致剪切识别位点改变，剪切位点后移。
20.（15分）“巴拿马病”是一种通过土壤传播的香蕉传染病，染病香蕉逐步枯萎死亡。某科研机构通过对野生香蕉（二倍体）进行诱变处理，培育出含抗“巴拿马病”基因A的突变体。为进一步培育抗病的栽培用三倍体香蕉，进行如下处理：
（1）诱变育种能提高突变率，产生多种变异类型，缺点是具有盲目性，并且需对大量材料进行处理，原因是基因突变具有 低频性和不定向性 的特点，基因突变的意义是 基因突变是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了丰富的原材料 。
（2）秋水仙素的作用机理是 抑制细胞分裂时纺锤体的形成，使后期分开的姐妹染色单体不能移向细胞两极 ，
若乙植株产生的配子均含有两个染色体组，则这些配子的基因型及比例为 AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1 。
（3）常规育种一般需要筛选出纯合品系，丙植株中的抗病植株有多种基因型，但无需进行筛选，原因是 丙植株为三倍体，不能进行有性生殖，可通过无性繁殖产生后代，无性繁殖能保持亲本的优良性状，因此丙植株无论是抗病纯合子还是杂合子，子代都能保持亲本的优良性状 。
（4）现有二倍体和三倍体香蕉植株，若要根据染色体组成将二者区分出来，请简要写出实验思路： 将二倍体和三倍体植株的根尖细胞制成临时装片，通过显微镜观察根尖分生区细胞有丝分裂中期的染色体组数，若细胞内含有两个染色体组，即为二倍体植株的细胞，若细胞内含有三个染色体组，即为三倍体植株的细胞 。
解析：（1）基因突变具有低频性和不定向性，因此诱变育种具有盲目性，并且需对大量材料进行处理。基因突变是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了丰富的原材料。（2）秋水仙素可抑制纺锤体的形成，使后期分开的姐妹染色单体不能移向两极，从而使细胞内染色体数加倍。乙植株是Aa经过秋水仙素处理形成的，基因型为AAaa，若乙植株产生的配子均含有两个染色体组，则这些配子的基因型及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1。（3）甲植株的基因型为Aa，乙植株的基因型为AAaa，因此丙植株为三倍体，三倍体植株不能进行减数分裂，只能通过无性繁殖产生后代，无性繁殖能保持亲本的优良性状，因此丙植株中的抗病植株无论是否为纯合子，无性繁殖都能保持亲本抗病的优良性状。（4）二倍体的体细胞含有两个染色体组，三倍体的体细胞含有三个染色体组，若要根据染色体组成将二者区分出来，可取二倍体和三倍体的植株的根尖细胞制作形成临时装片，利用显微镜观察根尖分生区有丝分裂中期的细胞（染色体组数与体细胞相同），根据细胞内染色体组来判断是二倍体细胞还是三倍体细胞。
21.（15分）（2024·辽宁六校高二联考）人类染色体异常会造成流产、痴呆等疾病。请回答下列与此有关的问题：
人类第7和第9号染色体之间可发生相互易位（细胞内基因结构和种类未发生变化）如图甲所示，图乙为某痴呆患者的家族系谱图，已知Ⅰ-2、Ⅱ-2为图甲所示染色体易位的携带者。回答下列问题：
（1）个体Ⅰ-2的7或9号染色体上基因的 排列顺序和数量 发生了改变。
（2）个体Ⅱ-2能够产生 4 种配子，分别为 AB、A＋B、AB－、A＋B－ （用图甲中的字母表示）。
（3）Ⅱ-2与Ⅱ-1的后代如果出现9号染色体“部分三体”，则表现为痴呆，如果出现9号染色体“部分单体”，后代早期流产。请写出个体Ⅲ-1的7和9号染色体组合 A＋ABB （用图甲中的字母表示）。
（4）早期流产导致胎儿不能成活。Ⅲ-3为7//9染色体易位携带者的概率是 1/3 。
（5）为防止生出患染色体异常遗传病的孩子，建议婚前进行 遗传咨询 ，妊娠期间进行 染色体检查（或羊水检查或产前诊断） 。
解析：（1）个体Ⅰ-2是染色体易位的携带者，该个体的7或9号染色体发生易位，可导致基因的排列顺序和数量改变。（2）个体Ⅱ-2是染色体易位的携带者，其基因型为A＋ABB－，能产生四种配子，即AB、AB－、A＋B、A＋B－。（3）乙图中Ⅱ-1是正常个体，其染色体组合为AABB，Ⅱ-2是携带者，其染色体组合为A＋ABB－，所以Ⅱ-1和Ⅱ-2后代的染色体组合类型及比例为A＋ABB－∶AABB－∶A＋ABB∶AABB＝1∶1∶1∶1，个体Ⅲ-1患病，基因型是A＋ABB。（4）结合（3）可知，Ⅱ-1和Ⅱ-2后代的染色体组合类型及比例为A＋ABB－∶AABB－∶A＋ABB∶AABB＝1∶1∶1∶1，其中染色体组合为AABB－的个体早期流产导致胎儿不能成活，Ⅲ-3为7//9染色体易位携带者的概率是1/3。（5）遗传病检测和预防的手段主要包括遗传咨询和产前诊断，所以为防止生出患染色体异常遗传病的孩子，建议婚前进行遗传咨询，妊娠期间进行染色体检查（羊水检查或产前诊断）。
22.（15分）（2024·西北工业大学附属中学高一期末）某地在1万年前由许多小山（A，B，C，D）通过纵横交错的河流连结起来，山上有很多地雀。之后，气候逐渐干旱，河流渐渐消失，形成了若干个独立的小山，在各山中生活的地雀形态差异也变得明显（分别称为a，b，c，d地雀）。如图所示：
（1）一万多年后，D山中的 所有地雀的全部基因 称为地雀种群的基因库。
（2）现在，有人将四座山中的一些地雀混合养殖，结果发现：A、B两山的地雀（a和b）能进行交配且产生后代，但其后代高度不育，说明a、b地雀之间存在 生殖隔离 ，造成这种现象的内部因素是 突变和基因重组 ，两个外部因素是 自然选择 和 适应 。来自C、D的地雀（c和d）交配，能生育具有正常生殖能力的子代，且子代之间存在一定的性状差异，这体现了生物多样性中的 遗传多样性 （填“遗传多样性”“物种多样性”或“生态系统多样性”）。
（3）在5 000年前，A山的河中生活着甲水草（四倍体），如今科学家发现了另一些植株较硕大的乙水草，经基因组分析，甲、乙两水草完全相同；经染色体组分析，乙水草的染色体组数是甲水草的2倍。则乙水草产生的原因最可能是 低温导致甲水草幼苗或种子有丝分裂时纺锤体形成受到抑制，进而导致染色体组数目增加，形成乙水草 。
（4）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与发展。
解析：（1）种群的基因库是指种群中所有个体的全部基因组成的集合，故D山中的所有地雀的全部基因称为地雀种群的基因库。（2）A、B两山的地雀（a和b）能进行交配且产生后代，但其后代高度不育，说明a、b地雀之间存在生殖隔离；造成生殖隔离的内部因素是突变和基因重组，外部因素是自然选择和适应；C、D的地雀（c和d）交配，能生育具有正常生殖能力的子代，且子代之间存在一定的性状差异，说明c、d还是同一物种，子代的差异属于遗传多样性。（3）乙水草的染色体组数是甲的两倍，而秋水仙素或者低温能使染色体数目加倍，因此可能是低温导致甲水草幼苗或种子有丝分裂时纺锤体形成受到抑制，进而导致染色体组数目增加，形成乙水草。（4）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的过程。
10 / 10
