第24講生物的進(jìn)化1.研究生物進(jìn)化的方法。通過對化石及化石掛圖的觀察、比較、分析，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、研究問題、解決問的能力。結(jié)合我國出土的化石的事例及其研究進(jìn)行愛國主義教育。2結(jié)合生物進(jìn)化歷程學(xué)習(xí)，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生愛護(hù)動植物的教育和保護(hù)生物圈的意識。考點要求考題統(tǒng)計考情分析生物有共同的祖先2023，浙江，選擇2022，北京本專題知識難度較低、基礎(chǔ)性強(qiáng)。考查學(xué)生對進(jìn)化整體性的認(rèn)識,或結(jié)合一些情景信息或表格信息設(shè)置題目，考查學(xué)生的應(yīng)變能力、獲取信息和綜合分析能力。自然選擇與適應(yīng)的形成2023，北京，浙江，選擇2022，福建，遼寧、河北種群基因組成的變化與物種的形成2023，海南，湖北（2題），選擇2022，重慶，海南、湖南，浙江（2題），廣東，選擇2021，重慶（5），填空協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性的形成2023，廣東，選擇2022，天津，湖北，選擇2022，廣東（3）填空2021，江蘇，選擇協(xié)同進(jìn)化協(xié)同進(jìn)化考點一生物有共同的祖先進(jìn)化是指一切生命形態(tài)發(fā)生、發(fā)展的演變過程?！斑M(jìn)化”一般用以指事物的逐漸變化、發(fā)展，由一種狀態(tài)過渡到另一種狀態(tài)。1.達(dá)爾文的生物進(jìn)化論的主要組成(1)地層中陳列的證據(jù)——化石(2)當(dāng)今生物體上進(jìn)化的印跡——其他方面的證據(jù)①(2)當(dāng)今生物體上進(jìn)化的印跡——其他方面的證據(jù)②(2)當(dāng)今生物體上進(jìn)化的印跡——其他方面的證據(jù)③(2023菏澤月考)關(guān)于生物的進(jìn)化,只能靠證據(jù)和邏輯來推測。下列有關(guān)生物進(jìn)化證據(jù)和結(jié)論的說法,錯誤的是()A.通過化石可以了解已經(jīng)滅絕的生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點,推測其行為特點B.人和魚的胚胎發(fā)育經(jīng)歷了有腮裂及有尾的階段,可以用人與魚有共同祖先來解釋C.比較解剖學(xué)發(fā)現(xiàn),不同種類的哺乳動物的前肢在形態(tài)上差別很大,說明這些哺乳動物不是由共同祖先進(jìn)化來的D.化石證據(jù)可作為生物進(jìn)化的直接證據(jù)考點二自然選擇與適應(yīng)的形成1.適應(yīng)的普遍性和相對性2.適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果（1）拉馬克的觀點①器官的“用進(jìn)廢退”②獲得性遺傳③意義：A.是達(dá)爾文學(xué)說之前影響最大、最為系統(tǒng)的進(jìn)化理論。B.是歷史上第一個比較完整的進(jìn)化學(xué)說。C.反對神創(chuàng)論和物種不變論，強(qiáng)調(diào)生物的進(jìn)化。④局限性：A.拉馬克理論大多數(shù)是主觀推測，缺乏科學(xué)證據(jù)支持。B.過于強(qiáng)調(diào)環(huán)境的變異導(dǎo)致物種的改變。(2)達(dá)爾文自然選擇學(xué)說變異在前且是不定向的，環(huán)境變化在后且是定向的。環(huán)境只起選擇作用。達(dá)爾文認(rèn)為長頸鹿的進(jìn)化原因是：因過度繁殖，長頸鹿產(chǎn)生的后代超過環(huán)境承受能力；它們都要吃樹葉而樹葉不夠，導(dǎo)致生存斗爭加劇；它們有頸長和頸短的差異（遺傳變異）；頸長的能吃到樹葉生存下來，頸短的卻因吃不到樹葉而最終餓死了（適者生存）。構(gòu)建自然選擇學(xué)說的概念模型:解讀1：自然選擇的對象：選擇的直接對象是具有某特定表型的生物體。選擇的間接對象是具有某基因型的生物體。自然選擇的實質(zhì)是環(huán)境對變異所對應(yīng)的基因的選擇，因而可以改變種群的基因頻率。解讀2：兩個方向——圖示變異不定向，自然選擇定向解讀3：生存斗爭范疇：①種內(nèi)斗爭②種間斗爭③生物與非生物之間的斗爭產(chǎn)生生存斗爭的原因：過度繁殖+有限生活資源生物為爭奪有限的生活條件。（食物、水、空間、配偶、陽光等）生存斗爭產(chǎn)生的結(jié)果（意義）：生物大量死亡，少量存活。對生物個體往往有害，但對生物物種是有利的。并能推動生物的進(jìn)化總結(jié)：自然選擇學(xué)說內(nèi)因：生物產(chǎn)生的變異（不定向變化）進(jìn)化原因外因：生物生存的各種環(huán)境條件（定向變化）相互作用：定向變化的環(huán)境選擇不定向的生物變異，環(huán)境條件推動著生存斗爭，表現(xiàn)為自然選擇，決定著生物進(jìn)化的方向(3)達(dá)爾文以后進(jìn)化理論的發(fā)展①發(fā)展原因：關(guān)于遺傳和變異的研究，已經(jīng)從性狀水平深入到基因水平，人們逐漸認(rèn)識到了遺傳和變異的本質(zhì)；關(guān)于適應(yīng)以及物種的形成等問題的研究，已經(jīng)從以生物個體為單位，發(fā)展到以種群為基本單位。②發(fā)展的結(jié)果：形成了以自然選擇為核心的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論?！窘滩氖斑z】教材隱性知識：源于必修2P108“思考·討論”：拉馬克觀點解釋長頸鹿脖子長的原因是什么？達(dá)爾文觀點解釋長頸鹿脖子長的原因是什么？提示拉馬克觀點：長頸鹿在旱季缺乏青草的時期就會用它的長脖子去吃高處的樹葉，這樣長期“使用”它的脖子，久而久之就更長了(用進(jìn)廢退)，然后遺傳給了下一代(獲得性遺傳)。達(dá)爾文觀點：在缺乏青草的干旱時期，那些頸部和四肢都較長的個體會有較多的機(jī)會吃到高處的樹葉，能夠生存下來，并繁殖后代，而那些頸部和四肢較短的個體則無法得到足夠的食物，不容易生存下來，也無法繁殖后代，所以頸部和四肢較短的長頸鹿逐漸被淘汰。(2023大連期末)枯葉蝶在停息時,它的翅很像一片枯葉,這是枯葉蝶對環(huán)境的一種適應(yīng)。同枯葉蝶一樣,所有的生物都具有適應(yīng)環(huán)境的特征。關(guān)于自然選擇與適應(yīng)的形成,下列分析正確的是()A.達(dá)爾文認(rèn)為適應(yīng)的來源是可遺傳的變異,適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果B.生物的適應(yīng)性特征的形成是由于用進(jìn)廢退和獲得性遺傳C.枯葉蝶的這種性狀是自然選擇的結(jié)果,自然選擇獲得的性狀都可以通過遺傳進(jìn)行積累D.適應(yīng)具有普遍性,且是絕對的、完全適應(yīng)的考點三種群基因組成的變化與物種的形成1.種群是生物進(jìn)化的基本單位2.突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料：（1）可遺傳變異的來源：基因重組、基因突變、染色體變異?；蛲蛔儭⑷旧w變異統(tǒng)稱為突變（2）可遺傳變異提供了生物進(jìn)化的原材料的原因①可遺傳變異的形成：基因突變產(chǎn)生等位基因通過有性生殖過程中的基因重組，可以形成多種多樣的基因型②可遺傳變異的結(jié)果：只提供了生物進(jìn)化的原材料，不能決定生物進(jìn)化的方向。③變異是不定向的，因不定向性決定了變異只能為進(jìn)化提供原材料，而不能決定進(jìn)化方向。自然選擇是定向的，導(dǎo)致基因頻率定向改變，生物向適應(yīng)環(huán)境的方向進(jìn)化。④突變性狀是有利還是有害是相對的，取決于環(huán)境條件。如昆蟲的殘翅性狀在正常環(huán)境中不利，但在多風(fēng)的島上則是有利的（殘翅和強(qiáng)翅）。自然選擇是定向的，但也不是說只有一個方向。如常刮大風(fēng)的海島上昆蟲就向無翅和翅異常發(fā)達(dá)兩個方向進(jìn)化。⑤不可遺傳變異不能提供進(jìn)化的原材料。【教材拾遺】自然界中生物的自然突變頻率很低，而且一般對生物體是有害的。為什么還能夠改變種群中的基因頻率呢？例如：果蠅約有104對基因，假定每個基因的突變率都是10－5，若有一個中等數(shù)量的果蠅種群（約有108個個體），那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢？2×107種群中突變的特點：突變數(shù)很大、不定向3.自然選擇對種群基因頻率變化的影響①結(jié)論：突變和基因重組為生物的進(jìn)化提供了原材料自然選擇決定生物進(jìn)化的方向生物進(jìn)化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變②自然選擇和人工選擇區(qū)別與聯(lián)系4.隔離在物種形成中的作用（1）物種種群≠物種一個物種可能在不同地點和時間形成不同的種群；不同種群間有地理隔離；不同物種間有生殖隔離；(2)隔離隔離≠生殖隔離隔離包括地理隔離和生殖隔離。隔離導(dǎo)致物種的形成：①只有地理隔離而沒有形成生殖隔離，可能產(chǎn)生亞種，但沒有產(chǎn)生新物種。②生殖隔離是物種形成的關(guān)鍵，是物種形成的最后階段，是物種間的真正界限。③生殖隔離有三種情況：不能雜交；雜交后代不活；雜交后代活而不育。(3)新物種的形成過程判斷生物是不是同一物種，如果來歷不明，形態(tài)結(jié)構(gòu)相似，可靠依據(jù)是是否存在生殖隔離。若出現(xiàn)生殖隔離，則不是同一物種。二者關(guān)系可借助下圖理解。突變和基因重組，自然選擇，隔離是物種形成的三個環(huán)節(jié)。突變和基因重組：為生物進(jìn)化提供豐富的原材料。自然選擇：決定生物進(jìn)化的方向。隔離：導(dǎo)致物種的形成。(2022湖南高考)稻蝗屬的三個近緣物種①日本稻蝗、②中華稻蝗臺灣亞種和③小翅稻蝗中,①與②、①與③的分布區(qū)域有重疊,②與③的分布區(qū)域不重疊。為探究它們之間的生殖隔離機(jī)制,進(jìn)行了種間交配實驗,結(jié)果如表所示。下列敘述錯誤的是()A.實驗結(jié)果表明近緣物種之間也可進(jìn)行交配B.生殖隔離與物種的分布區(qū)域是否重疊無關(guān)C.隔離是物種形成的必要條件D.②和③之間可進(jìn)行基因交流5.基因頻率及基因型頻率的計算（1）根據(jù)定義計算基因頻率和基因型頻率某小鼠群體中，A＋、A和a互為等位基因，該種群基因型及個體數(shù)如下表：A.A＋的基因頻率是35%B.A＋、A、a是基因突變的結(jié)果C.A＋和A的根本區(qū)別是堿基序列不同D.該小鼠群體所有的A＋、A、a基因，構(gòu)成小鼠的基因庫答案：D解析：由題表信息可知，該小鼠種群共有1000個個體，則該等位基因共有2000個，其中A＋基因共有100×2＋200＋300＝700(個)，所以A＋的基因頻率為700÷2000×100%＝35%，A正確；A＋、A和a互為等位基因，是基因突變的結(jié)果，B正確；等位基因的根本區(qū)別是堿基的排列順序不同，C正確；小鼠種群全部個體的所有基因才能構(gòu)成小鼠的基因庫，D錯誤。(2)利用遺傳平衡公式計算基因頻率和基因型頻率①前提條件種群非常大；所有雌雄個體之間自由交配；沒有遷入和遷出；沒有自然選擇；沒有基因突變。②計算公式A.當(dāng)?shù)任换蛑挥袃蓚€(A、a)時，設(shè)p表示A的基因頻率，q表示a的基因頻率，則：AA的基因型頻率＝p2，Aa的基因型頻率＝2pq，aa的基因型頻率＝q2。B.逆推計算：已知隱性純合子的概率，求種群的基因頻率和基因型頻率。(1)紅綠色盲基因(Xb)的基因頻率在男性和女性中相同，但發(fā)病率不同。(2)人群中男性的紅綠色盲發(fā)病率即為該群體Xb的基因頻率。說明：若男性和女性數(shù)量相等，則女性攜帶者XBXb在女性中的比例和人群中的比例分別為18%和9%。經(jīng)調(diào)查在某一種群內(nèi)AA的基因型頻率為40%，Aa的基因型頻率為60%，aa的基因型(致死基因型)頻率為0，那么隨機(jī)交配繁殖一代，下列說法正確的是A.AA的基因型頻率占49/91B.Aa的基因型頻率占42/100C.自然選擇過程直接作用于個體的基因型D.該種群未發(fā)生進(jìn)化(3)自交與自由交配中基因頻率的計算①自交雜合子自交，基因型頻率發(fā)生變化，純合子比例逐漸增大，雜合子比例逐漸下降，但基因頻率不變。②自由交配在無突變、各種基因型的個體生活力相同時，處于遺傳平衡的種群自由交配遵循遺傳平衡定律，上下代之間種群的基因頻率及基因型頻率都保持不變。某隨機(jī)受粉植物，其高莖(H)與矮莖(h)、綠莖(G)與紫莖(g)分別受一對等位基因控制，現(xiàn)對一個處于遺傳平衡中的該植物種群進(jìn)行調(diào)查，獲得的結(jié)果如下表：下列有關(guān)分析錯誤的是A.該種群內(nèi)基因h和基因g的頻率分別為0.4、0.5B.在該種群內(nèi)基因組成為Gg的個體所占比例為50%C.H、h和G、g這兩對等位基因位于一對同源染色體上D.繼續(xù)隨機(jī)受粉，該種群內(nèi)矮紫莖個體所占比例不變考點四協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性的形成1.協(xié)同進(jìn)化2.生物多樣性的形成(1)內(nèi)容：遺傳多樣性(基因多樣性)、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性。(2)研究生物進(jìn)化歷程的主要依據(jù)：化石。(3)生物多樣性三個層次間的關(guān)系(4)生物多樣性形成的原因分析①從分子水平看:②從進(jìn)化角度看:物種多樣性與生態(tài)系統(tǒng)多樣性主要是生物的不定向變異與定向選擇在進(jìn)化過程中共同作用的結(jié)果。【教材拾遺】旁欄邊角(必修2P119小字)捕食者的存在為什么能夠增加物種多樣性?提示:捕食者往往捕食個體數(shù)量多的物種,這樣就會避免出現(xiàn)一種或少數(shù)幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對優(yōu)勢的局面,為其他物種的生存騰出空間。3.生物進(jìn)化理論在發(fā)展【歸納總結(jié)】思考·討論：各種各樣的抗生素對治療細(xì)菌感染造成的疾病發(fā)揮著重要作用。一種抗生素使用一段時間后，殺菌效果就會下降，原因是細(xì)菌產(chǎn)生了抗藥性。試用達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說解釋細(xì)菌產(chǎn)生抗藥性的原因，并分析這一解釋有什么不夠完善之處。參考答案：細(xì)菌在繁殖過程中會產(chǎn)生各種可遺傳的變異，其中就有抗藥性強(qiáng)的變異。在未使用抗生素時，抗藥性強(qiáng)的變異不是有利變異，這樣的個體在生存斗爭中不占優(yōu)勢；使用抗生素以后，抗藥性弱的個體大量死亡，抗藥性強(qiáng)的個體有機(jī)會產(chǎn)生更多的后代，一段時間以后，抗生素的殺菌效果就會下降。這一解釋未能深入到基因水平，沒有說明基因突變在進(jìn)化中的作用。1.細(xì)菌耐藥性形成的原因為了研究微生物的抗藥性突變是自發(fā)產(chǎn)生的還是在環(huán)境因素的作用下產(chǎn)生的，1952年Lederberg夫婦利用大腸桿菌設(shè)計了一個影印培養(yǎng)法實驗。影印培養(yǎng)法的實驗原理是：把長有數(shù)百個菌落的細(xì)菌母種培養(yǎng)皿倒置于包有一層滅菌絲絨布的木質(zhì)圓柱體（直徑略小于培養(yǎng)皿平板）上，使其均勻地沾滿來自母種培養(yǎng)皿平板上的菌落，然后通過這一“印章”把母板上的菌落“忠實地”一一接種到不同的其他培養(yǎng)基上。下圖就是利用影印培養(yǎng)技術(shù)證明大腸桿菌產(chǎn)生抗鏈霉素突變基因的實驗。①首先將對鏈霉素敏感的大腸桿菌稀釋涂布在不含鏈霉素的平板1上，待其長出密集的小菌落后，用影印法接種到不含鏈霉素的培養(yǎng)基平板2上，隨即再影印到含有鏈霉素的培養(yǎng)基平板3上。經(jīng)培養(yǎng)后，在平板3上出現(xiàn)了個別抗鏈霉素的菌落。②對培養(yǎng)皿2和3進(jìn)行比較，在平板2上找到與平板3上位置相同的那幾個菌落③將平板2上與平板3上位置相同的菌落挑至不含鏈霉素的培養(yǎng)液4中，經(jīng)培養(yǎng)后，再稀釋涂布在平板5上。④并重復(fù)以上各步驟，最后在試管12中獲得了較純的抗鏈霉素菌落。(1)3號、7號、11號培養(yǎng)基中加入鏈霉素的作用是作為選擇作用，3號培養(yǎng)皿中的菌落比1號、2號中的菌落少很多，這說明了：發(fā)生抗藥性突變的大腸桿菌數(shù)量少(2)你認(rèn)為該實驗最關(guān)鍵的設(shè)計思路什么？進(jìn)了對照實驗設(shè)計，最終得到的抗藥性細(xì)菌一直沒有接觸鏈霉菌。(3)該實驗得到的結(jié)論是什么？大腸桿菌的抗藥性突變是隨機(jī)自發(fā)的，而不是在鏈霉素的作用下產(chǎn)生的。2.探究抗生素對細(xì)菌的選擇作用(1)實驗原理：一般情況下，一定濃度的抗生素會殺死細(xì)菌，但變異的細(xì)菌可能產(chǎn)生耐藥性。在實驗室連續(xù)培養(yǎng)細(xì)菌時，如果向培養(yǎng)基中添加抗生素，耐藥菌有可能存活下來。(2)方法步驟(3)注意事項：實驗結(jié)束后，應(yīng)將耐藥菌、培養(yǎng)基、紙片等進(jìn)行高溫滅菌處理，防止對環(huán)境造成污染。(2023·江蘇蘇州高三調(diào)研)下列關(guān)于生物進(jìn)化和生物多樣性的敘述，錯誤的是A.捕食者的存在往往有利于增加生物多樣性B.基因突變產(chǎn)生新的基因有利于生物多樣性的增加C.物種之間的共同進(jìn)化都是通過生存斗爭實現(xiàn)的D.一種訪花昆蟲通常不會與多種不同結(jié)構(gòu)的花之間發(fā)生共同進(jìn)化1.（2023·海南·高考真題）某學(xué)者按選擇結(jié)果將自然選擇分為三種類型，即穩(wěn)定選擇、定向選擇和分裂選擇，如圖。橫坐標(biāo)是按一定順序排布的種群個體表型特征，縱坐標(biāo)是表型頻率，陰影區(qū)是環(huán)境壓力作用的區(qū)域。下列有關(guān)敘述錯誤的是（

）A．三種類型的選擇對種群基因頻率變化的影響是隨機(jī)的B．穩(wěn)定選擇有利于表型頻率高的個體C．定向選擇的結(jié)果是使種群表型均值發(fā)生偏移D．分裂選擇對表型頻率高的個體不利，使其表型頻率降低2．（2023·北京·統(tǒng)考高考真題）抗蟲作物對害蟲的生存產(chǎn)生壓力，會使害蟲種群抗性基因頻率迅速提高，導(dǎo)致作物的抗蟲效果逐漸減弱。為使轉(zhuǎn)基因抗蟲棉保持抗蟲效果，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上會采取一系列措施。以下措施不能實現(xiàn)上述目標(biāo)（）A．在轉(zhuǎn)基因抗蟲棉種子中混入少量常規(guī)種子B．大面積種植轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，并施用殺蟲劑C．轉(zhuǎn)基因抗蟲棉與小面積的常規(guī)棉間隔種植D．轉(zhuǎn)基因抗蟲棉大田周圍設(shè)置常規(guī)棉隔離帶3．（2023·浙江·統(tǒng)考高考真題）不同物種體內(nèi)會存在相同功能的蛋白質(zhì)，編碼該類蛋白質(zhì)的DNA序列以大致恒定的速率發(fā)生變異。猩猩、大猩猩、黑猩猩和人體內(nèi)編碼某種蛋白質(zhì)的同源DNA序列比對結(jié)果如下表，表中數(shù)據(jù)表示DNA序列比對堿基相同的百分率。下列敘述錯誤的是（）A．表中數(shù)據(jù)為生物進(jìn)化提供了分子水平的證據(jù)B．猩猩出現(xiàn)的時間早于大猩猩、黑猩猩C．人類、黑猩猩、大猩猩和猩猩具