第35課時生物的進化

1.嘗試通過化石記錄、比較解剖學(xué)和胚胎學(xué)等,說明當(dāng)今生物具有共同的祖先。

2.嘗試通過細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)等知識，說明當(dāng)今生物在新陳代謝、DNA

的結(jié)構(gòu)與功能等方面具有許多共同特征。3.舉例說明種群內(nèi)的某些可遺傳變異

課標(biāo)要求將賦予個體在特定環(huán)境中的生存和繁殖優(yōu)勢。4.說明自然選擇促進生物更好地

適應(yīng)特定的生存環(huán)境。5.闡明具有優(yōu)勢性狀的個體在種群中所占比例將會增

力口。6.概述現(xiàn)代生物進化理論以自然選擇學(xué)說為核心，為地球上的生命進化史

提供了科學(xué)的解釋。7.闡述變異、選擇和隔離可導(dǎo)致新物種形成。

2023?江蘇?T32023?浙江6月選考-T32022?北

1.生物有共同祖先的證據(jù)

京T6

2.自然選擇與適應(yīng)的形成2023?浙江6月選考T92021?浙江1月選考114

2023?天津-T162023?海南?T102023?北京-T6

3.基因頻率的改變與生物

2022?廣東-T14

考情分析進化

2022?海南?T15

2023?湖北-T172022?浙江1月選考1162022?湖

4.隔離與物種的形成

南-T12

2023?湖南-T42023?浙江1月選考-T132022?河

5.協(xié)同進化與生物多樣性

北?T62022?遼寧?T3

考點一生物有共同祖先的證據(jù)、自然選擇與適應(yīng)的形成

?整合必備知識

i.達爾文的生物進化論的主要組成

(D共同由來學(xué)說：指出地球上所有的生物都是由原始的共同祖先進化來的。

(2)自然選擇學(xué)說：揭示了生物進化的機制，解釋了適應(yīng)的形成和物種形成的原因。

2.生物有共同祖先的證據(jù)

(1)地層中陳列的證據(jù)——化石

石￡是指通過自然作用保存在地層中的古

山巴"代生物的遺體、遺物或生活痕跡等

弊H臍是研究生物進化最直接、最重要的證據(jù)

「大部分化石發(fā)現(xiàn)于沉積巖的地層中?；?/p>

石記錄著地球和生物進化的歷史，揭

q分布)示出生物由簡單到復(fù)雜、由低等到高

笠、由水生到陸生的進化順序

(2)當(dāng)今生物體上進化的印跡——其他方面的證據(jù)

啊小研究比較脊椎動物的器官、系統(tǒng)的形態(tài)

和結(jié)構(gòu)

蝙蝠的翼、鯨的鰭、貓的前肢、人的上

比

較「肢都是同源器官

解事

剖實具有同源器官的生物是由共同祖先進化

學(xué)位--而來的

證

據(jù)據(jù)具有共同祖先的生物生活在不同環(huán)境中，

一

I向著不同的方向進化發(fā)展,其結(jié)構(gòu)適應(yīng)于

不同的生活環(huán)境，因而產(chǎn)生形態(tài)上的差異

意義為生物是否有共同祖先尋找證據(jù)

婀今胚胎學(xué)是指研究動植物胚胎的形成和發(fā)

一直過程的學(xué)科

一

胚人和魚的胚胎在發(fā)育早期都出現(xiàn)鯉裂

胎事實「和尾

學(xué)

證而人和其他脊椎動物在胚胎發(fā)育早期都有

據(jù)I

一彼此相似的階段

意義支持了人和其他脊椎動物有共同祖先的

觀點

生物有許多共同特征，比如都有能

事實「進行代謝、生長和增殖的細(xì)胞

細(xì)胞

一水平I細(xì)胞有共同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)等

細(xì)mE

胞理義-支持了生物有共同祖先的論點

和據(jù)

分

子事實不同生物的DNA和蛋白質(zhì)等生物

水'證據(jù)大分子，既有共同點，又存在差異性

平

的分子

證水平_提示人們當(dāng)今生物有著共同的遜

據(jù)「祖先

一

據(jù)意義

揭示了當(dāng)今生物種類親緣關(guān)系的

J遠(yuǎn)近,以及它們在進化史上出現(xiàn)

的順序

3.適應(yīng)的普遍性和相對性

(1)適應(yīng)的概念

①生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)適合于完成一定的功能。

②生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)及其功能適合于該生物在一定的坯境中生存和繁殖。

⑵適應(yīng)的特性

①普遍性：適應(yīng)是普遍存在的，所有的生物都具有適應(yīng)環(huán)境的特征。

②相對性：適應(yīng)是針對一定的環(huán)境條件而言的,是一種暫時的現(xiàn)象。

4.適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果

(1)拉馬克進化學(xué)說

①主要觀點：徹底否定了物種不變論，提出當(dāng)今所有的生物都是由更古老的生物進化來的，

各種生物的適應(yīng)性特征的形成都是由于用進廢退和獲得性遺傳。

②評價：拉馬克的進化學(xué)說在當(dāng)時是直進步意義的，但他對適應(yīng)形成的解釋是膚淺的，未被

人們普遍接受。

(2)達爾文自然選擇學(xué)說

過度繁殖、①適應(yīng)的來源是可遺傳的變異,適應(yīng)

生存斗爭、是自然選擇的結(jié)果

遺傳變異、②群體中出現(xiàn)可遺傳的有利變異和環(huán)

適者生存境的定向選擇是適應(yīng)形成的必要條件

|內(nèi)容|對適應(yīng)的解釋

達爾文自然選擇學(xué)說

意義-一不足

揭示了生物界的統(tǒng)一對遺傳和變異的認(rèn)識局

性是由于所有的生物限于性狀水平,不能科

都有共同祖先，而生物學(xué)地解釋遺傳和變異的

的多樣性和適應(yīng)性是本質(zhì)

進化的結(jié)果

【提醒】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。

(3)達爾文以后進化理論的發(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)代生物進化理論。

【歸納總結(jié)】拉馬克與達爾文進化學(xué)說的比較

項目拉馬克的進化學(xué)說達爾文的自然選擇學(xué)說

外界環(huán)境的影響是生物進化的遺傳和變異是生物進化的內(nèi)因，環(huán)境條件

進化原因

主要原因改變是生物進化的外因

區(qū)變異是定向的，環(huán)境和器官的

變異方向變異是生物本來就有的，是不定向的

別使用情況決定變異的方向

有些變異適應(yīng)環(huán)境，適者生存；有些變異

適應(yīng)性變異都是適應(yīng)環(huán)境的

不適應(yīng)環(huán)境，不適者被淘汰

進化方向由生物自身決定由自然選擇決定

聯(lián)系都認(rèn)為生物是由簡單到復(fù)雜、由低等到高等逐漸進化的

【判斷正誤】

(1)大量化石證據(jù)揭示出生物由簡單到復(fù)雜、由低等到高等、由陸生到水生的進化順序(X)

提示化石是研究生物進化最直接的證據(jù)，大量化石證據(jù)揭示了生物由簡單到復(fù)雜、由低等

到高等、由水生到陸生的進化順序。

(2)利用化石可以確定地球上曾經(jīng)生活過的生物的種類及其形態(tài)、結(jié)構(gòu)、行為等特征(V)

(3)不同生物之間的DNA序列都有一定的差異性，說明生物不是由共同祖先進化來的(X)

提示不同生物的DNA和蛋白質(zhì)等生物大分子既有共同點，又存在差異性，其差異的大小

可揭示物種的親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近，以及它們在進化史上出現(xiàn)的順序。

(4)達爾文的生物進化論主要由共同由來學(xué)說和獲得性遺傳兩大學(xué)說組成(X)

提示達爾文的生物進化論主要由共同由來學(xué)說和自然選擇學(xué)說組成，獲得性遺傳是拉馬克

的觀點。

(5)達爾文的自然選擇學(xué)說正確地解釋了生物的多樣性、適應(yīng)性以及遺傳和變異的本質(zhì)

(X)

提示達爾文的自然選擇學(xué)說解釋了生物的多樣性與適應(yīng)性，但對遺傳和變異的本質(zhì)沒有作

出科學(xué)的解釋。

(6)達爾文認(rèn)為適應(yīng)的來源是不可遺傳的變異，適應(yīng)是環(huán)境定向選擇的結(jié)果(X)

提示達爾文的自然選擇學(xué)說認(rèn)為適應(yīng)的來源是可遺傳的變異，適應(yīng)形成的必要條件是群體

中出現(xiàn)可遺傳的有利變異和環(huán)境的定向選擇。

(7)生物進化論揭示了生物界的統(tǒng)一性是由于所有的生物都有共同祖先，而生物的多樣性和適

應(yīng)性是進化的結(jié)果(V)

■評價遷移應(yīng)用

考向一生物有共同祖先的證據(jù)辨析

1.（2023?安徽合肥一中高三期中）某博物館內(nèi)展示的“世紀(jì)曙猿”化石，距今約4500萬年，

己能看到高等靈長類動物的許多特征。下列相關(guān)敘述錯誤的是（）

A.“世紀(jì)曙猿”化石的發(fā)現(xiàn)能夠說明靈長類動物與人類具有共同的祖先

B.對“世紀(jì)曙猿”化石進行研究，能夠分析出其體型大小和運動方式等

C.從地層年齡與其對應(yīng)的化石中能夠總結(jié)出爬行類動物的出現(xiàn)早于魚類

D.化石、比較解剖學(xué)和胚胎學(xué)等證據(jù)在生物進化研究中互為補充、相互印證

答案C

解析生物最先生活在海洋里，故從地層年齡與其對應(yīng)的化石中能夠總結(jié)出魚類的出現(xiàn)早于

爬行類動物，C錯誤。

2.（2023?浙江6月選考，3）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)果如表，表中數(shù)據(jù)表示DNA序列比對堿基相同的百分率。

大猩猩黑猩猩人

猩猩96.61%96.58%96.70%

大猩猩98.18%98.31%

黑猩猩98.44%

下列敘述錯誤的是（）

A.表中數(shù)據(jù)為生物進化提供了分子水平證據(jù)

B.猩猩出現(xiàn)的時間早于大猩猩、黑猩猩

C.人類、黑猩猩、大猩猩和猩猩具有共同祖先

D.黑猩猩和大猩猩的親緣關(guān)系比黑猩猩與猩猩的親緣關(guān)系遠(yuǎn)

答案D

解析表中數(shù)據(jù)研究的是DNA中堿基的排列順序，屬于生物進化方面的分子水平證據(jù)，A

正確；表中數(shù)據(jù)顯示，猩猩與人類同種蛋白質(zhì)相關(guān)的DNA片段中堿基序列的相似度低于大

猩猩和黑猩猩，因而推測，猩猩出現(xiàn)的時間早于大猩猩、黑猩猩，B正確；表中結(jié)果顯示了

猩猩、大猩猩、黑猩猩與人體內(nèi)編碼同種蛋白質(zhì)的同源DNA序列的相似度很高，該結(jié)果說

明人類、黑猩猩、大猩猩和猩猩具有共同的祖先，C正確；表中數(shù)據(jù)顯示黑猩猩和大猩猩同

種蛋白質(zhì)相關(guān)DNA片段的相似度高于黑猩猩與猩猩，因而說明黑猩猩和大猩猩的親緣關(guān)系

比黑猩猩與猩猩的親緣關(guān)系近，D錯誤。

考向二自然選擇與適應(yīng)的形成的關(guān)系辨析

3.適應(yīng)的形成離不開生物的遺傳和變異（內(nèi)因）與環(huán)境（外因）的相互作用。下列與適應(yīng)及其形

成相關(guān)的敘述，錯誤的是（）

A.群體中出現(xiàn)可遺傳的有利變異和環(huán)境的定向選擇是適應(yīng)形成的必要條件

B.適應(yīng)不僅是指生物對環(huán)境的適應(yīng)，也包括生物的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)

C.適應(yīng)具有相對性，根本原因是遺傳的穩(wěn)定性與環(huán)境不斷變化之間的矛盾

D.具有有利變異的個體，都能成功地生存和繁殖后代；具有不利變異的個體，會過早死亡,

不能留下后代

答案D

解析適應(yīng)具有相對性，根本原因是遺傳的穩(wěn)定性與環(huán)境不斷變化之間的矛盾，是遺傳物質(zhì)

的穩(wěn)定性和環(huán)境條件的變化相互作用的結(jié)果，C正確；適應(yīng)具有相對性，具有不利變異的個

體，可能由于環(huán)境突然改變，而成為有利變異，而不會過早死亡，也能留下后代，D錯誤。

4.非洲干旱環(huán)境下生長的金合歡，是具有長達10厘米尖刺的高大樹種，尖刺減少水分散失

的同時又可抵御動物的啃食。長頸鹿有長達45厘米的舌頭，柔軟細(xì)長的舌頭加上長長的脖子

可以輕松吃到被尖刺覆蓋的金合歡嫩葉。下列相關(guān)敘述錯誤的是()

A.金合歡的尖刺和長頸鹿的長舌頭都是生物適應(yīng)性的表現(xiàn)

B.生物適應(yīng)性的形成離不開遺傳、變異與環(huán)境的相互作用

C.非洲干旱環(huán)境使金合歡出現(xiàn)適應(yīng)性性狀并遺傳給后代

D.當(dāng)環(huán)境發(fā)生改變后，長頸鹿的適應(yīng)性性狀有可能變得不適應(yīng)

答案C

解析金合歡的尖刺可以減少水分散失，適應(yīng)非洲干旱環(huán)境，同時尖刺的存在也可以抵御動

物的啃食，能夠讓自己生存下來；長頸鹿的長舌頭可以輕松吃到金合歡嫩葉，也是為了適應(yīng)

環(huán)境而生存，兩者都是生物適應(yīng)性的表現(xiàn)，A正確；適應(yīng)是環(huán)境與生物相互作用、協(xié)同進化

的結(jié)果，適應(yīng)的形成離不開可遺傳的有利變異與環(huán)境的定向選擇作用，B正確；尖刺是金合

歡的一種表型，該表型是基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果，非洲干旱環(huán)境起到選擇作用，擁有尖

刺的金合歡能適應(yīng)非洲干旱環(huán)境，C錯誤。

考點二現(xiàn)代生物進化理論

■整合必備知識

1.種群基因組成的變化

(1)種群和種群基因庫

①種群

a.定義：生活在一定區(qū)域的同種生物全部個體的集合。

b.實例：一片草地上的所有蒲公英。

c.特點：種群是生物進化和繁殖的基本單位。

②基因庫：一個種群中全部個體所含有的全部基因。

③基因頻率

a.定義：一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比值。

b.計算公式

某種基因的數(shù)量

基因頻率=

控制同種性狀的等位基因的總數(shù)

(2)種群基因頻率的變化

①可遺傳變異的來源：突變(基因突變和染色體變異)和基因重組。

②可遺傳變異的形成

基因突變產(chǎn)生的等位基因,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,

從而使種群中出現(xiàn)多種多樣可遺傳的變異類型。

③變異的有利和有害是相對的，是由生物的生存環(huán)境決定的。

(3)自然選擇對種群基因頻率變化的影響

種群中具有不利

突變和‘種群的基,生物朝

變異的個體被淘

基因重自然因頻率發(fā)著一定

汰，具有有利變

組是不選擇薪生定向改的方向

異的個體得以生

定向的變進化

存和繁殖

【提醒】自然選擇決定種群進化的方向的機理

自然選擇通過作用于個體而定向影響種群的基因頻率。其直接作用對象是生物個體的變異性

狀(表型)。間接作用對象是與生物個體的變異性狀相關(guān)的基因型。根本作用對象是與生物個

體變異性狀相對應(yīng)的基因。

⑷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

第1步：用記號筆在培養(yǎng)皿的底部畫2條祖立垂

直的直線，將培養(yǎng)皿分為4個區(qū)域，分別標(biāo)記為

①-④

第2步：取少量細(xì)菌的培養(yǎng)液，用無菌的涂布

港(或無菌棉簽)均勻地涂抹在培養(yǎng)基平板上

第3步：用無菌的鏡子先夾取1張不含抗生素的

紙片放在①號區(qū)域的中央，再分別夾取1張抗生

素紙片放在②~④號區(qū)域的中央,蓋上皿蓋

第4步：將培養(yǎng)皿倒置于37七的恒溫箱中培養(yǎng)

12~16h

第5步：觀察培養(yǎng)基上細(xì)菌的生長狀況。若紙片

附近出現(xiàn)了抑菌圈，測量和記錄每個實驗組中蟠

圈的直徑,并取平均值

第6步：從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細(xì)菌,接種

到已滅菌的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，然后重復(fù)步驟

2~5。如此重復(fù)幾代，記錄每一代培養(yǎng)物抑菌圈的

直徑

注意事項：實驗結(jié)束后，應(yīng)將耐藥菌、培養(yǎng)基、紙片等進行高溫滅菌處理，防止對環(huán)境造成

污染。

2.隔離在物種形成中的作用

(1)物種的概念：能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生亙直后代的一群生物。

【提醒】種群W物種

①物種是自然狀態(tài)下能夠相互交配并產(chǎn)生可育后代的一群生物，一個物種可能在不同地點和

時間形成不同的種群；種群是同一種生物、同一地點、同一時間形成的一個群體。②種群

“小”，不同種群間有地理隔離；物種“大”，不同物種間有生殖隔離。③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)是看是否存在生殖隔離。若存在生殖隔

離，則不是同一物種。

(2)隔離

概念不同群體間的個體，在自然條件下基因

不能自由交流的現(xiàn)象

贏不同物種間

隔

生殖

離隔離.結(jié)果［不能相互交配

即便交配成功，也不能產(chǎn)生

類型

可育后代

蘆鮑生物

地理

隔離鯉使種群間不能發(fā)生基因交流

【提醒】隔離W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（物種形成的三大模式）

（金式，（多數(shù)物」如加拉帕戈斯群島上13種地雀的;

種形成）|形成

「種群1軌超變異類型1_

新物種1

原地（基因頻率改變）生：

物-嬴|基因頻率的定向改變/殖;

種隔:

小種群2自然選輯變異類型2離：

新物種2

（基因頻率改變）

主要是通過染色體變異的方式形成?

■：新物種，一旦出現(xiàn)可以很快形成生：

：殖隔離，此種方式多見于植物

物種A-［雜交雜種染色體加倍.異源多倍體

物種B植物

像黔旦旦退「而大三誘導(dǎo)爹殖林花晟，應(yīng)宿株一

新物種7西瓜、八倍體小黑麥等）

【歸納總結(jié)】物種形成與生物進化的比較

比較內(nèi)容物種形成生物進化

標(biāo)志出現(xiàn)生殖隔離基因頻率改變

變化后生物與

屬于不同物種可能屬于同一物種

原生物關(guān)系

①生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變，這種改變可大可小，不一定會

二者關(guān)系突破物種的界限，即生物進化不一定導(dǎo)致新物種的形成，進化是量變，物

種形成是質(zhì)變；②新物種的形成是長期進化的結(jié)果

3.協(xié)同進化與生物多樣性的形成

⑴協(xié)同進化

①概念：不同物種之間、生物與無機環(huán)境之間在相互影響中不斷進化和發(fā)展。

【提醒】不同物種之間的影響既包括種間互助，也包括種間競爭。無機環(huán)境的選擇作用可定

向改變種群的基因頻率，導(dǎo)致生物朝著一定的方向進化；生物的進化反過來又會影響無機環(huán)

境。

②類型

類型相互關(guān)系實例

在相互適應(yīng)中共同進化原始合作海葵與寄居蟹

有細(xì)長吸管口器的蛾與有細(xì)

互利共生

長花距的蘭花

不同物種之間

在相互斗爭中共同進化捕食獵豹與斑馬

寄生噬菌體與細(xì)菌

種間競爭農(nóng)作物與雜草

生物與無機環(huán)境生物的進化與無機環(huán)境原始大氣無氧一厭氧生物一光合生物出現(xiàn)一

之間的變化是相互影響的大氣中有氧f出現(xiàn)好氧生物

（2）生物多樣性的形成

①內(nèi)容：遺傳多樣性（基因多樣性）、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。

②形成原因：生物的協(xié)同進化。

a.從分子水平看：DNA多樣性（根本）一蛋白質(zhì)多樣性（直接）一生物性狀多樣性

b.從進化角度看：物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性主要是生物的不定向變異與環(huán)境的定向選擇

在進化過程中共同作用的結(jié)果。

③研究生物進化歷程的主要依據(jù)：化石。

④生物多樣性三個層次間的關(guān)系

（遺傳多樣性——［變異的不定向性］

根原

本因直接原方蛋白質(zhì)多樣性）

物種多樣性

直選

組成接序

|生態(tài)系焉多樣明但J無機環(huán)境的多樣性）

4.生物進化理論在發(fā)展

基因突變對生物適應(yīng)性的影響并不

「是非益即害的，大量的基因突變是

生

物觀點一中性的

進

化決定生物進化方向的是中性突變的

理一逐漸積累，而不是自然選擇

論

在物種形成不都是漸變的過程，而是物

發(fā)邈但種長期穩(wěn)定與迅速形成新種交替出現(xiàn)

展

的過程

【判斷正誤】

（1）抗生素的濫用會使細(xì)菌產(chǎn)生抗藥性，原因是抗生素誘發(fā)細(xì)菌產(chǎn)生基因突變，使細(xì)菌中出現(xiàn)

抗藥性強的個體（X）

提示細(xì)菌的抗藥性變異是使用抗生素之前就存在的，基因突變是不定向的，抗生素對抗藥

性不同的個體只起到選擇作用。

(2)在環(huán)境條件保持穩(wěn)定的前提下，種群的基因頻率不會發(fā)生變化(X)

提示在環(huán)境條件保持穩(wěn)定的前提下，種群的基因頻率也會因基因突變、遷入、遷出等原因

而發(fā)生變化。

(3)自然選擇通過作用于個體而影響種群的基因頻率(V)

(4)所有變異都不能決定生物進化的方向，但都能提供進化的原材料(X)

提示可遺傳的變異為生物進化提供原材料，不可遺傳的變異不能為生物進化提供原材料。

(5)生物進化的實質(zhì)是種群基因型頻率的改變(X)

提示生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變。

(6)生物多樣性的形成也就是新的物種不斷形成的過程(X)

提示生物多樣性包括三個層次：遺傳(基因)多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性?？梢?

新的物種不斷形成的過程不能代表生物多樣性的形成。

■提升關(guān)鍵能力

1.比較達爾文的自然選擇學(xué)說和現(xiàn)代生物進化理論，請分別運用兩種理論解釋樺尺蛾這一適

應(yīng)性特征的形成并完善以下過程。

達爾文自然選擇學(xué)說：樺尺蛾在繁殖過程中產(chǎn)生黑色型變異,在樹皮裸露并被煤煙熏成黑褐

色的環(huán)境中，該變異是有利變異，生存并留下后代的機會多，逐代積累，形成了適應(yīng)環(huán)境的

黑色型樺尺蛾。

現(xiàn)代生物進化理論：樺尺蛾在繁殖過程中，淺色型基因s突變成黑色型基因S,產(chǎn)生黑色型

變異，在樹皮裸露并被煤煙熏成黑褐色的環(huán)境中，該變異是有利變異，其生存并留下后代的

機會多，逐代積累，使該種群中黑色型基因S的頻率逐漸增加。

2.基因頻率的計算

(1)樺尺蛾的淺色和黑色這一相對性狀是由一對等位基因控制，黑色(S)對淺色(s)為顯性。如果

基因型為ss的個體占4%,基因型為Ss的個體占18%,基因型為SS的個體占78%?；騍

和s的頻率分別是多少？

提示S的基因頻率為87%,s的基因頻率為13%。

(2)(2023?湖北，18改編)某二倍體動物種群有100個個體，其常染色體上某基因有Ai、Az、

A3三個等位基因。對這些個體的基因Ai、A2、A3進行PCR擴增，凝膠電泳及統(tǒng)計結(jié)果如圖

所示。該種群中Aa的基因頻率是27%。

A-

A2f

A3f

動物個體數(shù)289153135

(3)果蠅的紅眼、白眼基因位于X染色體上，某果蠅種群足夠大，雌雄比例為1：1,個體間

自由交配，自然選擇對果蠅眼色沒有影響，不發(fā)生基因突變，沒有遷入和遷出；其中白眼雄

果蠅（XaY）占5%,則該種群xa基因頻率是四%,可以估算該種群中白眼雌果蠅約占0.5%。

若以上條件不變，該種群將不會（填"會”或“不會”）發(fā)生進化。

3.研究抗生素對細(xì)菌的選擇作用

碳青霉烯類抗生素是治療重度感染的一類藥物。如表為2005—2008年，該類抗生素在某醫(yī)院

住院患者中的人均使用量，以及從患者體內(nèi)分離得到的某種細(xì)菌對該類抗生素的耐藥率的變

化。據(jù)表回答下列問題：

年份2005200620072008

住院患者該類抗生素的人均使用量/g0.0740.120.140.19

某種細(xì)菌對該類抗生素的耐藥率/%2.66.1110.925.5

（1）這種細(xì)菌耐藥率的變化與抗生素的使用量之間是否存在關(guān)聯(lián)？依據(jù)是什么？

提示兩者之間存在關(guān)聯(lián)；表中數(shù)據(jù)表明細(xì)菌耐藥率隨抗生素使用量的增加而增大。

（2）為研究抗生素對細(xì)菌的選擇作用，研究者取大腸桿菌菌液均勻涂布在固體培養(yǎng)基上，并將

平板劃分為三個大小一致的區(qū)域，各放入一個經(jīng)抗生素處理的相同圓紙片，在適宜條件下培

養(yǎng)2d,觀察結(jié)果（如圖），統(tǒng)計抑菌圈的直徑。

生長的菌落

-圓紙片

?、抑菌圈

①為達到研究的目的，該方案需做兩個重要改進：為使實驗更嚴(yán)密，平板需增加一個區(qū)域,

在該區(qū)域放入一個不用抗生素處理的圓紙片。

②挑取該平板上靠近抑菌圈（填"靠近抑菌圈”“遠(yuǎn)離抑菌圈”或“任意位置”）的菌落，配

成菌液，重復(fù)上述實驗，培養(yǎng)多代。

③預(yù)期實驗結(jié)果，隨著培養(yǎng)代數(shù)的增加抑菌圈逐漸減小。

4.辨析是否形成新物種

某研究小組研究了某地的兩個湖泊，這一地區(qū)有時會發(fā)洪水。每個湖中生活著兩種相似的魚:

紅褐色魚和金黃色魚。他們不清楚這兩種魚之間的關(guān)系，于是作出如圖所示的兩種假設(shè)：

灰色魚

7^*紅褐色魚

■<0金黃色魚

（1）在假說甲和假說乙中，湖泊I和湖泊n中的兩種魚的祖先各是哪種魚？

提示假說甲認(rèn)為，兩個湖中的紅褐色魚和金黃色魚都是由灰色魚進化而來的，紅褐色魚和

金黃色魚有共同的祖先；假說乙認(rèn)為，由于洪水的作用，洪水將湖泊I中的紅褐色魚，帶到

了湖泊n,將湖泊n中的金黃色魚，帶到了湖泊I。

(2)DNA分析表明，湖泊I中紅褐色魚與湖泊H中紅褐色魚親緣關(guān)系最近，這一證據(jù)支持哪

個假說？

提示這一證據(jù)支持假說乙。

(3)假說甲是否符合當(dāng)?shù)貙嶋H情況？為什么？

提示假說甲不符合當(dāng)?shù)貙嶋H情況，因為假說沒考慮當(dāng)?shù)亍坝袝r會發(fā)洪水”這一實際情況。

(4)什么證據(jù)可以幫助你確定湖泊I中的紅褐色魚和金黃色魚不是一個物種？

提示如果紅褐色魚和金黃色魚不能雜交，或雜交后不能產(chǎn)生可育后代，說明它們不是一個

物種(或若兩種魚雜交，存在生殖隔離，說明它們不是同一物種)。

5.辨析協(xié)同進化和生物多樣性的形成之間的關(guān)系

資料：1968年，美國生態(tài)學(xué)家海爾斯頓等人提出較低營養(yǎng)級生物的種群結(jié)構(gòu)(如多度、生物

量、物種多樣性等)受較高營養(yǎng)級生物(捕食者)的控制，即下行控制。而與之相反，由較低營

養(yǎng)級種群的密度、生物量等(食物資源)決定較高營養(yǎng)級的種群結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象被稱為上行控制。

上行控制或下行控制對種群數(shù)量、分布等的影響一直是生態(tài)學(xué)界爭論的一個主題。也有研究

人員認(rèn)為上行控制和下行控制都重要，即食物資源和捕食者都發(fā)揮著控制作用。例如，有研

究發(fā)現(xiàn)，浮游植物的現(xiàn)存量既受到生長的環(huán)境條件如營養(yǎng)水平、光照條件的上行控制，也受

到捕食者如某些浮游動物的下行控制，并且上行控制和下行控制作用的相對大小，在不同水

域和季節(jié)有所不同。

(1)從生物進化的角度分析，這種上下行控制說明了什么？

提示不同物種之間、生物與無機環(huán)境之間在相互影響中不斷進化和發(fā)展。

(2)根據(jù)所學(xué)知識分析，在下行控制中，捕食者為什么可以增加被捕食者的生物多樣性？

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，為其他物種的形成騰出空間。

【歸納總結(jié)】

1.種群基因頻率的計算方法：

(1)某基因的基因頻率;該基/裝覆A總數(shù)又100%

(2)某基因的基因頻率=該基因純合子頻率+1/2雜合子頻率(常染色體或X、Y同源區(qū)段上的

基因)

(3)某基因的基因頻率=、該基因純合子頻率(遵循遺傳平衡條件)

AA%=p2,Aa%=2pq,aa%=q?即(p+q)2=p?+2pq+q2=l

注：遺傳平衡條件：①種群足夠大且雌雄比例1：1;②所有雌雄個體之間自由交配；③沒有

基因突變；④沒有自然選擇；⑤沒有遷入和遷出。

2.自交和自由交配對基因頻率和基因型頻率的影響：

自交：基因型頻率不斷變化，后代的基因頻率不變；自由交配：親子代的基因頻率不變，子

一代開始基因型頻率不變。

?評價遷移應(yīng)用

考向三種群基因組成的變化

5.（2023?海南，10）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

答案A

解析三種類型的選擇都是自然選擇，自然選擇對種群基因頻率的影響是固定的，都使種群

基因頻率發(fā)生定向改變，A錯誤。

6.（2023?南京、鹽城高三模擬）如圖1為某種老鼠原種群被一條河流分割成甲、乙兩個種群后

的進化過程示意圖。圖2為種群乙在被河流分割后某時間段內(nèi)A的基因頻率的變化情況，其

中P年時種群乙AA、Aa、aa的基因型頻率分別為30%、40%、30%,由于生存環(huán)境的變化，

使得aa個體每年減少10%,AA和Aa個體每年分別增加10%。下列相關(guān)敘述錯誤的是（）

種

「群

原--……-*品系1——?物種1

種」-甲

c

群種

匚群b

......一品系2-------?物種2

乙

圖1

A.圖2中P點后的下一年中，種群乙中A的基因頻率為55%

B.圖1中a表示地理隔離，b表示可遺傳變異和自然選擇，c表示生殖隔離

C.b過程會定向改變兩種群的基因頻率，最終使兩種群的基因庫有較大差異

D.圖2中RT段A的基因頻率保持穩(wěn)定，在T之后種群乙仍可能會發(fā)生進化

答案A

解析根據(jù)題干信息可知，P年時種群乙AA、Aa、aa的基因型頻率分別為30%、40%、30%,

由于生存環(huán)境的變化，使得aa個體每年減少10%,AA和Aa個體每年分別增加10%,假設(shè)

原種群有100個個體，則AA、Aa、aa分別有30、40、30個個體，則P點后的下一年中AA、

Aa、aa分別有33、44、27個個體，則A的基因頻率為(33X2+44)+[(27+33+

44)X2]X100%p52.9%,A錯誤。

考向四生物進化及物種形成

7.(2022?湖南，12)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

機制，進行了種間交配實驗，結(jié)果如表所示。下列敘述錯誤的是()

交配(阜X『)①X②②X①①X③③X①②X③③X②

交配率(%)081624618

精子傳送率(％)0000100100

注：精子傳送率是指受精囊中有精子的雌蟲占確認(rèn)交配雌蟲的百分比。

A.實驗結(jié)果表明近緣物種之間也可進行交配

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之間可進行基因交流

答案D

解析由表格中交配率的結(jié)果可知，近緣物種之間也可進行交配，A正確；已知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，但從交配率和精子傳送率來看，說明生

殖隔離與物種的分布區(qū)域是否重疊無關(guān)，B正確；隔離包括地理隔離和生殖隔離，隔離是物

種形成的必要條件，C正確；②和③的分布區(qū)域不重疊，故存在地理隔離；兩者屬于兩個近

緣物種，表中②與③交配，精子傳送率達到100%,即使交配成功，由于兩者屬于不同物種,

存在生殖隔離，故不能進行基因交流，D錯誤。

8.（2021?福建，5）物種甲和物種乙為二倍體植物。甲生活在陽光充足的懸崖頂，乙生活在懸

崖底的林蔭里。在某些山地坡度和緩的地方，甲和乙分別沿著斜坡向下和向上擴展，在斜坡

上相遇并雜交產(chǎn)生丙。若丙不能產(chǎn)生子代，則下列敘述錯誤的是（）

A.甲和乙仍然存在生殖隔離

B.甲種群基因頻率的改變說明甲發(fā)生了進化

C.甲、乙向斜坡的擴展可能與環(huán)境變化有關(guān)

D.甲、乙、丙含有的基因共同構(gòu)成一個種群的基因庫

答案D

解析結(jié)合題意甲、乙雜交產(chǎn)生丙，但丙不能產(chǎn)生子代，甲、乙存在生殖隔離，A正確；進

化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變，B正確；甲、乙向斜坡的擴展可能與環(huán)境變化有關(guān)，比如

陽光照射范圍的變化，C正確；由題意可知，甲、乙是不同物種，不屬于同一個種群，D錯

、口

沃。

考向五協(xié)同進化和生物多樣性的形成

9.（2023?湖北，17）現(xiàn)有甲、乙兩種牽?；ǎü诘念伾苫駻、a控制。含A基因的牽牛

花開紫花，不含A基因的牽?；ㄩ_白花。甲開白花，釋放的揮發(fā)物質(zhì)多，主要靠蛾類傳粉；

乙開紫花，釋放的揮發(fā)物質(zhì)少，主要靠蜂類傳粉。若將A基因轉(zhuǎn)入甲，其花顏色由白變紫，

其他性狀不變，但對蛾類的吸引下降，對蜂類的吸引增強。根據(jù)上述材料，下列敘述正確的

是（）

A.甲、乙兩種牽牛花傳粉昆蟲的差異，對維持兩物種生殖隔離具有重要作用

B.在蛾類多而蜂類少的環(huán)境下，甲有選擇優(yōu)勢，A基因突變加快

C.將A基因引入甲植物種群后，甲植物種群的基因庫未發(fā)生改變

D.甲釋放的揮發(fā)物是吸引蛾類傳粉的決定性因素

答案A

解析甲、乙兩種牽?；▊鞣劾ハx的差異，導(dǎo)致兩物種之間不會交叉?zhèn)鞣?，對維持兩物種生

殖隔離具有重要作用，A正確；甲主要靠蛾類傳粉，在蛾類多而蜂類少的環(huán)境下，甲有選擇

優(yōu)勢，但并不會導(dǎo)致A基因突變加快，B錯誤；基因庫是指一個種群內(nèi)全部個體所含有的全

部基因，將A基因引入甲植物（本身不含A基因）種群后，甲植物種群的基因庫發(fā)生改變，C

錯誤；若將A基因轉(zhuǎn)入甲，其花顏色由白變紫，其他性狀不變（釋放的揮發(fā)物質(zhì)沒有改變），

但對蛾類的吸引下降，對蜂類的吸引增強，推測花冠顏色為白色是吸引蛾類傳粉的決定性因

素，而不是釋放的揮發(fā)物質(zhì)，D錯誤。

10.（2023?浙江1月選考，13）太平洋某島上生存著上百個蝸牛物種，但同一區(qū)域中只有少數(shù)

幾個蝸牛物種共存。生活在同一區(qū)域的不同蝸牛物種之間外殼相似性高，生活在不同區(qū)域的

不同蝸牛物種之間外殼相似性低。下列敘述正確的是（）

A.該島上蝸牛物種數(shù)就是該島的物種多樣性

B.該島上所有蝸牛的全部基因組成了一個基因庫

C.同一區(qū)域內(nèi)的不同蝸牛物種具有相似的外殼是自然選擇的結(jié)果

D.僅有少數(shù)蝸牛物種生存在同一區(qū)域是種間競爭造成生態(tài)位重疊的結(jié)果

答案C

解析蝸牛只是該島上的一種生物，其物種數(shù)量不能代表該島的物種多樣性，A錯誤；一個

種群中全部個體所含有的全部基因叫作這個種群的基因庫，而該島上的蝸牛有上百個物種，

B錯誤；同一區(qū)域內(nèi)的不同蝸牛物種所處的環(huán)境相同，具有相似的外殼，是自然選擇的結(jié)果，

C正確；僅有少數(shù)蝸牛物種生存在同一區(qū)域是種間競爭造成生態(tài)位分化的結(jié)果，D錯誤。

五分鐘查落實

1.種群是生物進化和繁殖的基本單位。

2.突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料,可遺傳的變異包括基因突變、基因重組、染色體變異。

突變包括基因突變和染色體變異。突變的有害或有利不是絕對的，取決于生物的生存環(huán)境。

突變和重組是隨機的、不定向的,只為進化提供原材料,不能決定生物進化的方向。

3.自然選擇決定生物進化的方向。生物進化的實質(zhì)是種群的基因頻率的改變。

4.（必修2Pii6）物種的概念：能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物稱為

一個物種。

5.新物種的形成途徑：（1）漸變：長期的地理隔離一阻斷基因交流一不同的突變、基因重組

和選擇一基因頻率向不同方向改變一種群基因庫出現(xiàn)差異一差異加大一生殖隔離一新物種形

成；（2）有時不需要地理隔離：如多倍體的形成。

6.物種形成的三個環(huán)節(jié)：突變和基因重組、自然選擇、隔離。

7.（必修2Pi2i）不同物種之間、生物與無機環(huán)境之間在相互影響中不斷進化和發(fā)展,這就是

協(xié)同進化。

8.（必修2P⑵T22）地球上最早出現(xiàn)的生物是異養(yǎng)厭氧（填新陳代謝類型）的單細(xì)胞原核生物。

真核生物通過有性生殖,實現(xiàn)了基因重組,這就增強了生物變異的多樣性，生物進化的速度

明顯加快。

9.生物多樣性主要包括三個層次的內(nèi)容：遺傳多樣性（基因多樣性）、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)

多樣性。

10.生物多樣性是協(xié)同進化的結(jié)果,物種形成的必要條件是隔離。若想判斷生長更快的金鯉

魚養(yǎng)殖品種與野生種是否為同一物種,可采用的方法是將金婚魚養(yǎng)殖品種與野生種進行雜交,

如果能雜交且可以產(chǎn)生可育后代，則是同一物種；若不能雜交或雜交后產(chǎn)生的后代不可育，

則不是同一物種。

11.近親繁殖導(dǎo)致種質(zhì)退化會使該物種的遺傳或基因多樣性降低,從遺傳的角度分析，近親

繁殖導(dǎo)致種質(zhì)退化的原因是近親繁殖將會增加子代中隱性致病基因變?yōu)榧兒献觽鹘o后代的概

率，并直接導(dǎo)致生殖成功率的下降和遺傳多樣性的降低。

課時精練

1.（2022?北京，6）人與黑猩猩是從大約700萬年前的共同祖先進化而來，兩個物種成體的血

紅蛋白均由a和p兩種肽鏈組成，但a鏈的相同位置上有一個氨基酸不同，據(jù)此不能得出（）

A.這種差異是由基因中堿基替換造成的

B.兩者共同祖先的血紅蛋白也有a鏈

C.兩者的血紅蛋白都能行使正常的生理功能

D.導(dǎo)致差別的變異發(fā)生在黑猩猩這一物種形成的過程中

答案D

解析兩個物種成體的血紅蛋白均由a和B兩種肽鏈組成，但a鏈的相同位置上有一個氨基

酸不同，可能是由基因中堿基替換造成的，A不符合題意；由題意“兩個物種成體的血紅蛋

白均由a和p兩種肽鏈組成”推測，兩者共同祖先的血紅蛋白也有a鏈，B不符合題意；人

與黑猩猩都能正常生存，兩者的血紅蛋白都能行使正常的生理功能，C不符合題意；a鏈的

相同位置上有一個氨基酸不同，這屬于基因突變，可以發(fā)生在任何生物的任何生長發(fā)育過程

中，D符合題意。

2.運用證據(jù)和邏輯進行推測是研究生物進化最為有效的方法。下列有關(guān)進化證據(jù)的敘述，錯

誤的是（）

A.研究不同地層的古生物化石可以推測生物進化的路線，這是最直接的證據(jù)

B.不同生物的細(xì)胞色素c的氨基酸序列存在差異，這否定了生物有共同的祖先

C.人和黑猩猩的基因組序列差異只有3%,這屬于分子水平的證據(jù)

D.人和魚的胚胎發(fā)育早期都出現(xiàn)鯉裂和尾，這屬于胚胎學(xué)證據(jù)

答案B

解析化石是指通過自然作用保存在地層中的古代生物的遺體、遺物或生活痕跡等，化石是

研究生物進化最直接的證據(jù)，A正確；親緣關(guān)系越近，細(xì)胞色素c中氨基酸序列的差異越小，

因此比較不同生物的細(xì)胞色素c中氨基酸序列的差異大小，可以推測生物之間的親緣關(guān)系，

B錯誤；不同生物的DNA和蛋白質(zhì)等生物大分子既有共同點，又存在差異性，這是分子水

平的證據(jù)，故人和黑猩猩的基因組序列差異只有3%,屬于分子水平的證據(jù)，C正確；胚胎學(xué)

是研究動植物胚胎的形成和發(fā)育過程的學(xué)科，比較發(fā)現(xiàn)人和魚的胚胎發(fā)育早期都出現(xiàn)鯉裂和

尾，屬于胚胎學(xué)證據(jù)，D正確。

3.（2021?河北，6）雄性縫蠅的求偶方式有：①向雌蠅提供食物；②用絲縷簡單纏繞食物后送

給雌蠅；③把食物裹成絲球送給雌蠅；④僅送一個空絲球給雌蠅。以上四種方式都能求偶成

功。下列敘述錯誤的是（）

A.求偶時提供食物給雌蠅有利于其繁殖，是一種適應(yīng)性行為

B.④是一種儀式化行為，對縫蠅繁殖失去進化意義

C.③是雌蠅對雄蠅長期選擇的結(jié)果

D.④可能由③進化而來

答案B

解析求偶時提供食物給雌蠅，一方面為了獲得交配機會，另一方面也有利于雌性獲得更多

營養(yǎng)物質(zhì)繁殖后代，這是一種長期形成的適應(yīng)性行為，A正確；根據(jù)題意，四種方式都能求

偶成功，④雖然是一種儀式化行為，但對縫蠅繁殖也具有進化意義，B