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網絡構建·統攬全局
章末解疑答惑
?復習與提高 P126
一、選擇題
1．A　基因突變、自然選擇和染色體變異都會改變基因的頻率，B、C、D項錯誤。
2．C　不同物種之間、生物與無機環境之間在相互影響中不斷進化和發展稱為協同進化。生態系統由一定區域內生活的所有物種的種群及無機環境組成，因此生態系統多樣性是環境和生物相互作用的結果，即協同進化導致了生態系統多樣性的形成，C項正確。
3．D　隔離是物種形成的必要條件，A項正確；突變和基因重組是隨機的，B項正確；自然選擇決定生物進化的方向，C正確；有利變異和有害變異都為進化提供了原材料，D項錯誤。
4．B　有性生殖實現了基因重組，增強了生物的變異加快了變異的步伐，A、C項正確；有性生殖不一定提高繁殖效率，B項錯誤；通過有性生殖，不同基因進行重新組合，不同的配子通過受精作用，豐富了變異的原材料，D項正確。
二、非選擇題
1．自然選擇　導致　導致　物種的形成
2．提示：不一定。進化過程中出現的新物種，有些是靠開辟環境中新的生存位置來生存和繁衍的，不一定就比原來的物種適應能力更強。例如，海洋中的生物登陸后，形成許多新物種，開辟了新的生存空間，但是不能說這些新物種比海洋藻類的適應能力強。
3．提示：與同種或類似的野生種類相比，家養動物的變異往往更多，這與人類根據自身的需要，采取的雜交育種等措施有關。
4．提示：中間體色可能與環境色彩較接近，這樣的個體不容易被捕食者發現，生存并繁殖后代的機會較多，經過長期的自然選擇，導致中間體色個體較多。
5．提示：(1)能。可以用褐花杓蘭與西藏杓蘭雜交，觀察其后代與過渡類型的表型。或者檢測雜交后代與過渡類型的染色體。
(2)有道理，因為它們可以進行雜交并且產生可育后代，沒有產生生殖隔離。
6．提示：昆蟲抗藥性的形成是長期自然選擇的結果，昆蟲在繁殖過程中會產生各種可遺傳的變異，有的抗藥性強，有的抗藥性弱。當使用殺蟲劑后，抗藥性弱的個體大量死亡，抗藥性強的個體存活下來并有機會產生更多的后代，使得抗藥性強的基因逐代積累并最終形成抗藥性
7．通過對“遺傳與進化”的學習，結合實例及自己的見解寫一篇小短文。
直擊高考·真題體驗
1．(2022·浙江卷，17)由歐洲傳入北美的耬斗菜已進化出數十個物種。分布于低海拔潮濕地區的甲物種和高海拔干燥地區的乙物種的花結構和開花期均有顯著差異。下列敘述錯誤的是(　A　)
A．甲、乙兩種耬斗菜的全部基因構成了一個基因庫
B．生長環境的不同有利于耬斗菜進化出不同的物種
C．甲、乙兩種耬斗菜花結構的顯著差異是自然選擇的結果
D．若將甲、乙兩種耬斗菜種植在一起，也不易發生基因交流
[解析]　種群中全部個體所含有的全部基因構成一個基因庫，甲、乙兩種耬斗菜是兩個物種，A錯誤；不同生長環境有利于進行不同的自然選擇，從而進化出不同的物種，B正確；自然選擇導致物種朝不同的方向進化，甲、乙兩種耬斗菜花結構的顯著差異是自然選擇的結果，C正確；不同物種之間存在生殖隔離，不能發生基因交流，D正確。故選A。
2．(2022·湖南卷，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的分布區域有重疊，②與③的分布區域不重疊。為探究它們之間的生殖隔離機制，進行了種間交配實驗，結果如表所示。下列敘述錯誤的是(　D　)
交配(♀×) ①×② ②×① ①×③ ③×① ②×③ ③×②
交配率(%) 0 8 16 2 46 18
精子傳送率(%) 0 0 0 0 100 100
注：精子傳送率是指受精囊中有精子的雌蟲占確認交配雌蟲的百分比
A．實驗結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域是否重疊無關
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
[解析]　由表格中的交配率的結果可知，表明近緣物種之間也可進行交配，A正確；已知①與②、①與③的分布區域有重疊，②與③的分布區域不重疊，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域是否重疊無關，B正確；一般的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之間②與③的分布區域不重疊，故存在地理隔離；兩者屬于兩個近緣物種，表中②×③交配精子傳送率100%，即使交配成功，由于存在生殖隔離，也不能進行基因交流，D錯誤。故選D。
3．(2021·河北卷，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(　B　)
A．求偶時提供食物給雌蠅有利于其繁殖，是一種適應性行為
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果
D．④可能由③進化而來
[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物質繁殖后代，這是一種長期形成的適應性行為，A正確；根據題意，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錯誤；在求偶過程中，把食物裹成絲球送給雌蠅，更受雌蠅的青睞，容易獲得交配機會，留下后代的機會多，這是雌蠅對雄蠅長期選擇的結果，C正確；④僅送一個空絲球給雌蠅，不需要食物也能求偶成功，④與③在外觀上具有相似性，可推測④可能由③進化而來，D正確。故選B。
4．(2020·浙江卷，13)下列關于遺傳漂變和自然選擇的敘述，正確的是(　D　)
A．遺傳漂變在大種群中更易發生
B．遺傳漂變能產生新的可遺傳變異
C．遺傳漂變和自然選擇不都是進化的因素
D．遺傳漂變和自然選擇均可打破遺傳平衡
[解析]　遺傳漂變一般發生在小群體中，由于一個小群體與其他群體相隔離，不能充分地隨機交配或偶然死亡，因而在小群體內基因不能達到完全自由分離和組合，使基因頻率容易產生偏差，A錯誤；遺傳漂變沒有產生基因突變或染色體變異，故沒有產生新的可遺傳變異，B錯誤；由A項分析可知遺傳漂變使基因頻率容易產生偏差，使生物得到進化，自然選擇會使基因頻率定向改變，都是進化的因素，C錯誤；遺傳漂變和自然選擇都會導致基因頻率改變，均可打破遺傳平衡，D正確。故選D。第1節　生物有共同祖先的證據
課標要求 核心素養
1.嘗試通過化石記錄、比較解剖學和胚胎學等事實，說明當今生物具有共同的祖先。2．嘗試通過細胞生物學和分子生物學知識，說明當今生物在新陳代謝、DNA的結構與功能等方面具有許多共同特征。 1．生命觀念：運用結構與功能觀闡明當今生物具有共同特征。2．科學思維：通過相關證據概括與歸納生物有共同的祖先。3．社會責任：基于生物學事實，宣傳無神論的觀點。
基礎知識·雙基夯實
生物有共同祖先的證據
1．達爾文的生物進化論
2．地層中陳列的證據——化石
(1)概念：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、最重要的證據。
(2)生物化石在地層中的分布規律：
生物的化石在地層里的出現是有一定順序的。在越早形成的地層中出現的生物結構越__簡單__、越__低等__，在越晚形成的地層中出現的生物結構越__復雜__、越__高等__。
(3)事實證據
①赫氏近鳥龍化石——鳥類起源于恐龍。
②古人類化石——人猿共祖說。
(4)得出結論：①證實了生物是由__原始的共同祖先__經過漫長的地質年代逐漸進化而來的。
②揭示出生物由簡單到復雜，由低等到高等，__由水生到陸生__的進化順序。
3．比較解剖學證據
(1)概念：比較脊椎動物的器官、系統的__形態和結構__，并與生物進化相聯系的科學。比較解剖學為生物進化理論提供了豐富的證據。
(2)事實證據：
①蝙蝠的翼、鯨的鰭、貓的前肢、人的上肢都是__同源器官__。
②馬鈴薯的塊莖、葡萄的卷須都屬于__變態莖__。
(3)得出結論
具有同源器官的生物是由__共同祖先__演化而來的。這些具有共同祖先的生物生活在__不同環境__中，向著不同的方向進化發展，其結構適應于不同的__功能__，因而產生形態上的差異。
4．胚胎學證據
(1)胚胎學：是指研究動植物胚胎的__形成和發育__過程的學科。
(2)事實證據：
①人和其他脊椎動物在胚胎發育過程中會出現__鰓裂__。
②在胚胎發育過程中會出現明顯的__尾__。
(3)得出結論：
人和其他脊椎動物有__共同的祖先__。
5．細胞和分子水平的證據
(1)事實證據
①無論古細菌生物還是現代生物，它們的細胞都有相似的__基本結構__。
②人和類人猿在DNA的__堿基序列__或基因組方面高度接近。
③不同生物與人的細胞色素c氨基酸序列的差異。
(2)基本結論
①生物有著共同的__原始祖先__。
②揭示當今生物種類親緣關系的__遠近__以及它們在進化史上出現的__順序__。
〔學霸記憶〕
1．達爾文的生物進化論主要由兩大學說組成：共同由來學說和自然選擇學說。
2．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。
3．研究比較脊椎動物的器官、系統的形態和結構，還可以為這些生物是否有共同的祖先尋找證據。
4．胚胎學是指研究動植物胚胎的形成和發育過程的學科。
5．不同生物的DNA和蛋白質等生物大分子的共同點，提示人們當今生物有著共同的原始祖先。
〔活學巧練〕
判斷下列敘述的正誤
(1)脊椎動物前肢骨骼排列具有規律性，屬于比較解剖學的證據。(　√　)
(2)化石是研究生物進化的重要證據。(　√　)
(3)不同種真核生物細胞色素c的氨基酸組成有差異，屬于生物化學證據。(　√　)
(4)同源器官和痕跡器官屬于比較解剖學的證據。(　√　)
〔思考〕
1．下圖是科學家在地層中發現的未被破壞的沉積巖石層的次序，圖中Ⅱ層中有物種A的化石，Ⅰ層中有物種B的化石。(科學思維)
(1)比較物種A與物種B的重要差異。
(2)在Ⅱ層里能否找到物種B的化石？為什么？
提示：(1)物種A比物種B出現時間晚，在結構上物種A比物種B復雜，在進化地位上物種A比物種B高等。
(2)有可能。物種B出現時間早，可能已經滅絕，也可能是部分物種B變異后逐漸進化為物種A，還可能是物種B一直適應環境，直到物種A出現時仍然存在。
2．昆蟲的翼和蝙蝠的翼相似，能說明二者具有共同的原始祖先嗎？(生命觀念)
提示：不能，兩者是同功能器官不是同源器官。
課內探究·名師點睛
知識點?
地層中陳列的證據和當今生物體上進化的證據
要點歸納
1．用化石來研究生物的進化
口訣記憶：地層形成有早晚，化石形成有特點；地層越深越簡單，生物年代越久遠；由深到淺變復雜，生物進化是必然；化石證據最直接，研究進化規律現。
2．當今生物體上進化的印跡
項目 證據 結論
比較解剖學證據 蝙蝠的翼、鯨的鰭、貓的前肢、人的上肢所在部位和結構組成相似 它們的起源相同，都是由共同的原始祖先進化而來的
胚胎學證據 脊椎動物和魚在發育早期都有鰓裂和尾，隨著發育的進行，除魚以外，其他動物和人的鰓裂都消失了，人的尾消失了 脊椎動物和人都是由共同的祖先進化而來的，它們之間存在著或遠或近的親緣關系；原始祖先生活在水中
細胞水平的證據 生物都有能進行生長、增殖的細胞，細胞有共同的物質基礎和結構基礎 支持生物由共同的祖先進化而來的觀點
分子水平的證據 不同生物的DNA 和蛋白質既有共同點，又有差異 生物有共同的祖先；生物不同種類之間親緣關系的遠近
典例剖析
典例1 (2022·江蘇省鎮江市高一下學期期末)下列可作為研究生物進化最直接、最重要證據的是(　A　)
A．化石證據 B．比較解剖學證據
C．胚胎學證據 D．分子生物學證據
[解析]　化石、比較解剖學證據、胚胎學的證據、分子生物學證據都能給生物進化提供證據，但是生物進化的直接證據是化石，B、C、D錯誤，A正確。故選A。
變式訓練1
下列關于化石的敘述，正確的是(　C　)
A．所有的古生物都能形成化石
B．在越古老地層中形成化石的生物越高等
C．化石是研究生物進化最主要、最可靠的證據
D．根據地層中的化石可判斷生物進化的速度
[解析]　化石是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，不是所有的古生物都能形成化石，A錯誤；生物的化石在地層的出現是有一定順序的，在越早形成的地層中出現的生物結構越簡單、越低等，在越晚形成的地層中出現的生物結構越復雜、越高等，B錯誤；化石是研究生物進化最直接、最重要的證據，C正確；根據地層中的化石可判斷生物是否在進化，但無法判斷進化的速度，D錯誤。
變式訓練2
下列關于生物進化的證據的說法，正確的是(　A　)
A．脊椎動物中陸生種類在胚胎早期有鰓裂，說明陸生脊椎動物是從水生動物進化而來的
B．同源器官的存在，是胚胎學為生物進化提供的證據
C．通過細胞色素c的研究可以知道生物進化的詳細歷程
D．鯨的鰭、貓的前肢等在外形和功能上不同，說明它們由不同的祖先演化而來
[解析]　陸生脊椎動物的胚胎在發育早期都有鰓裂，說明它們的祖先生活在水中，A正確；同源器官不是胚胎學證據，而是比較解剖學證據，B錯誤；通過細胞色素c的研究可以知道生物之間的親緣關系，C錯誤；鯨的鰭和貓的前肢雖然外形和功能不同，但有相同的基本結構，說明它們是由共同的原始祖先演化而來，D錯誤。
指點迷津·撥云見日
教材中能說明生物有共同祖先的事例
1．生物的遺傳物質都是核酸
地球上目前存在的生物的遺傳物質都是核酸，其中具有細胞結構的生物的遺傳物質都是DNA，只有少數病毒的遺傳物質是RNA。
2．地球上生物遺傳信息傳遞都遵循中心法則
DNA上的遺傳信息通過復制傳遞到子細胞或子代生物體內，并通過轉錄傳到RNA上，RNA上的信息通過翻譯指導蛋白質的合成。這些信息傳遞過程不管是在真核生物還是在原核生物中都存在，如果生物不是具有共同起源，兩類生物不會這么巧合都遵循中心法則。
3．地球上生物遺傳信息傳遞過程都遵循堿基互補配對原則
在生物界通用的中心法則中，都遵循堿基互補配對原則，比如DNA復制時有A—T、G—C配對，在轉錄過程中，有T—A、A—U、G—C配對，在翻譯過程中mRNA上的密碼子和tRNA上的反密碼子存在A—U、G—C配對。
4．地球上的生物都共用同一套遺傳密碼
生物體內RNA指導蛋白質合成，都是mRNA上三個相鄰堿基決定一個氨基酸，故而生物有64種密碼子，而且無論是動物、植物、微生物，其特定密碼子對應編碼的氨基酸都是相同的。終止密碼子都是UAA、UAG、UGA。這也充分說明了地球上的生物有共同起源。
5．生物體有共同起源的其他證據
地球上生物有共同起源在別的方面我們也能找到一些證據。比如地球上的具有生命系統的細胞都具有生物膜系統(如細胞膜)，而且無論是原核細胞還是真核細胞的生物膜都以磷脂雙分子層為基本支架。
典例2人體血紅蛋白β鏈由146個氨基酸組成，比較短尾猿、狗、鳥、青蛙、七鰓鰻與人體血紅蛋白β鏈的區別，結果短尾猿與人血紅蛋白β鏈的差異最小，下列表述錯誤的是(　D　)
A．短尾猿與人類親緣關系最近
B．該比較為進化提供了分子水平的證據
C．不同種動物的血紅蛋白運輸氧氣能力不同
D．氨基酸不同與DNA堿基排序沒有關系
[解析]　短尾猿的血紅蛋白β鏈與人體差異最小，說明二者的親緣關系最近，A正確；蛋白質、DNA等生物大分子為生物進化提供了分子水平的證據，B正確；不同種動物中組成血紅蛋白β鏈的氨基酸存在差異，說明不同種動物的血紅蛋白β鏈的結構也存在差異，由此說明它們的功能(運輸氧氣能力)會略有不同，C正確；根據基因表達的過程可知，蛋白質中的氨基酸序列由相關基因(DNA)的堿基序列決定，D錯誤。
教材問題·解疑答惑
?問題探討 P100
1．提示：不能。反對共同由來學說的證據主要有神創論，也叫特創論。神創論認為生物界的所有物種(包括人類)，以及天體和大地，都是由上帝創造出來的。神創論雖然反對共同由來學說，但卻拿不出更具有說服力的證據。
2．提示：化石、比較解剖學、胚胎學以及細胞和分子水平的證據。
?思考·討論 P101
1．提示：支持。由不同地層中的生物化石種類可知，在古老的地層中只有單細胞生物，在較新的地層中有多種多細胞生物，這說明了多細胞生物是由單細胞生物進化而來的，支持了達爾文的共同由來學說。
2．提示：因為赫氏近鳥龍化石的身體骨架與恐龍非常接近，但其后肢和尾部都有飛羽；后肢發達，顯示其善跑不善飛。說明鳥類起源于恐龍。
3．提示：支持。少女露西的上肢骨結構與黑猩猩的相似，適于攀緣，下肢骨與現代人類接近，適于直立行走，支持了人猿共祖說。
?思考·討論 P102
1．提示：蝙蝠的翼、鯨的鰭、貓的前肢和人的上肢都有肱骨、橈骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨，其種類有一致性。
2．提示：骨的排列順序一致。它們的排列順序由上到下都是肱骨、橈骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨。
3．提示：說明來源于共同的祖先。
4．提示：人與蝙蝠、鯨和貓在骨骼結構上的共同點均是五指型附肢，尺骨、橈骨、肱骨均一致，并且排列方式也基本一致。哺乳動物與魚在骨骼結構上的共同點：由中軸骨和附肢骨構成，中軸骨均包含頭骨和脊柱。支持生物有共同的原始祖先。
?思考·討論 P103
1．提示：共同點：都有細胞膜、細胞質、核糖體和DNA。說明了當今生物的細胞與古細菌具有統一性，當今生物可能起源于古細菌。
2．提示：均能進行呼吸作用；都需要ATP提供能量；都能合成自身需要的物質；都能分解有機物提供生命活動所需要的能量；代謝過程都需要酶的催化。
3．提示：說明人與類人猿的親緣關系比較近。
4．提示：從細胞色素c的相關資料可以得出：親緣關系越近，氨基酸差異越小，反之，差異越大。這些數據支持生物有著共同的起源。
?練習與應用 P104
一、概念檢測
1．(1)√　(2)√　(3)×
2．A
3．D　所有生物共用一套遺傳密碼，支持生物有共同的祖先，A項正確；ATP是所有生物的直接能源物質，B項正確；各種生物的細胞具有基本相同的結構，如都有細胞膜、細胞質、核糖體和遺傳物質等，C項正確；自由擴散不需要能量，D項錯誤。
二、拓展應用
1．提示：化石。因為利用化石可以確定地球上曾經生活過的生物種類及其形態、結構、行為等特征。辯解：化石的年代不易確定。反駁：可以通過測定放射性同位素的半衰期來確定化石的年齡，推出化石生物生存的年代。
2．化石群是指保存為化石的部分埋藏群。埋藏群并非全部都能轉變為化石，其中沒有硬體或硬體不堅固的生物及幼蟲等常被破壞而不形成化石，僅有部分埋藏群經石化作用而形成化石群。
山旺生物化石群是產于山東省臨朐縣東部解家河盆地的中新世早期的山旺組硅藻土層中的生物群化石。地層內保存了各種精美的動植物化石，素有“古代化石博物館”之稱。主要化石門類包括硅藻、孢粉、植物化石、介形蟲、昆蟲、魚類、兩棲類、爬行類、鳥類和哺乳類等，代表化石有玄武蛙、臨朐蟾蜍、中新原螈、中新蛇、魯鈍吻鱷、山旺鳥、山旺蝙蝠、硅藻鼠、孔氏半熊、三角原占鹿、柄杯鹿、犀類等。山旺生物化石群是研究中國東部自新生代以來生物群演化和環境變遷的重要佐證。
鞏固訓練·課堂達標
1．馬利筋(一種植物)含有強心苷，對鳥獸有毒，故鳥獸一般不食用；而斑蝶卻可以食用，并將強心苷貯存于身體組織中，從而出現一種怪味，導致一般的食蟲鳥不吃它；同時還有另一種蝶類，其體色和體型都與斑蝶相似，但沒有怪味。以下說法不能推出的是(　C　)
A．馬利筋通過產生毒素進行自我保護，降低被捕食概率
B．斑蝶可以免疫強心苷毒性從而增強自身種間競爭力
C．類似斑蝶的蝶類因不能產生怪味，易被食蟲鳥捕食
D．馬利筋與斑蝶是長期自然選擇協同進化的結果
[解析]　馬利筋通過產生毒素進行自我保護，降低被捕食概率，A正確。斑蝶既可以免疫強心苷毒性，使其免受該物質的影響，又可以積累這一物質，降低被捕食的概率，從而增強自身種間競爭力，B正確。類似斑蝶的蝶類雖不能產生怪味，但它們采用擬態作用逃避鳥類捕食，C錯誤。馬利筋發展了防御機制，產生強心苷；斑蝶在進化過程中產生了相應的適應性，可以食用馬利筋并將強心苷貯存于身體組織中，因此馬利筋與斑蝶是長期自然選擇協同進化的結果，D正確。
2．(2022·山東省菏澤市高一下學期期末)關于生物的進化，只能靠運用證據和邏輯來推測。以下有關生物進化證據和結論的說法錯誤的是(　C　)
A．通過化石可以了解已經滅絕的生物的形態結構特點，推測其行為特點
B．人和魚的胚胎發育經歷了有鰓裂及有尾的階段，可以用人與魚有共同祖先來解釋
C．比較解剖學發現，不同種類的哺乳動物的前肢在形態上差別很大，說明這些哺乳動物不是由共同祖先進化來的
D．化石證據可作為生物進化的直接證據
[解析]　通過化石可以了解已經滅絕的生物的形態結構特點，推測其行為特點，A正確；人和魚的胚胎發育經歷了有鰓裂及有尾的階段，可以用人與魚有共同祖先來解釋，B正確；比較解剖學發現，不同種類的哺乳動物的前肢在形態上差別很大，但有的結構和功能相似，這說明這些哺乳動物是由共同的原始祖先進化來的，C錯誤；化石證據可作為生物進化的直接證據，D正確。故選C。
3．(2022·山東省泰安市高一下學期期末)化石為研究生物進化提供了直接的證據，比較解剖學和胚胎學以及細胞和分子水平的研究，都給生物的進化提供了有力的支持。請分析回答下列問題：
(1)在越古老的地層里，成為化石的生物越簡單越低等；在越晚近的地層里，成為化石的生物越復雜、越高等。已經發現的大量化石證據，證實了生物是由__共同祖先經過漫長的地質年代__逐漸進化而來的，而且還揭示出生物__由簡單到復雜，由低等到高等，由水生到陸生__的進化順序。
(2)魚類終身存在的鰓裂，在陸生脊椎動物胚胎早期也出現過，這屬于__胚胎學__為生物進化提供的證據；研究比較人的上肢、馬、鯨、龜、蝙蝠的前肢、鳥的翼，發現他們之間的共同特點，這屬于__比較解剖學__為生物進化提供的證據。
(3)不同生物與人的細胞色素c氨基酸序列的差異如下表所示。
生物名稱 黑猩猩 猴 馬 雞 金槍魚 小麥 鏈孢霉 酵母菌
氨基酸差異/個 0 1 10 13 21 35 43 44
從表中可以看出，菌類、動物、植物和人的細胞內均有細胞色素c，這一事實說明__生物之間都具有一定的親緣關系__。通過比較人與不同生物在細胞色素c氨基酸組成上的差異，得出的結論是__人和黑猩猩親緣關系最近__。這項比較是從__細胞和分子__水平為生物的進化提供了證據。
[解析]　(1)大量的化石證據，證實了生物是由共同祖先經過漫長的地質年代逐漸進化而來，生物進化的順序：由簡單到復雜，由低等到高等，由水生到陸生。(2)魚類的鰓裂，在陸生脊椎動物胚胎早期也出現過，這屬于胚胎學證據；人的上肢、馬、鯨、龜、蝙蝠的前肢、鳥的翼，發現他們之間的共同特點，這屬于比較解剖學為生物進化提供的證據。(3)菌類、動物、植物和人的細胞內均有細胞色素c，這一事實說明生物之間都具有一定的親緣關系；人和黑猩猩細胞色素c的氨基酸組成差異最小，表明人和黑猩猩親緣關系最近；這從是細胞和分子水平為生物進化提供證據。第3節　種群基因組成的變化與物種的形成
課標要求 核心素養
1．闡明具有優勢性狀的個體在種群中所占比例將會增加。2．說明自然選擇促進生物更好地適應特定的生存環境。3．闡述變異、選擇和隔離可導致新物種形成。 1．生命觀念：初步運用進化與適應觀，闡明可遺傳的變異提供了生物進化的原材料；運用生物進化觀念闡明隔離在物種形成中的作用。2．科學思維：運用統計與概率的相關知識，解釋并預測種群內某一遺傳性狀的分布及變化；運用分類與比較的觀念，分析地理隔離和生殖隔離在物種形成中的作用。
基礎知識·雙基夯實
一、種群基因組成的變化
1．種群和種群基因庫
(1)種群
①概念：三要素
②特點：種群是生物__繁殖__的單位。
(2)基因庫：由一個種群中__全部__個體所含有的全部基因構成。
(3)基因頻率：在一個種群基因庫中，某個基因占__全部等位基因數__的比值。
2．種群基因頻率的變化
(1)可遺傳變異的來源
(2)可遺傳變異提供了生物進化的原材料的原因
①可遺傳變異的形成
a．基因突變產生__等位基因__
b．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可遺傳變異的結果：只提供了生物進化的__原材料__，不能決定生物__進化的方向__。
3．自然選擇對種群基因頻率變化的影響
(1)原因：不斷淘汰發生__不利變異__的個體，選擇保留發生__有利變異__的個體。
(2)選擇的對象
①直接作用對象：個體的__表型__。
②最終選擇的對象：決定表型的__基因型__。
(3)選擇的結果
①基因方面：種群的__基因頻率__會發生定向改變。
②生物性狀方面：導致生物朝著__一定的方向__不斷進化。
二、隔離在物種形成中的作用
1．物種的概念
能夠在自然狀態下相互交配并且產生__可育__后代的一群生物。
2．隔離
(1)概念：不同群體間的個體，在自然條件下__基因__不能自由交流的現象。
(2)常見類型
　　　項目類型 發生范圍 結果
生殖隔離 不同物種間 ①不能__相互交配__；②即使交配成功，也不能產生__可育后代__
地理隔離 __同種__生物 使種群間不能發生__基因交流__
3．新物種的形成過程
↓
↓
—
4．物種形成的必要條件：__隔離__。
〔學霸記憶〕
1．生活在一定區域的同種生物全部個體的集合叫作種群。
2．一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。
3．在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數的比值，叫作基因頻率。
4．基因突變產生新的等位基因，這就可以使種群的基因頻率發生變化。基因突變和染色體變異統稱為突變。
5．在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會發生定向改變，導致生物朝著一定的方向不斷進化。
6．能夠在自然狀態下相互交配并且產生可育后代的一群生物稱為一個物種。
7．不同物種之間是不能相互交配的，即使交配成功，也不能產生可育的后代，這種現象叫作生殖隔離。
8．同種生物由于地理障礙而分成不同的種群，使得種群間不能發生基因交流的現象叫作地理隔離。
9．隔離是物種形成的必要條件。
〔活學巧練〕
判斷下列敘述的正誤
(1)種群是生物進化的基本單位，也是生物繁殖的單位。(　√　)
(2)自然選擇可能使種群基因頻率發生改變。(　√　)
(3)種群基因頻率的改變必將導致生物進化。(　√　)
(4)新物種都是經過長期的地理隔離形成的。(　×　)
(5)一個新物種可以擴展形成多個基因庫。(　√　)
〔思考〕
1．達爾文考察了格克倫島，這個島嶼上經常刮大風，島上的少數昆蟲翅特別發達，大多數昆蟲翅退化。請思考下列問題：
(1)在這個海島上昆蟲翅長差異的根本來源是什么？(生命觀念)
提示：基因突變。
(2)在這個島嶼上，為什么無翅的昆蟲特別多？(科學思維)
提示：由于這個島嶼上經常刮大風，有翅能飛但翅不夠強大的昆蟲，就常常被大風吹到海里，因而生存和繁殖后代的機會較少，而無翅或殘翅的昆蟲，由于不能飛翔，就不容易被風吹到海里，因而生存和繁殖后代的機會就多。經過自然選擇之后，海島上無翅或殘翅的昆蟲就特別多，這種現象產生的原因是自然選擇。
2．只要不同種群的基因庫產生了明顯差異，就一定產生新物種嗎？(科學思維)
提示：不一定。不同種群的基因庫產生了明顯差異，不一定產生新物種，只有出現生殖隔離后才能形成新物種。
3．新物種形成的標志是什么？(生命觀念)
提示：出現生殖隔離。
4．經過漫長的地理隔離，是否一定會產生生殖隔離？(科學思維)
提示：不一定產生生殖隔離。如果兩個種群的生活環境都不發生變化、變化微小或發生相似的變化，則兩個種群的進化方向相同，不會產生生殖隔離。
5．發現一種外形很像紫花苜蓿的植物，如何確定它和紫花苜蓿是不是同一物種？(科學探究)
提示：自然狀態下，讓該植物與紫花苜蓿雜交，觀察是否能產生可育后代。
課內探究·名師點睛
知識點?
種群基因組成的變化
要點歸納
1．相關概念的比較
比較項目 含義 變化后與進化的關系
基因型頻率 ×100% 生物不一定進化
基因頻率 ×100% 生物進化
基因庫 種群中全部個體所含有的全部基因 可導致生物進化，它的變化是形成新物種的前提
2．突變和基因重組產生進化的原材料
(1)突變和基因重組使種群的基因頻率發生不定向的改變。
(2)由于突變和基因重組都是隨機的、不定向的，因此它們只提供生物進化的原材料，不能決定生物進化的方向。
(3)變異的有利和有害是相對的，由生存環境決定。
3．自然選擇決定生物進化的方向
(1)區分自然選擇的直接對象、間接對象與根本對象
①自然選擇的直接對象是生物的變異性狀(表型)。
②自然選擇的間接對象是相關的基因型。
③自然選擇的根本對象是與變異性狀相對應的基因。即自然選擇的實質是環境對變異所對應的基因的選擇，因而可以改變種群的基因頻率。
(2)選擇的因素：生物所處的自然環境。
(3)選擇的手段：生存斗爭，包括種內斗爭、種間斗爭、生物與無機環境之間的斗爭。
(4)選擇的結果
①從生物個體角度看：導致生物個體生存或死亡。
②從基因角度看：導致控制該性狀的基因頻率上升或下降。
4．變異先于環境選擇
(1)變異在環境變化之前已經產生，環境只是起選擇作用，不能定向誘發基因突變。
(2)變異是不定向的，而自然選擇能定向改變種群基因頻率，從而使種群發生定向進化。
(3)生物體內產生的變異是不定向的，經過長期的自然選擇和種群繁衍，控制有利變異的基因不斷積累，控制不利變異的基因逐漸被淘汰，種群的基因頻率發生定向改變，從而導致生物沿著一定方向緩慢進化。因此，生物進化的方向是由自然選擇決定的。如下圖所示：
[特別提醒]　進化中的“定向”與“不定向”
(1)變異是不定向的。
(2)自然選擇是定向的。
(3)種群基因頻率的變化是定向的。
(4)生物進化是定向的。
典例剖析
典例1 (2022·海南省文昌中學高一期末)為了防止濫用抗生素，上海等地區規定普通感冒不準使用抗生素。濫用抗生素會對人體細菌造成耐藥性，如果被細菌感染，則往往由于體內細菌能夠抵抗各種抗生素而無藥可救。下列有關說法錯誤的是(　B　)
A．抗生素的濫用導致“耐藥性”細菌優選出來
B．細菌中本來就存在耐藥性個體，長期使用抗生素會導致“耐藥性”基因頻率下降
C．“耐藥性”基因頻率的改變引起細菌發生了進化
D．基因頻率雖然改變了，但是新的細菌(物種)不一定產生
[解析]　細菌中本來就存在耐藥性個體，長期使用抗生素，對細菌起到一種選擇作用，不耐藥個體被淘汰，耐藥個體保存下來，長期將會導致“耐藥性”基因頻率上升。B錯。故本題選B。
變式訓練1
(2022·河北省石家莊市高一下學期期末)人類發展的歷史也是一部生物進化史，下列有關敘述正確的是(　A　)
A．自然選擇的方向不同使各地區的種群基因庫存在差異
B．物種是生物繁殖和進化的基本單位
C．自然選擇決定了生物變異和進化的方向
D．生物進化的實質是種群基因型頻率的改變
[解析]　自然選擇的方向不同使各地區的種群基因庫存在的差異越來越多，A正確；種群是生物繁殖和進化的基本單位，B錯誤；自然選擇決定了生物進化的方向，而生物變異是不定向的，C錯誤；生物進化的實質是種群基因頻率的改變，D錯誤。故選A。
知識點?
基因頻率和基因型頻率的有關計算
要點歸納
1．基因頻率的計算(定義法)
(1)某基因頻率＝×100%。
例如，A的基因頻率＝×100%。
2．根據基因型頻率計算基因頻率
①常染色體上基因頻率的計算
一對等位基因中某基因的頻率＝該基因純合子的基因型頻率＋1/2雜合子的基因型頻率。
例如，A基因的頻率＝AA的基因型頻率＋1/2Aa的基因型頻率。
②X染色體上基因頻率的計算
如某種群中基因型有XBXB、XBXb、XbXb、XBY、XbY，
Xb的基因頻率＝×100%。
3．根據遺傳平衡定律計算基因頻率和基因型頻率
②計算公式
設A基因的頻率為p，a基因的頻率為q，則p＋q＝1。
　　雄配子雌配子 A(p) a(q)
A(p) AA(p2) Aa(pq)
a(q) Aa(pq) aa(q2)
基因型AA的頻率＝p2
基因型Aa的頻率＝2pq
基因型aa的頻率＝q2
(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1
若已知某種純合子的基因型頻率，即可直接開方求出相應基因的頻率。如在進行有性生殖的理想種群中，某種群隱性性狀(aa)的頻率為0.01，則a基因的頻率為＝0.1。
典例剖析
典例2 (2022·廣西玉林市玉州區高一期末)從某果蠅種群中隨機抽取250只個體，測得基因型為AA、Aa、aa的個體分別是80只、150只、20只。該果蠅種群中，A與a的基因頻率分別是(　B　)
A．65%、35% B．62%、38%
C．95%、5% D．40%、60%
[解析]　在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數的比率，叫作基因頻率。根據題意可知，A基因的數量是2×80＋150＝310個，a基因的數量是2×20＋150＝190個，所以A的基因頻率為310÷(250×2)＝62%，a的基因頻率為190÷(250×2)＝38%，故B項正確，A、C、D項錯誤。
變式訓練2
(2022·河北省石家莊市高一下學期期末)研究人員對某大型社區進行色盲遺傳病調查研究后發現：7 488名女性中有患者42人，攜帶者722人；8 024名男生中有患者762人。那么，該群體中色盲的基因頻率是(　C　)
A．4.4% B．5.1%
C．6.8% D．7.2%
[解析]　色盲是伴X染色體隱性遺傳病(相關基因用B、b表示)，則色盲的基因頻率＝×100%＝(42×2＋722＋762)/(7 488×2＋8 024)×100%≈6.8%。即C正確。故選C。
變式訓練3
(2022·江蘇省宿遷市高一下學期期末)果蠅的長翅(V)對殘翅(v)為顯性。在一個由600只長翅果蠅和400只殘翅果蠅組成的種群中，若雜合子占所有個體的40%，那么隱性基因v 在該種群內的基因頻率為(　C　)
A．20% B．40%
C．60% D．80%
[解析]　果蠅的長翅為顯性基因，殘翅為隱性基因，根據題意，殘翅果蠅所占比例為40%，雜合子所占比例為40%，則v基因的基因頻率為：vv的基因型頻率＋1/2×Vv的基因型頻率＝40%＋1/2×40%＝60%，C正確。故選C。
知識點?
物種和隔離
要點歸納
1．地理隔離與生殖隔離
(1)區別
地理隔離 生殖隔離
概念 同種生物由于地理障礙而分成不同的種群，使得種群間不能發生基因交流的現象 不同物種之間一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能產生可育的后代
特點 自然條件下不能進行基因交流，一定條件下可以進行基因交流 不能發生基因交流
結果 形成不同的亞種 形成不同的物種
舉例 東北虎和華南虎 馬和驢
(2)聯系
①圖中A屬于地理隔離，一旦發生某種地質變化，兩個分開的小種群重新相遇，可以再融合在一起。
②圖中B屬于生殖隔離，一旦形成就保持物種間基因的不可交流性，從而保證了物種的相對穩定。
地理隔離是物種形成的量變階段，生殖隔離是物種形成的質變階段；長期的地理隔離通常會形成生殖隔離，生殖隔離是物種形成的關鍵，是物種形成的最后階段。
2．物種形成的兩種方式
(1)漸變式：經過長期的地理隔離而達到生殖隔離，形成新物種(物種形成的主要方式)
(2)驟變式：主要是通過異源多倍體的染色體變異的方式形成新物種，一旦出現就形成生殖隔離(基因頻率改變)。此種方式多見于植物，如：
3．物種形成的三個環節
(1)內容
①突變和基因重組產生進化的原材料。
②自然選擇決定生物進化的方向。
③隔離是物種形成的必要條件。
(2)關系
4．物種形成與生物進化的關系
項目 物種形成 生物進化
標志 生殖隔離出現 基因頻率改變
變化后生物與原生物的關系 出現生殖隔離，屬于不同物種，是質變 基因頻率改變，屬于同一物種，是量變
二者聯系 ①只有不同種群的基因庫產生了明顯差異，出現生殖隔離才形成新物種②進化不一定產生新物種，新物種產生一定存在進化
[歸納總結]　進化和物種形成的判斷方法
(1)進化取決于種群基因頻率是否發生改變。只要種群的基因頻率發生改變，生物就一定發生了進化。
(2)物種形成取決于是否形成生殖隔離。
①進化是量變，進化不一定形成新物種。
②物種形成是質變，新物種形成一定發生了進化。
(3)新物種形成不一定經過地理隔離，但不管哪種方式都需要達到生殖隔離才能完成新物種的形成。
典例剖析
典例3 (2022·廣東省中山市高一期末)南水北調工程可能導致南方水系中的血吸蟲隨水北上。與血吸蟲相關的敘述，錯誤的是(　A　)
A．它會產生定向變異來適應環境
B．它與北方血吸蟲之間存在著地理隔離
C．它會因環境改變發生定向進化
D．漫長的地理隔離可能使其演化成新物種
[解析]　突變是不定向的， A錯誤；環境的選擇會使基因頻率發生改變，所以進化是定向的， C正確；專家擔心血吸蟲會在北方水系中形成新的亞種或物種，可能會因為地理隔離產生生殖隔離，B、D正確。
變式訓練4
(2022·山東省臨沂市高一下學期期末)加拉帕戈斯群島的地雀形成13種物種的進化過程中，地理隔離起到的作用不包括(　D　)
A．基因交流的困難增大 B．基因庫的差異增大
C．進化方向差異增大 D．變異方向不同
[解析]　地理隔離導致種群之間基因交流的困難增大，A正確；由于地理隔離使種群之間不能發生基因交流，所以導致種群之間基因庫的差異增大，B正確；地理隔離使種群生活在不同的環境，導致進化方向差異增大，C正確；變異是不定向的，不是由地理隔離決定的，D錯誤。故選D。
變式訓練5
(2022·山東省濰坊市高一下學期期末)科羅拉多大峽谷中的原松鼠種群被一條河流分隔成兩個種群后，其進化過程如圖所示。下列說法正確的是(　B　)
A．a是新物種形成的必要條件
B．基因頻率的定向改變是自然選擇導致的
C．b出現后兩種群的基因庫就完全不同了
D．品系1和品系2出現是個體間生存斗爭的結果
[解析]　生殖隔離的產生是新物種形成的標志，故b是新物種形成的必要條件，A錯誤；自然選擇決定了生物進化的方向，故基因頻率的定向改變是自然選擇導致的，B正確；b出現后兩種群的基因庫就不完全相同了，C錯誤；品系1和品系2出現說明變異具有不定向性，D錯誤。故選B。
指點迷津·撥云見日
自交和自由交配時基因頻率和基因型頻率的變化規律
交配方式 基因頻率 基因型頻率
自交 不改變 改變，純合子增多，雜合子減少
自由交配 處于遺傳平衡 不改變 不改變
不處于遺傳平衡 不改變 改變
(1)某種群的所有個體自交，若沒有進行選擇，則自交后代的基因頻率不變，基因型頻率會改變，并且雜合子的基因型頻率降低，純合子的基因型頻率升高。
(2)某種群的所有個體隨機交配，在無基因突變、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不改變。
典例4 (2022·河南南陽市期末)某植物種群中，AA個體占16%，aa個體占36%，該種群隨機交配產生的后代中AA個體百分比、A基因頻率和自交產生的后代中AA個體百分比、A基因頻率的變化依次為(　C　)
A．增大，不變；不變，不變
B．不變，增大；增大，不變
C．不變，不變；增大，不變
D．不變，不變；不變，增大
[解析]　根據題意分析，已知AA＝16%，aa＝36%，則Aa＝1－16%－36%＝48%，A基因頻率＝16%＋1/2×48%＝40%，a基因頻率＝36%＋1/2×48%＝60%。若隨機交配后代的基因型頻率為：AA＝40%×40%＝16%，aa＝60%×60%＝36%，Aa＝2×40%×60%＝48%；若自交后代的基因型頻率為：AA＝16%＋48%×1/4＝28%，aa的基因型頻率是aa＝36%＋48%×1/4＝48%，Aa的基因型頻率是Aa＝48%×1/2＝24%，自交后代基因頻率是：A＝28%＋24%×1/2＝40%，a＝48%＋24%×1/2＝60%。因此該種群隨機交配產生的后代中AA個體百分比、A基因頻率和自交產生的后代中AA個體百分比、A基因頻率的變化依次為不變、不變、增大、不變。故選C。
教材問題·解疑答惑
?問題探討 P110
提示：同意乙同學的觀點。因為進行人工選擇時是選擇的表型，只有符合需要的類型才能保存下來，不需要的類型就會淘汰掉。選擇時根據雞的性狀，而不是雞蛋的性狀。
?思考·討論 P111
1．(1)A＝60%，a＝40%。
[解析]　100個個體共有200個基因，A的數量＝2×30＋60＝120個；a的數量＝2×10＋60＝80；A的基因頻率＝120÷200×100%＝60%；a的基因頻率＝80÷200×100%＝40%。
(2)基因型頻率AA＝36%、Aa＝48%、aa＝16%。
[解析]　AA＝(60%)2＝36%；Aa＝2×60%×40%＝48%；aa＝(40%)2＝16%。
(3)A＝60%，a＝40%。
[解析]　A＝AA＋1/2×Aa＝36%＋1/2×48%＝60%，a＝1/2×Aa＋aa＝1/2×48%＋16%＝40%。
(4)提示：
親代基因型的比值 AA(30%) Aa(60%) aa(10%)
配子的比值 A(30%) A(30%) a(30%) a(10%)
子代基因型頻率 AA(36%) Aa(48%) aa(16%)
子代基因頻率 A(60%) a(40%)
種群的基因頻率同子一代一樣。
2．提示：不能；生物會發生基因突變，個體之間的交配也不能做到完全隨機；生物種群之間會有遷入和遷出。
3．提示：突變產生的新基因會使種群的基因頻率發生變化。基因A2的頻率是增加還是減少，要看該突變對生物體是有益還是有害的，這取決于生物生存的環境。
?知識鏈接 P112
提示：(1)染色體數目變異必然引起染色體上基因數目的變化，進而引起種群基因頻率的變化。
(2)染色體結構變異不一定引起基因頻率的改變，如倒位和易位，只是改變了基因的排列順序，基因的數量并沒有改變。
?探究·實踐 P112
1．提示：樹干變黑會使樺尺蛾種群中淺色個體減少。因為樹干變黑以后淺色的個體容易被天敵發現，導致淺色個體減少。
2．提示：在自然選擇過程中，直接選擇的是表型。比如天敵看到的是樺尺蛾的體色(表型)而不是控制體色的基因型。
?練習與應用 P114
一、概念檢測
1．(1)√
(2)×　基因頻率的改變也受環境的影響。
(3)√
2．D　一個湖泊中的全部魚包括多個物種，不屬于種群，A錯誤；一個森林中的全部蛇包括多個物種，不屬于種群，B錯誤；一間屋中的全部蟑螂包括多個物種，不屬于種群，C錯誤；臥龍自然保護區的全部大熊貓是生活在同一區域的同種生物，是一個種群，D正確。
3．C　種群中一個基因的頻率等于它的純合子頻率與1/2雜合子頻率之和，所以B基因的頻率為18%＋78%×1/2＝57%，b基因的頻率為4%＋78%×1/2＝43%，C項正確。
4．C　因題中給出的突變是不適于21 ℃氣溫，而適于25.5 ℃氣溫，A、B項錯誤；溫度的變化有利于突變體的生存，只能說明突變是否有利取決于它對環境的適應度，不能體現出基因突變的特點，C項正確，D項錯誤。
二、拓展應用
1．提示：如選擇育種和人工雜交育種。
2．提示：如果氣候等其他條件也合適，并且這個種群具有一定的繁殖能力，該種群的個體數會迅速增加。否則，也可能仍然處于瀕危狀態甚至滅絕。
3．(1)提示：有關聯，由表中數據可知，抗生素使用得越多，細菌對該類抗生素的耐藥率越高。
(2)提示：細菌中存在各種變異類型的個體，其中就有抗藥性變異，當患者使用抗生素時，抗藥性細菌能夠存活，不抗藥的個體被殺死，隨著時間的推移，抗藥性個體越來越多。
(3)提示：耐藥預警機制的建立可以及早發現耐藥菌的出現，防止超級細菌的產生，因為超級細菌沒有特效藥來治療。
(4)提示：不濫用抗生素，要在醫生的指導下合理使用。
?探究·實踐 P115
結果與結論
1．提示：在培養基上有細菌生長。在放有抗生素紙片的區域沒有細菌。
2．提示：連續培養幾代后，抑菌圈的直徑變小了，說明抗生素對細菌產生了選擇作用。
討論：
1．提示：紙片出現抑菌圈，這是抗生素作用的結果，只有從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細菌，才能得到耐藥細菌。
2．提示：支持“耐藥菌是普遍存在的”這一說法。因為細菌的耐藥性是由于基因突變而產生的，基因突變具有普遍性。
3．提示：耐藥菌的出現對細菌來講是有益的，因為只有這樣才能存活下去；但是對于我們人類來講是有害的，因為耐藥菌的出現導致我們難以治愈疾病。所以，變異的有害還是有利是針對不同的環境來說的。
4．提示：根據自己的實驗結果分析是否有效。
5．提示：濫用抗生素可能會使細菌產生耐藥性，進而可能會出現超級細菌。濫用抗生素的實例，某些養殖戶在飼料中添加抗生素；感冒、發燒時醫生開了大量的抗生素等。
?思考·討論 P117
1．提示：基因頻率不一樣。
2．提示：不同島嶼上的地雀種群，產生的突變不一樣。
3．提示：不同島嶼的地形和植被條件不一樣，環境的作用就會有差別，從而導致種群基因頻率朝不同的方向改變。
4．提示：如果只有一個小島，則不會形成這么多種地雀。
?旁欄思考 P118
地衣作為先鋒植物改善了土壤，為其他植物的生長創造了條件。
?練習與應用 P118
一、概念檢測
1．(1)√　(2)√　2.D
二、拓展應用
1．提示：斑馬和驢雜交的后代不可育。因為它們的雜交后代有53條染色體，進行減數分裂時不能正常聯會，不能產生正常的配子。
2．提示：我認為，人類還是不要打破自然界的規律，不要培育獅虎獸和虎獅獸。
鞏固訓練·課堂達標
1．(2022·山東青島期末)下列有關種群基因庫的敘述，錯誤的是(　B　)
A．一個種群的基因庫包括這個種群中全部個體所含有的全部基因
B．種群中每個個體都含有種群基因庫的全部基因
C．生物的個體總是要死亡的，但是基因庫卻因種群個體的繁殖而代代相傳
D．基因突變可以改變基因庫的組成
[解析]　一個種群的基因庫包括這個種群全部個體所含有的全部基因，A正確；種群基因庫含有該種群全部個體的全部基因，但是每個個體不一定含有種群基因庫的全部基因，B錯誤；基因庫會通過種群個體的繁殖而代代相傳，C正確；基因突變能產生新基因，可以改變基因庫的組成，D正確。
2．(2022·山東省泰安市新泰市二中高一測試)武夷山自然保護區以山貌雄偉和生物多樣性而聞名于世，為世界罕見的動物基因庫，其中白鷴由80年代初的幾百只增加到現在的一萬多只，該保護區白鷴數量上升一定會導致(　A　)
A．種群基因庫增大 B．基因突變頻率提高
C．種群基因頻率定向改變 D．基因產生定向突變
[解析]　由種群基因庫的概念可知，基因庫大小與種群數量有關，種群數量增加，種群基因庫增大，A正確；提高基因突變頻率的因素是輻射、紫外光等物理因素、化學因素和生物因素，在自然保護區、人工飼養等條件不可能提高基因突變的頻率，B錯誤；該保護區白鷴數量上升但該種群基因頻率不一定發生定向改變，C錯誤；基因突變是不定向的，D錯誤。故選A。
3．(2022·吉林省舒蘭市第一高級中學高一期末)在某一地區，生物學家發現兩個形態特征相近而鳴叫聲音不同的青蛙種群。生物學家將這兩個類型的青蛙通過人工授精的方式取得受精卵，發現絕大多數的受精卵在胚胎發育的早期死亡。實驗結果表明這兩個類型的青蛙(　D　)
A．存在地理隔離 B．存在親緣關系
C．屬于同一物種 D．存在生殖隔離
[解析]　不同物種之間一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能產生可育的后代，這種現象叫作生殖隔離。由題意知，通過人工授精的方式取得的受精卵絕大多數在胚胎發育的早期死亡，表明這兩個類型的青蛙之間存在生殖隔離，D項正確，A、B、C項錯誤。
4．(2022·廣西梧州市高一期末)某一瓢蟲種群中有黑色和紅色兩種體色的個體，這一性狀由一對等位基因控制，黑色(B)對紅色(b)為顯性。如果基因型為BB的個體占18%，基因型為Bb的個體占78%，基因型為bb的個體占4%。基因B和b的頻率分別是(　C　)
A．18%、82% B．36%、64%
C．57%、43% D．92%、8%
[解析]　種群中B基因頻率為18%＋1/2×78%＝57%，b基因頻率為4%＋1/2×78%＝43%，C正確。故選C。
5．(2022·江蘇省宿遷市高一下學期期末)下列有關現代生物進化理論的敘述，錯誤的是(　A　)
A．群落是生物進化的基本單位
B．生殖隔離是新物種形成的標志
C．突變和基因重組為生物進化提供了原材料
D．自然選擇使種群基因頻率發生定向改變
[解析]　種群是生物進化的基本單位，A錯誤；隔離是新物種形成的必要條件，生殖隔離是新物種形成的標志，B正確；突變和基因重組具有不定向性，為生物進化提供了原材料，C正確；自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進化的方向，D正確。故選A。
6．(2022·山東省泰安市新泰市二中高一測試)已知蝸牛殼上有條紋與無條紋的性狀是由一對等位基因A和a控制的。研究人員調查了某地區的1 000只蝸牛，對存活的個體數和被鳥捕食后剩下的蝸牛空殼數進行了統計，結果如下表所示，請分析回答：
有條紋(顯性) 無條紋(隱性) 合計
存活個體數 178 211 389
空殼數 332 279 611
合計 510 490 1 000
(1)在這1 000只蝸牛中，aa的基因型頻率為__49%__；如果Aa的基因型頻率為42%，則a基因的基因頻率為__70%__。
(2)根據表中數據推斷，殼上__有條紋__(有條紋、無條紋)的蝸牛更易被鳥捕食。經多個世代后，該種群中a基因的基因頻率將會__增大__(增大、減小)，這種基因頻率的改變是通過__自然選擇__實現的。
[解析]　(1)在1 000只蝸牛中，隱性的無條紋個體為490個，aa的基因型頻率為490/1 000×100%＝49%；如果Aa的基因型頻率為42%，則a基因的基因頻率為49%＋42%/2＝70%。
(2)據表可知，蝸牛空殼中大部分為有條紋類型，說明殼上有條紋的蝸牛更易被鳥捕食。經多個世代后，由于自然選擇作用，該種群中A基因逐漸被淘汰，基因頻率將下降， a基因的基因頻率將會增大。第2節　自然選擇與適應的形成
課標要求 核心素養
1．舉例說明種群內的某些可遺傳變異將賦予個體在特定環境中的生存和繁殖優勢。2．概述現代生物進化理論以自然選擇學說為核心，為地球上的生命進化史提供了科學的解釋。 1．生命觀念：運用生物進化理論解釋適應的形成和生物進化。2．社會責任：運用生物進化理論分析現實生活中諸如耐藥菌的產生等相關問題。
基礎知識·雙基夯實
一、適應的普遍性和相對性
1．適應的含義
①生物的形態結構適合于完成一定的__功能__。
②生物的形態結構及其功能適合于該生物在一定的環境中__生存和繁殖__。
2．適應是普遍存在的，但又具有__相對的__。
二、適應是自然選擇的結果
1．拉馬克的進化學說
2．達爾文的自然選擇學說
(1)自然選擇學說的解釋模型
(2)適應形成的必要條件
①群體中出現__可遺傳__的有利變異。
②環境的__定向__選擇。
(3)自然選擇學說的進步意義、局限性及理論發展
〔學霸記憶〕
1．適應是普遍存在的，但又是相對的。
2．拉馬克進化學說的主要內容是用進廢退和獲得性遺傳。
3．達爾文自然選擇學說的主要內容是過度繁殖、生存斗爭、遺傳變異和適者生存。
4．可遺傳的有利變異和環境的定向選擇是適應形成的必要條件。
5．生物的多樣性和適應性是進化的結果。
6．生物界的統一性是由于所有的生物都有共同祖先。
7．達爾文自然選擇學說的局限性表現為
(1)對于遺傳和變異的認識還局限于性狀水平。
(2)不能科學地解釋遺傳和變異的本質。
〔活學巧練〕
判斷下列敘述的正誤
(1)可遺傳變異是進化的前提。(　√　)
(2)只要個體之間存在著變異，自然選擇就發生作用。(　×　)
(3)自然選擇導致微小變異積累成為顯著變異。(　√　)
(4)自然選擇學說闡明了基因突變在細菌抗藥性產生中的作用。(　×　)
〔思考〕
1．一種水生小動物水蚤，在25 ℃環境中能正常生活。若將其置于20 ℃環境中部分個體能正常生活，若將正常生活的個體置于28 ℃環境中，全部死亡。
(1)水蚤在25 ℃環境中能正常生活，若將其置于20 ℃環境中部分個體能正常生活，請從生物的變異與環境相適應的角度分析原因。(生命觀念)
(2)20 ℃環境中部分個體能正常生活，若將正常生活的個體置于28 ℃環境中，全部死亡，請從適應的角度分析原因。(生命觀念)
提示：(1)在25 ℃環境中能正常生活的水蚤存在變異，這種變異的水蚤既適應25 ℃環境也適應20 ℃環境。
(2)適應具有相對性。
2．下圖表示達爾文對現代長頸鹿進化形成過程的解釋，請據圖回答下列問題：(生命觀念、科學思維)
(1)長頸鹿祖先的頸和前肢的長短有差異嗎？由此說明什么問題？
(2)在旱季缺乏青草的時期，頸和前肢長短不同的個體生存機會相等嗎？由此說明什么問題？
(3)請分別利用拉馬克和達爾文的進化觀點，解釋長頸鹿脖子長的原因。
提示：(1)有差異，說明變異是不定向的。
(2)生存機會不相等，頸和前肢長些的個體，在生存斗爭中容易得到食物，從而得以生存并繁殖，食物在決定長頸鹿變異個體的生存和淘汰過程中，起到了選擇作用。
(3)拉馬克觀點解釋：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(用進廢退)，然后遺傳給了下一代(獲得性遺傳)。
達爾文觀點解釋：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。
課內探究·名師點睛
知識點?
適應的普遍性和相對性
要點歸納
1．適應的普遍性
適應是普遍存在的，所有生物都具有適應性。
2．適應的相對性
生物的適應性特征不是絕對的。適應的相對性還表現在它是一種暫時的現象，而不是永久性的。當環境條件出現較大的變化時，適應就變成了不適應，有時還成為有害的甚至致死的因素。
3．適應相對性的根本原因
遺傳物質的穩定性與環境不斷變化之間的矛盾。
4．動物的適應性特征
動物在適應環境的過程中，形成了一些適應性特征，如保護色、警戒色、擬態等。枯葉蝶的外形似枯葉屬于擬態，冬季雷鳥白色的羽毛屬于保護色。具有擬態和保護色的動物不易被其他動物發現。
典例剖析
典例1 (2022·山東省菏澤市高一下學期期末)適應的形成離不開生物的遺傳和變異(內因)與環境(外因)的相互作用。下列與適應及其形成相關的表述錯誤的是(　B　)
A．適應不僅是指生物對環境的適應，也包括生物的結構與功能相適應
B．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
C．適應相對性的根本原因是遺傳的穩定性與環境不斷變化之間的矛盾
D．雷鳥在冬季來臨前將羽毛換成白色的，有時是有利的，有時會有一定的局限性
[解析]　在進化的過程中，生物的結構與功能會相適應，生物對環境也會適應，A正確；具有有利變異的個體不一定都能成功生存和繁殖，B錯誤；由于遺傳的穩定性與環境不斷變化之間的矛盾，故適應具有相對性，C正確；雷鳥在冬季來臨前將羽毛換成白色的，有時是有利的，有時會有一定的局限性，如下雪晚，白色較容易被發現，D正確。故選B。
變式訓練1
到了寒冷的冬天，北方的闊葉樹(如楊樹、法國梧桐等)紛紛落葉，而松樹卻郁郁蔥蔥。這說明(　A　)
A．它們都適應了北方寒冷的環境
B．北方的闊葉樹不適應寒冷的環境
C．松樹比闊葉樹更適應寒冷的環境
D．以上三項都不符合題意
[解析]　生物必須適應環境才能生存。到了寒冷的冬天，北方的闊葉樹紛紛落葉，是植物對冬季寒冷干燥環境的一種適應。松樹郁郁蔥蔥，也是對冬季寒冷干燥環境的適應。這是適應的普遍性的實例。
知識點?
達爾文的自然選擇學說
要點歸納
1．自然選擇學說的內容
分析：
(1)過度繁殖
(2)生存斗爭
(3)遺傳變異
(4)適者生存
①生物產生的不定向變異，由自然選擇決定其保存或淘汰。
②自然選擇只選擇與環境相適應的變異類型，通過多次選擇，生物微小的變異得到積累。
2．自然選擇學說中有關“變異”的分析
(1)環境因素的作用會提高突變的頻率，但任何情況下變異都是不定向的，所以環境不能起到定向誘導變異的作用，它的作用是對不定向的變異進行定向選擇。
(2)在運用達爾文自然選擇學說分析問題時，要注意“變異在前，選擇在后”的思路。
典例剖析
典例2 (2022·吉林省舒蘭市第一高級中學高一期末)對達爾文自然選擇學說的理解，正確的是(　B　)
①環境改變生物產生適應性的變異
②能遺傳的變異是生物進化的基礎
③變異是不定向的
④變異是定向的
⑤變異經過長期的自然選擇和積累就可以產生出生物的新類型
A．②④⑤ B．②③⑤
C．①②④ D．①③⑤
[解析]　達爾文自然選擇學說認為，環境改變是生物變異的根本原因，而生物的變異是不定向的，①錯誤，③正確，④錯誤；能夠遺傳的變異是生物進化的基礎，②正確；變異經過長期自然選擇和積累可以產生出生物的新類型，⑤正確；綜上分析，B正確，A、C、D錯誤。
變式訓練2
下列對達爾文生物進化論及其各內容之間的關系敘述錯誤的是(　D　)
A．達爾文生物進化論的中心內容是自然選擇學說
B．生物進化的動力是生存斗爭
C．生物同時存在著遺傳和變異的矛盾
D．生存斗爭的原因是生物個體間有強有弱
[解析]　自然選擇學說是達爾文生物進化論的中心內容，A正確；生存斗爭是生物進化的動力，B正確；遺傳和變異是生物進化的內因，遺傳和變異的矛盾促進了生物的進化，C正確；生存斗爭的原因是生物能夠產生大量的后代，但在自然界中賴以生存的食物和空間都是非常有限的，D錯誤。
指點迷津·撥云見日
自然選擇學說與拉馬克進化學說的比較
比較項目 自然選擇學說 拉馬克進化學說
區別 變異 變異是不定向的，本來就有，環境和生物都不能決定生物變異的方向 變異是定向的，環境和動物的意愿可決定變異的方向
適應環境 有利變異→適者生存不利變異→不適者被淘汰 環境和動物的意愿決定的變異都適應環境
進化方向 自然選擇決定 生物自身決定
聯系 達爾文接受了拉馬克關于器官用進廢退和獲得性遺傳的觀點，但他承認變異有的可以遺傳，有的不能遺傳。他改變了拉馬克過分強調用進廢退即“生物內在的自我改進的力量”的觀點，在解釋適應性的形成時強調自然選擇的作用
典例3 (2022·安徽皖西南聯盟期末改編)下列關于生物進化理論的敘述，錯誤的是(　C　)
A．拉馬克認為生物各種適應性特征的形成都是由于用進廢退和獲得性遺傳
B．達爾文認為生存斗爭是生物進化的動力和選擇手段，適者生存是自然選擇的結果
C．達爾文的自然選擇學說的優點是能很好地解釋物種大爆發等現象
D．拉馬克進化學說是最早提出的比較完整的生物進化學說
[解析]　拉馬克最早提出的比較完整的生物進化學說認為生物各種適應性特征的形成都是由于用進廢退和獲得性遺傳，A、D正確；達爾文認為生存斗爭是生物進化的動力和選擇手段，適者生存是自然選擇的結果，B正確；達爾文的自然選擇學說的缺點是不能很好地解釋物種大爆發等現象，C錯誤。
教材問題·解疑答惑
?問題探討 P106
1．提示：枯葉蝶的翅很像枯葉，這樣可以隱蔽，躲避天敵。
2．提示：枯葉蝶的形成是自然選擇的結果。
3．提示：同一環境中有顏色鮮艷的蝴蝶，這與自然選擇不矛盾，因為這是另外的一種適應，即警戒色。警戒色是指某些有惡臭和毒刺的動物和昆蟲所具有的鮮艷色彩和斑紋。這些鮮艷的體色能對敵人起到一種威懾和警告的作用。這也是自然選擇的結果。
?思考·討論 P106
1．提示：枯葉蝶的天敵有燕、雀、蜘蛛、螳螂、蛙、蜻蜓。枯葉蝶也不能完全避免被捕食。
2．提示：雷鳥在冬季來臨前將羽毛換成白色是為了保護自己，是對冬天的一種適應。但這種適應也有局限性，比如雖然已經換毛，但是冬季的大雪還沒有降臨，那么白色的羽毛反而更加明顯。
3．生物適應的產生是長期進化的結果，可能還有不完善的地方。環境是多變的，適應不能隨時改變。
?思考·討論 P108
1．提示：長頸鹿祖先中的長頸個體在食物缺乏的季節可以吃到樹上的葉子，避免挨餓，可以在食物缺乏的季節存活下去。
2．提示：經過若干代的繁殖，長頸鹿祖先群體中頸長的個體占的比例將會增加。
3．提示：枯葉蝶的形成也是自然選擇的結果。
4．提示：長頸鹿有大量繁殖的傾向，但是食物等資源總是有限的，它們之間會為了生存而發生生存斗爭，導致高的長頸鹿能吃到食物而生存下來，較矮的長頸鹿就被淘汰，經過多代的積累，最終形成了現在的長頸鹿。
?思考·討論 P109
1．提示：達爾文的生物進化論和神創論的主要沖突是：神創論認為生物是神創造的，進化論認為生物是由更古老的生物進化而來的。
達爾文的生物進化論否定了宗教的神圣地位，所以遭到了許多人的攻擊、謾罵和譏諷。
2．提示：嚴復、梁啟超等人提出的“物競天擇，適者生存”的觀點，警示國人只有自己強大了才能在這個弱肉強食的世界上生存下去。
3．提示：馬克思所說的“我們的觀點”是指唯物主義。
4．提示：達爾文的生物進化論讓人們正確的認識人類在自然界中的地位。進化論使我們認識到，人類不是自然界的主宰，我們要遵循自然界的規律。
?練習與應用 P109
一、概念檢測
1．(1)√
(2)×　生物在生存斗爭的過程中，具有有利變異的個體容易生存，但不一定都能成功地生存和繁殖后代；具有不利變異的個體則容易被淘汰，但有些個體也會留下后代。
(3)√
2．A　拉馬克徹底否定了物種不變論。提出當今所有的生物都是由更古老的生物進化來的；適應的形成是由于用進廢退和獲得性遺傳。故選A。
二、拓展應用
1．提示：不同意。因為工蜂主要擔任清理巢箱，拖棄死蜂或殘渣，夯實花粉，釀蜜，筑巢，飼喂幼蟲，調節巢溫，采集花蜜、花粉、水分、蜂膠、無機鹽以及守衛御敵等工作。沒有工蜂就沒有蜂群。
2．提示：不會干擾自然界正常的自然選擇。因為瀕危動植物是指所有由于物種自身的原因或受到人類活動或自然災害的影響，而有滅絕危險的野生動植物物種。瀕危動植物本來就是適應自然界的生物。
3．提示：不同意。人類也是進化的產物，也是在殘酷的生存斗爭中生存下來的生物，人類本屬自然，自然選擇對人類也會起作用。
鞏固訓練·課堂達標
1．(2022·江蘇泰州期末)許多種鳥具有保護色，但也難免被嗅覺發達的獸類所捕食，對此合理的解釋是(　B　)
A．被捕食的鳥是警惕性不高的
B．適應是相對的
C．這些鳥不適應環境
D．適應是絕對的
[解析]　現存的每一種生物，都有與其生活環境相適應的形態結構和生活方式，而生物只能適應一定的環境，具有保護色的鳥，可以避免部分肉食動物的捕食，但難免被嗅覺靈敏的動物捕食，這說明了生物的適應是相對的，B符合題意。
2．(2022·安徽省池州市高一期末)進化思想從提出到被人們普遍接受經歷了曲折的過程。下列相關判斷錯誤的是(　C　)
A．拉馬克認為生物是不斷進化的，進化方向是從低級到高級從簡單到復雜
B．達爾文從事實出發論證了生物是不斷進化的，對進化原因也提出了合理解釋
C．現代生物進化理論是在全面接受自然選擇學說基礎上的進一步深化和發展
D．現代生物進化理論是多學科知識交融的結果仍在爭論中不斷地向前發展
[解析]　歷史上第一個提出完整進化學說的科學家是拉馬克，他認為生物進化是由低級到高級、從簡單到復雜的，A正確；達爾文提出的進化學說，立足事實，論證了生物是不斷進化的，并且對生物進化的原因提出了合理的解釋，使生物學第一次擺脫了神學的束縛，步入了科學的軌道，B正確；現代生物進化理論的主要學說是在自然選擇基礎上的深化和發展，但并沒有全面接受自然選擇學說，如進化的單位和進化的原因等，C錯誤；現代生物進化理論的形成是多學科知識綜合的結果，目前有多種學說，在爭論中發展，D正確。故選C。
3．(2022·廣西玉林市玉州區高一期末)用達爾文的自然選擇學說解釋狼的兇狠、善跑、狡猾、貪婪的進化過程。
(1)狼的種群中存在著不同個體，如跑得慢一些、跑得快一些、狡猾機靈些、行動呆板遲鈍些，這些性狀說明變異是__不定向__的。
(2)隨著環境的變化，食物的稀少，兇狠、善跑、狡猾、貪婪的個體容易得到食物，能夠生存和繁殖，這樣，環境和食物對狼起了__選擇__作用，而這種作用是__定向__的。
(3)狼的兇狠、善跑、狡猾、貪婪性的增強，是通過狼與種內、種間以及環境條件的__生存斗爭__來實現的，因而它能適應環境，這就是__適者生存__。
[解析]　(1)狼的種群中存在著不同個體，如跑得慢一些、跑得快一些、狡猾機靈些、行動呆板遲鈍些，這些變異是突變或基因重組的結果，是一種不定向的變異。(2)隨著環境的變化，食物的稀少，兇狠、善跑、貪婪的個體容易得到食物，能夠生存和繁殖，這樣，環境和食物對狼起了選擇作用，而這種作用是定向的。(3)狼的兇狠、善跑、狡猾、貪婪性的增強，是通過狼與種內、種間以及環境條件的生存斗爭來實現的，因而它能適應環境，這就是適者生存。第4節　協同進化與生物多樣性的形成
課標要求 核心素養
說明自然選擇促進生物更好地適應特定的生存環境。 1．形成生物進化的觀點和生物進化理論在發展的觀念；認同協同進化是普遍存在的。(生命觀念)2．探討物種多樣性的形成原因，解釋生物的適應是自然選擇的結果。(科學思維)
基礎知識·雙基夯實
一、協同進化
二、生物多樣性的形成
三、現代生物進化理論
〔學霸記憶〕
1．協同進化發生于不同物種之間或生物與無機環境之間。
2．生物多樣性包括遺傳(基因)多樣性、物種多樣性和生態系統多樣性。
3．適應是自然選擇的結果。
4．種群是生物進化的基本單位。
5．突變和基因重組提供進化的原材料。
6．自然選擇導致種群基因頻率的定向改變，進而通過隔離形成新的物種。
7．生物進化的過程實際上是生物與生物、生物與無機環境協同進化的過程。
8．生物多樣性的形成是協同進化的結果。
〔活學巧練〕
判斷下列敘述的正誤
(1)同種生物之間也存在協同進化。(　×　)
(2)捕食者的存在不利于被捕食者的生存。(　×　)
(3)生物多樣性包括遺傳(基因)多樣性、個體多樣性和生態系統多樣性。(　×　)
(4)協同進化只能發生在生物與生物之間。(　×　)
(5)最早出現的生物是單細胞的厭氧型生物。(　√　)
〔思考〕
1．某細長口器的蛾是某種蘭花專門的傳粉昆蟲，這對蘭花繁衍后代和該種蛾有什么意義？(生命觀念)
提示：特定昆蟲給特定的植物傳粉，這樣可以提高傳粉的效率，并且昆蟲也可得到較多的食物或保護。
2．用草原上狼和羊解釋生物與生物之間發生的協同進化。(科學思維)
提示：草原上，狼捕食羊，速度慢的羊逐漸被狼吃掉，而速度慢的狼，因為不能獲得足夠的食物，也逐漸被餓死，這樣，在狼追逐羊的過程中，狼和羊的速度都得到了提升，實現了協同進化。
課內探究·名師點睛
知識點
協同進化與生物多樣性的形成
要點歸納
1．對協同進化概念的理解
(1)生物與生物之間的協同進化僅發生在不同物種之間，同種生物之間不存在協同進化。
(2)無機環境的選擇作用可定向改變種群的基因頻率，導致生物朝著一定方向進化；生物的進化反過來又會影響無機環境。
2．生物多樣性的形成過程分析
3．生物多樣性的關系及原因分析
(1)從分子水平看：DNA多樣性(根本原因)→蛋白質多樣性(直接原因)→生物性狀多樣性。
(2)從進化角度看：物種多樣性和生態系統多樣性主要是生物的不定向變異與定向選擇在進化過程中共同作用的結果。
(3)生物多樣性≠物種多樣性：物種多樣性只是生物多樣性的一個方面。
4．生物多樣性的形成
協同進化是物種多樣性和生態系統多樣性形成的原因。
5．用現代生物進化理論分析生物的進化、適應性和新物種的形成
進化的原因 內因 遺傳和變異
外因 生物生存的各種環境條件
相互作用 生物生存的各種環境條件對生物的變異進行選擇，淘汰不利變異，積累和加強有利變異
進化的結果 適應性 環境對生物的變異進行定向選擇，使有利的變異在生物種群中得到積累和加強，形成了生物的適應性
多樣性、新物種形成 同一物種的不同種群，由于生活環境的變化，形成了具有不同適應性的生物類群，當變異積累到一定程度而出現生殖隔離時，便形成了新物種；同一物種的不同類型及新物種的出現均體現了生物的多樣性
進化 種群的基因頻率發生定向改變(生物的進化)。新物種的形成是生物進化的質的飛躍
典例剖析
典例1 (2022·廣西梧州市高一期末)下列有關生物協同進化的說法，正確的是(　D　)
A．隔離在生物協同進化中起決定作用
B．生物的協同進化只發生在生物群落中
C．大型捕食者的存在不利于生物的協同進化
D．草原兔子的抗病力與某種病毒的感染力都會隨進化增強
[解析]　隔離是物種形成的必要條件，并非決定生物的協同進化，A錯誤；協同進化是指在不同物種之間、生物與無機環境之間在相互影響中不斷進化和發展，因此，生物的協同進化不僅發生在生物群落中，還發生在生物與環境之間，B錯誤；大型捕食者對獵物種群起到選擇的作用，使之能更加的適應環境，從而有利于協同進化，C錯誤；生物與生物之間的相互選擇，使得彼此更加向適應環境方向進化，D正確。故選D。
變式訓練1
(2022·湖北武漢市高一期末)下列關于生物進化與生物多樣性的敘述，正確的是 (　A　)
A．淺色樺尺蠖與黑色樺尺蠖同時存在體現了基因多樣性
B．種群是生物進化的基本單位，也是自然選擇的對象
C．嚴格自花傳粉的植物種群內個體之間存在生殖隔離
D．生物多樣性的形成是不同物種之間協同進化的結果
[解析]　淺色樺尺蠖與黑色樺尺蠖屬于同種生物，它們同時存在體現了基因多樣性，A正確；種群是生物進化的基本單位，但自然選擇的對象是個體，B錯誤；同一種群意味著是同一物種，據此可推測嚴格自花傳粉的植物種群內個體之間不存在生殖隔離，C錯誤；生物多樣性的形成是不同物種之間、生物和無機環境之間協同進化的結果，D錯誤。故選A。
變式訓練2
(2022·山東省泰安市高一下學期期末)生態學家赫奇森曾說過，協同進化就是“生態的舞臺，進化的表演”。對此理解正確的是(　D　)
A．生態指無機環境，進化是生物界的演變
B．基因突變對生物適應性的影響是非益即害的
C．物種之間的協同進化都是通過物種之間的競爭實現的
D．舞臺和表演者在相互影響中不斷進化和發展鑄造了生物的多樣性
[解析]　生態指無機環境和生物群落，進化是生物與環境的演變，A錯誤；基因突變由生態環境選擇，具有多害少利性，B錯誤；物種之間的協同進化都是通過物種之間的競爭和種間互助實現的，C錯誤；舞臺和表演者在相互影響中不斷進化和發展，鑄造了生物的多樣性，D正確。故選D。
指點迷津·撥云見日
一、自然選擇學說與現代生物進化理論的比較
1．主要內容：
自然選擇學說 現代生物進化理論
研究水平 個體 分子
進化單位 個體 種群
進化材料 不定向的變異 突變和基因重組
進化方向 自然選擇使有利變異定向積累 自然選擇使種群基因頻率發生定向改變
物種形成 有利變異積累 隔離導致物種形成
缺陷 不能解釋遺傳和變異的本質與物種大爆發現象 不完善
共同點 現代生物進化理論以自然選擇學說為核心。二者都能夠解釋生物的多樣性和適應性
典例2 (不定項)(2022·山東省菏澤市高一下學期期末)下列對現代生物進化理論的理解，錯誤的是(　AC　)
A．生物體發生的所有變異都能為進化提供原材料
B．地理隔離的作用是使種群間基因不能交流
C．協同進化就是物種間在相互影響中不斷發展和進化
D．自然選擇使種群基因頻率發生改變，并決定生物進化的方向
[解析]　生物發生的變異包括不可遺傳變異和可遺傳變異，只有可遺傳的變異才能為生物進化提供原材料，A錯誤；地理隔離的作用是使種群間基因不能交流，但不一定會導致生殖隔離，B正確；協同進化是指不同物種之間、生物與無機環境之間在相互影響中不斷進化和發展，不僅僅只有物種間的進化，C錯誤；自然選擇使種群基因頻率發生改變，并決定生物進化的方向，D正確。故選A、C。
教材問題·解疑答惑
?問題探討 P119
1．提示：否則這種花不能很好地完成傳粉，這一物種也就不可能存在。
2．提示：不是，可能還沒找到這種昆蟲。
?思考討論 P122
1．提示：最早出現的是原核生物。它們生存在海洋無氧的環境里。
2．提示：陸生植物先登陸，因為植物可以為動物提供食物和棲息地。
3．提示：寒武紀海洋中出現無脊椎動物—物種大爆發，但是沒有脊椎動物。
4．提示：恐龍是在白堊紀末絕滅的。物種絕滅對生物多樣性的影響是多方面的，恐龍的絕滅為哺乳類的興盛騰出了空間，有利于生物多樣性的形成。
?旁欄思考 P124
愛因斯坦和玻爾關于量子力學的爭論，當時玻爾提出了“互補理論”，認為量子力學遵循互補原理，遭到了愛因斯坦的反對。
?練習與應用 P124
一、概念檢測
1．(1)√　因為物種之間是協同進化的，所以一個物種的形成或絕滅是會影響其他物種的進化的。
(2)×　物種之間的協同進化既有競爭也有互助還有寄生、共生等種間關系。
(3)×　地球上最早出現的是單細胞的異養生物，生產者是后來出現的。
(4)×　生物多樣性包括遺傳多樣性、物種多樣性和生態系統多樣性。
2．C　原始的地球沒有氧氣，最早的生命是單細胞生物，所以地球上最早出現的是進行無氧呼吸的單細胞生物。
二、拓展應用
1．提示：生態指的是生物與環境的相互關系，進化指的是生物界的歷史演變；如果把進化看作由各種生物表演的一部歷史劇，那么，上演這部歷史劇的舞臺就是生物與環境之間復雜的相互關系。物種進化的表演受舞臺背景的制約，舞臺背景也要與上演的內容相協調。
2．提示：假如那樣，生物界紛繁復雜的現象就很難用統一的觀點和理論來解釋，作為生物學基本觀點之一的進化觀點將難以建立，生物學就不可能形成現在這樣一個科學的框架體系，學習生物學將缺少基本觀點和方法的指導和統領。
3．提示：這樣修鐵路可以盡可能減少對生物多樣性的影響。這種方法是可以推廣的。
鞏固訓練·課堂達標
1．(2022·江蘇省宿遷市高一下學期期末)生物多樣性不包括(　C　)
A．遺傳多樣性 B．物種多樣性
C．種群多樣性 D．生態系統多樣性
[解析]　由生物多樣性的概念可知，物種多樣性、基因多樣性和生態系統多樣性都屬于生物多樣性，種群多樣性不是生物多樣性的內容，故選C。
2．下列各項中不屬于生物協同進化實例的是(　D　)
A．隨著光合生物的出現，大氣中有了氧氣，為好氧生物的出現創造了條件
B．獵豹捕食斑馬
C．某種長有細長花矩的蘭花和生有細長口器、專門為它傳粉的蛾
D．草原上狼的滅絕造成鹿的數量激增
[解析]　隨著光合生物的出現，大氣中有了氧氣，為好氧生物的出現創造了條件，是生物與環境之間的協同進化，A正確，不符合題意；獵豹捕食斑馬是生物與生物之間通過種間斗爭實現的協同進化，B正確，不符合題意；某種長有細長花矩的蘭花和生有細長口器、專門為它傳粉的蛾是生物與生物之間通過種間互助實現的協同進化，C正確，不符合題意；草原上狼的滅絕造成鹿的數量激增，只對被捕食者單方面有影響，不屬于協同進化，D錯誤，符合題意。
3．(2022·海南省文昌中學高一期末)綜合大熊貓化石及現存種類生活習性和生活環境等多方面的研究，傳統的觀點認為大熊貓的瀕危是進化歷程的必然。最新群體遺傳學的研究表明，現存大熊貓并未走到進化歷史的盡頭，仍然具有進化潛力。研究發現該物種現存種群仍保持較高的遺傳多樣性和長期續存的進化潛力，大熊貓在末次冰期消融后還經歷了強烈的種群擴張，而現存種群的衰退僅始于幾千年前。請依據現代生物進化理論的主要觀點和內容及上述資料回答以下問題：
(1)一個大熊貓種群的全部個體所含的全部基因，是這個種群的__基因庫__，如果大熊貓種群仍然保持較高的遺傳多樣性，實際上反映了種群中基因的__多樣性__。
(2)現代生物進化理論認為，種群是生物進化的基本單位。影響種群基因頻率變化的因素有多種，如自然選擇、__基因突變__、__基因重組__和__染色體變異__等。
(3)大熊貓在末次冰期消融后還經歷了強烈的種群擴張的事實說明，其實質是大熊貓種群的__基因頻率__在進化過程中發生了動態變化。突變和基因重組、__(自然)選擇__和__隔離__是物種形成和生物進化的機制。
[解析]　(1)一個大熊貓種群的全部個體所含的全部基因，是這個種群的基因庫。遺傳多樣性，實際上反映了種群中基因的多樣性。(2)影響種群基因頻率變化的因素有自然選擇、基因突變、基因重組、染色體變異。(3)大熊貓在末次冰期消融后還經歷了強烈的種群擴張的事實說明其在進化，實質是種群的基因頻率在發生變化。突變和基因重組、自然選擇和隔離是物種形成和生物進化的機制。

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