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第6章 生物的進(jìn)化
解讀章首圖文
培養(yǎng)學(xué)習(xí)志向·勇?lián)鐣?huì)責(zé)任
章引言的第一段從達(dá)爾文提出生物進(jìn)化論開始，指出這一理論雖然轟動(dòng)世界，但并未解決關(guān)于生物進(jìn)化的所有問題。接著介紹達(dá)爾文在提出進(jìn)化論之后研究蘭花的進(jìn)化，對蘭花多種多樣的適應(yīng)性結(jié)構(gòu)既驚嘆好奇又困惑不解，并且指出在達(dá)爾文之后這個(gè)問題成為百年難解之謎，造成同學(xué)們的驚奇感和困頓感，以此烘托探幽入微的氛圍。
引言第二段宛如一道沖破云霧的陽光，從19世紀(jì)達(dá)爾文的困境倏然穿越到21世紀(jì)中國科學(xué)家的創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)：“2017年，我國科學(xué)家以深圳擬蘭為重點(diǎn)研究對象，通過基因組的測序和功能分析，發(fā)現(xiàn)蘭花有474個(gè)特有基因家族……”介紹我國科學(xué)家如何從基因水平解開蘭花進(jìn)化之謎，從而進(jìn)一步激發(fā)同學(xué)們的好奇心，為接下來提出“生物的多樣性和適應(yīng)性是怎樣形成的？這與基因的變化有關(guān)嗎？”等問題作鋪墊，同時(shí)也自然而然地反映我國科技新成就，提升同學(xué)們對國家和民族的自豪感。
引言第三段在上述情境基礎(chǔ)上，提出了本章要研究的中心問題，并且指出關(guān)于生物進(jìn)化的解釋一直存在各種理論的交鋒，正是在各種理論的交鋒中，進(jìn)化理論本身也在“進(jìn)化”，以此來提升同學(xué)們對科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識。
章題圖是“貝格爾”號艦在一片蒼茫的海上航行的畫面，寓意正如圖中題詩所說，當(dāng)年達(dá)爾文所乘的“貝格爾”號艦雖然遠(yuǎn)去，進(jìn)化論的航程卻還未終止；研究生物的進(jìn)化既非易事，同時(shí)又有無窮魅力。
理清本章架構(gòu)
初識概念體系·具備系統(tǒng)思維
第1、2節(jié)　生物有共同祖先的證據(jù)　自然選擇與適應(yīng)的形成
學(xué)有目標(biāo)——課標(biāo)要求必明 記在平時(shí)——核心語句必背
1.基于化石的直接證據(jù)，認(rèn)同當(dāng)今生物具有共同的祖先。
2.運(yùn)用比較解剖學(xué)、胚胎學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)等間接證據(jù)，說明當(dāng)今生物具有共同的祖先。
3.舉例說明適應(yīng)的普遍性和相對性。
4.運(yùn)用達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說解釋適應(yīng)的形成，說明適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果。
5.評述達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說的貢獻(xiàn)和局限性。 1.生物有共同祖先的證據(jù)有化石證據(jù)、比較解剖學(xué)證據(jù)、胚胎學(xué)證據(jù)、細(xì)胞和分子水平的證據(jù)等。
2.拉馬克進(jìn)化學(xué)說的主要內(nèi)容是：用進(jìn)廢退和獲得性遺傳。
3.達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的主要內(nèi)容是：過度繁殖、生存斗爭、遺傳變異和自然選擇。
4.達(dá)爾文自然選擇學(xué)說揭示了生物界的統(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(jìn)化的結(jié)果。
5.適應(yīng)是普遍存在的，有相對性。適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果。
【主干知識梳理】
一、達(dá)爾文的生物進(jìn)化論
二、地層中陳列的證據(jù)——化石
1．化石的概念
化石是指通過自然作用保存在地層中的古代生物的 、 或 等。化石是研究生物進(jìn)化 的證據(jù)。
2．化石的作用
利用化石可以確定地球上曾經(jīng)生活過的生物的 及其形態(tài)、結(jié)構(gòu)、行為等 。
3．化石證據(jù)證實(shí)的問題
(1)大量化石證據(jù)證實(shí)了生物是 經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代逐漸進(jìn)化而來的。
(2)大量化石證據(jù)還揭示出生物________________________________________的進(jìn)化順序。
遺體
遺物
生活痕跡
最直接、最重要
種類
特征
由原始的共同祖先
由簡單到復(fù)雜、由低等到高等、由水生到陸生
三、當(dāng)今生物體上進(jìn)化的印跡——其他方面的證據(jù)
1．比較解剖學(xué)證據(jù)
研究比較脊椎動(dòng)物的器官、系統(tǒng)的 ，可以為這些生物是否有共同祖先尋找證據(jù)。
2．胚胎學(xué)證據(jù)
(1)胚胎學(xué)的概念：研究動(dòng)植物 和 的學(xué)科。
(2)脊椎動(dòng)物在胚胎發(fā)育早期都有彼此相似的階段，這個(gè)證據(jù)支持了人和其他脊椎動(dòng)物有 的觀點(diǎn)。
形態(tài)和結(jié)構(gòu)
胚胎的形成
發(fā)育過程
共同祖先
3．細(xì)胞和分子水平的證據(jù)
(1)當(dāng)今生物有許多共同的特征，比如都有能進(jìn)行 的細(xì)胞，細(xì)胞有共同的 等，這是對生物有 這一論點(diǎn)的有力支持。
(2)不同生物的 等生物大分子的共同點(diǎn)，提示人們當(dāng)今生物有
著 ，其差異的大小則揭示了當(dāng)今生物種類 ，以及它們在 出現(xiàn)的順序。
代謝、生長和增殖
物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)
共同祖先
DNA和蛋白質(zhì)
共同的原始祖先
親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近
進(jìn)化史上
四、自然選擇與適應(yīng)的形成
1．適應(yīng)的普遍性和相對性
(1)適應(yīng)的含義：生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)適合于完成一定的 ，生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)及其功能適合于該生物在一定的環(huán)境中 。
(2)適應(yīng)具有 性和 性。
2．適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果
(1)拉馬克的進(jìn)化學(xué)說
①當(dāng)今所有的生物都是由 進(jìn)化來的。
②各種生物的適應(yīng)性特征并不是自古以來就如此的，而是在 過程中逐漸形成的。
③適應(yīng)的形成是由于 和 。
功能
生存和繁殖
普遍
相對
更古老的生物
進(jìn)化
用進(jìn)廢退
獲得性遺傳
(2)達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說
①主要內(nèi)容
②意義：揭示了生物界的統(tǒng)一性是由于所有的生物都有 ，而生物的多樣性和適應(yīng)性是 的結(jié)果。
共同祖先
進(jìn)化
(3)達(dá)爾文以后進(jìn)化理論的發(fā)展
①關(guān)于遺傳和變異的研究，已經(jīng)從 水平深入 水平，人們逐漸認(rèn)識到了 的本質(zhì)。
②關(guān)于適應(yīng)以及物種的形成等問題的研究，已經(jīng)從以 為單位，發(fā)展到以 為基本單位。
③形成了以 為核心的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論。
性狀
基因
遺傳和變異
生物個(gè)體
種群
自然選擇
【教材微點(diǎn)發(fā)掘】
1．下圖表示三種脊椎動(dòng)物的前肢和人的上肢骨骼比較的示意圖(教材第102頁圖63)，據(jù)圖回答有關(guān)問題：
(1)蝙蝠的翼、鯨的鰭、貓的前肢與人的上肢骨骼相比，在結(jié)構(gòu)上有相似之處，而且排列順序也基本一致，這說明了______________________________________
_______________________________。
(2)這四種前(上)肢內(nèi)部結(jié)構(gòu)模式非常一致，但功能迥異，外形差別也很大，這說明了______________________________________________。
生物之間存在一定的親緣關(guān)系，它們可能
都是由共同的原始祖先進(jìn)化而來的
結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，也體現(xiàn)了生物適應(yīng)環(huán)境的特點(diǎn)
2．如圖表示長期使用一種農(nóng)藥后，害蟲種群密度的變化情況，請利用達(dá)爾文的進(jìn)化論觀點(diǎn)分析回答下列問題：
(1)a點(diǎn)使用農(nóng)藥之前，害蟲種群中存在很多種變異類型，
說明變異是 。
(2)使用農(nóng)藥后，大量害蟲被殺死，但是還有部分存活，
這是 的結(jié)果。
(3)分析bc段曲線上升的原因是使用農(nóng)藥后， 的害蟲被殺死， 的害蟲存活下來，這樣經(jīng)過農(nóng)藥的長期選擇，使得害蟲 逐漸加強(qiáng)。
(4)該過程中，農(nóng)藥誘發(fā)了害蟲基因突變還是對害蟲的變異進(jìn)行了選擇？
提示：農(nóng)藥對害蟲的抗藥性變異進(jìn)行定向選擇，使害蟲的抗藥性個(gè)體逐漸增加。
不定向的
自然選擇
抗藥性弱
抗藥性強(qiáng)
抗藥性
教材問題提示
第1節(jié)
(一)思考·討論1(教材第101頁)
1．圖62所示資料支持達(dá)爾文的共同由來學(xué)說。不同地層的形成年代不同，越早形成的地層中首次出現(xiàn)的生物越低等，生物特征越簡單；越晚形成的地層中首次出現(xiàn)的生物越高等，生物特征越復(fù)雜。
2．基于化石證據(jù)可判斷赫氏近鳥龍既具有恐龍的特征，也具有鳥類的特征，屬于恐龍與鳥類間的過渡類型，這說明鳥類很可能是由恐龍進(jìn)化來的。
3．露西既有現(xiàn)代人類的特征，也有黑猩猩的特征，說明人和黑猩猩可能有共同的祖先，都起源一類森林古猿。
(二)思考·討論2(教材第102頁)
1．都有肱骨、橈骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨，其種類有一致性。
2．排列順序一致。
3．這四種前(上)肢骨骼有相同的起源，說明它們可能是由共同的祖先進(jìn)化來的。在漫長的進(jìn)化過程中，因?yàn)檫m應(yīng)不同的環(huán)境，逐漸出現(xiàn)了形態(tài)和功能的不同。
4．不同類群動(dòng)物的骨骼結(jié)構(gòu)具有許多共同點(diǎn)(具體比較略)，支持現(xiàn)有的脊椎動(dòng)物有著共同原始祖先的觀點(diǎn)。
(三)思考·討論3(教材第103頁)
1．都有細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核糖體和DNA。地球上現(xiàn)存的古細(xì)菌與最古老的古細(xì)菌有相同的細(xì)胞結(jié)構(gòu)模式，說明二者有共同的祖先。
2．都有呼吸作用，代謝中的酶類非常相似，都有相同的能量“貨幣”——ATP，綠色植物能進(jìn)行光合作用，等等。
3．說明人和猩猩、長臂猿、黑猩猩等類人猿可能有共同的祖先。
4．人和其他生物的細(xì)胞中普遍含有細(xì)胞色素c，說明這些生物都有共同的祖先。細(xì)胞色素c的氨基酸序列差異的大小揭示了不同生物之間親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近，差異越小，表明親緣關(guān)系越近。
第2節(jié)
(一)思考·討論1(教材第106頁)
1．枯葉蝶的天敵有捕食性鳥類、步甲、土蜂、胡蜂、獵蝽、青蛙、蟾蜍等。枯葉蝶不能完全免于天敵的捕食。
2．有局限性。例如，如果降雪延遲，已經(jīng)換成一身白色羽毛的雷鳥反而容易被天敵發(fā)現(xiàn)。
3．適應(yīng)性特征來自遺傳，即來源于可遺傳的有利變異的逐代積累，是對之前的環(huán)境適應(yīng)的結(jié)果。由于環(huán)境總是處于不斷變化之中，遺傳的穩(wěn)定性與環(huán)境不斷變化之間的矛盾是適應(yīng)相對性的根本原因。
(二)批判性思維1(教材第107頁)
例如，人用眼過度，視力反而下降。健美運(yùn)動(dòng)員的后代，如果不進(jìn)行專業(yè)訓(xùn)練，也不會(huì)擁有健美運(yùn)動(dòng)員那樣發(fā)達(dá)的肌肉和健壯的體格。
(三)思考·討論2(教材第108頁)
1．容易吃到高處的樹葉，留下后代的機(jī)會(huì)多。
2．逐漸增加。
3．能。
4．在一定環(huán)境的選擇作用下，可遺傳的有利變異會(huì)賦予某些個(gè)體生存和繁殖的優(yōu)勢，經(jīng)過代代繁殖，群體中這樣的個(gè)體就會(huì)越來越多，有利變異通過逐代積累而成為顯著的適應(yīng)性特征。
(四)批判性思維2(教材第108頁)
這種觀點(diǎn)有一定的道理。不過，“適者生存”的原意也包含有更多的機(jī)會(huì)繁殖后代，不改也是可以的。
(五)思考·討論3(教材第109頁)
1．在西方國家，當(dāng)時(shí)“神創(chuàng)論”和“物種不變論”占統(tǒng)治地位，人們普遍認(rèn)為所有的物種都是神創(chuàng)造的，自古以來既沒有物種的絕滅，也沒有新物種的產(chǎn)生。
達(dá)爾文認(rèn)為所有的生物都是由原始的共同祖先進(jìn)化來的，生物界通過自然選擇不斷進(jìn)化，這一觀點(diǎn)否定了“神創(chuàng)論”，不能為當(dāng)時(shí)的宗教觀念所容，因此，遭到許多人的攻擊、謾罵和譏諷。
2．激勵(lì)國人奮發(fā)圖強(qiáng)，使中華民族能夠立于世界民族之林。
3．馬克思在這封信中所說的“我們的觀點(diǎn)”是指辯證唯物主義觀點(diǎn)。
4．人類與其他生物有著共同的祖先。人類是大自然的一員，而不是凌駕于其他物種之上的“主宰”。
新知探究(一)　生物有共同祖先的證據(jù)
【探究·深化】
[問題驅(qū)動(dòng)]　
如圖1分別為人和其他脊椎動(dòng)物不同時(shí)期胚胎的比較，圖2是人的上肢和其他動(dòng)物的前肢骨骼的比較。請思考下列問題：
(1)根據(jù)圖1可以看出，人和其他脊椎動(dòng)物在胚胎發(fā)育初期，不僅外形像魚，而且在結(jié)構(gòu)上都有鰓裂和尾，這說明了什么？到了胚胎發(fā)育晚期，除魚之外，人和其他脊椎動(dòng)物的鰓裂都消失了，人的尾也消失了，這又說明了什么？
提示：人和其他脊椎動(dòng)物的胚胎發(fā)育初期在結(jié)構(gòu)組成方面相同，這說明這些生物是由共同原始祖先進(jìn)化而來的；胚胎發(fā)育晚期，人和其他脊椎動(dòng)物在形態(tài)方面不一樣，又說明這些生物在不同的環(huán)境中向著不同方向進(jìn)化。
(2)根據(jù)圖2觀察，人的上肢、貓的前肢、鯨的胸鰭和蝙蝠的翼手，它們在結(jié)構(gòu)組成方面相同嗎，這說明了什么？它們在形態(tài)方面一樣嗎，這又說明了什么？
提示：在結(jié)構(gòu)組成方面相同，這說明這些生物都起源于一個(gè)共同的原始祖先，并且它們的共同原始祖先生活在水中。在形態(tài)方面不一樣，這說明在進(jìn)化過程中，為適應(yīng)不同的生活環(huán)境，幾種生物的器官逐漸出現(xiàn)了形態(tài)和功能上的不同。
[重難點(diǎn)撥]　
1．化石在研究生物進(jìn)化中的應(yīng)用
2．當(dāng)今生物體上進(jìn)化的印跡——其他方面的證據(jù)
項(xiàng)目 證據(jù) 結(jié)論
比較解剖學(xué)證據(jù) 蝙蝠的翼、鯨的鰭、貓的前肢、人的上肢所在部位和結(jié)構(gòu)組成相似 它們的起源相同，都是由共同的原始祖先進(jìn)化而來的
胚胎學(xué)
證據(jù) 脊椎動(dòng)物和魚在發(fā)育早期都有鰓裂和尾，隨著發(fā)育的進(jìn)行，除魚以外，其他動(dòng)物和人的鰓裂都消失了，人的尾消失了 脊椎動(dòng)物和人都是由共同的祖先進(jìn)化而來的，它們之間存在著或遠(yuǎn)或近的親緣關(guān)系；原始祖先生活在水中
細(xì)胞水平
的證據(jù) 生物都有能進(jìn)行代謝、生長和增殖的細(xì)胞，細(xì)胞有共同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 支持生物由共同的祖先進(jìn)化而來
分子水平
的證據(jù) 不同生物的DNA和蛋白質(zhì)等生物大分子既有共同點(diǎn)，又有差異 生物有共同的祖先；生物不同種類之間親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近
【典題·例析】
[例1]　在沒有被破壞的地層中，有關(guān)化石分布情況的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A．古老地層中的生物化石簡單、低等
B．在極古老的地層中也可找到高等生物化石
C．新近地層中的生物化石復(fù)雜、高等
D．新近地層中也可找到低等生物化石
[解析]　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，由水生到陸生的進(jìn)化順序。因此，在沒有被破壞的地層中化石的分布規(guī)律是在古老地層中生物化石簡單、低等，不會(huì)存在高等生物化石；在新近地層中生物化石復(fù)雜、高等，但也能找到低等生物化石。故選B。
[答案]　B
[例2]　下列有關(guān)進(jìn)化證據(jù)的敘述，錯(cuò)誤的是 (　　)
①從始祖馬到現(xiàn)代馬的進(jìn)化過程中，古生物化石提供了最直接的證據(jù)
②從鯨、龜、蝙蝠等動(dòng)物的前肢骨骼的適應(yīng)性分化中，依稀可見痕跡器官的存在
③從魚類、鳥類、哺乳類動(dòng)物的早期胚胎中均有鰓裂這一事實(shí)中，得到比較解剖學(xué)上的證據(jù)
④從比較真核細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞色素c中氨基酸序列的差異性大小，推測生物之間的親緣關(guān)系遠(yuǎn)近
A．①②　　　　　　　 B．②③
C．①④ D．③④
[解析]　生物化石是進(jìn)化過程中最直接的證據(jù)，①正確；鯨、龜、蝙蝠等動(dòng)物的前肢骨骼屬于同源器官，不是痕跡器官，②錯(cuò)誤；魚類、鳥類、哺乳類動(dòng)物的早期胚胎中均有鰓裂是胚胎學(xué)證據(jù)，而不是比較解剖學(xué)證據(jù)，③錯(cuò)誤；比較真核細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞色素c中氨基酸序列的差異性大小，可以推測生物之間的親緣關(guān)系，④正確。故選B。
[答案]　B
歸納拓展———————————————————————————
辨析化石的種類
(1)遺體化石：指古生物遺體本身幾乎全部或部分保存下來的化石。
(2)遺跡化石：是古生物活動(dòng)或存在過的痕跡的化石，其中最主要的是足跡。
(3)遺物化石：是指古代動(dòng)物的糞便、卵(蛋)以及人類祖先使用的工具等。
———————————————————————————————
【應(yīng)用·體驗(yàn)】
1．(2023·廣東高考)下列敘述中，能支持將線粒體用于生物進(jìn)化研究的是(　　)
A．線粒體基因遺傳時(shí)遵循孟德爾定律
B．線粒體DNA復(fù)制時(shí)可能發(fā)生突變
C．線粒體存在于各地質(zhì)年代生物細(xì)胞中
D．線粒體通過有絲分裂的方式進(jìn)行增殖
解析：孟德爾定律適用于進(jìn)行有性生殖的真核生物細(xì)胞核基因控制的性狀遺傳，線粒體基因遺傳時(shí)不遵循孟德爾定律，A不符合題意；線粒體DNA在復(fù)制過程中可能發(fā)生基因突變，若該突變基因能遺傳給下一代，則可以為生物進(jìn)化提供原材料，B符合題意；真核生物出現(xiàn)前，生物細(xì)胞中不存在線粒體，C不符合題意；有絲分裂為真核細(xì)胞的分裂方式，線粒體是細(xì)胞器，不能通過有絲分裂的方式進(jìn)行增殖，D不符合題意。
答案：B　
2．(2023·浙江6月選考)不同物種體內(nèi)會(huì)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。
對比分組 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(cuò)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(shí)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的祖先
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)
解析：同源DNA序列的比對是在分子水平上進(jìn)行的研究，為生物進(jìn)化提供了分子水平的證據(jù)，A正確；根據(jù)題干可知，不同物種體內(nèi)會(huì)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，人在進(jìn)化中出現(xiàn)的時(shí)間是最晚的，而猩猩的堿基和人類相同的百分率是最小的，說明猩猩出現(xiàn)的時(shí)間早于大猩猩、黑猩猩，B正確；多重證據(jù)表明，當(dāng)今生物具有共同的祖先，C正確；黑猩猩和大猩猩的堿基相同率是98.18%，黑猩猩與猩猩的堿基相同率是96.58%，因此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(cuò)誤。
答案：D　
新知探究(二)　自然選擇與適應(yīng)的形成
【探究·深化】
[問題驅(qū)動(dòng)]　
下圖是長頸鹿的進(jìn)化過程圖，據(jù)圖分析：
(1)請利用拉馬克的觀點(diǎn)解釋長頸鹿脖子長的原因。
提示：長頸鹿主要以樹葉為食，要想獲得足夠的食物就需天天伸長脖子去取食高處的樹葉，由于“用進(jìn)廢退”，從而形成了現(xiàn)在的長頸鹿。
(2)結(jié)合變異知識，思考：環(huán)境引起的性狀改變一定能遺傳給后代嗎？
提示：不一定。只有環(huán)境改變導(dǎo)致了遺傳物質(zhì)改變進(jìn)而引起的性狀改變，才能遺傳給后代。
(3)與拉馬克相比，達(dá)爾文認(rèn)為生物進(jìn)化的關(guān)鍵是什么？
提示：他改變了拉馬克過分強(qiáng)調(diào)用進(jìn)廢退即“生物內(nèi)在的自我改進(jìn)的力量”的觀點(diǎn)，而是強(qiáng)調(diào)自然選擇的作用。
(4)雄鹿往往用鹿角作為爭奪配偶的武器。按照達(dá)爾文的觀點(diǎn)，試討論并解釋現(xiàn)在雄鹿鹿角發(fā)達(dá)的原因。
提示：按照達(dá)爾文的觀點(diǎn)，雄鹿的鹿角存在著發(fā)達(dá)和不發(fā)達(dá)的變異，雄鹿之間為爭奪配偶要進(jìn)行生存斗爭，生存斗爭過程中，有發(fā)達(dá)鹿角的個(gè)體能夠得到配偶并把這種變異遺傳給后代，沒有發(fā)達(dá)鹿角的個(gè)體因爭奪不到配偶，其變異就不會(huì)遺傳給后代。經(jīng)過一代代的進(jìn)化，使現(xiàn)在的雄鹿鹿角較為發(fā)達(dá)。
[重難點(diǎn)撥]　
1．適應(yīng)的普遍性和相對性
2．對達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說的理解
(1)內(nèi)容：過度繁殖、生存斗爭、遺傳變異和適者生存。
(2)關(guān)系圖解
①過度繁殖為自然選擇提供了更多的選擇材料，加劇了生存斗爭。
②生物進(jìn)化是通過生存斗爭來實(shí)現(xiàn)的，生存斗爭是生物進(jìn)化的動(dòng)力。
③生物的變異是不定向的，具有有利變異的個(gè)體在生存斗爭中易取得勝利而得以生存，有利變異通過遺傳得以累積和加強(qiáng)，產(chǎn)生適應(yīng)環(huán)境的新類型。
④適者生存是自然選擇的結(jié)果。
3．達(dá)爾文自然選擇學(xué)說與拉馬克進(jìn)化學(xué)說的比較
達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說 拉馬克的進(jìn)化學(xué)說
區(qū)別
變異 變異是不定向的，本來就有，環(huán)境和生物的意愿都不能決定生物變異的方向 變異是定向的，環(huán)境和動(dòng)物的意愿均可決定變異的方向
適應(yīng)環(huán)境 有利變異→適者生存；
不利變異→不適者被淘汰 環(huán)境和動(dòng)物的意愿決定的變異都適應(yīng)環(huán)境
進(jìn)化方向 自然選擇決定 生物自身決定
聯(lián)系 承認(rèn)生物非神所造，而是由更古老的生物進(jìn)化而來，即由簡單→復(fù)雜、由低等→高等進(jìn)化，且都是漸變的結(jié)果
【典題·例析】
[例1]　用達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的觀點(diǎn)進(jìn)行判斷，下列敘述正確的是 (　　)
A．長頸鹿經(jīng)常伸長脖子和前肢去吃樹上的葉子，因此頸和前肢變得很長
B．北極熊生活在冰天雪地的環(huán)境中，它們的身體就產(chǎn)生了定向的白色變異
C．野兔的保護(hù)色和鷹銳利的目光是它們長期相互選擇的結(jié)果
D．在長期有毒農(nóng)藥的作用下，農(nóng)田害蟲產(chǎn)生抗藥性
[解析]　A項(xiàng)所述屬于用進(jìn)廢退、獲得性遺傳，是拉馬克進(jìn)化學(xué)說的觀點(diǎn)，A錯(cuò)誤；變異是不定向的，自然選擇是定向的，B錯(cuò)誤；野兔的保護(hù)色和鷹銳利的目光是它們在長期的生存斗爭和相互選擇中形成的，C正確；害蟲的抗藥性是農(nóng)藥對害蟲的不定向變異選擇的結(jié)果，而不是農(nóng)藥長期作用的結(jié)果，D錯(cuò)誤。
[答案]　C
[例2]　下列事實(shí)中對達(dá)爾文的進(jìn)化理論具有挑戰(zhàn)性的是 (　　)
A．在經(jīng)常刮大風(fēng)的海島上，生活著大批無翅的昆蟲
B．人類長期使用殺蟲劑，不但沒有消滅害蟲，反而使害蟲的抗藥性越來越強(qiáng)
C．某地區(qū)寒武紀(jì)地層中，突然出現(xiàn)大量新物種的化石，而這些物種的形成大約只用了200萬年，這在幾十億年生物進(jìn)化史上只能說是“一瞬間”
D．通過分子生物學(xué)研究，特別是人類基因組計(jì)劃的實(shí)施，發(fā)現(xiàn)人與其他哺乳動(dòng)物之間相同的基因非常多，不同的基因只是少數(shù)
[解析]　自然選擇學(xué)說認(rèn)為生物進(jìn)化是個(gè)漸變的過程，而寒武紀(jì)的生物大爆發(fā)恰恰是自然選擇學(xué)說無法解釋的。
[答案]　C
易錯(cuò)提醒———————————————————————————
有關(guān)變異和選擇的兩個(gè)注意點(diǎn)
(1)環(huán)境因素的作用會(huì)提高突變的頻率，但任何情況下變異都是不定向的，所以環(huán)境不能起到定向誘導(dǎo)變異的作用，它的作用是對不定向的變異進(jìn)行定向選擇。
(2)在運(yùn)用達(dá)爾文自然選擇學(xué)說分析問題時(shí)，要注意“變異在前，選擇在后”的思路。
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【應(yīng)用·體驗(yàn)】
1．當(dāng)某種新藥問世時(shí)，可有效治療病毒性感冒。幾年后療效逐漸降低，因?yàn)楦忻安《揪哂辛丝顾幮浴８鶕?jù)達(dá)爾文的觀點(diǎn)，其根本原因可能是 (　　)
A．病毒接觸藥物后，慢慢地產(chǎn)生了抗藥性
B．病毒為了適應(yīng)環(huán)境，產(chǎn)生了抗藥性變異
C．抗藥性個(gè)體的出現(xiàn)是選擇的結(jié)果
D．后來的藥量用得過多，產(chǎn)生了抗藥性變異
解析：病毒抗藥性的出現(xiàn)是由于感冒藥的“選擇”作用，淘汰了不抗藥的個(gè)體，而抗藥個(gè)體得以存活。
答案：C　
2．下列不屬于拉馬克進(jìn)化觀點(diǎn)的是 (　　)
A．洞穴里的魚因長期生活在黑暗條件下，眼睛失去原有的作用而退化了
B．南美大食蟻獸的舌頭之所以又細(xì)又長，是由于長期舔食螞蟻的結(jié)果
C．長頸鹿的脖子之所以很長，是由于其長期覓食高處樹葉的結(jié)果
D．獵豹的速度之所以很快，是與瞪羚等動(dòng)物長期相互選擇的結(jié)果
解析：洞穴里的魚由于長期生活在黑暗條件下，眼睛萎縮、退化，強(qiáng)調(diào)環(huán)境的變化是物種產(chǎn)生變化的原因，生活在特定環(huán)境中的生物為了適應(yīng)環(huán)境，某些器官由于不用而退化，并且傳遞給下一代，這是拉馬克的“用進(jìn)廢退、獲得性遺傳”觀點(diǎn)；南美大食蟻獸的舌頭經(jīng)常伸進(jìn)洞穴里舔食螞蟻，其舌頭變得又細(xì)又長，長頸鹿經(jīng)常努力伸長頸和前肢去吃樹上的葉子，因此頸和前肢都變得很長，也都是拉馬克的“用進(jìn)廢退”的進(jìn)化觀點(diǎn)；生活在草原上的瞪羚和獵豹都能迅速奔跑，體現(xiàn)了不同物種之間長期相互選擇的結(jié)果，這是現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的觀點(diǎn)，不是拉馬克的進(jìn)化觀點(diǎn)。故選D。
答案：D　
科學(xué)視野——通過線粒體DNA和Y染色體研究人類的起源
關(guān)于人的起源，存在兩種尖銳對立的假說：非洲起源說和多地域說。前者認(rèn)為目前所有的人都來自20萬年～10萬年前走出非洲的直立人，這些直立人遷徙至世界各地，取代了當(dāng)?shù)赜筛绲姆侵拗绷⑷诉w徙而來形成的古人。后者則認(rèn)為現(xiàn)代人是由擴(kuò)散到不同地域的直立人平行進(jìn)化的結(jié)果。目前支持證據(jù)較多的為非洲起源說。
基于線粒體DNA的遺傳學(xué)研究支持了非洲起源說。線粒體只在母系中傳承，沒有機(jī)會(huì)重組，所以對線粒體DNA(mtDNA)的研究可以追蹤人類母系的歷史。研究顯示，歐洲人、亞洲人和美洲人都是在10萬～5萬年前由非洲的種群經(jīng)由亞洲西南部(中東地區(qū))所繁衍下來的。同時(shí)，根據(jù)mtDNA建立的族譜顯示，人類族譜最早可以追溯至15萬年前，換句話說，即使現(xiàn)存親緣關(guān)系最遠(yuǎn)的人，在15萬年前也有共同的祖先。
如果能夠追蹤父系的路徑，并且得到與母系路徑相似的結(jié)論，那將是研究人類進(jìn)化十分有利的證據(jù)。Y染色體是基因組中男性特有的成分。根據(jù)人類性別決定的機(jī)制，任何Y染色體都是“獨(dú)一無二的”，絕對不會(huì)有另一個(gè)Y染色體可以與它有遺傳物質(zhì)的交流。通過對Y染色體的研究，科學(xué)家也發(fā)現(xiàn)人類族譜的根源在非洲，而且再度證明了人類族譜很短，只有15萬年。
對mtDNA與Y染色體的研究顯示，15萬年前，人類族群可能經(jīng)歷了一場劇烈的遺傳變化。那時(shí)有許多具有不同mtDNA和Y染色體的人，但是今天的人卻都是其中“一個(gè)mtDNA”和“一個(gè)Y染色體”的后代。也就是說，含有其他序列的人都絕滅了，這些族群很可能經(jīng)歷了瘟疫或氣候改變等事件。在這一事件發(fā)生后，我們的祖先離開非洲，走上了占領(lǐng)全球的漫長旅程。
【素養(yǎng)評價(jià)】
1．生物學(xué)家通過比較不同生物RNA、DNA的核苷酸序列來說明它們之間的親緣關(guān)系，這屬于證明生物進(jìn)化的 (　　)
A．胚胎學(xué)證據(jù)
B．比較解剖學(xué)證據(jù)
C．細(xì)胞和分子水平的證據(jù)
D．古生物化石證據(jù)
解析：生物學(xué)家通過比較不同生物RNA、DNA的核苷酸序列來說明他們之間的親緣關(guān)系，屬于證明生物進(jìn)化的細(xì)胞和分子水平方面的證據(jù)。故選C。
答案：C　
2.如圖是根據(jù)線粒體基因構(gòu)建的幾種哺乳動(dòng)物進(jìn)化樹，下列敘述正確的是
(　　)
A．線粒體基因通常遵循父系遺傳
B．牛與豬的親緣關(guān)系比藍(lán)鯨與河馬遠(yuǎn)
C．自然選擇決定了線粒體基因改變的方向
D．基因突變是導(dǎo)致線粒體基因多樣性的重要原因
解析：線粒體基因通常遵循母系遺傳，A錯(cuò)誤；從圖可看出，牛與豬的親緣關(guān)系比藍(lán)鯨與河馬近，B錯(cuò)誤；自然選擇決定了生物進(jìn)化的方向，且是定向的，而線粒體基因的改變是不定向的，C錯(cuò)誤；基因突變是導(dǎo)致線粒體基因多樣性的重要原因，D正確。
答案：D　
3．連續(xù)內(nèi)共生理論以一個(gè)全新的視角詮釋了細(xì)胞進(jìn)化的歷程，認(rèn)為細(xì)菌被吞噬到宿主細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)，經(jīng)過長時(shí)間的演變，成為宿主細(xì)胞的不可分割的一部分，解釋了線粒體和葉綠體的起源。回答下列問題：
(1)與需氧細(xì)菌比較，原始真核細(xì)胞的表面積與體積比________。
(2)真核細(xì)胞與原核細(xì)胞核糖體沉降系數(shù)顯著不同，表現(xiàn)在前者是80S，后者是70S；真核細(xì)胞與原核細(xì)胞遺傳物質(zhì)的存在方式顯著不同，表現(xiàn)在前者是__________________________________________，后者是環(huán)狀裸露的DNA。科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明線粒體和葉綠體中的核糖體和遺傳物質(zhì)印證了連續(xù)內(nèi)共生假說，但基因結(jié)構(gòu)有無內(nèi)含子不能印證該假說。據(jù)此推測線粒體和葉綠體中的核糖體的沉降系數(shù)為________S；線粒體基因表達(dá)__________(填“需要”或“不需要”)對DNA轉(zhuǎn)錄出的前體mRNA進(jìn)行剪切與拼接。
(3)以達(dá)爾文自然選擇學(xué)說為基礎(chǔ)的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為各種各樣的生物是在____________的作用下不斷發(fā)展變化的，真核生物的____________大大加快了生物進(jìn)化的速度。
(4)據(jù)圖示連續(xù)內(nèi)共生學(xué)說，光合作用真核生物比需氧真核生物出現(xiàn)得________(填“早”或“晚”)。
解析：(1)由示意圖可以看出，原始真核細(xì)胞的體積比需氧細(xì)菌的體積大，所以原始真核細(xì)胞的相對表面積即表面積與體積比小。(2)真核生物的遺傳物質(zhì)是DNA，為規(guī)則的雙螺旋鏈狀結(jié)構(gòu)，并且與蛋白質(zhì)結(jié)合形成染色體(染色質(zhì))；原核生物的遺傳物質(zhì)是裸露的環(huán)狀DNA分子，沒有與蛋白質(zhì)結(jié)合形成染色質(zhì)。科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明線粒體和葉綠體中的核糖體和遺傳物質(zhì)印證了連續(xù)內(nèi)共生假說，即葉綠體和線粒體內(nèi)的核糖體和原核生物相似，沉降系數(shù)應(yīng)該為70S；基因結(jié)構(gòu)有無內(nèi)含子沒有能印證連續(xù)內(nèi)共生假說，說明線粒體和葉綠體的基因結(jié)構(gòu)和真核細(xì)胞類似，所以線粒體基因的表達(dá)過程中需要對DNA轉(zhuǎn)錄出的前體mRNA進(jìn)行剪切與拼接。(3)生物的多樣性是在自然選擇的作用下不斷發(fā)展變化的，真核生物的有性生殖大大加快了生物進(jìn)化的速度。(4)根據(jù)圖示可知，光合作用真核生物是由需氧真核生物與光合作用藍(lán)細(xì)菌進(jìn)化而來的，所以光合作用真核生物比需氧真核生物出現(xiàn)得晚。
答案：(1)小　(2)鏈狀DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合成染色體(染色質(zhì))　70　需要　(3)自然選擇　有性生殖　(4)晚(共61張PPT)
第3節(jié)　種群基因組成的變化與物種的形成
學(xué)有目標(biāo)——課標(biāo)要求必明 記在平時(shí)——核心語句必背
1.闡述種群、種群基因庫、基因頻率等概念的內(nèi)涵。
2.運(yùn)用數(shù)學(xué)方法討論種群基因頻率的變化。
3.闡明自然選擇對種群基因頻率變化的影響。
4.說明隔離在物種形成中的作用。 1.種群是生物進(jìn)化的基本單位。
2.突變和基因重組提供進(jìn)化的原材料。
3.在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會(huì)發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。
4.隔離是物種形成的必要條件。
同種
全部
繁殖
全部
全部等位基因數(shù)
染色體變異
突變
有性生殖
基因頻率
基因型
不定向性
3．可遺傳的變異的利害性
變異的有利和有害是 的，是由 決定的。
4．種群基因突變數(shù)的計(jì)算方法
某種群基因突變數(shù)＝個(gè)體基因數(shù)× ×個(gè)體數(shù)。
相對
生存環(huán)境
突變率
三、自然選擇對種群基因頻率變化的影響
1．原因：在自然選擇的作用下，具有 的個(gè)體有更多的機(jī)會(huì)產(chǎn)生后代，種群中相應(yīng)基因的頻率會(huì)不斷 ；相反，具有 的個(gè)體留下后代的機(jī)會(huì)少，種群中相應(yīng)基因的頻率會(huì) 。
2．選擇的對象
(1)直接作用對象：個(gè)體的 。
(2)實(shí)質(zhì)：決定表型的 。
3．選擇的結(jié)果
(1)生物性狀上：朝著 變異的方向不斷進(jìn)化。
(2)基因上：種群的 會(huì)發(fā)生 改變。
4．進(jìn)化的實(shí)質(zhì)：種群 的改變。
有利變異
提高
不利變異
表型
基因
下降
有利
基因頻率
定向
基因頻率
相互交配
可育
自由交流
類型 發(fā)生范圍 結(jié)果
生殖隔離 物種間 a.不能___________
b.即使交配成功，也不能產(chǎn)生 后代
地理隔離 生物 使種群間不能發(fā)生_________
不同
相互交配
可育
同種
基因交流
。
2．隔離在物種形成中的作用
(1)新物種的形成過程：
(2)結(jié)論： 是物種形成的必要條件。
隔離
【教材微點(diǎn)發(fā)掘】
1．請根據(jù)圖示，結(jié)合教材相關(guān)內(nèi)容，回答下列問題：
(1)樺尺蛾種群中產(chǎn)生的可遺傳變異的類型有______________________________
____________。
突變(包括基因突變和染色體變異)
和基因重組
(3)樺尺蛾種群 (填“發(fā)生”或“沒發(fā)生”)進(jìn)化。生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是 。
(4)決定樺尺蛾進(jìn)化方向的是變異還是自然選擇？為什么？
提示：自然選擇。因?yàn)樽儺愂遣欢ㄏ虻模匀贿x擇是定向的，自然選擇決定生物進(jìn)化的方向。
發(fā)生
種群基因頻率的改變
(2)對樺尺蛾種群來說，在自然選擇過程中直接受選擇的是表型還是基因型？請說明理由。
提示：直接受選擇的是表型，因?yàn)樘鞌晨吹降氖切誀睿皇强刂菩誀畹幕颉?br/>2．斑馬的染色體數(shù)為22對，驢的染色體數(shù)為31對，斑馬和驢雜交產(chǎn)生的后代兼具斑馬和驢的特征，稱為斑驢獸或驢斑獸，俗稱“斑驢”。(教材第118頁練習(xí)“拓展應(yīng)用”第1題發(fā)掘)
(1)雜交產(chǎn)生的后代是不可育的，因?yàn)榘唏R和驢存在 。
(2)從染色體組的角度解釋雜交產(chǎn)生的后代不可育的原因是___________________
________________________________________________。
生殖隔離
斑馬和驢的雜交后代
染色體數(shù)為53條，無法通過減數(shù)分裂產(chǎn)生正常的配子
教材問題提示
(一)思考·討論1(教材第111頁)
1．(1)A配子占60%，a配子占40%。
(2)子代的基因型頻率：AA占36%，Aa占48%，aa占16%。
(3)子代種群的基因頻率：A占60%，a占40%。
(4)計(jì)算結(jié)果如表所示：
子二代、子三代以及若干代以后，種群的基因頻率會(huì)同子一代一樣。
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%)
2．對自然界的種群來說，這5個(gè)條件不可能同時(shí)都成立。例如，翅色與環(huán)境色彩較一致的，被天敵發(fā)現(xiàn)的機(jī)會(huì)就少些。
3．突變產(chǎn)生的新基因會(huì)使種群的基因頻率發(fā)生變化。基因A2的頻率是上升還是下降，要看這一突變對生物是有利的還是有害的。
(二)探究·實(shí)踐1(教材第112、113頁)
1．樹干變黑會(huì)影響樺尺蛾種群中淺色個(gè)體的出生率，這是因?yàn)闃涓勺兒诤螅瑴\色個(gè)體容易被發(fā)現(xiàn)，被捕食的概率增加，許多淺色個(gè)體可能在沒有交配、產(chǎn)卵前就已被天敵捕食，導(dǎo)致其個(gè)體數(shù)減少，影響出生率。
2．直接受選擇的是表型(體色)，而不是基因型。基因型并不能在自然選擇中起直接作用，因?yàn)樘鞌吃诓妒硺宄叨陼r(shí)，看到的是樺尺蛾的體色而不是控制體色的基因。
(三)探究·實(shí)踐2(教材第115頁)
1．因?yàn)橐志吘壣L的細(xì)菌可能是耐藥菌。
2．支持。因?yàn)樽儺愂遣欢ㄏ虻模毡榇嬖诘模约?xì)菌中耐藥菌是普遍存在的。
3．在本實(shí)驗(yàn)條件下，耐藥菌產(chǎn)生的變異一般來說是有利的，有利于生物在特定環(huán)境中生存和繁殖的變異在此環(huán)境中就是有利變異。
4．將自己實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)與其他同學(xué)的進(jìn)行比較，根據(jù)實(shí)際情況來回答。
5．這些做法都會(huì)促進(jìn)耐藥菌的產(chǎn)生。
(四)思考·討論2(教材第117頁)
1．由于這兩個(gè)種群的個(gè)體數(shù)量都不夠多，基因頻率可能是不一樣的。
2．不一樣。因?yàn)橥蛔兪请S機(jī)發(fā)生的。
3．不同島嶼的地形和植被條件不一樣，因此環(huán)境的作用會(huì)有差別，導(dǎo)致種群基因頻率朝不同的方向改變。
4．不會(huì)。因?yàn)閭€(gè)體間有基因的交流。
(五)旁欄思考(教材第118頁)
最先在裸露的巖石上生長的植物往往是地衣，地衣的出現(xiàn)促進(jìn)巖石的分解，形成土壤，為苔蘚植物的生長創(chuàng)造條件。
4．題型四　利用哈迪- 溫伯格定律，由基因頻率計(jì)算基因型頻率
①成立前提：
a．種群非常大；b.所有雌雄個(gè)體之間自由交配；c.沒有遷入和遷出；d.沒有自然選擇；e.沒有基因突變。
②計(jì)算公式：當(dāng)?shù)任换蛑挥袃蓚€(gè)時(shí)(A、a)，設(shè)p表示A的基因頻率，q表示a的基因頻率，則：
基因型AA的頻率＝p2；
基因型Aa的頻率＝2pq；
基因型aa的頻率＝q2。
如果一個(gè)種群達(dá)到遺傳平衡，其基因型頻率應(yīng)符合：p2＋2pq＋q2＝1。
[思考·討論]
(1)在一個(gè)種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個(gè)體，其中基因型AA的個(gè)體占24%，基因型Aa的個(gè)體占72%，基因型aa的個(gè)體占4%。該種群中基因A和基因a的頻率分別是多少？
提示：A%＝AA%＋1/2Aa%＝60%；a%＝aa%＋1/2Aa%＝40%。
(2)某工廠有男女職工各200名，對他們進(jìn)行調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因的攜帶者為15人，患者為5人，男性患者為11人。那么，這個(gè)群體中色盲基因的頻率為多少？
提示：色盲是伴X染色體隱性遺傳病，設(shè)相關(guān)基因用B、b表示，據(jù)題意分析可知，XBXb有15人，XbXb有5人，XbY有11人，所以Xb共有36個(gè)，女性有2條X染色體，男性只有1條X染色體，所以等位基因總數(shù)＝200×2＋200＝600。因此，Xb的基因頻率是36/600×100%＝6%。
【典題·例析】
[例1]　果蠅的長翅(V)和殘翅(v)由一對常染色體上的等位基因控制。假定某果蠅種群有20 000只果蠅，其中殘翅果蠅個(gè)體數(shù)量長期維持在4%，若再向該種群中引入20 000只純合長翅果蠅，在不考慮其他因素影響的前提下，關(guān)于純合長翅果蠅引入后種群的敘述，錯(cuò)誤的是 (　　)
A．v基因頻率降低了50%
B．V基因頻率增加了50%
C．雜合果蠅比例降低了50%
D．殘翅果蠅比例降低了50%
[解析]　因該果蠅種群vv的基因型頻率為4%，由遺傳平衡定律公式算出v基因頻率＝0.2，V基因頻率＝0.8，進(jìn)而計(jì)算出引入純種長翅果蠅前，基因型為vv的果蠅有0.04×20 000＝800(只)，基因型為Vv的果蠅有2×0.2×0.8×20 000＝6 400(只)，基因型為VV的果蠅有0.8×0.8×20 000＝12 800(只)。再引入20 000只純合長翅果蠅后，v基因頻率＝(800×2＋6 400)/(40 000×2)＝0.1，V＝1－0.1＝0.9，A正確，B錯(cuò)誤；因基因型為Vv、vv的果蠅數(shù)目不變，而該種群的總數(shù)增加一倍，所以Vv、vv的基因型頻率降低了50%，C、D正確。
[答案]　B
[例2]　在一個(gè)隨機(jī)交配的中等大小的種群中，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)控制某性狀的基因型只有兩種：AA基因型的頻率為20%，Aa基因型的頻率為80%，aa基因型(致死型)的頻率為0。那么隨機(jī)交配繁殖一代后，AA基因型的個(gè)體占 (　　)
A．1/5　　　　　　　　 B．1/4
C．3/7 D．11/21
[解析]　根據(jù)題干信息，親代中，A的基因頻率為20%＋80%×1/2＝60%，a基因的頻率為80%×1/2＝40%。隨機(jī)交配得到的子一代的基因型及其比例為AA∶Aa∶aa＝(60%×60%)∶(2×60%×40%)∶(40%×40%)＝36%∶48%∶16%。又因aa基因型為致死型，故隨機(jī)交配繁殖一代后，AA基因型的個(gè)體占36%/(36%＋48%)＝3/7。故選C。
[答案]　C
方法規(guī)律————————————————————————————
自交和自由交配時(shí)基因頻率和基因型頻率的變化規(guī)律
交配方式 基因頻率 基因型頻率
自交 不改變 改變，且純合子增多，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
【應(yīng)用·體驗(yàn)】
1．某植物種群中，AA基因型個(gè)體占30%，aa基因型個(gè)體占20%。若該種群植物自交，后代中AA、aa基因型個(gè)體出現(xiàn)的頻率以及A、a基因頻率分別為(　　)
A．55%、45%、45%、55%
B．55%、45%、55%、45%
C．42.5%、32.5%、45%、55%
D．42.5%、32.5%、55%、45%
解析：由題干信息可知，Aa基因型個(gè)體占1－30%－20%＝50%，該種群植物自交后，AA基因型個(gè)體占30%＋50%×1/4＝42.5%，aa基因型個(gè)體占20%＋50%×1/4＝32.5%，Aa基因型個(gè)體占1－42.5%－32.5%＝25%，則a的基因頻率為32.5%＋1/2×25%＝45%，A的基因頻率為1－45%＝55%。故選D。
答案：D　
2．(2023·湖北高考)某二倍體動(dòng)物種群有100個(gè)個(gè)體，其常染色體上某基因有A1、A2、A3三個(gè)等位基因。對這些個(gè)體的基因A1、A2、A3進(jìn)行PCR擴(kuò)增，凝膠電泳及統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖所示。該種群中A3的基因頻率是 (　　)
A．52% B．27% C．26% D．2%
解析：該動(dòng)物種群個(gè)體數(shù)為100，由題圖可知，其中有2個(gè)個(gè)體的基因型為A3A3,15個(gè)個(gè)體的基因型為A1A3,35個(gè)個(gè)體的基因型為A2A3，則A3的基因頻率＝(2×2＋15＋35)÷(100×2)×100% ＝27%，B符合題意。
答案：B　
新知探究(二)　種群基因頻率的變化及自然選擇對生物進(jìn)化的影響
【拓展·深化】
(一)突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料
(1)由于突變和基因重組都是隨機(jī)的、不定向的，因此它們只提供了生物進(jìn)化的原材料，不能決定生物進(jìn)化的方向。
(2)變異的有利和有害是相對的，由生存環(huán)境決定。
(二)自然選擇決定生物進(jìn)化的方向
[思考·討論]
(1)所有的變異都能導(dǎo)致種群基因頻率的改變嗎？為什么？
提示：不是。只有可遺傳的變異才能影響種群基因的組成，才能改變基因頻率。
(2)突變具有低頻性，還能為生物進(jìn)化提供原材料嗎？請說明理由。
提示：能。雖然突變的頻率低，但一個(gè)種群往往由許多個(gè)體組成，而每一個(gè)個(gè)體的每一個(gè)細(xì)胞內(nèi)都有成千上萬個(gè)基因，所以在種群中每一代都會(huì)產(chǎn)生大量突變。
(3)生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是什么？如何判斷一個(gè)種群是否發(fā)生了進(jìn)化？
提示：生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變。判斷的依據(jù)是種群基因頻率是否發(fā)生改變。
【典題·例析】
[例1]　 (2022·廣東高考)白車軸草中有毒物質(zhì)氫氰酸(HCN)的產(chǎn)生由H、h和D、d兩對等位基因決定，H和D同時(shí)存在時(shí)，個(gè)體產(chǎn)HCN，能抵御草食動(dòng)物的采食。如圖為某地不同區(qū)域白車軸草種群中有毒個(gè)體比例，下列分析錯(cuò)誤的是 (　　)
A．草食動(dòng)物是白車軸草種群進(jìn)化的選擇壓力
B．城市化進(jìn)程會(huì)影響白車軸草種群的進(jìn)化
C．與鄉(xiāng)村相比，市中心種群中h的基因頻率更高
D．基因重組會(huì)影響種群中H、D的基因頻率
[解析]　草食動(dòng)物和白車軸草之間的種間關(guān)系為捕食，據(jù)題干信息“H和D同時(shí)存在時(shí)，個(gè)體產(chǎn)HCN，能抵御草食動(dòng)物的采食”可知，草食動(dòng)物是白車軸草種群進(jìn)化的選擇壓力，A正確；根據(jù)曲線圖可知，從市中心到市郊再到鄉(xiāng)村，白車軸草種群中產(chǎn)HCN個(gè)體比例增加，說明城市化進(jìn)程會(huì)影響白車軸草種群的進(jìn)化，B正確；與鄉(xiāng)村相比，市中心種群中產(chǎn)HCN個(gè)體比例小，即基因型為D_H_的個(gè)體所占比例小，則與鄉(xiāng)村相比，市中心種群中d和h的基因頻率更高，C正確；基因重組是指在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合，基因重組不會(huì)影響種群中H、D的基因頻率，D錯(cuò)誤。
[答案]　D
[例2]　(2023·浙江6月選考)浙江浦江縣上山村發(fā)現(xiàn)了距今1萬年的稻作遺址，證明我國先民在1萬年前就開始了野生稻馴化。經(jīng)過長期馴化和改良，現(xiàn)代稻產(chǎn)量不斷提高。尤其是袁隆平院士團(tuán)隊(duì)培育成的超級雜交稻品種，創(chuàng)造水稻高產(chǎn)新紀(jì)錄，為我國糧食安全作出杰出貢獻(xiàn)。下列敘述正確的是 (　　)
A．自然選擇在水稻馴化過程中起主導(dǎo)作用
B．現(xiàn)代稻的基因庫與野生稻的基因庫完全相同
C．馴化形成的現(xiàn)代稻保留了野生稻的各種性狀
D．超級雜交稻品種的培育主要利用基因重組原理
[解析]　在水稻馴化過程中起主導(dǎo)作用的是人工選擇，A錯(cuò)誤；經(jīng)過長期馴化和改良后，現(xiàn)代稻的基因庫與野生稻的基因庫不完全相同，B錯(cuò)誤；馴化形成的現(xiàn)代稻并沒有保留野生稻的各種性狀，野生稻的某些性狀在長期馴化過程中可能已消失，C錯(cuò)誤；超級雜交稻品種的培育屬于雜交育種，利用了基因重組原理，D正確。
[答案]　 D
歸納拓展————————————————————————————
變異與選擇之間的關(guān)系
(1)變異是不定向的，在自然選擇的作用下，基因頻率發(fā)生定向改變，導(dǎo)致自然選擇是定向的。
(2)自然選擇的過程十分緩慢，其結(jié)果符合優(yōu)勝劣汰、適者生存的原則。
——————————————————————————————
【應(yīng)用·體驗(yàn)】
1．(2021·天津和平區(qū)高一檢測)下列有關(guān)變異和進(jìn)化的說法，正確的是 (　　)
A．自然選擇決定了基因突變的方向
B．若沒有外界因素的影響，基因就不會(huì)發(fā)生突變
C．自然界中即使沒有突變發(fā)生，生物也會(huì)進(jìn)化
D．在生物進(jìn)化過程中，顯性基因頻率比隱性基因頻率增加得快
解析：基因突變是不定向的，自然選擇決定生物進(jìn)化的方向，但不能決定基因突變的方向，A錯(cuò)誤；若沒有外界因素的影響，在生物體內(nèi)部因素的作用下，基因也會(huì)發(fā)生突變，B錯(cuò)誤；突變和基因重組、自然選擇等都會(huì)導(dǎo)致種群的基因頻率發(fā)生變化，因此自然界中即使沒有突變發(fā)生，生物也會(huì)進(jìn)化，C正確；在生物進(jìn)化過程中，種群基因頻率總是變化的，而基因頻率的改變方向決定于自然選擇，顯性基因頻率與隱性基因頻率增加的快慢取決于哪種性狀表現(xiàn)更能適應(yīng)當(dāng)前環(huán)境，D錯(cuò)誤。
答案：C　
2．等位基因F＋、F控制某食草昆蟲的長翅和短翅，原種群中F＋基因頻率為80%，隨機(jī)分布到三座孤島上后因風(fēng)力較大，阻礙了孤島間個(gè)體基因交流。下列說法正確的是 (　　)
A．該昆蟲原種群中雜合長翅個(gè)體所占比例約為16%
B．孤島上該昆蟲種群中F基因頻率可能會(huì)升高
C．新出現(xiàn)的無翅個(gè)體是大風(fēng)環(huán)境造成的基因突變且突變率與風(fēng)力大小呈正相關(guān)
D．每個(gè)島嶼上的種群個(gè)體間自由交配，種群基因頻率不發(fā)生變化
解析：F＋基因控制長翅，其基因頻率為80%，則該昆蟲原種群中，雜合長翅個(gè)體的比例約為80%×20%×2＝32%，A錯(cuò)誤；孤島上風(fēng)力大，長翅昆蟲不易成活，而短翅食草昆蟲的生存機(jī)會(huì)增大，從而導(dǎo)致孤島上該昆蟲種群中F基因頻率可能會(huì)升高，B正確；基因突變是不定向的，大風(fēng)不能使該昆蟲產(chǎn)生無翅突變體，僅起選擇作用，C錯(cuò)誤；每個(gè)島嶼上自然選擇等因素會(huì)導(dǎo)致種群基因頻率發(fā)生改變，D錯(cuò)誤。
答案：B　
新知探究(三)　隔離在物種形成中的作用
【探究·深化】
[問題驅(qū)動(dòng)]　
如圖是我國黃河兩岸某種生物a的演化過程模式圖，請據(jù)圖分析回答下列問題：
(1)自然狀態(tài)下，b、c之間能進(jìn)行基因交流嗎？為什么？
提示：不能，因?yàn)榇嬖诘乩砀綦x。
(2)b、c的進(jìn)化方向相同嗎？為什么？
提示：不同。因?yàn)閎、c兩種群生活的環(huán)境不同，自然選擇的方向不同，基因頻率改變的方向就不同。
(3)研究表明，某基因的頻率在b、d之間有很大差別，是否說明二者不是同一物種？
提示：不能。某個(gè)基因頻率的差別不能說明二者不是同一物種，只有基因庫的差別大到可以形成生殖隔離才能說明二者不是同一物種了。
(4)黃河北岸的b物種遷到黃河南岸后，不與c物種進(jìn)化為同一物種，其原因可能是什么？
提示：二者間已形成生殖隔離。
(5)若在黃河南岸，由于某種原因，二倍體c的染色體加倍成了四倍體e，那么c和e還是同一物種嗎？為什么？
提示：二倍體c與四倍體e不是同一物種，因?yàn)槎唠s交的后代為三倍體，高度不育，存在生殖隔離。
[重難點(diǎn)撥]　
一、地理隔離和生殖隔離的比較
1．圖中A屬于地理隔離，一旦發(fā)生某種地質(zhì)變化，兩個(gè)分開的小種群若重新相遇，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(wěn)定。
3．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(zhì)變階段。
二、物種形成的兩種方式
(一)漸變式
此方式經(jīng)過長期的地理隔離達(dá)到生殖隔離，形成新物種。
(二)爆發(fā)式
此方式通過異源多倍體的染色體變異方式形成新物種，一旦出現(xiàn)，在很短時(shí)間內(nèi)即可形成生殖隔離(基因頻率改變)。
三、物種形成與生物進(jìn)化的關(guān)系
內(nèi)容 物種形成 生物進(jìn)化
標(biāo)志 生殖隔離出現(xiàn) 種群基因頻率改變
變化后生物與原生物的關(guān)系 屬于不同物種 可能屬于一個(gè)物種
二者關(guān)系 生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變，這種改變可大可小，不一定會(huì)突破物種的界限，生物進(jìn)化不一定會(huì)導(dǎo)致新物種的形成
【典題·例析】
[例1](2022·湖南高考)稻蝗屬的三個(gè)近緣物種①日本稻蝗、②中華稻蝗臺(tái)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(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表所示。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
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(rèn)交配雌蟲的百分比。
A．實(shí)驗(yàn)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
[解析]　由表格中的交配率的結(jié)果可知，近緣物種之間也可進(jìn)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之間的分布區(qū)域不重疊，故存在地理隔離；兩者屬于兩個(gè)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(jìn)行基因交流，D錯(cuò)誤。
[答案]　D
[例2]　如圖表示漸變式新物種形成的基本環(huán)節(jié)，對圖示的相關(guān)分析正確的是 (　　)
A．圖中①表示基因突變和基因重組，為進(jìn)化提供了原材料
B．圖中②表示地理隔離，地理隔離使種群間基因交流受阻
C．圖中③表示生殖隔離，指兩種生物不能交配且不能產(chǎn)生可育后代
D．種群基因型頻率的改變一定會(huì)導(dǎo)致新物種形成
[解析]　基因突變、基因重組和染色體變異為生物進(jìn)化提供原材料，A錯(cuò)誤；地理隔離使種群間不能發(fā)生基因交流，當(dāng)?shù)乩砀綦x導(dǎo)致種群基因庫的差別較大時(shí)，就可能產(chǎn)生生殖隔離，進(jìn)而形成新的物種，B正確；生殖隔離是指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(chǎn)生可育的后代，C錯(cuò)誤；種群基因頻率的改變是生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)，但不一定會(huì)導(dǎo)致新物種形成，D錯(cuò)誤。
[答案]　B
易錯(cuò)提醒————————————————————————————
與物種形成有關(guān)的兩個(gè)“不一定”
(1)物種的形成不一定都需要經(jīng)過地理隔離，如多倍體的產(chǎn)生。
(2)生物進(jìn)化不一定導(dǎo)致新物種的形成。生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變，這種變化可大可小，不一定會(huì)突破物種的界限，即生物進(jìn)化不一定導(dǎo)致新物種的形成。但新物種一旦形成，則說明生物發(fā)生了進(jìn)化。
———————————————————————————————
【應(yīng)用·體驗(yàn)】
1．下列關(guān)于物種和隔離的敘述，錯(cuò)誤的是 (　　)
A．物種是生物分類的基本單位
B．二倍體西瓜與四倍體西瓜屬于同一物種
C．不同的物種之間必然存在著生殖隔離
D．雖然馬和驢交配能產(chǎn)生騾，但其屬于不同物種
解析：二倍體西瓜與四倍體西瓜之間存在著生殖隔離，屬于不同的物種。故選B。
答案：B　
2．如圖所示為種群與物種的關(guān)系圖解，關(guān)于它們的敘述，錯(cuò)誤的是 (　　)
A．從圖中可以看出，一個(gè)物種可以有很多種群，這些種群間只是因?yàn)榈乩砀綦x，阻礙了基因交流
B．若物種2是由物種1形成的，則物種1一定發(fā)生了基因頻率的改變
C．由物種1形成物種2的必要條件是地理隔離
D．若種群1與種群2的基因頻率都發(fā)生了改變，則這兩個(gè)種群都在進(jìn)化
解析：從圖中可以看出，一個(gè)物種可以有很多種群，同一物種的不同種群間不存在生殖隔離，只是因?yàn)榈乩砀綦x阻礙了基因交流，A正確；生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變，若物種2是由物種1形成的，則物種1一定發(fā)生了基因頻率的改變，B正確；生殖隔離是新物種形成的必要條件，新物種的形成通常要經(jīng)過長期的地理隔離而達(dá)到生殖隔離，但并不是所有新物種的形成都需要經(jīng)過地理隔離，C錯(cuò)誤；判斷種群是否進(jìn)化的標(biāo)準(zhǔn)是看基因頻率是否發(fā)生改變，D正確。
答案：C　
科學(xué)探究——探究抗生素對細(xì)菌的選擇作用
1．實(shí)驗(yàn)原理
一般情況下，一定濃度的抗生素會(huì)殺死細(xì)菌，但變異的細(xì)菌可能產(chǎn)生耐藥性。在實(shí)驗(yàn)室連續(xù)培養(yǎng)細(xì)菌時(shí)，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
【素養(yǎng)評價(jià)】
1．某文章稱隨著全球范圍內(nèi)抗生素的廣泛和大量應(yīng)用，抗藥細(xì)菌不斷出現(xiàn)，它可以通過多種途徑對抗生素產(chǎn)生抗藥性，抗生素在不久的將來有可能成為一堆廢物。請分析抗生素對細(xì)菌抗藥性的產(chǎn)生所起的作用 (　　)
A．抗生素的不斷使用，使細(xì)菌逐漸適應(yīng)而產(chǎn)生抗藥性
B．細(xì)菌的變異是不定向的，抗生素對細(xì)菌進(jìn)行了定向選擇
C．細(xì)菌的變異是定向的，抗生素對細(xì)菌進(jìn)行了定向選擇
D．抗生素使細(xì)菌產(chǎn)生了定向變異
解析：細(xì)菌抗藥性在使用抗生素之前就已存在，而不是由于抗生素的不斷使用，A錯(cuò)誤；細(xì)菌的變異是不定向的，抗生素對細(xì)菌進(jìn)行了定向選擇，使具有抗藥性的細(xì)菌留存下來，B正確，C錯(cuò)誤；變異是不定向的，且細(xì)菌變異不是由于抗生素的使用，D錯(cuò)誤。
答案：B　
2．抗青霉素葡萄球菌是一種突變型菌種。將未接觸過青霉素的葡萄球菌接種到含青霉素的培養(yǎng)基上，結(jié)果有極少數(shù)存活下來。存活下來的葡萄球菌在相同培養(yǎng)基中經(jīng)多代培養(yǎng)后，對青霉素的抗性明顯增強(qiáng)。原因是 (　　)
A．青霉素使用量的增加提高了葡萄球菌對青霉素的抗性
B．青霉素的選擇作用提高了葡萄球菌抗青霉素基因的頻率
C．葡萄球菌對青霉素抗性的增強(qiáng)是定向突變的結(jié)果
D．葡萄球菌的抗青霉素基因是在使用青霉素后產(chǎn)生的
解析：青霉素對葡萄球菌只起到選擇作用；青霉素的選擇作用提高了葡萄球菌抗青霉素基因的頻率，淘汰掉了不抗青霉素的個(gè)體；突變是不定向的；葡萄球菌的抗青霉素基因是在使用青霉素前通過基因突變產(chǎn)生的。故選B。
答案：B　
3．探究細(xì)菌對各種抗生素藥敏程度的實(shí)驗(yàn)方法如圖：將含有一定濃度不同抗生素的濾紙片放置在已接種被檢菌的固體培養(yǎng)基表面，抗生素向周圍擴(kuò)散，如果抑制生長，則在濾紙片周圍出現(xiàn)抑菌圈(圖中里面的圈)，結(jié)果如圖所示。回答下列問題：
(1)衡量本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的指標(biāo)是________________。
(2)上圖中最有效的是__________培養(yǎng)皿中的抗生素。
(3)用上述最有效的抗生素對細(xì)菌進(jìn)行處理，并測定細(xì)菌數(shù)
量變化，如圖所示。據(jù)此分析：
①向培養(yǎng)基中加抗生素的時(shí)刻為________點(diǎn)。
②細(xì)菌種群的進(jìn)化是定向的，而變異是__________，細(xì)菌的抗藥性產(chǎn)生在環(huán)境變化之________(填“前”“中”或“后”)。
③抗生素對細(xì)菌變異的作用不是“誘導(dǎo)”而是______。
④盡管有抗藥性基因存在，但使用抗生素仍然能治療由細(xì)菌引起的感染，原因在于細(xì)菌種群中_________________________________________________
_______________________________________________________________。
解析：(1)根據(jù)題意分析可知，衡量本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的指標(biāo)是抑菌的大小。(2)通過抑菌圈的大小來確定殺菌能力，即抑菌圈越大殺菌力越強(qiáng)，圖B抑菌圈最大。(3)①抗生素會(huì)使細(xì)菌中不具有抗藥性的個(gè)體大量死亡而數(shù)量下降，所以是在b點(diǎn)使用抗生素。②變異是不定向的，而在自然選擇下進(jìn)化是定向的；由圖可知，使用該抗生素后，細(xì)菌數(shù)量并未降到零，因此細(xì)菌的抗藥性在環(huán)境變化之前就已經(jīng)產(chǎn)生了。③自然選擇對個(gè)體的表型進(jìn)行選擇，而不是誘導(dǎo)相應(yīng)性狀的出現(xiàn)。④在細(xì)菌種群中，含有抗藥性基因的個(gè)體畢竟只占少數(shù)，所以抗生素仍然能治療由細(xì)菌引起的感染。
答案：(1)抑菌圈的大小　(2)B
(3)①b　②不定向的　前　③選擇
④有抗藥性基因的個(gè)體占極少數(shù)(共28張PPT)
第4節(jié)　協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性的形成
學(xué)有目標(biāo)——課標(biāo)要求必明 記在平時(shí)——核心語句必背
1.舉例說明協(xié)同進(jìn)化。
2.概述生物多樣性及其形成的過程。
3.概述以自然選擇學(xué)說為核心的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的要點(diǎn)，認(rèn)同其在現(xiàn)有生物進(jìn)化理論中的主流和核心地位。
4.通過了解現(xiàn)代生物進(jìn)化理論存在的爭論和疑點(diǎn)，認(rèn)同科學(xué)理論是不斷發(fā)展的。 1.生物多樣性包括遺傳多樣性(基因多樣性)、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。
2.生物進(jìn)化的過程實(shí)際上是生物與生物、生物與無機(jī)環(huán)境協(xié)同進(jìn)化的過程。
3.生物多樣性是協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果。
【主干知識梳理】
一、協(xié)同進(jìn)化
1．概念
生態(tài)系統(tǒng)
傳粉
相互選擇
二、生物多樣性的形成
1．生物多樣性的含義
2．生物多樣性的形成過程
三、生物進(jìn)化理論在發(fā)展
1．現(xiàn)代生物進(jìn)化理論對自然界的生命史作出了科學(xué)的解釋
(1)適應(yīng)是 的結(jié)果。
(2) 是生物進(jìn)化的基本單位。
(3) 提供進(jìn)化的原材料，自然選擇導(dǎo)致種群 的定向改變，進(jìn)而通過 形成新的物種。
(4)生物進(jìn)化的過程實(shí)際上是 的過程。
(5)生物多樣性是協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果。
自然選擇
種群
突變和基因重組
基因頻率
隔離
生物與生物、生物與無機(jī)環(huán)境協(xié)同進(jìn)化
2．生物進(jìn)化理論的發(fā)展
(1)觀點(diǎn)1：大量的基因突變是 ，決定生物進(jìn)化方向的是 的逐漸積累，而不是自然選擇。
(2)觀點(diǎn)2：物種形成并不都是漸變的過程，而是物種________與_____________交替出現(xiàn)的過程。
(3)影響廣泛的觀點(diǎn)：以 為核心的生物進(jìn)化理論。
中性的
中性突變
長期穩(wěn)定
迅速形成新種
自然選擇學(xué)說
【教材微點(diǎn)發(fā)掘】
據(jù)圖(教材第119頁圖612)回答相關(guān)問題：
(1)大自然中，獵物可通過快速奔跑來逃脫被捕食，而
捕食者則通過更快速的奔跑來獲得捕食獵物的機(jī)會(huì)，
獵物和捕食者的每一點(diǎn)進(jìn)步都會(huì)促進(jìn)對方發(fā)生改變，這種現(xiàn)象在生態(tài)學(xué)上稱為 。
(2)捕食者的存在促進(jìn)被捕食者種群發(fā)展的理由是________________________
_______________________________________________________________。
(3)根據(jù)生態(tài)學(xué)家斯坦利的“收割理論”，食性廣捕食者的存在有利于增加物種多樣性，在這個(gè)過程中，捕食者使物種多樣性增加的方式是_______________
___________________________________________。
協(xié)同進(jìn)化
捕食者所吃掉的大多是被
捕食者中年老、病弱或年幼的個(gè)體，客觀上起到了促進(jìn)種群發(fā)展的作用
捕食者往往捕食
個(gè)體數(shù)量多的物種，為其他物種的形成騰出空間
教材問題提示
(一)思考·討論(教材第122頁)
1．最早出現(xiàn)的生物是厭氧的單細(xì)胞生物，它們生活在原始海洋中。
2．植物先登陸，否則動(dòng)物登陸后就會(huì)餓死。
3．當(dāng)時(shí)陸地上還是一片荒蕪，生物都生活在海洋中。
4．恐龍是在中生代后期絕滅的。物種絕滅對生物多樣性的影響是復(fù)雜的。恐龍的絕滅有利于哺乳動(dòng)物的繁盛。
(二)旁欄思考(教材第124頁)
這是一道開放性問題，可結(jié)合所學(xué)的物理和化學(xué)知識各抒己見。(略)
(二)對協(xié)同進(jìn)化的理解
(1)不同物種之間的影響既包括種間互助，也包括種間競爭。任何一個(gè)物種都不是單獨(dú)進(jìn)化的。
(2)無機(jī)環(huán)境的選擇作用可定向改變種群的基因頻率，導(dǎo)致生物朝著一定方向進(jìn)化；生物的進(jìn)化反過來又會(huì)影響無機(jī)環(huán)境。
(3)協(xié)同進(jìn)化是千姿百態(tài)的物種和多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)的形成原因。
[思考·討論]
(1)協(xié)同進(jìn)化只是生物之間共同進(jìn)化嗎？
提示：協(xié)同進(jìn)化包括生物之間以及生物與無機(jī)環(huán)境之間共同進(jìn)化和發(fā)展。
(2)物種之間的協(xié)同進(jìn)化都是通過物種之間的生存斗爭實(shí)現(xiàn)的嗎？
提示：不是。物種之間的協(xié)同進(jìn)化有通過種間互助實(shí)現(xiàn)的，如某種蘭花和專門給它傳粉的蛾；也有通過種間斗爭實(shí)現(xiàn)的，如獵豹和斑馬。
【典題·例析】
[例1]　不同物種之間、生物與無機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展，下列不屬于協(xié)同進(jìn)化實(shí)例的是 (　　)
A．獵豹捕食斑馬
B．某種長有細(xì)長花矩的蘭花和生有細(xì)長口器專門為它傳粉的蛾
C．草原上狼的滅絕造成鹿的數(shù)量劇增
D．昆蟲的保護(hù)色越來越逼真，而它們天敵的視覺也越來越發(fā)達(dá)
[解析]　獵豹捕食斑馬是二者相互選擇的結(jié)果，屬于協(xié)同進(jìn)化，A不符合題意；某種長有細(xì)長花矩的蘭花和生有細(xì)長口器專門為它傳粉的蛾是通過長期的協(xié)同進(jìn)化形成的，B不符合題意；草原上狼的滅絕造成鹿的數(shù)量劇增不屬于協(xié)同進(jìn)化，在這種情況下鹿群由于缺乏捕食者的選擇作用，很可能會(huì)退化，C符合題意；昆蟲的保護(hù)色越來越逼真，能夠避免被天敵捕食，而它們的天敵視覺也越來越發(fā)達(dá)，以方便捕食昆蟲，這是雙方在相互選擇中協(xié)同進(jìn)化，D不符合題意。
[答案]　C
[例2]　安第斯山區(qū)有數(shù)十種蝙蝠以花蜜為食，其中長舌蝠的舌長為體長的1.5倍，只有長舌蝠能從長筒花狹長的花冠筒底部取食花蜜，且為該植物的唯一傳粉者。下列敘述錯(cuò)誤的是 (　　)
A．長筒花狹長的花冠筒是自然選擇的結(jié)果
B．不同舌長的蝙蝠個(gè)體之間出現(xiàn)存活率和繁殖率的差異
C．蝙蝠微小的長舌變異經(jīng)過長期自然選擇積累為顯著變異
D．上述實(shí)例說明自然選擇是進(jìn)化的唯一因素
[解析]　長筒花狹長的花冠筒是自然選擇的結(jié)果，A正確；不同舌長的蝙蝠個(gè)體之間出現(xiàn)存活率和繁殖率的差異，B正確；蝙蝠微小的長舌變異經(jīng)過長期自然選擇積累為顯著變異，C正確；上述實(shí)例說明自然選擇是進(jìn)化的主要因素，D錯(cuò)誤。
[答案]　D
易錯(cuò)提醒———————————————————————————
有關(guān)協(xié)同進(jìn)化的兩個(gè)注意點(diǎn)
(1)生物與生物之間的協(xié)同進(jìn)化，僅發(fā)生在不同物種之間，同種生物不存在協(xié)同進(jìn)化。
(2)生物與無機(jī)環(huán)境間的協(xié)同進(jìn)化，表現(xiàn)在生物能夠適應(yīng)一定的環(huán)境，也能影響環(huán)境。
———————————————————————————————
【應(yīng)用·體驗(yàn)】
1．下列選項(xiàng)不支持協(xié)同進(jìn)化觀點(diǎn)的是 (　　)
A．昆蟲和體內(nèi)共生菌的關(guān)系
B．有長著細(xì)長花距的蘭花，就必有同樣長著細(xì)長吸管似的口器的昆蟲
C．除草劑殺死玉米田中的雜草，玉米長勢良好
D．隨著光合放氧生物藍(lán)細(xì)菌的出現(xiàn)，地球上有了氧氣，這為好氧生物的出現(xiàn)創(chuàng)造了前提條件
解析：協(xié)同進(jìn)化指不同物種之間、生物與無機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展；A、B兩項(xiàng)都屬于物種之間的協(xié)同進(jìn)化，D項(xiàng)屬于生物與無機(jī)環(huán)境之間的協(xié)同進(jìn)化；不同物種在進(jìn)化過程中相互選擇，協(xié)同進(jìn)化，并非彼此孤立，雜草滅絕，玉米由于競爭者減少，長勢良好，但這并不屬于協(xié)同進(jìn)化。故選C。
答案：C　
2.某種蘭花有細(xì)長的花距(如圖)，花距頂端貯存著花蜜，這種蘭花的傳粉需借助具有細(xì)長口器的蛾在吸食花蜜的過程中完成。下列敘述正確的是 (　　)
A．蛾口器的特征決定蘭花花距變異的方向
B．花距變長是蘭花新物種形成的必要條件
C．蛾的口器與花距的相互適應(yīng)是協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果
D．蛾的口器會(huì)因吸食花蜜而越變越長
解析：蘭花花距的變異是不定向的，蛾口器的特征和蘭花花距起到相互選擇的作用。物種形成的必要條件是生殖隔離。蛾的口器與花距的相互適應(yīng)正是協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果。蛾的口器越來越長是自然選擇的結(jié)果，而不是因吸食花蜜。故選C。
答案：C　
新知探究(二)　生物多樣性的形成
【拓展·深化】
(一)生物多樣性三個(gè)層次之間的聯(lián)系
(1)遺傳(基因)多樣性：生物存在各種各樣的變異，并且變異是不定向的，因而出現(xiàn)了遺傳多樣性。
(2)物種多樣性：遺傳的多樣性決定了蛋白質(zhì)的多樣性，遺傳多樣性是形成物種多樣性的根本原因，蛋白質(zhì)多樣性是形成物種多樣性的直接原因。
(3)生態(tài)系統(tǒng)多樣性：生態(tài)系統(tǒng)是由生物和非生物的環(huán)境共同組成的，所以物種的多樣性和無機(jī)環(huán)境的多樣性共同組成了生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。
(二)生物進(jìn)化的歷程
項(xiàng)目 進(jìn)化歷程 意義
細(xì)胞數(shù)目 單細(xì)胞→多細(xì)胞 為功能復(fù)雜化提供結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)
細(xì)胞結(jié)構(gòu) 原核細(xì)胞→真核細(xì)胞 結(jié)構(gòu)和功能更加完善
代謝類型 厭氧型→需氧型 能量供應(yīng)更加充足
生殖方式 無性生殖→有性生殖 實(shí)現(xiàn)基因重組，增強(qiáng)了變異的多樣性，明顯加快進(jìn)化的速度
生態(tài)系統(tǒng)成分　　 只有分解者→出現(xiàn)生產(chǎn)者→出現(xiàn)消費(fèi)者 ①光合自養(yǎng)生物的出現(xiàn)改變了原始大氣成分，為需氧型生物的出現(xiàn)創(chuàng)造了條件
②消費(fèi)者的出現(xiàn)使生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，對植物進(jìn)化更加有利
生活環(huán)境 海洋→陸地 陸地復(fù)雜的環(huán)境為生物進(jìn)化提供了廣闊的舞臺(tái)
【典題·例析】
[例1]　下列關(guān)于生物多樣性及生物進(jìn)化歷程的敘述，錯(cuò)誤的是 (　　)
A．生物多樣性包括基因多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性三個(gè)層次
B．生物多樣性的形成原因是生存斗爭
C．地球上生物進(jìn)化的歷程是由簡單到復(fù)雜、由低等到高等、由水生到陸生
D．研究生物進(jìn)化歷程的主要證據(jù)是化石
[解析]　生物多樣性的形成原因是協(xié)同進(jìn)化。故選B。
[答案]　B
[例2]　下列關(guān)于生物進(jìn)化的說法正確的組合是 (　　)
①“收割理論”提出捕食者的存在有利于增加生物多樣性　②生物之間的協(xié)同進(jìn)化都是通過物種之間的生存斗爭實(shí)現(xiàn)的　③有性生殖方式的出現(xiàn)，加快了生物進(jìn)化的速度　④生物多樣性的形成也就是新的物種不斷形成的過程
A．①②③　 B．③④　
C．①③　 D．②③④
[解析]　“收割理論”指出：捕食者往往捕食數(shù)量多的物種，這樣就會(huì)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，因此捕食者的存在有利于增加物種的多樣性，①正確；協(xié)同進(jìn)化是指生物與生物之間，生物與無機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展，因此物種之間的生存斗爭只是其中一種影響，②錯(cuò)誤；有性生殖經(jīng)過兩性生殖細(xì)胞的結(jié)合，因而子代具有父母雙方的遺傳物質(zhì)，其優(yōu)點(diǎn)是后代產(chǎn)生更多的變異類型，使后代產(chǎn)生新的性狀，生活力比較強(qiáng)，更有利于適應(yīng)環(huán)境，有利于種族的繁衍，加快了生物進(jìn)化的速度，③正確；生物多樣性的內(nèi)容包括：遺傳(基因)的多樣性、物種的多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的多樣性，故生物多樣性的形成不一定有新物種的產(chǎn)生，④錯(cuò)誤。
[答案]　C
歸納拓展————————————————————————————
生物多樣性的形成
(1)內(nèi)容：遺傳(基因)多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性。
(2)形成原因：協(xié)同進(jìn)化。
(3)研究生物進(jìn)化歷程的主要依據(jù)：化石。
———————————————————————————————
【應(yīng)用·體驗(yàn)】
1．已知物種甲的化石比物種乙的化石在地層中出現(xiàn)晚得多，由此可知 (　　)
A．物種甲比物種乙數(shù)量多
B．物種甲比物種乙結(jié)構(gòu)復(fù)雜
C．物種甲一定從物種乙進(jìn)化而來
D．物種乙一定從物種甲進(jìn)化而來
解析：根據(jù)進(jìn)化論，乙的化石在甲的化石之前出現(xiàn)，所以甲的化石是經(jīng)過了物種競爭之后生存下來的，相對來說，甲的結(jié)構(gòu)肯定比乙復(fù)雜，但是甲是否由乙進(jìn)化而來，取決于它們的親緣關(guān)系。故選B。
答案：B　
2．人類祖先的毛發(fā)顏色都是深色的，之后發(fā)生了多個(gè)基因突變，毛發(fā)顏色在一定程度上都變淺了：東亞人的直而濃密的黑頭發(fā)與EDAR基因發(fā)生突變有關(guān)，所羅門群島人群的金黃色頭發(fā)與TYRPI基因發(fā)生突變有關(guān)，全球不到1%的“紅發(fā)”人的出現(xiàn)與MCIR基因發(fā)生突變有關(guān)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 (　　)
A．題中所述可體現(xiàn)基因突變具有隨機(jī)性的特點(diǎn)
B．全球不到1%的“紅發(fā)”人是進(jìn)化產(chǎn)生的新物種
C．人類頭發(fā)顏色可能是基因與環(huán)境相互作用的結(jié)果
D．人類頭發(fā)顏色多種多樣體現(xiàn)了基因的多樣性
解析：基因突變的隨機(jī)性可表現(xiàn)在細(xì)胞不同的DNA分子上，題干中各種毛發(fā)突變的基因各不相同，這體現(xiàn)了基因突變的隨機(jī)性，A正確；全球不到1%的“紅發(fā)”人與其他地區(qū)的人種屬于同一物種，B錯(cuò)誤；生物體的性狀是由基因和環(huán)境因素共同決定的，C正確；生物多樣性包括遺傳(基因)多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性，人類頭發(fā)顏色多種多樣體現(xiàn)了基因的多樣性，D正確。
答案：B　第6章 生物的進(jìn)化
理清本章架構(gòu)
初識概念體系·具備系統(tǒng)思維
第1、2節(jié)　生物有共同祖先的證據(jù)　自然選擇與適應(yīng)的形成
學(xué)有目標(biāo)——課標(biāo)要求必明 記在平時(shí)——核心語句必背
1.基于化石的直接證據(jù)，認(rèn)同當(dāng)今生物具有共同的祖先。2.運(yùn)用比較解剖學(xué)、胚胎學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)等間接證據(jù)，說明當(dāng)今生物具有共同的祖先。3.舉例說明適應(yīng)的普遍性和相對性。4.運(yùn)用達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說解釋適應(yīng)的形成，說明適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果。5.評述達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說的貢獻(xiàn)和局限性。 1.生物有共同祖先的證據(jù)有化石證據(jù)、比較解剖學(xué)證據(jù)、胚胎學(xué)證據(jù)、細(xì)胞和分子水平的證據(jù)等。2.拉馬克進(jìn)化學(xué)說的主要內(nèi)容是：用進(jìn)廢退和獲得性遺傳。3.達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的主要內(nèi)容是：過度繁殖、生存斗爭、遺傳變異和自然選擇。4.達(dá)爾文自然選擇學(xué)說揭示了生物界的統(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(jìn)化的結(jié)果。5.適應(yīng)是普遍存在的，有相對性。適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果。
【主干知識梳理】
一、達(dá)爾文的生物進(jìn)化論
二、地層中陳列的證據(jù)——化石
1．化石的概念
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(jìn)化最直接、最重要的證據(jù)。
2．化石的作用
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。
3．化石證據(jù)證實(shí)的問題
(1)大量化石證據(jù)證實(shí)了生物是由原始的共同祖先經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代逐漸進(jìn)化而來的。
(2)大量化石證據(jù)還揭示出生物由簡單到復(fù)雜、由低等到高等、由水生到陸生的進(jìn)化順序。
三、當(dāng)今生物體上進(jìn)化的印跡——其他方面的證據(jù)
1．比較解剖學(xué)證據(jù)
研究比較脊椎動(dòng)物的器官、系統(tǒng)的形態(tài)和結(jié)構(gòu)，可以為這些生物是否有共同祖先尋找證據(jù)。
2．胚胎學(xué)證據(jù)
(1)胚胎學(xué)的概念：研究動(dòng)植物胚胎的形成和發(fā)育過程的學(xué)科。
(2)脊椎動(dòng)物在胚胎發(fā)育早期都有彼此相似的階段，這個(gè)證據(jù)支持了人和其他脊椎動(dòng)物有共同祖先的觀點(diǎn)。
3．細(xì)胞和分子水平的證據(jù)
(1)當(dāng)今生物有許多共同的特征，比如都有能進(jìn)行代謝、生長和增殖的細(xì)胞，細(xì)胞有共同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)等，這是對生物有共同祖先這一論點(diǎn)的有力支持。
(2)不同生物的DNA和蛋白質(zhì)等生物大分子的共同點(diǎn)，提示人們當(dāng)今生物有著共同的原始祖先，其差異的大小則揭示了當(dāng)今生物種類親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近，以及它們在進(jìn)化史上出現(xiàn)的順序。
四、自然選擇與適應(yīng)的形成
1．適應(yīng)的普遍性和相對性
(1)適應(yīng)的含義：生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)適合于完成一定的功能，生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)及其功能適合于該生物在一定的環(huán)境中生存和繁殖。
(2)適應(yīng)具有普遍性和相對性。
2．適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果
(1)拉馬克的進(jìn)化學(xué)說
①當(dāng)今所有的生物都是由更古老的生物進(jìn)化來的。
②各種生物的適應(yīng)性特征并不是自古以來就如此的，而是在進(jìn)化過程中逐漸形成的。
③適應(yīng)的形成是由于用進(jìn)廢退和獲得性遺傳。
(2)達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說
①主要內(nèi)容
②意義：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(jìn)化的結(jié)果。
(3)達(dá)爾文以后進(jìn)化理論的發(fā)展
①關(guān)于遺傳和變異的研究，已經(jīng)從性狀水平深入基因水平，人們逐漸認(rèn)識到了遺傳和變異的本質(zhì)。
②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(gè)體為單位，發(fā)展到以種群為基本單位。
③形成了以自然選擇為核心的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論。
【教材微點(diǎn)發(fā)掘】
1．下圖表示三種脊椎動(dòng)物的前肢和人的上肢骨骼比較的示意圖(教材第102頁圖63)，據(jù)圖回答有關(guān)問題：
(1)蝙蝠的翼、鯨的鰭、貓的前肢與人的上肢骨骼相比，在結(jié)構(gòu)上有相似之處，而且排列順序也基本一致，這說明了生物之間存在一定的親緣關(guān)系，它們可能都是由共同的原始祖先進(jìn)化而來的。
(2)這四種前(上)肢內(nèi)部結(jié)構(gòu)模式非常一致，但功能迥異，外形差別也很大，這說明了結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，也體現(xiàn)了生物適應(yīng)環(huán)境的特點(diǎn)。
2．如圖表示長期使用一種農(nóng)藥后，害蟲種群密度的變化情況，請利用達(dá)爾文的進(jìn)化論觀點(diǎn)分析回答下列問題：
(1)a點(diǎn)使用農(nóng)藥之前，害蟲種群中存在很多種變異類型，說明變異是不定向的。
(2)使用農(nóng)藥后，大量害蟲被殺死，但是還有部分存活，這是自然選擇的結(jié)果。
(3)分析bc段曲線上升的原因是使用農(nóng)藥后，抗藥性弱的害蟲被殺死，抗藥性強(qiáng)的害蟲存活下來，這樣經(jīng)過農(nóng)藥的長期選擇，使得害蟲抗藥性逐漸加強(qiáng)。
(4)該過程中，農(nóng)藥誘發(fā)了害蟲基因突變還是對害蟲的變異進(jìn)行了選擇？
提示：農(nóng)藥對害蟲的抗藥性變異進(jìn)行定向選擇，使害蟲的抗藥性個(gè)體逐漸增加。
教材問題提示
第1節(jié)
(一)思考·討論1(教材第101頁)
1．圖62所示資料支持達(dá)爾文的共同由來學(xué)說。不同地層的形成年代不同，越早形成的地層中首次出現(xiàn)的生物越低等，生物特征越簡單；越晚形成的地層中首次出現(xiàn)的生物越高等，生物特征越復(fù)雜。
2．基于化石證據(jù)可判斷赫氏近鳥龍既具有恐龍的特征，也具有鳥類的特征，屬于恐龍與鳥類間的過渡類型，這說明鳥類很可能是由恐龍進(jìn)化來的。
3．露西既有現(xiàn)代人類的特征，也有黑猩猩的特征，說明人和黑猩猩可能有共同的祖先，都起源于一類森林古猿。
(二)思考·討論2(教材第102頁)
1．都有肱骨、橈骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨，其種類有一致性。
2．排列順序一致。
3．這四種前(上)肢骨骼有相同的起源，說明它們可能是由共同的祖先進(jìn)化來的。在漫長的進(jìn)化過程中，因?yàn)檫m應(yīng)不同的環(huán)境，逐漸出現(xiàn)了形態(tài)和功能的不同。
4．不同類群動(dòng)物的骨骼結(jié)構(gòu)具有許多共同點(diǎn)(具體比較略)，支持現(xiàn)有的脊椎動(dòng)物有著共同原始祖先的觀點(diǎn)。
(三)思考·討論3(教材第103頁)
1．都有細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核糖體和DNA。地球上現(xiàn)存的古細(xì)菌與最古老的古細(xì)菌有相同的細(xì)胞結(jié)構(gòu)模式，說明二者有共同的祖先。
2．都有呼吸作用，代謝中的酶類非常相似，都有相同的能量“貨幣”——ATP，綠色植物能進(jìn)行光合作用，等等。
3．說明人和猩猩、長臂猿、黑猩猩等類人猿可能有共同的祖先。
4．人和其他生物的細(xì)胞中普遍含有細(xì)胞色素c，說明這些生物都有共同的祖先。細(xì)胞色素c的氨基酸序列差異的大小揭示了不同生物之間親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近，差異越小，表明親緣關(guān)系越近。
第2節(jié)
(一)思考·討論1(教材第106頁)
1．枯葉蝶的天敵有捕食性鳥類、步甲、土蜂、胡蜂、獵蝽、青蛙、蟾蜍等。枯葉蝶不能完全免于天敵的捕食。
2．有局限性。例如，如果降雪延遲，已經(jīng)換成一身白色羽毛的雷鳥反而容易被天敵發(fā)現(xiàn)。
3．適應(yīng)性特征來自遺傳，即來源于可遺傳的有利變異的逐代積累，是對之前的環(huán)境適應(yīng)的結(jié)果。由于環(huán)境總是處于不斷變化之中，遺傳的穩(wěn)定性與環(huán)境不斷變化之間的矛盾是適應(yīng)相對性的根本原因。
(二)批判性思維1(教材第107頁)
例如，人用眼過度，視力反而下降。健美運(yùn)動(dòng)員的后代，如果不進(jìn)行專業(yè)訓(xùn)練，也不會(huì)擁有健美運(yùn)動(dòng)員那樣發(fā)達(dá)的肌肉和健壯的體格。
(三)思考·討論2(教材第108頁)
1．容易吃到高處的樹葉，留下后代的機(jī)會(huì)多。
2．逐漸增加。
3．能。
4．在一定環(huán)境的選擇作用下，可遺傳的有利變異會(huì)賦予某些個(gè)體生存和繁殖的優(yōu)勢，經(jīng)過代代繁殖，群體中這樣的個(gè)體就會(huì)越來越多，有利變異通過逐代積累而成為顯著的適應(yīng)性特征。
(四)批判性思維2(教材第108頁)
這種觀點(diǎn)有一定的道理。不過，“適者生存”的原意也包含有更多的機(jī)會(huì)繁殖后代，不改也是可以的。
(五)思考·討論3(教材第109頁)
1．在西方國家，當(dāng)時(shí)“神創(chuàng)論”和“物種不變論”占統(tǒng)治地位，人們普遍認(rèn)為所有的物種都是神創(chuàng)造的，自古以來既沒有物種的絕滅，也沒有新物種的產(chǎn)生。
達(dá)爾文認(rèn)為所有的生物都是由原始的共同祖先進(jìn)化來的，生物界通過自然選擇不斷進(jìn)化，這一觀點(diǎn)否定了“神創(chuàng)論”，不能為當(dāng)時(shí)的宗教觀念所容，因此，遭到許多人的攻擊、謾罵和譏諷。
2．激勵(lì)國人奮發(fā)圖強(qiáng)，使中華民族能夠立于世界民族之林。
3．馬克思在這封信中所說的“我們的觀點(diǎn)”是指辯證唯物主義觀點(diǎn)。
4．人類與其他生物有著共同的祖先。人類是大自然的一員，而不是凌駕于其他物種之上的“主宰”。
新知探究(一)　生物有共同祖先的證據(jù)
【探究·深化】
[問題驅(qū)動(dòng)]　
如圖1分別為人和其他脊椎動(dòng)物不同時(shí)期胚胎的比較，圖2是人的上肢和其他動(dòng)物的前肢骨骼的比較。請思考下列問題：
(1)根據(jù)圖1可以看出，人和其他脊椎動(dòng)物在胚胎發(fā)育初期，不僅外形像魚，而且在結(jié)構(gòu)上都有鰓裂和尾，這說明了什么？到了胚胎發(fā)育晚期，除魚之外，人和其他脊椎動(dòng)物的鰓裂都消失了，人的尾也消失了，這又說明了什么？
提示：人和其他脊椎動(dòng)物的胚胎發(fā)育初期在結(jié)構(gòu)組成方面相同，這說明這些生物是由共同原始祖先進(jìn)化而來的；胚胎發(fā)育晚期，人和其他脊椎動(dòng)物在形態(tài)方面不一樣，又說明這些生物在不同的環(huán)境中向著不同方向進(jìn)化。
(2)根據(jù)圖2觀察，人的上肢、貓的前肢、鯨的胸鰭和蝙蝠的翼手，它們在結(jié)構(gòu)組成方面相同嗎，這說明了什么？它們在形態(tài)方面一樣嗎，這又說明了什么？
提示：在結(jié)構(gòu)組成方面相同，這說明這些生物都起源于一個(gè)共同的原始祖先，并且它們的共同原始祖先生活在水中。在形態(tài)方面不一樣，這說明在進(jìn)化過程中，為適應(yīng)不同的生活環(huán)境，幾種生物的器官逐漸出現(xiàn)了形態(tài)和功能上的不同。
[重難點(diǎn)撥]　
1．化石在研究生物進(jìn)化中的應(yīng)用
2．當(dāng)今生物體上進(jìn)化的印跡——其他方面的證據(jù)
項(xiàng)目 證據(jù) 結(jié)論
比較解剖學(xué)證據(jù) 蝙蝠的翼、鯨的鰭、貓的前肢、人的上肢所在部位和結(jié)構(gòu)組成相似 它們的起源相同，都是由共同的原始祖先進(jìn)化而來的
胚胎學(xué)證據(jù) 脊椎動(dòng)物和魚在發(fā)育早期都有鰓裂和尾，隨著發(fā)育的進(jìn)行，除魚以外，其他動(dòng)物和人的鰓裂都消失了，人的尾消失了 脊椎動(dòng)物和人都是由共同的祖先進(jìn)化而來的，它們之間存在著或遠(yuǎn)或近的親緣關(guān)系；原始祖先生活在水中
細(xì)胞水平的證據(jù) 生物都有能進(jìn)行代謝、生長和增殖的細(xì)胞，細(xì)胞有共同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 支持生物由共同的祖先進(jìn)化而來
分子水平的證據(jù) 不同生物的DNA和蛋白質(zhì)等生物大分子既有共同點(diǎn)，又有差異 生物有共同的祖先；生物不同種類之間親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近
【典題·例析】
[例1]　在沒有被破壞的地層中，有關(guān)化石分布情況的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A．古老地層中的生物化石簡單、低等
B．在極古老的地層中也可找到高等生物化石
C．新近地層中的生物化石復(fù)雜、高等
D．新近地層中也可找到低等生物化石
[解析]　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，由水生到陸生的進(jìn)化順序。因此，在沒有被破壞的地層中化石的分布規(guī)律是在古老地層中生物化石簡單、低等，不會(huì)存在高等生物化石；在新近地層中生物化石復(fù)雜、高等，但也能找到低等生物化石。故選B。
[答案]　B
[例2]　下列有關(guān)進(jìn)化證據(jù)的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
①從始祖馬到現(xiàn)代馬的進(jìn)化過程中，古生物化石提供了最直接的證據(jù)
②從鯨、龜、蝙蝠等動(dòng)物的前肢骨骼的適應(yīng)性分化中，依稀可見痕跡器官的存在
③從魚類、鳥類、哺乳類動(dòng)物的早期胚胎中均有鰓裂這一事實(shí)中，得到比較解剖學(xué)上的證據(jù)
④從比較真核細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞色素c中氨基酸序列的差異性大小，推測生物之間的親緣關(guān)系遠(yuǎn)近
A．①②　　　　　　　 B．②③
C．①④ D．③④
[解析]　生物化石是進(jìn)化過程中最直接的證據(jù)，①正確；鯨、龜、蝙蝠等動(dòng)物的前肢骨骼屬于同源器官，不是痕跡器官，②錯(cuò)誤；魚類、鳥類、哺乳類動(dòng)物的早期胚胎中均有鰓裂是胚胎學(xué)證據(jù)，而不是比較解剖學(xué)證據(jù)，③錯(cuò)誤；比較真核細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞色素c中氨基酸序列的差異性大小，可以推測生物之間的親緣關(guān)系，④正確。故選B。
[答案]　B
歸納拓展—————————————————————————————————
辨析化石的種類
(1)遺體化石：指古生物遺體本身幾乎全部或部分保存下來的化石。
(2)遺跡化石：是古生物活動(dòng)或存在過的痕跡的化石，其中最主要的是足跡。
(3)遺物化石：是指古代動(dòng)物的糞便、卵(蛋)以及人類祖先使用的工具等。
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【應(yīng)用·體驗(yàn)】
1．(2023·廣東高考)下列敘述中，能支持將線粒體用于生物進(jìn)化研究的是(　　)
A．線粒體基因遺傳時(shí)遵循孟德爾定律
B．線粒體DNA復(fù)制時(shí)可能發(fā)生突變
C．線粒體存在于各地質(zhì)年代生物細(xì)胞中
D．線粒體通過有絲分裂的方式進(jìn)行增殖
解析：選B　孟德爾定律適用于進(jìn)行有性生殖的真核生物細(xì)胞核基因控制的性狀遺傳，線粒體基因遺傳時(shí)不遵循孟德爾定律，A不符合題意；線粒體DNA在復(fù)制過程中可能發(fā)生基因突變，若該突變基因能遺傳給下一代，則可以為生物進(jìn)化提供原材料，B符合題意；真核生物出現(xiàn)前，生物細(xì)胞中不存在線粒體，C不符合題意；有絲分裂為真核細(xì)胞的分裂方式，線粒體是細(xì)胞器，不能通過有絲分裂的方式進(jìn)行增殖，D不符合題意。
2．(2023·浙江6月選考)不同物種體內(nèi)會(huì)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。
對比分組 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(cuò)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(shí)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的祖先
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)
解析：選D　同源DNA序列的比對是在分子水平上進(jìn)行的研究，為生物進(jìn)化提供了分子水平的證據(jù)，A正確；根據(jù)題干可知，不同物種體內(nèi)會(huì)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，人在進(jìn)化中出現(xiàn)時(shí)間是最晚的，而猩猩的堿基和人類相同的百分率是最小的，說明猩猩出現(xiàn)的時(shí)間早于大猩猩、黑猩猩，B正確；多重證據(jù)表明，當(dāng)今生物具有共同的祖先，C正確；黑猩猩和大猩猩的堿基相同率是98.18%，黑猩猩與猩猩的堿基相同率是96.58%，因此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(cuò)誤。
新知探究(二)　自然選擇與適應(yīng)的形成
【探究·深化】
[問題驅(qū)動(dòng)]　
下圖是長頸鹿的進(jìn)化過程圖，據(jù)圖分析：
(1)請利用拉馬克的觀點(diǎn)解釋長頸鹿脖子長的原因。
提示：長頸鹿主要以樹葉為食，要想獲得足夠的食物就需天天伸長脖子去取食高處的樹葉，由于“用進(jìn)廢退”，從而形成了現(xiàn)在的長頸鹿。
(2)結(jié)合變異知識，思考：環(huán)境引起的性狀改變一定能遺傳給后代嗎？
提示：不一定。只有環(huán)境改變導(dǎo)致了遺傳物質(zhì)改變進(jìn)而引起的性狀改變，才能遺傳給后代。
(3)與拉馬克相比，達(dá)爾文認(rèn)為生物進(jìn)化的關(guān)鍵是什么？
提示：他改變了拉馬克過分強(qiáng)調(diào)用進(jìn)廢退即“生物內(nèi)在的自我改進(jìn)的力量”的觀點(diǎn)，而是強(qiáng)調(diào)自然選擇的作用。
(4)雄鹿往往用鹿角作為爭奪配偶的武器。按照達(dá)爾文的觀點(diǎn)，試討論并解釋現(xiàn)在雄鹿鹿角發(fā)達(dá)的原因。
提示：按照達(dá)爾文的觀點(diǎn)，雄鹿的鹿角存在著發(fā)達(dá)和不發(fā)達(dá)的變異，雄鹿之間為爭奪配偶要進(jìn)行生存斗爭，生存斗爭過程中，有發(fā)達(dá)鹿角的個(gè)體能夠得到配偶并把這種變異遺傳給后代，沒有發(fā)達(dá)鹿角的個(gè)體因爭奪不到配偶，其變異就不會(huì)遺傳給后代。經(jīng)過一代代的進(jìn)化，使現(xiàn)在的雄鹿鹿角較為發(fā)達(dá)。
[重難點(diǎn)撥]　
1．適應(yīng)的普遍性和相對性
2．對達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說的理解
(1)內(nèi)容：過度繁殖、生存斗爭、遺傳變異和適者生存。
(2)關(guān)系圖解
①過度繁殖為自然選擇提供了更多的選擇材料，加劇了生存斗爭。
②生物進(jìn)化是通過生存斗爭來實(shí)現(xiàn)的，生存斗爭是生物進(jìn)化的動(dòng)力。
③生物的變異是不定向的，具有有利變異的個(gè)體在生存斗爭中易取得勝利而得以生存，有利變異通過遺傳得以累積和加強(qiáng)，產(chǎn)生適應(yīng)環(huán)境的新類型。
④適者生存是自然選擇的結(jié)果。
3．達(dá)爾文自然選擇學(xué)說與拉馬克進(jìn)化學(xué)說的比較
達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說 拉馬克的進(jìn)化學(xué)說
區(qū)別 變異 變異是不定向的，本來就有，環(huán)境和生物的意愿都不能決定生物變異的方向 變異是定向的，環(huán)境和動(dòng)物的意愿均可決定變異的方向
適應(yīng)環(huán)境 有利變異→適者生存；不利變異→不適者被淘汰 環(huán)境和動(dòng)物的意愿決定的變異都適應(yīng)環(huán)境
進(jìn)化方向 自然選擇決定 生物自身決定
聯(lián)系 承認(rèn)生物非神所造，而是由更古老的生物進(jìn)化而來，即由簡單→復(fù)雜、由低等→高等進(jìn)化，且都是漸變的結(jié)果
【典題·例析】
[例1]　用達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的觀點(diǎn)進(jìn)行判斷，下列敘述正確的是(　　)
A．長頸鹿經(jīng)常伸長脖子和前肢去吃樹上的葉子，因此頸和前肢變得很長
B．北極熊生活在冰天雪地的環(huán)境中，它們的身體就產(chǎn)生了定向的白色變異
C．野兔的保護(hù)色和鷹銳利的目光是它們長期相互選擇的結(jié)果
D．在長期有毒農(nóng)藥的作用下，農(nóng)田害蟲產(chǎn)生抗藥性
[解析]　A項(xiàng)所述屬于用進(jìn)廢退、獲得性遺傳，是拉馬克進(jìn)化學(xué)說的觀點(diǎn)，A錯(cuò)誤；變異是不定向的，自然選擇是定向的，B錯(cuò)誤；野兔的保護(hù)色和鷹銳利的目光是它們在長期的生存斗爭和相互選擇中形成的，C正確；害蟲的抗藥性是農(nóng)藥對害蟲的不定向變異選擇的結(jié)果，而不是農(nóng)藥長期作用的結(jié)果，D錯(cuò)誤。
[答案]　C
[例2]　下列事實(shí)中對達(dá)爾文的進(jìn)化理論具有挑戰(zhàn)性的是(　　)
A．在經(jīng)常刮大風(fēng)的海島上，生活著大批無翅的昆蟲
B．人類長期使用殺蟲劑，不但沒有消滅害蟲，反而使害蟲的抗藥性越來越強(qiáng)
C．某地區(qū)寒武紀(jì)地層中，突然出現(xiàn)大量新物種的化石，而這些物種的形成大約只用了200萬年，這在幾十億年生物進(jìn)化史上只能說是“一瞬間”
D．通過分子生物學(xué)研究，特別是人類基因組計(jì)劃的實(shí)施，發(fā)現(xiàn)人與其他哺乳動(dòng)物之間相同的基因非常多，不同的基因只是少數(shù)
[解析]　自然選擇學(xué)說認(rèn)為生物進(jìn)化是個(gè)漸變的過程，而寒武紀(jì)的生物大爆發(fā)恰恰是自然選擇學(xué)說無法解釋的。
[答案]　C
易錯(cuò)提醒—————————————————————————————————
有關(guān)變異和選擇的兩個(gè)注意點(diǎn)
(1)環(huán)境因素的作用會(huì)提高突變的頻率，但任何情況下變異都是不定向的，所以環(huán)境不能起到定向誘導(dǎo)變異的作用，它的作用是對不定向的變異進(jìn)行定向選擇。
(2)在運(yùn)用達(dá)爾文自然選擇學(xué)說分析問題時(shí)，要注意“變異在前，選擇在后”的思路。
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【應(yīng)用·體驗(yàn)】
1．當(dāng)某種新藥問世時(shí)，可有效治療病毒性感冒。幾年后療效逐漸降低，因?yàn)楦忻安《揪哂辛丝顾幮浴８鶕?jù)達(dá)爾文的觀點(diǎn)，其根本原因可能是(　　)
A．病毒接觸藥物后，慢慢地產(chǎn)生了抗藥性
B．病毒為了適應(yīng)環(huán)境，產(chǎn)生了抗藥性變異
C．抗藥性個(gè)體的出現(xiàn)是選擇的結(jié)果
D．后來的藥量用得過多，產(chǎn)生了抗藥性變異
解析：選C　病毒抗藥性的出現(xiàn)是由于感冒藥的“選擇”作用，淘汰了不抗藥的個(gè)體，而抗藥個(gè)體得以存活。
2．下列不屬于拉馬克進(jìn)化觀點(diǎn)的是(　　)
A．洞穴里的魚因長期生活在黑暗條件下，眼睛失去原有的作用而退化了
B．南美大食蟻獸的舌頭之所以又細(xì)又長，是由于長期舔食螞蟻的結(jié)果
C．長頸鹿的脖子之所以很長，是由于其長期覓食高處樹葉的結(jié)果
D．獵豹的速度之所以很快，是與瞪羚等動(dòng)物長期相互選擇的結(jié)果
解析：選D　洞穴里的魚由于長期生活在黑暗條件下，眼睛萎縮、退化，強(qiáng)調(diào)環(huán)境的變化是物種產(chǎn)生變化的原因，生活在特定環(huán)境中的生物為了適應(yīng)環(huán)境，某些器官由于不用而退化，并且傳遞給下一代，這是拉馬克的“用進(jìn)廢退、獲得性遺傳”觀點(diǎn)；南美大食蟻獸的舌頭經(jīng)常伸進(jìn)洞穴里舔食螞蟻，其舌頭變得又細(xì)又長，長頸鹿經(jīng)常努力伸長頸和前肢去吃樹上的葉子，因此頸和前肢都變得很長，也都是拉馬克的“用進(jìn)廢退”的進(jìn)化觀點(diǎn)；生活在草原上的瞪羚和獵豹都能迅速奔跑，體現(xiàn)了不同物種之間長期相互選擇的結(jié)果，這是現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的觀點(diǎn)，不是拉馬克的進(jìn)化觀點(diǎn)。故選D。
科學(xué)視野——通過線粒體DNA和Y染色體研究人類的起源
關(guān)于人的起源，存在兩種尖銳對立的假說：非洲起源說和多地域說。前者認(rèn)為目前所有的人都來自20萬年～10萬年前走出非洲的直立人，這些直立人遷徙至世界各地，取代了當(dāng)?shù)赜筛绲姆侵拗绷⑷诉w徙而來形成的古人。后者則認(rèn)為現(xiàn)代人是由擴(kuò)散到不同地域的直立人平行進(jìn)化的結(jié)果。目前支持證據(jù)較多的為非洲起源說。
基于線粒體DNA的遺傳學(xué)研究支持了非洲起源說。線粒體只在母系中傳承，沒有機(jī)會(huì)重組，所以對線粒體DNA(mtDNA)的研究可以追蹤人類母系的歷史。研究顯示，歐洲人、亞洲人和美洲人都是在10萬～5萬年前由非洲的種群經(jīng)由亞洲西南部(中東地區(qū))所繁衍下來的。同時(shí)，根據(jù)mtDNA建立的族譜顯示，人類族譜最早可以追溯至15萬年前，換句話說，即使現(xiàn)存親緣關(guān)系最遠(yuǎn)的人，在15萬年前也有共同的祖先。
如果能夠追蹤父系的路徑，并且得到與母系路徑相似的結(jié)論，那將是研究人類進(jìn)化十分有利的證據(jù)。Y染色體是基因組中男性特有的成分。根據(jù)人類性別決定的機(jī)制，任何Y染色體都是“獨(dú)一無二的”，絕對不會(huì)有另一個(gè)Y染色體可以與它有遺傳物質(zhì)的交流。通過對Y染色體的研究，科學(xué)家也發(fā)現(xiàn)人類族譜的根源在非洲，而且再度證明了人類族譜很短，只有15萬年。
對mtDNA與Y染色體的研究顯示，15萬年前，人類族群可能經(jīng)歷了一場劇烈的遺傳變化。那時(shí)有許多具有不同mtDNA和Y染色體的人，但是今天的人卻都是其中“一個(gè)mtDNA”和“一個(gè)Y染色體”的后代。也就是說，含有其他序列的人都絕滅了，這些族群很可能經(jīng)歷了瘟疫或氣候改變等事件。在這一事件發(fā)生后，我們的祖先離開非洲，走上了占領(lǐng)全球的漫長旅程。
【素養(yǎng)評價(jià)】
1．生物學(xué)家通過比較不同生物RNA、DNA的核苷酸序列來說明它們之間的親緣關(guān)系，這屬于證明生物進(jìn)化的(　　)
A．胚胎學(xué)證據(jù)　　　　　　 B．比較解剖學(xué)證據(jù)
C．細(xì)胞和分子水平的證據(jù) D．古生物化石證據(jù)
解析：選C　生物學(xué)家通過比較不同生物RNA、DNA的核苷酸序列來說明他們之間的親緣關(guān)系，屬于證明生物進(jìn)化的細(xì)胞和分子水平方面的證據(jù)。故選C。
2.如圖是根據(jù)線粒體基因構(gòu)建的幾種哺乳動(dòng)物進(jìn)化樹，下列敘述正確的是(　　)
A．線粒體基因通常遵循父系遺傳
B．牛與豬的親緣關(guān)系比藍(lán)鯨與河馬遠(yuǎn)
C．自然選擇決定了線粒體基因改變的方向
D．基因突變是導(dǎo)致線粒體基因多樣性的重要原因
解析：選D　線粒體基因通常遵循母系遺傳，A錯(cuò)誤；從圖可看出，牛與豬的親緣關(guān)系比藍(lán)鯨與河馬近，B錯(cuò)誤；自然選擇決定了生物進(jìn)化的方向，且是定向的，而線粒體基因的改變是不定向的，C錯(cuò)誤；基因突變是導(dǎo)致線粒體基因多樣性的重要原因，D正確。
3．連續(xù)內(nèi)共生理論以一個(gè)全新的視角詮釋了細(xì)胞進(jìn)化的歷程，認(rèn)為細(xì)菌被吞噬到宿主細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)，經(jīng)過長時(shí)間的演變，成為宿主細(xì)胞的不可分割的一部分，解釋了線粒體和葉綠體的起源。回答下列問題：
(1)與需氧細(xì)菌比較，原始真核細(xì)胞的表面積與體積比________。
(2)真核細(xì)胞與原核細(xì)胞核糖體沉降系數(shù)顯著不同，表現(xiàn)在前者是80S，后者是70S；真核細(xì)胞與原核細(xì)胞遺傳物質(zhì)的存在方式顯著不同，表現(xiàn)在前者是__________________________________________，后者是環(huán)狀裸露的DNA。科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明線粒體和葉綠體中的核糖體和遺傳物質(zhì)印證了連續(xù)內(nèi)共生假說，但基因結(jié)構(gòu)有無內(nèi)含子不能印證該假說。據(jù)此推測線粒體和葉綠體中的核糖體的沉降系數(shù)為________S；線粒體基因表達(dá)__________(填“需要”或“不需要”)對DNA轉(zhuǎn)錄出的前體mRNA進(jìn)行剪切與拼接。
(3)以達(dá)爾文自然選擇學(xué)說為基礎(chǔ)的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為各種各樣的生物是在____________的作用下不斷發(fā)展變化的，真核生物的____________大大加快了生物進(jìn)化的速度。
(4)據(jù)圖示連續(xù)內(nèi)共生學(xué)說，光合作用真核生物比需氧真核生物出現(xiàn)得________(填“早”或“晚”)。
解析：(1)由示意圖可以看出，原始真核細(xì)胞的體積比需氧細(xì)菌的體積大，所以原始真核細(xì)胞的相對表面積即表面積與體積比小。(2)真核生物的遺傳物質(zhì)是DNA，為規(guī)則的雙螺旋鏈狀結(jié)構(gòu)，并且與蛋白質(zhì)結(jié)合形成染色體(染色質(zhì))；原核生物的遺傳物質(zhì)是裸露的環(huán)狀DNA分子，沒有與蛋白質(zhì)結(jié)合形成染色質(zhì)。科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明線粒體和葉綠體中的核糖體和遺傳物質(zhì)印證了連續(xù)內(nèi)共生假說，即葉綠體和線粒體內(nèi)的核糖體和原核生物相似，沉降系數(shù)應(yīng)該為70S；基因結(jié)構(gòu)有無內(nèi)含子沒有能印證連續(xù)內(nèi)共生假說，說明線粒體和葉綠體的基因結(jié)構(gòu)和真核細(xì)胞類似，所以線粒體基因的表達(dá)過程中需要對DNA轉(zhuǎn)錄出的前體mRNA進(jìn)行剪切與拼接。(3)生物的多樣性是在自然選擇的作用下不斷發(fā)展變化的，真核生物的有性生殖大大加快了生物進(jìn)化的速度。(4)根據(jù)圖示可知，光合作用真核生物是由需氧真核生物與光合作用藍(lán)細(xì)菌進(jìn)化而來的，所以光合作用真核生物比需氧真核生物出現(xiàn)得晚。
答案：(1)小　(2)鏈狀DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合成染色體(染色質(zhì))　70　需要　(3)自然選擇　有性生殖　(4)晚
[課時(shí)跟蹤檢測]
[理解·鞏固·落實(shí)]
1．判斷下列敘述的正誤，對的打“√”，錯(cuò)的打“×”。
(1)人類與其他生物有共同的祖先，各類生物之間存在或遠(yuǎn)或近的親緣關(guān)系。(√)
(2)生物化石在地層里的出現(xiàn)是有一定順序的，這能夠說明生物是不斷進(jìn)化的。(√)
(3)不同的生物含有的蛋白質(zhì)都是不同的。(×)
(4)通過比較不同生物特定的DNA、蛋白質(zhì)等物質(zhì)的相似程度，可確定它們的親緣關(guān)系遠(yuǎn)近。(√)
(5)達(dá)爾文認(rèn)識到遺傳和變異的本質(zhì)并作出了科學(xué)的解釋。(×)
(6)達(dá)爾文認(rèn)為自然選擇作用于種群，使種群發(fā)生進(jìn)化。(×)
2．下列關(guān)于生物進(jìn)化證據(jù)的說法，錯(cuò)誤的是(　　)
A．生物的遺物或生活痕跡可形成化石
B．親緣關(guān)系越近的生物，細(xì)胞代謝方面的共同特征就越多
C．DNA中的堿基序列相似程度越大，生物的親緣關(guān)系可能越近
D．蝙蝠的翼與人的手是同源器官，說明兩者存在親緣關(guān)系
解析：選D　蝙蝠的翼與人的上肢是同源器官，而不是人的手。故選D。
3．人體內(nèi)殘留了哺乳動(dòng)物體內(nèi)相當(dāng)發(fā)達(dá)的闌尾，這可作為生物進(jìn)化中的證據(jù)，這屬于(　　)
A．化石證據(jù)　　　　　 B．比較解剖學(xué)證據(jù)
C．胚胎學(xué)證據(jù) D．生物遺傳方面的證據(jù)
解析：選B　生物進(jìn)化的證據(jù)主要有化石證據(jù)、比較解剖學(xué)證據(jù)、胚胎學(xué)證據(jù)。化石是指通過自然作用保存在巖層中的古代生物的遺體、遺物或生活痕跡等；比較解剖學(xué)是對各類脊椎動(dòng)物的器官、系統(tǒng)的形態(tài)和結(jié)構(gòu)，進(jìn)行解剖和比較研究的學(xué)科；胚胎學(xué)是研究動(dòng)植物的胚胎形成和發(fā)育過程的科學(xué)。人體內(nèi)殘留了哺乳動(dòng)物體內(nèi)相當(dāng)發(fā)達(dá)的闌尾，屬于比較解剖學(xué)證據(jù)。故選B。
4．適應(yīng)相對性的根本原因是(　　)
A．自然選擇是定向的
B．環(huán)境條件的不斷變化
C．變異是不定向的
D．現(xiàn)存生物對環(huán)境的適應(yīng)是絕對的
解析：選B　由于環(huán)境條件的不斷變化使適應(yīng)具有相對性。故選B。
5．下列有關(guān)遺傳問題的敘述，哪一項(xiàng)是達(dá)爾文所未能認(rèn)識到的(　　)
A．遺傳是生物界普遍存在的現(xiàn)象
B．遺傳的實(shí)質(zhì)是遺傳信息的傳遞
C．遺傳是指生物親子代之間性狀的相似性
D．遺傳可以使微小的有利變異逐代積累
解析：選B　由于受到當(dāng)時(shí)科學(xué)發(fā)展水平的限制，對于遺傳和變異的本質(zhì)，達(dá)爾文還不能作出科學(xué)的解釋。故選B。
6.如圖表示未被破壞的甲、乙、丙三個(gè)沉積巖層，其中甲巖層更接近地表，A、B是分布在甲、乙兩個(gè)巖層中的生物化石，下列關(guān)于此圖的解讀，觀點(diǎn)正確的是(　　)
A．生物A是由生物B進(jìn)化而來的
B．生物A的個(gè)體數(shù)量比生物B多
C．生物A和生物B起源于相同的年代
D．生物A的結(jié)構(gòu)一般比生物B的結(jié)構(gòu)復(fù)雜
解析：選D　生物A比生物B高等，但并不能說明生物A是由生物B進(jìn)化而來的，A錯(cuò)誤；生物A的個(gè)體數(shù)量和生物B的個(gè)體數(shù)量無法比較，B錯(cuò)誤；生物A和生物B起源于不同的年代，生物A比生物B要晚，C錯(cuò)誤；生物A比生物B出現(xiàn)得晚，所以生物A的結(jié)構(gòu)比生物B的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，D正確。
7．炭疽桿菌生命力之頑強(qiáng)，堪稱細(xì)菌之最。根據(jù)達(dá)爾文生物進(jìn)化理論，炭疽桿菌的頑強(qiáng)生命力的形成，是由于(　　)
A．進(jìn)化過程中環(huán)境對炭疽桿菌的定向選擇
B．不良環(huán)境引起炭疽桿菌發(fā)生的不定向變異
C．進(jìn)化過程中炭疽桿菌產(chǎn)生的定向變異
D．進(jìn)化過程中炭疽桿菌通過DNA復(fù)制，使變異逐代積累
解析：選A　由于進(jìn)化過程中環(huán)境對炭疽桿菌的定向選擇，導(dǎo)致炭疽桿菌形成頑強(qiáng)的生命力，A符合題意；變異不是由環(huán)境引起的，環(huán)境只能對變異進(jìn)行選擇，B不符合題意；變異是不定向的，C不符合題意；達(dá)爾文生物進(jìn)化理論局限于性狀水平，對于遺傳和變異的本質(zhì)，還不能作出科學(xué)的解釋，D不符合題意。
8．在我國云南澄江發(fā)現(xiàn)的動(dòng)物化石群約處于5.3億年前的寒武紀(jì)早期，該化石群有100多種60多個(gè)類群，大多已滅絕。其動(dòng)物結(jié)構(gòu)與現(xiàn)存動(dòng)物結(jié)構(gòu)差異很大，在此前的地層中找不到其祖先。如此多的動(dòng)物種類在寒武紀(jì)早期“突然”出現(xiàn)的事實(shí)與達(dá)爾文進(jìn)化觀點(diǎn)相矛盾的是(　　)
A．生物是由其祖先經(jīng)漫長的地質(zhì)年代逐漸進(jìn)化而來的
B．現(xiàn)代生物之間有或近或遠(yuǎn)的親緣關(guān)系
C．生物的變異是不定向的
D．生物是從簡單到復(fù)雜，從低等到高等進(jìn)化的
解析：選A　達(dá)爾文的共同由來學(xué)說認(rèn)為生物是由其祖先經(jīng)漫長的地質(zhì)年代逐漸進(jìn)化而來的，而如此多的動(dòng)物種類在寒武紀(jì)早期“突然”出現(xiàn)的事實(shí)與這種觀點(diǎn)明顯相矛盾。故選A。
9．孔雀魚雄魚的魚身具有艷麗的斑點(diǎn)，斑點(diǎn)數(shù)量多的雄魚有更多的機(jī)會(huì)繁殖后代，但也更容易受到天敵的捕食。關(guān)于種群中雄魚的平均斑點(diǎn)數(shù)量，下列推測正確的是(　　)
A．若缺少天敵，斑點(diǎn)數(shù)量可能增加
B．自然條件下，斑點(diǎn)數(shù)量多是不利變異
C．天敵存在與否決定斑點(diǎn)數(shù)量相關(guān)基因的變異方向
D．在自然界中，由斑點(diǎn)數(shù)量多的雄魚產(chǎn)生的后代占據(jù)種群個(gè)體優(yōu)勢
解析：選A　缺少天敵的環(huán)境中，孔雀魚的斑點(diǎn)數(shù)量可能逐漸增多，原因是孔雀魚群體中斑點(diǎn)數(shù)量多的雄性個(gè)體體色艷麗易吸引雌性個(gè)體，從而獲得更多的交配機(jī)會(huì)，A正確；若缺少天敵，斑點(diǎn)數(shù)量多的雄魚有更多的機(jī)會(huì)繁殖后代，是一種有利變異，但自然條件下，斑點(diǎn)數(shù)量多，更容易受到天敵的捕食，故又是一種不利的變異，B錯(cuò)誤；生物的變異是不定向的，故天敵存在與否不能決定斑點(diǎn)數(shù)量相關(guān)基因的變異方向，C錯(cuò)誤；由題干信息可知，斑點(diǎn)數(shù)量多的雄魚有更多機(jī)會(huì)繁殖后代，但也容易受到天敵的捕食，而斑點(diǎn)少的雄魚繁殖后代的機(jī)會(huì)少，但不易被天敵捕食，所以在自然環(huán)境中，由斑點(diǎn)數(shù)量多的雄魚產(chǎn)生的后代不一定占據(jù)種群個(gè)體優(yōu)勢，D錯(cuò)誤。
10.如圖表示環(huán)境變化后，害蟲種群密度的變化情況，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．a(chǎn)點(diǎn)種群中存在很多種變異類型
B．a(chǎn)→b的變化是環(huán)境作用的結(jié)果
C．b→c是適應(yīng)環(huán)境的類型逐代積累的結(jié)果
D．環(huán)境使害蟲產(chǎn)生了適應(yīng)環(huán)境的變化
解析：選D　變異具有不定向性，使得種群中存在很多種變異類型，A正確；環(huán)境變化后，適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)的變異的個(gè)體生存下來，而不能適應(yīng)環(huán)境或適應(yīng)環(huán)境能力弱的變異的個(gè)體被淘汰，a→b的變化是環(huán)境作用的結(jié)果，B正確；環(huán)境變化后，把適應(yīng)環(huán)境能力弱的個(gè)體淘汰，適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)的害蟲保留，經(jīng)過長期選擇，使得害蟲適應(yīng)環(huán)境的個(gè)體越來越多，因此b→c是適應(yīng)環(huán)境的類型逐代積累的結(jié)果，C正確；變異是不定向的，且變異發(fā)生在自然選擇之前，先有了各種類型的變異，才能自然選擇出適應(yīng)環(huán)境的變異，D錯(cuò)誤。
11．通過測定并比較各種生物的細(xì)胞色素c的化學(xué)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)其序列很相似，但也有差別。如表所示是幾種生物與人的細(xì)胞色素c的氨基酸數(shù)目的差別，這種結(jié)構(gòu)上的差異程度又恰好與它們的親緣關(guān)系遠(yuǎn)近相對應(yīng)。請據(jù)表回答下列問題：
生物種類 黑猩猩 獼猴 兔 雞 龜 蛇 小麥 酵母菌
氨基酸差異數(shù) 0 1 9 13 15 23 35 44
(1)從表中數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，生物的細(xì)胞色素c的氨基酸組成和生物的親緣關(guān)系是：親緣關(guān)系越近，細(xì)胞色素c的氨基酸組成差異________。
(2)表中生物與人的親緣關(guān)系最近的是________。從表中數(shù)據(jù)看，人和________的親緣關(guān)系最遠(yuǎn)，因?yàn)閮烧叩腳____________________________________________________________。
(3)你在推斷它們的親緣關(guān)系遠(yuǎn)近時(shí)，采用的最主要的方法是________。
(4)表中屬于哺乳類的是________________。鳥類和哺乳類都是由__________動(dòng)物進(jìn)化而來的。
(5)上述對生物細(xì)胞色素c的氨基酸組成的比較，是從____________方面為生物的進(jìn)化提供了證據(jù)。
解析：(1)通過題表數(shù)據(jù)的比較可知，親緣關(guān)系越近的生物，細(xì)胞色素c的氨基酸組成差異越小。(2)黑猩猩與人類細(xì)胞色素c的氨基酸差異數(shù)最小，二者的親緣關(guān)系最近；酵母菌與人類的細(xì)胞色素c的氨基酸差異數(shù)最大，與人類親緣關(guān)系最遠(yuǎn)。(3)比較法是通過觀察、分析，找出研究對象的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，它是認(rèn)識事物的一種基本方法，是研究動(dòng)物行為的主要方法。(4)表中的哺乳動(dòng)物有黑猩猩、獼猴、兔。鳥類和哺乳動(dòng)物都是由古代爬行動(dòng)物進(jìn)化而來的。(5)生物細(xì)胞色素c的氨基酸組成的比較，是在分子水平上進(jìn)行分析比較，揭示生物進(jìn)化的現(xiàn)象和本質(zhì)。
答案：(1)越小　(2)黑猩猩　酵母菌　細(xì)胞色素c的氨基酸組成差異最大　(3)比較法　(4)黑猩猩、獼猴、兔　古代爬行　(5)分子生物學(xué)
12．中國國寶大熊貓?jiān)谶M(jìn)化過程中曾經(jīng)分布比較廣泛，也曾形成一些旁支，如葛氏郊熊貓，但如今有許多種類已經(jīng)滅絕。大熊貓最初是吃肉的，現(xiàn)在以竹子作為食物的主要來源，但牙齒和消化道還保持原樣，仍然屬于食肉目。請依據(jù)達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說回答以下問題：
(1)由肉食轉(zhuǎn)為素食，表明在原始熊貓種群中存在許多的________，從而為自然選擇提供原材料。大熊貓仍保持食肉的結(jié)構(gòu)特征，這說明在進(jìn)化過程中，生物的性狀可以________。
(2)大熊貓的祖先曾經(jīng)廣泛分布，數(shù)量眾多，這表明生物種群都有__________的能力。當(dāng)環(huán)境發(fā)生改變后，生物之間、生物與環(huán)境之間會(huì)發(fā)生激烈的________________，經(jīng)過________________，最終大熊貓選擇了以竹子為食物來源，繁衍至今，這表明進(jìn)化的結(jié)果是____________。
(3)科學(xué)家經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)在大熊貓的消化道內(nèi)有一種特有的微生物，可幫助大熊貓消化竹子，這是生物與生物之間________的結(jié)果。
解析：(1)由肉食轉(zhuǎn)為素食，表明在原始熊貓種群中存在許多的變異，從而為自然選擇提供原材料。大熊貓仍保持食肉的結(jié)構(gòu)特征，這說明在進(jìn)化過程中，生物的性狀可以遺傳。(2)大熊貓的祖先曾經(jīng)廣泛分布，數(shù)量眾多，這表明生物種群都有過度繁殖的能力。當(dāng)環(huán)境發(fā)生改變后，生物之間、生物與環(huán)境之間會(huì)發(fā)生激烈的生存斗爭，經(jīng)過自然選擇，最終大熊貓選擇了以竹子為食物來源，繁衍至今，這表明進(jìn)化的結(jié)果是適者生存。(3)大熊貓的消化道內(nèi)有一種特有的微生物，可幫助大熊貓消化竹子，這是生物與生物之間相互選擇的結(jié)果。
答案：(1)變異　遺傳　(2)過度繁殖　生存斗爭
自然選擇　適者生存　(3)相互選擇
[遷移·應(yīng)用·發(fā)展]
13．某小島上有一種啄木鳥，其喙長分布如圖甲，而其唯一的食物是一種生活在樹干中的蟲，其深度分布如圖乙。下列關(guān)于子一代鳥喙的可能長度的說法，合理的是(　　)
A．都比父母的長，因?yàn)轼B需要適應(yīng)它們的環(huán)境
B．都比父母的長，因?yàn)檩^長的鳥喙是生存所必需的
C．不一定比父母的長，僅一代的時(shí)間還不足以進(jìn)化出較長的鳥喙
D．不一定比父母的長，因?yàn)橄x在樹干中的深度并不是都很深
解析：選C　根據(jù)圖乙可知，樹干6～8 cm的深度中蟲的數(shù)量最多，4 cm以下的深度中蟲的數(shù)量極少，根據(jù)圖甲可知，鳥喙的長度在1～5 cm，只有更長的喙才更易啄到食物，因此可預(yù)測該種啄木鳥經(jīng)過長期進(jìn)化鳥喙會(huì)越來越長。但是生物的進(jìn)化是一個(gè)長期的過程，有利的變異需要逐代積累，僅一代的時(shí)間不足以進(jìn)化出較長的鳥喙，且由于變異是不定向的，子代的喙不一定比父母的喙長。故選C。
14．物種中的每一個(gè)基因都有一段來自其祖先的傳承歷史，我們能夠基于基因的DNA序列比對數(shù)據(jù)來推斷相應(yīng)物種之間的進(jìn)化關(guān)系。同源基因是具有共同的進(jìn)化起源，序列結(jié)構(gòu)和功能相似的基因，如圖所示。圖中祖先物種的基因α發(fā)生基因重復(fù)后，
產(chǎn)生了兩個(gè)基因，分別是基因α和β，隨后這兩個(gè)基因在序列上會(huì)有不同的演變。由共同祖先基因分化而來的基因?yàn)橹毕低椿颍欢鹪从谧嫦然蛑貜?fù)事件的那些基因?yàn)榕韵低椿颉Ｏ铝姓f法錯(cuò)誤的是(　　)
A．圖中α1和α2為直系同源基因，α1和β1為旁系同源基因
B．基因重復(fù)是一種突變，在整個(gè)進(jìn)化過程中是不定向的
C．一般情況下，物種之間基因的DNA序列的相似程度越高，其親緣關(guān)系就越近
D．達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說認(rèn)為研究生物的進(jìn)化則是研究種群基因組成的變化
解析：選D　由共同祖先基因分化而來的基因?yàn)橹毕低椿颍?和α2為直系同源基因；起源于祖先基因重復(fù)事件的那些基因?yàn)榕韵低椿颍?和β1為旁系同源基因，A正確；由題干信息可知，基因重復(fù)后基因的序列發(fā)生改變，是一種突變，突變是不定向的，B正確；一般情況下，物種之間基因的DNA序列的相似程度越高，其親緣關(guān)系就越近，C正確；達(dá)爾文自然選擇學(xué)說沒有對遺傳和變異的本質(zhì)進(jìn)行合理解釋，D錯(cuò)誤。
15．螺旋蛆蠅是家畜的毀滅性寄生物，在實(shí)驗(yàn)室里對兩組個(gè)體數(shù)相同的螺旋蛆蠅進(jìn)行不同的處理：一組使用殺蟲劑，另一組使用電離輻射促使雄性不育。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示，請回答下列有關(guān)問題：
(1)用殺蟲劑處理，可使種群中的個(gè)體數(shù)在短時(shí)間內(nèi)迅速減少，但從處理后的第2世代的個(gè)體數(shù)又逐漸回升了，其原因是螺旋蛆蠅中存在著____________類型，而殺蟲劑起了____________，選擇出了耐藥個(gè)體，經(jīng)過逐代______，耐藥變異特性得以逐代積累加強(qiáng)，就逐漸形成了耐藥新品種，而使殺蟲劑失效。
(2)用電離輻射促使雄性不育的方法，在遺傳學(xué)上叫____________，用這種方法最終能達(dá)到理想效果，但需要較長時(shí)間，其原因是______________很低，需要在幾代中反復(fù)進(jìn)行，才能使________________的數(shù)量逐漸增多。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用______________________的方法消滅螺旋蛆蠅的效果較好。
解析：(1)在自然界中，生物個(gè)體既能保持親本的遺傳性狀，又會(huì)出現(xiàn)變異，出現(xiàn)有利變異的個(gè)體能夠適應(yīng)環(huán)境，從而被保留下來，并將這些變異遺傳下去，出現(xiàn)不利變異的個(gè)體則容易被淘汰。經(jīng)過長期的自然選擇，微小的有利變異得到積累而成為顯著的有利變異，從而產(chǎn)生了適應(yīng)特定環(huán)境的生物新類型。則用殺蟲劑處理后從第2世代螺旋蛆蠅的個(gè)體數(shù)又逐漸回升，其原因是螺旋蛆蠅中存在著耐藥變異類型，而殺蟲劑起了選擇作用，經(jīng)過逐代選擇，耐藥變異特性得以逐代積累，逐漸形成耐藥新品種。(2)用電離輻射促使雄性不育的方法在遺傳學(xué)上叫人工誘變，人工誘變能夠提高變異的頻率，創(chuàng)造人類需要的變異類型，但人工誘變產(chǎn)生的有利變異個(gè)體往往不多，需要在幾代中反復(fù)進(jìn)行，才能使有利變異個(gè)體的數(shù)量逐漸增多。(3)分析題圖可知，用電離輻射促使雄性不育的實(shí)驗(yàn)組導(dǎo)致種群個(gè)體數(shù)低，不反彈，消滅螺旋蛆蠅的效果較好。
答案：(1)耐藥變異　選擇作用　選擇　(2)人工誘變　有利變異突變率　有利變異個(gè)體(或雄性不育個(gè)體)　(3)電離輻射促使雄性不育
第3節(jié)　種群基因組成的變化與物種的形成
學(xué)有目標(biāo)——課標(biāo)要求必明 記在平時(shí)——核心語句必背
1.闡述種群、種群基因庫、基因頻率等概念的內(nèi)涵。2.運(yùn)用數(shù)學(xué)方法討論種群基因頻率的變化。3.闡明自然選擇對種群基因頻率變化的影響。4.說明隔離在物種形成中的作用。 1.種群是生物進(jìn)化的基本單位。2.突變和基因重組提供進(jìn)化的原材料。3.在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會(huì)發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。4.隔離是物種形成的必要條件。
【主干知識梳理】
一、種群和種群基因庫
1．種群
(1)概念：三要素
(2)特點(diǎn)：種群是生物進(jìn)化和繁殖的基本單位。
2．基因庫：一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因。
3．基因頻率：在一個(gè)種群基因庫中，某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比值。
二、種群基因頻率的變化
1．可遺傳的變異來源
2．可遺傳的變異的形成
(1)可遺傳的變異的形成：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。
(2)可遺傳的變異的特點(diǎn)
(3)可遺傳的變異的結(jié)果：使種群基因頻率發(fā)生了改變。
3．可遺傳的變異的利害性
變異的有利和有害是相對的，是由生存環(huán)境決定的。
4．種群基因突變數(shù)的計(jì)算方法
某種群基因突變數(shù)＝個(gè)體基因數(shù)×突變率×個(gè)體數(shù)。
三、自然選擇對種群基因頻率變化的影響
1．原因：在自然選擇的作用下，具有有利變異的個(gè)體有更多的機(jī)會(huì)產(chǎn)生后代，種群中相應(yīng)基因的頻率會(huì)不斷提高；相反，具有不利變異的個(gè)體留下后代的機(jī)會(huì)少，種群中相應(yīng)基因的頻率會(huì)下降。
2．選擇的對象
(1)直接作用對象：個(gè)體的表型。
(2)實(shí)質(zhì)：決定表型的基因。
3．選擇的結(jié)果
(1)生物性狀上：朝著有利變異的方向不斷進(jìn)化。
(2)基因上：種群的基因頻率會(huì)發(fā)生定向改變。
4．進(jìn)化的實(shí)質(zhì)：種群基因頻率的改變。
四、隔離在物種形成中的作用
1．物種與隔離
(1)物種
(2)隔離。
①概念：不同群體間的個(gè)體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。
②常見類型：
類型 發(fā)生范圍 結(jié)果
生殖隔離 不同物種間 a.不能相互交配b.即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育后代
地理隔離 同種生物 使種群間不能發(fā)生基因交流
2．隔離在物種形成中的作用
(1)新物種的形成過程：
(2)結(jié)論：隔離是物種形成的必要條件。
【教材微點(diǎn)發(fā)掘】
1．請根據(jù)圖示，結(jié)合教材相關(guān)內(nèi)容，回答下列問題：
(1)樺尺蛾種群中產(chǎn)生的可遺傳變異的類型有突變(包括基因突變和染色體變異)和基因重組。
(2)對樺尺蛾種群來說，在自然選擇過程中直接受選擇的是表型還是基因型？請說明理由。
提示：直接受選擇的是表型，因?yàn)樘鞌晨吹降氖切誀睿皇强刂菩誀畹幕颉?br/>(3)樺尺蛾種群發(fā)生(填“發(fā)生”或“沒發(fā)生”)進(jìn)化。生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變。
(4)決定樺尺蛾進(jìn)化方向的是變異還是自然選擇？為什么？
提示：自然選擇。因?yàn)樽儺愂遣欢ㄏ虻模匀贿x擇是定向的，自然選擇決定生物進(jìn)化的方向。
2．斑馬的染色體數(shù)為22對，驢的染色體數(shù)為31對，斑馬和驢雜交產(chǎn)生的后代兼具斑馬和驢的特征，稱為斑驢獸或驢斑獸，俗稱“斑驢”。(教材第118頁練習(xí)“拓展應(yīng)用”第1題發(fā)掘)
(1)雜交產(chǎn)生的后代是不可育的，因?yàn)榘唏R和驢存在生殖隔離。
(2)從染色體組的角度解釋雜交產(chǎn)生的后代不可育的原因是斑馬和驢的雜交后代染色體數(shù)為53條，無法通過減數(shù)分裂產(chǎn)生正常的配子。
教材問題提示
(一)思考·討論1(教材第111頁)
1．(1)A配子占60%，a配子占40%。
(2)子代的基因型頻率：AA占36%，Aa占48%，aa占16%。
(3)子代種群的基因頻率：A占60%，a占40%。
(4)計(jì)算結(jié)果如表所示：
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%)
子二代、子三代以及若干代以后，種群的基因頻率會(huì)同子一代一樣。
2．對自然界的種群來說，這5個(gè)條件不可能同時(shí)都成立。例如，翅色與環(huán)境色彩較一致的，被天敵發(fā)現(xiàn)的機(jī)會(huì)就少些。
3．突變產(chǎn)生的新基因會(huì)使種群的基因頻率發(fā)生變化。基因A2的頻率是上升還是下降，要看這一突變對生物是有利的還是有害的。
(二)探究·實(shí)踐1(教材第112、113頁)
1．樹干變黑會(huì)影響樺尺蛾種群中淺色個(gè)體的出生率，這是因?yàn)闃涓勺兒诤螅瑴\色個(gè)體容易被發(fā)現(xiàn)，被捕食的概率增加，許多淺色個(gè)體可能在沒有交配、產(chǎn)卵前就已被天敵捕食，導(dǎo)致其個(gè)體數(shù)減少，影響出生率。
2．直接受選擇的是表型(體色)，而不是基因型。基因型并不能在自然選擇中起直接作用，因?yàn)樘鞌吃诓妒硺宄叨陼r(shí)，看到的是樺尺蛾的體色而不是控制體色的基因。
(三)探究·實(shí)踐2(教材第115頁)
1．因?yàn)橐志吘壣L的細(xì)菌可能是耐藥菌。
2．支持。因?yàn)樽儺愂遣欢ㄏ虻模毡榇嬖诘模约?xì)菌中耐藥菌是普遍存在的。
3．在本實(shí)驗(yàn)條件下，耐藥菌產(chǎn)生的變異一般來說是有利的，有利于生物在特定環(huán)境中生存和繁殖的變異在此環(huán)境中就是有利變異。
4．將自己實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)與其他同學(xué)的進(jìn)行比較，根據(jù)實(shí)際情況來回答。
5．這些做法都會(huì)促進(jìn)耐藥菌的產(chǎn)生。
(四)思考·討論2(教材第117頁)
1．由于這兩個(gè)種群的個(gè)體數(shù)量都不夠多，基因頻率可能是不一樣的。
2．不一樣。因?yàn)橥蛔兪请S機(jī)發(fā)生的。
3．不同島嶼的地形和植被條件不一樣，因此環(huán)境的作用會(huì)有差別，導(dǎo)致種群基因頻率朝不同的方向改變。
4．不會(huì)。因?yàn)閭€(gè)體間有基因的交流。
(五)旁欄思考(教材第118頁)
最先在裸露的巖石上生長的植物往往是地衣，地衣的出現(xiàn)促進(jìn)巖石的分解，形成土壤，為苔蘚植物的生長創(chuàng)造條件。
新知探究(一)　基因頻率的相關(guān)計(jì)算
【拓展·深化】
(一)基因頻率和基因型頻率的計(jì)算
以一對等位基因(A、a)和其組成的基因型(AA、Aa、aa)為例
1．A或a的基因頻率為
×100%
2．AA或Aa或aa的基因型頻率為
×100%
(二)常見題型分析
1．題型一　已知調(diào)查的各種基因型的個(gè)體數(shù)，計(jì)算基因頻率
某基因頻率＝×100%
A＝×100%
a＝×100%
A、a為基因，AA、Aa、aa為三種基因型個(gè)體數(shù)。
2．題型二　已知基因型頻率求基因頻率
常染色體上一個(gè)等位基因的頻率＝該等位基因純合子的頻率＋1/2×雜合子的頻率
A＝AA＋1/2Aa；a＝aa＋1/2Aa。
3．題型三　X染色體上基因的基因頻率計(jì)算
XY型性別決定的生物，基因在X染色體上，Y染色體上無等位基因，計(jì)算時(shí)只計(jì)算X染色體上的基因數(shù)，不考慮Y染色體。ZW型性別決定也是這樣。例如：N表示個(gè)體數(shù)。
Xb＝＝
不涉及Y染色體，XB＋Xb＝1。
4．題型四　利用哈迪 溫伯格定律，由基因頻率計(jì)算基因型頻率
①成立前提：
a．種群非常大；b.所有雌雄個(gè)體之間自由交配；c.沒有遷入和遷出；d.沒有自然選擇；e.沒有基因突變。
②計(jì)算公式：當(dāng)?shù)任换蛑挥袃蓚€(gè)時(shí)(A、a)，設(shè)p表示A的基因頻率，q表示a的基因頻率，則：
基因型AA的頻率＝p2；
基因型Aa的頻率＝2pq；
基因型aa的頻率＝q2。
如果一個(gè)種群達(dá)到遺傳平衡，其基因型頻率應(yīng)符合：p2＋2pq＋q2＝1。
[思考·討論]
(1)在一個(gè)種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個(gè)體，其中基因型AA的個(gè)體占24%，基因型Aa的個(gè)體占72%，基因型aa的個(gè)體占4%。該種群中基因A和基因a的頻率分別是多少？
提示：A%＝AA%＋1/2Aa%＝60%；a%＝aa%＋1/2Aa%＝40%。
(2)某工廠有男女職工各200名，對他們進(jìn)行調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因的攜帶者為15人，患者為5人，男性患者為11人。那么，這個(gè)群體中色盲基因的頻率為多少？
提示：色盲是伴X染色體隱性遺傳病，設(shè)相關(guān)基因用B、b表示，據(jù)題意分析可知，XBXb有15人，XbXb有5人，XbY有11人，所以Xb共有36個(gè)，女性有2條X染色體，男性只有1條X染色體，所以等位基因總數(shù)＝200×2＋200＝600。因此，Xb的基因頻率是36/600×100%＝6%。
【典題·例析】
[例1]　果蠅的長翅(V)和殘翅(v)由一對常染色體上的等位基因控制。假定某果蠅種群有20 000只果蠅，其中殘翅果蠅個(gè)體數(shù)量長期維持在4%，若再向該種群中引入20 000只純合長翅果蠅，在不考慮其他因素影響的前提下，關(guān)于純合長翅果蠅引入后種群的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A．v基因頻率降低了50%
B．V基因頻率增加了50%
C．雜合果蠅比例降低了50%
D．殘翅果蠅比例降低了50%
[解析]　因該果蠅種群vv的基因型頻率為4%，由遺傳平衡定律公式算出v基因頻率＝0.2，V基因頻率＝0.8，進(jìn)而計(jì)算出引入純種長翅果蠅前，基因型為vv的果蠅有0.04×20 000＝800(只)，基因型為Vv的果蠅有2×0.2×0.8×20 000＝6 400(只)，基因型為VV的果蠅有0.8×0.8×20 000＝12 800(只)。再引入20 000只純合長翅果蠅后，v基因頻率＝(800×2＋6 400)/(40 000×2)＝0.1，V＝1－0.1＝0.9，A正確，B錯(cuò)誤；因基因型為Vv、vv的果蠅數(shù)目不變，而該種群的總數(shù)增加一倍，所以Vv、vv的基因型頻率降低了50%，C、D正確。
[答案]　B
[例2]　在一個(gè)隨機(jī)交配的中等大小的種群中，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)控制某性狀的基因型只有兩種：AA基因型的頻率為20%，Aa基因型的頻率為80%，aa基因型(致死型)的頻率為0。那么隨機(jī)交配繁殖一代后，AA基因型的個(gè)體占(　　)
A．1/5　　　　　　　　 B．1/4
C．3/7 D．11/21
[解析]　根據(jù)題干信息，親代中，A的基因頻率為20%＋80%×1/2＝60%，a基因的頻率為80%×1/2＝40%。隨機(jī)交配得到的子一代的基因型及其比例為AA∶Aa∶aa＝(60%×60%)∶(2×60%×40%)∶(40%×40%)＝36%∶48%∶16%。又因aa基因型為致死型，故隨機(jī)交配繁殖一代后，AA基因型的個(gè)體占36%/(36%＋48%)＝3/7。故選C。
[答案]　C
方法規(guī)律—————————————————————————————————
自交和自由交配時(shí)基因頻率和基因型頻率的變化規(guī)律
交配方式 基因頻率 基因型頻率
自交 不改變 改變，且純合子增多，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
【應(yīng)用·體驗(yàn)】
1．某植物種群中，AA基因型個(gè)體占30%，aa基因型個(gè)體占20%。若該種群植物自交，后代中AA、aa基因型個(gè)體出現(xiàn)的頻率以及A、a基因頻率分別為(　　)
A．55%、45%、45%、55%
B．55%、45%、55%、45%
C．42.5%、32.5%、45%、55%
D．42.5%、32.5%、55%、45%
解析：選D　由題干信息可知，Aa基因型個(gè)體占1－30%－20%＝50%，該種群植物自交后，AA基因型個(gè)體占30%＋50%×1/4＝42.5%，aa基因型個(gè)體占20%＋50%×1/4＝32.5%，Aa基因型個(gè)體占1－42.5%－32.5%＝25%，則a的基因頻率為32.5%＋1/2×25%＝45%，A的基因頻率為1－45%＝55%。故選D。
2．(2023·湖北高考)某二倍體動(dòng)物種群有100個(gè)個(gè)體，其常染色體上某基因有A1、A2、A3三個(gè)等位基因。對這些個(gè)體的基因A1、A2、A3進(jìn)行PCR擴(kuò)增，凝膠電泳及統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖所示。該種群中A3的基因頻率是(　　)
A．52% B．27% C．26% D．2%
解析：選B　該動(dòng)物種群個(gè)體數(shù)為100，由題圖可知，其中有2個(gè)個(gè)體的基因型為A3A3,15個(gè)個(gè)體的基因型為A1A3,35個(gè)個(gè)體的基因型為A2A3，則A3的基因頻率＝(2×2＋15＋35)÷(100×2)×100% ＝27%，B符合題意。
新知探究(二)　種群基因頻率的變化及自然選擇對生物進(jìn)化的影響
【拓展·深化】
(一)突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料
(1)由于突變和基因重組都是隨機(jī)的、不定向的，因此它們只提供了生物進(jìn)化的原材料，不能決定生物進(jìn)化的方向。
(2)變異的有利和有害是相對的，由生存環(huán)境決定。
(二)自然選擇決定生物進(jìn)化的方向
[思考·討論]
(1)所有的變異都能導(dǎo)致種群基因頻率的改變嗎？為什么？
提示：不是。只有可遺傳的變異才能影響種群基因的組成，才能改變基因頻率。
(2)突變具有低頻性，還能為生物進(jìn)化提供原材料嗎？請說明理由。
提示：能。雖然突變的頻率低，但一個(gè)種群往往由許多個(gè)體組成，而每一個(gè)個(gè)體的每一個(gè)細(xì)胞內(nèi)都有成千上萬個(gè)基因，所以在種群中每一代都會(huì)產(chǎn)生大量突變。
(3)生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是什么？如何判斷一個(gè)種群是否發(fā)生了進(jìn)化？
提示：生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變。判斷的依據(jù)是種群基因頻率是否發(fā)生改變。
【典題·例析】
[例1]　(2022·廣東高考)白車軸草中有毒物質(zhì)氫氰酸(HCN)的產(chǎn)生由H、h和D、d兩對等位基因決定，H和D同時(shí)存在時(shí)，個(gè)體產(chǎn)HCN，能抵御草食動(dòng)物的采食。如圖為某地不同區(qū)域白車軸草種群中有毒個(gè)體比例，下列分析錯(cuò)誤的是(　　)
A．草食動(dòng)物是白車軸草種群進(jìn)化的選擇壓力
B．城市化進(jìn)程會(huì)影響白車軸草種群的進(jìn)化
C．與鄉(xiāng)村相比，市中心種群中h的基因頻率更高
D．基因重組會(huì)影響種群中H、D的基因頻率
[解析]　草食動(dòng)物和白車軸草之間的種間關(guān)系為捕食，據(jù)題干信息“H和D同時(shí)存在時(shí)，個(gè)體產(chǎn)HCN，能抵御草食動(dòng)物的采食”可知，草食動(dòng)物是白車軸草種群進(jìn)化的選擇壓力，A正確；根據(jù)曲線圖可知，從市中心到市郊再到鄉(xiāng)村，白車軸草種群中產(chǎn)HCN個(gè)體比例增加，說明城市化進(jìn)程會(huì)影響白車軸草種群的進(jìn)化，B正確；與鄉(xiāng)村相比，市中心種群中產(chǎn)HCN個(gè)體比例小，即基因型為D_H_的個(gè)體所占比例小，則與鄉(xiāng)村相比，市中心種群中d和h的基因頻率更高，C正確；基因重組是指在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合，基因重組不會(huì)影響種群中H、D的基因頻率，D錯(cuò)誤。
[答案]　D
[例2]　(2023·浙江6月選考)浙江浦江縣上山村發(fā)現(xiàn)了距今1萬年的稻作遺址，證明我國先民在1萬年前就開始了野生稻馴化。經(jīng)過長期馴化和改良，現(xiàn)代稻產(chǎn)量不斷提高。尤其是袁隆平院士團(tuán)隊(duì)培育成的超級雜交稻品種，創(chuàng)造水稻高產(chǎn)新紀(jì)錄，為我國糧食安全作出杰出貢獻(xiàn)。下列敘述正確的是(　　)
A．自然選擇在水稻馴化過程中起主導(dǎo)作用
B．現(xiàn)代稻的基因庫與野生稻的基因庫完全相同
C．馴化形成的現(xiàn)代稻保留了野生稻的各種性狀
D．超級雜交稻品種的培育主要利用基因重組原理
[解析]　在水稻馴化過程中起主導(dǎo)作用的是人工選擇，A錯(cuò)誤；經(jīng)過長期馴化和改良后，現(xiàn)代稻的基因庫與野生稻的基因庫不完全相同，B錯(cuò)誤；馴化形成的現(xiàn)代稻并沒有保留野生稻的各種性狀，野生稻的某些性狀在長期馴化過程中可能已消失，C錯(cuò)誤；超級雜交稻品種的培育屬于雜交育種，利用了基因重組原理，D正確。
[答案]　D
歸納拓展—————————————————————————————————
變異與選擇之間的關(guān)系
(1)變異是不定向的，在自然選擇的作用下，基因頻率發(fā)生定向改變，導(dǎo)致自然選擇是定向的。
(2)自然選擇的過程十分緩慢，其結(jié)果符合優(yōu)勝劣汰、適者生存的原則。
—————————————————————————————————————
【應(yīng)用·體驗(yàn)】
1．下列有關(guān)變異和進(jìn)化的說法，正確的是(　　)
A．自然選擇決定了基因突變的方向
B．若沒有外界因素的影響，基因就不會(huì)發(fā)生突變
C．自然界中即使沒有突變發(fā)生，生物也會(huì)進(jìn)化
D．在生物進(jìn)化過程中，顯性基因頻率比隱性基因頻率增加得快
解析：選C　基因突變是不定向的，自然選擇決定生物進(jìn)化的方向，但不能決定基因突變的方向，A錯(cuò)誤；若沒有外界因素的影響，在生物體內(nèi)部因素的作用下，基因也會(huì)發(fā)生突變，B錯(cuò)誤；突變和基因重組、自然選擇等都會(huì)導(dǎo)致種群的基因頻率發(fā)生變化，因此自然界中即使沒有突變發(fā)生，生物也會(huì)進(jìn)化，C正確；在生物進(jìn)化過程中，種群基因頻率總是變化的，而基因頻率的改變方向決定于自然選擇，顯性基因頻率與隱性基因頻率增加的快慢取決于哪種性狀表現(xiàn)更能適應(yīng)當(dāng)前環(huán)境，D錯(cuò)誤。
2．等位基因F＋、F控制某食草昆蟲的長翅和短翅，原種群中F＋基因頻率為80%，隨機(jī)分布到三座孤島上后因風(fēng)力較大，阻礙了孤島間個(gè)體基因交流。下列說法正確的是(　　)
A．該昆蟲原種群中雜合長翅個(gè)體所占比例約為16%
B．孤島上該昆蟲種群中F基因頻率可能會(huì)升高
C．新出現(xiàn)的無翅個(gè)體是大風(fēng)環(huán)境造成的基因突變且突變率與風(fēng)力大小呈正相關(guān)
D．每個(gè)島嶼上的種群個(gè)體間自由交配，種群基因頻率不發(fā)生變化
解析：選B　F＋基因控制長翅，其基因頻率為80%，則該昆蟲原種群中，雜合長翅個(gè)體的比例約為80%×20%×2＝32%，A錯(cuò)誤；孤島上風(fēng)力大，長翅昆蟲不易成活，而短翅食草昆蟲的生存機(jī)會(huì)增大，從而導(dǎo)致孤島上該昆蟲種群中F基因頻率可能會(huì)升高，B正確；基因突變是不定向的，大風(fēng)不能使該昆蟲產(chǎn)生無翅突變體，僅起選擇作用，C錯(cuò)誤；每個(gè)島嶼上自然選擇等因素會(huì)導(dǎo)致種群基因頻率發(fā)生改變，D錯(cuò)誤。
新知探究(三)　隔離在物種形成中的作用
【探究·深化】
[問題驅(qū)動(dòng)]　
如圖是我國黃河兩岸某種生物a的演化過程模式圖，請據(jù)圖分析回答下列問題：
(1)自然狀態(tài)下，b、c之間能進(jìn)行基因交流嗎？為什么？
提示：不能，因?yàn)榇嬖诘乩砀綦x。
(2)b、c的進(jìn)化方向相同嗎？為什么？
提示：不同。因?yàn)閎、c兩種群生活的環(huán)境不同，自然選擇的方向不同，基因頻率改變的方向就不同。
(3)研究表明，某基因的頻率在b、d之間有很大差別，是否說明二者不是同一物種？
提示：不能。某個(gè)基因頻率的差別不能說明二者不是同一物種，只有基因庫的差別大到可以形成生殖隔離才能說明二者不是同一物種了。
(4)黃河北岸的b物種遷到黃河南岸后，不與c物種進(jìn)化為同一物種，其原因可能是什么？
提示：二者間已形成生殖隔離。
(5)若在黃河南岸，由于某種原因，二倍體c的染色體加倍成了四倍體e，那么c和e還是同一物種嗎？為什么？
提示：二倍體c與四倍體e不是同一物種，因?yàn)槎唠s交的后代為三倍體，高度不育，存在生殖隔離。
[重難點(diǎn)撥]　
一、地理隔離和生殖隔離的比較
1．圖中A屬于地理隔離，一旦發(fā)生某種地質(zhì)變化，兩個(gè)分開的小種群若重新相遇，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(wěn)定。
3．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(zhì)變階段。
二、物種形成的兩種方式
(一)漸變式
此方式經(jīng)過長期的地理隔離達(dá)到生殖隔離，形成新物種。
(二)爆發(fā)式
此方式通過異源多倍體的染色體變異方式形成新物種，一旦出現(xiàn)，在很短時(shí)間內(nèi)即可形成生殖隔離(基因頻率改變)。
三、物種形成與生物進(jìn)化的關(guān)系
內(nèi)容 物種形成 生物進(jìn)化
標(biāo)志 生殖隔離出現(xiàn) 種群基因頻率改變
變化后生物與原生物的關(guān)系 屬于不同物種 可能屬于一個(gè)物種
二者關(guān)系 生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變，這種改變可大可小，不一定會(huì)突破物種的界限，生物進(jìn)化不一定會(huì)導(dǎo)致新物種的形成
【典題·例析】
[例1]　 (2022·湖南高考)稻蝗屬的三個(gè)近緣物種①日本稻蝗、②中華稻蝗臺(tái)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(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表所示。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
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(rèn)交配雌蟲的百分比。
A．實(shí)驗(yàn)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
[解析]　由表格中的交配率的結(jié)果可知，近緣物種之間也可進(jìn)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之間的分布區(qū)域不重疊，故存在地理隔離；兩者屬于兩個(gè)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(jìn)行基因交流，D錯(cuò)誤。
[答案]　D
[例2]　如圖表示漸變式新物種形成的基本環(huán)節(jié)，對圖示的相關(guān)分析正確的是(　　)
A．圖中①表示基因突變和基因重組，為進(jìn)化提供了原材料
B．圖中②表示地理隔離，地理隔離使種群間基因交流受阻
C．圖中③表示生殖隔離，指兩種生物不能交配且不能產(chǎn)生可育后代
D．種群基因型頻率的改變一定會(huì)導(dǎo)致新物種形成
[解析]　基因突變、基因重組和染色體變異為生物進(jìn)化提供原材料，A錯(cuò)誤；地理隔離使種群間不能發(fā)生基因交流，當(dāng)?shù)乩砀綦x導(dǎo)致種群基因庫的差別較大時(shí)，就可能產(chǎn)生生殖隔離，進(jìn)而形成新的物種，B正確；生殖隔離是指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(chǎn)生可育的后代，C錯(cuò)誤；種群基因頻率的改變是生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)，但不一定會(huì)導(dǎo)致新物種形成，D錯(cuò)誤。
[答案]　B
易錯(cuò)提醒—————————————————————————————————
與物種形成有關(guān)的兩個(gè)“不一定”
(1)物種的形成不一定都需要經(jīng)過地理隔離，如多倍體的產(chǎn)生。
(2)生物進(jìn)化不一定導(dǎo)致新物種的形成。生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變，這種變化可大可小，不一定會(huì)突破物種的界限，即生物進(jìn)化不一定導(dǎo)致新物種的形成。但新物種一旦形成，則說明生物發(fā)生了進(jìn)化。
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【應(yīng)用·體驗(yàn)】
1．下列關(guān)于物種和隔離的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A．物種是生物分類的基本單位
B．二倍體西瓜與四倍體西瓜屬于同一物種
C．不同的物種之間必然存在著生殖隔離
D．雖然馬和驢交配能產(chǎn)生騾，但其屬于不同物種
解析：選B　二倍體西瓜與四倍體西瓜之間存在著生殖隔離，屬于不同的物種。故選B。
2．如圖所示為種群與物種的關(guān)系圖解，關(guān)于它們的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A．從圖中可以看出，一個(gè)物種可以有很多種群，這些種群間只是因?yàn)榈乩砀綦x，阻礙了基因交流
B．若物種2是由物種1形成的，則物種1一定發(fā)生了基因頻率的改變
C．由物種1形成物種2的必要條件是地理隔離
D．若種群1與種群2的基因頻率都發(fā)生了改變，則這兩個(gè)種群都在進(jìn)化
解析：選C　從圖中可以看出，一個(gè)物種可以有很多種群，同一物種的不同種群間不存在生殖隔離，只是因?yàn)榈乩砀綦x阻礙了基因交流，A正確；生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變，若物種2是由物種1形成的，則物種1一定發(fā)生了基因頻率的改變，B正確；生殖隔離是新物種形成的必要條件，新物種的形成通常要經(jīng)過長期的地理隔離而達(dá)到生殖隔離，但并不是所有新物種的形成都需要經(jīng)過地理隔離，C錯(cuò)誤；判斷種群是否進(jìn)化的標(biāo)準(zhǔn)是看基因頻率是否發(fā)生改變，D正確。
科學(xué)探究——探究抗生素對細(xì)菌的選擇作用
1．實(shí)驗(yàn)原理
一般情況下，一定濃度的抗生素會(huì)殺死細(xì)菌，但變異的細(xì)菌可能產(chǎn)生耐藥性。在實(shí)驗(yàn)室連續(xù)培養(yǎng)細(xì)菌時(shí)，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
【素養(yǎng)評價(jià)】
1．某文章稱隨著全球范圍內(nèi)抗生素的廣泛和大量應(yīng)用，抗藥細(xì)菌不斷出現(xiàn)，它可以通過多種途徑對抗生素產(chǎn)生抗藥性，抗生素在不久的將來有可能成為一堆廢物。請分析抗生素對細(xì)菌抗藥性的產(chǎn)生所起的作用(　　)
A．抗生素的不斷使用，使細(xì)菌逐漸適應(yīng)而產(chǎn)生抗藥性
B．細(xì)菌的變異是不定向的，抗生素對細(xì)菌進(jìn)行了定向選擇
C．細(xì)菌的變異是定向的，抗生素對細(xì)菌進(jìn)行了定向選擇
D．抗生素使細(xì)菌產(chǎn)生了定向變異
解析：選B　細(xì)菌抗藥性在使用抗生素之前就已存在，而不是由于抗生素的不斷使用，A錯(cuò)誤；細(xì)菌的變異是不定向的，抗生素對細(xì)菌進(jìn)行了定向選擇，使具有抗藥性的細(xì)菌留存下來，B正確，C錯(cuò)誤；變異是不定向的，且細(xì)菌變異不是由于抗生素的使用，D錯(cuò)誤。
2．抗青霉素葡萄球菌是一種突變型菌種。將未接觸過青霉素的葡萄球菌接種到含青霉素的培養(yǎng)基上，結(jié)果有極少數(shù)存活下來。存活下來的葡萄球菌在相同培養(yǎng)基中經(jīng)多代培養(yǎng)后，對青霉素的抗性明顯增強(qiáng)。原因是(　　)
A．青霉素使用量的增加提高了葡萄球菌對青霉素的抗性
B．青霉素的選擇作用提高了葡萄球菌抗青霉素基因的頻率
C．葡萄球菌對青霉素抗性的增強(qiáng)是定向突變的結(jié)果
D．葡萄球菌的抗青霉素基因是在使用青霉素后產(chǎn)生的
解析：選B　青霉素對葡萄球菌只起到選擇作用；青霉素的選擇作用提高了葡萄球菌抗青霉素基因的頻率，淘汰掉了不抗青霉素的個(gè)體；突變是不定向的；葡萄球菌的抗青霉素基因是在使用青霉素前通過基因突變產(chǎn)生的。故選B。
3．探究細(xì)菌對各種抗生素藥敏程度的實(shí)驗(yàn)方法如圖：將含有一定濃度不同抗生素的濾紙片放置在已接種被檢菌的固體培養(yǎng)基表面，抗生素向周圍擴(kuò)散，如果抑制生長，則在濾紙片周圍出現(xiàn)抑菌圈(圖中里面的圈)，結(jié)果如圖所示。回答下列問題：
(1)衡量本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的指標(biāo)是________________。
(2)上圖中最有效的是__________培養(yǎng)皿中的抗生素。
(3)用上述最有效的抗生素對細(xì)菌進(jìn)行處理，并測定細(xì)菌數(shù)量變化，如圖所示。據(jù)此分析：
①向培養(yǎng)基中加抗生素的時(shí)刻為________點(diǎn)。
②細(xì)菌種群的進(jìn)化是定向的，而變異是__________，細(xì)菌的抗藥性產(chǎn)生在環(huán)境變化之________(填“前”“中”或“后”)。
③抗生素對細(xì)菌變異的作用不是“誘導(dǎo)”而是______。
④盡管有抗藥性基因存在，但使用抗生素仍然能治療由細(xì)菌引起的感染，原因在于細(xì)菌種群中________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)根據(jù)題意分析可知，衡量本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的指標(biāo)是抑菌的大小。(2)通過抑菌圈的大小來確定殺菌能力，即抑菌圈越大殺菌力越強(qiáng)，圖B抑菌圈最大。(3)①抗生素會(huì)使細(xì)菌中不具有抗藥性的個(gè)體大量死亡而數(shù)量下降，所以是在b點(diǎn)使用抗生素。②變異是不定向的，而在自然選擇下進(jìn)化是定向的；由圖可知，使用該抗生素后，細(xì)菌數(shù)量并未降到零，因此細(xì)菌的抗藥性在環(huán)境變化之前就已經(jīng)產(chǎn)生了。③自然選擇對個(gè)體的表型進(jìn)行選擇，而不是誘導(dǎo)相應(yīng)性狀的出現(xiàn)。④在細(xì)菌種群中，含有抗藥性基因的個(gè)體畢竟只占少數(shù)，所以抗生素仍然能治療由細(xì)菌引起的感染。
答案：(1)抑菌圈的大小　(2)B
(3)①b　②不定向的　前　③選擇
④有抗藥性基因的個(gè)體占極少數(shù)
[課時(shí)跟蹤檢測]
[理解·鞏固·落實(shí)]
1．判斷下列敘述的正誤，對的打“√”，錯(cuò)的打“×”。
(1)自然選擇決定了生物變異和進(jìn)化的方向。(×)
(2)生物進(jìn)化的原材料來源于基因突變和基因重組。(×)
(3)自然選擇過程中，直接受選擇的是表型。(√)
(4)兩個(gè)魚塘中的鯽魚屬于同一物種，也是一個(gè)種群。(×)
(5)種群基因庫間的差異是產(chǎn)生生殖隔離的根本原因。(√)
2．(2022·浙江6月選考)由歐洲傳入北美的耬斗菜已進(jìn)化出數(shù)十個(gè)物種。分布于低海拔潮濕地區(qū)的甲物種和高海拔干燥地區(qū)的乙物種的花結(jié)構(gòu)和開花期均有顯著差異。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．甲、乙兩種耬斗菜的全部基因構(gòu)成了一個(gè)基因庫
B．生長環(huán)境的不同有利于耬斗菜進(jìn)化出不同的物種
C．甲、乙兩種耬斗菜花結(jié)構(gòu)的顯著差異是自然選擇的結(jié)果
D．若將甲、乙兩種耬斗菜種植在一起，也不易發(fā)生基因交流
解析：選A　一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因構(gòu)成一個(gè)基因庫，甲、乙兩種耬斗菜是兩個(gè)物種，A錯(cuò)誤；不同生長環(huán)境有利于進(jìn)行不同的自然選擇，從而進(jìn)化出不同的物種，B正確；自然選擇導(dǎo)致物種朝不同的方向進(jìn)化，甲、乙兩種耬斗菜花結(jié)構(gòu)的顯著差異是自然選擇的結(jié)果，C正確；不同物種之間存在生殖隔離，不能發(fā)生基因交流，D正確。
3．下列關(guān)于物種的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A．同一物種的個(gè)體可以組成一個(gè)或多個(gè)種群
B．新物種形成意味著生物能以新的方式利用環(huán)境條件
C．突變、基因重組和生殖隔離是新物種形成的三個(gè)基本環(huán)節(jié)
D．新物種的形成不一定經(jīng)過地理隔離
解析：選C　同一物種的個(gè)體由于地理隔離可以組成一個(gè)或多個(gè)種群，A正確；形成新物種表示生物的性狀和適應(yīng)環(huán)境的能力有所改變，即會(huì)以新的方式來利用環(huán)境條件，B正確；新物種形成的三個(gè)基本環(huán)節(jié)是突變和基因重組、自然選擇、生殖隔離，C錯(cuò)誤；多數(shù)物種的形成需要經(jīng)過地理隔離，但少數(shù)物種，如多倍體的形成可以不經(jīng)過地理隔離，D正確。
4．根據(jù)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論，下列說法正確的是(　　)
A．自然選擇直接作用的對象是個(gè)體的表型
B．種群是生物進(jìn)化的基本單位，個(gè)體是繁殖的基本單位
C．物種是生物進(jìn)化的基本單位
D．生物的變異不利于生物的進(jìn)化
解析：選A　自然選擇直接作用的對象是個(gè)體的表型，進(jìn)而導(dǎo)致基因頻率的改變，A正確；種群是生物進(jìn)化的基本單位，也是繁殖的基本單位，B錯(cuò)誤；種群是生物進(jìn)化的基本單位，C錯(cuò)誤；突變和基因重組為生物進(jìn)化提供原材料，D錯(cuò)誤。
5．隔離是物種形成的必要條件。下列關(guān)于隔離的敘述，不合理的是(　　)
①兩個(gè)種群間不能進(jìn)行基因交流，說明有生殖隔離　②新物種的形成必須經(jīng)過生殖隔離　③形成新物種的過程中，基因頻率不一定發(fā)生變化　④環(huán)境能使生物發(fā)生進(jìn)化，而生物不會(huì)使環(huán)境發(fā)生進(jìn)化　⑤三倍體西瓜是一個(gè)新物種
A．①②③④　　　　　 B．②③④⑤
C．①③④⑤ D．①②③⑤
解析：選C　地理隔離也會(huì)使兩個(gè)種群不能進(jìn)行基因交流，①不合理；新物種形成的標(biāo)志是出現(xiàn)生殖隔離，②合理；新物種形成，說明生物發(fā)生了進(jìn)化，基因頻率一定發(fā)生改變，③不合理；光合生物的出現(xiàn)使環(huán)境中增加了氧氣，環(huán)境也發(fā)生了進(jìn)化，④不合理；三倍體西瓜由于減數(shù)分裂時(shí)聯(lián)會(huì)紊亂，所以不能產(chǎn)生后代，不是一個(gè)新物種，⑤不合理。
6．蝸牛的有條紋(A)對無條紋(a)為顯性。在一個(gè)地區(qū)的蝸牛種群內(nèi)，有條紋(AA)個(gè)體占55%，無條紋個(gè)體占15%。若蝸牛間進(jìn)行自由交配得到F1，則A基因的頻率和F1中Aa基因型的頻率分別是(　　)
A．30%,21% B．30%,42%
C．70%,21% D．70%,42%
解析：選D　基因型為AA的有條紋個(gè)體占55%，無條紋(aa)個(gè)體占15%，則基因型為Aa的有條紋個(gè)體占30%，并且在自由交配的過程中種群基因頻率不變，因此A基因的頻率＝55%＋1/2×30%＝70%，a基因的頻率＝1－70%＝30%，F(xiàn)1中Aa基因型的頻率＝2×70%×30%＝42%。
7．如圖表示某種小鼠的進(jìn)化過程，X、Y、Z表示新物種形成的基本環(huán)節(jié)。下列說法正確的是(　　)
A．小鼠性狀的改變，一定會(huì)引起該種群的進(jìn)化
B．X表示基因突變和染色體變異，為生物進(jìn)化提供原材料
C．Y使該種群基因頻率發(fā)生定向改變，決定生物進(jìn)化的方向
D．Z表示生殖隔離，但新物種的形成可以不通過Z環(huán)節(jié)
解析：選C　小鼠性狀的改變不一定導(dǎo)致基因頻率的變化，故不一定會(huì)引起該種群的進(jìn)化，A錯(cuò)誤；X表示可遺傳的變異，可遺傳的變異除了基因突變和染色體變異外，還有基因重組，B錯(cuò)誤；Y表示自然選擇，在生物進(jìn)化過程中，自然選擇使種群的基因頻率發(fā)生定向改變，決定生物進(jìn)化的方向，C正確；Z表示生殖隔離，新物種的形成必須經(jīng)過生殖隔離，D錯(cuò)誤。
8．樺尺蛾的體色受一對等位基因控制，其中黑色(S)對淺色(s)為顯性。將某樺尺蛾種群分成兩組，分別遷移到甲、乙兩個(gè)區(qū)域，甲地是煤炭工業(yè)重鎮(zhèn)，乙地是閉塞的山區(qū)，數(shù)年后抽樣調(diào)查，結(jié)果如表所示。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是(　　)
區(qū)域 SS/% Ss/% ss/%
甲 80 18 2
乙 2 8 90
A．甲地S基因的頻率為89%，乙地S基因的頻率為6%
B．甲地的大部分s基因突變?yōu)镾基因，故S基因的頻率升高
C．從上述材料得知生物進(jìn)化的方向是由自然選擇決定的
D．據(jù)生物進(jìn)化理論可知生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的變化
解析：選B　由表中的數(shù)據(jù)可知，甲地的樺尺蛾種群內(nèi)S基因的頻率＝80%＋1/2×18%＝89%，s基因的頻率＝1－89%＝11%；而乙地的樺尺蛾種群內(nèi)S基因的頻率＝(2×2＋8)/(100×2)×100%＝6%，s基因的頻率＝1－6%＝94%。可見甲地控制黑色的S基因的頻率較高，而乙地控制淺色的s基因的頻率較高，這與兩地的生活環(huán)境有關(guān)。生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是自然選擇使生物的基因頻率發(fā)生改變。故選B。
9．棘魚起源于海洋，自末次冰期以來逐漸移居淡水湖和溪流，淡水中因缺乏某些離子使得棘魚難以發(fā)育其多骨側(cè)板(盔甲)。通過長時(shí)間的演化，棘魚盔甲逐漸消失，同時(shí)個(gè)體尺寸也變得更大。科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，棘魚盔甲消失的原因之一是棘魚體內(nèi)抑制其外殼“盔甲”生長的基因表達(dá)增強(qiáng)。根據(jù)上述資料，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．淡水環(huán)境使得棘魚產(chǎn)生抑制其外殼“盔甲”生長的基因
B．淡水環(huán)境決定了棘魚的進(jìn)化方向
C．棘魚“盔甲”的相關(guān)基因頻率在長時(shí)間的演化過程中發(fā)生定向改變
D．棘魚放棄生長“盔甲”，不影響其在淡水中生存
解析：選A　根據(jù)題干信息分析可知，淡水環(huán)境淘汰了具有外殼盔甲的個(gè)體，沒有抑制棘魚產(chǎn)生外殼“盔甲”生長的基因，A錯(cuò)誤；環(huán)境決定了生物進(jìn)化的方向，所以淡水環(huán)境決定了棘魚的進(jìn)化方向，B正確；由于環(huán)境的選擇作用，使種群的基因頻率發(fā)生了定向的改變，C正確；根據(jù)題干中“淡水中因缺乏某些離子使得棘魚難以發(fā)育其多骨側(cè)板(盔甲)”和“通過長時(shí)間的演化，棘魚盔甲逐漸消失”，可以推測棘魚放棄生長“盔甲”，不影響其在淡水中生存，D正確。
10．不同基因型的褐鼠對滅鼠靈藥物的抗性及對維生素K的依賴性(即需要從外界環(huán)境中獲取維生素K才能維持正常的生命活動(dòng))的表型如表。若對維生素K含量不足環(huán)境中的褐鼠種群長期連續(xù)使用滅鼠靈進(jìn)行處理，則褐鼠種群(　　)
基因型 rr Rr RR
對滅鼠靈的抗性 敏感 抗性 抗性
對維生素K的依賴性 無 中度 高度
A．基因r的頻率最終下降至0
B．抗性個(gè)體的基因型及比例為RR∶Rr＝1∶1
C．RR基因型個(gè)體數(shù)量增加，rr基因型個(gè)體數(shù)量減少
D．絕大多數(shù)抗性個(gè)體的基因型為Rr
解析：選D　由于環(huán)境中維生素K含量不足，所以對維生素K依賴度較高的RR基因型個(gè)體數(shù)量減少，長期使用滅鼠靈導(dǎo)致rr基因型個(gè)體數(shù)量大量減少，所以Rr基因型個(gè)體的數(shù)量最多，RR和rr兩種基因型頻率都不為0。故選D。
11．回答下列有關(guān)生物進(jìn)化的問題：
(1)圖1表示某小島上蜥蜴進(jìn)化的基本過程，X、Y、Z表示生物進(jìn)化的基本環(huán)節(jié)。X、Y分別是________、____________________。
(2)該小島上的蜥蜴原種由許多個(gè)體組成，這些個(gè)體的總和稱為________，這是生物進(jìn)化的__________。
(3)小島上能進(jìn)行生殖的所有蜥蜴?zhèn)€體含有的全部基因，稱為蜥蜴的________。
(4)小島上蜥蜴原種的腳趾逐漸出現(xiàn)兩種性狀，W代表蜥蜴腳趾的分趾基因；w代表聯(lián)趾(趾間有蹼)基因。圖2表示這兩種性狀比例變化的過程。
①由于蜥蜴過度繁殖，導(dǎo)致____________加劇。
②小島上食物短缺，聯(lián)趾蜥蜴數(shù)量比例反而逐漸上升，其原因可能是______________
________________________________________________________________________。
③圖2所示的過程說明，自然環(huán)境的變化引起不同性狀蜥蜴的比例發(fā)生變化，其本質(zhì)是蜥蜴群體內(nèi)的________發(fā)生了改變。
解析：(1)由圖1可知，X表示突變(變異)，Y表示自然選擇。(2)小島上蜥蜴原種個(gè)體的總和構(gòu)成種群，是生物進(jìn)化的基本單位。(3)小島上生存的蜥蜴?zhèn)€體含有的全部基因稱為基因庫。(4)①蜥蜴過度繁殖導(dǎo)致生存斗爭(種內(nèi)斗爭)加劇，使小島上食物短缺。②聯(lián)趾蜥蜴?zhèn)€體趾間有蹼，適于游泳，可以從水中獲取食物，因此，在島上食物短缺時(shí)，聯(lián)趾個(gè)體的生存和繁殖機(jī)會(huì)較多，數(shù)量比例逐漸增加。③圖2所示的過程說明，自然環(huán)境的變化引起不同性狀蜥蜴的比例發(fā)生變化，這種變化的本質(zhì)是種群基因頻率的變化。
答案：(1)突變(變異)　自然選擇　(2)種群　基本單位　(3)基因庫　(4)①生存斗爭(種內(nèi)斗爭)　②聯(lián)趾個(gè)體趾間有蹼，適于游泳，可以從水中獲取食物。因此，在島上食物短缺時(shí)，聯(lián)趾個(gè)體的生存和繁殖機(jī)會(huì)較多(合理即可)　③基因頻率
[遷移·應(yīng)用·發(fā)展]
12．某雜志載文：科研人員從一種溶桿菌屬的細(xì)菌中提取一種新型抗生素(Ljrsocin E)，它能對抗常見抗生素?zé)o法對付的超級細(xì)菌——耐甲氧西林金黃色葡萄球菌。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)
A．耐甲氧西林金黃色葡萄球菌的抗藥性變異來源于突變或基因重組
B．按現(xiàn)代生物進(jìn)化理論解釋超級細(xì)菌形成的實(shí)質(zhì)是自然選擇使耐藥性變異定向積累的結(jié)果
C．耐甲氧西林金黃色葡萄球菌這一超級細(xì)菌的形成意味著該種群一定發(fā)生了進(jìn)化
D．施用新型抗生素(Ljrsocin E)會(huì)使耐甲氧西林金黃色葡萄球菌種群滅絕
解析：選C　耐甲氧西林金黃色葡萄球菌屬于原核生物，不進(jìn)行減數(shù)分裂，其可遺傳變異不會(huì)來自基因重組，A錯(cuò)誤；按現(xiàn)代生物進(jìn)化理論解釋，超級細(xì)菌形成的實(shí)質(zhì)是自然選擇使金黃色葡萄球菌的基因頻率發(fā)生定向變化，B錯(cuò)誤；進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的變化，耐甲氧西林金黃色葡萄球菌這一超級細(xì)菌的形成伴隨著種群基因頻率的變化，意味著該種群一定發(fā)生了進(jìn)化，C正確；耐甲氧西林金黃色葡萄球菌種群中存在著抗新型抗生素的個(gè)體差異，施用新型抗生素(Ljrsocin E)不會(huì)使耐甲氧西林金黃色葡萄球菌種群滅絕，D錯(cuò)誤。
13．自然選擇有3種類型：①穩(wěn)定選擇，把種群中極端變異個(gè)體淘汰，保留中間類型；②分裂選擇，把種群中極端變異個(gè)體按照不同方向保留，淘汰中間個(gè)體；③單向選擇，在群體中保存趨于某一極端變異個(gè)體，淘汰另一極端變異個(gè)體。3種自然選擇類型建模如圖Ⅰ～Ⅲ，相關(guān)說法錯(cuò)誤的是(　　)
A．進(jìn)化過程中生存環(huán)境最穩(wěn)定的可能是Ⅰ
B．Ⅱ中的自然選擇是不定向的，可能形成兩個(gè)物種
C．三種自然選擇類型都會(huì)導(dǎo)致種群基因頻率發(fā)生改變
D．非洲鐮狀細(xì)胞貧血雜合個(gè)體對瘧疾的感染率比正常人低屬于單向選擇
解析：選B　Ⅰ屬于穩(wěn)定選擇，因此進(jìn)化過程中生存環(huán)境最穩(wěn)定的可能是Ⅰ，A正確；根據(jù)圖Ⅱ可知：自然選擇是定向的，B錯(cuò)誤；自然選擇可以使基因頻率發(fā)生定向改變，因此三種自然選擇類型都會(huì)導(dǎo)致種群基因頻率發(fā)生改變，C正確；根據(jù)題干“單向選擇，在群體中保存趨于某一極端變異個(gè)體，淘汰另一極端變異個(gè)體”可知：非洲鐮狀細(xì)胞貧血雜合個(gè)體對瘧疾的感染率比正常人低屬于單向選擇，D正確。
14．寄生在某種鳥的羽毛中的羽虱大量繁殖會(huì)造成羽毛失去光澤和尾羽殘缺不全，影響雄鳥的求偶繁殖。回答下列問題：
(1)若某種群中對羽虱具有抵抗力的個(gè)體AA和Aa分別占20%和40%，則a的基因頻率為________。
(2)請預(yù)測以后基因頻率的變化規(guī)律，將該變化在右面的坐標(biāo)圖中以曲線的形式表示出來(標(biāo)明基因，繪出大致趨勢)。
(3)研究者認(rèn)為雄鳥能否吸引雌鳥到它的領(lǐng)地筑巢，與雄鳥尾羽長短有關(guān)，為了驗(yàn)證這個(gè)觀點(diǎn)，選取若干只尾羽長度相似且生長狀況一致的雄鳥均分成A、B、C三組，做了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖所示。
①本實(shí)驗(yàn)的自變量是________________，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)如何操作以實(shí)現(xiàn)對自變量的控制？ ________________________________________________________________________。
②實(shí)驗(yàn)結(jié)論：_______________________________________________________________。
解析：(1)該種群中AA和Aa基因型的個(gè)體分別占20%和40%，則aa的基因型頻率為1－20%－40%＝40%，a的基因頻率為40%＋1/2×40%＝60%。(2)由于aa基因型的個(gè)體對羽虱沒有抵抗力，故aa基因型個(gè)體將減少，a的基因頻率將降低。繪圖時(shí)應(yīng)注意起點(diǎn)和趨勢。(3)由圖可知，雄鳥A的尾羽最短，雄鳥C的尾羽最長，雄鳥B的尾羽長度在A、C之間，所以是將A組鳥的尾羽剪下粘在C組鳥的尾羽上，B組鳥作為對照。實(shí)驗(yàn)結(jié)果是雌鳥筑巢數(shù)C＞B＞A，由此得出雄鳥的尾羽越長越易吸引雌鳥到它的領(lǐng)地筑巢。
答案：(1)60%
(2)如圖：
(3)①雄鳥尾羽的長度　將A組雄鳥的尾羽剪短，把剪下來的尾羽粘在C組雄鳥的尾羽上，B組雄鳥的尾羽不作任何處理　②尾羽長的雄鳥更能吸引雌鳥到它的領(lǐng)地筑巢
第4節(jié)　協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性的形成
學(xué)有目標(biāo)——課標(biāo)要求必明 記在平時(shí)——核心語句必背
1.舉例說明協(xié)同進(jìn)化。2.概述生物多樣性及其形成的過程。3.概述以自然選擇學(xué)說為核心的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的要點(diǎn)，認(rèn)同其在現(xiàn)有生物進(jìn)化理論中的主流和核心地位。4.通過了解現(xiàn)代生物進(jìn)化理論存在的爭論和疑點(diǎn)，認(rèn)同科學(xué)理論是不斷發(fā)展的。 1.生物多樣性包括遺傳多樣性(基因多樣性)、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。2.生物進(jìn)化的過程實(shí)際上是生物與生物、生物與無機(jī)環(huán)境協(xié)同進(jìn)化的過程。3.生物多樣性是協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果。
【主干知識梳理】
一、協(xié)同進(jìn)化
1．概念
2．實(shí)例
3．結(jié)果：通過漫長的協(xié)同進(jìn)化過程，地球上不僅出現(xiàn)了千姿百態(tài)的物種，豐富多彩的基因庫，而且形成了多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)。
二、生物多樣性的形成
1．生物多樣性的含義
2．生物多樣性的形成過程
三、生物進(jìn)化理論在發(fā)展
1．現(xiàn)代生物進(jìn)化理論對自然界的生命史作出了科學(xué)的解釋
(1)適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果。
(2)種群是生物進(jìn)化的基本單位。
(3)突變和基因重組提供進(jìn)化的原材料，自然選擇導(dǎo)致種群基因頻率的定向改變，進(jìn)而通過隔離形成新的物種。
(4)生物進(jìn)化的過程實(shí)際上是生物與生物、生物與無機(jī)環(huán)境協(xié)同進(jìn)化的過程。
(5)生物多樣性是協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果。
2．生物進(jìn)化理論的發(fā)展
(1)觀點(diǎn)1：大量的基因突變是中性的，決定生物進(jìn)化方向的是中性突變的逐漸積累，而不是自然選擇。
(2)觀點(diǎn)2：物種形成并不都是漸變的過程，而是物種長期穩(wěn)定與迅速形成新種交替出現(xiàn)的過程。
(3)影響廣泛的觀點(diǎn)：以自然選擇學(xué)說為核心的生物進(jìn)化理論。
【教材微點(diǎn)發(fā)掘】
據(jù)圖(教材第119頁圖612)回答相關(guān)問題：
(1)大自然中，獵物可通過快速奔跑來逃脫被捕食，而捕食者則通過更快速的奔跑來獲得捕食獵物的機(jī)會(huì)，獵物和捕食者的每一點(diǎn)進(jìn)步都會(huì)促進(jìn)對方發(fā)生改變，這種現(xiàn)象在生態(tài)學(xué)上稱為協(xié)同進(jìn)化。
(2)捕食者的存在促進(jìn)被捕食者種群發(fā)展的理由是捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的個(gè)體，客觀上起到了促進(jìn)種群發(fā)展的作用。
(3)根據(jù)生態(tài)學(xué)家斯坦利的“收割理論”，食性廣捕食者的存在有利于增加物種多樣性，在這個(gè)過程中，捕食者使物種多樣性增加的方式是捕食者往往捕食個(gè)體數(shù)量多的物種，為其他物種的形成騰出空間。
教材問題提示
(一)思考·討論(教材第122頁)
1．最早出現(xiàn)的生物是厭氧的單細(xì)胞生物，它們生活在原始海洋中。
2．植物先登陸，否則動(dòng)物登陸后就會(huì)餓死。
3．當(dāng)時(shí)陸地上還是一片荒蕪，生物都生活在海洋中。
4．恐龍是在中生代后期絕滅的。物種絕滅對生物多樣性的影響是復(fù)雜的。恐龍的絕滅有利于哺乳動(dòng)物的繁盛。
(二)旁欄思考(教材第124頁)
這是一道開放性問題，可結(jié)合所學(xué)的物理和化學(xué)知識各抒己見。(略)
新知探究(一)　協(xié)同進(jìn)化
【拓展·深化】
(一)協(xié)同進(jìn)化的實(shí)例
(1)某種蘭花具有細(xì)長的花矩某種蛾類具有細(xì)長的吸管似的口器。
(2)斑馬的奔跑速度加快獵豹的奔跑速度加快。
(3)生物影響環(huán)境、環(huán)境影響生物：地球最早是無氧環(huán)境→厭氧生物→光合生物出現(xiàn)→空氣中有了氧氣→出現(xiàn)好氧生物。
(二)對協(xié)同進(jìn)化的理解
(1)不同物種之間的影響既包括種間互助，也包括種間競爭。任何一個(gè)物種都不是單獨(dú)進(jìn)化的。
(2)無機(jī)環(huán)境的選擇作用可定向改變種群的基因頻率，導(dǎo)致生物朝著一定方向進(jìn)化；生物的進(jìn)化反過來又會(huì)影響無機(jī)環(huán)境。
(3)協(xié)同進(jìn)化是千姿百態(tài)的物種和多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)的形成原因。
[思考·討論]
(1)協(xié)同進(jìn)化只是生物之間共同進(jìn)化嗎？
提示：協(xié)同進(jìn)化包括生物之間以及生物與無機(jī)環(huán)境之間共同進(jìn)化和發(fā)展。
(2)物種之間的協(xié)同進(jìn)化都是通過物種之間的生存斗爭實(shí)現(xiàn)的嗎？
提示：不是。物種之間的協(xié)同進(jìn)化有通過種間互助實(shí)現(xiàn)的，如某種蘭花和專門給它傳粉的蛾；也有通過種間斗爭實(shí)現(xiàn)的，如獵豹和斑馬。
【典題·例析】
[例1]　不同物種之間、生物與無機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展，下列不屬于協(xié)同進(jìn)化實(shí)例的是(　　)
A．獵豹捕食斑馬
B．某種長有細(xì)長花矩的蘭花和生有細(xì)長口器專門為它傳粉的蛾
C．草原上狼的滅絕造成鹿的數(shù)量劇增
D．昆蟲的保護(hù)色越來越逼真，而它們天敵的視覺也越來越發(fā)達(dá)
[解析]　獵豹捕食斑馬是二者相互選擇的結(jié)果，屬于協(xié)同進(jìn)化，A不符合題意；某種長有細(xì)長花矩的蘭花和生有細(xì)長口器專門為它傳粉的蛾是通過長期的協(xié)同進(jìn)化形成的，B不符合題意；草原上狼的滅絕造成鹿的數(shù)量劇增不屬于協(xié)同進(jìn)化，在這種情況下鹿群由于缺乏捕食者的選擇作用，很可能會(huì)退化，C符合題意；昆蟲的保護(hù)色越來越逼真，能夠避免被天敵捕食，而它們的天敵視覺也越來越發(fā)達(dá)，以方便捕食昆蟲，這是雙方在相互選擇中協(xié)同進(jìn)化，D不符合題意。
[答案]　C
[例2]　安第斯山區(qū)有數(shù)十種蝙蝠以花蜜為食，其中長舌蝠的舌長為體長的1.5倍，只有長舌蝠能從長筒花狹長的花冠筒底部取食花蜜，且為該植物的唯一傳粉者。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．長筒花狹長的花冠筒是自然選擇的結(jié)果
B．不同舌長的蝙蝠個(gè)體之間出現(xiàn)存活率和繁殖率的差異
C．蝙蝠微小的長舌變異經(jīng)過長期自然選擇積累為顯著變異
D．上述實(shí)例說明自然選擇是進(jìn)化的唯一因素
[解析]　長筒花狹長的花冠筒是自然選擇的結(jié)果，A正確；不同舌長的蝙蝠個(gè)體之間出現(xiàn)存活率和繁殖率的差異，B正確；蝙蝠微小的長舌變異經(jīng)過長期自然選擇積累為顯著變異，C正確；上述實(shí)例說明自然選擇是進(jìn)化的主要因素，D錯(cuò)誤。
[答案]　D
易錯(cuò)提醒—————————————————————————————————
有關(guān)協(xié)同進(jìn)化的兩個(gè)注意點(diǎn)
(1)生物與生物之間的協(xié)同進(jìn)化，僅發(fā)生在不同物種之間，同種生物不存在協(xié)同進(jìn)化。
(2)生物與無機(jī)環(huán)境間的協(xié)同進(jìn)化，表現(xiàn)在生物能夠適應(yīng)一定的環(huán)境，也能影響環(huán)境。
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【應(yīng)用·體驗(yàn)】
1．下列選項(xiàng)不支持協(xié)同進(jìn)化觀點(diǎn)的是(　　)
A．昆蟲和體內(nèi)共生菌的關(guān)系
B．有長著細(xì)長花距的蘭花，就必有同樣長著細(xì)長吸

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