資源簡介

第7單元　生物的變異與進化
第3課　生物的進化
[復(fù)習(xí)目標]　1.通過搜集生物進化理論發(fā)展的資料，探討生物進化觀點對人們思想觀念的影響。(生命觀念)　2.用科學(xué)方法討論自然選擇使種群基因頻率發(fā)生變化。(科學(xué)思維)　3.探討耐藥菌的出現(xiàn)與抗生素濫用的關(guān)系。(科學(xué)探究)　
考點一　生物有共同祖先的證據(jù)、自然選擇與適應(yīng)的形成
1．達爾文的生物進化論的主要組成
(1)共同由來學(xué)說
指出地球上所有的生物都是由原始的共同祖先進化來的。
(2)自然選擇學(xué)說
揭示了生物進化的機制，解釋了適應(yīng)的形成和物種形成的原因。
2．生物有共同祖先的證據(jù)
(1)地層中陳列的證據(jù)——化石
(2)當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據(jù)
①比較解剖學(xué)證據(jù)；
②胚胎學(xué)證據(jù)；
③細胞和分子水平的證據(jù)。
[教材深挖]
(必修2 P102圖6－3及思考·討論，節(jié)選)蝙蝠的翼、鯨的鰭、貓的前肢、人的上肢骨骼組成及其排列順序都是一致的，但它們的外形及功能差別很大，其原因是這些生物具有共同的原始祖先，由于它們生活的環(huán)境不同，為適應(yīng)不同的生活環(huán)境，這些器官在進化過程中，逐漸出現(xiàn)了形態(tài)和功能上的不同。
3．適應(yīng)的普遍性和相對性
4．適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果
(1)拉馬克的進化學(xué)說
①主要觀點
②意義：歷史上第一個比較完整的進化學(xué)說；徹底否定了物種不變論，奠定了科學(xué)生物進化論的基礎(chǔ)。
(2)達爾文的自然選擇學(xué)說
[教材深挖]
(必修2 P108思考·討論，節(jié)選)達爾文觀點解釋長頸鹿脖子長的原因是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。
[易錯辨析]
1．親緣關(guān)系越近的生物細胞代謝方面的共同特征就越多。(√)
2．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。(√)
3．適應(yīng)相對性的根本原因是遺傳的穩(wěn)定性與環(huán)境不斷變化之間的矛盾。(√)
4．拉馬克認為生物的種類從古至今是一樣的。(×)
5．環(huán)境的定向選擇是適應(yīng)形成的唯一條件。(×)
命題點1　圍繞生物進化的證據(jù)考查生命觀念及科學(xué)思維
1．(2022·菏澤月考)關(guān)于生物的進化，只能運用證據(jù)和邏輯來推測。以下有關(guān)生物進化證據(jù)和結(jié)論的說法錯誤的是(　　)
A．通過化石可以了解已經(jīng)滅絕的生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)特點，推測其行為特點
B．人和魚的胚胎發(fā)育都經(jīng)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(xué)發(fā)現(xiàn)，不同種類的哺乳動物的前肢在形態(tài)上差別很大，說明這些哺乳動物不是由共同祖先進化來的
D．化石證據(jù)可作為生物進化的直接證據(jù)
解析：選C。比較解剖學(xué)發(fā)現(xiàn)，不同種類的哺乳動物的前肢在形態(tài)上差別很大，但有的結(jié)構(gòu)和功能相似，這說明這些哺乳動物是由共同祖先進化而來的。
2．(2022·江西南昌市月考)生物學(xué)家提出了“線粒體是起源于好氧細菌”的假說。該假說認為，在進化過程中原始真核細胞吞噬了某種好氧細菌形成共生關(guān)系，最終被吞噬的好氧細菌演化成線粒體。下列多個事實中無法支持該假說的是(　　)
A．哺乳動物細胞的核DNA由雌雄雙親提供，而線粒體DNA則主要來自雌性親本
B．線粒體外膜的成分與真核細胞的細胞膜相似，而內(nèi)膜則同現(xiàn)存細菌的細胞膜相似
C．真核細胞的核DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合形成染色體，而線粒體DNA裸露且主要呈環(huán)狀
D．真核細胞中有功能不同的多種細胞器，而線粒體中僅存在與細菌中類似的核糖體
解析：選A。哺乳動物細胞的核DNA由雌雄雙親提供，而線粒體DNA則主要來自雌性親本，這與題干假說無關(guān)，A不支持題干假說；線粒體外膜的成分與真核細胞的細胞膜相似，而內(nèi)膜則同現(xiàn)存細菌的細胞膜相似，B支持題干假說；真核細胞的核DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合形成染色體，而線粒體DNA裸露且主要呈環(huán)狀，與細菌擬核DNA相同，C支持題干假說；真核細胞中有功能不同的多種細胞器，而線粒體中僅存在與細菌中類似的核糖體，D支持題干假說。
命題點2　圍繞適應(yīng)與自然選擇學(xué)說考查生命觀念及科學(xué)思維
3．用達爾文進化學(xué)說的觀點來判斷，下列敘述正確的是(　　)
A．在長期有毒農(nóng)藥的誘導(dǎo)下，農(nóng)田害蟲產(chǎn)生了抗藥性
B．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
C．北極熊生活在冰天雪地的環(huán)境里，它們定向產(chǎn)生了適應(yīng)白色環(huán)境的變異
D．野兔保護性的體色和鷹銳利的目光，是它們長期互相選擇的結(jié)果
解析：選D。農(nóng)田害蟲本身存在著或強或弱抗藥性的變異，在有毒農(nóng)藥長期的自然選擇作用下，農(nóng)田害蟲抗藥性得到積累加強；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，這是拉馬克用進廢退、獲得性遺傳觀點的體現(xiàn)；變異是不定向的，環(huán)境對變異起選擇作用，北極熊的體色是與環(huán)境一致的白色，是長期自然選擇的結(jié)果；野兔的保護色和鷹銳利的目光，是它們長期互相選擇的結(jié)果。
4．(2021·河北卷)雄性縫蠅的求偶方式有：①向雌蠅提供食物；②用絲縷簡單纏繞食物后送給雌蠅；③把食物裹成絲球送給雌蠅；④僅送一個空絲球給雌蠅。以上四種方式都能求偶成功。下列敘述錯誤的是(　　)
A．求偶時提供食物給雌蠅有利于其繁殖，是一種適應(yīng)性行為
B．④是一種儀式化行為，對縫蠅繁殖失去進化意義
C．③是雌蠅對雄蠅長期選擇的結(jié)果
D．④可能由③進化而來
解析：選B。求偶時提供食物給雌蠅，一方面為了獲得交配機會，另一方面也有利于雌性獲得更多營養(yǎng)物質(zhì)繁殖后代，這是一種長期形成的適應(yīng)性行為，A正確；根據(jù)題意，四種方式都能求偶成功，④雖然是一種儀式化行為，但對縫蠅繁殖也具有進化意義，B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(jié)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。
考點二　現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容
1．種群是生物進化的基本單位
2．種群基因頻率的變化
(1)
(2)可遺傳變異提供了生物進化的原材料的原因
①
②可遺傳變異的結(jié)果：只提供了生物進化的原材料，不能決定生物進化的方向。
[教材深挖]
　(必修2 P112知識鏈接)染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)的變異都能引起種群基因頻率的變化嗎？為什么？
提示：都能。染色體數(shù)目變異必然引起染色體上基因數(shù)目的變化，進而引起種群基因頻率的變化，染色體結(jié)構(gòu)的變異也會引起種群基因頻率的變化。
3．自然選擇對種群基因頻率變化的影響
4．隔離在物種形成中的作用
(1)物種的概念：能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物。
(2)隔離
(3)新物種的形成過程
[教材深挖]
(必修2 P117思考·討論)分析地雀的形成過程，說明物種形成需要的環(huán)節(jié)有突變和基因重組、自然選擇、隔離，如何判斷兩個種群是否屬于同一物種？判斷兩個種群是否屬于同一物種的標準是看它們之間是否存在生殖隔離，若存在生殖隔離，則一定是兩個物種。
5．協(xié)同進化
6．生物多樣性的形成
(1)內(nèi)容：遺傳多樣性(基因多樣性)、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性。
(2)形成原因：生物的進化。
(3)研究生物進化歷程的主要依據(jù)：化石。
(4)生物多樣性三個層次間的關(guān)系
7．生物進化理論在發(fā)展
[易錯辨析]
1．生物進化的實質(zhì)是種群基因型頻率的改變。(×)
2．生物進化一定會形成新物種。(×)
3．變異的有利和有害是相對的，是由遺傳變異決定的。(×)
4．不同種群間的個體不能進行基因交流，說明種群間存在生殖隔離。(×)
5．生態(tài)系統(tǒng)第三極——生產(chǎn)者的出現(xiàn)，使生態(tài)系統(tǒng)具有更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。(×)
1．物種形成的三大模式的模型構(gòu)建
2．生物進化與新物種形成的判斷方法
(1)從形成標志方面分析
①如果生物之間出現(xiàn)了生殖隔離，則說明形成了新物種。
②如果只是種群基因頻率改變，則只能說明生物一定發(fā)生了進化。
(2)從二者聯(lián)系方面分析
①只有不同種群的基因庫產(chǎn)生了明顯差異，出現(xiàn)生殖隔離后才能形成新物種。
②生物進化不一定產(chǎn)生新物種，新物種產(chǎn)生一定發(fā)生了生物進化。
命題點1　圍繞生物進化與物種形成考查生命觀念及科學(xué)思維
1．(2022·浙江1月選考)峽谷和高山的阻隔都可能導(dǎo)致新物種形成。兩個種群的羚松鼠分別生活在某大峽谷的兩側(cè)，它們的共同祖先生活在大峽谷形成之前；某高山兩側(cè)間存在有限的“通道”，陸地蝸牛和很多不能飛行的昆蟲可能會在“通道”處形成新物種。下列分析不合理的是(　　)
A．大峽谷分隔形成的兩個羚松鼠種群間難以進行基因交流
B．能輕易飛越大峽谷的鳥類物種一般不會在大峽谷兩側(cè)形成為兩個物種
C．高山兩側(cè)的陸地蝸牛利用“通道”進行充分的基因交流
D．某些不能飛行的昆蟲在“通道”處形成的新物種與原物種存在生殖隔離
解析：選C。大峽谷分隔形成的地理隔離，使兩個羚松鼠種群間難以進行基因交流，A合理；能輕易飛越大峽谷的鳥類物種能進行基因交流，一般不會在大峽谷兩側(cè)形成為兩個物種，B合理；由題意可知，某高山兩側(cè)間存在“通道”是有限的，陸地蝸牛利用“通道”不能進行充分的基因交流，C不合理；不同物種之間存在生殖隔離，在“通道”處形成的新物種與原物種存在生殖隔離，D合理。
2．(2022·濰坊模擬)某山地的蝸牛被突然隆起的山丘分隔成兩個種群，若干年后，兩個種群發(fā)生了明顯的進化，而后山丘障礙消失，進化過程如圖所示。下列相關(guān)說法正確的是(　　)
A．b1和c1間出現(xiàn)了地理隔離，二者之間也一定出現(xiàn)了生殖隔離
B．c1到c2的過程中種群的基因頻率一定發(fā)生了改變
C．d1和d2形態(tài)差別較大，所以二者之間一定出現(xiàn)了生殖隔離
D．生物圈中物種的形成都必須經(jīng)歷這種長期的地理隔離
解析：選B。山丘的形成將蝸牛分成了兩個種群，使b1和c1之間出現(xiàn)了地理隔離，但不一定形成生殖隔離，A錯誤；c1到c2的過程中種群發(fā)生了進化，進化的實質(zhì)就是種群基因頻率發(fā)生改變，B正確；生殖隔離出現(xiàn)的標準是兩種生物之間無法交配或交配后不能產(chǎn)生可育的后代，而形態(tài)差別大的生物之間不一定出現(xiàn)了生殖隔離，C錯誤；不經(jīng)過地理隔離也可以形成新物種，如四倍體西瓜，D錯誤。
命題點2　圍繞協(xié)同進化與生物多樣性的形成考查生命觀念
3．(2022·青島模擬)獅子魚多棲息于溫帶靠海岸的巖礁或珊瑚礁內(nèi)，但在馬里亞納海溝7000米以下的深海環(huán)境中生存著一個通體透明的新物種——超深淵獅子魚。該環(huán)境具有高壓、終年無光等特殊極端條件。研究發(fā)現(xiàn)，該超深淵獅子魚基因組中與色素、視覺相關(guān)的基因發(fā)生了大量丟失，這些遺傳變異共同造成了這一物種的奇特表型和對超深淵極端環(huán)境的適應(yīng)能力。下列說法正確的是(　　)
A．超深淵獅子魚與溫帶靠海岸分布的獅子魚一定不能交配成功
B．在深海環(huán)境中，超深淵獅子魚個體間在斗爭過程中相互選擇，協(xié)同進化
C．在海底漆黑環(huán)境的誘導(dǎo)下，超深淵獅子魚的眼睛應(yīng)已退化
D．因自然選擇，超深淵獅子魚種群與溫帶靠海岸獅子魚種群的基因庫不同
解析：選D。由題干信息可知，超深淵獅子魚是一個新物種，故超深淵獅子魚與溫帶靠海岸分布的獅子魚存在生殖隔離，有可能交配成功，但不能產(chǎn)生可育后代，A錯誤；協(xié)同進化發(fā)生在不同物種之間、生物與環(huán)境之間，超深淵獅子魚個體間的生存斗爭不屬于協(xié)同進化，B錯誤；海底漆黑的環(huán)境只對超深淵獅子魚起選擇作用，C錯誤；因自然選擇，基因頻率會發(fā)生改變，故超深淵獅子魚種群與溫帶靠海岸獅子魚種群的基因庫不同，D正確。
4．(2022·天河區(qū)三模)金鯧魚肉細嫩、鮮美，是重要海產(chǎn)經(jīng)濟魚類，已在華南沿海大范圍人工養(yǎng)殖。為獲得更大收益，養(yǎng)殖戶不斷篩選生長更快的品種，但因苗種來源范圍小、近親繁殖普遍，種質(zhì)退化現(xiàn)象較嚴重，使人工養(yǎng)殖種群的遺傳多樣性低于野生種群。下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　)
A．近親繁殖會使隱性致病基因純合的個體增加
B．生長更快的金鯧魚養(yǎng)殖品種，是人工選擇的結(jié)果
C．經(jīng)人工選擇，人工養(yǎng)殖種群的基因庫和野生種群相比已經(jīng)不同
D．如果人工養(yǎng)殖種群個體持續(xù)大量地逃逸到野外，會增加野生種群的遺傳多樣性
解析：選D。近親繁殖能夠使純合基因型的頻率迅速增加，A正確；為獲得更大收益，養(yǎng)殖戶不斷篩選生長更快的品種，是為了培養(yǎng)適合人類需要的生物品種，屬于人工選擇，B正確；人工養(yǎng)殖種群的遺傳多樣性低于野生種群，說明兩個種群的基因庫不同，C正確；遺傳多樣性的本質(zhì)是遺傳變異，人工種群大量逃逸到野外，不會使野生種群發(fā)生遺傳變異，故其遺傳多樣性不會改變，D錯誤。
考點三　基因頻率相關(guān)計算的題型突破
題型1　常染色體上基因頻率的計算
(1)已知各種基因型的個體數(shù)，計算基因頻率
某基因頻率＝×100%
PA＝×100%
Pa＝×100%
(A、a為基因，AA、Aa、aa為三種基因型個體數(shù))
(2)已知基因型頻率計算基因頻率
設(shè)有N個個體的種群，AA、Aa、aa的個體數(shù)分別為n1、n2、n3，A、a的基因頻率分別用PA、Pa表示，AA、Aa、aa的基因型頻率分別用PAA、PAa、Paa表示，則：
PA＝＝＝PAA＋PAa
Pa＝＝＝Paa＋PAa
由以上公式可以得出下列結(jié)論：
某等位基因的頻率＝該等位基因純合子的頻率＋雜合子的頻率。
[對點突破]
1．(2021·廣東卷)兔的脂肪白色(F)對淡黃色(f)為顯性，由常染色體上一對等位基因控制。某兔群由500只純合白色脂肪兔和1500只淡黃色脂肪兔組成，F(xiàn)、f的基因頻率分別是(　　)
A．15%、85%　　　 B．25%、75%
C．35%、65% D．45%、55%
解析：選B。由題意可知，該兔種群由500只純合白色脂肪兔(FF)和1500只淡黃色脂肪兔(ff)組成，故F的基因頻率＝F/(F＋f)＝(500×2)/(2000×2)＝25%，f的基因頻率＝1－25%＝75%，B正確。
2．蝸牛的有條紋(A)對無條紋(a)為顯性。在一個地區(qū)的蝸牛種群內(nèi)，有條紋(AA)個體占55%，無條紋個體占15%，若蝸牛間進行自由交配得到F1，則F1中A基因的頻率和Aa基因型的頻率分別為(　　)
A．30%，21% B．30%，42%
C．70%，21% D．70%，42%
解析：選D。根據(jù)題意可知，Aa個體占30%，蝸牛間進行自由交配時，產(chǎn)生A配子的基因頻率＝55%＋30%×1/2＝70%，a配子的基因頻率＝15%＋30%×1/2＝30%，自由交配得到F1各基因型的頻率比例為AA∶Aa∶aa＝49%∶42%∶9%，統(tǒng)計得到A基因的頻率為49%＋42%×1/2＝70%，D正確。
題型2　性染色體上基因頻率的計算
(1)計算公式(p為XA的基因頻率，q為Xa的基因頻率)
p＝×100%；
q＝×100%。
(2)例析說明
遺傳平衡時位于X染色體上的基因的基因頻率與基因型頻率的關(guān)系(以紅綠色盲為例)
①紅綠色盲基因(Xb)的基因頻率在男性和女性中相同，但男性與女性的發(fā)病率不同。
②人群中男性的紅綠色盲發(fā)病率即為該群體Xb的基因頻率。
③若紅綠色盲基因Xb的基因頻率為10%，則
男性中
女性中
說明：若男性和女性數(shù)量相等，則女性攜帶者XBXb在女性中的比例和人群中的比例分別為18%和9%。
[對點突破]
3．某生物興趣小組抽樣調(diào)查的500人中，各種基因型和人數(shù)情況如表所示，則這500人中，Xb的基因頻率為(　　)
基因型 XBXB XBXb XbXb XBY XbY
人數(shù) 278 14 8 170 30
A．5.2% B．6%
C．7.5% D．20%
解析：選C。b基因的總數(shù)＝14＋8×2＋30＝60，(B＋b)基因的總數(shù)＝(278＋14＋8)×2＋170＋30＝800。根據(jù)種群中某基因頻率＝種群中該基因總數(shù)/種群中該對等位基因總數(shù)×100%，得出Xb的基因頻率＝×100%＝×100%＝7.5%，C正確。
4．某自然人群中，紅綠色盲致病基因a的基因頻率為p，則有關(guān)分析正確的是(　　)
①男性和女性中，a基因的基因頻率均為p
②人群中，色盲男性占p/2，色盲女性占p2/2
③男性中a基因的頻率＞p，女性中a基因的頻率＜p　④男性中色盲患者占p/2，女性中色盲患者占p2/2
A．①② B．③④
C．①④ D．②③
解析：選A。紅綠色盲致病基因a的基因頻率為p，在男性和女性中，a基因的基因頻率均為p，①正確，③錯誤；色盲基因僅位于X染色體上，男性含有色盲基因即患色盲，男性中色盲患者占p，人群中，男女個體數(shù)理論上各占1/2，色盲男性占p/2，女性兩條X染色體上均出現(xiàn)色盲基因才患色盲，女性中色盲患者占p2，人群中色盲女性占p2/2，②正確，④錯誤。
題型3　利用遺傳平衡定律求基因頻率和基因型頻率
(1)前提條件
種群非常大；所有雌雄個體之間自由交配；沒有遷入和遷出；沒有自然選擇；沒有基因突變。
(2)計算公式
①當?shù)任换蛑挥袃蓚€(A、a)時，設(shè)p表示A的基因頻率，q表示a的基因頻率，則：AA的基因型頻率＝p2；Aa的基因型頻率＝2pq；aa的基因型頻率＝q2。
②逆推計算：已知隱性純合子的概率，求種群的基因頻率和基因型頻率。
[對點突破]
5．一個隨機交配的足夠大的種群中，某一相對性狀中顯性性狀表型的頻率是0.36，則(　　)
A．該種群繁殖一代后雜合子Aa的基因型頻率是0.32
B．顯性基因的基因頻率大于隱性基因的基因頻率
C．若該種群基因庫中的基因頻率發(fā)生變化，就一定會形成新物種
D．若該種群中A的基因頻率為0.4，A所控制性狀的個體在種群中占40%
解析：選A。根據(jù)題意可知，隱性個體aa的基因型頻率為0.64，則a的基因頻率為0.8，A的基因頻率為0.2，該種群繁殖一代后雜合子Aa的基因型頻率是2×0.2×0.8＝0.32，A項正確，B項錯誤；種群的基因頻率發(fā)生變化說明生物發(fā)生了進化，但不一定會形成新物種，C項錯誤；若A的基因頻率變?yōu)?.4，則a的基因頻率為0.6，A所控制性狀的個體(AA、Aa)在種群中所占的比例為0.42＋2×0.4×0.6＝0.64，即64%，D項錯誤。
6．(2022·太原質(zhì)檢)某常染色體隱性遺傳病在人群中的發(fā)病率為1%，色盲在男性中的發(fā)病率為7%。現(xiàn)有一對表現(xiàn)正常的夫婦，妻子為該常染色體遺傳病致病基因和色盲致病基因攜帶者。那么，他們所生小孩同時患上述兩種遺傳病的概率是(　　)
A．1/88 B．1/22
C．7/2200 D．3/800
解析：選A。某常染色體隱性遺傳病(設(shè)其由A、a控制)的發(fā)病率為1%，根據(jù)遺傳平衡定律，可以算出該隱性致病基因a的頻率＝＝10%，基因A的頻率＝1－10%＝90%；那么人群中AA、Aa、aa個體的基因型頻率依次是90%×90%＝81%、2×90%×10%＝18%、10%×10%＝1%，則該對夫婦中丈夫的基因型是AA或者Aa，概率分別是0.81/(0.81＋0.18)、0.18/(0.81＋0.18)，妻子的基因型為Aa。所以，這對夫婦所生的孩子中患該常染色體隱性遺傳病的概率是1/4×[0.18/(0.81＋0.18)]＝1/22。控制色盲的基因用B、b表示，妻子的基因型是XBXb，丈夫的基因型是XBY，他們生出患色盲孩子的概率是1/4。綜上分析可知，他們所生的孩子中同時患以上兩種遺傳病的概率是1/4×1/22＝1/88。
考點四　(實驗)自然選擇對種群基因頻率變化的影響
探究抗生素對細菌的選擇作用
1．自然選擇對種群基因頻率變化的影響
(1)提出問題
樺尺蛾種群中s基因(決定淺色性狀)的頻率為什么越來越低呢？
(2)作出假說
黑褐色的生活環(huán)境不利于淺色樺尺蛾的生存，卻對黑色樺尺蛾有利，因此環(huán)境的選擇作用使該種群中s基因的頻率越來越低，即自然選擇可以使種群的基因頻率發(fā)生定向改變。
(3)創(chuàng)設(shè)數(shù)字化問題情境
1870年，樺尺蛾種群的基因型頻率為SS 10%，Ss 20%，ss 70%。在樹干變黑這一環(huán)境條件下，假如樹干變黑不利于淺色樺尺蛾的生存，使得種群中淺色個體每年減少10%，黑色個體每年增加10%。第2～10年間，該種群每年的基因型頻率各是多少？每年的基因頻率是多少？
提示：不同年份該種群的個體總數(shù)可能有所變化。
(4)根據(jù)基因型頻率計算每年基因頻率，將結(jié)果寫在下表中。
計算項目 第1年 第2年 第3年
基因型頻率 個數(shù) 占比 存活個數(shù) 占比 存活個數(shù) 占比
SS 10 10% 11 11.5% 12 13%
Ss 20 20% 22 22.9% 24 26%
ss 70 70% 63 65.6% 57 61%
基因頻率 S 20% 23% 26%
s 80% 77% 74%
(5)實驗結(jié)論
結(jié)論：自然選擇會使種群基因頻率發(fā)生定向改變。
2．探究抗生素對細菌的選擇作用
(1)實驗原理　
一般情況下，一定濃度的抗生素會殺死細菌，但變異的細菌可能產(chǎn)生耐藥性。在實驗室連續(xù)培養(yǎng)細菌時，如果向培養(yǎng)基中添加抗生素，耐藥菌有可能存活下來。
(2)實驗步驟
步驟1 分組、編號、做標記 用記號筆在培養(yǎng)皿的底部畫兩條相互垂直的直線，將培養(yǎng)皿分為4個區(qū)域，分別標記為①～④
步驟2 接種 取少量細菌的培養(yǎng)液，用無菌的涂布器(或無菌棉簽)均勻地涂抹在培養(yǎng)基平板上
步驟3 自變量控制 用無菌的鑷子先夾取1張不含抗生素的紙片放在①號區(qū)域的中央，再分別夾取1張抗生素紙片放在②～④號區(qū)域的中央，蓋上皿蓋
步驟4 培養(yǎng) 將培養(yǎng)皿倒置于37 ℃的恒溫箱中培養(yǎng)12～16 h
步驟5 因變量觀測 觀察培養(yǎng)基上紙片附近是否出現(xiàn)抑菌圈，并測量、記錄抑菌圈的直徑，并取平均值
步驟6 重復(fù)實驗 從抑菌圈邊緣的菌落上挑出細菌，接種到已滅菌的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，重復(fù)步驟2～5。如此重復(fù)幾代，記錄每一代培養(yǎng)物抑菌圈的直徑
(3)實驗結(jié)果
與區(qū)域①相比，區(qū)域②③④紙片周圍會出現(xiàn)抑菌圈；②③④區(qū)域抑菌圈的平均直徑逐代越來越小。
(4)實驗結(jié)論
①細菌耐藥性的出現(xiàn)是發(fā)生了可遺傳的變異；②抗生素的選擇作用導(dǎo)致了耐藥菌比例的逐漸升高。
命題點1　自然選擇對種群基因頻率變化影響的實驗分析
1．(2022·普寧市模擬)樺尺蛾的黑色(A)對淺色(a)是顯性。1870年，某一區(qū)域的樺尺蛾以淺色為主，淺色占70%，雜合子占所有個體的20%。由于工業(yè)污染，該區(qū)域的樺尺蛾每年淺色個體減少10%，黑色個體增加10%。30年后該區(qū)域的樺尺蛾個體以黑色為主，幾乎看不到淺色個體，以下敘述錯誤的是(　　)
A．該區(qū)域的樺尺蛾個體間存在體色的差異，體現(xiàn)的是基因多樣性
B．30年期間樺尺蛾種群基因頻率改變，但不一定形成了新物種
C．1871年該區(qū)域的樺尺蛾群體中，隱性基因(a)的基因頻率為77%
D．體現(xiàn)出自然選擇可以使基因發(fā)生定向突變從而使基因頻率發(fā)生定向改變
解析：選D。樺尺蛾的黑色、淺色是由基因控制的，該區(qū)域的樺尺蛾個體間存在體色的差異，體現(xiàn)的是遺傳(基因)多樣性，A正確；30年之間，種群基因頻率發(fā)生變化，說明生物發(fā)生了進化，但不一定產(chǎn)生生殖隔離，因此不一定形成新物種，B正確；由題意知，1870年，該種群中AA＝10%，Aa＝20%，aa＝70%，1871年，AA的基因型頻率是AA＝10%(1＋10%)＝11%，aa的基因型頻率是70%(1－10%)＝63%，Aa的基因型頻率是Aa＝20%(1＋10%)＝22%，因此該種群中AA的比例是11/96、Aa是22/96、aa是63/96，所以1871年a的基因頻率是63/96＋22/96÷2＝74/96≈77%，C正確；基因突變是不定向的，自然選擇通過對不同表型的個體進行選擇從而定向改變種群的基因頻率，D錯誤。
2．(2022·廣東卷)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同時存在時，個體產(chǎn)HCN，能抵御草食動物的采食。如圖為某地不同區(qū)域白車軸草種群中有毒個體比例，下列分析錯誤的是(　　)
A．草食動物是白車軸草種群進化的選擇壓力
B．城市化進程會影響白車軸草種群的進化
C．與鄉(xiāng)村相比，市中心種群中h的基因頻率更高
D．基因重組會影響種群中H、D的基因頻率
解析：選D。分析題意可知，草食動物能采食白車軸草，故草食動物是白車軸草種群進化的選擇壓力，A正確；分析題中曲線可知，從市中心到市郊到鄉(xiāng)村，白車軸草種群中產(chǎn)HCN個體比例增加，說明城市化進程會影響白車軸草的進化，B正確；與鄉(xiāng)村相比，市中心種群中產(chǎn)HCN個體比例小，即基因型為D_H_的個體所占比例小，d、h基因頻率高，C正確；基因重組是控制不同性狀的基因的重新組合，基因重組不會影響種群基因頻率，D錯誤。
命題點2　抗生素對細菌的選擇作用的實驗探究
3．(2021·湖北卷)自青霉素被發(fā)現(xiàn)以來，抗生素對疾病治療起了重要作用。目前抗生素的不合理使用已經(jīng)引起人們的關(guān)注。下列關(guān)于抗生素使用的敘述，正確的是(　　)
A．作用機制不同的抗生素同時使用，可提高對疾病的治療效果
B．青霉素能直接殺死細菌，從而達到治療疾病的目的
C．畜牧業(yè)中為了防止牲畜生病可大量使用抗生素
D．定期服用抗生素可預(yù)防病菌引起的腸道疾病
解析：選A。抗生素的作用機理有多個方面，作用機制不同的抗生素同時使用，可從不同方面對病原體進行防治，故可提高對疾病的治療效果，A正確；青霉素殺死細菌可能是通過抑制細菌細胞壁的合成或增強細菌細胞膜通透性等途徑實現(xiàn)的，不是直接殺死細菌，B錯誤；抗生素大量使用會導(dǎo)致耐藥菌等的出現(xiàn)，不利于牲畜疾病的防控，C錯誤；定期服用抗生素會導(dǎo)致耐藥菌等的出現(xiàn)，不能用于預(yù)防病菌引起的腸道疾病，D錯誤。
4．細菌對各種抗生素的藥敏程度實驗方法如下：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。
(1)衡量本實驗結(jié)果的指標是________________。
(2)上述圖中最有效的是________培養(yǎng)皿中的抗生素。
(3)用上述最有效的抗生素對細菌進行處理，并測定細菌數(shù)量變化，如圖所示：
①向培養(yǎng)基中加抗生素的時刻為____點。
②細菌種群的進化是定向的，而變異是____________，細菌的抗藥性產(chǎn)生于環(huán)境變化之________(填“前”“中”或“后”)，抗生素對細菌變異的作用不是“誘導(dǎo)”而是____________。
③盡管有抗藥性基因存在，但使用抗生素仍然能治療由細菌引起的感染，原因在于細菌種群中__________________________。
解析：(1)抗生素如果抑制細菌生長，在濾紙片周圍就會出現(xiàn)抑菌圈，抑菌圈越大就說明抗生素殺菌能力越強，故衡量本實驗結(jié)果的指標是抑菌圈的大小。(2)因抑菌圈越大抗生素殺菌能力越強，所以最有效的是B培養(yǎng)皿中的抗生素。(3)①據(jù)曲線圖分析，AB段沒有抗生素，細菌繁殖加快，B點加入抗生素，殺死細菌，細菌數(shù)量快速減少；②細菌種群的進化是定向的，而變異是不定向的，細菌的抗藥性個體在使用抗生素之前就已經(jīng)存在，抗生素對細菌種群起到選擇的作用，具有抗藥性的個體生存下來，無抗藥性的個體被殺死；③在細菌種群中，含有抗藥性基因的個體是變異個體，只占極少數(shù)，使用抗生素殺死了大部分無抗藥性的個體，故仍然能治療由細菌引起的感染。
答案：(1)抑菌圈的大小　(2)B　(3)①B　②不定向的　前　選擇　③有抗藥性基因的個體占極少數(shù)
[真題演練]
1．(2022·湖南卷)稻蝗屬的三個近緣物種①日本稻蝗、②中華稻蝗臺灣亞種和③小翅稻蝗中，①與②、①與③的分布區(qū)域有重疊，②與③的分布區(qū)域不重疊。為探究它們之間的生殖隔離機制，進行了種間交配實驗，結(jié)果如表所示。下列敘述錯誤的是(　　)
交配(♀×♂) 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(jié)果表明近緣物種之間也可進行交配
B．生殖隔離與物種的分布區(qū)域是否重疊無關(guān)
C．隔離是物種形成的必要條件
D．②和③之間可進行基因交流
解析：選D。由表格中交配率的結(jié)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(qū)域有重疊，②與③的分布區(qū)域不重疊，但從交配率和精子傳送率來看，說明生殖隔離與物種的分布區(qū)域是否重疊無關(guān)，B正確；隔離包括地理隔離和生殖隔離，隔離是物種形成的必要條件，C正確；②和③的分布區(qū)域不重疊，故存在地理隔離，兩者屬于兩個近緣物種，表中②×③交配精子傳送率100%，即使交配成功，由于是不同物種，存在生殖隔離，也不能進行基因交流，D錯誤。
2．(2022·浙江6月選考)由歐洲傳入北美的耬斗菜已進化出數(shù)十個物種。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。下列敘述錯誤的是(　　)
A．甲、乙兩種耬斗菜的全部基因構(gòu)成了一個基因庫
B．生長環(huán)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(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。同一物種的全部基因構(gòu)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(huán)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(dǎo)致物種朝不同的方向進化，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．(2021·湖南卷)金魚系野生鯽魚經(jīng)長期人工選育而成，是中國古代勞動人民智慧的結(jié)晶。現(xiàn)有形態(tài)多樣、品種繁多的金魚品系。自然狀態(tài)下，金魚能與野生鯽魚雜交產(chǎn)生可育后代。下列敘述錯誤的是(　　)
A．金魚與野生鯽魚屬于同一物種
B．人工選擇使鯽魚發(fā)生變異，產(chǎn)生多種形態(tài)
C．鯽魚進化成金魚的過程中，有基因頻率的改變
D．人類的喜好影響了金魚的進化方向
解析：選B。由題干中信息“自然狀態(tài)下，金魚能與野生鯽魚雜交產(chǎn)生可育后代”可知，金魚與野生鯽魚屬于同一物種，A正確；人工選擇可以積累人類喜好的變異，淘汰人類不喜好的變異，只對金魚的變異類型起選擇作用，不能使金魚發(fā)生變異，B錯誤；種群進化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變，因此，鯽魚進化成金魚的過程中，存在基因頻率的改變，C正確；人類的喜好可以通過人工選擇來實現(xiàn)，使人類喜好的性狀得以保留，因此，人工選擇可以決定金魚的進化方向，D正確。
4．(2021·海南卷)某地區(qū)少數(shù)人的一種免疫細胞的表面受體CCR5的編碼基因發(fā)生突變，導(dǎo)致受體CCR5結(jié)構(gòu)改變，使得HIV-1病毒入侵該免疫細胞的概率下降。隨時間推移，該突變基因頻率逐漸增加。下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　)
A．該突變基因豐富了人類種群的基因庫
B．該突變基因的出現(xiàn)是自然選擇的結(jié)果
C．通過藥物干擾HIV-1與受體CCR5的結(jié)合可抑制病毒繁殖
D．該突變基因頻率的增加可使人群感染HIV-1的概率下降
解析：選B。基因突變產(chǎn)生了新基因，能豐富種群基因庫，A正確；基因突變在自然界中普遍存在，任何一種生物都有可能發(fā)生，B錯誤；受體CCR5能夠與HIV-1特異性結(jié)合，可通過藥物干擾HIV-1與受體CCR5的結(jié)合抑制病毒繁殖，C正確；編碼受體CCR5的突變基因頻率的增加可使HIV-1與受體CCR5結(jié)合的概率下降，從而降低人群感染概率，D正確。
[長句特訓(xùn)]
　(2022·北京模擬)樺尺蛾的體色有黑色和灰白色，它們夜間活動，白天棲息在樹干上。鳥類更易于在白天發(fā)現(xiàn)體色與環(huán)境差異較大的個體，并捕食它們。科研人員對某地區(qū)樺尺蛾體色的變化進行研究。
設(shè)問形式1　事實表述類命題
(1)樺尺蛾體色的差異來源于基因突變，基因突變?yōu)開_______________提供了原材料。
設(shè)問形式2　結(jié)果分析類命題
(2)對該地A、B、C三個區(qū)域樺尺蛾進行調(diào)查，結(jié)果如圖1。鳥類的捕食對不同體色的樺尺蛾起定向的__________________作用，推測1975年以后______________色樺尺蛾的存活率更高。
圖1
設(shè)問形式3　科學(xué)探究類命題
(3)為驗證上述推測，在與A、B、C環(huán)境相似的另一區(qū)域投放了等量的黑色和灰白色樺尺蛾，一段時間后統(tǒng)計不同體色樺尺蛾的存活率，結(jié)果如圖2。若曲線Ⅰ為__________色樺尺蛾的存活率，則說明上述推測正確。
圖2
解析：(1)基因突變可產(chǎn)生新基因，為生物進化提供了原材料。(2)據(jù)圖1可知，不同區(qū)域的樺尺蛾黑色類型比例不同，其中鳥類的捕食相當于自然選擇作用，可對不同體色的樺尺蛾起定向的選擇作用；1975年以后黑色類型的樺尺蛾比例逐漸降低，故推測1975年以后灰白色樺尺蛾的存活率更高。(3)若上述推測正確，在與A、B、C環(huán)境相似的另一區(qū)域投放等量的黑色和灰白色樺尺蛾，因為黑色樺尺蛾的存活率應(yīng)較低，對應(yīng)曲線Ⅱ，則曲線Ⅰ為灰白色樺尺蛾的存活率。
答案：(1)生物進化　(2)(自然)選擇　灰白　(3)灰白
第3課　生物的進化
[基礎(chǔ)練透]
1．(2022·煙臺模擬)脊椎動物的前肢各不相同，如馬的前肢、鷹的翅膀和蝙蝠的翼。由于在不同的環(huán)境中生活，產(chǎn)生了形態(tài)上的差異，但它們卻有著相似的骨骼排列。為了探究它們的親緣關(guān)系，科學(xué)家研究了它們的某種蛋白質(zhì)的氨基酸組成和排列順序。下列相關(guān)敘述錯誤的是(　　)
A．生物各種適應(yīng)性特征的形成都是由于用進廢退和獲得性遺傳
B．它們可能是由共同的祖先進化而來的
C．親緣關(guān)系遠的脊椎動物組成該蛋白質(zhì)的氨基酸種類和排列順序不完全相同
D．多樣的環(huán)境會促使生物朝不同方向進化，但同區(qū)域內(nèi)的馬、鷹和蝙蝠會發(fā)生協(xié)同進化
解析：選A。生物各種適應(yīng)性特征的形成都是由于遺傳變異和自然選擇，A錯誤；它們可能是由共同的祖先進化而來的，B正確；親緣關(guān)系遠的脊椎動物組成該蛋白質(zhì)的氨基酸種類和排列順序不完全相同，C正確；多樣的環(huán)境會促使生物朝不同方向進化，但同區(qū)域內(nèi)的馬、鷹和蝙蝠會發(fā)生協(xié)同進化，D正確。
2．(2022·蔡甸區(qū)二模)市場上常見的蝦有河蝦、對蝦、龍蝦、皮皮蝦等。2020年11月，我國科學(xué)家宣布發(fā)現(xiàn)了填補節(jié)肢動物進化空白的化石——章氏麒麟蝦，它身體分節(jié)，有5只眼睛和堅硬的殼，與現(xiàn)在的蝦相似。下列敘述錯誤的是(　　)
A．化石的大量發(fā)現(xiàn)，為生物進化論提供了充分證據(jù)
B．章氏麒麟蝦與現(xiàn)在的蝦不存在生殖隔離
C．皮皮蝦進化過程中，種群的基因頻率定向改變
D．不同生物中蛋白質(zhì)的基本單位都是氨基酸，可為進化學(xué)說提供證據(jù)
解析：選B。化石是研究生物進化的直接證據(jù)，化石的大量發(fā)現(xiàn)，為生物進化論提供了充分證據(jù)，A正確；章氏麒麟蝦與現(xiàn)在的蝦是兩個物種，存在生殖隔離，B錯誤；自然選擇決定了進化的方向，在自然選擇的作用下，種群的基因頻率定向改變，故皮皮蝦進化過程中，種群的基因頻率也發(fā)生定向改變，C正確；在分子水平上，不同生物的DNA和蛋白質(zhì)等生物大分子，既有共同點，又存在差異性，可為進化學(xué)說提供證據(jù)，故不同生物中蛋白質(zhì)的基本單位都是氨基酸，可在分子水平為進化學(xué)說提供證據(jù)，D正確。
3．(2022·青羊區(qū)模擬)在某島嶼上相互隔絕的甲、乙兩個水潭中，都生活著小型淡水魚——虹鳉。研究發(fā)現(xiàn)，甲中的虹鳉(天敵是狗魚，以大而成熟的虹鳉為食)比乙中的虹鳉(天敵是花鳉，以幼小的虹鳉為食)較為早熟，即在體重較低時就能繁殖后代。下列觀點不正確的是(　　)
A．兩個虹鳉種群中都有成熟早或晚的變異類型，這是進化的前提條件
B．甲中的早熟型個體有更多的機會繁殖后代，因而種群中早熟基因的基因頻率增加
C．甲、乙水潭中的兩個虹鳉種群存在隔離且生理特征差異較大，屬于不同的物種
D．若將甲中的虹鳉和乙中的花鳉轉(zhuǎn)移到一個新的水潭中共同飼養(yǎng)，多年后虹鳉成熟個體的平均體重將會增加
解析：選C。變異是不定向的，生物的變異為進化提供了原材料，兩個虹鳉種群中都有成熟早或晚的變異類型，這是進化的前提條件，A正確；由題意可知，甲中的虹鳉的天敵是狗魚，以大而成熟的虹鳉為食，早熟型個體比正常個體有更多的機會繁殖后代，因而種群中早熟基因的基因頻率增加，B正確；甲、乙中的兩個虹鳉種群存在地理隔離，但不一定存在生殖隔離，不能判斷它們是否屬于不同的物種，C錯誤；由題意可知，花鳉以幼小的虹鳉為食，若將甲中的虹鳉和乙中的花鳉轉(zhuǎn)移到一個新水潭中共同飼養(yǎng)，早熟型個體的虹鳉繁殖后代的機會大大降低，使種群中早熟基因的基因頻率降低，進而使正常個體有更多的機會繁殖后代，因而種群中非早熟基因的基因頻率增加，多年后虹鳉成熟個體的平均體重將會增加，D正確。
4．(2022·濰坊三模)黃刺尾守宮是主要分布在非洲西北部的一種蜥蜴，其黃刺顏色鮮艷，當遇到敵害時尾部還能夠噴射出難聞的黏液，嚇退敵害，這些特征都利于它們很好地適應(yīng)當?shù)丨h(huán)境。下列敘述正確的是(　　)
A．若黃刺尾守宮能與普通蜥蜴交配且產(chǎn)生后代，說明它和普通蜥蜴屬于同一物種
B．黃刺尾守宮獨特的形態(tài)特征是長期不定向自然選擇的結(jié)果
C．黃刺尾守宮種群基因型頻率發(fā)生改變就意味著該種群發(fā)生了進化
D．不同蜥蜴種群間基因庫的差異越來越大最終會導(dǎo)致生殖隔離
解析：選D。根據(jù)題意分析可知，若普通蜥蜴與黃刺尾守宮能交配且能產(chǎn)生后代，但是不清楚該后代是否可育，因此不能判斷兩者是否屬于同一物種，A錯誤；自然選擇是定向的，B錯誤；進化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變，黃刺尾守宮種群基因頻率發(fā)生改變才意味著該種群發(fā)生進化，C錯誤；不同蜥蜴種群間基因庫的差異越來越大最終會導(dǎo)致生殖隔離，D正確。
5．(2022·浙江溫州模擬)野生型金黃色葡萄球菌對青霉素敏感。將它接種到青霉素濃度為0.1單位/cm3的培養(yǎng)基里，絕大多數(shù)死亡，有個別存活如圖甲，并能進行繁殖。繼續(xù)用同濃度的青霉素處理存活的細菌結(jié)果如圖乙、丙。下列敘述正確的是(　　)
甲　　　　　　 乙 　　　　　　丙
A．該細菌抗藥性增強是人工選擇的結(jié)果
B．存活的細菌進行繁殖并將抗青霉素性狀直接傳遞給后代
C．該細菌在接觸青霉素前可能通過染色體變異產(chǎn)生了變異
D．圖甲→乙→丙過程中，該細菌的基因頻率發(fā)生了定向改變
解析：選D。一般而言，變異在前，選擇在后，即細菌抗藥性的產(chǎn)生是基因突變的結(jié)果，與人工選擇無關(guān)，A錯誤；存活下來的個體通過繁殖產(chǎn)生后代可能會出現(xiàn)性狀分離，故后代不一定有來自存活細菌的抗青霉素性狀，B錯誤；金黃色葡萄球菌為原核生物，細胞中沒有染色體，故不能發(fā)生染色體變異，C錯誤；據(jù)圖可知，圖甲→乙→丙過程中，不斷用青霉素進行處理，青霉素的作用相當于自然選擇，故該過程中細菌的基因頻率發(fā)生了定向改變，D正確。
6．(多選)在美國南部森林中生活著一種綠色變色蜥蜴，當人類在這一地區(qū)引入一種褐色蜥蜴后，褐色蜥蜴占據(jù)了森林地面上的區(qū)域，綠色蜥蜴被迫遷移到樹上生活。研究發(fā)現(xiàn)僅僅經(jīng)過20代的繁衍，綠色蜥蜴就長出更大、黏性更強的護趾，幫助它們在較高的領(lǐng)地上定居。下列說法不正確的是(　　)
A．環(huán)境改變導(dǎo)致綠色蜥蜴突變，從而形成適合在樹上生活的護趾
B．護趾的變化表明綠色蜥蜴經(jīng)過20代的繁衍已經(jīng)進化了新物種
C．樹上的綠色蜥蜴種群中不一定產(chǎn)生了新的基因
D．自然選擇通過作用于個體的基因型而使種群基因頻率發(fā)生改變
解析：選ABD。變異是不定向的，且變異在前，選擇在后，環(huán)境改變只是把綠色蜥蜴突變產(chǎn)生適合樹上生活的護趾這種變異選擇出來，A錯誤；生殖隔離的產(chǎn)生是新物種形成的標志，褐色蜥蜴的入侵導(dǎo)致綠色蜥蜴種群發(fā)生了進化，但不一定產(chǎn)生了生殖隔離，所以不一定形成了新物種，B錯誤；由“經(jīng)過20代的繁衍，綠色蜥蜴就長出更大、黏性更強的護趾”推測，樹上的綠色蜥蜴種群中不一定產(chǎn)生了新的基因，但由于環(huán)境的定向選擇，種群的基因頻率可能發(fā)生了變化，C正確；自然選擇通過作用于個體的表型而使種群基因頻率發(fā)生改變，D錯誤。
7．程海是云南境內(nèi)的內(nèi)陸型大湖泊，非真正的海，明代中期以前，湖水通過期納河流入金沙江。之后，湖水下降，期納河斷流，與程海隔絕，程海漸漸成為封閉式陸湖(如圖)。
(1)科學(xué)工作者近期對程海水系魚類起源與分化的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前程海有魚類20種，如鯉魚、鰱魚、鯽魚、裂腹魚等，這一現(xiàn)象體現(xiàn)的是________多樣性。
對生活在金沙江和程海中的鯉魚形態(tài)特征進行分析，發(fā)現(xiàn)其特征出現(xiàn)顯著差異：
程海鯉魚與金沙江鯉魚生態(tài)位與形態(tài)差異比較
主要食物 棲息 口位置 外側(cè)鰓耙數(shù)內(nèi)側(cè)鰓耙數(shù) 背鰭起點位 尾鰭高與眼后頭長比例 體長為背鰭長
程海鯉魚 浮游動物及絲狀藻類 中上層 端位 26～3235～41 稍后 小于眼后頭長 3.0～3．4倍
金沙江鯉魚 軟體動物、昆蟲幼蟲、水草 中下層 亞下位 19～2325～39 稍前 大于眼后頭長 2.3～2．7倍
(2)結(jié)合題干中的信息，用現(xiàn)代進化理論解釋兩個水系鯉魚形態(tài)特征等的分化：____________________________。
(3)有人認為，“兩個水系的鯉魚形態(tài)特征差異顯著，說明已經(jīng)進化成2個鯉魚物種”，你是否同意此結(jié)論？請依據(jù)進化理論說出你的判斷與理由：
___________________________________________________________。
解析：(1)目前程海有魚類20種，如鯉魚、鰱魚、鯽魚、裂腹魚等，描述的是物種的數(shù)目，體現(xiàn)的是物種多樣性。(2)兩個水系的地理隔離導(dǎo)致兩個種群無法進行基因交流，兩個種群發(fā)生不同變異，不同的環(huán)境自然選擇不同，生物的性狀差異逐漸顯著，向不同方向逐漸積累，因此兩個水系鯉魚在形態(tài)特征等方面發(fā)生了分化。(3)物種的判斷依據(jù)是生殖隔離，因此兩個水系的鯉魚形態(tài)特征差異顯著，不能說明已經(jīng)進化成2個鯉魚物種。
答案：(1)物種　(2)由于兩個水系的地理隔離，導(dǎo)致兩個種群的基因交流中斷，每個種群發(fā)生不同變異因環(huán)境選擇不同而向不同方向逐漸積累，生物的性狀差異逐漸顯著　(3)不對，物種的判斷依據(jù)是生殖隔離，而非形態(tài)結(jié)構(gòu)差異
[能力提升]
8．(2022·沙坪壩區(qū)模擬)耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)是臨床上常見的毒性較強的“超級細菌”，一般的青霉素對該細菌的殺傷力不強。為探究某種藥物A是否能夠增強青霉素對MRSA的殺傷作用，某科研小組設(shè)計四組實驗：
(1)甲組加入培養(yǎng)液＋MRSA＋生理鹽水；
(2)乙組加入培養(yǎng)液＋MRSA＋青霉素；
(3)丙組加入培養(yǎng)液＋MRSA＋藥物A；
(4)丁組加入培養(yǎng)液＋MRSA＋藥物A＋青霉素。
下列關(guān)于此實驗設(shè)計的說法正確的是(　　)
A．上述實驗的自變量是藥物A，因變量是MRSA的死亡率
B．每組設(shè)置若干個重復(fù)實驗，每組重復(fù)實驗除自變量不同外，無關(guān)變量必須相同
C．設(shè)置丙組實驗的目的是排除藥物A對MRSA的殺傷作用
D．若乙組和丁組MRSA死亡率相同，則說明藥物A與青霉素有同等大小的殺傷力
解析：選C。本實驗的自變量是各組加入的藥物的種類(是否加入藥物A與青霉素)，因變量是MRSA的死亡率，A錯誤；平行重復(fù)實驗組之間所有變量都必須相同，包括自變量和無關(guān)變量，B錯誤；本實驗的實驗?zāi)康氖亲C明藥物A是否能增強青霉素對MRSA的殺傷作用，而藥物A本身對MRSA無殺傷作用，C正確；乙組、丁組MRSA死亡率相同，說明藥物A不能增強青霉素對MRSA的殺傷力，D錯誤。
9．(2022·河北省保定市二模)《愛麗絲鏡中奇遇記》中，紅皇后曾對愛麗絲說“在這個國度中必須不停地奔跑，才能使你保持在原地”。1973年美國芝加哥大學(xué)進化生物學(xué)家范瓦倫據(jù)此提出紅皇后假說：在無機環(huán)境相對穩(wěn)定的情況下，物種之間的關(guān)系構(gòu)成進化的動力，因為每個物種都在不斷進化以適應(yīng)其他物種的變化。根據(jù)該假說下列有關(guān)說法錯誤的是(　　)
A．根據(jù)該假說，寄生者基因頻率的改變可能導(dǎo)致宿主的進化
B．該假說的理論基礎(chǔ)是不同物種之間存在協(xié)同進化
C．根據(jù)該假說，捕食關(guān)系有利于提高獵豹和斑馬的奔跑速度
D．在該假說中，生物進化與無機環(huán)境的變化是相互影響的
解析：選D。根據(jù)紅皇后假說的觀點，每個物種都在不斷進化以適應(yīng)其他物種的變化，因此不同物種間存在協(xié)同進化，寄生關(guān)系使寄生者基因頻率的改變影響宿主的進化，捕食關(guān)系有利于提高獵豹和斑馬的奔跑速度，A、B、C正確；在該假說中，只提到在無機環(huán)境相對穩(wěn)定的情況下，物種之間的關(guān)系構(gòu)成進化的動力，沒有提到生物進化與無機環(huán)境的變化是相互影響的，D錯誤。
10．(多選)美洲熱帶地區(qū)的純蛺蝶幼蟲主要取食西番蓮葉片，西番蓮受到純蛺蝶的傷害之后，會釋放出一種化學(xué)物質(zhì)使純蛺蝶幼蟲死亡，但仍有少數(shù)純蛺蝶會變異出抵抗該化學(xué)物質(zhì)的能力。觀察發(fā)現(xiàn)，西番蓮用改變?nèi)~片形狀、“造出”一種黃色假卵(葉片上蜜腺稍微隆起形成卵狀結(jié)構(gòu))等辦法來迷惑純蛺蝶，以減少純蛺蝶在此產(chǎn)卵；還通過分泌出一種“花外蜜露”引誘螞蟻和蠅類前來捕食純蛺蝶幼蟲。在此過程中，純蛺蝶也增強了尋找并發(fā)現(xiàn)西番蓮的能力。下列分析錯誤的是(　　)
A．西番蓮釋放出化學(xué)物質(zhì)抗蟲和純蛺蝶能抵抗該化學(xué)物質(zhì)是長期協(xié)同進化的結(jié)果
B．在純蛺蝶覓食的刺激下，西番蓮發(fā)生了葉形和葉片蜜腺的突變
C．西番蓮葉形的變化和純蛺蝶覓食行為的變化說明遺傳變異決定進化的方向
D．西番蓮?fù)ㄟ^傳遞物理和化學(xué)信息，未能把純蛺蝶全部殺死，符合“精明的捕食者”策略
解析：選BC。協(xié)同進化發(fā)生在不同物種之間以及生物與無機環(huán)境之間，西番蓮釋放出化學(xué)物質(zhì)抗蟲和純蛺蝶能抵抗該化學(xué)物質(zhì)是長期協(xié)同進化的結(jié)果，A正確；西番蓮發(fā)生了葉形和葉片蜜腺的突變是自發(fā)的、隨機的，并不是在純蛺蝶覓食的刺激下才會發(fā)生，B錯誤；生物進化的方向是由自然選擇決定的，在自然選擇的作用下，具有有利變異的個體有更多的機會產(chǎn)生后代，種群中相應(yīng)基因的頻率會不斷提高，西番蓮葉形的變化和純蛺蝶覓食行為的變化說明自然選擇決定進化的方向，C錯誤；精明的捕食者往往捕食個體數(shù)量多的物種，這樣就會避免出現(xiàn)一種或少數(shù)幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對優(yōu)勢的局面，為其他物種的形成騰出空間，西番蓮?fù)ㄟ^傳遞物理和化學(xué)信息，未能把純蛺蝶全部殺死，符合“精明的捕食者”策略，D正確。
11．某昆蟲的翅可按長度分為殘翅、中翅和長翅，且殘翅昆蟲不能飛行，翅越長運動能力越強。圖1表示某地區(qū)該種昆蟲的翅長與個體數(shù)量的關(guān)系，分析并回答下列問題：
圖1
(1)圖1中該種昆蟲翅長差異的根本來源是____________。
(2)如果有兩個較小的此種昆蟲的種群遷入了甲、乙兩個島嶼，其中甲島食物匱乏，運動能力強的生物更容易獲得食物，乙島經(jīng)常有大風(fēng)浪，飛行的昆蟲容易被吹入大海淹死。我們能從這一事實得到的結(jié)論是_________________。
(3)請在圖2中畫出昆蟲在甲島嶼繁殖數(shù)代以后翅長與個體數(shù)量的柱狀圖。
圖2
(4)若干年后，甲島嶼形成的昆蟲種群A與乙島嶼形成的昆蟲種群B再次相遇，但它們已不能進行相互交配，說明兩種群的____________存在很大差異，導(dǎo)致它們之間形成了____________，而產(chǎn)生這種差異的原因有：
①______________________；
②_____________________。
(5)現(xiàn)有1000只該種昆蟲遷入丙島嶼，其中基因型為AA的個體有550只，Aa的個體有300只，aa的個體有150只。如果不考慮自然選擇和突變，昆蟲個體進行自由交配，且每只昆蟲的繁殖能力相同，則繁殖3代以后，該種群中A的基因頻率為________________，Aa的基因型頻率為______________。
解析：(1)導(dǎo)致生物性狀差異的根本原因是基因突變。(2)突變具有不定向性，且突變的利與害取決于是否適應(yīng)當?shù)氐沫h(huán)境。(3)甲島食物匱乏，運動能力強的生物更容易獲得食物，所以若干年后，甲島上長翅個體最多，殘翅個體最少。(4)種群A與種群B不能進行交配表明這兩個種群的基因庫存在很大差異，已經(jīng)形成了生殖隔離。產(chǎn)生這種差異的原因可能是A、B兩種群發(fā)生的可遺傳變異不同，也可能是因為種群A、B存在地理隔離，種群間不能進行基因交流。(5)最初遷入丙島時，該昆蟲種群中A的基因頻率為(550×2＋300)/2000×100%＝70%，則a的基因頻率為30%，由于該昆蟲個體進行自由交配，且繁殖能力相同，故第3代以后，A的基因頻率不發(fā)生改變，仍為70%，Aa的基因型頻率為2×70%×30%＝42%。
答案：(1)基因突變　(2)基因突變的有害和有利不是絕對的，取決于生物的生存環(huán)境
(3)如圖所示
(4)基因庫　生殖隔離　①A、B兩種群發(fā)生的可遺傳變異不同　②A、B兩種群存在地理隔離，種群間不能進行基因交流(或甲、乙兩島自然選擇的作用不同，導(dǎo)致基因頻率改變的方向不同)　(5)70%　42%

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