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【备考2023】高中生物新教材一轮复习学案
第22讲　生物的进化
[素养目标]
1．通过搜集生物进化理论发展的资料，探讨生物进化观点对人们思想观念的影响。(生命观念)
2．用科学方法讨论自然选择使种群基因频率发生变化。(科学思维)
3．探讨耐药菌的出现与抗生素滥用的关系。(生命观念、科学思维)
　生物进化的证据、自然选择与适应的形成
1．达尔文的生物进化论的主要组成
(1)共同由来学说
指出地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的。
(2)自然选择学说
揭示了生物进化的机制，解释了适应的形成和物种形成的原因。
2．生物有共同祖先的证据
(1)地层中陈列的证据——化石
(2)当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
①比较解剖学证据；
②胚胎学证据；
③细胞和分子水平的证据。
3．适应的普遍性和相对性
4．适应是自然选择的结果
(1)拉马克的进化学说
①主要观点
②意义：历史上第一个比较完整的进化学说；彻底否定了物种不变论，奠定了科学生物进化论的基础。
(2)达尔文自然选择学说
1．(必修2 P100正文)生物的遗体、遗物或生活痕迹就叫作化石。(×)
2．(必修2 P104正文)亲缘关系越近的生物细胞代谢方面的共同特征就越多。(√)
3．(必修2 P104正文)DNA中的碱基序列相似程度越大，生物的亲缘关系可能越近。(√)
4．(必修2 P108正文)环境的定向选择是适应形成的唯一条件。(×)
5．(必修2 P109“概念检测”)适应相对性的根本原因是遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾。(√)
6．(必修2 P109“概念检测”)拉马克认为生物的种类从古至今是一样的。(×)
1．必修2 P102图6 3及“思考·讨论”节选：蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢、人的上肢骨骼组成及其排列顺序都是一致的，但它们的外形及功能差别很大，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：这些生物具有共同的原始祖先，由于它们生活的环境不同，为适应不同的生活环境，这些器官在进化过程中，逐渐出现了形态和功能上的不同
2．必修2 P108“思考·讨论”：
(1)拉马克观点解释长颈鹿脖子长的原因是___________________________________
________________________________________________________________________。
(2)达尔文观点解释长颈鹿脖子长的原因是___________________________________
________________________________________________________________________。
提示：(1)长颈鹿在旱季缺乏青草的时期就会用它的长脖子去吃高处的树叶，这样长期“使用”它的脖子，久而久之就更长了(用进废退)，然后遗传给了下一代(获得性遗传)
(2)在缺乏青草的干旱时期，那些颈部和四肢都较长的个体会有较多的机会吃到高处的树叶，能够生存下来，并繁殖后代，而那些颈部和四肢较短的个体则无法得到足够的食物，不容易生存下来，也无法繁殖后代，所以颈部和四肢较短的长颈鹿逐渐被淘汰
突破点1　
1．化石、比较解剖学、胚胎学、分子生物学等方面的证据逐渐证实了地球上多种多样的生物都是由共同的祖先进化而来的。下列说法错误的是(　　)
A．化石的大量发现，为生物进化论提供了充分证据
B．最原始的化石包含了生产者、消费者、分解者的化石
C．鲸鱼的鳍与人的上肢骨骼的结构相似，说明它们起源于共同的祖先
D．不同生物中蛋白质的基本单位都是氨基酸，可为进化学说提供证据
解析：化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等，直接说明了古代生物的形态、结构、行为等特征，化石的大量发现，为生物进化论提供了充分证据，A正确；最原始的化石中不包含消费者的化石，B错误；鲸鱼的鳍与人的上肢骨骼的结构相似，说明它们之间具有一定的共性，说明它们起源于共同的祖先，C正确；不同生物中蛋白质的基本单位都是氨基酸，可为进化学说提供证据，D正确。
答案：B
2．生物学家提出了“线粒体是起源于好氧细菌”的假说。该假说认为，在进化过程中原始真核细胞吞噬了某种好氧细菌形成共生关系，最终被吞噬的好氧细菌演化成线粒体。下列多个事实中无法支持该假说的是(　　)
A．哺乳动物细胞的核DNA由雌雄双亲提供，而线粒体DNA则主要来自雌性亲本
B．线粒体外膜的成分与真核细胞的细胞膜相似，而内膜则同现存细菌的细胞膜相似
C．真核细胞的核DNA与蛋白质结合形成染色体，而线粒体DNA裸露且主要呈环状
D．真核细胞中有功能不同的多种细胞器，而线粒体中仅存在与细菌中类似的核糖体
解析：哺乳动物细胞的核DNA由雌雄双亲提供，而线粒体DNA则主要来自雌性亲本，这与题干假说无关，不支持题干假说，A符合题意；线粒体外膜的成分与真核细胞的细胞膜相似，而内膜则同现存细菌的细胞膜相似，支持题干假说，B不符合题意；真核细胞的核DNA与蛋白质结合形成染色体，而线粒体DNA裸露且主要呈环状，与细菌拟核DNA相同，支持题干假说，C不符合题意；真核细胞中有功能不同的多种细胞器，而线粒体中仅存在与细菌中类似的核糖体，支持题干假说，D不符合题意。
答案：A
突破点2　
3．用达尔文自然选择学说解释狼的凶狠、善跑、狡猾、贪婪的进化过程，下列叙述正确的是(　　)
A．在食物稀少的环境中，狼群产生与环境相适应变异
B．狼性的贪婪、狡猾是狼与无机环境之间竞争的结果
C．狼群在繁衍的过程中，个体有新老交替，基因却代代相传
D．狼群中出现可遗传的有利变异与环境的定向选择是狼性适应形成的必要条件
解析：变异是不定向的，在食物稀少的环境中，环境和食物对狼起了选择作用，即选择出与环境相适应狼群中的变异类型，A错误；狼性的贪婪、狡猾是通过狼与种内、种间以及环境条件的生存斗争来实现的，因而它能适应环境，B错误；狼群(种群)在繁衍过程中，个体有新老交替，基因代代相传，这属于现代生物进化理论的解释，C错误；适应的形成离不开可遗传的有利变异与环境的定向选择作用，D正确。
答案：D
4．(多选)棉红铃虫作茧有利于保护自己，金小蜂正是借助它的茧的束缚作用，顺利地将卵产到棉红铃虫幼虫体内，使棉红铃虫死亡，而金小蜂得以繁殖，这体现了适应的相对性。下列说法错误的是(　　)
A．进化地位越高等的生物适应能力越强
B．当环境条件改变时适应可能会失去作用
C．生物的形态结构适合于完成一定的功能不是绝对的
D．生物都具有适应环境的特征，适应性特征来自环境
解析：生物进化的地位与其适应环境没有绝对的关系，生物生存在环境中，就可以适应环境，如果不能适应环境，会被淘汰，A错误；当环境条件改变时，生物可能会不适应改变后的环境，因此适应可能会失去作用，B正确；生物的形态结构适合于完成一定的功能，但适应是相对的，不是绝对的，C正确；生物都具有适应环境的特征，适应性特征来自遗传，D错误。
答案：AD
　现代生物进化理论的主要内容
1．种群是生物进化的基本单位
(1)种群定义：生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。
(2)基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。
(3)基因频率：一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值。
2．突变和基因重组产生进化的原材料
(1)可遗传变异的来源
(2)生物突变的有利和有害不是绝对的，往往取决于环境。
(3)生物的变异是不定向的，只是产生了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。
3．自然选择导致种群基因频率的定向改变
4．隔离导致物种的形成
(1)隔离
(2)
5．协同进化与生物多样性的形成
(1)协同进化
①概念：不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。
②原因：生物与生物之间的相互选择和生物与无机环境之间的相互影响。
(2)生物多样性
所含内容 遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性
形成原因 协同进化
进化证据 主要是化石
1．(必修2 P112小字)变异的有利和有害是相对的，是由遗传变异决定的。(×)
2．(必修2 P116正文)不同种群间的个体不能进行基因交流，说明种群间存在生殖隔离。(×)
3．(必修2 P118黑体)隔离是物种形成的必要条件。(√)
4．(必修2 P119正文)捕食者的存在有利于增加物种多样性。(√)
5．(必修2 P122文字)生态系统第三极——生产者的出现，使生态系统具有更加复杂的结构。(×)
6．(必修2 P124正文)中性突变学说认为决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择。(√)
7．(必修2 P124“概念检测”)协同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的。(×)
1．必修2 P112“知识链接”：染色体数目变异和结构的变异都能引起种群基因频率的变化吗？为什么？
提示：都能。染色体数目变异必然引起染色体上基因数目的变化，进而引起种群基因频率的变化，染色体结构的变异也会引起种群基因频率的变化。
2．必修2 P117“思考·讨论”：通过地雀的形成过程，说明物种形成需要以下环节：(1)____________________________________；(2)________________________________；(3)____________________________。________的出现意味着新物种的产生。
提示：(1)突变和基因重组为生物的进化提供原材料　(2)自然选择决定生物进化的方向　(3)隔离是物种形成的必要条件　生殖隔离
3．必修2 P119小字：美国生态学家斯坦利提出的“收割理论”是指
________________________________________________________________________。
提示：捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间
1．物种形成的三大模式的模型构建[科学思维]
2．生物进化与新物种形成的判断方法[科学思维]
(1)从形成标志方面分析
①如果生物之间出现了生殖隔离，则说明形成了新物种。
②如果只是种群基因频率改变，则只能说明生物一定发生了进化。
(2)从二者联系方面分析
①只有不同种群的基因库产生了明显差异，出现生殖隔离后才能形成新物种。
②生物进化不一定产生新物种，新物种产生一定发生了生物进化。
3．明辨三个易错点[生命观念]
(1)生物进化中的“突变”不是基因突变的简称，这里的“突变”包括“基因突变”和“染色体变异”。
(2)变异先于环境选择。农田喷施农药杀灭害虫，在喷施农药之前，害虫中就存在抗农药的突变个体，喷施农药仅杀灭了不抗药的个体，抗药的个体存活下来。农药不能使害虫产生抗药性变异，只是对具有抗药性个体进行了选择。
(3)隔离≠生殖隔离
①只有地理隔离而没有形成生殖隔离，可能产生亚种，但没有产生新物种。
②生殖隔离是物种形成的关键，是物种形成的最后阶段，是物种间的真正界限。
③生殖隔离有三种情况：不能杂交；杂交后代不活；杂交后代活而不育。
[探究意图：以生物进化与物种形成图示为情境信息考查理解能力]
分析生物进化与物种形成基本环节图解：
(1)物种形成的三个环节是什么？图中①②③④分别是什么？
提示：突变和基因重组、自然选择及隔离。①是突变和基因重组，②是自然选择，③是地理隔离，④是生殖隔离。
(2)自然选择的实质是什么？自然选择作用的直接对象、根本对象分别是什么？
提示：自然选择的实质是对控制某特定性状的基因的选择。自然选择作用的直接对象是生物个体的变异性状(表型)；根本对象是与生物个体变异性状相对应的基因。
(3)试从分子水平和进化角度解释生物多样性的原因是什么？
提示：分子水平：DNA多样性(根本)→蛋白质多样性(直接)→生物性状多样性；进化角度看：生物生存的不同环境对生物进行不同方向的自然选择。
突破点1　
1．下列关于生物进化的叙述，正确的是(　　)
A．长期使用一种杀虫剂，药效下降，是因为杀虫剂使害虫产生了抗药性变异
B．马和驴交配，产下不育的“骡子”，说明马和驴存在生殖隔离
C．华南虎和东北虎的形成，是由于地理隔离导致生殖隔离的结果
D．19世纪的英国工业革命，使灰色桦尺蠖演变成新物种——黑色桦尺蠖
解析：杀虫剂对害虫起选择作用，使具有抗药性变异的害虫存活下来并产生后代，使害虫群体中具有抗药性的个体逐渐增多，杀虫剂药效下降，A错误；生殖隔离指物种间不能相互交配或交配后不能产生可育后代，“骡子”不育，说明马和驴存在生殖隔离，B正确；华南虎和东北虎的形成，是由于地理隔离形成，但没有形成生殖隔离，C错误；灰色桦尺蠖与黑色桦尺蠖是同一物种，D错误。
答案：B
2．在美国南部森林中生活着一种绿色变色蜥蜴，当人类在这一地区引入一种褐色蜥蜴后，褐色蜥蜴占据了森林地面上的区域，绿色蜥蜴被迫迁移到树上生活。研究发现仅仅经过20代的繁衍，绿色蜥蜴就长出更大、黏性更强的护趾，帮助它们在较高的领地上定居。推测下列说法正确的是(　　)
A．环境改变导致绿色蜥蜴突变，从而形成适合在树上生活的护趾
B．护趾的变化表明绿色蜥蜴经过20代的繁衍已经进化形成新物种
C．树上的绿色蜥蜴种群中不一定产生了新的基因
D．自然选择通过作用于个体的基因型而使种群基因频率发生改变
解析：变异是不定向的，且变异在前，选择在后，环境改变只是把绿色蜥蜴突变产生适合树上生活的护趾这种变异选择出来，A错误；生殖隔离的产生是新物种形成的标志，褐色蜥蜴的入侵导致绿色蜥蜴种群发生了进化，但不一定产生了生殖隔离，所以不一定形成了新物种，B错误；由“经过20代的繁衍，绿色蜥蜴就长出更大、黏性更强的护趾”推测，树上的绿色蜥蜴种群中不一定产生了新的基因，但由于环境的定向选择，种群的基因频率可能发生了变化，C正确；自然选择通过作用于个体的表型而使种群基因频率发生改变，D错误。
答案：C
突破点2　
3．狮子鱼多栖息于温带靠海岸的岩礁或珊瑚礁内，但在马里亚纳海沟7 000米以下的深海环境生存着一个通体透明的新物种——超深渊狮子鱼。该环境具有高压、终年无光等特殊极端条件。研究发现，该超深渊狮子鱼基因组中与色素、视觉相关的基因发生了大量丢失，这些遗传变异共同造成了这一物种的奇特表型和对超深渊极端环境的适应能力。下列说法正确的是(　　)
A．超深渊狮子鱼与温带靠海岸分布的狮子鱼一定不能交配成功
B．在深海环境中，超深渊狮子鱼个体间在斗争过程中相互选择，协同进化
C．在海底漆黑环境的诱导下，超深渊狮子鱼的眼睛应已退化
D．因自然选择，超深渊狮子鱼种群与温带靠海岸狮子鱼种群的基因库不同
解析：由题干信息可知，超深渊狮子鱼是一个新物种，故超深渊狮子鱼与温带靠海岸分布的狮子鱼存在生殖隔离，有可能交配成功，但不能产生可育后代，A错误；共同进化发生在不同物种之间、生物与环境之间，超深渊狮子鱼个体间的生存斗争不属于协同进化，B错误；海底漆黑的环境只对超深渊狮子鱼起选择作用，C错误；因自然选择，基因频率会发生改变，故超深渊狮子鱼种群与温带靠海岸狮子鱼种群的基因库不同，D正确。
答案：D
4．(多选)海绵等足虫栖息在海生海绵的中央腔中，雌虫的外观都一样，雄虫的体型有大、中、小3种类型，它们具有不同的生殖对策：大雄虫倾向于用战斗来保卫雌虫；中雄虫会模拟雌虫，与大雄虫共处一室；小雄虫会回避大雄虫但埋伏在其周围，伺机与雌虫交配。研究表明，大、中、小雄虫的体型差异主要来自一个基因的3个等位基因a1、a2、a3。下列说法正确的是(　　)
A．三种雄虫的平均繁殖成功率不一定存在显著差异
B．大、中、小雄虫属于同一个种群
C．三种雄虫具有不同的生殖对策是不同雄虫间协同进化的结果
D．经历很长时期后，种群中a1、a2、a3的基因频率可能保持基本稳定
解析：三种雄虫采取生殖对策不一样，但均有效，具有交配机会，因此三种雄虫的平均生殖率不一定存在显著差异，A正确；大、中、小雄虫不存在生殖隔离，属同一种群，B正确；不同物种之间、生物与无机环境之间的进化叫协同进化。三种雄虫属于同一个物种，具有不同的生殖对策是自然选择的结果，C错误；若三种雄虫的平均生殖率不存在显著差异，经历很长时期后，种群中a1、a2、a3的基因频率可能保持基本稳定，D正确。
答案：ABD
　基因频率及基因型频率的相关计算
1．常染色体上基因频率的计算[科学思维]
(1)已知各种基因型的个体数，计算基因频率
某基因频率＝×100%
PA＝×100%
Pa＝×100%
(A、a为基因，AA、Aa、aa为三种基因型个体数)
(2)已知基因型频率计算基因频率
设有N个个体的种群，AA、Aa、aa的个体数分别为n1、n2、n3，A、a的基因频率分别用PA、Pa表示，AA、Aa、aa的基因型频率分别用PAA、PAa、Paa表示，则：
PA＝＝＝PAA＋PAa
Pa＝＝＝Paa＋PAa
由以上公式可以得出下列结论：
某等位基因的频率＝该等位基因纯合子的频率＋杂合子的频率。
2．性染色体上基因频率的计算[科学思维]
(1)计算公式(p为XA的基因频率，q为Xa的基因频率)
p＝×100%；
q＝×100%。
(2)例析说明
遗传平衡时位于X染色体上的基因的基因频率与基因型频率的关系(以红绿色盲为例)
①红绿色盲基因(Xb)的基因频率在男性和女性中相同，但男性与女性的发病率不同。
②人群中男性的红绿色盲发病率即为该群体Xb的基因频率。
③若红绿色盲基因Xb的基因频率为10%，则
男性中
女性中
说明：若男性和女性数量相等，则女性携带者XBXb在女性中的比例和人群中的比例分别为18%和9%。
3．利用遗传平衡定律求基因型频率[科学思维]
(1)前提条件：①种群非常大；②所有雌雄个体之间自由交配；③没有迁入和迁出；④没有自然选择；⑤没有基因突变。
(2)计算公式：当等位基因只有两个(A、a)时，设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，则
基因型AA的频率＝p2；
基因型Aa的频率＝2pq；
基因型aa的频率＝q2。
(3)当已知基因型aa的频率为x%时，则a的基因频率为，A的基因频率为1－。AA基因型频率为(1－)2；Aa基因型频率为2··(1－)。
突破点1　
1．某小岛上原有果蝇20 000只，其中基因型MM、Mm和mm的果蝇分别占15%、55%和30%。若从岛外入侵了2 000只基因型为MM的果蝇，且所有果蝇均随机交配，则F1中m的基因频率约为(　　)
A．43%　　　　　　　　　 B．48%
C．52% D．57%
解析：随机交配，基因频率保持不变，所以计算出22 000只果蝇中m的基因频率就是F1中m的基因频率，即×100%≈52%。
答案：C
2．蜗牛的有条纹(A)对无条纹(a)为显性。在一个地区的蜗牛种群内，有条纹(AA)个体占55%，无条纹个体占15%，若蜗牛间进行自由交配得到F1，则F1中A基因的频率和Aa基因型的频率分别为(　　)
A．30%,21% B．30%,42%
C．70%,21% D．70%,42%
解析：根据题意可知，Aa个体占30%，蜗牛间进行自由交配时，产生A配子的基因频率＝55%＋30%×1/2＝70%，a配子的基因频率＝15%＋30%×1/2＝30%，自由交配得到F1各基因型的频率比例为AA∶Aa∶aa＝49%∶42%∶9%，统计得到A基因的频率为49%＋42%×1/2＝70%。
答案：D
突破点2　
3．某生物兴趣小组抽样调查的500人中，各种基因型和人数情况如下表所示。则这500人中，Xb的基因频率为(　　)
基因型 XBXB XBXb XbXb XBY XbY
人数 278 14 8 170 30
A.5.2% B．6%
C．7.5% D．20%
解析：b基因的总数＝14＋8×2＋30＝60，(B＋b)基因的总数＝(278＋14＋8)×2＋170＋30＝800。根据种群中某基因频率＝种群中该基因总数/种群中该对等位基因总数×100%，则Xb的基因频率＝×100%＝×100%＝7.5%。
答案：C
4．某自然人群中，红绿色盲致病基因a的基因频率为p，则有关分析正确的是(　　)
①男性和女性中，a基因的基因频率均为p
②人群中，色盲男性占p/2，色盲女性占p2/2
③男性中，a基因的频率>p，女性中，a基因的频率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：红绿色盲致病基因a的基因频率为p，在男性和女性中，a基因的基因频率均为p，①正确，③错误；色盲基因仅位于X染色体上，男性含有色盲基因即患色盲，男性中色盲患者占p，人群中，男女个体数理论上各占1/2，色盲男性占p/2，女性两条X染色体上均出现色盲基因才患色盲，女性中色盲患者占p2，人群中色盲女性占p2/2，②正确，④错误。
答案：A
突破点3　
5．一个随机交配的足够大的种群中，某一相对性状中显性性状表型的频率是0.36。设相关基因用A、a表示，则(　　)
A．该种群繁殖一代后杂合子Aa的基因型频率是0.32
B．显性基因的基因频率大于隐性基因的基因频率
C．若该种群基因库中的基因频率发生变化，就一定会形成新物种
D．若该种群中A的基因频率为0.4，A所控制性状的个体在种群中占40%
解析：根据题意可知，隐性个体aa的基因型频率为0.64，则a的基因频率为0.8，A的基因频率为0.2，B项错误；该种群繁殖一代后杂合子Aa的基因型频率是2×0.2×0.8＝0.32，A项正确；种群的基因频率发生变化说明生物发生了进化，但不一定会形成新物种，C项错误；若A的基因频率变为0.4，则a的基因频率为0.6，A所控制性状的个体(AA、Aa)在种群中所占的比例为0.42＋2×0.4×0.6＝0.64，即64%，D项错误。
答案：A
6．(多选)某种家兔的毛色由常染色体上的一对等位基因控制，白色(A)对黑色(a)为显性。若某人工饲养的家兔种群(处于遗传平衡状态)中，控制白毛和黑毛的基因的频率均为0.5，现该家兔种群随机交配并进行人工选择，逐代淘汰黑色个体。下列说法正确的是(　　)
A．淘汰前，该家兔种群中黑色个体数量与白色个体数量相等
B．黑色兔淘汰一代后，种群中a的基因频率下降到1/3
C．黑色兔淘汰两代后，家兔种群中AA与Aa的数量比为2∶1
D．随着淘汰代数的增加，家兔种群中纯合子的比例不断增加
解析：淘汰前，该家兔种群中显性个体应该多于隐性个体，即白色个体数量多于黑色个体数量，A错误；黑色兔淘汰一代后，AA∶Aa＝1∶2，则a的基因频率＝1/3，B正确；黑色兔淘汰两代后，兔群中AA∶Aa＝1∶1，C错误；随着淘汰代数的增加，该家兔种群中AA的频率逐渐增加，D正确。
答案：BD
　实验：一、自然选择对种群基因频率变化的影响
二、探究抗生素对细菌的选择作用
一、自然选择对种群基因频率变化的影响
1．提出问题
桦尺蛾种群中s基因(决定浅色性状)的频率为什么越来越低呢？
2．作出假说
黑褐色的生活环境不利于浅色桦尺蛾的生存，却对黑色桦尺蛾有利，因此环境的选择作用使该种群中s基因的频率越来越低，即自然选择可以使种群的基因频率发生定向改变。
3．创设数字化问题情境
1870年，桦尺蛾种群的基因型频率为SS 10%，Ss 20%，ss 70%。在树干变黑这一环境条件下，假如树干变黑不利于浅色桦尺蛾的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%。第2～10年间，该种群每年的基因型频率各是多少？每年的基因频率是多少？
提示：不同年份该种群的个体总数可能有所变化。
4．根据基因型频率计算每年基因频率，将结果写在下表中。
第1年 第2年 第3年
个数 占比 存活个数 占比 存活个数 占比
基因型频率 SS 10 10% 11 11.5% 12 12.9%
Ss 20 20% 22 22.9% 24 25.8%
ss 70 70% 63 65.6% 57 61.3%
基因频率 S 20% 23% 26%
s 80% 77% 74%
5.实验结论：自然选择会使种群基因频率发生定向改变。
1．树干变黑会影响桦尺蛾种群中浅色个体的出生率吗？为什么？
提示：树干变黑会影响桦尺蛾种群中浅色个体的出生率；这是因为树干变黑后，浅色个体容易被发现，被捕食的概率增加，许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食，导致其个体数减少，影响出生率。
2．在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表型？为什么？
提示：直接受选择的是表型(体色)，而不是基因型；基因型并不能在自然选择中起直接作用。因为天敌在捕食桦尺蛾时，看到的是桦尺蛾的体色而不是控制体色的基因。
二、探究抗生素对细菌的选择作用
1．实验原理
一般情况下，一定浓度的抗生素能杀死细菌，但变异的细菌可能产生耐药性。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素，耐药菌有可能存活下来。
2．实验步骤
步骤1 分组、编号、做标记 用记号笔在培养皿的底部画两条相互垂直的直线，将培养皿分为4个区域，分别标记为①～④
步骤2 接种 取少量细菌的培养液，用无菌的涂布器(或无菌棉签)均匀地涂抹在培养基平板上
步骤3 自变量控制 用无菌的镊子先夹取1张不含抗生素的纸片放在①号区域的中央，再分别夹取1张抗生素纸片放在②～④号区域的中央，盖上皿盖
步骤4 培养 将培养皿倒置于37 ℃的恒温箱中培养12～16 h
步骤5 因变量观测 观察培养基上纸片附近是否出现抑菌圈，并测量、记录抑菌圈的直径，并取平均值
步骤6 重复实验 从抑菌圈边缘的菌落上挑出细菌，接种到已灭菌的液体培养基中培养，重复步骤2～5。如此重复几代，记录每一代培养物抑菌圈的直径
3.实验结果
与区域①相比，区域②③④纸片周围会出现抑菌圈；②③④区域抑菌圈的平均直径逐代变小。
4．实验结论
(1)细菌耐药性的出现是发生了可遗传的变异；
(2)抗生素的选择作用导致了耐药菌比例的逐渐升高。
1．你的数据是否支持“耐药菌是普遍存在的”这一说法？说说你的理由。
提示：支持；因为抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌。
2．在本实验的培养条件下，耐药菌所产生的变异是有利还是有害的？你怎么理解变异是有利还是有害的？
提示：在本实验条件下，耐药菌产生的变异一般来说是有利的；有利于生物在特定环境中生存和繁殖的变异在此环境中就是有利变异。
突破点1　
1．(2022·浙江温州模拟)野生型金黄色葡萄球菌对青霉素敏感。将它接种到青霉素浓度为0.1单位/cm3的培养基里，绝大多数死亡，有个别存活如图甲，并能进行繁殖。继续用同浓度的青霉素处理存活的细菌结果如图乙、丙。下列叙述正确的是(　　)
A．该细菌抗药性的产生是人工选择的结果
B．存活的细菌进行繁殖并将抗青霉素性状直接传递给后代
C．该细菌在接触青霉素前可能通过染色体变异产生了变异
D．图甲→乙→丙过程中，该细菌的基因频率发生了定向改变
解析：一般而言，变异在前，选择在后，即细菌抗药性的产生是基因突变的结果，与人工选择无关，A错误；存活下来的个体通过繁殖产生后代可能会出现性状分离，故后代不一定有来自存活细菌的抗青霉素性状，B错误；金黄色葡萄球菌为原核生物，细胞中没有染色体，故不能发生染色体变异，C错误；据图可知，图甲→乙→丙过程中，不断用青霉素进行处理，青霉素的作用相当于自然选择，故该过程中细菌的基因频率发生了定向改变，D正确。
答案：D
突破点2　
2．细菌对各种抗生素的药敏程度实验方法：将含有一定浓度不同抗生素的滤纸片放置在已接种被检菌的固体培养基表面，抗生素向周围扩散，如果抑制生长，则在滤纸片周围出现抑菌圈(图中里面的圈)，结果如图所示。
(1)衡量本实验结果的指标是______________________________________________。
(2)上述图中最有效的是________培养皿中的抗生素。
(3)用上述最有效的抗生素对细菌进行处理，并测定细菌数量变化，如图所示：
①向培养基中加入抗生素的时刻为________点。
②细菌种群的进化是定向的，而变异是________，细菌的抗药性产生于环境变化之________(填“前”“中”或“后”)，抗生素对细菌变异的作用不是“诱导”而是________。
③尽管有抗药性基因存在，但使用抗生素仍然能治疗由细菌引起的感染，原因在于细菌种群中______________________________________________________________________。
解析：(1)抗生素如果抑制细菌生长，在滤纸片周围就会出现抑菌圈，抑菌圈越大就说明抗生素杀菌能力越强。
(2)因抑菌圈越大抗生素杀菌能力越强，所以最有效的是B培养皿中的抗生素。
(3)①据曲线图分析，AB段没有抗生素，细菌繁殖加快，B点加入抗生素，细菌数量快速减少。
②细菌种群的进化是定向的，而变异是不定向的，细菌的抗药性个体，在使用抗生素之前就已经存在，抗生素对细菌种群起到选择的作用，选择了抗药性的个体生存下来，无抗药性的个体被杀死。
③在细菌种群中，含有抗药性基因的个体是变异个体，只占少数，使用抗生素杀死了大部分无抗药性的个体，故仍然能治疗由细菌引起的感染。
答案：(1)抑菌圈的大小　(2)B　(3)①B　②不定向的　前　选择　③有抗药性基因的个体占极少数
[构建知识网络]
[强化生命观念]
1．化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等。
2．物种是指能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物。
3．隔离是指不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。
4．协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。
真题再现　感悟考情
1．(2021·河北卷)雄性缝蝇的求偶方式有：①向雌蝇提供食物；②用丝缕简单缠绕食物后送给雌蝇；③把食物裹成丝球送给雌蝇；④仅送一个空丝球给雌蝇。以上四种方式都能求偶成功。下列叙述错误的是(　　)
A．求偶时提供食物给雌蝇有利于其繁殖，是一种适应性行为
B．④是一种仪式化行为，对缝蝇繁殖失去进化意义
C．③是雌蝇对雄蝇长期选择的结果
D．④可能由③进化而来
解析：雄蝇通过提供食物进行求偶，成功的可能性增大，有利于种群的繁殖，是一种适应性行为，A正确；与简单的直接提供食物相比，将食物裹成丝球更容易被雌蝇接受，这是雌蝇对雄蝇长期选择的结果，C正确；求偶行为中，雄蝇对食物的处理方式发生了①→③的进化，经过长期自然选择最终进化出直接提供没有食物的空丝球也能获得成功的求偶行为，对缝蝇的繁殖与进化具有积极的意义，B错误，D正确。
答案：B
2．(2021·湖南卷)金鱼系野生鲫鱼经长期人工选育而成，是中国古代劳动人民智慧的结晶，现有形态多样、品种繁多的金鱼品系。自然状态下，金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代。下列叙述错误的是(　　)
A．金鱼与野生鲫鱼属于同一物种
B．人工选择使鲫鱼发生变异，产生多种形态
C．鲫鱼进化成金鱼的过程中，有基因频率的改变
D．人类的喜好影响了金鱼的进化方向
解析：物种指的是能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物，自然状态下，金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代，二者属于同一物种，A正确；变异先于环境选择，变异可以是自然发生的，人类只是起到选择作用，B错误；生物进化的实质是种群基因频率的改变，C正确；人们根据自己的需要，把合乎要求的变异个体挑选出来，让它们保留后代，经过连续数代的选择，人类所需要的变异被保存下来，进而培育出新品种，因此人类的喜好影响了金鱼的进化方向，D正确。
答案：B
3．(2021·浙江1月选考)选择是生物进化的重要动力。下列叙述正确的是(　　)
A．同一物种的个体差异不利于自然选择和人工选择
B．人工选择可以培育新品种，自然选择不能形成新物种
C．自然选择保存适应环境的变异，人工选择保留人类所需的变异
D．经自然选择，同一物种的不同种群的基因库发生相同的变化
解析：同一物种的个体差异，利于自然选择和人工选择，A错误；人工选择能培育出新品种，自然选择也能形成新的类型、新的物种，B错误；自然选择是自然界对生物的选择作用，使适者生存，不适者被淘汰；人工选择是人们根据自己的需要，对合乎要求的变异个体进行选择，最后选育出新品种，C正确；由于同一物种不同种群所处的自然环境可能不同，故在自然选择的作用下，同一物种的不同种群的基因库可能发生不同的变化，D错误。
答案：C
4．(2021·广东卷)兔的脂肪白色(F)对淡黄色(f)为显性，由常染色体上一对等位基因控制。某兔群由500只纯合白色脂肪兔和1 500只淡黄色脂肪兔组成，F、f的基因频率分别是(　　)
A．15%、85%　　　　　　　 B．25%、75%
C．35%、65% D．45%、55%
解析：基因频率是指在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。该兔群纯合白色脂肪兔的基因型为FF，数目为500；淡黄色脂肪兔的基因型为ff，数目为1 500。F的基因频率为×100%＝25%，f的基因频率为1－25%＝75%。故选B。
答案：B
5．(2018·全国Ⅰ卷)回答下列问题：
(1)大自然中，猎物可通过快速奔跑来逃脱被捕食，而捕食者则通过更快速地奔跑来获得捕食猎物的机会，猎物和捕食者的每一点进步都会促进对方发生改变，这种现象在生态学上称为________。
(2)根据生态学家斯坦利的“收割理论”，食性广捕食者的存在有利于增加物种多样性，在这个过程中，捕食者使物种多样性增加的方式是_________________________________
________________________________________________________________________。
(3)太阳能进入生态系统的主要过程是_______________________________________
________________________________________________________________________。
分解者通过_________________________________________来获得生命活动所需的能量。
解析：(1)大自然中猎物与捕食者在逃脱被捕食和捕食过程中相互选择，共同进化。(2)根据“收割理论”分析，食性广捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，食性广捕食者的存在有利于增加物种多样性。(3)太阳能主要通过绿色植物的光合作用过程进入生态系统，分解者通过呼吸作用分解有机物来获得能量，满足生命活动的需要。
答案：(1)协同进化(或共同进化)　(2)捕食者往往捕食个体数量多的物种，为其他物种的生存提供机会　(3)绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存在有机物中　呼吸作用将动植物遗体和动物排遗物中的有机物分解

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