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第3讲　生物的进化
必修2 遗传与进化
第七单元　生物的变异和进化
1．拉马克生物进化理论的主要观点
(1)生物多样性的原因是__________。
(2)________。
(3)获得性遗传。
2．达尔文生物进化理论的主要观点
(1)物种演变和________。
(2)________和自然选择。
(3)适应是________的结果。
环境多样性
用进废退
共同起源
生存斗争
自然选择
3．现代生物进化理论的内容
(1)种群是生物进化的基本单位
①种群：指生活在一定区域内的____生物的________的集合。
②种群基因库：一个种群中____个体所含有的________称为种群基因库。
③基因频率：在一个种群______中，某个基因占全部__________的比率被称为基因频率(gene frequency)。
④基因型频率：某种______的个体在种群中所占的比率被称为基因型频率(genotype frequency)。
同种
全部个体
全部
基因总和
基因库
等位基因数
基因型
(2)自然选择决定生物进化的方向
变异是________ 不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累―→种群的基因频率发生________ 生物朝一定方向不断进化。
不定向的
定向改变
(3)隔离是物种形成的必要条件
生殖隔离
自由交流
自然选择
产生生殖隔离
基因突变
染色体变异
基因频率
4．分子进化的中性学说
(1)DNA分子产生的突变大部分是中性的，即对__________既无利也无害。
(2)一些中性突变被随机保留后，经过日积月累会积少成多，使同种生物的不同种群间出现巨大的差异，形成不同的____。
(3)当积累的中性突变导致生物的性状出现差异之后，________才会发生作用，造成____进化。
生物的生存
物种
自然选择
表型
1．拉马克认为基因突变和基因重组是生物多样性的原因。 ( )
提示：拉马克认为环境多样性是生物多样性的原因。
2．达尔文认为生存斗争是由过度繁殖引起，其结果是“适者生存，不适者被淘汰”。 ( )
3．DDT诱发了果蝇产生耐药性的变异。 ( )
提示：果蝇的不定向变异在前，DDT的选择作用在后。
×
√
×
4．在环境条件保持稳定的前提条件下，种群的基因频率不会发生变化。 ( )
提示：基因突变、染色体变异、交配方式等也会影响基因频率的改变。
5．隔离是物种形成的必要条件。生殖隔离的形成必须要有地理隔离，地理隔离必然导致生殖隔离。 ( )
提示：生殖隔离的形成往往先经过长期地理隔离；地理隔离不一定形成生殖隔离(如亚种)。
×
×
6．中性学说认为，在积累的中性突变导致生物的性状出现差异之前，自然选择就已经发生作用，造成表型进化。 ( )
提示：中性学说认为，在积累的中性突变导致生物的性状出现差异之后，自然选择才会发生作用，造成表型进化。
×
1．达尔文考察了克格伦岛，这个岛屿上经常刮大风，岛上的少数昆虫翅特别发达，大多数昆虫翅退化。(必修2　P107“正文信息”)
(1)在这个海岛上昆虫翅长差异的根本来源是___________________。
(2)在这个岛屿上，为什么无翅的昆虫特别多？
提示：(1)基因突变
(2)由于这个岛屿上经常刮大风，有翅能飞但翅较弱的昆虫，就常常被大风吹到海里，因而生存和繁殖后代的机会较少，而无翅或翅明显退化的昆虫，由于不能飞翔，就不容易被风吹到海里，因而生存和繁殖后代的机会就多。经过一段时间的自然选择之后，海岛上无翅或翅明显退化的昆虫就特别多，这种现象产生的原因是自然选择。
2．普氏原羚是我国特有的濒危动物，由于道路和牧场围栏阻隔，普氏原羚被隔离在13个分布区内。从遗传与进化的角度看，不同分布区的普氏原羚种群处于隔离状态，这对该物种的延续有什么不利影响？(必修2　P113“正文信息”)
提示：不同分布区的普氏原羚种群产生了地理隔离，无法进行基因交流，一方面不利于该物种数量大量增长，另一方面易造成生殖隔离，不利于物种的延续。
3．中性学说与现代综合进化论并不矛盾，更不对立。为什么？(必修2　P115“正文信息”)
提示：现代综合进化论侧重个体、群体，即宏观水平，中性突变学说侧重于分子，即微观水平，两者相互补充，更好地阐述了生物进化的本质。
1．树干变黑会影响桦尺蛾种群中浅色个体的出生率吗？_________ ___________________________________________________________________________________________________________________。
原因是____________________________________________________ ______________________________________________________。
提示：会　许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食
2．生物进化的基本单位是种群而不是个体的原因是_____________ ____________________________________________________________________。
3．变异的有利或者有害是绝对的吗？为什么？_______________ ________________________________________________________。
一个种群中的
个体虽然一代代的死亡，但它们所携带的基因却可以通过有性生殖代代相传
不是。突变的
有利或有害取决于生物的生存环境，所以说并不是绝对的
1．自然选择学说与现代生物进化理论的异同点
2．地理隔离和生殖隔离的比较
(1)图中A属于地理隔离，一旦发生某种地质变化，两个分开的小种群重新相遇，可以再融合在一起。
(2)图中B属于生殖隔离，一旦形成就保持物种间基因的不可交流性，从而保证了物种的相对稳定。
(3)地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成的质变阶段。
3．“图解法”把握物种形成的三大模式
4．物种形成与生物进化的关系
内容 物种形成 生物进化
标志 生殖隔离出现 基因频率改变
变化后生物与原生物的关系 属于不同物种 可能属于一个物种
二者关系 生物进化的实质是基因频率改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种的界限，生物进化不一定导致新物种的形成 1．对传粉的动物来说，花的结构和外形不是唯一的变数，植物所产生的花蜜种类也有不同，有的植物只产生稀释花蜜，有些植物则产生含水量相对较少的高浓度高热值花蜜。研究者发现蝶类更喜欢采集前者，蜂鸟更喜欢采集后者。请对此现象提出合理的解释。
提示：蜂鸟(恒温动物)相较于蝶类(变温动物)需要高热值花蜜提供更多能量[或蜂鸟和蝶类的取食结构不同与相对应的植物结构相适应或蝶类的身体相对表面积大(如翅膀薄而宽大)导致需求更多水分]。
2．若将一个濒临灭绝的生物的种群释放到一个新环境中，那里有充足的食物，没有天敌，请根据所学知识作出预测：这个种群将发生怎样的变化？
提示：若气候等其他条件也合适，并且这个种群具有一定的繁殖能力，该种群的个体数会迅速增加。否则，也可能仍然处于濒危状态甚至灭绝。
3．有人认为，从根本上说没有突变，进化也可能发生。你认为这样的看法正确吗？请说明理由。
提示：不正确。若没有突变，就不可能产生新的等位基因，基因重组也就没有任何意义，生物就不可能产生可遗传的变异，也就不可能进化。
考向1考查早期生物进化理论
1．下列有关进化的叙述，错误的是(　　)
A．鲸鱼没有牙齿是因为它们吞食浮游生物，这符合拉马克的进化学说
B．达尔文进化论认为生物各种适应特征的形成是环境进行选择的结果
C．地理隔离不一定产生生殖隔离，生殖隔离的产生不一定都需要地理隔离
D．地球上最早出现的是单细胞好氧生物，有性生殖的出现加快了进化速度
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D　[鲸鱼没有牙齿，是因为它们吞食浮游生物，属于拉马克进化观点中的“用进废退”，A正确；达尔文进化论认为生物各种适应特征的形成是自然选择的结果，B正确；地理隔离不一定产生生殖隔离，生殖隔离的产生不一定都需要地理隔离，如多倍体植株的形成，C正确；地球上最早出现的生物是进行无氧呼吸的单细胞生物，D错误。故选D。]
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2．(2022·江苏南京模拟预测)如图表示某物种数量增长的理论值和实际值，二者个体数值差别很大，用达尔文理论解释，其原因是
(　　)
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A．过度繁殖　　 B．遗传变异
C．生存斗争 D．适者生存
C　[自然界中的生物，通过激烈的生存斗争，适者生存，不适者被淘汰，这一过程就是自然选择；根据达尔文的自然选择学说，理论值与实际生存个体数差别很大，主要是通过生存斗争，不适者被淘汰的缘故。故选C。]
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考向2考查种群基因组成的变化
3．(2022·江苏淮安模拟预测)北草蜥是肉食性动物，它的祖先却是素食主义者。现有一个野生北草蜥种群处于遗传平衡状态，它的某一性状由一对等位基因 A、a来控制，其中 A的基因频率为70%。下列说法正确的是(　　)
A．北草蜥种群中所有个体含有的 A、a 基因构成了该种群的基因库
B．A 基因频率高于 a，表明 A控制的性状将更加适应变化的环境
C．北草蜥食性进化的实质是种群对有利变异的保存
D．若A、a 位于常染色体上，则显性个体中纯合雄性北草蜥所占比例为7/26
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D　[种群基因库是指一个种群中所有个体所含有的基因总和，仅是A、a基因不能构成北草蜥种群的基因库，A错误；A 基因频率高于 a，表明 A控制的性状更适应当前所处的环境，B错误；北草蜥食性进化的实质是种群基因频率的定向改变，C错误；由于野生北草蜥种群处于遗传平衡状态， A的基因频率为70%＝7/10，a的基因频率＝1－7/10＝3/10，所以显性个体中纯合北草蜥所占比例为：(7/10)2÷[1－(3/10)2]＝7/13，而雄性占1/2，所以显性个体中纯合雄性北草蜥所占比例为7/13×1/2＝7/26，D正确。故选D。]
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4．(2022·广东佛山模拟预测)下表为碳青霉烯类抗生素2005～2008年在某医院住院患者中的人均使用量，以及从患者体内分离得到的某种细菌对该类抗生素的耐药率变化。下列说法正确的是(　　)
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年份 2005 2006 2007 2008
人均使用量/g 0.074 0.12 0.14 0.19
耐药率/% 2.6 6.11 11.9 25.5
A．细菌耐药率的不断升高是人工选择的结果
B．碳青霉烯类抗生素使细菌的基因发生了定向变异
C．2005～2008年细菌种群的基因频率发生了定向改变
D．细菌的耐药性可能是由基因突变或染色体变异产生的
C　[细菌耐药率的不断升高是抗生素对细菌的选择，A错误；细菌的基因发生的变异是不定向的，B错误；2005～2008年由于抗生素的选择作用，使细菌种群的基因频率发生了定向改变，C正确；细菌为原核生物，不含染色体，不能发生染色体变异，D错误。故选C。]
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考向3考查隔离与物种形成
5．(2022·浙江1月选考)峡谷和高山的阻隔都可能导致新物种形成。两个种的羚松鼠分别生活在某大峡谷的两侧，它们的共同祖先生活在大峡谷形成之前；某高山两侧间存在有限的“通道”，陆地蜗牛和很多不能飞行的昆虫可能会在“通道”处形成新物种。下列分析不合理的是(　　)
A．大峡谷分隔形成的两个羚松鼠种群间难以进行基因交流
B．能轻易飞越大峡谷的鸟类物种一般不会在大峡谷两侧形成为两个物种
C．高山两侧的陆地蜗牛利用“通道”进行充分的基因交流
D．某些不能飞行的昆虫在“通道”处形成的新物种与原物种存在生殖隔离
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C　[大峡谷分隔形成的地理隔离，使两个羚松鼠种群间难以进行基因交流，A正确；能轻易飞越大峡谷的鸟类物种能进行基因交流，一般不会在大峡谷两侧形成为两个物种，B正确；由题意可知，某高山两侧间存在“通道”是有限的，陆地蜗牛利用“通道”不能进行充分的基因交流，C错误；不同物种之间存在生殖隔离，在“通道”处形成的新物种与原物种存在生殖隔离，D正确。故选C。]
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6．(2022·江苏阜宁期末)下图1为某种老鼠原种群被一条河流分割成甲、乙两个种群后的进化过程示意图。图2为种群乙在被河流分割后某时间段内A基因频率的变化情况，其中P年时种群乙AA、Aa、aa的基因型频率分别为20%、30%、50%，由于生存环境的变化，使得aa个体每年减少20%，AA和Aa个体每年分别增加10%。下列相关叙述错误的是(　　)
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图1
图2
A．图2中P点后的下一年中，种群乙中A的基因频率为38.5%
B．图1中a表示地理隔离，b表示突变、基因重组和自然选择，c意味两者的基因库有较大差异
C．新物种的形成说明生物一定发生了进化
D．图2中RT段A基因频率保持稳定，在T之后种群乙仍可能会发生进化
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A　[根据题干，P年时种群乙AA、Aa、aa的基因型频率分别为20%、30%、50%，由于生存环境的变化，使得aa个体每年减少20%，AA和Aa个体每年分别增加10%，假设P年时AA为20个个体，Aa为30个个体，aa为50个个体，则P点后的下一年中，AA、Aa、aa分别为22、33、40个，则A基因频率＝(22×2＋33)/(22×2＋33×2＋40×2) ≈40.5%，A错误；由图可知，过程a表示由于河流分割产生的地理隔离，b表示突变、基因重组和自然选择，c表示生殖隔离，出现生殖隔离意味着两者的基因库有较大差异，B正确；新物种的形
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成需产生生殖隔离，需经过基因频率的改变，而生物进化的实质是基因频率的改变，因此新物种的形成说明生物一定发生了进化，C正确；由图2可知，RT段A基因频率保持稳定，在T之后，若出现生存环境的改变，种群乙仍可能会发生进化，D正确。故选A。]
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1．(2022·江苏徐州阶段练习)桦尺蛾的体色受一对等位基因A和a控制，黑色(A)对浅色(a)为显性，黑色基因A的基因频率为40%。环境变化后，桦尺蛾种群中基因型为AA、Aa的个体数量在一年后各增加10%，基因型为aa的个体数量减少10%，则一年后A的基因频率为(　　)
A．37.4%　　 B．40%
C．42.8% D．44%
C　[假定原来桦尺蛾种群中含有100个个体，黑色基因A的基因频率为40%，那么浅色基因a的基因频率为1－40%＝60%，因此基因型频率AA＝(40%)2＝16%，Aa＝2×40%×60%＝48%，aa＝(60%)2＝36%，即基因型为AA的个体有16个，基因型为Aa的个体有48个，基因型为aa的个体有36个。环境变化后，桦尺蛾种群中基因型为AA、Aa的个体数量在一年后各增加10%，基因型为aa的个体数量减少10%，因此一年后AA＝16×(1＋10%)＝17.6个，Aa＝48×(1＋10%)＝52.8个，aa＝36×(1－10%)＝32.4个，那么A的基因频率为(17.6×2＋52.8)/[(17.6＋52.8＋32.4)×2]≈42.8%，C正确，ABD错误。故选C。]
2．(2022·湖南长沙一中一模)果蝇的棒眼基因(B)和正常眼基因(b)只位于X染色体上。科学家通过基因工程培育出一特殊棒眼雌性果蝇品系(XBXb)，其中一条X染色体上携带隐性致死基因s，已知当s基因纯合(XsXs、XsY)时能使胚胎致死。让该果蝇品系与正常眼雄性交配，下列说法错误的是(　　)
A．若致死基因s位于XB染色体上，产生的子代群体中B基因频率是1/6
B．若致死基因s位于Xb染色体上，产生的子代群体中B基因频率是2/5
C．若让该果蝇品系与棒眼雄性交配，也可以判断致死基因s位于哪条X染色体上
D．若子代中偶然发现一只成活的XXY正常眼果蝇，可能是父本在第一次减数分裂时同源染色体Xb与Y未分离，进入同一生殖细胞中
A　[若致死基因s位于XB染色体上，该果蝇品系基因型为XBsXb，与正常眼雄果蝇(XbY)交配，杂交后代XBsY胚胎致死，子代果蝇基因型分别为XBsXb、XbXb、XbY，比例为1∶1∶1，因此XB基因频率为1/5，A错误。若致死基因s位于Xb染色体上，该果蝇品系基因型为XBXbs，与正常眼雄果蝇(XbY)交配，杂交后代XbsY胚胎致死，子代果蝇基因型分别为XbXbs、XBXb、XBY，比例为1∶1∶1，因此XB基因频率为2/5，B正确。让该果蝇品系与棒眼雄性交配，若致死基因s在XB染色体上，杂交后代XBsY致死，子代只有正常眼雄果蝇；若致
死基因s在Xb染色体上，杂交后代XbsY致死，子代只有棒眼雄果蝇，因此也可以判断出来致死基因s位于X的哪条染色体上，C正确。若子代中偶然发现一只成活的性染色体为XXY的正常眼果蝇，基因型为XbXbY，可能是父本减数第一次分裂后期同源染色体Xb与Y未分离，进入同一生殖细胞中，XbY精子与Xb卵细胞结合形成XbXbY正常眼果蝇；也可能是母本在减数第二次分裂后期形成的两条X子染色体没有分离，形成XbXb的卵细胞，再与Y精子结合形成XbXbY正常眼果蝇，D正确。故选A。]
题型2　利用遗传平衡公式计算基因频率和基因型频率
1．前提条件：种群非常大；所有雌雄个体之间自由交配；没有迁入和迁出；没有自然选择；没有基因突变。
2．计算公式
(1)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：AA的基因型频率＝p2，Aa的基因型频率＝2pq，aa的基因型频率＝q2。如果一个种群达到遗传平衡，其基因型频率应符合：p2＋2pq＋q2＝1。
(2)逆推计算：已知隐性纯合子的概率，求种群的基因频率和基因型频率。
遗传平衡时X染色体上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)和基因频率在男性和女性中相同，但发病率不同。
(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%。
XBY＝90%
XbY＝10%
XBXB＝90%×90%＝81%
XBXb＝2×90%×10%＝18%
XbXb＝10%×10%＝1%
3．(2022·江苏南通高三阶段练习)初始时满足遗传平衡定律的某种群中等位基因A和a的基因频率分别为0.1和0.9，一段时间后，a基因频率变为0.05、A基因频率变为0.95。下列相关叙述错误的是(　　)
A．初始种群中Aa的基因型频率为0.18
B．该种群中95%的个体的表型更适应环境
C．该种群所处环境可能发生了较大变化
D．一段时间后，显性基因A控制的性状更适应环境
B　[该初始种群中，A和a的基因频率分别为0.1，0.9，则初始种群中Aa的基因型频率为0.18，A正确；一段时间后，a基因频率变为0.05、A基因频率变为0.95，说明A控制的性状更适应环境，此时表型为A控制性状的个体所占的比例为1－0.052＝99.75%，B错误；由于一段时间后，该种群的基因频率由A和a分别为0.1和0.9变成分别为0.95和0.05，可能的原因是该种群所处环境发生了较大变化，变化的环境对不同表型进行了选择，C正确；一段时间后，显性基因A的基因频率由0.1变成了0.95，说明A基因控制的性状更适应环境，D正确。故选B。]
4．(2022·江苏扬州中学高三开学考试)图中A、B、C分别表示自然条件有差异、相距较远的3个地区。图示物种的性别决定方式均为XY型。A/a位于常染色体上，B/b位于X染色体上。物种乙和丙的形成过程如图所示(乙和丙两种群个体数量较多，雌雄比例相当，能够自由交配，种群处于遗传平衡状态)。下列有关说法错误的是(　　)
A．存在生殖隔离的物种间都不能完成交配
B．变异、迁出与迁入都不能使种群基因频率发生定向改变
C．若种群丙中XbXb约占8%，则雄性中XbY约占40%
D．若种群乙中A和a的基因频率相等，则显性个体数量是隐性的3倍
A　[虽存在生殖隔离，二者可能可以交配，但无法产生可育后代或没有后代，A错误；变异具有不定向性，不能使种群基因频率定向改变，迁入与迁出也都不能使种群基因频率定向改变，B正确；如果丙种群中，XbXb约占8%，由于雌雄比例相当，雌性中XbXb＝8%×2＝16%，则雌性个体Xb的基因频率＝40%，雄性中的该基因频率与雌性中的该基因频率相当，雄性中XbY＝40%，C正确；若种群乙中A和a的基因频率相等，则A基因频率＝50%，则AA的基因型频率＝0.5×0.5＝25%，Aa＝0.5×0.5×2＝50%，aa＝25%，即显性个体数量是隐性的3倍，D正确。故选A。]
题型3　自交与自由交配中基因频率的计算
1．自交
杂合子自交，基因型频率发生变化，纯合子比例逐渐增大，杂合子比例逐渐下降，但基因频率不变。
2．自由交配
在无突变、各种基因型的个体生活力相同时，处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗传平衡定律，上下代之间种群的基因频率及基因型频率都保持不变。
5．(2022·海南等级考)匍匐鸡是一种矮型鸡，匍匐性状基因(A)对野生性状基因(a)为显性，这对基因位于常染色体上，且A基因纯合时会导致胚胎死亡。某鸡群中野生型个体占20%，匍匐型个体占80%，随机交配得到F1，F1雌、雄个体随机交配得到F2。下列有关叙述正确的是(　　)
A．F1中匍匐型个体的比例为12/25
B．与F1相比，F2中A基因频率较高
C．F2中野生型个体的比例为25/49
D．F2中A基因频率为2/9
D　[根据题意，A基因纯合时会导致胚胎死亡，因此匍匐型个体Aa占80%，野生型个体aa占20%，则A的基因频率＝80%×1/2＝40%，a的基因频率＝80%×1/2＋20%＝60%，F1中AA＝40%×40%＝16%，Aa＝2×40%×60%＝48%，aa＝60%×60%＝36%，由于A基因纯合时会导致胚胎死亡，所以F1中Aa占(48%)÷(48%＋36%)＝4/7，A错误；由于A基因纯合时会导致胚胎死亡，因此每一代都会使A的基因频率减小，故与F1相比，F2中A基因频率较低，B错误；F1中Aa占4/7，aa占3/7，产生的配子为A＝4/7×1/2＝2/7，a＝4/7×1/2＋3/7＝5/7，F2中aa＝5/7×5/7＝25/49，由于AA＝2/7×2/7＝4/49致死，因此F2中aa占25/49÷(1－4/49)＝5/9，C错误；F2中aa占5/9，Aa占4/9，因此A的基因频率为4/9×1/2＝2/9，D正确。故选D。]
6．(2022·湖北武汉模拟预测)2022年北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”的设计原型是大熊猫。大熊猫最初是食肉动物，经过进化，其99%的食物都来源于竹子。现有一个较大的熊猫种群中雌雄数量相等，且雌雄之间可以自由交配，若该种群中B的基因频率为70%，b的基因频率为30%，下列有关说法正确的是(　　)
A．大熊猫种群中全部B和b基因的总和构成其基因库
B．大熊猫由以肉为食进化为以竹子为食的实质是种群基因频率的定向改变
C．若该对等位基因位于常染色体上，则显性个体中出现杂合雌熊猫的概率为46.2%
D．若该对等位基因只位于X染色体上，则XbXb、XbY的基因型频率分别为9%、30%
B　[基因库是一个种群中全部个体所含有的基因总和，所以大熊猫种群中全部B和b基因的总和不能构成其基因库，A错误；生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，所以大熊猫由以肉为食进化为以竹子为食的实质是种群基因频率的定向改变，B正确；若该对等位基因位于常染色体上，由题意可知，基因型频率Bb＝2×70%×30%＝42%，BB＝70%×70%＝49%，所以显性个体中出现杂合雌熊猫概率约为1/2×42%/(49%＋42%)＝23.1%，C错误；若该对等位基因只位于X染色体上，因雌雄比例1∶1，则雌性个体XbXb基因型频率为1/2×30%×30%＝4.5%，同理雄性个体XbY的基因型频率为1/2×30%＝15%，D错误。故选B。]
1．生物进化的证据
(1)生物进化的古生物学证据
遗体、遗物和它们的生活
中遗迹
(2)比较解剖学证据
①同源器官：起源相同，__________相似，而__________不同的器官。例如蝙蝠的翼手、鲸的鳍、猫的前肢、人的上肢等。
②具有同源器官的生物是由______________进化而来的；在进化过程中，由于生活环境的不同，同源器官逐渐出现了形态和结构的差异。
(3)比较胚胎学证据
对不同生物胚胎发育过程的研究揭示了不同生物是由同一____进化而来的事实。例如：人和鱼的胚胎在发育早期都出现鳃裂和尾。
结构和部位
形态和功能
共同的原始祖先
祖先
(4)细胞生物学和分子生物学证据
生物具有________。例如：细胞呼吸方式，共用一套遗传密码，遗传信息的传递都遵循中心法则等。
共同特征
2．生物进化方式
(1)分歧进化(趋异进化)
由一个原始物种经过漫长的地质年代，因______________而向不同的方向进化，逐渐形成新物种的方式。
(2)趋同进化
由于__________的生活环境，一些不同种类的生物在自然选择下出现________向着________进化的方式。如鸟和蝙蝠具有相同功能的翼和翼手。
(3)协同进化
不同____之间、______________之间，在相互影响中不断进化和发展。
适应不同的环境
相似或相同
形态结构
同一方向
物种
生物与无机环境
3．生物多样性
(1)概念：指地球上生物的____多样性和____多样性，以及由这些生物与环境相互作用所构成的________多样性。
(2)五界系统：包括____生物界、原生生物界、____界，植物界和____界。
物种
遗传
生态系统
原核
真菌
动物
1．生物的遗物或生活痕迹也可能形成化石。 ( )
2．有共同祖先的生物个体在结构上没有差异。 ( )
提示：有共同祖先的个体在结构上仍有差异。
3．细胞具有共同的物质基础和结构基础，这说明生物有共同的祖先。 ( )
4．不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子有差异，这说明生物不是由共同祖先进化来的。 ( )
提示：不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子尽管有差异，但它们有共同点，这说明生物有共同的原始祖先。
√
×
√
×
5．在生物进化史上，被子植物比裸子植物出现的早。 ( )
提示：在生物进化史上，裸子植物比被子植物出现的早。
6．生物多样性包括遗传多样性、种群多样性和生态系统多样性。 ( )
提示：生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。
7．五界系统显示了生命发展史的三大阶段：原核单细胞阶段、真核单细胞阶段和真核多细胞阶段。 ( )
×
√
×
1．地球上最早出现的是哪一类生物？________________________。
就植物和动物而言，最早登陆的是哪类？____________。原因是__ ________________________________。(必修2　P122“知识链接”)
提示：厌氧的单细胞生物　植物　没有植物，动物登陆后就会因缺乏食物而无法生存
2．人和类人猿在DNA的碱基序列方面高度接近说明
______________________________________________________________________________________。(必修2　P125“边做边学”)
提示：人和类人猿有共同的祖先，并且亲缘关系很近
3．什么是“精明的捕食者”策略？其原因是什么？(必修2　P127“积极思维”)
提示：捕食者一般不会将所有的猎物都吃掉，否则自己也无法生存，这就是“精明的捕食者”策略。其原因是捕食者和被捕食者的负反馈调节。
1．蝙蝠的翼手、鲸的鳍、猫的前肢、猿的上肢、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的差异
2．有性生殖的出现加快了生物进化的步伐，其理由是
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
提示：生物通过有性生殖，实现了基因重组，增强了生物变异的多样性，因而使生物进化的速度明显加快
3．洄游产卵是很多长江淡水鱼长期进化形成的遗传特征，而水坝往往会阻断鱼类的洄游通道。请结合所学知识，分析水坝建设对生物多样性带来的影响：
_____________________________________________________________________________________________________________________。
提示：水坝会阻断鱼类的洄游通道，导致鱼的数量下降，甚至导致某些鱼类灭绝，最终导致遗传多样性、物种多样性降低(合理即可)
1．生物进化的古生物学证据
(1)化石为生物的进化历程提供了证据。
(2)科学家通过不断的努力，根据化石记录基本确定了地质年代的划分和各地质年代的主要进化事件。
时间 生物的主要类群
大约34亿～18亿年前 细菌、蓝细菌等原核生物
古生代 各种类型的真核藻类和海洋无脊椎动物
中生代 裸子植物和原始爬行类等陆生生物
新生代 ①鸟类、哺乳类和被子植物
②第四纪诞生了现代人类
2．生物进化的其他证据
(1)比较解剖学与比较胚胎学
项目 证据 结论
比较解剖学 同源器官 具有同源器官的生物是由共同的原始祖先进化而来的，只是在进化过程中，由于生活环境的不同，同源器官逐渐出现了形态和结构的差异
比较胚胎学 亲缘关系相近的生物在胚胎发育中有相同的发育阶段 不同生物是由同一祖先进化而来的
(2)细胞生物学和分子生物学
项目 研究不同物种间亲缘关系的方法 当今生物具有共同特征的证据
细胞生物学 比较不同物种的染色体组型和核型 对细胞代谢等方面的研究。例如，细胞呼吸方式多为细胞有氧呼吸或细胞无氧呼吸
分子生物学 利用分子生物学技术对不同生物的生物大分子进行组成分析，或利用分子杂交方法 几乎所有生物都共用一套遗传密码，遗传信息的传递都遵循中心法则
3．生物进化的方式
方式 概念 实例
分歧进化 由一个原始物种经过漫长的地质年代，因适应不同的环境而向不同的方向进化，逐渐形成新物种的方式 化石记录说明，早期爬行类经过分歧进化逐步形成现代爬行类、现代鸟类、现代哺乳类
趋同进化 由于相似或相同的生活环境，一些不同种类的生物在自然选择下出现形态结构向着同一方向进化的方式 鸟和蝙蝠因适应飞翔生活而趋同进化，形成具有相同功能的翼和翼手
方式 概念 实例
协同进化 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 绿色开花植物和传粉动物、寄生虫和寄主、捕食者和被捕食者
4．生物的进化导致了生物物种的多样性
生物多样性及其之间的联系
(1)遗传(基因)多样性：由于生物存在各种各样的变异，并且变异是不定向的，进而出现了多样性。
(2)物种多样性：基因多样性决定了蛋白质多样性，基因多样性是形成物种多样性的根本原因，蛋白质多样性是形成物种多样性的直接原因。
(3)生态系统多样性：生态系统是由生物和非生物的环境共同组成的，所以物种多样性和无机环境的多样性共同组成了生态系统多样性。
(4)生物多样性形成的原因
①从分子水平看
②从进化的角度看
生物的变异是不定向的，而自然选择是定向的，有利的变异逐代积累，从而形成了适应环境的新类型，而环境是多变的，不同的变异类型适应不同的环境，逐渐形成了适应各种环境的多种多样的生物。
1．兰花通过基因的扩张和收缩致使基因组形成了5个亚科，产生更多的多样性，因此在生态系统遭到严重破坏、生物大灭绝后，迅速地适应了新的生态系统，科学研究发现所有现存于地球上的兰花都是恐龙灭绝时期幸存的兰花后代。从进化与适应的角度，你可得出哪些结论？
提示：兰花细长的花距和生有细长吸管型口器的蛾类是相互选择、协同进化的结果；自然选择直接作用于兰花个体的表型，进而将适应新环境的基因保留下来。
2．林场通常是大规模种植乔木的半人工生态系统，树木成林往往需要数年至数十年。成林期间，一些动植物会陆续进入林区参与生物群落的构建。在林场进行适度砍伐后，会出现空地(林窗)。请说明林窗对林场生物多样性产生的影响并简要说明理由。
提示：提高生物多样性，形成更多生境类型。适度砍伐后，形成林窗，会改变林场局部原有的环境(阳光、通风、湿度等)，从而引起林场物种的变化，提高生物多样性。
考向1生物进化的证据越来越多
1．(2022·江苏盐城专题练习)兰科植物约有800属近3万种，对不同环境有极强的适应能力，且不同地域的同种兰花在形态结构上也存在明显差异。我国科学家以深圳拟兰为研究对象，通过基因组测序和功能分析发现兰花有474个特有基因，从分子水平上解开了兰花进化之谜。下列叙述错误的是(　　)
3
4
1
2
A．兰科植物的多样性指的是遗传多样性
B．兰花适应性特征的来源是突变和基因重组，适应是自然选择的结果
C．不同地域的同种兰花形态结构存在明显差异的根本原因是种群基因频率的差异
D．不同兰花基因组上的相似性说明它们具有共同的原始祖先，而差异性的大小则体现了亲缘关系的远近
3
4
1
2
A　[兰科植物有近3万种，说明其存在生殖隔离，不属于同一物种，体现了物种多样性，A错误；突变和基因重组为进化提供原材料，自然选择决定了进化的方向，B正确；现代生物进化理论认为种群间出现形态结构差异的实质是种群基因频率的改变，C正确；不同兰花基因组上的相似性说明它们是由共同的原始祖先进化而来的，而差异性的大小则体现了亲缘关系的远近，D正确。故选A。]
3
4
1
2
2．达尔文列举了大量的证据证明自己的生物进化理论。后来，随着研究的深入，人们又发现了许多支持达尔文生物进化理论的新证据。下列关于生物进化证据的分析，错误的是(　　)
A．赫氏近鸟龙化石为鸟类起源于恐龙提供了最直接、最重要的证据
B．比较蝙蝠的翼手、鲸的鳍、猫的前肢和人的上肢，可为是否存在共同祖先提供证据
C．脊椎动物早期胚胎发育过程都彼此相似，支持脊椎动物具有共同的祖先
D．人和其他动物 DNA的碱基序列或某种蛋白质的比较，属于细胞和分子生物学的证据
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D　[化石是最直接、最重要的证据，A正确；比较蝙蝠的翼手、鲸的鳍、猫的前肢和人的上肢，属于比较解剖学上的证据，可为是否存在共同祖先提供证据，B正确；比较胚胎学上的证据也可为生物是否存在共同祖先提供证据，C正确；DNA中碱基的序列或某种蛋白质的比较，属于分子生物学的证据，D错误。故选D。]
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考向2生物进化导致生物的多样性和适应性
3．(2022·江苏海门中学高三开学考试)某些鸟类以蜗牛及其他小型动物作为食物来源，蜗牛壳上有条纹与无条纹的性状由一对等位基因B和b控制。研究人员调查了某地区的1 000只蜗牛，对存活的个体数和被鸟捕食后剩下的蜗牛空壳数进行统计，得到的数据如表所示。下列叙述错误的是(　　)
3
4
1
2
A．常用样方法调查蜗牛的种群密度
B．存活比例的差异是鸟类对蜗牛基因型直接选择的结果
C．据表中数据推断，经多个世代后，控制无条纹的基因频率会增加
D．鸟类往往会选择个体数量多的物种捕食，这有利于增加物种多样性
有条纹(显性) 无条纹(隐性) 合计
存活个体数 178 211 389
空壳数 332 279 611
存活比例 34.9% 43.1% 38.9%
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1
2
B　[蜗牛活动能力弱、活动范围小，常采用样方法调查种群密度，A正确；自然选择是对个体表型的选择，故存活比例的差异是鸟类对蜗牛表型直接选择的结果，B错误；由表中信息可知，有条纹的蜗牛空壳数相对较多，故有条纹的蜗牛更容易被鸟捕食，因此，经多个世代后，控制有条纹的基因(B)频率会降低，控制无条纹的基因(b)频率会增加，C正确；鸟类往往会选择捕食个体数量多的物种，这样能为其他物种的生存提供机会，增加物种多样性，D正确。故选B。]
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4．(多选)(2022·河北石家庄模拟预测)竞争和协同是普遍存在于生物个体或种群之间的两种表现。研究表明，在一定范围和水平上，竞争进化的结果有利于生物形态、生理特征及生活方式等适应策略的进化；协同进化能够使生物以最小的代价或成本实现自身在自然界的存在与繁殖。下列叙述正确的是(　　)
A．与竞争进化相比，协同进化更有利于维持生态系统的多样性和稳定性
B．竞争关系通过改变种群的出生率和存活率，最终影响种群密度的变化
C．捕食者与被捕食者间进行的“军备竞赛”对被捕食者的存在有害无利
D．物种间的协同进化是通过竞争、互利共生等来实现的
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ABD　[协同进化能够使生物以最小的代价或成本实现自身在自然界的存在与繁殖，因此，协同进化在相互影响中不断进化和发展，铸造了生物的多样性，也有利于维持生态系统的有序性，而具有竞争关系的生物相互争夺资源和空间，其竞争的结果通常是相互抑制，有时也表现为一方占优势，另一方处于劣势甚至灭亡，与竞争进化相比，协同进化更有利于维持生态系统的多样性和稳定性，A正确；竞争关系通过相互争夺资源和空间，进而改变种群的出生率和存活率，最终影响种群密度的变化，B正确；“军备竞赛”式的竞争结果是被捕食者提高了防御能力，而捕食者也会相应地增强捕食能力，因此，捕食者的存在对被捕食者来说，也是有积极意义的，C错误；协同进化发生在不同物种之间、生物与无机环境之间，因此，物种间的协同进化是通过竞争、互利共生等种间关系来实现的，D正确。故选ABD。]
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1．核心概念
(1)一个种群中全部个体所含有的基因总和称为种群基因库。
(2)在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率被称为基因频率。
(3)某种基因型的个体在种群中所占的比率被称为基因型频率。
(4)具有一定形态结构和生理功能特征，在自然状态下能够相互交配并繁殖可育后代的一群生物个体，通常称为物种，简称为“种”。
(5)隔离是指同种生物中不同种群的个体在自然条件下不能自由交流基因的现象。
(6)化石是指经过自然界的作用，保存在地层中的古生物遗体、遗物和它们的生活遗迹。
(7)起源相同、结构和部位相似，而形态和功能不同的器官称为同源器官。
(8)生物多样性是指地球上生物的物种多样性和遗传多样性，以及由这些生物与环境相互作用所构成的生态系统多样性。
2．结论语句
(1)在自然界中，由突变和基因重组产生的可遗传的变异，为生物进化提供了原材料。
(2)自然选择的作用可以使种群的基因频率发生定向改变，最终导致生物朝着一定的方向不断进化。
(3)现代综合进化论揭示了种群进化的规律；中性学说揭示了分子水平的进化规律。
(4)比较解剖学和比较胚胎学的研究都揭示了不同生物是由同一祖先进化而来的事实。
(5)细胞生物学证据和分子生物学证据都说明，当今生物具有共同特征。
(6)生物多样性是生物进化的结果，而生物的多样性和适应性与生物进化的方式有关。生物进化的方式包括分歧进化、趋同进化和协同进化。

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