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章末解疑答惑
?复习与提高 P126
一、选择题
1．A　基因突变、自然选择和染色体变异都会改变基因的频率，B、C、D项错误。
2．C　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称为协同进化。生态系统由一定区域内生活的所有物种的种群及无机环境组成，因此生态系统多样性是环境和生物相互作用的结果，即协同进化导致了生态系统多样性的形成，C项正确。
3．D　隔离是物种形成的必要条件，A项正确；突变和基因重组是随机的，B项正确；自然选择决定生物进化的方向，C正确；有利变异和有害变异都为进化提供了原材料，D项错误。
4．B　有性生殖实现了基因重组，增强了生物的变异加快了变异的步伐，A、C项正确；有性生殖不一定提高繁殖效率，B项错误；通过有性生殖，不同基因进行重新组合，不同的配子通过受精作用，丰富了变异的原材料，D项正确。
二、非选择题
1．自然选择　导致　导致　物种的形成
2．提示：不一定。进化过程中出现的新物种，有些是靠开辟环境中新的生存位置来生存和繁衍的，不一定就比原来的物种适应能力更强。例如，海洋中的生物登陆后，形成许多新物种，开辟了新的生存空间，但是不能说这些新物种比海洋藻类的适应能力强。
3．提示：与同种或类似的野生种类相比，家养动物的变异往往更多，这与人类根据自身的需要，采取的杂交育种等措施有关。
4．提示：中间体色可能与环境色彩较接近，这样的个体不容易被捕食者发现，生存并繁殖后代的机会较多，经过长期的自然选择，导致中间体色个体较多。
5．提示：(1)能。可以用褐花杓兰与西藏杓兰杂交，观察其后代与过渡类型的表型。或者检测杂交后代与过渡类型的染色体。
(2)有道理，因为它们可以进行杂交并且产生可育后代，没有产生生殖隔离。
6．提示：昆虫抗药性的形成是长期自然选择的结果，昆虫在繁殖过程中会产生各种可遗传的变异，有的抗药性强，有的抗药性弱。当使用杀虫剂后，抗药性弱的个体大量死亡，抗药性强的个体存活下来并有机会产生更多的后代，使得抗药性强的基因逐代积累并最终形成抗药性
7．通过对“遗传与进化”的学习，结合实例及自己的见解写一篇小短文。
直击高考·真题体验
1．(2022·浙江卷，17)由欧洲传入北美的耧斗菜已进化出数十个物种。分布于低海拔潮湿地区的甲物种和高海拔干燥地区的乙物种的花结构和开花期均有显著差异。下列叙述错误的是(　A　)
A．甲、乙两种耧斗菜的全部基因构成了一个基因库
B．生长环境的不同有利于耧斗菜进化出不同的物种
C．甲、乙两种耧斗菜花结构的显著差异是自然选择的结果
D．若将甲、乙两种耧斗菜种植在一起，也不易发生基因交流
[解析]　种群中全部个体所含有的全部基因构成一个基因库，甲、乙两种耧斗菜是两个物种，A错误；不同生长环境有利于进行不同的自然选择，从而进化出不同的物种，B正确；自然选择导致物种朝不同的方向进化，甲、乙两种耧斗菜花结构的显著差异是自然选择的结果，C正确；不同物种之间存在生殖隔离，不能发生基因交流，D正确。故选A。
2．(2022·湖南卷，12)稻蝗属的三个近缘物种①日本稻蝗、②中华稻蝗台湾亚种和③小翅稻蝗中，①与②、①与③的分布区域有重叠，②与③的分布区域不重叠。为探究它们之间的生殖隔离机制，进行了种间交配实验，结果如表所示。下列叙述错误的是(　D　)
交配(♀×) ①×② ②×① ①×③ ③×① ②×③ ③×②
交配率(%) 0 8 16 2 46 18
精子传送率(%) 0 0 0 0 100 100
注：精子传送率是指受精囊中有精子的雌虫占确认交配雌虫的百分比
A．实验结果表明近缘物种之间也可进行交配
B．生殖隔离与物种的分布区域是否重叠无关
C．隔离是物种形成的必要条件
D．②和③之间可进行基因交流
[解析]　由表格中的交配率的结果可知，表明近缘物种之间也可进行交配，A正确；已知①与②、①与③的分布区域有重叠，②与③的分布区域不重叠，但从交配率和精子传送率来看，说明生殖隔离与物种的分布区域是否重叠无关，B正确；一般的隔离包括地理隔离和生殖隔离，隔离是物种形成的必要条件，C正确；②和③之间②与③的分布区域不重叠，故存在地理隔离；两者属于两个近缘物种，表中②×③交配精子传送率100%，即使交配成功，由于存在生殖隔离，也不能进行基因交流，D错误。故选D。
3．(2021·河北卷，6)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(　B　)
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]　求偶时提供食物给雌蝇，一方面为了获得交配机会，另一方面也有利于雌性获得更多营养物质繁殖后代，这是一种长期形成的适应性行为，A正确；根据题意，四种方式都能求偶成功，④虽然是一种仪式化行为，但对缝蝇繁殖也具有进化意义，B错误；在求偶过程中，把食物裹成丝球送给雌蝇，更受雌蝇的青睐，容易获得交配机会，留下后代的机会多，这是雌蝇对雄蝇长期选择的结果，C正确；④仅送一个空丝球给雌蝇，不需要食物也能求偶成功，④与③在外观上具有相似性，可推测④可能由③进化而来，D正确。故选B。
4．(2020·浙江卷，13)下列关于遗传漂变和自然选择的叙述，正确的是(　D　)
A．遗传漂变在大种群中更易发生
B．遗传漂变能产生新的可遗传变异
C．遗传漂变和自然选择不都是进化的因素
D．遗传漂变和自然选择均可打破遗传平衡
[解析]　遗传漂变一般发生在小群体中，由于一个小群体与其他群体相隔离，不能充分地随机交配或偶然死亡，因而在小群体内基因不能达到完全自由分离和组合，使基因频率容易产生偏差，A错误；遗传漂变没有产生基因突变或染色体变异，故没有产生新的可遗传变异，B错误；由A项分析可知遗传漂变使基因频率容易产生偏差，使生物得到进化，自然选择会使基因频率定向改变，都是进化的因素，C错误；遗传漂变和自然选择都会导致基因频率改变，均可打破遗传平衡，D正确。故选D。第1节　生物有共同祖先的证据
课标要求 核心素养
1.尝试通过化石记录、比较解剖学和胚胎学等事实，说明当今生物具有共同的祖先。2．尝试通过细胞生物学和分子生物学知识，说明当今生物在新陈代谢、DNA的结构与功能等方面具有许多共同特征。 1．生命观念：运用结构与功能观阐明当今生物具有共同特征。2．科学思维：通过相关证据概括与归纳生物有共同的祖先。3．社会责任：基于生物学事实，宣传无神论的观点。
基础知识·双基夯实
生物有共同祖先的证据
1．达尔文的生物进化论
2．地层中陈列的证据——化石
(1)概念：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，__化石__是研究生物进化最直接、最重要的证据。
(2)生物化石在地层中的分布规律：
生物的化石在地层里的出现是有一定顺序的。在越早形成的地层中出现的生物结构越__简单__、越__低等__，在越晚形成的地层中出现的生物结构越__复杂__、越__高等__。
(3)事实证据
①赫氏近鸟龙化石——鸟类起源于恐龙。
②古人类化石——人猿共祖说。
(4)得出结论：①证实了生物是由__原始的共同祖先__经过漫长的地质年代逐渐进化而来的。
②揭示出生物由简单到复杂，由低等到高等，__由水生到陆生__的进化顺序。
3．比较解剖学证据
(1)概念：比较脊椎动物的器官、系统的__形态和结构__，并与生物进化相联系的科学。比较解剖学为生物进化理论提供了丰富的证据。
(2)事实证据：
①蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢、人的上肢都是__同源器官__。
②马铃薯的块茎、葡萄的卷须都属于__变态茎__。
(3)得出结论
具有同源器官的生物是由__共同祖先__演化而来的。这些具有共同祖先的生物生活在__不同环境__中，向着不同的方向进化发展，其结构适应于不同的__功能__，因而产生形态上的差异。
4．胚胎学证据
(1)胚胎学：是指研究动植物胚胎的__形成和发育__过程的学科。
(2)事实证据：
①人和其他脊椎动物在胚胎发育过程中会出现__鳃裂__。
②在胚胎发育过程中会出现明显的__尾__。
(3)得出结论：
人和其他脊椎动物有__共同的祖先__。
5．细胞和分子水平的证据
(1)事实证据
①无论古细菌生物还是现代生物，它们的细胞都有相似的__基本结构__。
②人和类人猿在DNA的__碱基序列__或基因组方面高度接近。
③不同生物与人的细胞色素c氨基酸序列的差异。
(2)基本结论
①生物有着共同的__原始祖先__。
②揭示当今生物种类亲缘关系的__远近__以及它们在进化史上出现的__顺序__。
〔学霸记忆〕
1．达尔文的生物进化论主要由两大学说组成：共同由来学说和自然选择学说。
2．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。
3．研究比较脊椎动物的器官、系统的形态和结构，还可以为这些生物是否有共同的祖先寻找证据。
4．胚胎学是指研究动植物胚胎的形成和发育过程的学科。
5．不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的共同点，提示人们当今生物有着共同的原始祖先。
〔活学巧练〕
判断下列叙述的正误
(1)脊椎动物前肢骨骼排列具有规律性，属于比较解剖学的证据。(　√　)
(2)化石是研究生物进化的重要证据。(　√　)
(3)不同种真核生物细胞色素c的氨基酸组成有差异，属于生物化学证据。(　√　)
(4)同源器官和痕迹器官属于比较解剖学的证据。(　√　)
〔思考〕
1．下图是科学家在地层中发现的未被破坏的沉积岩石层的次序，图中Ⅱ层中有物种A的化石，Ⅰ层中有物种B的化石。(科学思维)
(1)比较物种A与物种B的重要差异。
(2)在Ⅱ层里能否找到物种B的化石？为什么？
提示：(1)物种A比物种B出现时间晚，在结构上物种A比物种B复杂，在进化地位上物种A比物种B高等。
(2)有可能。物种B出现时间早，可能已经灭绝，也可能是部分物种B变异后逐渐进化为物种A，还可能是物种B一直适应环境，直到物种A出现时仍然存在。
2．昆虫的翼和蝙蝠的翼相似，能说明二者具有共同的原始祖先吗？(生命观念)
提示：不能，两者是同功能器官不是同源器官。
课内探究·名师点睛
知识点?
地层中陈列的证据和当今生物体上进化的证据
要点归纳
1．用化石来研究生物的进化
口诀记忆：地层形成有早晚，化石形成有特点；地层越深越简单，生物年代越久远；由深到浅变复杂，生物进化是必然；化石证据最直接，研究进化规律现。
2．当今生物体上进化的印迹
项目 证据 结论
比较解剖学证据 蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢、人的上肢所在部位和结构组成相似 它们的起源相同，都是由共同的原始祖先进化而来的
胚胎学证据 脊椎动物和鱼在发育早期都有鳃裂和尾，随着发育的进行，除鱼以外，其他动物和人的鳃裂都消失了，人的尾消失了 脊椎动物和人都是由共同的祖先进化而来的，它们之间存在着或远或近的亲缘关系；原始祖先生活在水中
细胞水平的证据 生物都有能进行生长、增殖的细胞，细胞有共同的物质基础和结构基础 支持生物由共同的祖先进化而来的观点
分子水平的证据 不同生物的DNA 和蛋白质既有共同点，又有差异 生物有共同的祖先；生物不同种类之间亲缘关系的远近
典例剖析
典例1 (2022·江苏省镇江市高一下学期期末)下列可作为研究生物进化最直接、最重要证据的是(　A　)
A．化石证据 B．比较解剖学证据
C．胚胎学证据 D．分子生物学证据
[解析]　化石、比较解剖学证据、胚胎学的证据、分子生物学证据都能给生物进化提供证据，但是生物进化的直接证据是化石，B、C、D错误，A正确。故选A。
变式训练1
下列关于化石的叙述，正确的是(　C　)
A．所有的古生物都能形成化石
B．在越古老地层中形成化石的生物越高等
C．化石是研究生物进化最主要、最可靠的证据
D．根据地层中的化石可判断生物进化的速度
[解析]　化石是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，不是所有的古生物都能形成化石，A错误；生物的化石在地层的出现是有一定顺序的，在越早形成的地层中出现的生物结构越简单、越低等，在越晚形成的地层中出现的生物结构越复杂、越高等，B错误；化石是研究生物进化最直接、最重要的证据，C正确；根据地层中的化石可判断生物是否在进化，但无法判断进化的速度，D错误。
变式训练2
下列关于生物进化的证据的说法，正确的是(　A　)
A．脊椎动物中陆生种类在胚胎早期有鳃裂，说明陆生脊椎动物是从水生动物进化而来的
B．同源器官的存在，是胚胎学为生物进化提供的证据
C．通过细胞色素c的研究可以知道生物进化的详细历程
D．鲸的鳍、猫的前肢等在外形和功能上不同，说明它们由不同的祖先演化而来
[解析]　陆生脊椎动物的胚胎在发育早期都有鳃裂，说明它们的祖先生活在水中，A正确；同源器官不是胚胎学证据，而是比较解剖学证据，B错误；通过细胞色素c的研究可以知道生物之间的亲缘关系，C错误；鲸的鳍和猫的前肢虽然外形和功能不同，但有相同的基本结构，说明它们是由共同的原始祖先演化而来，D错误。
指点迷津·拨云见日
教材中能说明生物有共同祖先的事例
1．生物的遗传物质都是核酸
地球上目前存在的生物的遗传物质都是核酸，其中具有细胞结构的生物的遗传物质都是DNA，只有少数病毒的遗传物质是RNA。
2．地球上生物遗传信息传递都遵循中心法则
DNA上的遗传信息通过复制传递到子细胞或子代生物体内，并通过转录传到RNA上，RNA上的信息通过翻译指导蛋白质的合成。这些信息传递过程不管是在真核生物还是在原核生物中都存在，如果生物不是具有共同起源，两类生物不会这么巧合都遵循中心法则。
3．地球上生物遗传信息传递过程都遵循碱基互补配对原则
在生物界通用的中心法则中，都遵循碱基互补配对原则，比如DNA复制时有A—T、G—C配对，在转录过程中，有T—A、A—U、G—C配对，在翻译过程中mRNA上的密码子和tRNA上的反密码子存在A—U、G—C配对。
4．地球上的生物都共用同一套遗传密码
生物体内RNA指导蛋白质合成，都是mRNA上三个相邻碱基决定一个氨基酸，故而生物有64种密码子，而且无论是动物、植物、微生物，其特定密码子对应编码的氨基酸都是相同的。终止密码子都是UAA、UAG、UGA。这也充分说明了地球上的生物有共同起源。
5．生物体有共同起源的其他证据
地球上生物有共同起源在别的方面我们也能找到一些证据。比如地球上的具有生命系统的细胞都具有生物膜系统(如细胞膜)，而且无论是原核细胞还是真核细胞的生物膜都以磷脂双分子层为基本支架。
典例2人体血红蛋白β链由146个氨基酸组成，比较短尾猿、狗、鸟、青蛙、七鳃鳗与人体血红蛋白β链的区别，结果短尾猿与人血红蛋白β链的差异最小，下列表述错误的是(　D　)
A．短尾猿与人类亲缘关系最近
B．该比较为进化提供了分子水平的证据
C．不同种动物的血红蛋白运输氧气能力不同
D．氨基酸不同与DNA碱基排序没有关系
[解析]　短尾猿的血红蛋白β链与人体差异最小，说明二者的亲缘关系最近，A正确；蛋白质、DNA等生物大分子为生物进化提供了分子水平的证据，B正确；不同种动物中组成血红蛋白β链的氨基酸存在差异，说明不同种动物的血红蛋白β链的结构也存在差异，由此说明它们的功能(运输氧气能力)会略有不同，C正确；根据基因表达的过程可知，蛋白质中的氨基酸序列由相关基因(DNA)的碱基序列决定，D错误。
教材问题·解疑答惑
?问题探讨 P100
1．提示：不能。反对共同由来学说的证据主要有神创论，也叫特创论。神创论认为生物界的所有物种(包括人类)，以及天体和大地，都是由上帝创造出来的。神创论虽然反对共同由来学说，但却拿不出更具有说服力的证据。
2．提示：化石、比较解剖学、胚胎学以及细胞和分子水平的证据。
?思考·讨论 P101
1．提示：支持。由不同地层中的生物化石种类可知，在古老的地层中只有单细胞生物，在较新的地层中有多种多细胞生物，这说明了多细胞生物是由单细胞生物进化而来的，支持了达尔文的共同由来学说。
2．提示：因为赫氏近鸟龙化石的身体骨架与恐龙非常接近，但其后肢和尾部都有飞羽；后肢发达，显示其善跑不善飞。说明鸟类起源于恐龙。
3．提示：支持。少女露西的上肢骨结构与黑猩猩的相似，适于攀缘，下肢骨与现代人类接近，适于直立行走，支持了人猿共祖说。
?思考·讨论 P102
1．提示：蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢和人的上肢都有肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨，其种类有一致性。
2．提示：骨的排列顺序一致。它们的排列顺序由上到下都是肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨。
3．提示：说明来源于共同的祖先。
4．提示：人与蝙蝠、鲸和猫在骨骼结构上的共同点均是五指型附肢，尺骨、桡骨、肱骨均一致，并且排列方式也基本一致。哺乳动物与鱼在骨骼结构上的共同点：由中轴骨和附肢骨构成，中轴骨均包含头骨和脊柱。支持生物有共同的原始祖先。
?思考·讨论 P103
1．提示：共同点：都有细胞膜、细胞质、核糖体和DNA。说明了当今生物的细胞与古细菌具有统一性，当今生物可能起源于古细菌。
2．提示：均能进行呼吸作用；都需要ATP提供能量；都能合成自身需要的物质；都能分解有机物提供生命活动所需要的能量；代谢过程都需要酶的催化。
3．提示：说明人与类人猿的亲缘关系比较近。
4．提示：从细胞色素c的相关资料可以得出：亲缘关系越近，氨基酸差异越小，反之，差异越大。这些数据支持生物有着共同的起源。
?练习与应用 P104
一、概念检测
1．(1)√　(2)√　(3)×
2．A
3．D　所有生物共用一套遗传密码，支持生物有共同的祖先，A项正确；ATP是所有生物的直接能源物质，B项正确；各种生物的细胞具有基本相同的结构，如都有细胞膜、细胞质、核糖体和遗传物质等，C项正确；自由扩散不需要能量，D项错误。
二、拓展应用
1．提示：化石。因为利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物种类及其形态、结构、行为等特征。辩解：化石的年代不易确定。反驳：可以通过测定放射性同位素的半衰期来确定化石的年龄，推出化石生物生存的年代。
2．化石群是指保存为化石的部分埋藏群。埋藏群并非全部都能转变为化石，其中没有硬体或硬体不坚固的生物及幼虫等常被破坏而不形成化石，仅有部分埋藏群经石化作用而形成化石群。
山旺生物化石群是产于山东省临朐县东部解家河盆地的中新世早期的山旺组硅藻土层中的生物群化石。地层内保存了各种精美的动植物化石，素有“古代化石博物馆”之称。主要化石门类包括硅藻、孢粉、植物化石、介形虫、昆虫、鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类等，代表化石有玄武蛙、临朐蟾蜍、中新原螈、中新蛇、鲁钝吻鳄、山旺鸟、山旺蝙蝠、硅藻鼠、孔氏半熊、三角原占鹿、柄杯鹿、犀类等。山旺生物化石群是研究中国东部自新生代以来生物群演化和环境变迁的重要佐证。
巩固训练·课堂达标
1．马利筋(一种植物)含有强心苷，对鸟兽有毒，故鸟兽一般不食用；而斑蝶却可以食用，并将强心苷贮存于身体组织中，从而出现一种怪味，导致一般的食虫鸟不吃它；同时还有另一种蝶类，其体色和体型都与斑蝶相似，但没有怪味。以下说法不能推出的是(　C　)
A．马利筋通过产生毒素进行自我保护，降低被捕食概率
B．斑蝶可以免疫强心苷毒性从而增强自身种间竞争力
C．类似斑蝶的蝶类因不能产生怪味，易被食虫鸟捕食
D．马利筋与斑蝶是长期自然选择协同进化的结果
[解析]　马利筋通过产生毒素进行自我保护，降低被捕食概率，A正确。斑蝶既可以免疫强心苷毒性，使其免受该物质的影响，又可以积累这一物质，降低被捕食的概率，从而增强自身种间竞争力，B正确。类似斑蝶的蝶类虽不能产生怪味，但它们采用拟态作用逃避鸟类捕食，C错误。马利筋发展了防御机制，产生强心苷；斑蝶在进化过程中产生了相应的适应性，可以食用马利筋并将强心苷贮存于身体组织中，因此马利筋与斑蝶是长期自然选择协同进化的结果，D正确。
2．(2022·山东省菏泽市高一下学期期末)关于生物的进化，只能靠运用证据和逻辑来推测。以下有关生物进化证据和结论的说法错误的是(　C　)
A．通过化石可以了解已经灭绝的生物的形态结构特点，推测其行为特点
B．人和鱼的胚胎发育经历了有鳃裂及有尾的阶段，可以用人与鱼有共同祖先来解释
C．比较解剖学发现，不同种类的哺乳动物的前肢在形态上差别很大，说明这些哺乳动物不是由共同祖先进化来的
D．化石证据可作为生物进化的直接证据
[解析]　通过化石可以了解已经灭绝的生物的形态结构特点，推测其行为特点，A正确；人和鱼的胚胎发育经历了有鳃裂及有尾的阶段，可以用人与鱼有共同祖先来解释，B正确；比较解剖学发现，不同种类的哺乳动物的前肢在形态上差别很大，但有的结构和功能相似，这说明这些哺乳动物是由共同的原始祖先进化来的，C错误；化石证据可作为生物进化的直接证据，D正确。故选C。
3．(2022·山东省泰安市高一下学期期末)化石为研究生物进化提供了直接的证据，比较解剖学和胚胎学以及细胞和分子水平的研究，都给生物的进化提供了有力的支持。请分析回答下列问题：
(1)在越古老的地层里，成为化石的生物越简单越低等；在越晚近的地层里，成为化石的生物越复杂、越高等。已经发现的大量化石证据，证实了生物是由__共同祖先经过漫长的地质年代__逐渐进化而来的，而且还揭示出生物__由简单到复杂，由低等到高等，由水生到陆生__的进化顺序。
(2)鱼类终身存在的鳃裂，在陆生脊椎动物胚胎早期也出现过，这属于__胚胎学__为生物进化提供的证据；研究比较人的上肢、马、鲸、龟、蝙蝠的前肢、鸟的翼，发现他们之间的共同特点，这属于__比较解剖学__为生物进化提供的证据。
(3)不同生物与人的细胞色素c氨基酸序列的差异如下表所示。
生物名称 黑猩猩 猴 马 鸡 金枪鱼 小麦 链孢霉 酵母菌
氨基酸差异/个 0 1 10 13 21 35 43 44
从表中可以看出，菌类、动物、植物和人的细胞内均有细胞色素c，这一事实说明__生物之间都具有一定的亲缘关系__。通过比较人与不同生物在细胞色素c氨基酸组成上的差异，得出的结论是__人和黑猩猩亲缘关系最近__。这项比较是从__细胞和分子__水平为生物的进化提供了证据。
[解析]　(1)大量的化石证据，证实了生物是由共同祖先经过漫长的地质年代逐渐进化而来，生物进化的顺序：由简单到复杂，由低等到高等，由水生到陆生。(2)鱼类的鳃裂，在陆生脊椎动物胚胎早期也出现过，这属于胚胎学证据；人的上肢、马、鲸、龟、蝙蝠的前肢、鸟的翼，发现他们之间的共同特点，这属于比较解剖学为生物进化提供的证据。(3)菌类、动物、植物和人的细胞内均有细胞色素c，这一事实说明生物之间都具有一定的亲缘关系；人和黑猩猩细胞色素c的氨基酸组成差异最小，表明人和黑猩猩亲缘关系最近；这从是细胞和分子水平为生物进化提供证据。第3节　种群基因组成的变化与物种的形成
课标要求 核心素养
1．阐明具有优势性状的个体在种群中所占比例将会增加。2．说明自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境。3．阐述变异、选择和隔离可导致新物种形成。 1．生命观念：初步运用进化与适应观，阐明可遗传的变异提供了生物进化的原材料；运用生物进化观念阐明隔离在物种形成中的作用。2．科学思维：运用统计与概率的相关知识，解释并预测种群内某一遗传性状的分布及变化；运用分类与比较的观念，分析地理隔离和生殖隔离在物种形成中的作用。
基础知识·双基夯实
一、种群基因组成的变化
1．种群和种群基因库
(1)种群
①概念：三要素
②特点：种群是生物__繁殖__的单位。
(2)基因库：由一个种群中__全部__个体所含有的全部基因构成。
(3)基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占__全部等位基因数__的比值。
2．种群基因频率的变化
(1)可遗传变异的来源
(2)可遗传变异提供了生物进化的原材料的原因
①可遗传变异的形成
a．基因突变产生__等位基因__
b．通过__有性生殖__过程中的基因重组，可以形成多种多样的__基因型__。
②可遗传变异的结果：只提供了生物进化的__原材料__，不能决定生物__进化的方向__。
3．自然选择对种群基因频率变化的影响
(1)原因：不断淘汰发生__不利变异__的个体，选择保留发生__有利变异__的个体。
(2)选择的对象
①直接作用对象：个体的__表型__。
②最终选择的对象：决定表型的__基因型__。
(3)选择的结果
①基因方面：种群的__基因频率__会发生定向改变。
②生物性状方面：导致生物朝着__一定的方向__不断进化。
二、隔离在物种形成中的作用
1．物种的概念
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。
2．隔离
(1)概念：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。
(2)常见类型
　　　项目类型 发生范围 结果
生殖隔离 不同物种间 ①不能__相互交配__；②即使交配成功，也不能产生__可育后代__
地理隔离 __同种__生物 使种群间不能发生__基因交流__
3．新物种的形成过程
↓
↓
—
4．物种形成的必要条件：__隔离__。
〔学霸记忆〕
1．生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫作种群。
2．一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫作这个种群的基因库。
3．在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值，叫作基因频率。
4．基因突变产生新的等位基因，这就可以使种群的基因频率发生变化。基因突变和染色体变异统称为突变。
5．在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。
6．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称为一个物种。
7．不同物种之间是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代，这种现象叫作生殖隔离。
8．同种生物由于地理障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象叫作地理隔离。
9．隔离是物种形成的必要条件。
〔活学巧练〕
判断下列叙述的正误
(1)种群是生物进化的基本单位，也是生物繁殖的单位。(　√　)
(2)自然选择可能使种群基因频率发生改变。(　√　)
(3)种群基因频率的改变必将导致生物进化。(　√　)
(4)新物种都是经过长期的地理隔离形成的。(　×　)
(5)一个新物种可以扩展形成多个基因库。(　√　)
〔思考〕
1．达尔文考察了格克伦岛，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。请思考下列问题：
(1)在这个海岛上昆虫翅长差异的根本来源是什么？(生命观念)
提示：基因突变。
(2)在这个岛屿上，为什么无翅的昆虫特别多？(科学思维)
提示：由于这个岛屿上经常刮大风，有翅能飞但翅不够强大的昆虫，就常常被大风吹到海里，因而生存和繁殖后代的机会较少，而无翅或残翅的昆虫，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。经过自然选择之后，海岛上无翅或残翅的昆虫就特别多，这种现象产生的原因是自然选择。
2．只要不同种群的基因库产生了明显差异，就一定产生新物种吗？(科学思维)
提示：不一定。不同种群的基因库产生了明显差异，不一定产生新物种，只有出现生殖隔离后才能形成新物种。
3．新物种形成的标志是什么？(生命观念)
提示：出现生殖隔离。
4．经过漫长的地理隔离，是否一定会产生生殖隔离？(科学思维)
提示：不一定产生生殖隔离。如果两个种群的生活环境都不发生变化、变化微小或发生相似的变化，则两个种群的进化方向相同，不会产生生殖隔离。
5．发现一种外形很像紫花苜蓿的植物，如何确定它和紫花苜蓿是不是同一物种？(科学探究)
提示：自然状态下，让该植物与紫花苜蓿杂交，观察是否能产生可育后代。
课内探究·名师点睛
知识点?
种群基因组成的变化
要点归纳
1．相关概念的比较
比较项目 含义 变化后与进化的关系
基因型频率 ×100% 生物不一定进化
基因频率 ×100% 生物进化
基因库 种群中全部个体所含有的全部基因 可导致生物进化，它的变化是形成新物种的前提
2．突变和基因重组产生进化的原材料
(1)突变和基因重组使种群的基因频率发生不定向的改变。
(2)由于突变和基因重组都是随机的、不定向的，因此它们只提供生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。
(3)变异的有利和有害是相对的，由生存环境决定。
3．自然选择决定生物进化的方向
(1)区分自然选择的直接对象、间接对象与根本对象
①自然选择的直接对象是生物的变异性状(表型)。
②自然选择的间接对象是相关的基因型。
③自然选择的根本对象是与变异性状相对应的基因。即自然选择的实质是环境对变异所对应的基因的选择，因而可以改变种群的基因频率。
(2)选择的因素：生物所处的自然环境。
(3)选择的手段：生存斗争，包括种内斗争、种间斗争、生物与无机环境之间的斗争。
(4)选择的结果
①从生物个体角度看：导致生物个体生存或死亡。
②从基因角度看：导致控制该性状的基因频率上升或下降。
4．变异先于环境选择
(1)变异在环境变化之前已经产生，环境只是起选择作用，不能定向诱发基因突变。
(2)变异是不定向的，而自然选择能定向改变种群基因频率，从而使种群发生定向进化。
(3)生物体内产生的变异是不定向的，经过长期的自然选择和种群繁衍，控制有利变异的基因不断积累，控制不利变异的基因逐渐被淘汰，种群的基因频率发生定向改变，从而导致生物沿着一定方向缓慢进化。因此，生物进化的方向是由自然选择决定的。如下图所示：
[特别提醒]　进化中的“定向”与“不定向”
(1)变异是不定向的。
(2)自然选择是定向的。
(3)种群基因频率的变化是定向的。
(4)生物进化是定向的。
典例剖析
典例1 (2022·海南省文昌中学高一期末)为了防止滥用抗生素，上海等地区规定普通感冒不准使用抗生素。滥用抗生素会对人体细菌造成耐药性，如果被细菌感染，则往往由于体内细菌能够抵抗各种抗生素而无药可救。下列有关说法错误的是(　B　)
A．抗生素的滥用导致“耐药性”细菌优选出来
B．细菌中本来就存在耐药性个体，长期使用抗生素会导致“耐药性”基因频率下降
C．“耐药性”基因频率的改变引起细菌发生了进化
D．基因频率虽然改变了，但是新的细菌(物种)不一定产生
[解析]　细菌中本来就存在耐药性个体，长期使用抗生素，对细菌起到一种选择作用，不耐药个体被淘汰，耐药个体保存下来，长期将会导致“耐药性”基因频率上升。B错。故本题选B。
变式训练1
(2022·河北省石家庄市高一下学期期末)人类发展的历史也是一部生物进化史，下列有关叙述正确的是(　A　)
A．自然选择的方向不同使各地区的种群基因库存在差异
B．物种是生物繁殖和进化的基本单位
C．自然选择决定了生物变异和进化的方向
D．生物进化的实质是种群基因型频率的改变
[解析]　自然选择的方向不同使各地区的种群基因库存在的差异越来越多，A正确；种群是生物繁殖和进化的基本单位，B错误；自然选择决定了生物进化的方向，而生物变异是不定向的，C错误；生物进化的实质是种群基因频率的改变，D错误。故选A。
知识点?
基因频率和基因型频率的有关计算
要点归纳
1．基因频率的计算(定义法)
(1)某基因频率＝×100%。
例如，A的基因频率＝×100%。
2．根据基因型频率计算基因频率
①常染色体上基因频率的计算
一对等位基因中某基因的频率＝该基因纯合子的基因型频率＋1/2杂合子的基因型频率。
例如，A基因的频率＝AA的基因型频率＋1/2Aa的基因型频率。
②X染色体上基因频率的计算
如某种群中基因型有XBXB、XBXb、XbXb、XBY、XbY，
Xb的基因频率＝×100%。
3．根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率
②计算公式
设A基因的频率为p，a基因的频率为q，则p＋q＝1。
　　雄配子雌配子 A(p) a(q)
A(p) AA(p2) Aa(pq)
a(q) Aa(pq) aa(q2)
基因型AA的频率＝p2
基因型Aa的频率＝2pq
基因型aa的频率＝q2
(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1
若已知某种纯合子的基因型频率，即可直接开方求出相应基因的频率。如在进行有性生殖的理想种群中，某种群隐性性状(aa)的频率为0.01，则a基因的频率为＝0.1。
典例剖析
典例2 (2022·广西玉林市玉州区高一期末)从某果蝇种群中随机抽取250只个体，测得基因型为AA、Aa、aa的个体分别是80只、150只、20只。该果蝇种群中，A与a的基因频率分别是(　B　)
A．65%、35% B．62%、38%
C．95%、5% D．40%、60%
[解析]　在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率，叫作基因频率。根据题意可知，A基因的数量是2×80＋150＝310个，a基因的数量是2×20＋150＝190个，所以A的基因频率为310÷(250×2)＝62%，a的基因频率为190÷(250×2)＝38%，故B项正确，A、C、D项错误。
变式训练2
(2022·河北省石家庄市高一下学期期末)研究人员对某大型社区进行色盲遗传病调查研究后发现：7 488名女性中有患者42人，携带者722人；8 024名男生中有患者762人。那么，该群体中色盲的基因频率是(　C　)
A．4.4% B．5.1%
C．6.8% D．7.2%
[解析]　色盲是伴X染色体隐性遗传病(相关基因用B、b表示)，则色盲的基因频率＝×100%＝(42×2＋722＋762)/(7 488×2＋8 024)×100%≈6.8%。即C正确。故选C。
变式训练3
(2022·江苏省宿迁市高一下学期期末)果蝇的长翅(V)对残翅(v)为显性。在一个由600只长翅果蝇和400只残翅果蝇组成的种群中，若杂合子占所有个体的40%，那么隐性基因v 在该种群内的基因频率为(　C　)
A．20% B．40%
C．60% D．80%
[解析]　果蝇的长翅为显性基因，残翅为隐性基因，根据题意，残翅果蝇所占比例为40%，杂合子所占比例为40%，则v基因的基因频率为：vv的基因型频率＋1/2×Vv的基因型频率＝40%＋1/2×40%＝60%，C正确。故选C。
知识点?
物种和隔离
要点归纳
1．地理隔离与生殖隔离
(1)区别
地理隔离 生殖隔离
概念 同种生物由于地理障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象 不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代
特点 自然条件下不能进行基因交流，一定条件下可以进行基因交流 不能发生基因交流
结果 形成不同的亚种 形成不同的物种
举例 东北虎和华南虎 马和驴
(2)联系
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。
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；长期的地理隔离通常会形成生殖隔离，生殖隔离是物种形成的关键，是物种形成的最后阶段。
2．物种形成的两种方式
(1)渐变式：经过长期的地理隔离而达到生殖隔离，形成新物种(物种形成的主要方式)
(2)骤变式：主要是通过异源多倍体的染色体变异的方式形成新物种，一旦出现就形成生殖隔离(基因频率改变)。此种方式多见于植物，如：
3．物种形成的三个环节
(1)内容
①突变和基因重组产生进化的原材料。
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。
(2)关系
4．物种形成与生物进化的关系
项目 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 出现生殖隔离，属于不同物种，是质变 基因频率改变，属于同一物种，是量变
二者联系 ①只有不同种群的基因库产生了明显差异，出现生殖隔离才形成新物种②进化不一定产生新物种，新物种产生一定存在进化
[归纳总结]　进化和物种形成的判断方法
(1)进化取决于种群基因频率是否发生改变。只要种群的基因频率发生改变，生物就一定发生了进化。
(2)物种形成取决于是否形成生殖隔离。
①进化是量变，进化不一定形成新物种。
②物种形成是质变，新物种形成一定发生了进化。
(3)新物种形成不一定经过地理隔离，但不管哪种方式都需要达到生殖隔离才能完成新物种的形成。
典例剖析
典例3 (2022·广东省中山市高一期末)南水北调工程可能导致南方水系中的血吸虫随水北上。与血吸虫相关的叙述，错误的是(　A　)
A．它会产生定向变异来适应环境
B．它与北方血吸虫之间存在着地理隔离
C．它会因环境改变发生定向进化
D．漫长的地理隔离可能使其演化成新物种
[解析]　突变是不定向的， A错误；环境的选择会使基因频率发生改变，所以进化是定向的， C正确；专家担心血吸虫会在北方水系中形成新的亚种或物种，可能会因为地理隔离产生生殖隔离，B、D正确。
变式训练4
(2022·山东省临沂市高一下学期期末)加拉帕戈斯群岛的地雀形成13种物种的进化过程中，地理隔离起到的作用不包括(　D　)
A．基因交流的困难增大 B．基因库的差异增大
C．进化方向差异增大 D．变异方向不同
[解析]　地理隔离导致种群之间基因交流的困难增大，A正确；由于地理隔离使种群之间不能发生基因交流，所以导致种群之间基因库的差异增大，B正确；地理隔离使种群生活在不同的环境，导致进化方向差异增大，C正确；变异是不定向的，不是由地理隔离决定的，D错误。故选D。
变式训练5
(2022·山东省潍坊市高一下学期期末)科罗拉多大峡谷中的原松鼠种群被一条河流分隔成两个种群后，其进化过程如图所示。下列说法正确的是(　B　)
A．a是新物种形成的必要条件
B．基因频率的定向改变是自然选择导致的
C．b出现后两种群的基因库就完全不同了
D．品系1和品系2出现是个体间生存斗争的结果
[解析]　生殖隔离的产生是新物种形成的标志，故b是新物种形成的必要条件，A错误；自然选择决定了生物进化的方向，故基因频率的定向改变是自然选择导致的，B正确；b出现后两种群的基因库就不完全相同了，C错误；品系1和品系2出现说明变异具有不定向性，D错误。故选B。
指点迷津·拨云见日
自交和自由交配时基因频率和基因型频率的变化规律
交配方式 基因频率 基因型频率
自交 不改变 改变，纯合子增多，杂合子减少
自由交配 处于遗传平衡 不改变 不改变
不处于遗传平衡 不改变 改变
(1)某种群的所有个体自交，若没有进行选择，则自交后代的基因频率不变，基因型频率会改变，并且杂合子的基因型频率降低，纯合子的基因型频率升高。
(2)某种群的所有个体随机交配，在无基因突变、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不改变。
典例4 (2022·河南南阳市期末)某植物种群中，AA个体占16%，aa个体占36%，该种群随机交配产生的后代中AA个体百分比、A基因频率和自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为(　C　)
A．增大，不变；不变，不变
B．不变，增大；增大，不变
C．不变，不变；增大，不变
D．不变，不变；不变，增大
[解析]　根据题意分析，已知AA＝16%，aa＝36%，则Aa＝1－16%－36%＝48%，A基因频率＝16%＋1/2×48%＝40%，a基因频率＝36%＋1/2×48%＝60%。若随机交配后代的基因型频率为：AA＝40%×40%＝16%，aa＝60%×60%＝36%，Aa＝2×40%×60%＝48%；若自交后代的基因型频率为：AA＝16%＋48%×1/4＝28%，aa的基因型频率是aa＝36%＋48%×1/4＝48%，Aa的基因型频率是Aa＝48%×1/2＝24%，自交后代基因频率是：A＝28%＋24%×1/2＝40%，a＝48%＋24%×1/2＝60%。因此该种群随机交配产生的后代中AA个体百分比、A基因频率和自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为不变、不变、增大、不变。故选C。
教材问题·解疑答惑
?问题探讨 P110
提示：同意乙同学的观点。因为进行人工选择时是选择的表型，只有符合需要的类型才能保存下来，不需要的类型就会淘汰掉。选择时根据鸡的性状，而不是鸡蛋的性状。
?思考·讨论 P111
1．(1)A＝60%，a＝40%。
[解析]　100个个体共有200个基因，A的数量＝2×30＋60＝120个；a的数量＝2×10＋60＝80；A的基因频率＝120÷200×100%＝60%；a的基因频率＝80÷200×100%＝40%。
(2)基因型频率AA＝36%、Aa＝48%、aa＝16%。
[解析]　AA＝(60%)2＝36%；Aa＝2×60%×40%＝48%；aa＝(40%)2＝16%。
(3)A＝60%，a＝40%。
[解析]　A＝AA＋1/2×Aa＝36%＋1/2×48%＝60%，a＝1/2×Aa＋aa＝1/2×48%＋16%＝40%。
(4)提示：
亲代基因型的比值 AA(30%) Aa(60%) aa(10%)
配子的比值 A(30%) A(30%) a(30%) a(10%)
子代基因型频率 AA(36%) Aa(48%) aa(16%)
子代基因频率 A(60%) a(40%)
种群的基因频率同子一代一样。
2．提示：不能；生物会发生基因突变，个体之间的交配也不能做到完全随机；生物种群之间会有迁入和迁出。
3．提示：突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。基因A2的频率是增加还是减少，要看该突变对生物体是有益还是有害的，这取决于生物生存的环境。
?知识链接 P112
提示：(1)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。
(2)染色体结构变异不一定引起基因频率的改变，如倒位和易位，只是改变了基因的排列顺序，基因的数量并没有改变。
?探究·实践 P112
1．提示：树干变黑会使桦尺蛾种群中浅色个体减少。因为树干变黑以后浅色的个体容易被天敌发现，导致浅色个体减少。
2．提示：在自然选择过程中，直接选择的是表型。比如天敌看到的是桦尺蛾的体色(表型)而不是控制体色的基因型。
?练习与应用 P114
一、概念检测
1．(1)√
(2)×　基因频率的改变也受环境的影响。
(3)√
2．D　一个湖泊中的全部鱼包括多个物种，不属于种群，A错误；一个森林中的全部蛇包括多个物种，不属于种群，B错误；一间屋中的全部蟑螂包括多个物种，不属于种群，C错误；卧龙自然保护区的全部大熊猫是生活在同一区域的同种生物，是一个种群，D正确。
3．C　种群中一个基因的频率等于它的纯合子频率与1/2杂合子频率之和，所以B基因的频率为18%＋78%×1/2＝57%，b基因的频率为4%＋78%×1/2＝43%，C项正确。
4．C　因题中给出的突变是不适于21 ℃气温，而适于25.5 ℃气温，A、B项错误；温度的变化有利于突变体的生存，只能说明突变是否有利取决于它对环境的适应度，不能体现出基因突变的特点，C项正确，D项错误。
二、拓展应用
1．提示：如选择育种和人工杂交育种。
2．提示：如果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．(1)提示：有关联，由表中数据可知，抗生素使用得越多，细菌对该类抗生素的耐药率越高。
(2)提示：细菌中存在各种变异类型的个体，其中就有抗药性变异，当患者使用抗生素时，抗药性细菌能够存活，不抗药的个体被杀死，随着时间的推移，抗药性个体越来越多。
(3)提示：耐药预警机制的建立可以及早发现耐药菌的出现，防止超级细菌的产生，因为超级细菌没有特效药来治疗。
(4)提示：不滥用抗生素，要在医生的指导下合理使用。
?探究·实践 P115
结果与结论
1．提示：在培养基上有细菌生长。在放有抗生素纸片的区域没有细菌。
2．提示：连续培养几代后，抑菌圈的直径变小了，说明抗生素对细菌产生了选择作用。
讨论：
1．提示：纸片出现抑菌圈，这是抗生素作用的结果，只有从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌，才能得到耐药细菌。
2．提示：支持“耐药菌是普遍存在的”这一说法。因为细菌的耐药性是由于基因突变而产生的，基因突变具有普遍性。
3．提示：耐药菌的出现对细菌来讲是有益的，因为只有这样才能存活下去；但是对于我们人类来讲是有害的，因为耐药菌的出现导致我们难以治愈疾病。所以，变异的有害还是有利是针对不同的环境来说的。
4．提示：根据自己的实验结果分析是否有效。
5．提示：滥用抗生素可能会使细菌产生耐药性，进而可能会出现超级细菌。滥用抗生素的实例，某些养殖户在饲料中添加抗生素；感冒、发烧时医生开了大量的抗生素等。
?思考·讨论 P117
1．提示：基因频率不一样。
2．提示：不同岛屿上的地雀种群，产生的突变不一样。
3．提示：不同岛屿的地形和植被条件不一样，环境的作用就会有差别，从而导致种群基因频率朝不同的方向改变。
4．提示：如果只有一个小岛，则不会形成这么多种地雀。
?旁栏思考 P118
地衣作为先锋植物改善了土壤，为其他植物的生长创造了条件。
?练习与应用 P118
一、概念检测
1．(1)√　(2)√　2.D
二、拓展应用
1．提示：斑马和驴杂交的后代不可育。因为它们的杂交后代有53条染色体，进行减数分裂时不能正常联会，不能产生正常的配子。
2．提示：我认为，人类还是不要打破自然界的规律，不要培育狮虎兽和虎狮兽。
巩固训练·课堂达标
1．(2022·山东青岛期末)下列有关种群基因库的叙述，错误的是(　B　)
A．一个种群的基因库包括这个种群中全部个体所含有的全部基因
B．种群中每个个体都含有种群基因库的全部基因
C．生物的个体总是要死亡的，但是基因库却因种群个体的繁殖而代代相传
D．基因突变可以改变基因库的组成
[解析]　一个种群的基因库包括这个种群全部个体所含有的全部基因，A正确；种群基因库含有该种群全部个体的全部基因，但是每个个体不一定含有种群基因库的全部基因，B错误；基因库会通过种群个体的繁殖而代代相传，C正确；基因突变能产生新基因，可以改变基因库的组成，D正确。
2．(2022·山东省泰安市新泰市二中高一测试)武夷山自然保护区以山貌雄伟和生物多样性而闻名于世，为世界罕见的动物基因库，其中白鹇由80年代初的几百只增加到现在的一万多只，该保护区白鹇数量上升一定会导致(　A　)
A．种群基因库增大 B．基因突变频率提高
C．种群基因频率定向改变 D．基因产生定向突变
[解析]　由种群基因库的概念可知，基因库大小与种群数量有关，种群数量增加，种群基因库增大，A正确；提高基因突变频率的因素是辐射、紫外光等物理因素、化学因素和生物因素，在自然保护区、人工饲养等条件不可能提高基因突变的频率，B错误；该保护区白鹇数量上升但该种群基因频率不一定发生定向改变，C错误；基因突变是不定向的，D错误。故选A。
3．(2022·吉林省舒兰市第一高级中学高一期末)在某一地区，生物学家发现两个形态特征相近而鸣叫声音不同的青蛙种群。生物学家将这两个类型的青蛙通过人工授精的方式取得受精卵，发现绝大多数的受精卵在胚胎发育的早期死亡。实验结果表明这两个类型的青蛙(　D　)
A．存在地理隔离 B．存在亲缘关系
C．属于同一物种 D．存在生殖隔离
[解析]　不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代，这种现象叫作生殖隔离。由题意知，通过人工授精的方式取得的受精卵绝大多数在胚胎发育的早期死亡，表明这两个类型的青蛙之间存在生殖隔离，D项正确，A、B、C项错误。
4．(2022·广西梧州市高一期末)某一瓢虫种群中有黑色和红色两种体色的个体，这一性状由一对等位基因控制，黑色(B)对红色(b)为显性。如果基因型为BB的个体占18%，基因型为Bb的个体占78%，基因型为bb的个体占4%。基因B和b的频率分别是(　C　)
A．18%、82% B．36%、64%
C．57%、43% D．92%、8%
[解析]　种群中B基因频率为18%＋1/2×78%＝57%，b基因频率为4%＋1/2×78%＝43%，C正确。故选C。
5．(2022·江苏省宿迁市高一下学期期末)下列有关现代生物进化理论的叙述，错误的是(　A　)
A．群落是生物进化的基本单位
B．生殖隔离是新物种形成的标志
C．突变和基因重组为生物进化提供了原材料
D．自然选择使种群基因频率发生定向改变
[解析]　种群是生物进化的基本单位，A错误；隔离是新物种形成的必要条件，生殖隔离是新物种形成的标志，B正确；突变和基因重组具有不定向性，为生物进化提供了原材料，C正确；自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，D正确。故选A。
6．(2022·山东省泰安市新泰市二中高一测试)已知蜗牛壳上有条纹与无条纹的性状是由一对等位基因A和a控制的。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了统计，结果如下表所示，请分析回答：
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
合计 510 490 1 000
(1)在这1 000只蜗牛中，aa的基因型频率为__49%__；如果Aa的基因型频率为42%，则a基因的基因频率为__70%__。
(2)根据表中数据推断，壳上__有条纹__(有条纹、无条纹)的蜗牛更易被鸟捕食。经多个世代后，该种群中a基因的基因频率将会__增大__(增大、减小)，这种基因频率的改变是通过__自然选择__实现的。
[解析]　(1)在1 000只蜗牛中，隐性的无条纹个体为490个，aa的基因型频率为490/1 000×100%＝49%；如果Aa的基因型频率为42%，则a基因的基因频率为49%＋42%/2＝70%。
(2)据表可知，蜗牛空壳中大部分为有条纹类型，说明壳上有条纹的蜗牛更易被鸟捕食。经多个世代后，由于自然选择作用，该种群中A基因逐渐被淘汰，基因频率将下降， a基因的基因频率将会增大。第2节　自然选择与适应的形成
课标要求 核心素养
1．举例说明种群内的某些可遗传变异将赋予个体在特定环境中的生存和繁殖优势。2．概述现代生物进化理论以自然选择学说为核心，为地球上的生命进化史提供了科学的解释。 1．生命观念：运用生物进化理论解释适应的形成和生物进化。2．社会责任：运用生物进化理论分析现实生活中诸如耐药菌的产生等相关问题。
基础知识·双基夯实
一、适应的普遍性和相对性
1．适应的含义
①生物的形态结构适合于完成一定的__功能__。
②生物的形态结构及其功能适合于该生物在一定的环境中__生存和繁殖__。
2．适应是普遍存在的，但又具有__相对的__。
二、适应是自然选择的结果
1．拉马克的进化学说
2．达尔文的自然选择学说
(1)自然选择学说的解释模型
(2)适应形成的必要条件
①群体中出现__可遗传__的有利变异。
②环境的__定向__选择。
(3)自然选择学说的进步意义、局限性及理论发展
〔学霸记忆〕
1．适应是普遍存在的，但又是相对的。
2．拉马克进化学说的主要内容是用进废退和获得性遗传。
3．达尔文自然选择学说的主要内容是过度繁殖、生存斗争、遗传变异和适者生存。
4．可遗传的有利变异和环境的定向选择是适应形成的必要条件。
5．生物的多样性和适应性是进化的结果。
6．生物界的统一性是由于所有的生物都有共同祖先。
7．达尔文自然选择学说的局限性表现为
(1)对于遗传和变异的认识还局限于性状水平。
(2)不能科学地解释遗传和变异的本质。
〔活学巧练〕
判断下列叙述的正误
(1)可遗传变异是进化的前提。(　√　)
(2)只要个体之间存在着变异，自然选择就发生作用。(　×　)
(3)自然选择导致微小变异积累成为显著变异。(　√　)
(4)自然选择学说阐明了基因突变在细菌抗药性产生中的作用。(　×　)
〔思考〕
1．一种水生小动物水蚤，在25 ℃环境中能正常生活。若将其置于20 ℃环境中部分个体能正常生活，若将正常生活的个体置于28 ℃环境中，全部死亡。
(1)水蚤在25 ℃环境中能正常生活，若将其置于20 ℃环境中部分个体能正常生活，请从生物的变异与环境相适应的角度分析原因。(生命观念)
(2)20 ℃环境中部分个体能正常生活，若将正常生活的个体置于28 ℃环境中，全部死亡，请从适应的角度分析原因。(生命观念)
提示：(1)在25 ℃环境中能正常生活的水蚤存在变异，这种变异的水蚤既适应25 ℃环境也适应20 ℃环境。
(2)适应具有相对性。
2．下图表示达尔文对现代长颈鹿进化形成过程的解释，请据图回答下列问题：(生命观念、科学思维)
(1)长颈鹿祖先的颈和前肢的长短有差异吗？由此说明什么问题？
(2)在旱季缺乏青草的时期，颈和前肢长短不同的个体生存机会相等吗？由此说明什么问题？
(3)请分别利用拉马克和达尔文的进化观点，解释长颈鹿脖子长的原因。
提示：(1)有差异，说明变异是不定向的。
(2)生存机会不相等，颈和前肢长些的个体，在生存斗争中容易得到食物，从而得以生存并繁殖，食物在决定长颈鹿变异个体的生存和淘汰过程中，起到了选择作用。
(3)拉马克观点解释：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)。
达尔文观点解释：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。
课内探究·名师点睛
知识点?
适应的普遍性和相对性
要点归纳
1．适应的普遍性
适应是普遍存在的，所有生物都具有适应性。
2．适应的相对性
生物的适应性特征不是绝对的。适应的相对性还表现在它是一种暂时的现象，而不是永久性的。当环境条件出现较大的变化时，适应就变成了不适应，有时还成为有害的甚至致死的因素。
3．适应相对性的根本原因
遗传物质的稳定性与环境不断变化之间的矛盾。
4．动物的适应性特征
动物在适应环境的过程中，形成了一些适应性特征，如保护色、警戒色、拟态等。枯叶蝶的外形似枯叶属于拟态，冬季雷鸟白色的羽毛属于保护色。具有拟态和保护色的动物不易被其他动物发现。
典例剖析
典例1 (2022·山东省菏泽市高一下学期期末)适应的形成离不开生物的遗传和变异(内因)与环境(外因)的相互作用。下列与适应及其形成相关的表述错误的是(　B　)
A．适应不仅是指生物对环境的适应，也包括生物的结构与功能相适应
B．具有有利变异的个体都能成功地生存和繁殖后代；具有不利变异的个体会过早死亡，不能留下后代
C．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
D．雷鸟在冬季来临前将羽毛换成白色的，有时是有利的，有时会有一定的局限性
[解析]　在进化的过程中，生物的结构与功能会相适应，生物对环境也会适应，A正确；具有有利变异的个体不一定都能成功生存和繁殖，B错误；由于遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾，故适应具有相对性，C正确；雷鸟在冬季来临前将羽毛换成白色的，有时是有利的，有时会有一定的局限性，如下雪晚，白色较容易被发现，D正确。故选B。
变式训练1
到了寒冷的冬天，北方的阔叶树(如杨树、法国梧桐等)纷纷落叶，而松树却郁郁葱葱。这说明(　A　)
A．它们都适应了北方寒冷的环境
B．北方的阔叶树不适应寒冷的环境
C．松树比阔叶树更适应寒冷的环境
D．以上三项都不符合题意
[解析]　生物必须适应环境才能生存。到了寒冷的冬天，北方的阔叶树纷纷落叶，是植物对冬季寒冷干燥环境的一种适应。松树郁郁葱葱，也是对冬季寒冷干燥环境的适应。这是适应的普遍性的实例。
知识点?
达尔文的自然选择学说
要点归纳
1．自然选择学说的内容
分析：
(1)过度繁殖
(2)生存斗争
(3)遗传变异
(4)适者生存
①生物产生的不定向变异，由自然选择决定其保存或淘汰。
②自然选择只选择与环境相适应的变异类型，通过多次选择，生物微小的变异得到积累。
2．自然选择学说中有关“变异”的分析
(1)环境因素的作用会提高突变的频率，但任何情况下变异都是不定向的，所以环境不能起到定向诱导变异的作用，它的作用是对不定向的变异进行定向选择。
(2)在运用达尔文自然选择学说分析问题时，要注意“变异在前，选择在后”的思路。
典例剖析
典例2 (2022·吉林省舒兰市第一高级中学高一期末)对达尔文自然选择学说的理解，正确的是(　B　)
①环境改变生物产生适应性的变异
②能遗传的变异是生物进化的基础
③变异是不定向的
④变异是定向的
⑤变异经过长期的自然选择和积累就可以产生出生物的新类型
A．②④⑤ B．②③⑤
C．①②④ D．①③⑤
[解析]　达尔文自然选择学说认为，环境改变是生物变异的根本原因，而生物的变异是不定向的，①错误，③正确，④错误；能够遗传的变异是生物进化的基础，②正确；变异经过长期自然选择和积累可以产生出生物的新类型，⑤正确；综上分析，B正确，A、C、D错误。
变式训练2
下列对达尔文生物进化论及其各内容之间的关系叙述错误的是(　D　)
A．达尔文生物进化论的中心内容是自然选择学说
B．生物进化的动力是生存斗争
C．生物同时存在着遗传和变异的矛盾
D．生存斗争的原因是生物个体间有强有弱
[解析]　自然选择学说是达尔文生物进化论的中心内容，A正确；生存斗争是生物进化的动力，B正确；遗传和变异是生物进化的内因，遗传和变异的矛盾促进了生物的进化，C正确；生存斗争的原因是生物能够产生大量的后代，但在自然界中赖以生存的食物和空间都是非常有限的，D错误。
指点迷津·拨云见日
自然选择学说与拉马克进化学说的比较
比较项目 自然选择学说 拉马克进化学说
区别 变异 变异是不定向的，本来就有，环境和生物都不能决定生物变异的方向 变异是定向的，环境和动物的意愿可决定变异的方向
适应环境 有利变异→适者生存不利变异→不适者被淘汰 环境和动物的意愿决定的变异都适应环境
进化方向 自然选择决定 生物自身决定
联系 达尔文接受了拉马克关于器官用进废退和获得性遗传的观点，但他承认变异有的可以遗传，有的不能遗传。他改变了拉马克过分强调用进废退即“生物内在的自我改进的力量”的观点，在解释适应性的形成时强调自然选择的作用
典例3 (2022·安徽皖西南联盟期末改编)下列关于生物进化理论的叙述，错误的是(　C　)
A．拉马克认为生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传
B．达尔文认为生存斗争是生物进化的动力和选择手段，适者生存是自然选择的结果
C．达尔文的自然选择学说的优点是能很好地解释物种大爆发等现象
D．拉马克进化学说是最早提出的比较完整的生物进化学说
[解析]　拉马克最早提出的比较完整的生物进化学说认为生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传，A、D正确；达尔文认为生存斗争是生物进化的动力和选择手段，适者生存是自然选择的结果，B正确；达尔文的自然选择学说的缺点是不能很好地解释物种大爆发等现象，C错误。
教材问题·解疑答惑
?问题探讨 P106
1．提示：枯叶蝶的翅很像枯叶，这样可以隐蔽，躲避天敌。
2．提示：枯叶蝶的形成是自然选择的结果。
3．提示：同一环境中有颜色鲜艳的蝴蝶，这与自然选择不矛盾，因为这是另外的一种适应，即警戒色。警戒色是指某些有恶臭和毒刺的动物和昆虫所具有的鲜艳色彩和斑纹。这些鲜艳的体色能对敌人起到一种威慑和警告的作用。这也是自然选择的结果。
?思考·讨论 P106
1．提示：枯叶蝶的天敌有燕、雀、蜘蛛、螳螂、蛙、蜻蜓。枯叶蝶也不能完全避免被捕食。
2．提示：雷鸟在冬季来临前将羽毛换成白色是为了保护自己，是对冬天的一种适应。但这种适应也有局限性，比如虽然已经换毛，但是冬季的大雪还没有降临，那么白色的羽毛反而更加明显。
3．生物适应的产生是长期进化的结果，可能还有不完善的地方。环境是多变的，适应不能随时改变。
?思考·讨论 P108
1．提示：长颈鹿祖先中的长颈个体在食物缺乏的季节可以吃到树上的叶子，避免挨饿，可以在食物缺乏的季节存活下去。
2．提示：经过若干代的繁殖，长颈鹿祖先群体中颈长的个体占的比例将会增加。
3．提示：枯叶蝶的形成也是自然选择的结果。
4．提示：长颈鹿有大量繁殖的倾向，但是食物等资源总是有限的，它们之间会为了生存而发生生存斗争，导致高的长颈鹿能吃到食物而生存下来，较矮的长颈鹿就被淘汰，经过多代的积累，最终形成了现在的长颈鹿。
?思考·讨论 P109
1．提示：达尔文的生物进化论和神创论的主要冲突是：神创论认为生物是神创造的，进化论认为生物是由更古老的生物进化而来的。
达尔文的生物进化论否定了宗教的神圣地位，所以遭到了许多人的攻击、谩骂和讥讽。
2．提示：严复、梁启超等人提出的“物竞天择，适者生存”的观点，警示国人只有自己强大了才能在这个弱肉强食的世界上生存下去。
3．提示：马克思所说的“我们的观点”是指唯物主义。
4．提示：达尔文的生物进化论让人们正确的认识人类在自然界中的地位。进化论使我们认识到，人类不是自然界的主宰，我们要遵循自然界的规律。
?练习与应用 P109
一、概念检测
1．(1)√
(2)×　生物在生存斗争的过程中，具有有利变异的个体容易生存，但不一定都能成功地生存和繁殖后代；具有不利变异的个体则容易被淘汰，但有些个体也会留下后代。
(3)√
2．A　拉马克彻底否定了物种不变论。提出当今所有的生物都是由更古老的生物进化来的；适应的形成是由于用进废退和获得性遗传。故选A。
二、拓展应用
1．提示：不同意。因为工蜂主要担任清理巢箱，拖弃死蜂或残渣，夯实花粉，酿蜜，筑巢，饲喂幼虫，调节巢温，采集花蜜、花粉、水分、蜂胶、无机盐以及守卫御敌等工作。没有工蜂就没有蜂群。
2．提示：不会干扰自然界正常的自然选择。因为濒危动植物是指所有由于物种自身的原因或受到人类活动或自然灾害的影响，而有灭绝危险的野生动植物物种。濒危动植物本来就是适应自然界的生物。
3．提示：不同意。人类也是进化的产物，也是在残酷的生存斗争中生存下来的生物，人类本属自然，自然选择对人类也会起作用。
巩固训练·课堂达标
1．(2022·江苏泰州期末)许多种鸟具有保护色，但也难免被嗅觉发达的兽类所捕食，对此合理的解释是(　B　)
A．被捕食的鸟是警惕性不高的
B．适应是相对的
C．这些鸟不适应环境
D．适应是绝对的
[解析]　现存的每一种生物，都有与其生活环境相适应的形态结构和生活方式，而生物只能适应一定的环境，具有保护色的鸟，可以避免部分肉食动物的捕食，但难免被嗅觉灵敏的动物捕食，这说明了生物的适应是相对的，B符合题意。
2．(2022·安徽省池州市高一期末)进化思想从提出到被人们普遍接受经历了曲折的过程。下列相关判断错误的是(　C　)
A．拉马克认为生物是不断进化的，进化方向是从低级到高级从简单到复杂
B．达尔文从事实出发论证了生物是不断进化的，对进化原因也提出了合理解释
C．现代生物进化理论是在全面接受自然选择学说基础上的进一步深化和发展
D．现代生物进化理论是多学科知识交融的结果仍在争论中不断地向前发展
[解析]　历史上第一个提出完整进化学说的科学家是拉马克，他认为生物进化是由低级到高级、从简单到复杂的，A正确；达尔文提出的进化学说，立足事实，论证了生物是不断进化的，并且对生物进化的原因提出了合理的解释，使生物学第一次摆脱了神学的束缚，步入了科学的轨道，B正确；现代生物进化理论的主要学说是在自然选择基础上的深化和发展，但并没有全面接受自然选择学说，如进化的单位和进化的原因等，C错误；现代生物进化理论的形成是多学科知识综合的结果，目前有多种学说，在争论中发展，D正确。故选C。
3．(2022·广西玉林市玉州区高一期末)用达尔文的自然选择学说解释狼的凶狠、善跑、狡猾、贪婪的进化过程。
(1)狼的种群中存在着不同个体，如跑得慢一些、跑得快一些、狡猾机灵些、行动呆板迟钝些，这些性状说明变异是__不定向__的。
(2)随着环境的变化，食物的稀少，凶狠、善跑、狡猾、贪婪的个体容易得到食物，能够生存和繁殖，这样，环境和食物对狼起了__选择__作用，而这种作用是__定向__的。
(3)狼的凶狠、善跑、狡猾、贪婪性的增强，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，这就是__适者生存__。
[解析]　(1)狼的种群中存在着不同个体，如跑得慢一些、跑得快一些、狡猾机灵些、行动呆板迟钝些，这些变异是突变或基因重组的结果，是一种不定向的变异。(2)随着环境的变化，食物的稀少，凶狠、善跑、贪婪的个体容易得到食物，能够生存和繁殖，这样，环境和食物对狼起了选择作用，而这种作用是定向的。(3)狼的凶狠、善跑、狡猾、贪婪性的增强，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，这就是适者生存。第4节　协同进化与生物多样性的形成
课标要求 核心素养
说明自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境。 1．形成生物进化的观点和生物进化理论在发展的观念；认同协同进化是普遍存在的。(生命观念)2．探讨物种多样性的形成原因，解释生物的适应是自然选择的结果。(科学思维)
基础知识·双基夯实
一、协同进化
二、生物多样性的形成
三、现代生物进化理论
〔学霸记忆〕
1．协同进化发生于不同物种之间或生物与无机环境之间。
2．生物多样性包括遗传(基因)多样性、物种多样性和生态系统多样性。
3．适应是自然选择的结果。
4．种群是生物进化的基本单位。
5．突变和基因重组提供进化的原材料。
6．自然选择导致种群基因频率的定向改变，进而通过隔离形成新的物种。
7．生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程。
8．生物多样性的形成是协同进化的结果。
〔活学巧练〕
判断下列叙述的正误
(1)同种生物之间也存在协同进化。(　×　)
(2)捕食者的存在不利于被捕食者的生存。(　×　)
(3)生物多样性包括遗传(基因)多样性、个体多样性和生态系统多样性。(　×　)
(4)协同进化只能发生在生物与生物之间。(　×　)
(5)最早出现的生物是单细胞的厌氧型生物。(　√　)
〔思考〕
1．某细长口器的蛾是某种兰花专门的传粉昆虫，这对兰花繁衍后代和该种蛾有什么意义？(生命观念)
提示：特定昆虫给特定的植物传粉，这样可以提高传粉的效率，并且昆虫也可得到较多的食物或保护。
2．用草原上狼和羊解释生物与生物之间发生的协同进化。(科学思维)
提示：草原上，狼捕食羊，速度慢的羊逐渐被狼吃掉，而速度慢的狼，因为不能获得足够的食物，也逐渐被饿死，这样，在狼追逐羊的过程中，狼和羊的速度都得到了提升，实现了协同进化。
课内探究·名师点睛
知识点
协同进化与生物多样性的形成
要点归纳
1．对协同进化概念的理解
(1)生物与生物之间的协同进化仅发生在不同物种之间，同种生物之间不存在协同进化。
(2)无机环境的选择作用可定向改变种群的基因频率，导致生物朝着一定方向进化；生物的进化反过来又会影响无机环境。
2．生物多样性的形成过程分析
3．生物多样性的关系及原因分析
(1)从分子水平看：DNA多样性(根本原因)→蛋白质多样性(直接原因)→生物性状多样性。
(2)从进化角度看：物种多样性和生态系统多样性主要是生物的不定向变异与定向选择在进化过程中共同作用的结果。
(3)生物多样性≠物种多样性：物种多样性只是生物多样性的一个方面。
4．生物多样性的形成
协同进化是物种多样性和生态系统多样性形成的原因。
5．用现代生物进化理论分析生物的进化、适应性和新物种的形成
进化的原因 内因 遗传和变异
外因 生物生存的各种环境条件
相互作用 生物生存的各种环境条件对生物的变异进行选择，淘汰不利变异，积累和加强有利变异
进化的结果 适应性 环境对生物的变异进行定向选择，使有利的变异在生物种群中得到积累和加强，形成了生物的适应性
多样性、新物种形成 同一物种的不同种群，由于生活环境的变化，形成了具有不同适应性的生物类群，当变异积累到一定程度而出现生殖隔离时，便形成了新物种；同一物种的不同类型及新物种的出现均体现了生物的多样性
进化 种群的基因频率发生定向改变(生物的进化)。新物种的形成是生物进化的质的飞跃
典例剖析
典例1 (2022·广西梧州市高一期末)下列有关生物协同进化的说法，正确的是(　D　)
A．隔离在生物协同进化中起决定作用
B．生物的协同进化只发生在生物群落中
C．大型捕食者的存在不利于生物的协同进化
D．草原兔子的抗病力与某种病毒的感染力都会随进化增强
[解析]　隔离是物种形成的必要条件，并非决定生物的协同进化，A错误；协同进化是指在不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，因此，生物的协同进化不仅发生在生物群落中，还发生在生物与环境之间，B错误；大型捕食者对猎物种群起到选择的作用，使之能更加的适应环境，从而有利于协同进化，C错误；生物与生物之间的相互选择，使得彼此更加向适应环境方向进化，D正确。故选D。
变式训练1
(2022·湖北武汉市高一期末)下列关于生物进化与生物多样性的叙述，正确的是 (　A　)
A．浅色桦尺蠖与黑色桦尺蠖同时存在体现了基因多样性
B．种群是生物进化的基本单位，也是自然选择的对象
C．严格自花传粉的植物种群内个体之间存在生殖隔离
D．生物多样性的形成是不同物种之间协同进化的结果
[解析]　浅色桦尺蠖与黑色桦尺蠖属于同种生物，它们同时存在体现了基因多样性，A正确；种群是生物进化的基本单位，但自然选择的对象是个体，B错误；同一种群意味着是同一物种，据此可推测严格自花传粉的植物种群内个体之间不存在生殖隔离，C错误；生物多样性的形成是不同物种之间、生物和无机环境之间协同进化的结果，D错误。故选A。
变式训练2
(2022·山东省泰安市高一下学期期末)生态学家赫奇森曾说过，协同进化就是“生态的舞台，进化的表演”。对此理解正确的是(　D　)
A．生态指无机环境，进化是生物界的演变
B．基因突变对生物适应性的影响是非益即害的
C．物种之间的协同进化都是通过物种之间的竞争实现的
D．舞台和表演者在相互影响中不断进化和发展铸造了生物的多样性
[解析]　生态指无机环境和生物群落，进化是生物与环境的演变，A错误；基因突变由生态环境选择，具有多害少利性，B错误；物种之间的协同进化都是通过物种之间的竞争和种间互助实现的，C错误；舞台和表演者在相互影响中不断进化和发展，铸造了生物的多样性，D正确。故选D。
指点迷津·拨云见日
一、自然选择学说与现代生物进化理论的比较
1．主要内容：
自然选择学说 现代生物进化理论
研究水平 个体 分子
进化单位 个体 种群
进化材料 不定向的变异 突变和基因重组
进化方向 自然选择使有利变异定向积累 自然选择使种群基因频率发生定向改变
物种形成 有利变异积累 隔离导致物种形成
缺陷 不能解释遗传和变异的本质与物种大爆发现象 不完善
共同点 现代生物进化理论以自然选择学说为核心。二者都能够解释生物的多样性和适应性
典例2 (不定项)(2022·山东省菏泽市高一下学期期末)下列对现代生物进化理论的理解，错误的是(　AC　)
A．生物体发生的所有变异都能为进化提供原材料
B．地理隔离的作用是使种群间基因不能交流
C．协同进化就是物种间在相互影响中不断发展和进化
D．自然选择使种群基因频率发生改变，并决定生物进化的方向
[解析]　生物发生的变异包括不可遗传变异和可遗传变异，只有可遗传的变异才能为生物进化提供原材料，A错误；地理隔离的作用是使种群间基因不能交流，但不一定会导致生殖隔离，B正确；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，不仅仅只有物种间的进化，C错误；自然选择使种群基因频率发生改变，并决定生物进化的方向，D正确。故选A、C。
教材问题·解疑答惑
?问题探讨 P119
1．提示：否则这种花不能很好地完成传粉，这一物种也就不可能存在。
2．提示：不是，可能还没找到这种昆虫。
?思考讨论 P122
1．提示：最早出现的是原核生物。它们生存在海洋无氧的环境里。
2．提示：陆生植物先登陆，因为植物可以为动物提供食物和栖息地。
3．提示：寒武纪海洋中出现无脊椎动物—物种大爆发，但是没有脊椎动物。
4．提示：恐龙是在白垩纪末绝灭的。物种绝灭对生物多样性的影响是多方面的，恐龙的绝灭为哺乳类的兴盛腾出了空间，有利于生物多样性的形成。
?旁栏思考 P124
爱因斯坦和玻尔关于量子力学的争论，当时玻尔提出了“互补理论”，认为量子力学遵循互补原理，遭到了爱因斯坦的反对。
?练习与应用 P124
一、概念检测
1．(1)√　因为物种之间是协同进化的，所以一个物种的形成或绝灭是会影响其他物种的进化的。
(2)×　物种之间的协同进化既有竞争也有互助还有寄生、共生等种间关系。
(3)×　地球上最早出现的是单细胞的异养生物，生产者是后来出现的。
(4)×　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。
2．C　原始的地球没有氧气，最早的生命是单细胞生物，所以地球上最早出现的是进行无氧呼吸的单细胞生物。
二、拓展应用
1．提示：生态指的是生物与环境的相互关系，进化指的是生物界的历史演变；如果把进化看作由各种生物表演的一部历史剧，那么，上演这部历史剧的舞台就是生物与环境之间复杂的相互关系。物种进化的表演受舞台背景的制约，舞台背景也要与上演的内容相协调。
2．提示：假如那样，生物界纷繁复杂的现象就很难用统一的观点和理论来解释，作为生物学基本观点之一的进化观点将难以建立，生物学就不可能形成现在这样一个科学的框架体系，学习生物学将缺少基本观点和方法的指导和统领。
3．提示：这样修铁路可以尽可能减少对生物多样性的影响。这种方法是可以推广的。
巩固训练·课堂达标
1．(2022·江苏省宿迁市高一下学期期末)生物多样性不包括(　C　)
A．遗传多样性 B．物种多样性
C．种群多样性 D．生态系统多样性
[解析]　由生物多样性的概念可知，物种多样性、基因多样性和生态系统多样性都属于生物多样性，种群多样性不是生物多样性的内容，故选C。
2．下列各项中不属于生物协同进化实例的是(　D　)
A．随着光合生物的出现，大气中有了氧气，为好氧生物的出现创造了条件
B．猎豹捕食斑马
C．某种长有细长花矩的兰花和生有细长口器、专门为它传粉的蛾
D．草原上狼的灭绝造成鹿的数量激增
[解析]　随着光合生物的出现，大气中有了氧气，为好氧生物的出现创造了条件，是生物与环境之间的协同进化，A正确，不符合题意；猎豹捕食斑马是生物与生物之间通过种间斗争实现的协同进化，B正确，不符合题意；某种长有细长花矩的兰花和生有细长口器、专门为它传粉的蛾是生物与生物之间通过种间互助实现的协同进化，C正确，不符合题意；草原上狼的灭绝造成鹿的数量激增，只对被捕食者单方面有影响，不属于协同进化，D错误，符合题意。
3．(2022·海南省文昌中学高一期末)综合大熊猫化石及现存种类生活习性和生活环境等多方面的研究，传统的观点认为大熊猫的濒危是进化历程的必然。最新群体遗传学的研究表明，现存大熊猫并未走到进化历史的尽头，仍然具有进化潜力。研究发现该物种现存种群仍保持较高的遗传多样性和长期续存的进化潜力，大熊猫在末次冰期消融后还经历了强烈的种群扩张，而现存种群的衰退仅始于几千年前。请依据现代生物进化理论的主要观点和内容及上述资料回答以下问题：
(1)一个大熊猫种群的全部个体所含的全部基因，是这个种群的__基因库__，如果大熊猫种群仍然保持较高的遗传多样性，实际上反映了种群中基因的__多样性__。
(2)现代生物进化理论认为，种群是生物进化的基本单位。影响种群基因频率变化的因素有多种，如自然选择、__基因突变__、__基因重组__和__染色体变异__等。
(3)大熊猫在末次冰期消融后还经历了强烈的种群扩张的事实说明，其实质是大熊猫种群的__基因频率__在进化过程中发生了动态变化。突变和基因重组、__(自然)选择__和__隔离__是物种形成和生物进化的机制。
[解析]　(1)一个大熊猫种群的全部个体所含的全部基因，是这个种群的基因库。遗传多样性，实际上反映了种群中基因的多样性。(2)影响种群基因频率变化的因素有自然选择、基因突变、基因重组、染色体变异。(3)大熊猫在末次冰期消融后还经历了强烈的种群扩张的事实说明其在进化，实质是种群的基因频率在发生变化。突变和基因重组、自然选择和隔离是物种形成和生物进化的机制。

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