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第4节　协同进化与生物多样性的形成
课标要求
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。
核心素养
1．举例说明协同进化。(生命观念)
2．概述生物多样性及其形成的过程。(生命观念、科学思维)
3．举例说明现代生物进化理论的发展。(生命观念)
一、协同进化
基础知识·双基夯实
1．含义：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。
2．不同物种之间的协同进化
3．生物与环境之间的协同进化
4．协同进化的原因：不同物种之间的相互选择和生物与无机环境之间的相互影响。
5．结果：通过漫长的_协同进化__过程，地球上不仅出现了千姿百态的_物种__，丰富多彩的基因库，而且形成了多种多样的_生态系统__。
活|学|巧|练
1.协同进化仅仅只发生在生物和生物之间。( × )
2．协同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的。( × )
3．协同进化的现象再一次体现了生物和环境之间存在相互影响的关系。( √ )
合|作|探|究
资料1　动物学家对非洲大草原奥兰治河两岸的羚羊进行了长期研究。他发现，东岸羚羊种群的繁殖能力比西岸的强，奔跑速度也比西岸的快。为何两岸的羚羊差异如此之大？经过观察研究，动物学家推测东岸羚羊种群表现得更强健，是因为它们附近有捕食者种群。
资料2　地球上的原始大气中是没有氧气的，因此，最早出现的生物都是厌氧(进行无氧呼吸)的；最早的光合生物的出现，使得原始大气中有了氧气，这就为好氧生物的出现创造了前提条件。氧气的产生也促使臭氧及臭氧层的形成，臭氧层吸收了大量紫外线，为陆生生物的出现创造了条件。
阅读上述两则资料，回答问题：
(1)资料1中，在东岸羚羊种群中生存下来的是什么类型的个体？为什么？
(2)资料1中，捕食者的存在是否对羚羊有害无益？为什么？
(3)资料1中，捕食者是不是就“高枕无忧”呢？为什么？
(4)资料2中，生物的进化与无机环境的变化是否也有关系呢？
提示：(1)东岸羚羊种群中生存下来的是肌肉发达、动作敏捷的个体，因为动作敏捷、跑得快的羚羊不容易被捕食而存活下来。
(2)不是，捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到了促进种群发展的作用。
(3)不是，一般来说，只有动作敏捷、跑得快的捕食者个体才能获得食物，从而生存下来，繁育更多的后代。
(4)是的，生物与无机环境之间也存在协同进化。
归|纳|提|升
1.对协同进化概念的理解
(1)生物与生物之间的协同进化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，导致生物朝着一定的方向进化；生物的进化反过来又会影响无机环境。
知识链接　“收割理论”
(1)捕食者往往捕食个体数量多的物种。
(2)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。捕食者的存在有利于增加物种多样性。
2．协同进化的意义：生物多样性是协同进化的结果。
典例1 下列属于协同进化实例的有( C )
①通过捕食关系，猎豹跑得越来越快，羚羊跑得也越来越快
②某种兰花和专门给它传粉的蛾
③随着光合生物的出现地球上的原始大气中有了氧气，这为好氧生物的出现提供了条件
A．1个 B．2个
C．3个 D．都不是
解析： 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，这就是协同进化，①②③均属于协同进化的实例。
变式训练 无花果的隐头花序花托的顶端有一个很小的开孔，专有的、高度特化的榕小蜂雌蜂进入小孔后在花上产卵，雌蜂在花序上爬行时能进行传粉，无花果隐头花序是榕小蜂幼体唯一的栖息场所和食物来源。相关分析正确的是( B )
A．榕小蜂特殊的生殖行为决定了无花果的变异方向
B．两者的依存关系是相互选择协同进化的结果
C．花序的特化是无花果新物种形成的必要条件
D．两种生物所发生的可遗传的变异决定了进化的方向
解析： 变异是不定向的，榕小蜂特殊的生殖行为只是起了选择作用，A错误；榕小蜂和无花果之间的依存关系是相互选择协同进化的结果，B正确；花序的特化并未产生生殖隔离，故不是新物种形成的必要条件，C错误；自然选择决定生物进化的方向，D错误。
二、生物多样性的形成
基础知识·双基夯实
1．生物多样性的形成
(1)主要内容：_遗传多样性__(基因多样性)、物种多样性和_生态系统多样性__。生物多样性的形成经历了漫长的_进化历程__。
(2)研究生物进化历程的主要依据：_化石__。
(3)生物进化历程中的关键事件
a．最初地球上的生物主要是海洋中种数不多的原核生物——细菌(包括蓝细菌)。这一时期的生态系统是只有_生产者和分解者__的两极生态系统。
b．有性生殖的出现，生物实现了_基因重组__，增强了其变异的_多样性__，生物进化的速度明显_加快__，多细胞植物和动物的种类不断_增多__。
c．寒武纪大爆发：海洋中有大量的无脊椎动物物种爆发式地迅速形成。大量的动物构成了生态系统的第三极——_消费者__，使生态系统具有更加复杂的结构。
d．生物的登陆改变着陆地环境，陆地上复杂的环境又为生物的进化提供了广阔的舞台。
e．在进化过程中，许多物种由于_不适应环境__的变化而绝灭。例如恐龙绝灭。恐龙的绝灭为_哺乳类__的兴盛腾出了空间，使生物进化翻开了崭新的一页。
2．生物进化理论在发展
(1)以自然选择学说为核心的现代生物进化理论对自然界的生命史作出了科学的解释：_适应__是自然选择的结果；_种群__是生物进化的基本单位；_突变和基因重组__提供进化的原材料，_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；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；_生物多样性__是协同进化的结果。
(2)中性突变学说：大量的基因突变是_中性的__，自然选择对这些基因突变不起作用，因此有人主张，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__。
(3)间断平衡学说：根据许多物种是在 短时间内　迅速形成的现象，有人提出物种形成并不都是_渐变__的过程，而是物种_长期稳定__与_迅速形成新种__交替出现的过程。
活|学|巧|练
1.捕食者的存在有利于增加物种多样性。( √ )
2．生物多样性的根本原因是物种多样性。( × )
3．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三个层次。( × )
4．现代生物进化理论是科学的，所以达尔文的自然选择学说已经过时了。( × )
5．现代生物进化理论认为变异是不定向的，由自然选择导致种群基因频率的定向改变。( √ )
6．中性突变理论认为决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累。( √ )
合|作|探|究
仔细观察课本P120～P121的图6－13生物进化的历程示意图。回答下列问题：
1．最早出现的是哪一类生物？它们生活在什么环境中？
提示：最早出现的生物是厌氧的单细胞生物，它们生活在原始海洋中。
2．陆生植物和陆生动物的出现谁先谁后？前者为后者提供了什么条件？
提示：植物先登陆；前者为后者提供氧气、食物条件。
3．寒武纪时地球上的生态系统有什么特点？
提示：海洋中大量无脊椎动物物种爆发式地迅速形成，大量动物构成了生态系统的第三极——消费者，使生态系统具有更加复杂的结构。
4．恐龙大约是什么时候绝灭的？物种绝灭对生物多样性会产生怎样的影响？
提示：恐龙是在白垩纪末全部绝灭的。物种绝灭对生物多样性的影响是复杂的，恐龙的绝灭有利于哺乳动物的兴盛。
归|纳|提|升
1.生物多样性的形成
(1)内容：生物多样性主要包括遗传多样性(基因多样性)、物种多样性和生态系统多样性。
(2)形成原因：生物的进化。
(3)三个层次之间的联系
2．生物进化历程
(1)研究生物进化历程的主要依据：化石。
(2) 进化
历程
典例2 生物多样性是协同进化的结果。下列与进化和生物多样性有关的表述正确的是( A )
A．一个物种的形成或绝灭会影响到若干其他物种的进化
B．物种之间的协同进化都是通过物种之间的竞争实现的
C．地球上的生态系统从古至今都是由生产者、消费者和分解者组成的
D．生物多样性的形成是指新的物种不断形成的过程
解析： 一个物种的形成或绝灭会影响到若干其他物种的进化，A正确；物种之间的协同进化是通过物种之间的生存斗争或种间互助实现的，B错误；真核生物出现之前的漫长岁月中，生态系统是只有生产者和分解者的两极生态系统，C错误；生物多样性主要包括基因多样性、物种多样性、生态系统多样性，D错误。
变式训练 下列关于协同进化与生物多样性的叙述中不正确的是( D )
A．协同进化导致了生物多样性的形成
B．捕食者的存在对被捕食者种群是有益的
C．野兔的保护色和鹰锐利的目光是它们协同进化的结果
D．生物多样性的形成即新物种的形成
解析： 协同进化导致了生物多样性的形成，A正确；捕食者的存在对被捕食者种群是有益的，因为捕食者把被捕食群体中的老、弱、病、幼体捕获了，留下来的是种群内更加优良的个体，从而有利于被捕食者种群的繁衍，B正确；野兔与鹰之间是捕食关系，二者在相互选择中实现了协同进化，据此可知，野兔的保护色和鹰锐利的目光是它们协同进化的结果，C正确；生物多样性包括三个层次的内容，基因多样性、物种多样性和生态系统多样性，因此生物多样性的形成不单指新物种的形成，D错误。
协同进化的类型
协同进化的类型 包含类型 举例
不同物种之间 互利共生 豆科植物与根瘤菌
捕食 猎豹和斑马
寄生 黏液瘤病毒和兔子
竞争 作物与杂草
生物与无机环境之间 生物影响环境、环境影响生物 地球最早是无氧环境→厌氧生物→光合生物出现→空气中有了氧气→出现好氧生物
典例3 协同进化不会发生在( B )
A．猎豹和斑马之间
B．浅色桦尺蛾和深色桦尺蛾之间
C．好氧型生物和环境之间
D．杂草和水稻之间
解析： 协同进化发生在不同物种之间、生物与无机环境之间，A、C、D三项不符合题意，浅色桦尺蛾和深色桦尺蛾属于同一物种，故选B项。
1．协同进化是生物进化中一种常见的现象，下列叙述错误的是( D )
A．有细长花距的兰花和有细长的吸管似口器的蛾，两者相互选择协同进化
B．猎豹与羚羊的“军备竞赛”是协同进化的结果
C．物种之间的协同进化主要通过生存斗争实现
D．协同进化就是生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展
解析： 协同进化包括生物与生物之间、生物与无机环境之间的相互影响。
2．下列关于生物进化的叙述，正确的是( B )
A．进化过程中霉菌比细菌出现得早
B．进化过程中蓝细菌比好氧细菌出现得早
C．有性生殖生物比无性生殖生物进化得慢
D．哺乳动物必定生活在陆地上
解析： 霉菌是真核生物，细菌是原核生物，真核生物的出现晚于原核生物，A错误；生物通过有性生殖，实现了基因重组，增加了生物变异的多样性，推动了生物进化，故有性生殖生物比无性生殖生物进化得快，C错误；哺乳动物不一定生活在陆地上，如鲸是哺乳动物，但生活在水中，D错误。
3．下列关于现代生物进化理论的叙述，正确的是( B )
A．生物进化的过程实际上是生物与生物之间协同进化的过程
B．生物多样性是协同进化的结果
C．能为生物进化提供原材料的是有利变异
D．个体是生物进化的基本单位
解析： 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，A错误；可遗传变异无论是有利变异还是不利变异，都能为生物进化提供原材料，C错误；种群是生物进化的基本单位，D错误。
学|霸|记|忆
1.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，这就是协同进化。生物多样性包括遗传多样性(基因多样性)、物种多样性和生态系统多样性三个方面。
2．现代生物进化理论的主要内容有：(1)适应是自然选择的结果；(2)种群是生物进化的基本单位；(3)突变和基因重组提供进化的原材料，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；(4)生物进化的过程实际上是生物与生物之间、生物与无机环境之间协同进化的过程；(5)生物多样性是协同进化的结果。第1节　生物有共同祖先的证据
课标要求
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等知识，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。
核心素养
1．基于化石的直接证据，认同当今生物具有共同的祖先。(生命观念、科学思维)
2．比较解剖学、胚胎学、细胞生物学和分子生物学等间接证据，举例说明当今生物具有许多共同特征。(生命观念、科学思维)
一、地层中陈列的证据——化石
基础知识·双基夯实
1．达尔文的生物进化论
2．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。
(2)作用：利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物的_种类__及其_形态__、_结构__、_行为__等特征。因此，化石是研究生物进化_最直接__、_最重要__的证据。
(3)分布：大部分化石发现于_沉积岩__的地层中。
(4)结论：大量化石证据，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，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。
活|学|巧|练
1.生物的遗物或生活痕迹也可能形成化石。( √ )
2．通过化石可以了解已经绝灭的生物的形态结构特点，推测其行为特点。( √ )
3．较晚形成的地层中，没有较简单、较低等的生物化石。( × )
合|作|探|究
分析教材P101图6－2及思考·讨论，回答下列问题：
1．生物化石在地质层中的分布有何规律？支持达尔文的共同由来学说吗？
提示：不同地层的形成年代不同，越早形成的地层中首次出现的生物越低等，生物特征越简单；越晚形成的地层中首次出现的生物越高等，生物特征越复杂；根据图6－2可判断地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的。支持。
2．赫氏近鸟龙化石与恐龙和鸟类身体结构的比较，可以作出怎样的推测？
提示：基于化石证据可判断赫氏近鸟龙既具有恐龙的特征，也具有鸟类的特征，属于恐龙和鸟类的过渡类型，这说明鸟类很可能是由恐龙进化来的。
3．少女露西的骨骼化石与黑猩猩和人类骨骼结构的比较，支持人猿共祖说吗？
提示：支持，露西既有人类的特征，也有黑猩猩的特征，说明人类与黑猩猩可能有共同的祖先。
归|纳|提|升
1.化石的形成
在漫长的地质年代里，地球上曾经生活过无数的生物，这些生物死亡之后会留下遗体或是生活过的痕迹，这些生物遗体中的有机物被分解殆尽，坚硬的部分如外壳、骨骼等与包围在周围的沉积物一起经过石化变成了石头，这些石化了的生物遗体、遗迹就称为化石。
2．化石的种类
(1)遗体化石：是指古生物遗体本身几乎全部或部分保存下来的化石。
(2)遗迹化石：是指古生物活动或存在过的痕迹化石，其中最主要的是足迹。
(3)遗物化石：是指古代动物的粪便、卵(蛋)以及人类祖先使用的工具等。
3．化石作用的分析和总结
(1)利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物的种类及其形态、结构、行为等特征。例如，从动物的牙齿化石推测它们的饮食情况；从动物的骨骼化石推测其体型大小和运动方式；从植物化石推测它们的形态、结构和分类地位等。
(2)利用化石在地层中出现的位置可以揭示它们的相对年代。不同地层的形成年代不同，越早形成的地层中首次出现的生物越低等，生物结构越简单；越晚形成的地层中首次出现的生物越高等，生物结构越复杂。
(3)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。
(4)纵观各个地层的化石记录，呈现出生物体结构复杂性增加的总趋势。
(5)揭示了生物由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化顺序。
典例1 生物的遗体、遗物或生活痕迹，由于某种原因被埋藏在地层中，经过若干万年的复杂变化形成化石。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的重要证据
D．在越浅的地层中形成化石的生物越低等
解析： 并不是所有的古生物都能形成化石，A错误；越古老的地层，成为化石的生物越简单、越低等，B错误；化石是研究地球上生物进化的最直接、最重要的证据，C正确；越浅的地层中，形成化石的生物越复杂、越高等，D错误。
变式训练 一个古生物学家研究岩石层中的化石层，鉴定出一个物种。他认为这个物种在一个较长的历史年代中没有发生什么变化。他作出这个判断的依据是( C )
A．该物种的化石出现在较老的岩石层中
B．该物种的化石出现在较新的岩石层中
C．该物种的化石出现在较老和较新的岩石层中
D．该物种的化石在岩石层中从未出现过
解析： 化石是研究生物进化的最直接、最重要的证据，化石在地层中的出现具有一定顺序，越是古老的地层中形成化石的生物结构越简单，越是晚期地层中形成化石的生物结构越复杂。该物种的化石出现在较老的和较新的岩石层中，说明该物种在较长的年代中都没有发生什么变化。
二、当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
基础知识·双基夯实
1．比较解剖学证据
研究比较脊椎动物的器官、系统的_形态和结构__，可以为这些生物是否有共同祖先寻找证据。
2．胚胎学证据
(1)胚胎学的概念：研究动植物_胚胎的形成__和_发育过程__的学科。
(2)脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段，这个证据支持了人和其他脊椎动物有_共同祖先__的观点。
3．细胞和分子水平的证据
(1)当今生物有许多共同的特征，如都有能进行_代谢、生长和增殖__的细胞，细胞有共同的_物质基础和结构基础__等，这是对生物有_共同祖先__这一论点的有力支持。
(2)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__，其差异的大小则揭示了当今生物种类_亲缘关系的远近__，以及它们在_进化史上__出现的顺序。
活|学|巧|练
1.亲缘关系越近的生物，其蛋白质或核酸分子的相似性越高。( √ )
2．组成人和黑猩猩的细胞色素c氨基酸序列的差异最小，由此说明人和黑猩猩的亲缘关系最近。( √ )
3．比较解剖学发现，不同种类的哺乳动物的前肢形态结构差别很大，说明这些动物没有共同祖先。( × )
4．通过对比不同物种的基因序列，可推断不同物种的亲缘关系。( √ )
5．有共同祖先的生物个体在形态结构上没有差异。( × )
合|作|探|究
1.阅读教材P102的比较解剖学证据，根据图6－3进行观察与思考：
(1)蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢和人的上肢骨骼在结构组成方面相同吗？这说明了什么？
(2)蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢和人的上肢在形态方面相同吗？这说明了什么？
提示：(1)这4种前(上)肢骨骼在结构组成方面是相同的，都由肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨组成，并且排列顺序也一致。说明这4种生物是由共同的原始祖先进化而来的。
(2)人的上肢和其他动物的前肢，在形态方面有很大的差异。这是这些生物生活在不同的环境中，向着不同的方向进化，适应各自生活环境的结果，说明了结构与功能相适应，体现了生物与环境相适应的特点。
2．运用图中提供的各种动物DNA的碱基顺序与人类相比的数据以及你已有的知识，回答下面的问题：
(1)哪一种灵长类动物与人类的亲缘关系最密切？为什么？
(2)解释为什么黑猩猩、人类和大猩猩能够产生有着相同氨基酸顺序的酶和蛋白质类激素？
提示：(1)黑猩猩。因为黑猩猩与人类的DNA的碱基顺序有99.01%相同，比另外两种动物都高，且与人类开始分歧进化的时间比另外两种动物都短。
(2)因为黑猩猩、人类和大猩猩DNA的碱基顺序的差异不大于2%，而基因控制合成蛋白质，所以黑猩猩、人类和大猩猩能够产生有着相同氨基酸顺序的酶和蛋白质类激素。
归|纳|提|升
1.生物进化其他方面证据的归纳总结
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 人和鱼的胚胎在发育早期出现鳃裂和尾，随着发育的进行，人的鳃裂和尾消失了，而成年的鱼仍然保留了鳃和尾；脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段 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 除病毒外，生物都有能进行代谢、生长和增殖的细胞，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
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；差异的大小揭示了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
2.不同生物在细胞和分子水平上的相同或相似之处的总结
(1)细胞水平：不同的细胞都有细胞膜、细胞质、核糖体等结构。
(2)分子水平
①不同的细胞绝大多数生命活动所需的能量都是由ATP直接提供。
②生物的遗传物质都是核酸。
③生物都共用一套遗传密码子。
④遗传信息的传递都遵循中心法则，传递的过程中都遵循碱基互补配对原则。
典例2 下列关于证明生物进化证据的论述，正确的是( D )
A．化石是保存在地层中的古地质年代的动植物的遗体，是研究生物进化的直接证据
B．蝙蝠的翼和人的手的结构的相似性可以说明两种生物是由共同祖先演化而来的
C．比较人和其他脊椎动物的胚胎发育过程可知人和其他脊椎动物之间存在血缘关系
D．现存的不同生物之间亲缘关系越近，其DNA序列和蛋白质中氨基酸序列相似度越高
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，化石是研究生物进化的直接证据，A错误；蝙蝠的翼和人的上肢是同源器官，可以说明两种生物是由共同祖先进化而来的，B错误；比较人和其他脊椎动物的胚胎发育过程可知人和其他脊椎动物之间存在亲缘关系，C错误；现存的不同生物之间亲缘关系越近，其DNA序列和蛋白质中氨基酸序列相似度越高，D正确。
变式训练 (2023·山东威海期末)化石、比较解剖学、胚胎学、分子生物学等在研究生物进化过程中起了重要的作用。下列有关生物进化的叙述，错误的是( B )
A．已经发现的大量化石证据支持达尔文的共同由来学说
B．鲸的鳍和蝙蝠的翼在外部形态、功能上不同，说明它们是由不同的祖先演化而来的
C．人和鱼的胚胎发育经历了有鳃裂及有尾的阶段，可以用人和鱼有共同祖先来解释
D．亲缘关系越近的生物，在细胞代谢、DNA的结构与功能等方面共同特征越多
解析： 鲸的鳍和蝙蝠的翼在外部形态、功能上不同，但它们的内部结构却基本一致，说明它们属于同源器官，由共同的原始祖先进化而来，B错误。
从细胞水平找到生物进化的证据
1．无论原核生物还是真核生物，它们的细胞都有相似的基本结构。
2．细胞进行生命活动所需要的能量几乎全部来自细胞呼吸；有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段基本相同，都是在细胞质基质中进行的，都能产生ATP。
3．原核细胞中的蓝细菌和真核细胞中的叶肉细胞都有与光合作用有关的色素和酶等，它们都能进行光合作用，把光能转化为化学能，将无机物转化为贮藏能量的有机物。
典例3 下列不能作为支持生物有共同祖先的证据的是( D )
A．所有生物共用一套遗传密码
B．所有生物都由ATP供能
C．各种生物的细胞具有基本相同的结构
D．所有生物的生命活动都是靠能量驱动的
解析： 从细胞和分子水平看，当今生物有许多共同的特征，比如都有能进行代谢、生长和增殖的细胞，细胞有共同的物质基础和结构基础等，这是对生物有共同祖先这一论点的有力支持。所有生物的生命活动都是靠能量驱动的，这不能说明所有生物有共同祖先。
1．(2023·天津质检)生物进化的证据是多方面的，其中能作为直接证据的是( A )
A．化石证据 B．胚胎学证据
C．比较解剖学证据 D．分子生物学证据
解析： 研究生物进化最直接、最主要的证据是化石。
2．(2023·山东济宁月考)下列关于生物化石的叙述，正确的是( B )
A．生物化石都是由生物体的坚硬部分形成的
B．生物化石为研究生物进化提供了最直接、最可靠的证据
C．在越古老的地层里，形成化石的生物越复杂、高等
D．在地质年代较晚期的地层里不可能找到低等生物的化石
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，因此，生物化石不都是由生物体的坚硬部分形成的，A错误。一般来说，在越古老的地层中，形成化石的生物越简单、低等，C错误。有些低等的生物能适应环境在地球上生存下来，因此，在地质年代较晚期的地层里也可能找到低等生物的化石，D错误。
3．地球上现存生物来自共同祖先，有关细胞和分子水平的证据的说法错误的是( D )
A．大多数现存生物的遗传物质都是DNA
B．亲缘关系越近的生物，其DNA序列相似性越高
C．人类与猩猩、恒河猴以及兔的血红蛋白基因中的碱基序列有一定的相似性
D．不同生物细胞色素c的氨基酸序列存在较大差异
解析： 细胞生物的遗传物质都是DNA，细胞生物在生物分类中占大部分，故大多数现存生物的遗传物质都是DNA，A正确；亲缘关系越近的生物，其DNA序列相似性越高，B正确；人类与猩猩、恒河猴以及兔的血红蛋白基因表达出来的血红蛋白都具有相同的功能，可得出人类与猩猩、恒河猴以及兔的血红蛋白基因中的碱基序列有一定的相似性，C正确；不同生物细胞色素c的氨基酸序列不一定存在较大差异，如人和黑猩猩的细胞色素c的氨基酸序列差别不大，D错误。
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，都给生物进化论提供了有力的支持。第3节　种群基因组成的变化与物种的形成
第1课时　种群基因组成的变化
课标要求
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．阐明具有优势性状的个体在种群中所占比例将会增加。
3．说明自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境。
核心素养
1．阐述种群、种群基因库、基因频率等概念的内涵。(生命观念)
2．运用数学方法讨论种群基因频率的变化。(生命观念、科学思维)
一、种群和种群基因库
基础知识·双基夯实
1．种群是生物进化的基本单位
自然选择直接作用的是生物的个体，而且是个体的_表型__，但个体的_表型__也会随着个体的死亡而消失，决定表型的_基因__却可以随着生殖而世代延续，并且在群体中扩散，因此，研究生物的进化，除了研究个体和表型外，还必须研究群体_基因组成__的变化。
2．种群和种群基因库
(1)种群概念：生活在一定区域的_同种__生物全部个体的集合。
(2)种群特点
a．种群中的个体并不是机械地集合在一起。
b．一个种群其实就是一个_繁殖__的单位，雌雄个体可以通过繁殖将各自的_基因__遗传给后代。
c．种群在繁衍过程中，个体有新老交替，_基因__却代代相传。
(3)基因库和基因频率
a．基因库：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。
b．基因频率
Ⅰ.概念：在一个种群基因库中，某个基因占_全部等位基因数__的比值。
Ⅱ.计算公式：某基因的基因频率＝×100%。
活|学|巧|练
1.一个种群中某基因占所有基因数的比值叫作基因频率。( × )
2．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。( × )
3．若亲子代间基因频率不变，基因型频率也一定不变。( × )
4．种群是生物进化的基本单位，自然选择的直接选择对象是个体的表型。( √ )
合|作|探|究
1.从遗传学上看，金鱼都是鲫鱼的“变种”。生活在同一个池塘中不同类型的金鱼可以杂交，产生表型差异较大的各种金鱼。
(1)生活在同一个池塘中的全部金鱼构成了一个种群。为什么生物进化的基本单位是种群而不是个体？
(2)这个种群中的金鱼所含有的基因相同吗？该种群的全部个体所含有的全部基因叫作什么？
提示：(1)种群中的个体并不是机械地集合在一起的。一个种群其实就是一个繁殖单位，雌雄个体可以通过繁殖将各自的基因遗传给后代。
(2)不完全相同；基因库。
2．某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，抽样调查100个个体，测得基因型为AA、Aa、aa的个体数分别为30、60、10个。假设该昆虫种群非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代，没有迁入和迁出，不同体色的个体生存和繁殖的机会是均等的，基因A和a都不产生突变。根据孟德尔的分离定律计算并回答问题：
(1)根据上述完成下表：
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%　)
子一代基因型频率 AA( 36%　) Aa( 48%　) aa( 16%　)
子一代基因频率 A( 60%　) a( 40%　)
子二代基因型频率 AA( 36%　) Aa( 48%　) aa( 16%　)
子二代基因频率 A( 60%　) a( 40%　)
(2)子三代以及若干代以后，种群的基因频率会同子一代一样吗？
(3)要使种群的基因频率不发生改变，此种群应具备哪些条件？
(4)同时具备(3)题条件的种群存在吗？这说明了什么？
提示：(2)子三代以及若干代以后，种群的基因频率与子一代一样。
(3)要使种群基因频率世代不变，要满足以下条件：①种群非常大；②种群中所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代；③没有基因突变；④没有迁入和迁出；⑤没有自然选择(不同个体生存和繁殖的机会是相等的)。
(4)不存在。自然界种群的基因频率一定发生改变。
归|纳|提|升
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，且纯合子增多，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 改变 改变
[易错警示](1)影响基因频率的因素不只是环境，还有突变、生物的迁移等。
(2)基因频率不改变，基因型频率不一定保持不变。如杂合子Aa自交后代，基因频率不变，而基因型频率改变。
典例1 已知一批豌豆种子中AA和Aa个体的数目之比为1∶2，在自然状态下种植，若不同植株结实率相同，每一代都淘汰aa的植株，则F2中AA∶Aa为( C )
A．3∶2 B．5∶4
C．7∶2 D．19∶8
解析： 这批豌豆中，AA占1/3，Aa占2/3，其中1/3AA自交后代不发生性状分离，基因型均为AA；2/3Aa自交后代发生性状分离，后代为2/3×(1/4AA、1/2Aa、1/4aa)，F1中，AA、Aa、aa的数量之比为(1/3＋2/3×1/4)∶(2/3×1/2)∶(2/3×1/4)＝3∶2∶1，淘汰aa的植株后，AA占3/5、Aa占2/5，其中3/5AA自交后代不发生性状分离，基因型均为AA；2/5Aa自交后代发生性状分离，后代为2/5×(1/4AA、1/2Aa、1/4aa)，F2中，AA、Aa、aa的数量之比为(3/5＋2/5×1/4)∶(2/5×1/2)∶(2/5×1/4)＝7∶2∶1。
变式训练 (2023·湖北省高一期末)现有一个由AA、Aa、aa三种基因型个体组成的动物种群，已知该种群中具有繁殖能力的个体之间通过随机交配进行繁殖，而aa个体不具有繁殖能力。该种群繁殖一代，若子代中AA∶Aa∶aa＝9∶6∶1，则亲代中AA、Aa和aa的数量比可能为( B )
A．4∶3∶4 B．5∶5∶1
C．6∶2∶3 D．4∶1∶4
解析： 设亲代具有繁殖能力的个体中AA的比例为x，则Aa的比例为1－x，产生的配子A的比例为x＋(1－x)/2＝(1＋x)/2，a配子的比例为(1－x)/2，随机交配的后代中，AA所占的比例为[(1＋x)/2]2＝9/16，可求得x＝1/2，即该种群具有繁殖能力的个体中AA和Aa所占比例均为1/2，但亲本中aa的数量无法计算，故选项B符合题意。
二、种群基因频率的变化及自然选择对种群基因频率变化的影响
基础知识·双基夯实
1．种群基因频率的变化
(1)可遗传变异的来源
(2)可遗传变异的形成、特点和作用
a．形成：_基因突变__产生新的等位基因；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__。
b．特点：随机的、_不定向的__。
c．作用：只是提供生物进化的_原材料__，不能决定生物进化的方向。
(3)突变的有利和有害是相对的，是由_生存环境__决定的。
2．自然选择对种群基因频率变化的影响
(1)原因：在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会_不断提高__；相反，具有不利变异的个体留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会_下降__。
(2)结果：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。
活|学|巧|练
1.从根本上讲，没有突变，就没有生物的进化。( √ )
2．突变具有低频性，不能为生物进化提供原材料。( × )
3．有害突变不能成为生物进化的原材料。( × )
4．所有变异都不能决定生物进化的方向，但都能提供进化的原材料。( × )
合|作|探|究
桦尺蛾的体色受一对等位基因S和s控制，黑色(S)对浅色是显性的。
桦尺蛾种群的基因型频率分别为SS 10%，Ss 20%，ss 70%。S基因的频率为20%。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，黑色个体每年增加。
(1)请分析S、s基因产生的原因，并分析可遗传变异在生物进化中的意义。
(2)根据基因型频率计算每年基因频率，将结果写在下表中(结果取整数)。
计算项目 第1年占比 第2年占比 第3年占比
基因型频率 SS 10% 11.5% 13%
Ss 20% 23% 26%
ss 70% 65.5% 61%
基因频率 S 20% ① 23%　 ③ 26%　
s 80% ② 77%　 ④ 74%　
结论：自然选择会使种群基因频率发生_定向__改变。
(3)根据上面的数据分析，树干变黑的环境对桦尺蛾浅色个体的出生率有影响吗？树干变黑的环境对桦尺蛾体色基因频率产生了什么影响？
(4)自然选择在基因频率改变的过程中有什么作用？
提示：(1)S和s基因是通过基因突变产生的。基因突变为生物进化提供了原材料，基因重组和染色体变异也是生物变异的重要来源。可遗传变异产生了大量的不定向的变异，为生物的进化提供了原材料。
(3)有影响。许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食。树干变黑的环境使控制浅色的s基因频率逐渐下降，S基因频率逐渐提高。
(4)自然选择使种群的基因频率发生定向改变，自然选择决定了生物的进化方向。
归|纳|提|升
有关基因频率与进化的分析和总结
(1)影响种群基因频率变化的因素
①外因：自然选择。
②内因：基因突变和部分染色体变异如缺失和重复等能直接引起基因频率的变化，基因重组只改变了基因型频率，在自然选择的作用下淘汰部分个体后可引起基因频率的变化。
(2)自然选择决定生物进化的方向
(3)进化的实质是种群基因频率的改变。
(4)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生物进化的方向是定向的。
典例2 (2023·山东潍坊高一期末)某果蝇种群中的个体自由交配，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时间段都经历多代繁殖过程，定期随机抽取100个个体，测得基因型为AA、aa的个体数量变化曲线如图所示。下列相关叙述错误的是( B )
A．在Ⅰ时间段内A的基因频率是40%
B．在Ⅱ时间段内出现的变化是基因突变造成的
C．在Ⅰ→Ⅲ时间段内该果蝇种群发生了进化
D．同一基因型个体在不同时期适应环境的能力是不同的
解析： 分析题图可知，在Ⅰ时间段，AA＝20个，aa＝40个，Aa＝40个，该阶段a的基因频率＝(40×2＋40)÷200×100%＝60%，A的基因频率＝(20×2＋40)÷200×100%＝40%，A正确；在Ⅱ时间段内出现的变化是自然选择造成的，B错误；在Ⅲ时间段AA＝40个，aa＝20个，Aa＝40个，该时间段a的基因频率＝(20×2＋40)÷200×100%＝40%，A的基因频率＝(40×2＋40)÷200×100%＝60%。生物进化的实质是种群基因频率的改变，在Ⅰ→Ⅲ时间段，A和a的基因频率发生了改变，说明种群发生了进化，C正确；通过曲线图的变化可知，同一基因型个体在不同时期适应环境的能力是不同的，D正确。
变式训练 镰状细胞贫血由基因突变引起，其致病基因为隐性基因(用a表示)。只有隐性纯合子才会发病，携带者不发病且对疟疾的抵抗力高于正常人。在非洲某些疟疾流行的地区，携带者比例在20%左右；现在美洲黑人中携带者的比例已降到了8%。下列叙述错误的是( A )
A．非洲疟疾流行地区a基因的基因频率大约为30%
B．美洲黑人中a基因频率的下降是自然选择的结果
C．非洲疟疾流行地区，镰状细胞贫血致病基因携带者的比例可能会增加
D．在一定外界条件下，突变基因的有害性与有利性是可以转化的
解析： 根据题干信息无法计算出非洲疟疾流行地区a基因的基因频率，A项错误；基因频率的改变是自然选择的结果，B项正确；非洲疟疾流行地区，镰状细胞贫血致病基因携带者不发病，且对疟疾的抵抗力更高，更适应环境，所以其所占比例可能会增加，C项正确；在一定外界条件下，突变基因的有害性与有利性是可以转化的，D项正确。
三、探究抗生素对细菌的选择作用
基础知识·双基夯实
1．原理：一般情况下，一定浓度的抗生素会杀死细菌，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．目的要求：通过观察细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，探究抗生素对细菌的_选择作用__。
3．方法步骤
(1)用记号笔在培养皿的底部画2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。
(2)取少量细菌的培养液，用_无菌的涂布器__均匀地涂抹在培养基平板上。
(3)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。
(4)将培养皿倒置于37 ℃的恒温箱中培养12～16 h。
(5)观察培养基上细菌的生长状况。纸片附近是否出现了抑菌圈？如果有，测量和记录每个实验组中_抑菌圈的直径__，并取平均值。
(6)从_抑菌圈边缘__的菌落上挑取细菌，接种到已灭菌的液体培养基中培养，然后重复步骤(2)～(5)。如此重复几代，记录每一代培养物抑菌圈的直径。
注意：实验结束后，应将耐药菌、培养基、纸片等进行_高温灭菌__处理。
4．结果：在培养基上_有__(填“有”或“无”)细菌生长，在放有抗生素纸片的区域_无__(填“有”或“无”)细菌生长。连续培养几代后，抑菌圈的直径会_变小__。
5．结论：抗生素对细菌具有_定向选择__作用。
活|学|巧|练
1.细菌在抗生素的诱导作用下产生了抗药性基因。( × )
2．本实验所使用的涂布器、培养皿等都要进行灭菌处理。( √ )
合|作|探|究
1.为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌？
提示：抗生素能够杀死细菌，抑菌圈边缘抗生素浓度较低，可能存在具有耐药性的细菌，因此要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌。
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：有利的，变异的有利或有害取决于生物所处的环境条件，在本实验的环境条件下，耐药性强的细菌的存活率高，故为有利变异。有利于细菌的变异对人类可能是有害的，面对不同的主体，应辩证地看待变异的有利或有害。
3．滥用抗生素的现象十分普遍。例如，有人生病时觉得去医院很麻烦，就直接吃抗生素；有的禽畜养殖者将抗生素添加到动物饲料中。你认为这些做法会有什么后果？
提示：滥用抗生素会使病菌的抗药基因不断积累，具有抗药性的细菌不断增多，导致抗生素药物失效。
归|纳|提|升
(1)抗生素不是诱变因子，因此细菌耐药性变异的产生与抗生素无关。
(2)细菌产生耐药性变异的过程属于基因突变，而基因突变具有不定向性。
(3)滤纸片上的抗生素杀死了其周围的细菌，使其不能形成菌落而出现抑菌圈。
(4)耐药菌产生的机理
典例3 (2023·青岛高一期末)利用“抗生素纸片扩散法”观察某细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，可探究抗生素对细菌的选择作用。下列关于该实验的说法，错误的是( B )
A．实验中应将不含抗生素的纸片和抗生素纸片分别放置在培养基的不同区域
B．实验结果显示在抗生素纸片的区域出现抑菌圈，不能支持基因突变是普遍存在的
C．从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌继续培养，连续选择几代后抑菌圈的直径会变小
D．在本实验条件下，细菌产生的耐药性变异是有利变异
解析： 为研究抗生素对细菌的选择作用，实验中采用了不含抗生素的纸片作为对照，并将不含抗生素的纸片和抗生素纸片分别放置在培养基的不同区域，A正确；抗生素纸片区域出现抑菌圈，支持基因突变具有普遍性，B错误；抑菌圈边缘的菌落对该抗生素不敏感，从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌继续培养，连续选择几代后抑菌圈的直径会变小，C正确；在本实验中，能够耐药的细菌生存下来，不能耐药的细菌不能生长繁殖，因此在抗生素的选择下，细菌产生的耐药性变异是有利变异，D正确。
变式训练 为探究两种抗生素对某细菌的抑菌效果，设计如下图所示实验方案，在无菌固体培养基表面上涂布被检测的细菌，放置甲、乙和丙三个圆形滤纸片(抗生素可在培养基扩散，滤纸片周围出现抑菌圈的大小能反映其抑菌效果)，下列说法错误的是( D )
A．抑菌最有效的是抗生素b
B．浸泡滤纸片的抗生素a、b浓度应相同
C．丙滤纸片起到对照作用
D．此方法可检测抗生素对病毒的抑制效果
解析： 分析题图可知，浸泡过抗生素b的滤纸片周围的抑菌圈最大，说明抗生素b的抑菌效果最好，A项正确；该实验中两种抗生素的浓度应相同，目的是保证单一变量，B项正确；浸泡过无菌水的丙组应为空白对照组，C项正确；抗生素可抑制细菌生长，但不能抑制病毒的繁殖，且病毒并不能在固体培养基上生长繁殖，故不能用此方法检测抗生素对病毒的抑制效果，D项错误。故选D项。
一、种群中基因频率的计算规律
通过定义法(个体数)计算基因频率
(1)若某基因在常染色体上或X、Y染色体同源区段上，则基因频率＝×100%。
(2)若某基因只出现在X染色体上，则基因频率＝×100%。
典例4 在一次红绿色盲的调查中，共调查男女各200名，调查发现，女性红绿色盲基因的携带者有15人，患者有5人，男性患者有11人。那么这个群体中红绿色盲基因的频率是( B )
A．4.5%　 B．6%　
C．9%　 D．7.8%
解析： 因为女性的性染色体组成为XX，男性为XY，红绿色盲基因(用b表示)及其等位基因(用B表示)只位于X染色体上，所以基因b共有15×1＋5×2＋11×1＝36(个)，因此红绿色盲基因的频率＝×100%＝6%。
二、根据基因型频率计算基因频率的方法(针对位于常染色体上或X、Y染色体同源区段上的基因)
A的基因频率＝AA的基因型频率＋Aa的基因型频率；a的基因频率＝aa的基因型频率＋Aa的基因型频率。
典例5 某小麦种群中TT个体占20%，Tt个体占60%，tt个体占20%，由于某种病害导致tt个体全部死亡，则病害发生前后该种群中T的基因频率分别是( B )
A．50%、50% B．50%、62.5%
C．62.5%、50% D．50%、100%
解析： 由题意可知，病害发生前的各种基因型频率是TT＝20%、Tt＝60%、tt＝20%，所以病害发生前T的基因频率＝20%＋×60%＝50%；病害发生后，tt个体全部死亡，TT的基因型频率为20%÷(20%＋60%)＝25%，Tt的基因型频率为60%÷(20%＋60%)＝75%，所以病害发生后T的基因频率＝25%＋×75%＝62.5%。
三、运用男性基因型频率计算该地区X染色体上基因频率(以红绿色盲为例)
红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病，色盲基因b位于X染色体上，男性中色盲占x%，则此地区Xb(男性中的＝女性中的＝人群中的)的基因频率也为x%，此地区女性中色盲率则为(x%)2。
典例6 (2023·湖南娄底质检)在一个种群中(雌∶雄＝1∶1)，XBXB的个体占20%，XbXb的个体占10%，XbY的个体占20%，则XB和Xb的基因频率分别是( A )
A．60%,40% B．80%,20%
C．40%,60% D．70%,30%
解析： 因为这个种群中雌∶雄＝1∶1，XBXB的个体占20%，XbXb的个体占10%，所以XBXb的个体占20%；XbY的个体占20%，XBY应占30%，XB的基因频率＝(20%×2＋20%＋30%)÷(50%×2＋50%)＝60%，所以Xb的基因频率为40%，A正确，B、C、D错误。
四、根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率
1．前提：在理想种群中。
(1)种群足够大。
(2)所有雌、雄个体之间自由交配并产生后代。
(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(设为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；
(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。
3．自交与自由交配后代的基因频率、基因型频率的变化分析
(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7 在某植物种群中，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： 该种群中，A基因频率＝16%＋×(1－16%－36%)＝40%，a基因频率为60%。根据遗传平衡定律可知，随机交配后，基因频率及基因型频率不变。而自交的结果为16%AA16%AA,48%Aa 48%＝12%AA∶24%Aa∶12%aa；因此自交产生的后代中AA基因型频率＝16%＋12%＝28%，A基因频率＝28%＋×24%＝40%。
1．现代生物进化理论认为，突变和基因重组产生生物进化的原材料，下列哪种变异现象不属于此类突变的范畴？( A )
A．黄色×黄色→黄色、绿色
B．红眼果蝇中出现了白眼
C．猫叫综合征
D．无子西瓜
解析： 现代生物进化理论中的突变是广义的突变，包括基因突变和染色体变异两个方面。黄色×黄色出现绿色性状的变异属于性状分离，不属于此类突变的范畴。红眼果蝇中出现白眼的变异属于基因突变，猫叫综合征属于染色体结构变异，无子西瓜属于染色体数目变异，故选A项。
2．(2023·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。
3．(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。
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，如一片草地上的所有蒲公英。
2．突变和基因重组都是随机的、不定向的，有利还是有害取决于生物的生存环境，不能决定生物进化的方向。
3．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。生物进化的实质是种群基因频率的改变，自然选择决定生物进化的方向。第2节　自然选择与适应的形成
课标要求
1．说明适应的普遍性和相对性。
2．说明自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境。
核心素养
1．理解自然选择学说的要点，并能利用自然选择学说解释简单的进化现象。(生命观念)
2．理解适应是自然选择的结果，并能阐明自然选择形成了生物的多样性与统一性。(科学思维)
一、适应的普遍性和相对性
基础知识·双基夯实
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．适应的特性
(1)普遍性：适应是普遍存在的，所有的生物都具有适应环境的特征。
(2)相对性：适应是针对一定的_环境条件__而言的。
活|学|巧|练
1.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。( √ )
2．适应是普遍存在的。( √ )
3．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。( √ )
4．适应相对性的根本原因是遗传物质的稳定性与环境不断变化之间的矛盾。( √ )
合|作|探|究
请分析情境1和情境2中的实例，回答下列问题：
情境1：仙人掌叶变成刺状适于干旱环境；猛兽和猛禽具有锐利的牙齿(或喙)和尖锐的爪，适于食肉；鱼有鳃适于水中生活；动物的保护色、警戒色；鸟的结构特征适于飞行；阳坡和阴坡分布的植物类型不同等实例。
情境2：枯叶蝶离开枯叶的环境更容易被天敌捕食；如果降雪延迟，白色羽毛的雷鸟反而容易被天敌发现。
1．情境1中具体的实例说明了适应具有什么样的特点？
提示：适应具有普遍性。
2．情境2中的实例说明了适应具有什么样的特点？请从适应的角度分析该特点的原因是什么。
提示：适应具有相对性。适应性特征来自遗传，即来源于可遗传的有利变异的逐代积累，是对之前的环境适应的结果。由于环境总是处于不断变化中的，遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾是适应相对性的根本原因。
归|纳|提|升
适应的相对性的分析和总结
(1)适应的相对性的含义：每种生物对环境的适应性都不是绝对的、完全的适应，它是一定程度上的适应，一种暂时的现象，而不是永久的。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。
(2)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。
典例1 松毛虫鲜艳的花纹是一种警戒色，是一种巧妙的适应，大多数鸟怕吃松毛虫，而杜鹃却爱吃松毛虫。因此，松毛虫的颜色、花纹反而有利于杜鹃的捕食，这可以说明下列哪项的实例( B )
A．适应的普遍性 B．适应的相对性
C．适者生存 D．自然选择
解析： 松毛虫的体色本来是对环境的适应，但却有利于杜鹃的捕食，说明适应是相对的。
变式训练 下列有关适应的说法，错误的是( B )
A．枯叶蝶的翅很像一片枯叶，这是枯叶蝶对环境的一种适应
B．个别生物不具有适应环境的特征
C．适应有普遍性
D．适应有相对性
解析： 适应有普遍性，所有生物都有适应环境的特征。
二、适应是自然选择的结果
基础知识·双基夯实
1．拉马克进化学说
(1)主要观点：彻底否定了物种不变论，所有的生物都是由更古老的生物进化来的，各种生物的适应性特征的形成都是由于_用进废退__和_获得性遗传__。
(2)评价：拉马克的进化学说在当时是_有进步意义__的，但他对适应形成的解释是肤浅的，未被人们普遍接受。
2．达尔文自然选择学说
(1)解释模型
(2)对适应的解释
①适应的来源是_可遗传的变异__，适应是_自然选择__的结果。
②群体中出现_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。
(3)进步意义
①使人们认识到生物是在自然选择的作用下_不断发展变化__的，使生物学第一次摆脱了神学的束缚，走上了科学的轨道。
②揭示了生物界的_统一性__是由于所有的生物都有_共同祖先__。
③科学地解释了生物的_多样性和适应性__是进化的结果。
(4)局限性：对于遗传和变异的认识还局限于_性状__水平，不能科学地解释遗传和变异的本质。
3．达尔文以后进化理论的发展
(1)发展的原因
①关于遗传和变异的研究，已经从性状水平深入到_基因__水平，人们逐渐认识到了_遗传和变异__的本质。
②关于适应以及物种的形成等问题的研究，已经从以生物个体为单位，发展到以_种群__为基本单位。
(2)发展的结果：形成了以_自然选择__为核心的现代生物进化理论。
活|学|巧|练
1.生存斗争仅仅是指同种生物不同个体之间对食物和空间的争夺。( × )
2．生物进化的内因是生存斗争。( × )
3．由于缺少草而吃树叶的长颈鹿脖子越来越长，符合拉马克的观点。( √ )
4．达尔文认识到遗传和变异的本质并做出了科学的解释。( × )
5．现代生物进化理论的核心是自然选择学说，研究对象为生物个体。( × )
合|作|探|究
下图表示达尔文对长颈鹿进化形成过程的解释，请据图回答下列问题：
1．长颈鹿祖先的个体间颈和前肢的长短有差异吗？由此说明什么问题？
提示：有差异，说明变异是不定向的。
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？
提示：不相等，颈和前肢长些的个体，在生存斗争中容易获得食物，从而得以生存并繁殖，说明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．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：拉马克观点解释：长颈鹿在旱季缺乏青草的时期就会伸长脖子去吃高处的树叶，这样长期“使用”它的脖子，久而久之，脖子就更长了(用进废退)，之后这一性状遗传给了下一代(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。
4．通过对长颈鹿的进化历程的分析，解释一下达尔文自然选择学说中遗传变异和自然选择的关系。
提示：变异是不定向的，自然选择的直接对象就是生物的变异性状，定向筛选出有利变异和不利变异，通过遗传使生物微小的有利变异得以积累加强。
归|纳|提|升
自然选择学说和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，环境和生物的意愿可决定变异的方向
适应 环境 适者生存，不适者被淘汰 环境和生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 认为生物不是神造的，而是由更古老的生物进化来的
典例2 (2023·湖北质检)查尔斯·达尔文(1809—1882)于1859年出版了《物种起源》，提出了进化论的两大学说：共同由来学说和自然选择学说。达尔文的进化理论学说对人类社会产生了深刻影响，并且随着生物科学的发展，形成了以自然选择学说为核心的现代生物进化理论。下列有关阐述错误的是( A )
A．生物进化的证据是多方面的，而胚胎学为研究生物进化提供了直接证据
B．所有生物都由ATP直接供能，这对生物有共同祖先的论点提供有力支持
C．达尔文的自然选择学说揭示了生物的多样性和适应性是生物进化的结果
D．种群中出现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
解析： 通过化石可以了解已灭绝生物的形态结构特点，化石是研究生物进化最直接的证据，A错误；所有生物都由ATP直接供能，这对生物有共同祖先的论点提供了有力支持，B正确；达尔文的自然选择学说揭示了生物的多样性和适应性是生物进化的结果，C正确；种群中出现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，D正确。
变式训练 达尔文的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。下列不属于达尔文进化论观点的是( D )
A．生物是不断进化的
B．适应是自然选择的结果
C．适应的来源是可遗传的变异
D．达尔文的自然选择学说解释了遗传和变异的本质
解析： 达尔文进化论认为有利变异可通过遗传与自然选择逐步积累，生物是不断进化的，A不符合题意；适应是自然选择的结果属于达尔文进化论观点，B不符合题意；适应的来源是可遗传的变异属于达尔文进化论观点，C不符合题意；达尔文的自然选择学说无法科学解释遗传和变异的本质，D符合题意。
对达尔文自然选择学说的理解
(1)自然选择(定向选择)的对象。
①直接对象是生物的性状。
②间接对象是相关的基因型。
③根本对象是与性状相对应的基因。
(2)自然选择的因素：外界环境(环境不是诱变因素而是选择因素)，包括无机环境和生物环境。
(3)自然选择的手段：生存斗争(包括生物与环境、生物与生物之间的斗争)。
(4)进化的内因：遗传和变异。
①生物的变异是不定向的，其中变异可分为有利变异和不利变异。
②遗传的作用：使生物微小的有利变异得以积累加强，从而形成适应特定环境的生物新类型。
(5)选择的结果：适者生存，不适者被淘汰。一般外界环境条件变化越剧烈，选择越频繁，生物进化速度就越快。
典例3 某地区甲虫的抗药性情况如下图所示(“×”表示死亡，“√”表示存活)，据图判断( D )
无抗药性×　　　　弱抗药性×
中抗药性√　　　　强抗药性√
A．农药引起了原始甲虫的变异
B．原始甲虫发生了定向变异
C．强抗药性的甲虫发生了进化
D．农药对甲虫的抗药性状进行了选择
解析： 根据达尔文的自然选择学说可知，生物的变异在先，选择在后，所以原始甲虫的群体中本身就存在变异个体，农药只是起选择作用，且变异是不定向的，A、B两项错误，D项正确；题目中只是体现农药对不同变异的个体进行了选择，使弱抗药性的个体以及无抗药性的个体被淘汰，中抗药性的个体以及强抗药性的个体被保留下来，没有体现强抗药性的甲虫发生了进化，C项错误。
1．下列关于生物适应的说法，错误的是( C )
A．生物的形态结构适合于完成一定的功能体现了结构与功能的适应
B．生物体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，体现了生物对环境的适应
C．适应是普遍存在的，并且高等生物的适应能力高于低等生物
D．适应具有相对性，说明生物适应环境的特征有时可能不利于生存
解析： 所有生物都具有与环境相适应的特征，但不是越高等的生物适应能力越强，如大熊猫属于高等动物，但濒临灭绝。适应具有相对性，生物适应环境的特征由于环境条件的变化，可能反而不利于生存，例如雷鸟冬季换羽，如果不下雪，白色的羽毛反而更容易被天敌发现。
2．下列不属于拉马克进化学说的是( C )
A．鲸没有牙齿，是因为它们吞食浮游生物
B．长颈鹿的颈很长是采食高处树叶反复伸颈的结果
C．羚羊听觉灵敏、奔跑快是长期自然选择的结果
D．蛇身体细长无足，是经常出入鼠穴捕食的结果
解析： A、B、D选项都是拉马克进化学说的观点；C选项是达尔文自然选择学说的观点。
3．对达尔文自然选择学说的正确理解是( B )
①环境改变使生物产生适应性的变异
②可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遗传积累就可能产生出生物的新类型
A．②④⑤ B．②③⑤
C．①②④ D．①③⑤
解析： 生物的变异是不定向的，环境改变时，具有适应性变异的生物生存的机会多，③正确，①④错误；可遗传的变异是生物进化的基础，②正确；经过长期的自然选择和遗传积累，变异可能产生出生物的新类型，⑤正确。
学|霸|记|忆
1.适应包括两方面的含义：一是指生物的形态结构适合于完成一定的功能；二是指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．适应具有普遍性和相对性。第2课时　隔离在物种形成中的作用
课标要求
阐述变异、选择和隔离可导致新物种形成。
核心素养
1．阐明物种、生殖隔离等概念。(生命观念)
2．说明隔离在物种形成中的作用。(科学思维)
一、隔离与物种的概念
基础知识·双基夯实
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__
活|学|巧|练
1.二倍体西瓜和四倍体西瓜通过杂交可产生三倍体西瓜，因此二倍体西瓜和四倍体西瓜是同一物种。( × )
2．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．交配后能产生后代的一定是同一物种。( × )
合|作|探|究
三倍体牡蛎肉鲜味美，素有“海的玄米”之称。三倍体牡蛎培育的过程是：用适宜浓度的6－二甲氨基嘌呤诱导二倍体牡蛎处于减数分裂Ⅱ的次级卵母细胞，抑制第二极体的释放，然后让该细胞与二倍体牡蛎的精子结合。
1．形态、结构一致的三倍体牡蛎和二倍体牡蛎是一个物种吗？为什么？
提示：不是；三倍体和二倍体无法交配，不能产生后代。
2．如何判断两种生物是否为同一个物种？
提示：看两种群间是否存在生殖隔离。若能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代，则是一个物种；若在自然状态下不能相互交配，或即使能交配成功，也不能产生可育后代，则是两个物种。
归|纳|提|升
1.物种和种群的比较
项目 种群 物种
概念 生活在一定区域的同种生物的全部个体的集合。种群是生物进化和繁殖的基本单位。同一种群内的个体之间可以进行基因交流 在自然状态下能够相互交配和繁殖，并能够产生可育后代的一群生物个体
范围 较小范围内的同种生物的所有个体 由分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成
判断标准 ①种群必须具备“三同”，即同一时间、同一地点、同一物种；②同一物种的不同种群不存在生殖隔离，交配能够产生可育后代 ①主要是具有一定的形态结构、生理功能和在自然条件下能自由交配并且产生可育后代(无生殖隔离)；②不同物种之间存在生殖隔离
联系 ①一个物种可以包括许多种群；②同一个物种的多个种群之间存在着地理隔离，长期发展下去可成为不同的亚种，进而可形成多个新物种
2.判断是否形成新物种类试题的解法
(1)判断依据：是否产生生殖隔离。
(2)判断方法：不能相互交配，或即使能交配成功，也不能产生可育后代。
典例1 下列关于物种的说法不正确的是( B )
A．不同种群的生物可能属于同一个物种
B．一个物种只含有一个生物
C．同一物种具有相似的形态和生理特征
D．同一物种在自然状态下，能通过有性生殖繁殖后代，且后代也有繁殖能力
解析： 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，所以不同种群的生物可能属于同一物种，A、D正确；一个物种一般含有多个生物，B错误；同一物种的形态结构和生理功能表现相似，C正确。
变式训练 下列有关种群和物种的叙述，正确的是( A )
A．同一种群个体间可以相互交配产生后代，同一物种的个体间也能相互交配产生后代
B．种群是生物进化的基本单位，物种是生物繁殖的基本单位
C．种群的基因频率总是在不断地变化，物种的基因频率往往保持不变
D．物种基因库的基因一般不如种群基因库的基因丰富
解析： 同一种群内的个体都是同一物种，可以相互交配产生后代；物种是指能够在自然状态下相互交配并产生可育后代的一群生物；种群是生物进化和繁殖的基本单位；种群的基因频率不是一成不变的，物种的基因频率也是不断变化的；物种基因库是同一物种的各个种群基因的总和，种群基因库是指该种群中全部个体所含有的全部基因，前者比后者更丰富。
二、隔离在物种形成中的作用
基础知识·双基夯实
1．新物种的形成过程
2．结论：_隔离__是物种形成的必要条件。
活|学|巧|练
1.物种的形成可以不经过隔离。( × )
2．地理隔离导致的结果是不能产生可育的后代。( × )
3．地理隔离的出现导致基因频率改变，标志着新物种的形成。( × )
4．生殖隔离一定来自地理隔离。( × )
合|作|探|究
结合教材P117“思考·讨论”，回答下列问题：
1．南美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈斯群岛后，在不同岛屿上形成不同种群，在自然状态下，这些不同种群之间能进行基因交流吗？为什么？
提示：不能；因为存在地理隔离。
2．不同岛屿上的地雀种群进化方向相同吗？为什么？
提示：不同；因为不同岛屿上的环境不同，自然选择的方向不同。
3．研究表明，后来即使将不同岛屿上的地雀种群混合饲养，它们之间也不能繁殖，为什么？
提示：因为它们之间已存在生殖隔离，已进化为不同物种。
4．通过地雀的形成过程，说明物种形成需要以下环节：
(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__的出现意味着新物种的产生。
5．物种的形成必须经过长期的地理隔离吗？能否在短时间内就形成生殖隔离？请举例说明。
提示：地理隔离不是必须的；如用低温或秋水仙素处理萌发的二倍体西瓜幼苗即可获得四倍体西瓜，四倍体西瓜是新物种，没有经过长期的地理隔离。
归|纳|提|升
1.地理隔离和生殖隔离的比较
(1)图解
(2)表解
比较项目 地理隔离(图中A) 生殖隔离(图中B)
特点 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 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
联系 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，是形成新物种的标志
长期的地理隔离不一定形成生殖隔离，生殖隔离的形成也不一定经过地理隔离
2.“新物种”必须具备两个条件
(1)与原物种间已形成生殖隔离(不能杂交或能杂交但后代不育)。
(2)物种必须是可育的。如三倍体无子西瓜、骡均不可称为“物种”，因为它们均是“不育”的，而四倍体西瓜相对于二倍体西瓜则是“新物种”，因为它与二倍体西瓜杂交产生的子代(三倍体西瓜)不育，意味着二者之间已产生生殖隔离，故已成为另一类物种。
典例2 下列关于新物种形成的叙述，正确的是( C )
A．生物进化的结果就是形成新物种
B．生殖隔离是地理隔离的必然结果
C．产生生殖隔离是形成新物种的必要条件
D．基因突变一定能导致新物种的产生
解析： 生物进化的实质是种群基因频率的改变，但不一定形成新物种，A错误；地理隔离后杂交不一定导致生殖隔离，如东北虎和华南虎，二者打破地理隔离后杂交可以产生可育后代，B错误；基因突变可以产生新基因，但不一定形成新物种，D错误。
变式训练 隔离在生物进化中发挥着非常重要的作用，下列有关隔离的叙述，错误的是( C )
A．隔离是物种形成的必要条件
B．隔离阻止了种群间的基因交流
C．不同的物种之间必然存在着地理隔离
D．马和驴杂交产生了后代骡，但二者仍存在生殖隔离
解析： 不同的物种之间必然存在着生殖隔离，即使生活在同一个区域也不能进行基因交流，C错误。
1．物种形成的三大模式
2．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 种群基因频率改变
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 生物进化的实质是种群基因频率改变，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，但物种形成一定有生物进化
典例3 如图表示某类植物的进化过程：物种A先是进化为A1、A2、A3，后又分别进化成为B、C、D三个物种。下列叙述正确的是　　( B )
A．A1、A2、A3应当生活在相同的地理空间
B．B与C存在生殖隔离，但有可能相互杂交产生后代
C．A2中一部分个体计入A3群体，两者间不能进行基因交流
D．A1、A2、A3的生存环境相似，则发生的基因突变也相似
解析： A1、A2、A3是由同一物种A进化而来的，它们又进化为B、C、D三个物种，但它们可能生活在不同的地理空间，A错误；B与C存在生殖隔离，但有可能相互杂交产生后代，只是后代不育，B正确；A2中一部分个体计入A3群体，两者间能进行基因交流，C错误；A1、A2、A3的生存环境相似，但基因突变具有不定向性，故发生的基因突变不一定相似，D错误。
1．甲岛分布着A、B两种鸟，乙岛分布着C鸟，C鸟是A鸟的迁移后代，下列叙述错误的是( B )
A．生活在乙岛上的C鸟的全部个体构成一个种群
B．A、B两种鸟中出现的变异均可为生物进化提供原材料
C．自然选择导致A、B两种鸟种群基因频率发生定向改变
D．C鸟与A鸟产生了地理隔离，但不一定产生生殖隔离
解析： 种群是指生活在一定区域的同种生物全部个体的集合，生活在乙岛上的C鸟的全部个体构成一个种群，A项正确；变异分可遗传变异和不可遗传变异，可遗传变异为生物进化提供了原材料，B项错误；自然选择决定生物进化的方向，可引起种群基因频率发生定向改变，C项正确；A鸟迁移到乙岛成C鸟，C鸟与A鸟产生了地理隔离，但不一定产生生殖隔离，D项正确。
2．下列关于物种和种群的关系的叙述，正确的是( B )
A．不同的生物种群通过自然选择而形成同一物种
B．同一物种可以形成多个不同的种群
C．种群间的个体相互交配而形成同一物种
D．一个种群中可有一个或多个物种
解析： 不同的生物种群通过自然选择可以形成不同的物种，A项错误；同一物种因为地理隔离可以形成多个不同的种群，B项正确；种群间的个体相互交配并能产生可育的后代，才属于同一物种，C项错误；一个种群中只有一个物种，一个物种可有多个种群，D项错误。
3．在一个果蝇种群中，雌雄果蝇数量相等，且雌雄个体之间可以自由交配。若种群中A的基因频率为80%，a的基因频率为20%。在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时间段都经历多次繁殖过程，定期随机抽取计算出A和a的基因频率变化曲线如图所示。则下列说法错误的是( D )
说明：实线表示A的基因频率变化，虚线表示a的基因频率变化
A．经历了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时间段，该种群产生了进化，但不一定有新物种产生
B．若该基因位于常染色体上，Ⅰ和Ⅲ的时间段中雌雄杂合子的基因型频率都是32%，Ⅱ时间段中杂合子的基因型频率可以达到最大值
C．在第Ⅰ和 Ⅲ时间段中A和a的基因频率不变，多次繁殖的后代基因型频率也不变
D．若该对等位基因只位于X染色体上，经历三个时间段后，种群中XAXa、XAY的基因型频率分别为32%、20%
解析： 在三个时间段中基因频率发生了改变，所以该种群产生了进化，生物发生进化不一定产生新的物种，生殖隔离是新物种形成的标志，A正确；若该等位基因位于常染色体时，在Ⅰ和Ⅲ的两个时间段中，雌雄杂合子的基因型频率都是2×80%×20%＝32%，图中Ⅱ时间段中当A基因频率和a基因频率相等时，杂合子的基因型频率可以达到最大值，B正确；由于在第Ⅰ和第Ⅲ时间段中，A和a的基因频率都不变，该个体是自由交配的个体，所以后代的基因型频率也不变，C正确；若该对等位基因只位于X染色体上，经历三个时间段后，则雌果蝇中XAXa的基因型频率为32%，雄果蝇中XAY的基因型频率为20%，雌雄果蝇数量相等，因此XAXa、XAY的基因型频率分别为16%、10%，D错误。故选D。
学|霸|记|忆
1.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。判断两个种群的生物是否属于同一物种就是看能否能自由交配并产生可育后代。物种形成的标志是产生生殖隔离。
2．物种形成的3个环节：(1)突变和基因重组；(2)自然选择；(3)隔离。一般的物种形成是经过长期的地理隔离，经过不同环境的选择，最终达到生殖隔离而形成新的物种。但不是都要经过地理隔离才能形成新物种，如二倍体植物形成四倍体植物。

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