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第31讲　生物的进化
　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。　3．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。　4．阐明具有优势性状的个体在种群中所占比例将会增加。　5．说明自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境。　6．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。　7．举例说明变异、选择和隔离可导致新物种形成。
考点1　生物有共同祖先的证据、自然选择与适应的形成
一、达尔文的生物进化论的主要组成
二、生物有共同祖先的证据
1．地层中陈列的证据——化石
2．比较解剖学证据
3．胚胎学证据
4．细胞学证据
已知最古老的化石是大约35亿年前的古细菌化石。现在，在海洋、湖泊、土壤等环境中还能发现古细菌，这些古细菌都有细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体和DNA。
5．分子生物学证据
三、适应的普遍性和相对性
四、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：彻底否定了物种不变论，奠定了科学生物进化论的基础。
2．达尔文的自然选择学说
变异先于环境选择。变异在环境变化之前已经产生且是不定向的，环境只是起选择作用。
1．大量化石证据揭示出生物由简单到复杂、由低等到高等、由陆生到水生的进化顺序。 (×)
提示：化石是研究生物进化最直接的证据，大量化石证据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。
2．不同生物之间的DNA序列都有一定的差异性，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既有共同点，又存在差异性，其差异的大小可揭示物种亲缘关系的远近，以及它们在进化史上出现的顺序。
3．环境能使生物产生适应环境的定向变异。 (×)
提示：变异是不定向的。
4．达尔文的自然选择学说正确地解释了生物的多样性、适应性以及遗传和变异的本质。 (×)
提示：达尔文的自然选择学说解释了生物的多样性与适应性，但对遗传和变异的本质没有作出科学的解释。
5．生物进化论揭示了生物界的统一性是由于所有的生物都有共同祖先，而生物的多样性和适应性是进化的结果。 (√)
1．(人教版必修2 P102图6-3及思考·讨论)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_________________________________________________________________
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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．(人教版必修2 P103思考·讨论)人类、黑猩猩和猕猴能产生有着相同或相似的氨基酸序列的细胞色素c的根本原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：DNA的碱基序列相似度较高，具有相同或相似的基因
3．(人教版必修2 P106思考·讨论)适应相对性的根本原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾
生物有共同祖先的证据
1．(链接人教版必修2 P100～103正文)(2025·浙江6月卷)大量的证据表明，生物是由共同祖先进化而来的。下列叙述错误的是(　　)
A．DNA核苷酸序列差异可为物种进化提供证据
B．牙齿化石是研究动物取食方式进化的证据之一
C．比较解剖学研究表明人上肢和蝙蝠翼手的功能相同
D．多种脊椎动物的胚胎发育早期都有尾说明它们有共同祖先
C　[DNA核苷酸序列差异属于分子生物学证据，能反映物种间的亲缘关系和进化历程，A正确；牙齿化石属于化石证据，可推测动物的食性及取食方式的演化，B正确；人上肢与蝙蝠翼手属于同源器官，结构相似但功能不同(如抓握与飞行)，而功能相同的器官(如鸟翼与昆虫翅)属于同功器官，C错误；胚胎发育早期的尾结构属于胚胎学证据，表明多种脊椎动物有共同祖先，D正确。]
2．(人教版必修2 P103思考·讨论拓展)(2024·安徽卷)下图是甲与其他四种生物β-珠蛋白前 40个氨基酸的序列比对结果，字母代表氨基酸，“·”表示该位点上的氨基酸与甲的相同，相同位点氨基酸的差异是进化过程中β-珠蛋白基因发生突变的结果。下列叙述错误的是(　　)
A．不同生物β-珠蛋白的基因序列差异可能比氨基酸序列差异更大
B．位点上未发生改变的氨基酸对维持β-珠蛋白功能稳定可能更重要
C．分子生物学证据与化石等证据结合能更准确判断物种间进化关系
D．五种生物相互比较，甲与乙的氨基酸序列差异最大，亲缘关系最远
D　[根据密码子的简并，可推测不同物种的生物β-珠蛋白的基因序列差异可能比氨基酸序列差异更大，A正确；不同生物的β-珠蛋白某些位点上的氨基酸相同，可推测这些位点上未发生改变的氨基酸对维持β-珠蛋白功能稳定可能更重要，B正确；化石是研究生物进化的最直接证据，通过比对氨基酸序列等分子生物学证据与化石等证据结合能更准确判断物种间进化关系，C正确；相同位点氨基酸的差异数可反映生物的亲缘关系，五种生物相互比较，甲与乙的氨基酸序列差异数为11个，而乙和丙的氨基酸序列差异数为13个，故甲与乙的亲缘关系并非最远，D错误。]
自然选择与适应的形成
3．(链接人教版必修2 P108正文)(2025·四川省适应性测试)在野外科学考察时，某研究团队发现了两个具有地域特色的蟾蜍物种，其中西藏蟾蜍分布在青藏高原海拔3 000～4 000米的湿地中，塔里木蟾蜍分布在塔里木盆地塔克拉玛干沙漠的绿洲中。下列叙述错误的是(　　)
A．青藏高原的高寒环境决定了西藏蟾蜍的进化方向
B．塔里木蟾蜍受精卵的孵化适应了沙漠的干燥环境
C．塔里木蟾蜍和西藏蟾蜍之间存在地理隔离和生殖隔离
D．受沙漠干燥环境的限制，塔里木蟾蜍只能沿河流或绿洲扩散
B　[自然选择决定生物进化的方向，因此青藏高原的高寒环境决定了西藏蟾蜍的进化方向，A正确；塔里木蟾蜍分布在塔里木盆地塔克拉玛干沙漠的绿洲中，故推测其受精卵的孵化适应的是绿洲的有水环境，B错误；塔里木蟾蜍和西藏蟾蜍是两个不同的物种，它们之间存在地理隔离，也存在生殖隔离，C正确；塔里木蟾蜍分布在沙漠的绿洲中，受沙漠干燥环境的限制，其只能沿河流或绿洲扩散，D正确。]
4．(人教版必修2 P108思考·讨论拓展)(2024·福建卷)成年棘胸蛙存在雄蛙大、雌蛙小的两性异形现象，推测这是雌蛙对雄蛙长期选择的结果。支持该推测的证据是(　　)
A．体型较大的雄蛙能获得更多的交配机会
B．雌蛙对相同种群雄蛙的求偶鸣叫更敏感
C．雄蛙在雌蛙产卵高峰期求偶鸣叫更积极
D．体型较大的雌蛙交配后能产出更多的卵
A　[体型较大的雄蛙能获得更多的交配机会，经过长期的筛选，导致成年棘胸蛙雄蛙普遍偏大，A正确；雌蛙对相同种群雄蛙的求偶鸣叫更敏感，雄蛙在雌蛙产卵高峰期求偶鸣叫更积极，不影响雄蛙大小的选择，B、C错误；体型较大的雌蛙交配后能产出更多的卵，会导致体型较大的雌蛙繁殖率高，导致成年棘胸蛙雌蛙普遍偏大，与题干矛盾，D错误。]
考点2　种群基因组成的变化与物种的形成
一、种群基因组成的变化
1．种群和种群基因库
(1)种群：生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。是生物进化的基本单位，也是生物繁殖的单位。
(2)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。
(3)基因频率
①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。
②计算：
基因频率＝×100%。
2．种群基因频率的变化
(1)
(2)可遗传变异提供了生物进化的原材料
①
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。
环境改变导致的生物变异一般是不能遗传的，不能为生物进化提供原材料。
3．自然选择对种群基因频率变化的影响
1．(人教版必修2 P112～113探究·实践)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、产卵的情况下就已被天敌捕食
4．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。
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。
若aa＝x%→
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．方法步骤
注意事项：实验结束后，应将耐药菌、培养基、纸片等进行高温灭菌处理，防止对环境造成污染。
3．预期实验结果
抑菌圈直径随着传代次数增加而减小；抑菌圈的逐代缩小说明细菌对抗生素的抗性逐代增强。
三、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．地理隔离与生殖隔离的比较
项目 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 自然条件下不进行基因交流 种群间不进行基因交流
联系 ①一般经过长期的地理隔离，然后形成生殖隔离，也可能不经过地理隔离直接形成生殖隔离，如多倍体的产生；②只有地理隔离不一定形成生殖隔离，但能产生亚种，如东北虎和华南虎；③生殖隔离是物种形成的标志，是物种形成的最后阶段，是物种间的真正界限
3．新物种形成的一般过程
结论：隔离是物种形成的必要条件。
种群≠物种，物种的形成也不一定要经过地理隔离。
2．(人教版必修2 P117思考·讨论)分析地雀的形成过程，说明物种形成需要的环节有_____________________________________。
提示：突变和基因重组、自然选择、隔离
4．物种形成的三大模式
1．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。
2．若亲子代间基因频率不变，基因型频率一定不变。 (×)
提示：基因频率不变，基因型频率可能发生变化。如Aa自交后代基因频率不变，而基因型频率发生改变。
3．生物进化的实质是种群基因型频率的改变。 (×)
提示：生物进化的实质是种群基因频率的改变。
4．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。 (×)
提示：同一物种的不同种群在地理隔离的条件下，也不能进行基因交流。
5．抗生素的滥用会使细菌产生耐药性的原因是抗生素诱发细菌产生基因突变，使细菌中出现耐药性强的个体。 (×)
提示：抗生素只起选择作用，不能诱发细菌产生基因突变。
(人教版必修2 P112探究·实践拓展)地中海蚊子的数量多，每年在距海岸线0～20 km范围内(区域A)喷洒杀虫剂。某种蚊子的Est基因与毒素降解相关，其基因频率如图所示。
(1)在区域A中，该种蚊子的Est基因频率高的原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)随着远离海岸线，区域A中该种蚊子Est基因频率下降的原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)距海岸线0～60 km的不同区域内，蚊子受到杀虫剂的选择压力__________(填“相同”或“不相同”)，原因是______________________________________
_____________________________________________________________________
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(4)区域A中的蚊子________(填“会”或“不会”)快速形成新物种，理由是_____________________________________________________________________
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提示：(1)杀虫剂的选择作用使与毒素降解相关的Est基因频率发生定向改变
(2)距海岸线20 km外地中海蚊子迁入和迁出
(3)不相同　距海岸线0～60 km的不同区域内，杀虫剂的浓度不同，所以杀虫剂对蚊子的选择作用不同
(4)不会　区域A中的蚊子与区域A以外的蚊子可以进行基因交流，区域间的基因库差异不大，不产生生殖隔离
种群基因频率的变化
1．(链接人教版必修2 P112探究·实践)(2025·陕晋青宁卷)专食性绢蝶幼虫以半荷包紫堇叶片为食，成体绢蝶偏好在绿叶型半荷包紫堇植株附近产卵。生长于某冰川地域的半荷包紫堇因bHLH35基因突变使叶片呈现类似岩石的灰色，不易被成体绢蝶识别。冰川消融导致裸露岩石增多、分布范围扩大，则该地区(　　)
A．半荷包紫堇突变的bHLH35基因频率会逐渐增加
B．半荷包紫堇bHLH35基因突变会引起绢蝶的变异
C．灰叶型半荷包紫堇的出现标志着新物种的形成
D．冰川消融导致绢蝶受到的选择压力减小
A　[该地区半荷包紫堇因bHLH35基因突变使叶片呈现类似岩石的灰色，不易被成体绢蝶识别并取食，而未发生该突变的半荷包紫堇易被成体绢蝶识别并取食，从而导致半荷包紫堇突变的bHLH35基因频率逐渐增加，A符合题意；半荷包紫堇bHLH35基因突变会对绢蝶进行选择，但不会引起绢蝶的变异，B不符合题意；隔离是物种形成的必要条件，根据题意分析可得灰叶型半荷包紫堇的出现标志着该物种发生了进化，但不一定形成了新物种，C不符合题意；冰川消融导致更多的半荷包紫堇不易被识别并取食，从而导致绢蝶受到的选择压力增大，D不符合题意。]
基因频率的计算
2．(2024·湖北卷)某二倍体动物的性别决定方式为ZW型，雌性和雄性个体数的比例为1∶1。该动物种群处于遗传平衡，雌性个体中有1/10患甲病(由Z染色体上h基因决定)。下列叙述正确的是(　　)
A．该种群有11%的个体患该病
B．该种群h基因的频率是10%
C．只考虑该对基因，种群繁殖一代后基因型共有6种
D．若某病毒使该种群患甲病雄性个体减少10%，H基因频率不变
B　[根据题干信息可知，雌性个体中有1/10患甲病，且该病由Z染色体上h基因决定，所以Zh的基因频率为10%，该种群中患该病的个体的基因型有ZhW和ZhZh，由于雌性和雄性个体数的比例为1∶1，该种群患病概率为(10%＋10%×10%)×1/2＝5.5%，A错误；根据题干信息可知，该种群h基因的频率是10%，B正确；只考虑该对基因，种群繁殖一代后基因型有ZHZH、ZHZh、ZhZh、ZHW、ZhW，共5种，C错误；若某病毒使该种群患甲病雄性个体减少10%，则种群中h基因频率降低，H基因频率应增大，D错误。]
3．(链接人教版必修2 P111思考·讨论)(2022·重庆卷)人的扣手行为属于常染色体遗传，右型扣手(A)对左型扣手(a)为显性。某地区人群中AA、Aa、aa基因型频率分别为0.16、0.20、0.64。下列叙述正确的是(　　)
A．该群体中两个左型扣手的人婚配，后代左型扣手的概率为3/50
B．该群体中两个右型扣手的人婚配，后代左型扣手的概率为25/324
C．该群体下一代AA基因型频率为0.16，aa基因型频率为0.64
D．该群体下一代A基因频率为0.4，a基因频率为0.6
B　[该群体中两个左型扣手的人(基因型均为aa)婚配，后代左型扣手的概率为1，A错误；根据AA、Aa、aa基因型频率分别为0.16、0.20、0.64，分别是4/25、1/5、16/25可知，人群中A的基因频率＝4/25＋1/5×1/2＝13/50，则a的基因频率＝1－13/50＝37/50，该群体中两个右型扣手的人婚配，人群中右型扣手的人中杂合子所占概率为1/5÷(4/25＋1/5)＝5/9，二者后代左型扣手(基因型为aa)的概率为5/9×5/9×1/4＝25/324，B正确；由B选项分析可知，人群中A的基因频率＝13/50，a的基因频率＝37/50，根据遗传平衡定律，下一代AA基因型频率为(13/50)2＝0.0 676，aa基因型频率为(37/50)2＝0.5 476，C错误；根据遗传平衡定律，每一代的基因频率都不变，下一代A的基因频率为(0.16＋0.20×1/2)＝0.26，a的基因频率为1－0.26＝0.74，D错误。]
　性染色体上基因频率的计算
1．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)的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%。
2．ZW型性别决定的生物Z染色体上基因频率与基因型频率的关系与XY型性别决定的生物只是性别相反，其他相同。
隔离与物种的形成
4．(链接人教版必修2 P117思考·讨论)(2025·广东卷)果蝇外骨骼角质中表皮烃的含量不仅影响果蝇的环境适应能力，也影响果蝇的交配对象选择(如图)。表皮烃的合成受mFAS基因控制。下列叙述错误的是(　　)
A．突变和自然选择驱动果蝇物种A和物种B的形成
B．自然选择使具有低表皮烃性状的果蝇适应潮湿环境
C．果蝇种群A和种群B交配减少加速了新物种的形成
D．mFAS基因突变带来的双重效应足以导致生殖隔离
D　[突变产生生物进化的原材料；自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向，故突变和自然选择驱动果蝇物种A和物种B的形成，A正确。在潮湿环境中，低表皮烃个体因更高的存活率和繁殖力，其基因频率在种群中逐渐上升，即自然选择使具有低表皮烃性状的果蝇适应潮湿环境，B正确。果蝇种群A和种群B交配减少，导致种群间的基因交流减少，基因频率发生改变，最终形成生殖隔离，加速了新物种的形成，C正确。mFAS基因突变带来的双重效应不足以导致生殖隔离，生殖隔离需多因素协同作用，如基因库的长期积累、地理隔离、自然选择等，D错误。]
5．(链接人教版必修2 P117思考·讨论)青藏高原隆升引起的生态地理隔离促进了物种的形成。该地区某植物不同区域的两个种群，进化过程中出现了花期等性状的分化，种群甲花期结束约20天后，种群乙才开始开花，研究发现两者间人工授粉不能形成有活力的种子。下列叙述错误的是(　　)
A．花期隔离标志着两个种群间已出现了物种的分化
B．花期隔离进一步增大了种群甲和乙的基因库差异
C．地理隔离和花期隔离限制了两种群间的基因交流
D．物种形成过程实质上是种间生殖隔离建立的过程
A　[花期隔离只是会导致种群间个体不能进行交配，但不一定导致出现了生殖隔离，花期隔离不能说明两个种群间已出现了物种的分化，A错误；花期隔离使得两种群间不能进行交配，进一步增大了种群甲和乙的基因库差异，B正确；地理隔离和花期隔离，都能导致不同种群间的个体在自然条件下不能进行交配，都限制了两种群间的基因交流，C正确；生殖隔离是物种形成的标志，故物种形成过程实质上是种间生殖隔离建立的过程，D正确。]
　　物种的形成与生物进化的比较
内容 物种的形成 生物进化
标志 出现生殖隔离 基因频率改变
变化后生物与 原生物关系 属于不同物种 可能属于同一物种
二者关系 ①生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种的界限，即生物进化不一定导致物种的形成，进化是量变，物种形成是质变 ②新物种的形成一般是长期进化的结果
考点3　协同进化与生物多样性的形成
一、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．类型
类型 相互关系 实例
不同物 种之间 在相互 选择中 协同进 化　 原始 合作 有细长吸管口器的蛾与有细长花距的兰花
捕食 猎豹与斑马
在相互 影响中 协同进 化　　 寄生 噬菌体与细菌
种间 竞争 农作物与杂草
生物与 无机环 境之间 生物影响环境、环境影响生物 原始大气无氧→厌氧生物→光合生物出现→大气中有了氧气→出现好氧生物
二、生物多样性的形成
1．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。
2．形成原因：生物的进化。
3．研究生物进化历程的主要依据：化石。
4．生物多样性三个层次间的关系
1．(人教版必修2 P122思考·讨论)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______________________________________________________________。
提示：厌氧的单细胞生物　植物　没有植物，动物登陆后无法生存
2．(人教版必修2 P122正文)有性生殖的出现加快了生物进化的步伐，其理由在于_______________________________________________________________
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_____________________________________________________________________。
提示：生物通过有性生殖，实现了基因重组，这就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
三、生物进化理论在发展
1．主要内容
(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、生物与无机环境协同进化的过程。
(5)生物多样性是协同进化的结果。
2．争议
(1)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。
(2)更多学者认为，基因突变并不都是中性的，有些基因突变反映在个体的性状上，与环境相适应的程度有差异，因此，不能否认自然选择的作用。
(3)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。
1．捕食者的存在有利于增加物种多样性。 (√)
2．最早出现的生态系统中没有消费者。 (√)
3．大约在4亿年前，形成的原始陆生植物主要是藻类。 (×)
提示：此时期形成的原始陆生植物主要是蕨类。
4．协同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的。 (×)
提示：协同进化是通过物种之间或生物与无机环境之间相互影响实现的。
5．生物多样性的形成也就是新的物种不断形成的过程。 (×)
提示：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。因此生物多样性的形成不仅是新物种的不断形成。
1．(人教版必修2 P119小字部分)捕食是常见的生物现象，捕食者的存在能够增加物种的多样性，原因是______________________________________________
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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
2．(人教版必修2 P124拓展应用T3改编)生境丧失和破碎是生物多样性降低的主要原因。下图显示一个爬行动物种群(图1)被设计中的高速公路和铁路隔离成相互孤立的a、b、c、d 4个小种群(图2)的变化情况，道路没有改变原生境和种群中的个体数量。请思考分析：
(1)与原种群相比，每个孤立小种群的数量特征__________(填“会”或“不会”)发生改变，理由是_____________________________________________________
_____________________________________________________________________
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_____________________________________________________________________。
(2)隔离______(填“会”或“不会”)导致每个小种群内基因频率发生改变，理由是___________________________________________________________________
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(3)生境破碎对物种生存面临的主要威胁是________________________________
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提示：(1)会　隔离导致小种群之间不能进行自由交配，可能会影响出生率、迁入率和迁出率，从而改变种群的数量
(2)会　隔离导致不同小种群基因型及性别比例出现差异，进而引起每个小种群内基因频率发生改变
(3)不利于生物的生存和繁殖
协同进化和生物多样性
1．(链接人教版必修2 P119问题探讨)热带雨林中某鳞翅目昆虫的幼虫以植物甲的叶片为食。在漫长的演化过程中，植物甲产生的某种毒素抵制了该昆虫的取食，昆虫也相应地产生解毒物质，避免自身受到伤害，二者之间形成了复杂的相互关系。下列叙述错误的是(　　)
A．该昆虫和植物甲之间存在着协同进化现象
B．该昆虫的捕食不利于植物甲的适应性进化
C．植物甲产生的毒素对昆虫造成了选择压力
D．非生物因素会影响该昆虫和植物甲的进化
B　[协同进化是不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，该昆虫和植物甲之间存在着协同进化现象，A正确；该昆虫的捕食有利于植物甲的适应性进化，B错误；植物甲产生的毒素对昆虫造成了选择压力，适应的会生存下来，不适应的会被淘汰，C正确；非生物因素会影响该昆虫和植物甲的进化，如外界环境的改变，D正确。]
2．(2022·辽宁卷)下列关于生物进化和生物多样性的叙述，错误的是(　　)
A． 通过杂交育种技术培育出许多水稻新品种，增加了水稻的遗传多样性
B．人类与黑猩猩基因组序列高度相似，说明人类从黑猩猩进化而来
C．新物种的形成意味着生物类型和适应方式的增多
D．生物之间既相互依存又相互制约，生物多样性是协同进化的结果
B　[通过杂交育种技术培育出许多水稻新品种，增加了水稻的基因型种类，即增加了水稻的遗传多样性，A正确；黑猩猩与人类基因组序列高度相似，只能表明人类和黑猩猩有较近的亲缘关系，有共同的祖先，B错误；新物种的形成意味着生物能够以新的方式适应环境，所以生物类型和适应方式增多，C正确；生物与生物之间有密切联系，生物之间既相互依存又相互制约，生物多样性是协同进化的结果，D正确。]
1．(2025·甘肃卷)我国古生物化石种类繁多。其中，在甘肃和政县发现的以铲齿象、和政羊与三趾马为代表的古脊椎动物化石群具有极高的研究价值。下列叙述错误的是(　　)
A．铲齿象、和政羊与三趾马化石可以为研究哺乳动物的进化提供直接证据
B．根据铲齿象特有的下颌和牙齿形态特征，可以推断它的食性和生活环境
C．通过自然作用保存在地层中的和政羊、三趾马等动物的粪便不属于化石
D．不借助化石而通过现生生物的比较分析也可以推断生物进化的部分历史
C　[化石是研究生物进化的直接证据，铲齿象、和政羊与三趾马化石属于哺乳动物化石，能够为研究哺乳动物的进化提供直接证据，A正确；生物的形态结构与其食性和生活环境相适应，根据铲齿象特有的下颌和牙齿形态特征，比如牙齿的尖锐程度、咀嚼面的形状等，可以推断它的食性(是植食性、肉食性还是杂食性等)和生活环境(如在陆地、水中等)，B正确；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，动物的粪便属于遗物，通过自然作用保存在地层中的和政羊、三趾马等动物的粪便属于化石，C错误；不借助化石，通过对现生生物的比较分析，比如比较不同生物的基因序列、形态结构等，也可以推断生物进化的部分历史，D正确。]
2．(2025·河南卷)系统进化树是一种表示物种间亲缘关系的树形图。研究人员结合形态学和分子证据，构建了绿色植物的系统进化关系，示意简图如下。下列推断正确的是(　　)
A．植物的系统进化关系是共同由来学说的体现和自然选择的结果
B．基因重组增强了生物变异的多样性，但不影响进化的速度和方向
C．绿藻化石首次出现地层的年龄小于苔藓植物化石首次出现地层的年龄
D．裸子植物与被子植物的亲缘关系比裸子植物与蕨类植物的亲缘关系远
A　[系统进化树是一种表示物种间亲缘关系的树形图，而且自然选择决定进化的方向，故植物的系统进化关系是共同由来学说的体现和自然选择的结果，A正确；基因重组增强了生物变异的多样性，能为进化提供更多的原材料，会影响进化的速度，B错误；绿藻的出现早于苔藓，故绿藻化石首次出现地层的年龄大于苔藓植物化石首次出现地层的年龄，C错误；据图分析可知，裸子植物与被子植物的亲缘关系比裸子植物与蕨类植物的亲缘关系近，D错误。]
3．(2025·云南卷)研究人员观察到川金丝猴为黄色毛发、滇/缅甸金丝猴为黑色毛发、黔金丝猴为黑灰色—黄色的镶嵌毛发，因此对金丝猴属5种金丝猴进行研究，证实黔金丝猴起源于187万年前川金丝猴祖先群与滇/缅甸金丝猴祖先群的杂交后代，其遗传信息约70%来自川金丝猴祖先群，30%来自滇/缅甸金丝猴祖先群。下列结论无法得出的是(　　)
A．杂交促进了金丝猴间的基因交流，是黔金丝猴形成的重要因素
B．黔金丝猴毛色是有别于祖先群的新性状，该性状可遗传给后代
C．黔金丝猴毛色的形成是遗传和所处自然环境共同作用的结果
D．黔金丝猴群体中黄色毛发的基因频率大于黑色毛发的基因频率
D　[因为黔金丝猴是川金丝猴祖先群与滇/缅甸金丝猴祖先群杂交产生的后代，所以杂交促进了金丝猴间的基因交流，这是黔金丝猴形成的重要因素，A不符合题意；黔金丝猴毛色与祖先群不同，是新性状，由于它是杂交产生，遗传物质发生改变，所以该性状可遗传给后代，B不符合题意；生物的性状通常是遗传和所处自然环境共同作用的结果，黔金丝猴的毛色也不例外，C不符合题意；虽然黔金丝猴遗传信息约 70%来自川金丝猴祖先群(川金丝猴为黄色毛发)，30%来自滇/缅甸金丝猴祖先群(滇/缅甸金丝猴为黑色毛发)，但仅根据遗传信息的来源比例不能直接得出黔金丝猴群体中黄色毛发的基因频率大于黑色毛发的基因频率，D符合题意。]
4．(2025·安徽卷)粗糙玉蜀螺是一种分布于海岸边的小海螺，其天冬氨酸转氨酶活性受一对等位基因Aat100和Aat120控制。至1987年，这对等位基因的频率在该种群世代间保持相对稳定(低潮带Aat120基因频率为0.4)。1988年，该螺分布区发生了一次有毒藻类爆发增殖，藻类分泌的藻毒素使低潮带个体大量死亡，而高潮带个体受影响较小，此后高潮带个体向低潮带扩散。1993年，种群又恢复到1987年的相对稳定状态。Aat120基因频率变化如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．1987年，含Aat120基因的个体在低潮带比高潮带具有更强的适应能力
B．在自然选择作用下，1993年后低潮带Aat100基因频率将持续上升
C．1988～1993年，影响低潮带种群基因频率变化的主要因素是个体迁移
D．1993年，含Aat100基因的个体在低潮带种群中所占比例为84%
D　[根据题图信息可推知含Aat120基因的个体在高潮带比低潮带具有更强的适应能力，A错误；1993年，种群又恢复到1987年的相对稳定状态，在自然选择作用下，理论上Aat100基因频率不会持续上升，B错误；1988～1993年，影响低潮带种群基因频率变化的主要因素是自然选择，C错误；1993年，Aat120基因频率为0.4，含Aat100基因的个体在低潮带种群中所占比例为1－0.4×0.4＝84%，D正确。]
课时数智作业(三十一)　生物的进化
1．(2025·黑吉辽蒙卷)下列关于现代生物进化理论的叙述错误的是(　　)
A．进化的基本单位是种群
B．可遗传变异使种群基因频率定向改变，导致生物进化
C．某些物种经过地理隔离后出现生殖隔离会产生新物种
D．不同物种间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展
B　[现代生物进化理论认为生物进化的基本单位是种群，A正确；自然选择(而不是可遗传变异)使种群基因频率定向改变，B错误；经历了地理隔离，再出现生殖隔离，可能会产生新物种，C正确；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，D正确。]
2．(2024·黑吉辽卷)鲟类是最古老的鱼类之一，被誉为鱼类的“活化石”。我国学者新测定了中华鲟、长江鲟等的线粒体基因组，结合已有信息将鲟科分为尖吻鲟类、大西洋鲟类和太平洋鲟类三个类群。下列叙述错误的是(　　)
A．鲟类的形态结构和化石记录可为生物进化提供证据
B．地理隔离在不同水域分布的鲟类进化过程中起作用
C．鲟类稳定的形态结构能更好地适应不断变化的环境
D．研究鲟类进化关系时线粒体基因组数据有重要价值
C　[比较脊椎动物的器官、系统的形态结构，可以为这些生物是否有共同祖先寻找证据，化石是研究生物进化最直接、最重要的证据，所以鲟类的形态结构和化石记录可为生物进化提供证据，A正确；地理隔离是指同一种生物由于地理上的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，不同的地理环境可以对生物的变异进行选择，进而影响生物的进化，故地理隔离在不同水域分布的鲟类进化过程中起作用，B正确；环境不断变化的情况下，相对稳定的形态结构不一定能更好地适应变化的环境，C错误；不同生物的DNA等生物大分子的共同点，可以揭示生物有着共同的原始祖先，其差异的大小可以揭示当今生物种类亲缘关系的远近，故研究鲟类进化关系时线粒体基因组数据有重要价值，D正确。]
3．(2024·浙江1月卷)痕迹器官是生物体上已经失去用处，但仍然存在的一些器官。鲸和海牛的后肢已经退化，但体内仍保留着后肢骨痕迹；食草动物的盲肠发达，人类的盲肠已经极度退化，完全失去了消化功能。据此分析，下列叙述错误的是(　　)
A．后肢退化痕迹的保留说明鲸和海牛起源于陆地动物
B．人类的盲肠退化与进化过程中生活习性的改变有关
C．具有痕迹器官的生物是从具有这些器官的生物进化而来的
D．蚯蚓没有后肢的痕迹器官，所以和四足动物没有共同祖先
D　[陆地动物具有灵活的后肢，鲸和海牛后肢退化痕迹的保留，说明了它们可能起源于陆地动物，A正确；人类的盲肠退化可能是由于生活习性的改变，不需要盲肠的消化从而使其退化，B正确；生物具有痕迹器官说明这些器官在这些生物中存在过，也说明该生物是从具有这些器官的生物进化而来的，C正确；蚯蚓没有后肢的痕迹器官，也可能有其他痕迹器官和四足动物类似，也可能和四足动物类似的痕迹器官在进化中消失，所以蚯蚓没有后肢的痕迹器官，不能说明和四足动物没有共同祖先，D错误。]
4．(2025·北京卷)蝴蝶幼虫取食植物叶片，萝藦类植物进化出产生CA的能力，CA抑制动物细胞膜上N酶的活性，对动物产生毒性，从而阻止大部分蝴蝶幼虫取食。斑蝶类蝴蝶因N酶发生了一个氨基酸替换而对CA不敏感，其幼虫可以取食萝藦。下列叙述错误的是(　　)
A．斑蝶类蝴蝶对CA的适应主要源自基因突变和选择
B．斑蝶类蝴蝶取食萝藦可减少与其他蝴蝶竞争食物
C．N酶基因突变导致斑蝶类蝴蝶与其他蝴蝶发生生殖隔离
D．萝藦类植物和斑蝶类蝴蝶的进化是一个协同进化的实例
C　[斑蝶类蝴蝶因N酶发生了一个氨基酸替换而对CA不敏感，其幼虫可以取食萝藦，其对CA的适应主要是因为发生了基因突变和环境的选择，A正确；斑蝶类蝴蝶可以取食萝藦，其他大部分蝴蝶无法取食萝藦，这样可减少其与其他蝴蝶竞争食物，B正确；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，斑蝶类蝴蝶N酶基因突变使得其幼虫可以取食萝藦，根据题意不能得出N酶基因突变导致斑蝶类蝴蝶与其他蝴蝶发生生殖隔离，C错误；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，萝藦类植物和斑蝶类蝴蝶的进化是一个协同进化的实例，D正确。]
5．(2025·陕晋青宁适应性测试)加拉帕戈斯群岛各岛屿因食物的差别造成了地雀喙形差异，进而导致其声音各异。干旱会影响地雀的食物资源。科学家预测并模拟合成了长期干旱环境下勇地雀进化后的声音，并在野外向雄性勇地雀播放，发现其反应性降低。下列叙述错误的是(　　)
A．干旱是导致勇地雀喙形相关基因突变的间接原因
B．干旱对不同岛屿地雀种群喙形相关基因频率的改变有差别
C．勇地雀声音的变化和同类识别差异可促进新物种形成
D．勇地雀声音的变化涉及不同物种之间的协同进化
A　[基因突变是随机发生的，干旱对不同喙形的勇地雀具有选择的作用，但不能导致其发生基因突变，A错误；不同岛屿的环境不同，由于自然选择的方向可能不同，而基因决定了生物的性状，因此干旱对不同岛屿地雀种群喙形相关基因频率的改变有差别，B正确；根据题干信息可知，勇地雀声音的变化和同类识别差异会使种群间的基因交流减少，个体间遗传物质差异增大，逐渐产生生殖隔离，促进新物种的形成，C正确；干旱会影响地雀的食物资源，而加拉帕戈斯群岛各岛屿间食物的差别造成了地雀喙形差异，进而导致其声音各异，因此勇地雀声音的变化涉及不同物种之间的协同进化，D正确。]
6．(2025·河北卷)僧帽蚤接触到天敌昆虫的气味分子(利它素)后，头盔会明显增大，从而降低被天敌昆虫捕食的风险。如图所示，僧帽蚤母本和子代接触利它素的情况不同，对子代头盔占身体比例的影响具有明显差异。下列分析错误的是(　　)
A．母本接触利它素可增大幼年子代头盔占身体的比例
B．受利它素刺激后，僧帽蚤发生基因突变，导致头盔占身体的比例增大
C．僧帽蚤受利它素刺激后头盔增大的特性是自然选择的结果
D．在没有利它素时，僧帽蚤发育过程中头盔占身体的比例会减小
B　[据图可知，与母本和子代都不接触组相比，仅母本接触组的幼年子代头盔占身体的比例较大，推测母本接触利它素可增大幼年子代头盔占身体的比例，A正确；一般认为，利它素不能使僧帽蚤发生相应的基因突变，B错误；据题干“僧帽蚤接触到……降低被天敌昆虫捕食的风险”可知，受利它素刺激后，僧帽蚤头盔增大，有利于其生存和繁衍，该特性是自然选择的结果，C正确；据图可知，母本和子代都不接触组成年子代头盔占身体的比例比幼年子代小，推测在没有利它素时，僧帽蚤发育过程中头盔占身体的比例会减小，D正确。]
7．(2025·四川卷)青藏高原砾石(呈灰色)荒漠中生活着一种紫堇，每年7月开蓝花，叶片通常为绿色，但部分植株出现H基因，导致叶片呈灰色。绢蝶是紫堇的头号天敌，主要靠识别紫堇与环境的颜色差异来定位植株。绢蝶5～6月将卵产在紫堇附近的砾石上，便于孵化的幼虫就近取食。绢蝶产卵率与紫堇结实率如下图。下列推断不合理的是(　　)
注：产卵率指绢蝶在绿叶或灰叶紫堇附近产卵的概率；结实率＝结实植株数/总植株数×100%。
A．灰叶紫堇具有保护色，被天敌取食的概率更低，结实率更高
B．紫堇开花时间与绢蝶产卵时间不重叠，不利于H基因的保留
C．若绢蝶种群数量锐减，绿叶紫堇在种群中所占的比例会增加
D．灰叶紫堇占比增加有助于绢蝶演化出更敏锐的视觉定位能力
B　[从环境角度看，砾石呈灰色，灰叶紫堇的灰色叶片与环境颜色相近，具有保护色，结合柱状图，灰叶紫堇附近绢蝶产卵率低，说明被天敌取食的概率更低，从而结实率更高，A不符合题意；紫堇7月开蓝花，绢蝶5～6月产卵，时间不重叠，但灰叶紫堇因有保护色，被取食少，结实率高，有利于H基因(控制灰叶的基因)传递给后代，是有利于H基因保留的，B符合题意；绢蝶是紫堇天敌，且主要靠颜色差异定位，绢蝶种群数量锐减，对紫堇的取食压力减小，绿叶紫堇被捕食的概率降低，在种群中所占比例会增加，C不符合题意；灰叶紫堇占比增加，对绢蝶的捕食能力提出更高要求，只有更敏锐地识别灰叶紫堇才能获取食物，这有助于绢蝶演化出更敏锐的视觉定位能力，D不符合题意。]
8．(不定项)(2025·江苏卷)图示部分竹子的进化发展史，其中A～D和H代表不同的染色体组。下列相关叙述正确的有(　　)
A．新热带木本竹与温带木本竹杂交，F1是六倍体
B．竹子的染色体数目变异是可遗传的
C．四种类群的竹子共同组成进化的基本单位
D．竹子化石为研究其进化提供直接证据
BD　[新热带木本竹(BBCC)与温带木本竹(CCDD)杂交，F1的染色体组为BCCD，属于异源四倍体，A错误；染色体数目变异属于可遗传变异，B正确；种群是生物进化的基本单位，四种类群的竹子相互杂交的后代均不可育，存在生殖隔离，故四种类群的竹子不是一个种群，C错误；化石是研究生物进化最直接、最重要的证据，D正确。]
9．(10分)(2025·山东烟台期末)库蚊又称家蚊，种类繁多，其中淡色库蚊主要分布在我国北方，致倦库蚊主要分布在南方，上海地处两种类群的交叉地带，出现了淡色库蚊、致倦库蚊以及两者中间型同时存在的分布特征。
(1)中间型个体是可育的，说明淡色库蚊和致倦库蚊之间不存在________隔离。中间型个体性状与淡色库蚊、致倦库蚊都不完全相同，主要原因应是繁殖过程中发生了________。
(2)典型的北方淡色库蚊与典型的南方致倦库蚊在成蚊腹节背板淡色基带、幼虫呼吸管的形状等方面有明显差异，导致两种群形成这些显著差异的因素有_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________(答出2点)。
(3)研究人员采集了4个蚊种，提取其线粒体COI基因片段并测序，计算出它们之间的遗传距离如表所示。遗传距离可用来衡量物种之间或同一物种的群体之间的遗传差异的程度，在动物中COI序列的种内遗传距离通常不超过0.02，分析表中数据可知，4个蚊种中，种内线粒体COI基因片段碱基序列差异性最小的是________；与稻富库蚊亲缘关系最远的是________；稻富库蚊与凶小库蚊________(填“是”或“否”)属于同一物种，判断依据是_______________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
蚊种 稻富库蚊 三带喙库蚊 淡色库蚊 凶小库蚊
稻富库蚊 0.003
三带喙库蚊 0.107 0.008
淡色库蚊 0.076 0.098 0.001
凶小库蚊 0.047 0.116 0.069 0.011
[答案]　(除标注外，每空1分，共10分)(1)生殖　基因重组　(2)两种群都能发生基因突变、两种群所处地域环境不同、地理隔离阻断了两种群的基因交流(3分)　(3)淡色库蚊　三带喙库蚊　否　稻富库蚊与凶小库蚊COI序列之间的遗传距离为0.047，已远超种内最大遗传距离0.02，所以二者不属于同一物种(2分)
[解析]　(1)根据题干信息可知，两种类群淡色库蚊、致倦库蚊杂交后代可育，因此淡色库蚊和致倦库蚊之间不存在生殖隔离，二者属于同一物种。基因重组就是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合；中间型个体性状与淡色库蚊、致倦库蚊都不完全相同，主要原因应是繁殖过程中发生了基因重组。(2)北方种群和南方种群在成蚊腹节背板淡色基带、幼虫呼吸管的形状等方面有明显差异，其原因是两种群都能发生基因突变、两种群所处地域环境不同、地理隔离阻断了两种群的基因交流，使得两者表现出不同的适应环境的特征。(3)分析表中数据可知，4个蚊种中，淡色库蚊COI序列的种内遗传距离为0.001，种内线粒体COI基因片段碱基序列差异性最小，三带喙库蚊与稻富库蚊COI序列的种间遗传距离为0.107，亲缘关系最远。根据题干信息，采集的稻富库蚊与凶小库蚊COI序列之间的遗传距离为0.047，已远超种内最大遗传距离0.02，所以二者不属于同一物种。
(教师用书独具)
1．(2025·河南适应性测试)人和动物拥有大量同源基因(有共同进化起源，通常在序列和功能上具有相似性)，分别将4种动物与人相应的同源基因序列进行比对，相似度如表所示。下列叙述正确的是(　　)
物种 黑猩猩 小鼠 牛 鸡
相似度 96% 85% 80% 60%
A．不同物种间存在同源基因是生物拥有共同祖先最直接的证据
B．据表可推断出人和小鼠的亲缘关系比牛和小鼠的亲缘关系远
C．变异和选择是不同物种同源基因序列间存在差异的重要原因
D．同源基因序列的相似度不能反映物种在进化史上出现的顺序
C　[不同物种间存在同源基因是生物拥有共同祖先的重要证据之一，但不是最直接的证据，最直接的证据通常是化石，A错误；数据显示的是人与四种动物的同源基因相似度，无法得知牛和小鼠同源基因的相似度，B错误；变异和选择是不同物种同源基因序列间存在差异的重要原因，基因突变等变异过程会导致基因序列的变化，自然选择则决定了哪些变异能够在种群中保留下来，C正确；同源基因序列的相似度可以反映物种在进化史上出现的顺序，一般来说，相似度越高，说明物种间的分化时间越近，进化顺序越接近，D错误。]
2．(不定项)(2025·哈尔滨三中模拟)北美洲某种臭虫以当地无患子科植物的气球状蔓生果为食，臭虫需要用锋利的喙刺穿果实，据统计喙长如图1所示；1920年，有人从亚洲引进平底金苏雨树，其果实的果皮比较薄，据统计到1980年以它为食的臭虫的喙长如图2所示。下列说法正确的是(　　)
A．臭虫的喙长或喙短是长期自然选择适应环境的表现
B．两图中的臭虫由于喙长有差异，所以存在生殖隔离
C．臭虫与平底金苏雨树因存在生存斗争而不能进行协同进化
D．臭虫体内控制喙长的基因发生突变可能早于引进平底金苏雨树
AD　[引进平底金苏雨树后，由于其果实的果皮比较薄，臭虫喙短为有利性状，通过自然选择后，臭虫喙短的个体逐渐增多，因此臭虫的喙长或喙短是长期自然选择适应环境的表现，A正确；1920 年生活在无患子科植物上的臭虫与 1980 年生活在平底金苏雨树上的臭虫的存在时间不一致，根据题图中信息，无法判断二者之间是否形成了生殖隔离，B错误；臭虫取食平底金苏雨树，同时平底金苏雨树引进后，臭虫喙长变短，因此它们在相互影响中发生了协同进化，C错误；据图1所示，引进平底金苏雨树之前，就存在短喙臭虫，说明控制该性状的基因发生突变可能早于引进平底金苏雨树，D正确。]
1 / 29第31讲　生物的进化
　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。　3．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。　4．阐明具有优势性状的个体在种群中所占比例将会增加。　5．说明自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境。　6．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。　7．举例说明变异、选择和隔离可导致新物种形成。
考点1　生物有共同祖先的证据、自然选择与适应的形成
一、达尔文的生物进化论的主要组成
二、生物有共同祖先的证据
1．地层中陈列的证据——化石
2．比较解剖学证据
3．胚胎学证据
4．细胞学证据
已知最古老的化石是大约35亿年前的古细菌化石。现在，在海洋、湖泊、土壤等环境中还能发现古细菌，这些古细菌都有细胞壁、细胞膜、细胞质、________________。
5．分子生物学证据
三、适应的普遍性和相对性
四、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：彻底否定了________，奠定了科学生物进化论的基础。
2．达尔文的自然选择学说
　
变异先于环境选择。变异在环境变化之前已经产生且是不定向的，环境只是起选择作用。
1．大量化石证据揭示出生物由简单到复杂、由低等到高等、由陆生到水生的进化顺序。(　　)
2．不同生物之间的DNA序列都有一定的差异性，说明生物不是由共同祖先进化来的。(　　)
3．环境能使生物产生适应环境的定向变异。(　　)
4．达尔文的自然选择学说正确地解释了生物的多样性、适应性以及遗传和变异的本质。(　　)
5．生物进化论揭示了生物界的统一性是由于所有的生物都有共同祖先，而生物的多样性和适应性是进化的结果。(　　)
1．(人教版必修2 P102图6-3及思考·讨论)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___________________________________________________________。
2．(人教版必修2 P103思考·讨论)人类、黑猩猩和猕猴能产生有着相同或相似的氨基酸序列的细胞色素c的根本原因是____________________________。
3．(人教版必修2 P106思考·讨论)适应相对性的根本原因是
____________________________________________________________________。
生物有共同祖先的证据
1．(链接人教版必修2 P100～103正文)(2025·浙江6月卷)大量的证据表明，生物是由共同祖先进化而来的。下列叙述错误的是(　　)
A．DNA核苷酸序列差异可为物种进化提供证据
B．牙齿化石是研究动物取食方式进化的证据之一
C．比较解剖学研究表明人上肢和蝙蝠翼手的功能相同
D．多种脊椎动物的胚胎发育早期都有尾说明它们有共同祖先
2．(人教版必修2 P103思考·讨论拓展)(2024·安徽卷)下图是甲与其他四种生物β-珠蛋白前 40个氨基酸的序列比对结果，字母代表氨基酸，“·”表示该位点上的氨基酸与甲的相同，相同位点氨基酸的差异是进化过程中β-珠蛋白基因发生突变的结果。下列叙述错误的是(　　)
A．不同生物β-珠蛋白的基因序列差异可能比氨基酸序列差异更大
B．位点上未发生改变的氨基酸对维持β-珠蛋白功能稳定可能更重要
C．分子生物学证据与化石等证据结合能更准确判断物种间进化关系
D．五种生物相互比较，甲与乙的氨基酸序列差异最大，亲缘关系最远
自然选择与适应的形成
3．(链接人教版必修2 P108正文)(2025·四川省适应性测试)在野外科学考察时，某研究团队发现了两个具有地域特色的蟾蜍物种，其中西藏蟾蜍分布在青藏高原海拔3 000～4 000米的湿地中，塔里木蟾蜍分布在塔里木盆地塔克拉玛干沙漠的绿洲中。下列叙述错误的是(　　)
A．青藏高原的高寒环境决定了西藏蟾蜍的进化方向
B．塔里木蟾蜍受精卵的孵化适应了沙漠的干燥环境
C．塔里木蟾蜍和西藏蟾蜍之间存在地理隔离和生殖隔离
D．受沙漠干燥环境的限制，塔里木蟾蜍只能沿河流或绿洲扩散
4．(人教版必修2 P108思考·讨论拓展)(2024·福建卷)成年棘胸蛙存在雄蛙大、雌蛙小的两性异形现象，推测这是雌蛙对雄蛙长期选择的结果。支持该推测的证据是(　　)
A．体型较大的雄蛙能获得更多的交配机会
B．雌蛙对相同种群雄蛙的求偶鸣叫更敏感
C．雄蛙在雌蛙产卵高峰期求偶鸣叫更积极
D．体型较大的雌蛙交配后能产出更多的卵
考点2　种群基因组成的变化与物种的形成
一、种群基因组成的变化
1．种群和种群基因库
(1)种群：生活在一定区域的________生物________的集合。是生物进化的基本单位，也是生物繁殖的单位。
(2)基因库：一个种群中________个体所含有的________基因，叫作这个种群的基因库。
(3)基因频率
①概念：在一个种群基因库中，某个基因占________________的比值。
②计算：
基因频率＝×100%。
2．种群基因频率的变化
(1)
(2)可遗传变异提供了生物进化的原材料
①
②可遗传变异的结果：只提供了生物进化的________，不能决定生物进化的________。
　
环境改变导致的生物变异一般是不能遗传的，不能为生物进化提供原材料。
3．自然选择对种群基因频率变化的影响
1．(人教版必修2 P112～113探究·实践)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__________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
4．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。
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。
若aa＝x%→
二、探究抗生素对细菌的选择作用
1．实验原理：一般情况下，一定浓度的抗生素会杀死细菌，但变异的细菌可能产生________。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素，________有可能存活下来。
2．方法步骤
注意事项：实验结束后，应将耐药菌、培养基、纸片等进行高温灭菌处理，防止对环境造成污染。
3．预期实验结果
抑菌圈直径随着传代次数增加而________；抑菌圈的逐代缩小说明细菌对抗生素的抗性逐代________。
三、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________后代的一群生物。
2．地理隔离与生殖隔离的比较
项目 地理隔离 生殖隔离
概念 同种生物由于________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________的后代
特点 自然条件下不进行基因交流 种群间不进行基因交流
联系 ①一般经过长期的地理隔离，然后形成生殖隔离，也可能不经过地理隔离直接形成生殖隔离，如多倍体的产生；②只有地理隔离________形成生殖隔离，但能产生亚种，如东北虎和华南虎；③________是物种形成的标志，是物种形成的最后阶段，是物种间的真正界限
3．新物种形成的一般过程
结论：________是物种形成的必要条件。
　
种群≠物种，物种的形成也不一定要经过地理隔离。
2．(人教版必修2 P117思考·讨论)分析地雀的形成过程，说明物种形成需要的环节有___________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
4．物种形成的三大模式
1．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。(　　)
2．若亲子代间基因频率不变，基因型频率一定不变。(　　)
3．生物进化的实质是种群基因型频率的改变。(　　)
4．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。(　　)
5．抗生素的滥用会使细菌产生耐药性的原因是抗生素诱发细菌产生基因突变，使细菌中出现耐药性强的个体。(　　)
(人教版必修2 P112探究·实践拓展)地中海蚊子的数量多，每年在距海岸线0～20 km范围内(区域A)喷洒杀虫剂。某种蚊子的Est基因与毒素降解相关，其基因频率如图所示。
(1)在区域A中，该种蚊子的Est基因频率高的原因是_____________________。
(2)随着远离海岸线，区域A中该种蚊子Est基因频率下降的原因是
_____________________________________________________________________。
(3)距海岸线0～60 km的不同区域内，蚊子受到杀虫剂的选择压力__________(填“相同”或“不相同”)，原因是______________________________________。
(4)区域A中的蚊子________(填“会”或“不会”)快速形成新物种，理由是
_____________________________________________________________________。
种群基因频率的变化
1．(链接人教版必修2 P112探究·实践)(2025·陕晋青宁卷)专食性绢蝶幼虫以半荷包紫堇叶片为食，成体绢蝶偏好在绿叶型半荷包紫堇植株附近产卵。生长于某冰川地域的半荷包紫堇因bHLH35基因突变使叶片呈现类似岩石的灰色，不易被成体绢蝶识别。冰川消融导致裸露岩石增多、分布范围扩大，则该地区(　　)
A．半荷包紫堇突变的bHLH35基因频率会逐渐增加
B．半荷包紫堇bHLH35基因突变会引起绢蝶的变异
C．灰叶型半荷包紫堇的出现标志着新物种的形成
D．冰川消融导致绢蝶受到的选择压力减小
基因频率的计算
2．(2024·湖北卷)某二倍体动物的性别决定方式为ZW型，雌性和雄性个体数的比例为1∶1。该动物种群处于遗传平衡，雌性个体中有1/10患甲病(由Z染色体上h基因决定)。下列叙述正确的是(　　)
A．该种群有11%的个体患该病
B．该种群h基因的频率是10%
C．只考虑该对基因，种群繁殖一代后基因型共有6种
D．若某病毒使该种群患甲病雄性个体减少10%，H基因频率不变
3．(链接人教版必修2 P111思考·讨论)(2022·重庆卷)人的扣手行为属于常染色体遗传，右型扣手(A)对左型扣手(a)为显性。某地区人群中AA、Aa、aa基因型频率分别为0.16、0.20、0.64。下列叙述正确的是(　　)
A．该群体中两个左型扣手的人婚配，后代左型扣手的概率为3/50
B．该群体中两个右型扣手的人婚配，后代左型扣手的概率为25/324
C．该群体下一代AA基因型频率为0.16，aa基因型频率为0.64
D．该群体下一代A基因频率为0.4，a基因频率为0.6
　　性染色体上基因频率的计算
1．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)的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，
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%。
2．ZW型性别决定的生物Z染色体上基因频率与基因型频率的关系与XY型性别决定的生物只是性别相反，其他相同。
隔离与物种的形成
4．(链接人教版必修2 P117思考·讨论)(2025·广东卷)果蝇外骨骼角质中表皮烃的含量不仅影响果蝇的环境适应能力，也影响果蝇的交配对象选择(如图)。表皮烃的合成受mFAS基因控制。下列叙述错误的是(　　)
A．突变和自然选择驱动果蝇物种A和物种B的形成
B．自然选择使具有低表皮烃性状的果蝇适应潮湿环境
C．果蝇种群A和种群B交配减少加速了新物种的形成
D．mFAS基因突变带来的双重效应足以导致生殖隔离
5．(链接人教版必修2 P117思考·讨论)青藏高原隆升引起的生态地理隔离促进了物种的形成。该地区某植物不同区域的两个种群，进化过程中出现了花期等性状的分化，种群甲花期结束约20天后，种群乙才开始开花，研究发现两者间人工授粉不能形成有活力的种子。下列叙述错误的是(　　)
A．花期隔离标志着两个种群间已出现了物种的分化
B．花期隔离进一步增大了种群甲和乙的基因库差异
C．地理隔离和花期隔离限制了两种群间的基因交流
D．物种形成过程实质上是种间生殖隔离建立的过程
　　物种的形成与生物进化的比较
内容 物种的形成 生物进化
标志 出现生殖隔离 基因频率改变
变化后生物与 原生物关系 属于不同物种 可能属于同一物种
二者关系 ①生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种的界限，即生物进化不一定导致物种的形成，进化是量变，物种形成是质变 ②新物种的形成一般是长期进化的结果
考点3　协同进化与生物多样性的形成
一、协同进化
1．概念
________之间、____________________之间在________中不断进化和发展。
2．类型
类型 相互关系 实例
不同物 种之间 在相互 选择中 协同进化　　 原始 合作 有细长吸管口器的蛾与有细长花距的兰花
捕食 猎豹与斑马
在相互 影响中 协同进化　　 寄生 噬菌体与细菌
种间 竞争 农作物与杂草
生物与 无机环 境之间 生物影响环境、环境影响生物 原始大气无氧→厌氧生物→____生物出现→大气中有了氧气→出现____生物
二、生物多样性的形成
1．内容：________多样性(基因多样性)、物种多样性和________多样性。
2．形成原因：生物的________。
3．研究生物进化历程的主要依据：________。
4．生物多样性三个层次间的关系
1．(人教版必修2 P122思考·讨论)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______________________________________________。
2．(人教版必修2 P122正文)有性生殖的出现加快了生物进化的步伐，其理由在于_______________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
三、生物进化理论在发展
1．主要内容
(1)适应是________的结果。
(2)________是生物进化的基本单位。
(3)__________________提供进化的原材料，自然选择导致种群________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________、生物与________协同进化的过程。
(5)生物多样性是________的结果。
2．争议
(1)有人主张，决定生物进化方向的是________的逐渐积累，而不是自然选择。
(2)更多学者认为，基因突变并不都是中性的，有些基因突变反映在个体的性状上，与环境相适应的程度有差异，因此，不能否认________的作用。
(3)有人提出物种形成并不都是渐变的过程，而是物种________与________新种交替出现的过程。
1．捕食者的存在有利于增加物种多样性。(　　)
2．最早出现的生态系统中没有消费者。(　　)
3．大约在4亿年前，形成的原始陆生植物主要是藻类。(　　)
4．协同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的。(　　)
5．生物多样性的形成也就是新的物种不断形成的过程。(　　)
1．(人教版必修2 P119小字部分)捕食是常见的生物现象，捕食者的存在能够增加物种的多样性，原因是___________________________________________。
2(人教版必修2 P124拓展应用T3改编)生境丧失和破碎是生物多样性降低的主要原因。下图显示一个爬行动物种群(图1)被设计中的高速公路和铁路隔离成相互孤立的a、b、c、d 4个小种群(图2)的变化情况，道路没有改变原生境和种群中的个体数量。请思考分析：
(1)与原种群相比，每个孤立小种群的数量特征__________(填“会”或“不会”)发生改变，理由是___________________________________________________。
(2)隔离______(填“会”或“不会”)导致每个小种群内基因频率发生改变，理由是______________________________________________________________。
(3)生境破碎对物种生存面临的主要威胁是___________________________。
协同进化和生物多样性
1．(链接人教版必修2 P119问题探讨)热带雨林中某鳞翅目昆虫的幼虫以植物甲的叶片为食。在漫长的演化过程中，植物甲产生的某种毒素抵制了该昆虫的取食，昆虫也相应地产生解毒物质，避免自身受到伤害，二者之间形成了复杂的相互关系。下列叙述错误的是(　　)
A．该昆虫和植物甲之间存在着协同进化现象
B．该昆虫的捕食不利于植物甲的适应性进化
C．植物甲产生的毒素对昆虫造成了选择压力
D．非生物因素会影响该昆虫和植物甲的进化
2．(2022·辽宁卷)下列关于生物进化和生物多样性的叙述，错误的是(　　)
A． 通过杂交育种技术培育出许多水稻新品种，增加了水稻的遗传多样性
B．人类与黑猩猩基因组序列高度相似，说明人类从黑猩猩进化而来
C．新物种的形成意味着生物类型和适应方式的增多
D．生物之间既相互依存又相互制约，生物多样性是协同进化的结果
1．(2025·甘肃卷)我国古生物化石种类繁多。其中，在甘肃和政县发现的以铲齿象、和政羊与三趾马为代表的古脊椎动物化石群具有极高的研究价值。下列叙述错误的是(　　)
A．铲齿象、和政羊与三趾马化石可以为研究哺乳动物的进化提供直接证据
B．根据铲齿象特有的下颌和牙齿形态特征，可以推断它的食性和生活环境
C．通过自然作用保存在地层中的和政羊、三趾马等动物的粪便不属于化石
D．不借助化石而通过现生生物的比较分析也可以推断生物进化的部分历史
2．(2025·河南卷)系统进化树是一种表示物种间亲缘关系的树形图。研究人员结合形态学和分子证据，构建了绿色植物的系统进化关系，示意简图如下。下列推断正确的是(　　)
A．植物的系统进化关系是共同由来学说的体现和自然选择的结果
B．基因重组增强了生物变异的多样性，但不影响进化的速度和方向
C．绿藻化石首次出现地层的年龄小于苔藓植物化石首次出现地层的年龄
D．裸子植物与被子植物的亲缘关系比裸子植物与蕨类植物的亲缘关系远
3．(2025·云南卷)研究人员观察到川金丝猴为黄色毛发、滇/缅甸金丝猴为黑色毛发、黔金丝猴为黑灰色—黄色的镶嵌毛发，因此对金丝猴属5种金丝猴进行研究，证实黔金丝猴起源于187万年前川金丝猴祖先群与滇/缅甸金丝猴祖先群的杂交后代，其遗传信息约70%来自川金丝猴祖先群，30%来自滇/缅甸金丝猴祖先群。下列结论无法得出的是(　　)
A．杂交促进了金丝猴间的基因交流，是黔金丝猴形成的重要因素
B．黔金丝猴毛色是有别于祖先群的新性状，该性状可遗传给后代
C．黔金丝猴毛色的形成是遗传和所处自然环境共同作用的结果
D．黔金丝猴群体中黄色毛发的基因频率大于黑色毛发的基因频率
4．(2025·安徽卷)粗糙玉蜀螺是一种分布于海岸边的小海螺，其天冬氨酸转氨酶活性受一对等位基因Aat100和Aat120控制。至1987年，这对等位基因的频率在该种群世代间保持相对稳定(低潮带Aat120基因频率为0.4)。1988年，该螺分布区发生了一次有毒藻类爆发增殖，藻类分泌的藻毒素使低潮带个体大量死亡，而高潮带个体受影响较小，此后高潮带个体向低潮带扩散。1993年，种群又恢复到1987年的相对稳定状态。Aat120基因频率变化如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．1987年，含Aat120基因的个体在低潮带比高潮带具有更强的适应能力
B．在自然选择作用下，1993年后低潮带Aat100基因频率将持续上升
C．1988～1993年，影响低潮带种群基因频率变化的主要因素是个体迁移
D．1993年，含Aat100基因的个体在低潮带种群中所占比例为84%

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