第5章 第1节 丰富多样的现存物种来自共同祖先-【重难点手册】2024-2025学年高中生物必修2 遗传与进化(浙科版2019 浙江专用)

第五章 生物的进化 第一节 丰富多样的现存物种来自共同祖先 重点和难点 素养要求 重点：通过列举多重证据，建构概念“地球上的现存物种 “生命观念”水平2：理解结构与功能相适应的观，点。 丰富多样，它们来自共同的祖先”。 “科学思维”水平2：尊重进化的证据与事实，探讨生 难点：从不同层面建构概念“地球上的现存物种丰富多 物进化问题。 样，它们来自共同的祖先”。 01必备知识梳理一。 重难点1现在的生物是进化而来的 1.特创论的基本观点 ®命题情境 (1)生物物种是由上帝创造的 关于长颈鹿脖子的争论 (2)生物物种是不变的，它们是天生完美的。 (1)用进废退：拉马克认 (3)不同物种之间没有亲缘关系。 为，长颈鹿在长期与别的矮的 2.拉马克学说 食草动物（如山羊）争夺食物 (1)生物进化而来：当今所有的生物都是由更古老的生物进 的过程中，当矮处食物不足以 支撑其生长时，长颈鹿就会用 化来的，各种生物的适应性特征并不是自古以来就如此，而是在 它本来就比别的动物长的脖 进化过程中逐渐形成的。 子去吃高处的树叶，这样长期 (2)适应性形成：适应的形成都是由于用进废退和获得性遗传。 “使用”它的脖子，久而久之， ①用进废退：器官用得越多就越发达，器官废而不用，就会造 脖子就会变得更长（用进废 成形态上的退化： 退)，而后遗传给下一代（获得 ②获得性遗传：由于用进废退而获得的性状是可以遗传给后 性遗传)。 代的。 (2)自然选择：达尔文认 3.达尔文的进化论 为，腿和颈都长的鹿在自然环 (1)物种是可变的，所有生物是由共同的祖先进化而来的. 境中更具有竟争力，那些腿和 地球上所有生物都由一种或儿种原始生命形式转变而来。生命 颈都短的鹿，可能由于食物不 一旦产生，就会在完全自然的情况下，慢慢地发生改变，衍生出各 足，慢慢死亡，逐渐被淘汰，而 种不同的生物，而且这些物种间的差异还将传给下一代。 腿和颈都长的鹿被保留，逐渐 演支成长颈鹿。 (2)如果一些个体产生了有利于自身生存的变异，它们就会 相比拉马克，达尔文没有 比那些不具备有利变异的个体生存能力更强，从而繁殖更多后 过分强调用进废退，而是强调 代。这样一来，有利的性状就不可避免地通过“自然选择”随着时 自然选择的作用。 间逐代累积起来。 155 国避手细高中生物学必修2遗传与进化父（渐江专用】 (3)随着时间的推移，一个物种在自然选择等因素的作用下 丹易混易错7 能演变成另一个物种。 物种与种群 ①同一物种的不同种群生活在不同的环境中，可以发生不同 (1)物种：在遗传学和进 的变化来适应各自的环境： 化论的研究中，把能够在自然 ②种群之间发生性状的分歧，一个物种可以发展出多个物 状态下相互交配且产生可育 种，一种类型可以发展出多种类型。 后代的一群生物称为一个物 彼此不同而又相似的物种，由一个祖先物种发展而来，遗传 种。物种是生物分类的基本 的力量使它们保持某种结构和功能的统一模式。 单位，也是一种自然的类群。 例☐关于生物进化的叙述，不同学说有不同的观点。下列 (2)种群：生活在一定区 域的同种生物的全部个体叫 叙述与相关学说不符合的是( 作种群。如一片树林中的全 A.特创论认为，不同物种之间没有亲缘关系 部猕猴或一个湖泊中的所有 B.拉马克认为，各种适应性特征的形成源于用进废退和获得 醒鱼都可以看作一个种群。 性遗传 刀防错档案 C.达尔文认为，所有的生物由共同的祖先进化而来 判断两种生物个体是否 D.在达尔文之后，人们开始进行人工选择育种 属于同一物种的方法 解析]达尔文曾经别化了植物、鸽子和狗，经过短短几个世代 看两种生物个体间是否 的人工选择性育种，它们在体型上都发生了巨大变异。 存在生殖隔离：若两种生物个 答案D 体间存在生殖隔离，则为不同 物种：若不存在生殖隔离，则 易错点对两种生物个体是否属于同一物种的判断出错 为同一物种 ◆易错题下列生物都属于同一个物种的是( )。 举例：马可以和驴交配产 ①北京巴儿狗②德国猎犬③澳大利亚牧羊犬 ④狼 下骡子，这能否说明马和驴是 ⑤羊⑥西伯利亚雪橇犬⑦长颈鹿⑧豹 同一物种？不能，螺子是不育 A.①②③⑥B.①②③④C.②③④⑤⑦D.④⑤⑥⑦⑧ 的，即跟子相互交配不能产生 答案A 后代，这说明马和驴之间存在 生殖隔离，它们是两个不同的 正解展示(1)对生物类型不熟悉。可归为家犬一类的是 物种 ①②③⑥，④⑤⑦⑧分别属于其他不同的种类。 (2)对“物种”的概念认识不到位。同一物种的不同个体能 够交配并产生可育的后代。 刀命题情境司 细胞水平的进化证据 重难点2生物具有许多共同的特征，多重证据表明当今生物 研 化石中的古细 当今生物的 具有共同祖先 蔺和现代古如 1.生物体具有类型上的多样性和模式上的统一性 目 细胞代谢 酋站构 部有细胞壁、都通过呼吸作 (1)类型上具有巨大的多样性：已知现存的物种在200万种 细胞膜、细胞用产生ATP 以上，它们在形态、结构、功能、行为、生活方式等方面都有各自的 质、核糖体和桑维持生命 特点。 DNA 活动 156 第五章 生物的进化么 (2)模式上具有高度的统一性：每一个或大或小的生物类群， 续表 在个体、细胞或生物大分子等层次上，总会在一个或几个层次上 现代古细菌与 当今生物可 存在着统一的模式，它们具有许多共同的特征。 化石中的古细 能有共同的 2.比较解剖学证据 苗可能有亲缘 祖先 关系 (1)比较解剖学：研究比较脊椎动物的器官、系统的形态和结 当今生物有许多共同的特 构，可以为这些动物是否有共同祖先寻找证据。 征，比如都有能进行代谢、生 (2)比较解剖学证据： 结 长和增殖的细胞，细胞有共 论 比较内容 研究发现 结论 可的物质基础和结构基础 等，这是对生物有共同祖先 三种脊椎动物前肢和人的上肢骨骼 这4种前（上）肢骨骼的功 论点的有力支持 能不同，外形也有差别，但 得 其内部结构模式基本一致。 证明现有 的脊椎动 ③科学思维 例如都有肱骨、桡骨、尺骨、 腕骨、掌骨、指骨，骨的种类 物有共同 胚胎学证据—重演律 一致，从上到下的排列顺序 的祖先 重演律又叫生物发生律， 骗軀的贸鲸的第猫的前股入的上) 致 它的主要论点是生物在个体 3.生物由进化而来的统一性表现和证据 发有过程中，重演其祖先的发 有状态，例如蛙个体发有中的 分析层次 证据具体陈述 重演现象。 真核生物和原核生物之间存在统一性，如在真核细胞和原核 分子水平 细胞中，DNA、RNA、蛋白质等生物大分子的结构单体和连 蛙的个体 相当于其他生物类型 接方式是相同的，在细胞中的作用是相似的：所有生物共用 发方 代表蛙的系统发育) 套基本的遗传密码 受精卵 单细胞的原生生物 细胞水平 所有真核生物之间存在着统一性，如动物、植物、真菌的细胞 裳胚 球状群体的原生生物 结构十分相似 脊椎动物之间存在着统一性，如人的手臂、猫的前肢、鲸的前 原肠胚 腔肠动物，如水鹅 器官结构 鳍、蝙蝠的翼手等有相似的结构模式，在胚胎阶段，都从相同 三胚层的胚 三胚层动物，如涡 的组织发育而来 早期蝌蚪 春索动物，如文昌鱼 亲缘关系相近的生物，在结构和功能上具有统一性，如人、黑 个体水平 无腿的蝌 鱼类 猩猩、大猩猩、猩猩、长臂猿在结构和功能上有统一的模式 有腿的蝌蚪 有尾两柏类，如蝶螈 4.地层中陈列的证据一化石 成体 无尾两栖类 (1)化石的概念 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 易混易错 物或生活痕迹等。 痕迹器官 (1)刺和卷须：仙人掌的 遗体化石是指保存在地层里的古生物体本身，它是化石中数量最 遗体 多、最常见的一类，如恐龙化石、鱼类化石、植物化石以及西伯利亚 刺和豌豆的卷须都是由叶演 化石 的冻土层中发现的距今1万年前后的猛犸、琥珀里的昆虫等动物 变而成的，因此，从结构相似 化石 性来看，生物是由共同祖先演 遗物 遗物化石是指保留在沉积岩地层中的古代动物的粪便、卵以及人 化而来的。 化石 类祖先使用的工具等，如世界著名的白垩纪的恐龙蛋化石 遗迹 遗迹化石是古代动物活动时留下的痕迹，其中最主要的是足迹化 化石 石，如恐龙足迹化石 157 国避令手册高中生物学必修2遗传与进化Z父（渐江专用】 (2)化石的作用 (2)丧失作用仍然存在的 化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。 器官：如人的阑尾的存在揭示 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 人类是由有盲肠的动物进化 态、结构、行为等特征。例如，从动物的牙齿化石推测其饮食情 而来的：蛇类的残存四肢地揭 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 示它们的祖先是四足类动物： 推测其形态、结构和分类地位。 有的人耳轮后上部边缘仍然 5.胚胎学证据 长有一个名为达尔文结节的 (1)胚胎学：指研究动植物胚胎的形成和发育过程的学科。 小突起，这便是人类进化过程 (2)胚胎学证据： 中残留的痕迹器官之一。 研究内容 研究发现 结论 比较不同动物以及人的 自测 胚胎发育过程 人和其他脊椎动物胚胎在 支持人和其他脊椎 【题目】比较是生物学研 333383 发育早期都有相似的阶段， 动物有共同祖先的 究的重要方法，从科学家对马 都有鳃裂和尾，头部较大， 观点，同时也说明 身体弯曲，彼此不容易区 足进化历程的研究（如图所 一切脊椎动物都来 分。只是到了发育晚期，除 示)中，你不可能获得的信息 源于用鳃呼吸、有 鱼以外，其他动物的鳃裂都 尾的水栖祖先动物 是( 消失了，人的尾也消失了 乳代马：200万年前到现布 螈 草原古马：100万一1100万年韵 中马：3900万一3100万年前 例②尼安德特人是现代欧洲人祖先的近亲。2010年，尼安 始祖马：5500万-5000万仟甘 德特人基因组草图发布，基于尼安德特人基因组草图研究发现， A.腿骨结构大部分相同 除非洲人之外的欧亚大陆现代人均有1%~4%的尼安德特人基 B.足趾个数逐渐减少 因成分贡献。下列叙述错误的是( C,中足趾逐渐变得发达 A.基因组草图是研究生物进化最直接、最重要的证据 D.遗传物质基本相同 B.尼安德特人的消失是自然选择的结果 【答案D C.基因组草图属于分子水平上的证据 【提示】据图可知，从始祖 D.欧亚大陆现代人与尼安德特人之间存在一定的亲缘关系 马到现代马，腿骨结构大部分 解析化石是研究生物进化最直接、最重要的证据，A错误； 相同，足趾个数逐渐减少(4→ 自然选择决定生物进化的方向，尼安德特人的消失是自然选择的 3→1)，中足趾逐渐变得发达。 结果，B正确：基因组测序属于分子水平研究，因此基因组草图属 遗传物质DNA是分子水平研 于分子水平上的证据，C正确；研究发现，除非洲人之外的欧亚大 究的对象，主要存在于细胞核 陆现代人均有1%一4%的尼安德特人基因成分贡献，说明欧亚大 中，不能直接观察到，因此不能 陆现代人与尼安德特人之间存在一定的亲缘关系，D正确。 直接从图中获得的信息是遗传 答案A 物质基本相同，故选D。 158 第五章 生物的进化么 门02关键能力提孔。 关键点】对达尔文进化学说的理解 生存斗争不仅包括生物与无机环境之间 对达尔文自然选择学说内涵的理解可从 的剧烈斗争，还包括生物与生物之间的竞争。 以下四个方面进行。 达尔文进化论是以生物个体为研究对象的。 (1)选择的对象：从表面上看，自然选择是 启目力 对不同生物个体的选择，实质上是对个体所包 达尔文学说与拉马克进化学说的比较 含的变异进行选择。 比较 拉马克 项目 达尔文学说 (2)选择的因素：对生物的变异进行选择的 进化学说 因素是个体所处的自然环境。环境因素很多， 变异是不定向的，本来变异是定向的，环 变 有一种或几种因素起主导选择作用，如用农药 就有，环境和生物都不境和动物的意愿可 能决定生物变异的方向决定变异的方向 喷洒害虫，害虫大量死亡（不抗药性），少数害 适 有利变异·适者生存环境和动物的意愿 虫生存且繁殖后代（抗药性）。农药是这一变 别 环 不利变异→不适者被决定的变异都适应 化中的主导选择因素，它把群体中早已存在的 淘汰 环境 抗药个体与不抗药个体区分开来。农药只起 进 选择作用，把抗药性状保留下来，并通过繁殖 自然选择决定 生物自身决定 高 传给下一代，使抗药性状在下一代某些个体中 得以积累和加强 承认生物非神所造，而是由更古老的生物 联系 进化而来，即由简单到复杂、由低等到高等 (3)选择的手段：自然选择是通过生存斗争 进化而来，且都是“渐变"的结果 来实现的。通过生存斗争，少数具有有利变异 的生物个体生存下来，从而完成一次自然选 例①(2024·浙江杭州二中测试)下列关 择。生存斗争对某些个体（不适者）的生存不 于生物进化理论的叙述，错误的是( 利，但对种群的生存是有利的，并推动生物界 A.拉马克认为生物各种适应性特征的形 的进化。 成都是由于用进废退和获得性遗传 (4)选择的结果：适者生存、不适者被淘汰 B.达尔文认为生存斗争是生物进化的动 是自然选择的结果，生物产生的不定向变异由 力和选择手段，适者生存是自然选择的结果 自然选择决定其生存或淘汰。自然选择只选 C.达尔文的自然选择学说的优点是能很 择与环境相适应的变异类型，通过多次选择， 好地解释物种大爆发等现象 使生物的微小有利变异通过繁殖遗传给后代， D.从以生物个体为单位发展到以种群为 逐代积累和加强，使生物更好地适应环境，并 基本单位是现代生物进化理论的进步 朝着特定的方向发展，久而久之，产生了适应 解析拉马克提出了生物各种适应性特征 环境的生物新类型。 的形成都是由于用进废退和获得性遗传，A正 自然选择和变异的方向不一定是相同的， 确：达尔文的自然选择学说中，生存斗争是生 变异为自然选择提供原材料，变异是不定向 物进化的动力，最终会造成适者生存的现象，B 的，自然选择是定向的。 正确：达尔文的自然选择学说不能很好地解释 159 国雕手细高中生物学必修2遗传与进化 2X(浙江专用) 物种大爆发的现象，C错误；现代生物进化理论 地层 形成化石的生物 实现了从以生物个体为单位发展到以种群为 甲地层 恐龙、始祖鸟、龟 基本单位的进步，D正确。 乙地层 马、象、犀牛 [答案C 丙地层 三叶虫、乌贼、珊瑚虫 易错点 A丙、甲、乙 B.乙、甲、丙 没有认识到生物进化中，地球上的生物 C.甲、乙、丙 D.乙、丙、甲 并不都是越来越高等 答案A (1)有些生物在生活环境方面的进化方 防错案 向不是由水生到陆生，而是向水生方向进 在越古老的地层中，挖掘出的化石所代 化，如海洋中的哺乳动物，它们的体形向适 表的生物结构越简单，分类地位越低等：在距 于游泳的方向进化。 今越近的地层中，挖掘出的化石所代表的生 (2)尽管生物在不断地进化，但许多简 物结构越复杂，分类地位越高等。甲地层，始 单、低等的生物并没有在进化过程中消失， 祖鸟属于古代爬行类向乌类进化的过渡类， 而是一直生存下来，主要原因是这些简单、 这些动物较高等，因此地质年代较近；乙地 低等的生物能够适应生活环境的不断变化。 层，马、象、犀牛属于哺乳动物，这些动物最高 ◆易错题某化石采集队在甲、乙、丙三 等，因此地质年代最近；丙地层，珊瑚虫属于 个不同地层内挖掘到许多化石，记录如下 腔肠动物，乌贼是软体动物，这些动物都比较 表。由此可初步推断这些地层按地质年代 低等，因此地质年代最远。故这些地层按地 由远到近排列应是( )。 质年代由远到近排列应是丙、甲、乙。 03-常者考向聚焦。 考向点1生物进化的分子水平证据 A.表中数据为生物进化提供了分子水平 例1(2023·浙江6月选考)不同物种体 的证据 内会存在相同功能的蛋白质，编码该类蛋白质 B.猩猩出现的时间早于大猩猩、黑猩猩 的DNA序列以大致恒定的速率发生变异。猩 C.人类、黑猩猩、大猩猩和猩猩具有共同 猩、大猩猩、黑猩猩和人体内编码某种蛋白质 的祖先 的同源DNA序列比对结果如下表，表中数据 D.黑猩猩和大猩猩的亲缘关系比黑猩猩 表示DNA序列比对碱基相同的百分率。 与猩猩的亲缘关系远 大猩猩 黑猩猩 人 题源探案教材PI23:DNA是遗传信息的 载体，蛋白质充当酶的角色。 猩猩 96.61% 96.58% 96.70% 解析]同源DNA序列的比对是在分子水 大猩猩 98.18% 98.31% 平上进行的研究，为生物进化提供了分子水平 黑猩猩 98.44% 的证据，A正确；根据题干可知，不同物种体内 下列叙述错误的是( 会存在相同功能的蛋白质，编码该类蛋白质的 160 第五章 生物的进化么 DNA序列以大致恒定的速率发生变异，人在 从分子水平上研究生物进化的证据。其中， 进化中出现是最晚的，而猩猩的碱基和人类相 rDNA(编码核糖体RNA的基因)的碱基序列 同的百分率是最小的，说明猩猩出现的时间早 在不同生物类群中的相似性就是一个重要的 于大猩猩、黑猩猩，B正确；多重证据表明，当今 分子水平证据。由于DNA在所有生物中都 生物具有共同的祖先，C正确：黑猩猩和大猩猩 存在且功能相似，因此其碱基序列的相似性可 的碱基相同率是98.18%，黑猩猩与猩猩的碱基 以反映不同生物之间的亲缘关系和进化历程。 相同率是96.58%，因此黑猩猩和大猩猩的亲缘 因此D符合题意。 关系比黑猩猩与猩猩的亲缘关系近，D错误。 答案D 答案D 例3(2024·浙江1月选考)痕迹器官是 方品快 生物体上已经失去用处，但仍然存在的一些器 生物进化的分子水平证据 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 某段同源DNA 人与不同生物的细胞色素c的 基因组 氨基酸序列的差异个 盲肠已经极度退化，完全失去了消化功能。据 项 人与人与 人与 黑 响金 此分析，下列叙述错误的是( )。 猩 猕 果天链酵 猩猩长臂猿黑猩猩 蛇鱼 A.后肢退化痕迹的保留说明鲸和海牛起 源于陆地动物 异 2.4%5.3% 3% 1113142127314344 B.人类的盲肠退化与进化过程中生活习 人与黑猩猩、猕猴的亲缘关系 人与类人猿亲缘关 性的改变有关 论 较近，而与昆虫和真菌的亲缘 系较近 关系较远 C.具有痕迹器官的生物是从具有这些器 不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的共同点 官的生物进化而来的 结 揭示当今生物有着共同的原始祖先，其差异的大小 D.蚯蚓没有后肢的痕迹器官，所以和四足 8 则揭示了当今生物种类亲缘关系的远近，以及它们 动物没有共同祖先 在进化史上出现的顺序 题源探索教材P122:图5-1，图5-2。 注：细胞色素©是细胞中普遍含有的一种蛋白质，约有 教材P123:图53，图54. 104个氨基酸，其氨基酸序列每2000万年才发生1%的 改变。 解析陆地动物具有灵活的后肢，鲸和海 牛后肢退化痕迹的保留，说明它们可能起源于 考向点2生物具有共同的祖先 陆生动物，A正确；人类的盲肠退化可能是由 例2(2024·浙江6月选考)在酵母菌、植 于生活习性的改变，不需要盲肠进行消化而导 物、昆虫等不同生物类群中，DNA(编码核糖 致其退化，B正确：生物具有痕迹器官说明这些 体RNA的基因)的碱基序列大部分是相同的。 器官在这些生物中存在过，也说明该生物是从 这一事实为“这些不同生物类群具有共同祖 具有这些器官的生物进化而来的，C正确；蚯蚓 先”的观点提供了()。 没有后肢的痕迹器官，也可能有其他痕迹器官 A.化石证据 B.比较解剖学证据 和四足动物类似，也可能是和四足动物类似的 C.胚胎学证据 D.分子水平证据 痕迹器官在进化中消失，所以蚯蚓没有后肢的 題源探索教材P122:图52，结构相似但外 痕迹器官不能说明蚯蚓和四足动物没有共同 形和功能各不相同的器官比较。 祖先，D错误 解析]随着分子生物学的发展，人们开始 答案D 161