第22讲 生物的进化-【名师大课堂】2025年高考生物艺术生总复习必备（word教师用书）

第22讲　生物的进化 考点一　生物有共同祖先的证据 1．化石证据 （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）事实证据 ①人和猿头骨在结构上十分相似。 ②始祖鸟介于爬行动物和鸟类之间。 （3）生物化石在地壳中的分布规律 生物化石在地层里的出现是有一定顺序的。越简单、越低等的生物化石总是出现在越古老的地层里，　越复杂、越高等　的生物化石则出现在越新近的地层里。 （4）得出结论：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。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．比较解剖学证据 （1）概念：研究比较脊椎动物的　器官、系统　的形态和结构。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人的上肢、猫的前肢、鲸的鳍、蝙蝠的翼是同源器官。 ②马铃薯的块茎、葡萄的卷须都属于变态茎。 ③豌豆的卷须、小檗的刺都是变态叶。 （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的环境中，朝着不同的方向进化发展，其结构适应不同的功能，因而产生形态上的差异。 3．胚胎学证据 （1）概念：胚胎学是指研究动植物胚胎的形成和发育过程的学科。比较不同动物以及人的　胚胎发育　过程，可以看到进化的蛛丝马迹。 （2）事实证据 人和鱼的胚胎在发育早期会出现　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。 （3）得出结论 胚胎发育过程的相似性说明人和其他脊椎动物之间存在着　亲缘关系　。亲缘关系相近的生物的发育过程有着相同的发育阶段。 4．细胞生物学证据 （1）事实证据 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，把光能转化为稳定的化学能，将无机物转化为储藏能量的有机物。 （2）得出结论 ①现存生物不但在结构上具有统一性，而且　在新陈代谢　等方面具有许多共同的特征。 ②现存的生物都是由共同祖先进化而来的，存在着或远或近的亲缘关系。 5．分子生物学证据 （1）事实证据 ①DNA分子水平：大多数现存生物的遗传物质都是DNA，而且它们的DNA在　组成　、　结构　和　功能　上有许多共同之处，不同生物的DNA在行使功能时也有许多相似之处。 ②基因水平：人类与猩猩、恒河猴和兔的血红蛋白基因中部分　碱基序列　有一定的相似性。 ③蛋白质分子水平：不同生物细胞色素c的　氨基酸　序列存在很高的相似度。 （2）得出结论 ①不同生物之间的特定DNA序列都有一定的相似性。亲缘关系越近的生物，其DNA序列的相似性　越高　。 ②不同生物之间特定的蛋白质中的　氨基酸　序列相似度与生物之间的亲缘关系密切相关。 [学以致用] 诊断常考语句，澄清易错易混 1．（必修2　P100）达尔文的生物进化论主要由共同由来学说和获得性遗传两大学说组成。（　×　） 2．（必修2　P100）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。化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。（　√　） 3．（必修2　P101）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。（　×　） 4．（必修2　P104）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。（　√　） 5．（必修2　P107）达尔文认为适应的来源是可遗传的变异，适应是自然选择的结果。（　√　） 6．（必修2　P108）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。（　√　） 7．（必修2　P109）从以种群为单位，发展到以生物个体为基本单位，形成了以自然选择为核心的现代生物进化理论。（　×　） 8．（必修2　P111）在一个种群基因库中，某个基因占全部基因数的比值，叫作基因频率。（　×　） 9．（必修2　P112）基因突变产生的等位基因，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，从而使种群中出现多种多样可遗传的变异类型。（　√　） 10．（必修2　P116）地理隔离和生殖隔离都是指不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象，这里统称为隔离。（　√　） 11．（必修2　P119）捕食者的存在对被捕食者有害无益。（　×　） 12．（必修2　P121）协同进化是指同种生物之间、生物与非生物环境之间在相互影响中不断进化和发展。（　×　） 13．（必修2　P121）生物多样性包括个体多样性、物种多样性和生态系统多样性。（　×　） 阐述基本原理，突破长句表达 1．（源于必修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　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．（源于必修2 P103思考·讨论）人和类人猿在DNA的碱基序列方面高度接近说明　人和类人猿有共同的祖先，并且亲缘关系很近　。不同生物的细胞色素c中氨基酸序列的差异大小不一表明　现存各种生物有着或远或近的亲缘关系，差异大说明亲缘关系远，反之则近　。 同时也能反映　各种生物在进化史上出现的顺序　。 1．说明生物有共同祖先的其他证据 （1）绝大多数生物的遗传物质都是核酸。 （2）遗传信息传递都遵循中心法则。 （3）遗传信息传递过程都遵循碱基互补配对原则。 （4）生物都共用同一套遗传密码子。 （5）具有生命系统的细胞都具有生物膜（如细胞膜），且细胞膜都是以磷脂双分子层为基本支架。 2．理解“化石是研究生物进化最直接的证据” 通过研究化石及其在地层中出现的先后顺序，人们能够比较直观地了解生物进化的大致历程和规律，因此化石是研究生物进化最直接的证据。 3．对人的上肢、猫的前肢、鲸的鳍和蝙蝠的翼在结构上相似性的分析 （1）人的上肢、猫的前肢、鲸的鳍和蝙蝠的翼，从外形来看，这些器官很不相同，但是比较它们的内部结构，却基本上一致，它们都是由肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨组成，排列的方式也基本一致。在进化过程中，由于它们生活环境的不同，为适应不同的生活环境，这些器官逐渐出现了形态和功能上的不同。 （2）这些器官结构上的相似性可以说明，这些生物都是由共同的原始祖先进化而来的。 4．对人、鱼、龟和鸡胚胎发育的相同或相似性的分析 人、鱼、龟和鸡胚胎发育的相同或相似性说明，高等脊椎动物是从古代的某些低等脊椎动物进化而来的，也就是说，脊椎动物和人都是由共同的古代原始祖先进化而来的，所以它们的胚胎在发育初期十分相似。古代脊椎动物共同的原始祖先生活在水中，所以陆生脊椎动物和人在胚胎发育过程中会出现鳃裂。人是从有尾的动物进化而来的，所以在胚胎发育的过程中会出现很明显的尾。 [真题真练] （2024·浙江卷）在酵母菌、植物、昆虫等不同生物类群中，rDNA（编码核糖体RNA的基因）的碱基序列大部分是相同的。这一事实为“这些不同生物类群具有共同祖先”的观点提供了（　D　） 　　　　　　　　　　　　　　　　 A．化石证据 B．比较解剖学证据 C．胚胎学证据 D．分子水平证据 解析：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的亲缘关系的远近，以及它们在进化史上出现的顺序。rDNA（编码核糖体RNA的基因）的碱基序列大部分是相同的，属于分子水平的证据，D符合题意。故选D。 考点二　现代生物进化理论 1．适应 （1）含义：一是生物的　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）特点：普遍性、相对性。 2．拉马克的进化学说 （1）内容：　用进废退　和　获得性遗传　是生物进化的原因，生物是由低等到高等逐渐进化的。 （2）意义：否定了神创论和　物种不变论　 3．达尔文自然选择学说 4.现代生物进化理论 （1）与达尔文进化理论基本观点的比较 达尔文进化理论 共同点 现代生物进化理论 ①进化局限于“个体”水平 ②自然选择源于过度繁殖和生存斗争 ③未就遗传、变异本质以及自然选择的作用机理作出科学解释 ①变异是进化的原材料 ②自然选择 决定生物进化的方向 ③解释生物的多样性和适应性 ①进化的基本单位是种群 ②生物进化的实质是种群基因频率 的改变 ③突变和基因重组为生物进化提供原材料 ④隔离导致新物种的形成 （2）种群和物种的比较 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。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，并产生可育后代的一群生物 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 联系 ①一个物种可以包括许多种群； ②同一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，进而形成多个新物种 （3）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，使得种群间不能进行基因交流的现象 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 自然条件下种群间不进行基因交流 不进行基因交流 联系 ①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； ②一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； ③只有地理隔离不一定形成生殖隔离，但能产生亚种； ④　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 （4）物种形成与生物进化的比较 内容 物种形成 生物进化 标志 　生殖隔离　出现 　基因频率　改变 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　才能形成新物种； ②　进化　不一定产生新物种，新物种产生一定存在　进化　 （5）物种形成的过程 ①物种形成的三个环节：突变和基因重组、　自然选择　、隔离。 ②物种形成的标志：　生殖　隔离。 ③物种形成的方式：　渐变式　和骤变式。 [学以致用] 诊断常考语句，澄清易错易混 1．拉马克认为生物的适应性特征的形成是用进废退和获得性遗传的结果（　√　） 2．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（　×　） 3．抗生素的滥用会使细菌产生抗药性的原因是抗生素诱发细菌产生基因突变，使细菌中出现抗药性强的个体（　×　） 4．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（　×　） 5．生物进化的内因是生存斗争（　×　） 阐述基本原理，突破长句表达 源于必修2 P108思考·讨论 1．拉马克观点解释长颈鹿脖子长的原因是　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）　。 2．达尔文观点解释长颈鹿脖子长的原因是　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　。 3．（必修2 P112“知识链接”）染色体数目变异和结构的变异都能引起种群基因频率的变化吗？为什么？ 　提示：都能。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，染色体结构的变异也会引起种群基因频率的变化。　 4．（必修2 P119小字）美国生态学家斯坦利提出的“收割理论”是指　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　。 1．现代生物进化理论的理解 如图表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程，请分析作答。 （1）图中X、Y、Z分别表示突变和基因重组、自然选择、隔离。 （2）小岛上蜥蜴原种全部个体的总和称为种群，是生物进化的基本单位。 （3）自然选择使基因频率定向改变决定生物进化的方向。 （4）生殖隔离的出现是蜥蜴新种形成的标志，其新种全部个体所有的基因的总和称为蜥蜴新种的基因库 【总结提升】　现代生物进化理论概念图 2．物种形成的三种典型模式 （1）渐变式 （2）爆发式 物种A杂种植物异源多倍体物种B 物种的形成主要是由异源多倍体以染色体变异的方式形成新物种，一出现可以很快形成生殖隔离（基因频率改变）。 （3）人工创造新物种 通过植物体细胞杂交（如番茄－马铃薯）、多倍体远缘杂交（如甘蓝－萝卜）、多倍体育种（如八倍体小黑麦）等方式创造新物种。 [真题真练] （2024·河北卷）地中海沿岸某陆地区域为控制蚊子数量，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。下列分析正确的是（　B　） A．在区域A中，该种蚊子的Est基因频率发生不定向改变 B．随着远离海岸线，区域A中该种蚊子Est基因频率的下降主要由迁入和迁出导致 C．距海岸线0～60 km区域内，蚊子受到杀虫剂的选择压力相同 D．区域A中的蚊子可快速形成新物种 解析：每年在距海岸线0～20 km范围内（区域A）喷洒杀虫剂，由于杀虫剂的选择作用，在区域A中，该种蚊子的Est基因频率发生定向改变，A错误；某种蚊子的Est基因与毒素降解相关，随着距海岸线距离的增加，杀虫剂的选择作用减弱，推测区域A中（喷洒杀虫剂）该种蚊子Est基因频率的下降主要由迁入和迁出导致，B正确；距海岸线0～60 km区域内，杀虫剂的选择作用大小不同，蚊子受到杀虫剂的选择压力不同，C错误；区域A中蚊子形成新物种需要漫长的时间，不能快速形成新物种，D错误。 考点三　基因频率及基因型频率的计算 1．种群的基因库的概念：一个种群中　所有　个体所含有的　全部基因　。 2．基因频率和基因型频率 （1）基因频率：一个种群基因库中，某个基因占全部　等位基因　数的比值。 基因频率＝×100% （2）基因型频率：一个种群中，某基因型个体占　全部个体　总数的比值。 基因型频率＝×100%。 （3）生物进化的实质是种群　基因频率　的改变。 （4）基因型频率改变，基因频率　不一定　（填“一定”或“不一定”）改变。 [学以致用] 诊断常考语句，澄清易错易混 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．突变具有低频性，不能为生物进化提供原材料（　×　） 5．有害突变不能成为生物进化的原材料（　×　） 6．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（　×　） 7．自然选择决定生物变异和进化的方向（　×　） 8．生物进化的实质是种群基因型频率的改变（　×　） 9．细菌在抗生素的诱导作用下产生了抗药性基因（　×　） 10．生物进化一定会形成新物种（　×　） 11．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（　×　） 阐述基本原理，突破长句表达 （源于必修2 P117思考·讨论）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。 　　　　　　　　　　　　　　　　 1．已知调查的各种基因型的个体数，计算常染色体上基因频率 A＝×100% a＝×100% A、a为基因，AA、Aa、aa为三种基因型个体数。 2．已知基因型频率求基因频率（以常染色体上一对等位基因A、a为例） 一个等位基因的频率＝该等位基因纯合子的频率＋1/2×杂合子的频率，如A＝ AA＋ 1/2Aa；a＝aa＋ 1/2Aa。 3．已知调查的各种基因型的个体数，计算性染色体上基因频率（以常染色体上一对等位基因A、a为例） p＝×100% q＝×100% （p为XA的基因频率，q为Xa的基因频率，N为个体数） 4．利用遗传平衡公式，由基因频率计算基因型频率 （1）成立前提：①种群非常大；②所有雌、雄个体之间自由交配；③没有迁入和迁出；④没有自然选择；⑤没有基因突变等。 （2）计算公式 当等位基因只有一对（A、a）时，设p表示A基因的频率，q表示a基因的频率，则基因型AA的频率为p2，Aa的频率为2pq，aa的频率为q2。如果一个种群达到遗传平衡，其基因型频率应符合：p2＋2pq＋q2＝1。 （3）当已知基因型aa的频率为x时，则a的基因频率为，A的基因频率为1－。AA基因型频率为（1－）2；Aa基因型频率为[2··（1－）]。 [真题真练] （2024·江西卷）某水果的W基因（存在多种等位基因）影响果实甜度。研究人员收集到1000棵该水果的植株，它们的基因型及对应棵数如下表。据表分析，这1000棵植株中W1的基因频率是（　A　） 基因型 W1W2 W1W3 W2W2 W2W3 W3W4 W4W4 棵数 211 114 224 116 260 75 A.16.25% B．32.50% C．50.00% D．67.50% 解析：根据基因频率计算的公式可得：W1的基因频率＝（211＋114）×÷1 000＝16.25%，A符合题意。故选A。 考点四　协同进化与生物多样性的形成 1．协同进化 （1）含义 （2）实例 （3）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　。 2．生物多样性的形成 （1）生物多样性的三个层次 （2）形成过程 （3）生物进化的总趋势 简单→复杂，低等→高等，水生→　陆生　，无氧→　有氧　，原核生物→真核单细胞生物→多细胞生物，无性生殖→　有性　生殖。 3．生物进化理论在发展 （1）现代生物进化理论的内容 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。 ④　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。 ⑤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。 ⑥生物多样性的形成是　协同进化　的结果。 （2）生物进化理论在发展 ①有些学者的研究表明，大量的基因突变是　中性　的，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　。 ②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。 [学以致用] 诊断常考语句，澄清易错易混 1．捕食者的存在有利于增加物种多样性（　√　） 2．协同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的（　×　） 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．生物多样性的形成也就是新物种不断形成的过程（　×　） 阐述基本原理，突破长句表达 （源于必修2 P120图6－13）分析生物进化历程，归纳生物进化的趋势：　简单→复杂，低等→高等，水生→陆生，异养→自养，厌氧→好氧，原核生物→真核生物，单细胞生物→多细胞生物，无性生殖→有性生殖　。 1．协同进化的类型和实例 协同进化的类型 举例 不同物种之间 有细长的吸管似的口器的蛾与长花距的兰花 捕食 猎豹捕食羚羊；羊吃草 寄生 粘液瘤病毒和兔子 竞争 农作物和杂草 生物与无机 环境之间 地球最早为无氧环境→厌氧生物→光合生物出现→空气中有了氧气→出现好氧生物 2．生物多样性三个层次之间的联系 [真题真练] （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（　B　） 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 解析：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，即增加了水稻的遗传多样性，A正确；黑猩猩与人类在基因上的相似程度达到96%以上，只能表明人类和黑猩猩的较近的亲缘关系，由于客观环境因素的改变，黑猩猩不能进化成人类，B错误；新物种形成意味着生物能够以新的方式适应环境，为其发展奠定了基础，所以生物类型和适应方式的增多，C正确；生物与生物之间有密切联系，自然界中的动物和其他动物长期生存与发展的过程中，形成了相互依赖，相互制约的关系，生物多样性是协同进化的结果，D正确。故选B。 要语必背 1．(必修2 P100)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．(必修2 P110)种群：生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。 3．(必修2 P111)基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。 4．(必修2 P111)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。 5．(必修2 P116)物种：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。 6．(必修2 P116)隔离：是指不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。 7．(必修2 P116)地理隔离：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。 8．(必修2 P121)协同进化：不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。 学科网（北京）股份有限公司 $$