（高一）专题8 生物进化知识串讲-2024-2025学年高中生物期末重难点复习攻略

专题8  生物进化 一、生物进化理论 1．生物有共同祖先的证据 化石 为生物进化提供了直接的证据， 比较解剖学 、 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。 2．自然选择与适应的形成 (1)适应的普遍性和 相对 性 (2)适应是自然选择的结果 ①拉马克进化学说 a．主要观点： 地球上所有生物都不是神造的，而是由更古老的生物进化来的，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．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 a．解释模型： 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。 b．进步意义： 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。 揭示了生物界的 统一性 是由于所有的生物都有 共同祖先 。 科学地解释了生物的 多样性和适应性 是进化的结果。 c．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．以自然选择学说为核心的现代生物进化理论 (1)物种和隔离 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 (2)隔离在物种形成中的作用 ①新物种形成的过程 ②结论：隔离是物种形成的 必要 条件。 (3)协同进化 (4)生物多样性的形成 (5)生物进化理论在发展 ①现代生物进化理论：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 ，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：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。 二、基因频率相关计算 题型1　常染色体上基因频率的计算 1．已知各种基因型的个体数，计算基因频率 某基因频率＝×100% PA＝×100% Pa＝×100% (A、a为基因，AA、Aa、aa为三种基因型个体数) 2．已知基因型频率计算基因频率 设有N个个体的种群，AA、Aa、aa的个体数分别为n1、n2、n3，A、a的基因频率分别用PA、Pa表示，AA、Aa、aa的基因型频率分别用PAA、PAa、Paa表示，则： PA＝＝＝PAA＋PAa Pa＝＝＝Paa＋PAa 由以上公式可以得出下列结论： 某等位基因的频率＝该等位基因纯合子的频率＋1/2杂合子的频率。 题型2　性染色体上基因频率的计算 1．计算公式(p为XA的基因频率，q为Xa的基因频率) p＝×100%； q＝×100%。 2．例析说明 遗传平衡时位于X染色体上的基因的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，但男性与女性的发病率不同。 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 注：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%。 题型3　利用遗传平衡定律求基因型频率 1．前提条件：①种群非常大；②所在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。 2．计算公式：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 基因型AA的频率＝p2； 基因型Aa的频率＝2pq； 基因型aa的频率＝q2。 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－)。 三、自然选择对种群基因频率变化的影响 1．提出问题 桦尺蛾种群中s基因(决定浅色性状)的频率为什么越来越低呢？ 2．作出假说 黑褐色的生活环境不利于浅色桦尺蛾的生存，却对黑色桦尺蛾有利，因此环境的选择作用使该种群中s基因的频率越来越低，即自然选择可以使种群的基因频率发生定向改变 。 3．创设数字化问题情境 1870年，桦尺蛾种群的基因型频率为Ss10%，Ss20%，ss70%。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10%，黑色个体每年增加10%。第2～10年间，该种群每年的基因型频率各是多少？每年的基因频率是多少？(提示：不同年份该种群的个体总数可能有所变化) 4．根据基因型频率计算每年基因频率，将结果写在下表中。 计算项目 第1年 第2年 第3年 基因型频率 个数 占比 存活个数 占比 存活个数 占比 SS 10 10% 11 11.5% 12 13% Ss 20 20% 22 22.9% 24 26% ss 70 70% 63 65.6% 57 61% 基因频率 S 20% 23% 26% s 80% 77% 74% 5．实验结论 结论： 自然选择会使种群基因频率发生定向改变 。 四、探究抗生素对细菌的选择作用 1．实验原理 一般情况下，一定浓度的抗生素能 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．实验步骤 步骤1 分组、编号、做标记 用记号笔在培养皿的底部画两条 相互垂直 的直线，将培养皿分为4个区域，分别标记为①～④ 步骤2 接种 取少量 细菌的培养液 ，用无菌的涂布器(或无菌棉签)均匀地涂抹在培养基平板上 步骤3 自变量控制 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 步骤4 培养 将培养皿倒置于37 ℃的恒温箱中培养12～16 h 步骤5 因变量观测 观察培养基上纸片附近是否出现 抑菌圈 ，并测量、记录抑菌圈的直径，并取平均值 步骤6 重复实验 从 抑菌圈边缘 的菌落上挑出细菌，接种到已灭菌的液体培养基中培养，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 3．实验结果 与区域①相比，区域②③④纸片周围会出现抑菌圈；②③④区域抑菌圈的平均直径 逐代越来越小 。 4．实验结论 (1)细菌耐药性的出现是发生了 可遗传的变异 。 (2) 抗生素的选择作用 导致了耐药菌比例的逐渐升高。 1．自然选择学说与现代生物进化理论的比较 2．物种形成的三大模式 3．物种形成与生物进化的不同 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 4．明辨进化的四个易错点 (1)突变≠基因突变。“突变”不是基因突变的简称，而是包括“基因突变”和“染色体变异”。 (2)变异先于环境选择。农田喷施农药杀灭害虫，在喷施农药之前，害虫中就存在抗农药的突变个体，喷施农药仅杀灭了不抗药的个体，抗药的个体存活下来。农药不能使害虫产生抗药性变异，只是对具有抗药性个体进行了选择。 (3)能产生后代≠同一物种。两个个体能够交配产生后代，子代有可能高度不育，如马和驴，即虽然能够产生子代，但子代不育，因此马和驴是两个物种。 (4)物种的形成不一定都需要经过地理隔离，如多倍体的产生。但物种的形成必须经过生殖隔离，生殖隔离才是物种形成的标志。 1．下列关于生物进化证据和结论的说法，错误的是（    ） A．“生物都有共同的祖先”证据之一是所有生物的生命活动都是靠能量驱动的 B．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、结构等特征 C．不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的差异可揭示物种亲缘关系的远近 D．脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段，说明人与其他脊椎动物有共同的祖先 2．中国国宝大熊猫曾经分布比较广泛，也曾形成一些旁枝，如葛氏郊熊猫，但如今有许多种类已经灭绝。大熊猫最初是吃肉的，现在主要以竹子为食，但牙齿和消化道还保持原样，仍然属于食肉目。依据达尔文的自然选择学说，下列有关分析错误的是（    ） A．大熊猫仍保持食肉的特征，表明生物的性状可以遗传 B．由肉食转为素食，表明在原始熊猫种群中存在定向变异 C．大熊猫的祖先分布广泛，表明其具有一定的繁殖能力 D．大熊猫最终选择以竹子为食是自然选择和适者生存的结果 3．孔雀花鳉的雄性个体的体长显著小于雌性个体，且雄性个体的尾部和尾鳍有变化多端的彩色斑纹，其主要天敌是矛丽鱼；溪鳞鱼会捕食幼年孔雀花鳉，但其捕食效率较低。为了研究孔雀花鳉斑点形成的机制，科学家做了如下实验：从矛丽鱼和孔雀花鳉共同栖息的溪流中，转移出孔雀花鳉，并将其饲养在没有矛丽鱼、溪鳞鱼的环境中，六个月后，先后向其中引入矛丽鱼、溪鳞鱼，连续统计每条鱼的平均斑点数并记录，结果如图所示。下列叙述错误的是（    ）    A．雄性孔雀花鳉斑点数变化与捕食关系引发的变异有关 B．交配成功率差异造成的繁殖成功率不同自然选择就发生作用 C．雄性孔雀花鳉进化的实质是控制斑点数目基因的基因频率的定向改变 D．雄鱼的斑点数由其伴侣选择压力和捕食压力共同决定 4．假设羊毛的黑色（B）、白色（b）由一对位于常染色体上的等位基因控制，一个随机交配多代的羊群中，B和b的基因频率各占一半，现需对羊群进行人工选择，逐代淘汰白色个体。下列说法正确的是（    ） A．淘汰前，该随机交配多代的羊群中黑色个体数量与白色个体数量相等 B．淘汰前，随着交配代数增加，羊群中纯合子的比例减小 C．白色羊至少要淘汰2代，才能使b基因频率下降到25% D．随着淘汰代数的增加，羊群中基因型Bb的频率逐渐增加 5．某种兰花细长的花距底部分泌花蜜，主要由采蜜蛾类为其传粉。多年后发现，在某地其传粉者从采蜜蛾类逐渐转变为采油蜂类。进一步研究发现，花距中花蜜大量减少，而二乙酸甘油酯(一种油脂类化合物)有所增加。下列分析错误的是（    ） A．该种兰花是通过基因指导有关酶的合成，进而控制花距中分泌物的合成 B．该兰花种群中花距分泌物有关基因频率的改变可能与传粉动物变换有关 C．兰花花距中不同种类分泌物含量的变化，是不同种兰花形成的必要条件 D．该种兰花与采油蜂之间在相互影响下不断进化和发展，体现了共同进化 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．A 【分析】生物有共同祖先的证据：化石，比较解剖学证据，胚胎学证据，细胞和分子水平的证据。 【详解】A、并不是所有生命活动均靠能量驱动的，生命活动的能量驱动在生物界具有共性，但是无法由此证明“生物都有共同的祖先”，A错误； B、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，B正确； C、不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的差异可揭示物种亲缘关系的远近，物种亲缘关系越近，DNA和蛋白质等生物大分子的差异越小，C正确； D、脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段，这属于胚胎学证据，说明人与其他脊椎动物是由共同的祖先进化而来的，D正确。 故选A。 2．B 【分析】现代进化理论的基本内容是：①进化是以种群为基本单位，进化的实质是种群的基因频率的改变。②突变和基因重组产生进化的原材料。③自然选择决定生物进化的方向。④隔离导致物种形成。 【详解】A、分析题意可知，大熊猫最初是吃肉的，大熊猫仍保持食肉的结构特征，这反映在进化过程中，生物的性状可以遗传，A正确； BD、生物的变异是不定向的，自然选择决定生物进化的方向，大熊猫由肉食转为素食，最终选择以竹子为食，是自然选择和适者生存的结果，B错误，D正确； C、大熊猫的祖先曾经广泛分布，数量众多，这表明其具有一定的繁殖能力，能产生较多的子代，C正确。 故选B。 3．A 【分析】由图中曲线可知，无天敌时孔雀花鳉的斑点数逐渐增加，加入矛丽鱼后孔雀花鳉的斑点数逐渐减少，加入溪鳞鱼后孔雀花鳉的斑点数增加更快，并到达某个最大值，保持恒定。 【详解】A、雄性孔雀花鳉斑点数的变异原本就存在，捕食关系导致基因频率的定向改变，A错误； B、雄性孔雀花鳉斑点数影响交配成功率，造成繁殖成功率的不同，引起基因频率的定向改变，自然选择由此发生作用，B正确； C、生物进化的实质是基因频率的定向改变，C正确； D、交配时伴侣选择和天敌捕食的选择，共同决定雄鱼的斑点数，D正确。 故选A。 4．C 【分析】由题意可知，淘汰前，B和b基因的频率均为1/2，则在该种群中bb的频率为1/2×1/2=1/4，BB的频率为1/2×1/2=1/4，Bb的频率为2×1/2×1/2=1/2。因此，黑色个体的频率为3/4，白色个体的频率为1/4。 【详解】A、由题意可知，淘汰前，B和b基因的频率均为1/2，则在该种群中bb的频率为1/2×1/2=1/4，BB的频率为1/2×1/2=1/4，Bb的频率为2×1/2×1/2=1/2。因此，黑色个体的频率为3/4，白色个体的频率为1/4，即淘汰前，该羊群中黑色个体数量与白色个体数量不相等，A错误； B、淘汰前，由于种群是随机交配的种群，基因频率不变，不管交配多少代，羊群中纯合子的比例均不变，即1/2，B错误； C、淘汰前，B和b的基因频率均为1/2，Bb的频率为1/2，白色个体的频率1/4。淘汰白色个体后，基因型BB的频率为1/3，Bb的基因频率为2/3，此时种群中B基因的频率为（2×1/3+2/3）/2=2/3，b基因的频率为1-2/3=1/3。黑色个体随机交配，下一代个体中Bb基因型的频率为2×1/3×2/3=4/9，bb（白色个体）基因型的频率为1/3×1/3=1/9，BB基因型的频率为2/3×2/3=4/9。淘汰白色个体，Bb基因型的频率为4/9/(1-1/9)=1/2，BB基因型的频率为1-1/2=1/2，种群中B基因的频率为（2×1/2+1/2）/2=3/4，b基因的频率为1-3/4=1/4=25%，C正确； D、由C选项可推测随着淘汰代数的增加，B基因频率的变化为1/2→ 2/3→ 3/4，即B的基因频率逐渐增加，Bb的基因型频率的变化为1/2→2/3→1/2，即基因型Bb的频率不是逐代增加，D错误。 故选C。 5．C 【分析】1、基因对性状的控制方式：①基因通过控制酶的合成来影响细胞代谢，进而间接控制生物的性状，通过所合成的酶来催化代谢反应和合成其他物质（脂质，多糖等）进而间接控制生物的性状；②基因通过控制蛋白质分子结构来直接控制性状。 2、影响基因频率改变的因素：突变、选择、迁移和遗传漂移等。 3、协同进化（共同进化）：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，协同进化导致了生物多样性的形成。 【详解】A、由题可知，二乙酸甘油酯是一种油脂类化合物，说明该种兰花是通过基因指导有关酶的合成，通过所合成的酶来合成其他物质（脂质，多糖等）进而控制花距中分泌物的合成，A正确； B、传粉动物变换会对该兰花种群中花距分泌物进行选择 ，从而影响该兰花种群中花距分泌物有关基因频率的改变，B正确； C、物种形成的必要条件是隔离，因此不同种兰花形成的必要条件是隔离而不是兰花花距中不同种类分泌物含量的变化，C错误； D、在该种兰花与采油蜂之间的相互影响下，花蜜大量减少，二乙酸甘油酯有所增加，而传粉者从采蜜蛾类逐渐转变为采油蜂类，兰花和传粉者都发生了进化，这体现了共同进化，D正确。 故选C。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$