2025届高三生物一轮复习： 生物进化 知识清单

第22讲 生物进化 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)常见化石：最常见的化石有骸骨和贝壳等。 (3)化石的分布规律：生物的化石在地层里的出现是有一定顺序的。在越早形成的地层中出现的生物结构越简单、越低等，在越晚形成的地层中出现的生物结构越复杂、越高等。 (4)化石证据证实的问题 ①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。 ②大量化石证据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。 2、比较解剖学证据 (1)概念：比较不同生物的器官、系统的形态结构特点，并与生物进化相联系的科学。比较解剖学为生物进化理论提供了更丰富的证据。 (2)证据：人的上肢、猫的前肢、鲸的鳍和蝙蝠的翼有相同的基本结构和相似的着生位置。 (3)结论：说明具有结构相似性的生物是由共同的祖先演化而来的。 3、胚胎学证据 (1)概念：在研究生物的进化时，通过比较不同动物类群胚胎发育的相同或相似之处，来推断不同动物类群之间的亲缘关系。 (2)证据：人和鱼、龟、鸡之间在胚胎发育的初期都有鳃裂和尾；到了发育的晚期，除鱼之外，人和其他动物鳃裂都消失了，人的尾也消失了。 (3)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，它们都起源于一个共同的原始祖先；人和其他脊椎动物的共同原始祖先生活在水中。 4、细胞生物学证据 (1)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。 (2)结论：现存生物都是由共同的祖先进化来的，它们有着或远或近的亲缘关系，亲缘关系越近的生物之间，就具有越多的共同特征。 5、分子生物学证据 (1)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的氨基酸序列也存在很高的相似度。 注意：细胞色素C属于保守的蛋白质，不适合测定亲缘关系很近的物种之间的进化关系（可以选择进化较快的蛋白质）。 (2)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。 总结：化石为研究生物进化提供了直接的证据，比较解剖学、胚胎学、细胞分子水平研究，都给生物进化论提供了有力的支持。这些证据互为补充、相互印证，有力支持了达尔文的共同由来学说（即：地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的），进而为解释适应和物种的形成提供坚实基础。 考点二　自然选择与适应的形成 一、适应 1、适应的含义：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，三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、适应的普遍性：适应是普遍存在的，所有生物都具有适应环境的特征； 如：保护色、警戒色、鸟的结构适于飞行，阳坡和阴坡的分布的植物类型不同等。自然界的每一种生物对环境都有一定的适应性。 3、适应的相对性： ①表现：适应是针对一定的环境条件而言的，是一种暂时的现象； 如：①枯叶蝶的天敌有捕食性鸟类、布甲、土蜂、胡蜂、青蛙、蟾蜍等。但是枯叶蝶不能完全免于天敌的捕食。 ②雷鸟在冬季来临前将羽毛换成白色的，这有利于在白雪皑皑的环境中保护自己。这种适应现象有局限性，例如，如果降雪延迟，已经换成一身白色羽毛的雷鸟反而容易被天敌发现。 ②成因：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。 二、适应是自然选择的结果 1、拉马克的进化学说 (1)主要观点： ①彻底否定了物种不变论，提出当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并不是自古以来就如此，而是在进化过程中逐渐形成的。 ②适应性形成的原因：用进废退、获得性遗传 器官越用越发达，器官废而不用，就会造成形态上的退化。这些因用进废退而获得的性状是可以遗传给后代的。 (2)局限性 拉马克进化学说的用进废退和获得性遗传的观点具有局限性。他过于强调环境的变化直接导致物种的改变。实际上，如果环境的变化未引起遗传物质的改变，就不会使生物产生可遗传的变异。 (3)进步意义：历史上提出的第一个比较完整的进化学说。否定了神创论和物种不变论，为科学的生物进化论奠定了基础，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)自然选择学说内容：过度繁殖；生存斗争；遗传变异；适者生存； (2)关系图解： ①过度繁殖——自然选择的基础。 ②生存斗争——自然选择的动力。 ③遗传变异——自然选择的内因。 ④适者生存——自然选择的结果。 自然选择直接作用的是生物的个体，而且是个体的表型。表型随个体死亡而消失，决定表型的基因却可以随着生殖而世代延续，所以研究生物的进化，必须研究种群的基因组成。 (3)运用自然选择学说解释适应的形成 关于适应的形成，达尔文认为在一定环境的选择作用下，可遗传的有利变是会赋予某些个体生存和繁殖的优势，经过代代繁殖，群体中这样的个体就会越来越多，有利变异通过逐代积累而成为显著的适应性特征，进而出现新的生物类型。由此可见，群体中出现可遗传的有利变景和环境的定向选择是适应成的必要条件。 注意：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。  (4)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，而生物的多样性和适应性是进化的结果。  (5)局限性： ①以个体为研究单位，对于遗传和变异的认识还局限于性状水平； ②不能科学地解释遗传和变异的本质； ③强调物种形成都是渐变的结果，不能很好的解释物种大爆发等现象； (6)达尔文以后进化理论的发展 ①发展的原因： Ⅰ、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; Ⅱ、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。  注意：关于达尔文自然选择学说的几点解释。 ①自然选择的对象。 Ⅰ.直接对象: 生物个体的变异性状。 Ⅱ.间接对象: 相关的基因型。 Ⅲ.根本对象: 与变异性状相对应的基因。 ②自然选择的因素。 外界环境: 包括无机环境和生物环境。 自然选择的手段: 生存斗争。 ③进化的内因:遗传和变异。 Ⅰ.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。 Ⅱ.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。 ④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,生物进化的速度就越快。 ⑤自然选择的方向和变异的方向不一定是相同的,变异是不定向的,自然选择是定向的。 ⑥生存斗争不但包括生物与生存环境之间的斗争,还包括生物与生物之间的斗争。 ⑦生存斗争对某些个体的生存不利,但对物种的生存有利,并推动生物进化。 ⑧达尔文接受了拉马克关于器官用进废退和获得性遗传的观点,但他承认变异有的可以遗传,有的不能遗传。 ⑨环境因素的作用会提高突变的频率，但任何情况下变异都是不定向的，所以环境不能起到定向诱导变异的作用，它的作用是对不定向的变异进行定向选择。 ⑩在运用达尔文自然选择学说分析问题时，要注意“变异在前，选择在后”的思路。 情境创设 1、下图表示三种脊椎动物的前肢和人的上肢骨骼示意图，据图回答有关问题： (1)蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢与人的上肢相比，在结构上有相似之处，而且排列顺序也基本一致，这说明了___________________。 提示：生物之间存在一定的亲缘关系，它们可能都是由共同的原始祖先进化而来的； (2)这四种前(上)肢内部结构模式非常一致，但功能迥异，外形差别也很大，这说明了____________。 提示：结构与功能相适应，也体现了生物适应环境的特点； 2、如图表示长期使用一种农药后，害虫种群密度的变化情况，请利用达尔文的进化论观点分析回答下列问题： (1)a点使用农药之前，害虫种群中存在很多种变异类型，说明变异是________。 (2)使用农药后，大量害虫被杀死，但是还有部分存活，这是________的结果。 (3)分析bc段曲线上升的原因是使用农药后，________的害虫被杀死，________的害虫存活下来，这样经过农药的长期选择，使得害虫________逐渐加强。 (4)该过程中，农药诱发了害虫基因突变还是对害虫的变异进行了选择？ 提示：(1)不定向的　(2)自然选择　(3)抗药性弱　抗药性强　抗药性　(4)农药对害虫的抗药性变异进行定向选择，使害虫的抗药性个体逐渐增加。 考点三　现代生物进化理论的主要内容 1、种群是生物进化的基本单位 （1）种群概念：生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。 注意：种群中的个体并不是机械地集合在一起,而是彼此可以交配,并通过繁殖将各自的基因传给后代。 （2）特点：种群是生物进化和繁殖的基本单位。 （3）基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。 （4）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）生物进化的实质：种群基因频率发生改变。 （6）基因频率的计算： ①以一对等位基因(A、a)和其组成的基因型(AA、Aa、aa)为例， A、a为基因，AA、Aa、aa为三种基因型个体数。 ②常染色体上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 A基因频率＝AA基因型频率＋1/2×Aa基因型频率； a基因频率＝aa基因型频率＋1/2×Aa基因型频率。 即：PA＝PAA＋1/2PAa，Pa＝Paa＋1/2PAa ③X染色体上基因的基因频率的计算 XY型性别决定的生物，基因在X染色体上，Y染色体上无等位基因，计算时只计算X染色体上的基因数，不考虑Y染色体。ZW型性别决定也是这样。例如：N表示个体数。 ④利用哈代—温伯格定律（遗传平衡定律），由基因频率计算基因型频率 (1)前提条件：a.种群非常大；b.所有雌雄个体之间自由交配并产生后代；c.没有迁入和迁出； d.没有自然选择；e.没有突变。 (2)计算公式： ①当等位基因只有两个时(A、a)，设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，p＋q＝1，则： 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Paa＝X%，则； 例题： 1、(2021·广东卷)兔的脂肪白色(F)对淡黄色(f)为显性，由常染色体上一对等位基因控制。某兔群由500只纯合白色脂肪兔和1 500只淡黄色脂肪兔组成，F、f的基因频率分别是(　　) A．15%、85% B．25%、75% C．35%、65% D．45%、55% 解析：选B　分析题意可知，某兔群由500只纯合白色脂肪兔和1 500只淡黄色脂肪兔组成，说明没有杂合子的白色脂肪兔，即纯合白色脂肪兔FF＝25%，ff＝75%。根据公式，F基因频率＝纯合子基因型频率＋杂合子基因型频率＝25%，则f基因频率＝75%。 2、某性状由常染色体上的一对等位基因控制(用A、a表示)。某自由交配的种群中显性类型所占比例为36%，则该种群中Aa及aa的基因型频率分别是(　　) A．32%和64% B．40%和16% C．60%和16% D．32%和16% 解析：选A　某性状由常染色体上的一对等位基因控制，遵循基因的分离定律。自由交配的种群中显性类型所占比例为36%，则基因型aa的比例为1－36%＝64%，即基因型aa的频率为64%。因此，a的基因频率为80%，A的基因频率为1－80%＝20%，该种群中Aa的基因型频率是20%×80%×2＝32%。 3、某地区人群男女比例为1∶1，其中女性群体中的色盲和携带者比例分别为1%和15%，男性群体中的色盲率为7%，则该人群中色盲基因的频率为(　　) A．6% B．8% C．95% D．14% 解析：选B　女性中色盲基因的携带者为15%，患者为1%，男性中色盲患者为7%。设色盲基因是Xb，女性共100%，男性共100%，则XbXb＝1%，XBXb＝15%，XBXB＝84%，XbY＝7%，XBY＝93%，由基因频率的概念可知Xb的基因频率是Xb÷(XB＋Xb)＝(2%＋15%＋7%)÷300%＝8%。 4、(多选)假设迁入某海岛的果蝇初始种群中只有AA、aa两种基因型，其中aa占1/100；每种基因型中雌雄个体数目相等(不考虑基因突变和染色体变异)。下列叙述正确的是(　　) A．果蝇初始种群中a基因频率为0.01 B．该果蝇种群随机交配产生的子一代中A基因频率为0.99 C．该果蝇种群随机交配产生的子一代中Aa占1.98% D．子一代随机交配产生的子二代中，基因频率及基因型频率均与子一代相等 解析：选ABCD　初始种群只有两种基因型，按基因频率计算公式，a基因频率应为0.01，A基因频率为0.99，A正确；在没有突变、自然选择，也没有迁移的前提下，基因频率不改变，B正确；子一代Aa基因型频率为2×99%×1%＝1.98%，C正确；除初始种群外，以后各代的基因型频率不会改变，D正确。 2、突变和基因重组提供进化的原材料 ①可遗传变异的来源 ②生物突变的有利和有害不是绝对的，往往取决于生物的生存环境。 ③生物的变异是不定向的，只是产生了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。 (3)自然选择决定生物进化的方向 ①原因：不断淘汰不利变异的基因，积累有利变异的基因。 ②结果：种群的基因频率发生定向改变。 (4)隔离导致物种形成 ①隔离的类型 类型 生殖隔离 地理隔离 原因 不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育后代 地理上的障碍 实质 不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象 ②物种形成的三个基本环节：突变和基因重组、自然选择、隔离。 ③物种形成的三大模式 2．基因频率与基因型频率 基因频率 基因型频率 公式 某基因频率＝该基因的数目÷该基因与其等位基因的总数×100% 某基因型频率＝该基因型的个体数÷总个体数×100% 外延 生物进化的实质是种群基因频率的改变 基因型频率改变，基因频率不一定改变 3．协同进化与生物多样性的形成 (1)协同进化的类型和实例 协同进 化类型 相互 关系 实例 生物与 生物 之间 种间互助 具有细长口器的蛾 与细长花距的兰花 种 间 斗 争 捕食 猎豹与斑马 寄生 黏液瘤病毒与兔子 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 地球早期无氧环境→厌氧生物→光合生物出现→空气中有氧气→好氧生物出现 (2)生物多样性的形成 ①内容：生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。(完善如下关系图) ②形成原因：生物的协同进化。 4．生物进化理论在发展 (1)中性学说：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。 (2)生物进化理论不会停滞不前，而是在不断发展。 第 2 页 第 3 页 学科网（北京）股份有限公司 $$