内容正文:
专题10 人类遗传病与生物进化
目录
学考要求速览
必备知识梳理
高频考点精讲
考点一:人类遗传病
考点二:生物有共同祖先的证据
考点三:自然选择与适应的形成
考点四:种群基因组成的变化与物种的形成
考点五:协同进化与生物多样性
进阶分级练
1、举例说明人类遗传病是可以检测和预防的
2、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
3、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
4、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
5、阐明具有优势性状的个体在种群中所占比例将会增加
6、说明自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境
7、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
8、阐述变异、选择和隔离可导致新物种形成
必备知识1 人类遗传病
一、区分:先天性疾病、家族性疾病与遗传病的比较
项目
先天性疾病
家族性疾病
遗传病
特点
出生时就表现
家族中多个成员患同种疾病
能在亲子代个体间遗传
病因
与遗传物质改变有关或无关
由__________引起
联系
(1)____________________________________,如母亲妊娠期感染风疹病毒使胎儿
患先天性白内障;
(2)____________________________________,如由于食物缺少维生素A,家族多个成员患夜盲症;
(3)____________________________________,如人的秃顶
二、遗传病的概念及分类
1、概念:人类遗传病通常是指由_____________改变而引起的人类疾病
2、类型:
(1)单基因遗传病:由__________________控制的遗传病。
(2)多基因遗传病:由__________________控制的人类遗传病。
实例:__________________、_________、哮喘、青少年型糖尿病、唇裂等
特点:①易受_________因素影响;②在群体中_________;
③常表现为_________;④发病风险随_________增加而升高。
(3)染色体异常遗传病:_________异常(21三体综合征)
_________异常(猫叫综合征,5号染色体短臂缺失)
【易错提醒】(1)只有单基因遗传病符合孟德尔遗传规律。(2)携带遗传病基因的个体不一定会患遗传病,如Aa不是白化病患者。(3)不携带致病基因的个体,不一定不患遗传病。如:染色体结构或数目异常也会导致遗传病发生。
三、调查人群中的遗传病
(1)选择疾病类型:选群体中_________的__________________,如红绿色盲、白化病等。
(2)遗传病的发病率与遗传方式的调查
项目
调查对象及范围
注意事项
结果计算及分析
遗传病_________
__________________
考虑年龄、性别等因素,群体足够大
患病人数占所调查的总人数的百分比
_________
_________
正常情况与患病情况
分析基因的显隐性及所在的染色体类型
四、遗传病的检测和预防
手段:主要包括遗传咨询和产前诊断。
优生措施
具体内容
进行
遗传咨询
①体检,了解家族病史,对是否患有某种遗传病作出诊断
②分析__________________
③推算__________________
④提出防治对策和建议,如进行_________、终止妊娠等
开展
产前诊断
①_________(外观、性别检查)
②_________(染色体异常遗传病检查)
③__________________(筛查遗传性地中海贫血)
④_________:检测人体细胞DNA序列。血液、唾液、精液、
毛发等,都可以用于检测。
意义:______________________________________________________
基因检测也存在争议,担心由于缺陷基因的检出,
在就业、保险等方面受到不平等待遇。
禁止
近亲结婚
直系血亲及三代以内旁系血亲禁止结婚,
能有效预防__________________发生
提倡
适龄生育
女方24—29岁,男方25—35为佳
【补充】基因治疗:指用正常基因__________________患者细胞中有缺陷的基因,从而达到治疗疾病的目的。
必备知识2 生物有共同祖先的证据
一、地层中陈列的证据——化石
1.达尔文的生物进化论
(1)共同由来学说:地球上所有的生物都是由原始的_________进化来的。
(2)自然选择学说:揭示了_________的机制,解释了_________的形成和_________形成的原因。
2.化石
(1)概念:化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的_________、_________或_________等。
(2)作用:利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物的_________及其形态、结构、行为等特征。因此,化石是研究生物进化__________________的证据。
(3)分布:大部分化石发现于_________的地层中。
(4)结论:大量化石证据证实了生物是由__________________经过漫长的地质年代逐渐进化而来的,而且还揭示出生物由__________________、由__________________、由__________________的进化顺序。
【得分速记】
二、当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
1.比较解剖学证据
研究比较脊椎动物的器官、系统的__________________,可以为这些生物是否有共同祖先寻找证据。
2.胚胎学证据
(1)胚胎学的概念:研究动植物__________________和_________的学科。
(2)脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段,这个证据支持了人和其他脊椎动物有_________的观点。
3.细胞和分子水平的证据
(1)当今生物有许多共同的特征,比如都有能进行___________________________的细胞,细胞有共同的___________________________等,这是对生物有__________________这一论点的有力支持。
(2)不同生物的__________________等生物大分子的共同点,提示人们当今生物有着__________________,其差异的大小则揭示了当今生物种类___________________________,以及它们在_________出现的顺序。
4.生物进化其他方面证据的归纳总结
项目
证据
结论
比较解剖学证据
蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢、人的上肢所在部位和结构组成相似
它们的起源相同,都是由共同的原始祖先进化而来的
胚胎学
证据
人和鱼的胚胎在发育早期出现鳃裂和尾,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;脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段
脊椎动物和人都是由共同的祖先进化而来的,它们之间存在着或远或近的_________;原始祖先生活在水中
细胞水平的证据
除病毒外,生物都有能进行____________________________________,细胞有共同的物质基础和结构基础
支持生物由共同的祖先进化而来
分子水平的证据
不同生物的DNA和蛋白质既有共同点,又有差异
生物有共同的祖先;差异的大小揭示了____________________________________,以及它们在进化史上出现的顺序
5.不同生物在细胞和分子水平上的相同或相似之处的总结
(1)细胞水平:不同的细胞都有_________、细胞质、_________等结构。
(2)分子水平
①不同的细胞绝大多数生命活动所需的能量都是由_________直接提供的。
②生物的遗传物质都是_________
③生物都共用一套_________
④遗传信息的传递都遵循_________,传递的过程中都遵循___________________________
必备知识3 自然选择与适应的形成
一、适应的普遍性和相对性
1.适应的含义
(1)生物的_________适合于完成一定的_________
(2)生物的形态结构及其功能适合于该生物在一定的_________中生存和繁殖。
2.适应的特性
(1)普遍性:适应是普遍存在的,_____________________________________________
(2)相对性:适应是针对一定的_________而言的,是一种暂时的现象。
二、适应是自然选择的结果
1.拉马克进化学说
(1)主要观点:彻底否定了物种不变论,提出当今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的形成都是由于_________和_________
(2)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
(1)解释模型
(2)对适应的解释
①适应的来源是__________________,适应是_________的结果。
②群体中出现__________________和__________________是适应形成的必要条件。
(3)进步意义
①使人们认识到生物是在自然选择的作用下__________________的,使生物学第一次摆脱了神学的束缚,走上了科学的轨道。
②揭示了生物界的统一性是由于所有的生物都有_________
③科学地解释了生物的__________________是进化的结果。
(4)局限性:对于遗传和变异的认识还局限于_________水平,不能科学地解释遗传和变异的本质。
3.达尔文以后进化理论的发展
(1)发展的原因
①关于遗传和变异的研究,已经从性状水平深入到_________水平,人们逐渐认识到了__________________的本质。
②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_________为基本单位。
(2)发展的结果:形成了以_________为核心的现代生物进化理论。
【得分速记】对达尔文自然选择学说的理解
(1)自然选择的对象:直接对象是生物的性状;间接对象是相关的基因型;根本对象是与性状相对应的基因。
(2)自然选择的因素:外界环境(环境不是诱变因素而是选择因素),包括无机环境和生物环境。(3)自然选择的手段:生存斗争(包括生物与环境、生物与生物之间的斗争)。
(4)进化的内因:遗传和变异。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。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。
(5)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,生物进化速度就越快。
必备知识4 种群基因组成的变化与物种的形成
一、种群和种群基因库
1.种群的概念及特点
(1)概念:生活在一定区域的_________生物_________的集合。如一片树林中的全部猕猴或一片草地上的所有蒲公英都可以看作一个种群。
(2)特点:种群是生物进化的_________,种群中的雌雄个体可以通过繁殖将_________遗传给后代。种群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%。
(3)影响因素:突变、选择、迁移等。
【易错提醒】(1)影响基因频率的因素不只是环境,还有突变、生物的迁移等。
(2)基因频率不改变,基因型频率不一定保持不变。如杂合子Aa自交后代,基因频率不变,而基因型频率改变。
二、种群基因频率的变化及自然选择对种群基因频率变化的影响
1.种群基因频率的变化
(1)原因:基因突变。
(2)可遗传变异的来源
(3)可遗传变异的形成、特点和作用
①形成:a._________产生新的等位基因;b.通过有性生殖过程中的基因重组,可以形成多种多样的_________
②特点:随机的、_________
③作用:只是提供生物进化的_________,不能决定生物进化的_________
(4)变异的有利和有害是相对的,是由_________决定的。
2.自然选择对种群基因频率变化的影响
(1)原因:在自然选择的作用下,具有有利变异的个体有更多的机会产生后代,种群中相应基因的频率会_________;相反,具有不利变异的个体留下后代的机会少,种群中相应基因的频率会_________
(2)结果:在自然选择的作用下,__________________会发生定向改变,导致生物朝着一定的方向不断进化。
【易错提醒】(1)影响种群基因频率变化的因素:外因:自然选择;内因:基因突变和部分染色体变异如缺失和重复等能直接引起基因频率的变化;基因重组只改变了基因型频率,在自然选择的作用下淘汰部分个体后可引起基因频率的变化。
(2) 自然选择决定生物进化的方向
(3) 进化的实质:种群基因频率的改变。
(4) 进化中的定向与不定向:变异是不定向的;自然选择是定向的;种群基因频率的变化是定向的;生物进化的方向是定向的。
三、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
第1步:用记号笔在培养皿的底部画2条_________的直线,把培养皿分成4个区域,分别标记为①-④。
第2步:取少量细菌的培养液,用无菌的_________(或无菌棉签)均匀地涂抹在培养基平板上。
第3步:用无菌的镊子先夹取1张_________的纸片放在①号区域的中央,再分别夹取1张__________________放在②-④号区域的中央,盖上皿盖。
第4步:将培养皿倒置在37℃的恒温箱中培养_________
第5步:观察培养基上细菌的生长状况。若纸片附近出现了抑菌圈,测量并记录每个实验组中__________________,求取平均值。
第6步:从__________________的菌落上挑取细菌,接种到已灭菌的液体培养基中培养,然后重复步骤2-5。如此重复几代,记录每一代培养物抑菌圈的直径。
3. 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。
四、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.隔离
(1)概念:不同群体间的个体,在自然条件下_________不能自由交流的现象。
(2)常见类型
项目
类型
发生范围
结果
生殖隔离
不同物种间
①不能相互_________;
②即使交配成功,也不能产生_________
地理隔离
_________生物
使种群间不能发生_________
3.新物种的形成过程
↓
↓
4.隔离在物种形成中的作用:_________是物种形成的必要条件。
5.物种和种群的比较
项目
种群
物种
概念
生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。种群是生物_________和_________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__________________,并能够产生_________的一群生物个体
范围
较小范围内的__________________
由分布在不同区域内的___________________________
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
①一个物种可以包括许多种群;②同一个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,进而可形成多个新物种
6.物种形成的三个环节
7.物种形成的三大模式
8.“新物种”必须具备两个条件
(1)与原物种间已形成_________(不能杂交或能杂交但后代不育)。
(2)物种必须是_________。如三倍体无子西瓜、骡均不可称为“物种”,因为它们均是“不育”的,而四倍体西瓜相对于二倍体西瓜则是“新物种”,因为它与二倍体西瓜杂交产生的子代(三倍体西瓜)不育,意味着二者之间已产生生殖隔离,故已成为另一类物种。
9.物种形成与生物进化的关系
内容
物种形成
生物进化
标志
__________________
__________________
变化后生物与原生物的关系
属于_________
可能__________________
二者关系
生物进化的实质是__________________,这种改变可大可小,不一定会突破物种的界限,生物进化不一定导致新物种的形成
必备知识5 协同进化与生物多样性的形成
一、协同进化
1.协同进化的含义:_________之间、__________________之间在相互影响中不断进化和发展。
2.实例
(1)生物与生物之间的协同进化
(2)生物与环境之间的协同进化
地球上的原始大气中没有氧气,所以那时生物的呼吸类型只能是_______________;当地球上出现了进行光合作用的生物以后,才使原始大气中有了氧气,这就为_________生物的出现创造了前提条件。
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_________,丰富多彩的_________,而且形成了多种多样的_________。
4.协同进化的原因:生物与生物之间的_________和生物与无机环境之间的_________。
二、生物多样性的形成
1.生物多样性的形成
(1)内容:_________多样性(基因多样性)、物种多样性、_________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:_________。
2.生物进化历程中的几个关键事件
(1)有性生殖的出现,实现了_________,增强了生物变异的多样性,生物进化的速度明显加快,多细胞植物和动物的种类不断增多。
(2)生态系统第三极——_________的出现,使生态系统具有更加复杂的结构。
(3)生物的登陆改变着陆地的环境,陆地上复杂的环境又为生物的进化提供了广阔的舞台。
三、生物进化理论在发展
1.现代生物进化理论对自然界的生命史作出了科学的解释
(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_________形成新的物种。
(4)生物进化的过程实际上是______________________________________________________的过程。
(5)生物多样性是_________的结果。
2.中性突变学说:大量的基因突变是_________,决定生物进化方向的是_________的逐渐积累,而不是_________。
3.间断平衡学说:物种形成并不都是渐变的过程,而是物种_________与__________________交替出现的过程。
、、考点精讲讲练
考点一:人类遗传病
例题1.(2022·江苏·学业考试)人类遗传病通常是由遗传物质改变而引起的疾病。下列不属于人类遗传病的是( )
A. 白化病 B. 血友病
C. 21三体综合征 D. 流行性感冒
例题2.(2023·江苏·学业考试) 预防和减少出生缺陷是提高出生人口素质、推进健康中国建设的重要举措。下列做法不利于降低后代患遗传病风险的是( )
A. 近亲婚配 B. 遗传咨询
C. B超检查 D. 羊水检查
例题3.(2024·江苏·学业考试) 与非近亲结婚相比,近亲结婚的后代患隐性遗传病的可能性( )
A. 减小 B. 增加 C. 不变 D. 无法比较
1.下列系谱图中1号不携带致病基因,遗传病(图中深色表示患者)只能由X染色体上隐性基因决定的是( )
A. B.
C. D.
2. 统计表明,40岁以上妇女所生的子女比25~34岁生育者所生的子女患21三体综合征的概率高10倍左右。预防这种遗传病的最佳措施是( )
A. 血常规检查 B. 适龄婚育
C. X光检查 D. 禁止近亲结婚
3. 唐氏综合征又称21三体综合征,患者智力低于正常,身体发育迟缓。它的病因是( )
A. 营养不良
B. 缺少微量元素
C. 21号染色体多一条
D. 5号染色体部分缺失
4.估计我国每年有30万~50万新生儿患有各种各样的遗传病,因此对有孕育遗传病儿风险的夫妇进行早期干预和风险防范,有着深刻的社会意义。下列有关说法正确的是( )
A.遗传咨询可以准确地判断出胎儿是否患遗传病
B.遗传病患者细胞内一定含有一个或多个致病基因
C.基因诊断可以用来确定胎儿是否患有猫叫综合征
D.可以利用基因治疗的方法来救治某些遗传病患者
考点二:生物有共同祖先的证据
例题1.(2022·江苏·学业考试) 有许多证据支持当今生物都是由原始的共同祖先进化而来。研究生物进化最直接、最重要的证据是( )
A. 化石证据 B. 胚胎学证据
C. 比较解剖学证据 D. 细胞和分子水平的证据
例题2.(2023·江苏·学业考试)脊椎动物如龟、鸡、鼠和人的成体之间差异显著,但它们的早期胚胎都很相似,这表明脊椎动物具有共同的祖先。此类生物进化的证据属于( )
A. 化石证据 B. 胚胎学证据
C. 比较解剖学证据 D. 分子生物学证据
例题3.(2024·江苏·学业考试)蝙蝠的翼、鲸的鳍、人的上肢等同源器官的存在,为生物进化提供了( )
A. 化石证据 B. 胚胎学证据
C. 细胞生物学证据 D. 比较解剖学证据
1.天津市蓟州区的叠层石被誉为“地质瑰宝”,是地球演化与生命起源的最好见证者。它是以蓝细菌为主的古生物沉积而形成,为研究古生物的生命演化提供了( )
A. 胚胎学证据 B. 化石证据
C. 比较解剖学证据 D. 细胞和分子水平的证据
2.地球上的生物都是由共同祖先进化而来的,下列叙述不能支持该观点的是( )
A. 几乎所有生物体都共用一套密码子
B. 生物体都通过有丝分裂产生新个体
C. 脊椎动物具有形态和结构相似的器官
D. 脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段
3.关于证明“生物有共同的祖先”的各项证据,分类正确的是( )
A. 脊椎动物的骨骼化石——胚胎学证据
B. 脊椎动物的前肢与人的上肢骨骼的比较——比较解剖学证据
C. 脊椎动物早期胚胎发育过程比较——细胞水平的证据
D. 脊椎动物DNA碱基序列比较——最直接证据
4.鸟的翅膀和人的手臂在骨骼结构上非常相似。这说明它们之间存在( )
A. 稀有性 B. 适应性
C. 统一性 D. 竞争性
考点三:自然选择与适应的形成
例题1.(2025·陕西·学业考试)关于进化,下列说法错误的是( )
A. 生物的进化和无机环境的变化是相互影响的
B. 进化中,许多物种由于不适应环境变化而灭绝了
C. 真核生物的出现早于原核生物
D. 生物多样性是协同进化的结果
例题2.(2025·新疆·学业考试)阅读下面科普短文,回答下列问题。
四爪陆龟(Testudo horsfieldii)是我国一级重点保护野生动物,主要栖息在干旱草原和沙漠边缘地区,经常挖掘深达数米的洞穴以避暑和冬眠,这种洞穴行为不仅是其自身的生存策略,也为沙漠啮齿类和昆虫等动物提供了栖息空间。四爪陆龟在生态系统中发挥着重要作用,作为草食性动物,通过取食和排泄促进草原植被的更新,对当地生态系统的平衡具有重要作用。
我国在新疆建立了四爪陆龟国家级自然保护区。现今,对四爪陆龟的研究主要集中在栖息地调查和种群监测等方面。四爪陆龟作为中生代残存至今的孑遗物种之一,急需对其进行遗传学研究以支持保护工作。
我国科研人员从四爪陆龟的粪便中提取线粒体DNA 进行遗传学研究。研究发现,四爪陆龟线粒体基因组总体结构与典型脊椎动物相似,具有13个蛋白质编码基因、22个tRNA 基因、2个rRNA 基因及1个D区序列。
科研人员进一步对四爪陆龟与其他5个物种线粒体DNA上的13个蛋白质编码基因进行测序,分析后的结果用遗传距离表示。遗传距离越大,表明物种间的13个蛋白质编码基因差异越大,具体数据如下表。这为研究物种间的进化关系提供了依据。
生物名称
四爪陆龟
豹龟
缘翘陆龟
非洲侧颈龟
中华花龟
金头闭壳龟
遗传距离
0
0.15
0.12
0.41
0.20
0.21
该研究为四爪陆龟的遗传资源保护及栖息地管理提供了初步的科学依据,也为新疆地区生物多样性保护与全球濒危龟鳖类的保护研究奠定了理论基础,推动稀有物种的保护与生态管理工作进一步发展。
(1)洞穴行为体现了四爪陆龟对环境条件的__________。
(2)四爪陆龟线粒体基因组总体结构与典型脊椎动物相似,这一事实属于___________水平的证据,以支持达尔文生物进化论中的____________学说。
(3)依据表中数据,与四爪陆龟亲缘关系最远的生物是____________。
(4)该研究中,四爪陆龟的线粒体DNA均取自其粪便,而不是直接取自其机体上的细胞。这一措施的优势是___________。
1.下列不能反映“生物适应是自然选择的结果”的选项是( )
A. 定向突变 B. 协同进化 C. 物种形成 D. 适者生存
2.细菌形成抗生素耐药性的原因,是发生了达尔文进化论中的( )
A. 自然选择 B. 地理隔离 C. 生殖隔离 D. 染色体变异
3.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,这种现象称为( )
A.自然选择 B.过度繁殖 C.共同进化 D.生存斗争
考点四:种群基因组成的变化与物种的形成
例题1.(2022·江苏·学业考试)现代生物进化理论认为,新物种形成的标志是( )
A. 地理隔离 B. 生殖隔离 C. 自然选择 D. 突变和基因重组
例题2.(2023·江苏·学业考试)现代生物进化理论认为,决定生物进化方向的是( )
A. 过度繁殖 B. 遗传变异
C. 用进废退 D. 自然选择
例题3.(2024·江苏·学业考试)下列关于现代生物进化理论的叙述,正确的是( )
A. 以用进废退学说为核心
B. 个体是生物进化的基本单位
C. 不可遗传变异提供进化的原材料
D. 自然选择决定生物进化的方向
1. 在一个种群的基因库中,某个基因占全部等位基因数的比值,叫作基因频率。假定某果蝇种群有400只果蝇,其中纯合长翅(AA)100只、杂合长翅(Aa)200只、残翅(aa)100只。则A的基因频率是 ( )
A. 10% B. 20%
C. 50% D. 100%
2.下列有关生物进化的说法,正确的是( )
A. 达尔文的进化理论并没有接受拉马克的相关进化观点
B. 种群基因频率的定向改变,是生物进化的实质
C. 共同进化过程与生物多样性形成无关
D. 物种形成的标志是地理隔离的产生
3.加拉帕戈斯群岛13个主要岛屿上生活着13种地雀,经专家研究定为13个物种。达尔文推测这些地雀最初来自南美大陆。关于地雀的演变,相关叙述错误的是( )
A.由于各岛上的食物和栖息场所不同,导致地雀发生了不同的变异
B.13种地雀可能来自共同的祖先,因地理隔离最终形成生殖隔离
C.各种地雀均适应了当地的环境,是自然选择的结果
D.地雀进化的过程中,种群的基因频率发生了定向改变
4. 如图是新物种形成的基本环节,下列分析不合理的是( )
A. ①为突变 B. ②为自然选择
C. ③为基因频率 D. ④为地理隔离
考点五:协同进化与生物多样性
例题1.(2025·福建·学业考试)19世纪末,严复、梁启超等以达尔文自然选择学说中“物竞天择,适者生存”的观点,作为唤起同胞救国图强的警钟,激励国人奋发图强。随着科学水平的发展,人们对生物进化本质的认识进一步加深,形成了以自然选择学说为核心的现代生物进化理论。
(1)自然选择直接作用的是生物个体的______(填“表型”或“基因型”)。
(2)生活在一定区域的______生物的全部个体的集合叫作种群,种群是______的基本单位。
(3)可遗传的______提供了生物进化的原材料,自然选择使种群的基因频率发生______(填“定向”或“不定向”)改变。
(4)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,称为______。
1.39. 基于早期地球的特殊环境推测,地球上最早出现的生物是( )
A. 单细胞生物,进行有氧呼吸 B. 多细胞生物,进行有氧呼吸
C. 单细胞生物,进行无氧呼吸 D. 多细胞生物,进行无氧呼吸
2.云南水稻中带花青素的品种较多,如花壳、麻壳、条叶、紫米、红米等品种。这些丰富的稻种资源类型体现了生物多样性中的( )
A.遗传多样性 B.种群多样性
C.物种多样性 D.生态系统多样性
3.在进化历程中,不同生物类群为了适应各自代谢途径和营养方式,形态结构等会发生相应的改变,结合现代生物进化理论,以下解释不正确的是( )
A.当动物出现更适应摄食的复杂器官和系统后,并不能说明形成了新物种
B.藻青菌中出现能利用较长波长光的叶绿素后,有利于其扩大生存范围
C.微生物具有高效吸收营养物质的各种途径,是自然选择定向选择的结果
D.某些细胞为适应精氨酸不足的环境,变异出利用其他氨基酸转化为精氨酸的代谢途径
4.下列为现代生物进化理论的概念图,以下说法正确的是 ( )
A.①是生物的突变和重组
B.②是自然选择
C.③是自然选择学说
D.④是物种多样性
训练
1. 根据现代生物进化理论的主要内容,分析下列有关生物进化的叙述,错误的是()
A. 种群是生物进化的基本单位,也是自然选择直接作用的对象
B. 一个物种的形成或绝灭,将会影响到其它物种的进化
C. 不同地层中的化石是研究生物进化的最好证据
D. 进化不一定产生新物种,新物种的产生一定存在进化
2. 2022年诺贝尔生理学或医学奖授予瑞典科学家斯万特帕博,表彰他对已灭绝人类基因组和人类进化的发现方面的贡献。帕博从一块四万年前的尼安德特人骨头中测序了一段线粒体DNA,与当代人类和黑猩猩的DNA比较表明,尼安德特人是遗传上与众不同的物种。下列有关生物进化证据和结论的说法错误的是( )
A. 研究生物进化的直接证据是化石证据而非分子生物学证据
B. 帕博运用了比较解剖学及细胞和分子生物学的方法得出的结论
C. 尼安德特人与当代人类和黑猩猩之间存在生殖隔离
D. 地球上现存的丰富多样的物种是由共同祖先经长期进化形成的
3. 根据现代生物进化理论,下列说法正确的是( )
A. 在自然选择过程中,黑色与灰色桦尺蠖表现为共同进化
B. 超级细菌感染病例的出现,是因为抗生素的滥用促使细菌发生基因突变
C. 人工饲养的公狮和母虎交配,产下的“狮虎兽”不育,说明狮和虎存在生殖隔离
D. 同一群落中的种群相互影响,因此进化的基本单位是群落
4. 下列有关现代生物进化理论的叙述,错误的是()
A. 种群是生物繁殖和生物进化的基本单位
B. 捕食者和被捕食者种群会相互选择,共同进化
C. 突变和基因重组,自然选择及隔离是物种形成的一般过程
D. 生物进化的实质是对环境的适应性不断增强的过程
5.如图表示生物新物种形成的基本环节,对图示分析正确的是( )
A.图中A表示基因突变和基因重组
B.该生物进化理论的研究对象是生物个体
C.图中B表示地理隔离,没有地理隔离不可能有新物种的形成
D.图中C表示的是种群间生殖隔离,是新物种形成的标志
6. 青霉素的持续滥用使存活的某种细菌抗药性逐渐增强,导致青霉素的药效下降。下列关于细菌抗药性的描述,正确的是( )
A. 由于青霉素的诱导使细菌产生了抗药性变异
B. 细菌群体抗药性增强是人工选择的结果
C. 细菌的抗药性与非抗药性基因构成了该细菌种群的基因库
D. 细菌的抗药性基因频率发生了定向改变
7. 下列有关“选择”的说法不正确的是( )
A. 病毒感染对兔种群的病毒抗性具有选择作用
B. 生物的种间竞争属于自然选择
C. 除草剂的使用对抗药性杂草类型的数量有选择作用
D. 自然选择直接作用于生物的基因型对有利变异进行积累
8. 下列关于生物进化和生物多样性的叙述,正确的是( )
A. 不同基因型的个体对环境的适应性都是相同的
B. 不同物种之间、生物与环境之间的共同进化导致生物的多样性
C. 生物产生的变异都能在长期的共同进化中保留下来
D. 大量使用抗生素会使致病细菌产生耐药性突变
9.碳青霉烯类抗生素是治疗重度感染的一类药物。下表为该类抗生素在某医院住院患者中的使用量及某细菌的耐药情况。
年份
2005
2006
2007
2008
该类抗生素的人均使用量(g)
0.074
0.12
0.14
0.19
某种细菌对该类抗生素的耐药率(%)
2.6
6.11
10.9
25.5
(1)据表可知,随着该类抗生素人均使用量的增加,细菌耐药率_____,说明两者之间存在_____(填“正相关”或“负相关”)的关系。
(2)细菌耐药率的变化是由于细菌种群中原本存在_____基因,抗生素起_____作用,导致耐药基因在细菌种群中的_____逐年上升。
(3)依据上述分析,抗生素的大量使用可能带来的后果是_____。为避免这种后果,生活中可行的做法是_____。
10.人类白化病和苯丙酮尿症都是由苯丙氨酸的代谢缺陷所致。人体内苯丙氨酸的代谢途径如下图所示,请回答下列问题
(1)白化病是由于患者体内缺乏__________(酶的种类),其根本原因是控制该酶的基因发生了突变,使得患者无法合成黑色素而出现白化。因此,基因可以通过__________进而控制生物的性状。
(2)已知苯丙酮尿症是常染色体隐性遗传病,一对表现正常的夫妇生了个患病女儿,请问这对夫妇想再生一个孩子,其表现正常的概率是__________。如果你是一位遗传咨询师,你可以给他们提供建议是__________。
(3)苯丙酮尿症在我国的发病率约为1/14000。表现为苯丙氨酸代谢产物之一——苯丙氨酸在脑中积累,进而阻碍脑的发育,造成智力低下。从2009年起,我国政府启动了苯丙酮尿症患儿特殊奶粉补助项目,免费为患儿提供奶粉,这种特殊的奶粉与正常的奶粉的区别是__________。
11. 一枝黄花自1935年由加拿大引进后逃逸为野生,在野外疯狂地繁衍扩张,严重地破坏了本地的植被多样性和生态平衡,造成“美丽的恐怖”局面。加拿大一枝黄花的这种扩张也是一种适应现象。下列相关叙述中属于拉马克进化观点的是( )
A. 加拿大一枝黄花与本地植物之间存在生存斗争
B. 加拿大一枝黄花的适应是用进废退、获得性遗传的结果
C. 加拿大一枝黄花比本地植物更适应本地的环境
D. 加拿大一枝黄花的种群基因频率发生变化
12. 下列关于生物进化的知识,判断正确的有( )
①化石是研究生物进化最直接最重要的证据
②自然选择保存适应环境的变异,人工选择保留人类所需的变异
③人工选择使鲫鱼发生变异,产生现今多种形态的观赏金鱼
④达尔文认为种群是生物进化的基本单位
⑤适应性的形成是在自然选择下种群基因型频率的定向改变
⑥生殖隔离是新物种形成的标志
⑦不同物种之间相互影响不断进化和发展即为协同进化
A. 三项 B. 四项 C. 五项 D. 六项
13. 深海中生存着一种通体透明的超深渊狮子鱼,它与栖息于海岸岩礁的狮子鱼相比,色素、视觉相关基因大量丢失,与细胞膜稳定有关的基因也发生了变化,增强了该鱼的抗压能力,下列说法错误的是( )
A. 超深渊狮子鱼视觉退化的实质是种群基因频率发生了定向改变
B. 超深渊狮子鱼与栖息于海岸岩礁的狮子鱼可能存在生殖隔离
C. 深海环境的定向选择提高了与超深渊狮子鱼细胞膜稳定有关基因的频率
D. 超深渊狮子鱼个体间在争夺食物和栖息空间中相互选择、共同进化
14. 甲、乙两物种在某一地区共同生存了上百万年,甲以乙为食。下列叙述错误的是()
A. 甲、乙的进化可能与该地区环境变化有关
B. 物种乙的存在与进化会阻碍物种甲的进化
C. 若甲是动物,乙可能是植物,也可能是动物
D. 甲和乙之间存在生殖隔离
15. 大约一万年前,科罗拉多大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成两个种群,两个种群现在已经发生明显的变化。研究人员指出,经过长期演化可能形成两个物种,其过程如下图所示。回答下列问题:
(1)图中a、b、c分别表示物种进化过程中的某个环节,其中a表示___________,c表示_____________。
(2)①~③过程由于发生了____________________,导致新性状出现,进而形成了品系11;由种群1→品系11→品系12→物种1说明了在________________的作用下使生物朝着一定方向进化,进化的实质是_______________________。
(3)种群1中,控制某一性状的基因为A、a,其基因型AA、Aa和aa的数量占总量的百分比分别为48%、48%和4%。若aa个体没有繁殖能力,其他基因型个体自由交配,理论上,下一代中基因型AA、Aa、aa个体的数量比为______,照此繁殖方式,预测A的基因频率变化趋势为____________。
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专题10 人类遗传病与生物进化
目录
学考要求速览
必备知识梳理
高频考点精讲
考点一:人类遗传病
考点二:生物有共同祖先的证据
考点三:自然选择与适应的形成
考点四:种群基因组成的变化与物种的形成
考点五:协同进化与生物多样性
进阶分级练
1、举例说明人类遗传病是可以检测和预防的
2、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
3、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
4、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
5、阐明具有优势性状的个体在种群中所占比例将会增加
6、说明自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境
7、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
8、阐述变异、选择和隔离可导致新物种形成
必备知识1 人类遗传病
一、区分:先天性疾病、家族性疾病与遗传病的比较
项目
先天性疾病
家族性疾病
遗传病
特点
出生时就表现
家族中多个成员患同种疾病
能在亲子代个体间遗传
病因
与遗传物质改变有关或无关
由遗传物质改变引起
联系
(1)先天性疾病不一定是遗传病,如母亲妊娠期感染风疹病毒使胎儿
患先天性白内障;
(2)家族性疾病不一定是遗传病,如由于食物缺少维生素A,家族多个成员患夜盲症;
(3)遗传病可能是先天性疾病也可能后天发病,如人的秃顶
二、遗传病的概念及分类
1、概念:人类遗传病通常是指由遗传物质改变而引起的人类疾病
2、类型:
(1)单基因遗传病:由一对等位基因控制的遗传病。
(2)多基因遗传病:由多对等位基因控制的人类遗传病。
实例:原发性高血压、冠心病、哮喘、青少年型糖尿病、唇裂等
特点:①易受环境因素影响;②在群体中发病率高;
③常表现为家族聚集;④发病风险随年龄增加而升高。
(3)染色体异常遗传病:数目异常(21三体综合征)
结构异常(猫叫综合征,5号染色体短臂缺失)
【易错提醒】(1)只有单基因遗传病符合孟德尔遗传规律。(2)携带遗传病基因的个体不一定会患遗传病,如Aa不是白化病患者。(3)不携带致病基因的个体,不一定不患遗传病。如:染色体结构或数目异常也会导致遗传病发生。
三、调查人群中的遗传病
(1)选择疾病类型:选群体中发病率较高的单基因遗传病,如红绿色盲、白化病等。
(2)遗传病的发病率与遗传方式的调查
项目
调查对象及范围
注意事项
结果计算及分析
遗传病发病率
广大人群随机抽样
考虑年龄、性别等因素,群体足够大
患病人数占所调查的总人数的百分比
遗传方式
患者家系
正常情况与患病情况
分析基因的显隐性及所在的染色体类型
四、遗传病的检测和预防
手段:主要包括遗传咨询和产前诊断。
优生措施
具体内容
进行
遗传咨询
①体检,了解家族病史,对是否患有某种遗传病作出诊断
②分析遗传病的传递方式
③推算后代的再发风险率
④提出防治对策和建议,如进行产前诊断、终止妊娠等
开展
产前诊断
①B超检查(外观、性别检查)
②羊水检查(染色体异常遗传病检查)
③孕妇血细胞检查(筛查遗传性地中海贫血)
④基因诊断:检测人体细胞DNA序列。血液、唾液、精液、
毛发等,都可以用于检测。
意义:基因检测可精确诊断病因,预测个体及后代患病的风险。
基因检测也存在争议,担心由于缺陷基因的检出,
在就业、保险等方面受到不平等待遇。
禁止
近亲结婚
直系血亲及三代以内旁系血亲禁止结婚,
能有效预防隐性遗传病发生
提倡
适龄生育
女方24—29岁,男方25—35为佳
【补充】基因治疗:指用正常基因取代或修补患者细胞中有缺陷的基因,从而达到治疗疾病的目的。
必备知识2 生物有共同祖先的证据
一、地层中陈列的证据——化石
1.达尔文的生物进化论
(1)共同由来学说:地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的。
(2)自然选择学说:揭示了生物进化的机制,解释了适应的形成和物种形成的原因。
2.化石
(1)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。
(2)作用: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。因此,化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。
(3)分布:大部分化石发现于沉积岩的地层中。
(4)结论: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,而且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。
【得分速记】
二、当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
1.比较解剖学证据
研究比较脊椎动物的器官、系统的形态和结构,可以为这些生物是否有共同祖先寻找证据。
2.胚胎学证据
(1)胚胎学的概念:研究动植物胚胎的形成和发育过程的学科。
(2)脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段,这个证据支持了人和其他脊椎动物有共同祖先的观点。
3.细胞和分子水平的证据
(1)当今生物有许多共同的特征,比如都有能进行代谢、生长和增殖的细胞,细胞有共同的物质基础和结构基础等,这是对生物有共同祖先这一论点的有力支持。
(2)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亲缘关系的远近,以及它们在进化史上出现的顺序。
4.生物进化其他方面证据的归纳总结
项目
证据
结论
比较解剖学证据
蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢、人的上肢所在部位和结构组成相似
它们的起源相同,都是由共同的原始祖先进化而来的
胚胎学
证据
人和鱼的胚胎在发育早期出现鳃裂和尾,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;脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段
脊椎动物和人都是由共同的祖先进化而来的,它们之间存在着或远或近的亲缘关系;原始祖先生活在水中
细胞水平的证据
除病毒外,生物都有能进行代谢、生长和增殖的细胞,细胞有共同的物质基础和结构基础
支持生物由共同的祖先进化而来
分子水平的证据
不同生物的DNA和蛋白质既有共同点,又有差异
生物有共同的祖先;差异的大小揭示了生物种类亲缘关系的远近,以及它们在进化史上出现的顺序
5.不同生物在细胞和分子水平上的相同或相似之处的总结
(1)细胞水平:不同的细胞都有细胞膜、细胞质、核糖体等结构。
(2)分子水平
①不同的细胞绝大多数生命活动所需的能量都是由ATP直接提供的。
②生物的遗传物质都是核酸。
③生物都共用一套遗传密码。
④遗传信息的传递都遵循中心法则,传递的过程中都遵循碱基互补配对原则。
必备知识3 自然选择与适应的形成
一、适应的普遍性和相对性
1.适应的含义
(1)生物的形态结构适合于完成一定的功能。
(2)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.适应的特性
(1)普遍性:适应是普遍存在的,所有的生物都具有适应环境的特征。
(2)相对性:适应是针对一定的环境条件而言的,是一种暂时的现象。
二、适应是自然选择的结果
1.拉马克进化学说
(1)主要观点:彻底否定了物种不变论,提出当今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的形成都是由于用进废退和获得性遗传。
(2)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
(1)解释模型
(2)对适应的解释
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。
(3)进步意义
①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。
②揭示了生物界的统一性是由于所有的生物都有共同祖先。
③科学地解释了生物的多样性和适应性是进化的结果。
(4)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.达尔文以后进化理论的发展
(1)发展的原因
①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。
②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。
【得分速记】对达尔文自然选择学说的理解
(1)自然选择的对象:直接对象是生物的性状;间接对象是相关的基因型;根本对象是与性状相对应的基因。
(2)自然选择的因素:外界环境(环境不是诱变因素而是选择因素),包括无机环境和生物环境。(3)自然选择的手段:生存斗争(包括生物与环境、生物与生物之间的斗争)。
(4)进化的内因:遗传和变异。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。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。
(5)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,生物进化速度就越快。
必备知识4 种群基因组成的变化与物种的形成
一、种群和种群基因库
1.种群的概念及特点
(1)概念:生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。如一片树林中的全部猕猴或一片草地上的所有蒲公英都可以看作一个种群。
(2)特点:种群是生物进化的基本单位,种群中的雌雄个体可以通过繁殖将各自的基因遗传给后代。种群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%。
(3)影响因素:突变、选择、迁移等。
【易错提醒】(1)影响基因频率的因素不只是环境,还有突变、生物的迁移等。
(2)基因频率不改变,基因型频率不一定保持不变。如杂合子Aa自交后代,基因频率不变,而基因型频率改变。
二、种群基因频率的变化及自然选择对种群基因频率变化的影响
1.种群基因频率的变化
(1)原因:基因突变。
(2)可遗传变异的来源
(3)可遗传变异的形成、特点和作用
①形成:a.基因突变产生新的等位基因;b.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。
②特点:随机的、不定向的。
③作用:只是提供生物进化的原材料,不能决定生物进化的方向。
(4)变异的有利和有害是相对的,是由生存环境决定的。
2.自然选择对种群基因频率变化的影响
(1)原因:在自然选择的作用下,具有有利变异的个体有更多的机会产生后代,种群中相应基因的频率会不断提高;相反,具有不利变异的个体留下后代的机会少,种群中相应基因的频率会下降。
(2)结果:在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变,导致生物朝着一定的方向不断进化。
【易错提醒】(1)影响种群基因频率变化的因素:外因:自然选择;内因:基因突变和部分染色体变异如缺失和重复等能直接引起基因频率的变化;基因重组只改变了基因型频率,在自然选择的作用下淘汰部分个体后可引起基因频率的变化。
(2) 自然选择决定生物进化的方向
(3) 进化的实质:种群基因频率的改变。
(4) 进化中的定向与不定向:变异是不定向的;自然选择是定向的;种群基因频率的变化是定向的;生物进化的方向是定向的。
三、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
第1步:用记号笔在培养皿的底部画2条相互垂直的直线,把培养皿分成4个区域,分别标记为①-④。
第2步: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。
第3步: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。
第4步:将培养皿倒置在37℃的恒温箱中培养12-16h。
第5步:观察培养基上细菌的生长状况。若纸片附近出现了抑菌圈,测量并记录每个实验组中抑菌圈的直径,求取平均值。
第6步:从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌,接种到已灭菌的液体培养基中培养,然后重复步骤2-5。如此重复几代,记录每一代培养物抑菌圈的直径。
3. 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。
四、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.隔离
(1)概念: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。
(2)常见类型
项目
类型
发生范围
结果
生殖隔离
不同物种间
①不能相互交配;
②即使交配成功,也不能产生可育后代
地理隔离
同种生物
使种群间不能发生基因交流
3.新物种的形成过程
↓
↓
4.隔离在物种形成中的作用:隔离是物种形成的必要条件。
5.物种和种群的比较
项目
种群
物种
概念
生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。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和繁殖,并能够产生可育后代的一群生物个体
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
①一个物种可以包括许多种群;②同一个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,进而可形成多个新物种
6.物种形成的三个环节
7.物种形成的三大模式
8.“新物种”必须具备两个条件
(1)与原物种间已形成生殖隔离(不能杂交或能杂交但后代不育)。
(2)物种必须是可育的。如三倍体无子西瓜、骡均不可称为“物种”,因为它们均是“不育”的,而四倍体西瓜相对于二倍体西瓜则是“新物种”,因为它与二倍体西瓜杂交产生的子代(三倍体西瓜)不育,意味着二者之间已产生生殖隔离,故已成为另一类物种。
9.物种形成与生物进化的关系
内容
物种形成
生物进化
标志
生殖隔离出现
种群基因频率改变
变化后生物与原生物的关系
属于不同物种
可能属于同一个物种
二者关系
生物进化的实质是种群基因频率改变,这种改变可大可小,不一定会突破物种的界限,生物进化不一定导致新物种的形成
必备知识5 协同进化与生物多样性的形成
一、协同进化
1.协同进化的含义: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.实例
(1)生物与生物之间的协同进化
(2)生物与环境之间的协同进化
地球上的原始大气中没有氧气,所以那时生物的呼吸类型只能是无氧呼吸;当地球上出现了进行光合作用的生物以后,才使原始大气中有了氧气,这就为好氧生物的出现创造了前提条件。
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。
4.协同进化的原因:生物与生物之间的相互选择和生物与无机环境之间的相互影响。
二、生物多样性的形成
1.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、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。
2.生物进化历程中的几个关键事件
(1)有性生殖的出现,实现了基因重组,增强了生物变异的多样性,生物进化的速度明显加快,多细胞植物和动物的种类不断增多。
(2)生态系统第三极——消费者的出现,使生态系统具有更加复杂的结构。
(3)生物的登陆改变着陆地的环境,陆地上复杂的环境又为生物的进化提供了广阔的舞台。
三、生物进化理论在发展
1.现代生物进化理论对自然界的生命史作出了科学的解释
(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.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。
、、考点精讲讲练
考点一:人类遗传病
例题1.(2022·江苏·学业考试)人类遗传病通常是由遗传物质改变而引起的疾病。下列不属于人类遗传病的是( )
A. 白化病 B. 血友病
C. 21三体综合征 D. 流行性感冒
【答案】D
【知识点】常见的人类遗传病的类型
【解析】A、白化病是一种常染色体隐性遗传病,是由遗传物质改变引起的,A正确;
B、血友病是一种伴X染色体隐性遗传病,是由遗传物质改变引起的,B正确;
C、21三体综合征是由于染色体数目异常(多了一条21号染色体)导致的遗传病,是由遗传物质改变引起的,C正确;
D、流行性感冒是由流感病毒引起的传染病,不是由遗传物质改变引起的遗传病,D错误。
故选D。
例题2.(2023·江苏·学业考试) 预防和减少出生缺陷是提高出生人口素质、推进健康中国建设的重要举措。下列做法不利于降低后代患遗传病风险的是( )
A. 近亲婚配 B. 遗传咨询
C. B超检查 D. 羊水检查
【答案】A
【知识点】人类遗传病的诊断与预防
【解析】A、近亲结婚造成后代患隐性遗传病的可能性大大增加,应禁止近亲结婚才可降低隐性遗传病在群体中的发病率,A符合题意;
B、遗传咨询:在一定的程度上能够有效的预防遗传病的产生和发展,B不符合题意;
CD、B超检查和羊水检查,属于产前诊断,胎儿出生前,医生用专门的检测手段确定胎儿是否患某种遗传病或先天性疾病,产前诊断可以大大降低病儿的出生率,CD不符合题意。
故选A。
例题3.(2024·江苏·学业考试) 与非近亲结婚相比,近亲结婚的后代患隐性遗传病的可能性( )
A. 减小 B. 增加 C. 不变 D. 无法比较
【答案】B
【知识点】禁止近亲结婚的原因
【解析】我国婚姻法已明确规定,禁止直系血亲和三代以内的旁系血亲结婚。原因是近亲带有相同隐性遗传致病基因的可能性较大,近亲结婚所生的孩子患有遗传病的几率大。
故选B。
1.下列系谱图中1号不携带致病基因,遗传病(图中深色表示患者)只能由X染色体上隐性基因决定的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】几种常见的单基因遗传病及其特点
【解析】A、双亲正常,但有患病的儿子,属于隐性遗传病,且系谱图中1号不携带致病基因,则为伴X染色体隐性遗传病,A正确;
B、根据该系谱图无法判断其遗传方式,B错误;
C、根据该系谱图无法判断其遗传方式,C错误;
D、根据该系谱图无法判断其遗传方式,D错误。
故选A。
2. 统计表明,40岁以上妇女所生的子女比25~34岁生育者所生的子女患21三体综合征的概率高10倍左右。预防这种遗传病的最佳措施是( )
A. 血常规检查 B. 适龄婚育
C. X光检查 D. 禁止近亲结婚
【答案】B
【知识点】21三体综合征的预防措施
【解析】A、血常规检查用于检测血液成分异常,不能用于预防21三体综合征,A错误;
B、题意显示,40岁以上妇女所生的子女比25~34岁生育者所生的子女患21三体综合征的概率高10倍左右,即高龄产妇生育子女患21三体综合征的概率显著升高,可见适龄婚育可降低21三体综合征的风险,B正确;
C、X光检查可能诱发基因突变,但无法降低21三体综合征的风险,不符合题意,C错误;
D、禁止近亲结婚主要针对隐性遗传病,无法降低21三体综合征(染色体异常遗传病)的风险,不符合题意,D错误。
故选B。
3. 唐氏综合征又称21三体综合征,患者智力低于正常,身体发育迟缓。它的病因是( )
A. 营养不良
B. 缺少微量元素
C. 21号染色体多一条
D. 5号染色体部分缺失
【答案】C
【知识点】21三体综合征的成因
【解析】唐氏综合征又称21三体综合征,是一种常见的染色体病,患者比正常人多了一条21号染色体,C正确。
故选C。
4.估计我国每年有30万~50万新生儿患有各种各样的遗传病,因此对有孕育遗传病儿风险的夫妇进行早期干预和风险防范,有着深刻的社会意义。下列有关说法正确的是( )
A.遗传咨询可以准确地判断出胎儿是否患遗传病
B.遗传病患者细胞内一定含有一个或多个致病基因
C.基因诊断可以用来确定胎儿是否患有猫叫综合征
D.可以利用基因治疗的方法来救治某些遗传病患者
【答案】D
【知识点】遗传病的监测和预防
【解析】A、遗传咨询在一定的程度上能够有效的预防遗传病的产生和发展,不能准确地判断出胎儿是否患遗传病,A错误;
B、染色体异常遗传病患者细胞内可以不含有致病基因,B错误;
C、基因诊断可以检测胎儿是否携带致病基因,但猫叫综合征是染色体异常遗传病,不能通过基因诊断确定,C错误;
D、可以利用基因治疗的方法来救治某些遗传病患者,例如将腺苷酸脱氨酶(ADA)基因导入患者的淋巴细胞,治疗复合型免疫缺陷症,D正确。
故选D。
考点二:生物有共同祖先的证据
例题1.(2022·江苏·学业考试) 有许多证据支持当今生物都是由原始的共同祖先进化而来。研究生物进化最直接、最重要的证据是( )
A. 化石证据 B. 胚胎学证据
C. 比较解剖学证据 D. 细胞和分子水平的证据
【答案】A
【知识点】生物进化的化石证据
【解析】A、生物进化的直接证据是化石证据,A正确;
B、胚胎学上的证据(如鳃裂)只是说明了古代脊椎动物的原始祖先都生活在水中,B错误;
C、比较解剖学上的同源器官只是证明了具有同源器官的生物具有共同的原始祖先,C错误;
D、细胞和分子水平,从微观证据出发,找寻当今生物之间的共同特征,D错误。
故选A。
例题2.(2023·江苏·学业考试)脊椎动物如龟、鸡、鼠和人的成体之间差异显著,但它们的早期胚胎都很相似,这表明脊椎动物具有共同的祖先。此类生物进化的证据属于( )
A. 化石证据 B. 胚胎学证据
C. 比较解剖学证据 D. 分子生物学证据
【答案】B
【知识点】生物进化的胚胎学证据
【解析】ABCD、脊椎动物如龟、鸡、鼠和人的成体之间差异显著,但它们的早期胚胎都很相似,这表明脊椎动物具有共同的祖先,这属于胚胎学证据,ACD错误,B正确。
故选B。
例题3.(2024·江苏·学业考试)蝙蝠的翼、鲸的鳍、人的上肢等同源器官的存在,为生物进化提供了( )
A. 化石证据 B. 胚胎学证据
C. 细胞生物学证据 D. 比较解剖学证据
【答案】D
【知识点】生物进化的比较解剖学证据
【解析】蝙蝠的翼、鲸的鳍、人的上肢等同源器官的存在,通过比较这些同源器官的形态和结构,可为生物进化提供比较解剖学证据,ABC错误,D正确。
故选D。
1.天津市蓟州区的叠层石被誉为“地质瑰宝”,是地球演化与生命起源的最好见证者。它是以蓝细菌为主的古生物沉积而形成,为研究古生物的生命演化提供了( )
A. 胚胎学证据 B. 化石证据
C. 比较解剖学证据 D. 细胞和分子水平的证据
【答案】B
【知识点】生物进化的化石证据
【解析】化石证据指地层中的古生物遗体、遗物或遗迹,叠层石由以蓝细菌为主的古生物沉积而形成,属于化石,可直接反映古生物特征。
故选B。
2.地球上的生物都是由共同祖先进化而来的,下列叙述不能支持该观点的是( )
A. 几乎所有生物体都共用一套密码子
B. 生物体都通过有丝分裂产生新个体
C. 脊椎动物具有形态和结构相似的器官
D. 脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段
【答案】B
【知识点】生物有共同祖先的证据
【解析】A、几乎所有生物体都共用一套密码子,说明生物界在分子水平上存在统一性,这支持地球上的生物都是由共同祖先进化而来的,A不符合题意;
B、生物体并不是都通过有丝分裂产生新个化,原核生物的分裂方式为二分裂,高等生物主要以减数分裂和受精作用来产生后代,B符合题意;
C、脊椎动物具有形态和结构相似的器官,这支持地球上的生物都是由共同祖先进化而来的,C不符合题意;
D、脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段,这支持地球上的生物都是由共同祖先进化而来的,D不符合题意。
故选B。
3.关于证明“生物有共同的祖先”的各项证据,分类正确的是( )
A. 脊椎动物的骨骼化石——胚胎学证据
B. 脊椎动物的前肢与人的上肢骨骼的比较——比较解剖学证据
C. 脊椎动物早期胚胎发育过程比较——细胞水平的证据
D. 脊椎动物DNA碱基序列比较——最直接证据
【答案】B
【知识点】生物进化的证据
【解析】A、脊椎动物的骨骼化石——化石证据,A错误;
B、比较解剖学是对各类脊椎动物的器官和系统进行解剖和比较研究的科学,脊椎动物的前肢与人的上肢骨骼的比较是比较解剖学证据,B正确;
C、脊椎动物早期胚胎发育过程比较——胚胎学的证据,C错误;
D、化石是研究生物进化最重要的、最直接的证据,D错误。
故选B。
4.鸟的翅膀和人的手臂在骨骼结构上非常相似。这说明它们之间存在( )
A. 稀有性 B. 适应性
C. 统一性 D. 竞争性
【答案】C
【知识点】生物进化的比较解剖学证据
【解析】生物界在结构和功能上具有高度的统一性,体现在生物体、细胞或生物大分子等层 次上。鸟的翅膀和人的手臂在骨骼结构上非常相似,这是生物体层次上的统一模式,C正确。
故选C。
考点三:自然选择与适应的形成
例题1.(2025·陕西·学业考试)关于进化,下列说法错误的是( )
A. 生物的进化和无机环境的变化是相互影响的
B. 进化中,许多物种由于不适应环境变化而灭绝了
C. 真核生物的出现早于原核生物
D. 生物多样性是协同进化的结果
【答案】C
【知识点】生物进化与环境的关系、生物进化的顺序
【解析】A、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,所以生物的进化与无机环境的变化是相互影响的,A正确;
B、在进化过程中,不适应环境变化的物种会被自然选择淘汰,导致灭绝,B正确;
C、地球上的生命从最原始的无细胞结构生物进化为有细胞结构的原核生物,从原核生物进化为真核单细胞生物,原核生物比真核生物出现的早,C错误;
D、生物多样性包括物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性,生物多样性的形成是不同物种之间、生物与无机环境之间协同进化的结果,D正确。
故选C。
例题2.(2025·新疆·学业考试)阅读下面科普短文,回答下列问题。
四爪陆龟(Testudo horsfieldii)是我国一级重点保护野生动物,主要栖息在干旱草原和沙漠边缘地区,经常挖掘深达数米的洞穴以避暑和冬眠,这种洞穴行为不仅是其自身的生存策略,也为沙漠啮齿类和昆虫等动物提供了栖息空间。四爪陆龟在生态系统中发挥着重要作用,作为草食性动物,通过取食和排泄促进草原植被的更新,对当地生态系统的平衡具有重要作用。
我国在新疆建立了四爪陆龟国家级自然保护区。现今,对四爪陆龟的研究主要集中在栖息地调查和种群监测等方面。四爪陆龟作为中生代残存至今的孑遗物种之一,急需对其进行遗传学研究以支持保护工作。
我国科研人员从四爪陆龟的粪便中提取线粒体DNA 进行遗传学研究。研究发现,四爪陆龟线粒体基因组总体结构与典型脊椎动物相似,具有13个蛋白质编码基因、22个tRNA 基因、2个rRNA 基因及1个D区序列。
科研人员进一步对四爪陆龟与其他5个物种线粒体DNA上的13个蛋白质编码基因进行测序,分析后的结果用遗传距离表示。遗传距离越大,表明物种间的13个蛋白质编码基因差异越大,具体数据如下表。这为研究物种间的进化关系提供了依据。
生物名称
四爪陆龟
豹龟
缘翘陆龟
非洲侧颈龟
中华花龟
金头闭壳龟
遗传距离
0
0.15
0.12
0.41
0.20
0.21
该研究为四爪陆龟的遗传资源保护及栖息地管理提供了初步的科学依据,也为新疆地区生物多样性保护与全球濒危龟鳖类的保护研究奠定了理论基础,推动稀有物种的保护与生态管理工作进一步发展。
(1)洞穴行为体现了四爪陆龟对环境条件的__________。
(2)四爪陆龟线粒体基因组总体结构与典型脊椎动物相似,这一事实属于___________水平的证据,以支持达尔文生物进化论中的____________学说。
(3)依据表中数据,与四爪陆龟亲缘关系最远的生物是____________。
(4)该研究中,四爪陆龟的线粒体DNA均取自其粪便,而不是直接取自其机体上的细胞。这一措施的优势是___________。
【答案】(1)适应性 (2) ①. 分子 ②. 共同由来
(3)非洲侧颈龟 (4)减少对四爪陆龟的伤害,降低采样难度和成本
【知识点】达尔文进化论:共同由来学说和自然选择学说
【解析】(1)四爪陆龟主要栖息在干旱草原和沙漠边缘地区,经常挖掘深达数米的洞穴以避暑和冬眠,因此洞穴行为体现了四爪陆龟对环境条件的适应性。
(2)生物有共同祖先的证据包括地层中的化石以及比较解剖学、胚胎学、细胞和分子水平等当今生物体上的证据,这些证据互为补充,相互印证,有力地支持了共同由来学说,基因属于分子水平,因此四爪陆龟线粒体基因组总体结构与典型脊椎动物相似,这一事实属于分子水平的证据,以支持达尔文生物进化论中的共同由来学说。
(3)遗传距离越大,表明物种间的13个蛋白质编码基因差异越大,物种之间的亲缘关系越远,据表可知,与四爪陆龟亲缘关系最远的生物是非洲侧颈龟。
(4)四爪陆龟是我国一级重点保护野生动物,个体数量少,该研究中,四爪陆龟的线粒体DNA均取自其粪便,而不是直接取自其机体上的细胞,目的是减少对四爪陆龟的伤害,同时也可降低采样难度和成本。
1.下列不能反映“生物适应是自然选择的结果”的选项是( )
A. 定向突变 B. 协同进化 C. 物种形成 D. 适者生存
【答案】A
【知识点】自然选择学说
【解析】定向突变不是自然选择学说的内容,在自然选择学说中,定向突变的说法是错误的。突变是不定向的,而自然选择是定向的。
故选A。
2.细菌形成抗生素耐药性的原因,是发生了达尔文进化论中的( )
A. 自然选择 B. 地理隔离 C. 生殖隔离 D. 染色体变异
【答案】A
【知识点】达尔文的自然选择学说:
【解析】在使用抗生素之前,细菌中存在很多种变异类型,使用抗生素后,抗药性弱的细菌被杀死,抗药性强的细菌存活下来,这是自然选择的结果,这样经过抗生素的长期选择,使得细菌抗药性逐渐加强,A正确。
故选A。
3.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,这种现象称为( )
A.自然选择 B.过度繁殖 C.共同进化 D.生存斗争
【答案】C
【知识点】协同进化的概念
【解析】共同进化是指不同物种之间,生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,C正确。
故选C。
考点四:种群基因组成的变化与物种的形成
例题1.(2022·江苏·学业考试)现代生物进化理论认为,新物种形成的标志是( )
A. 地理隔离 B. 生殖隔离 C. 自然选择 D. 突变和基因重组
【答案】B
【知识点】新物种形成的标志
【解析】A、地理隔离形成能阻断种群的基因交流,但不一定形成新的物种,A错误;
B、生殖隔离是新物种形成的标志,B正确;
C、自然选择决定生物的进化方向,可使种群的基因频率发生定向改变,C错误;
D、突变和重组为进化提供了原材料,D错误。
故选B。
例题2.(2023·江苏·学业考试)现代生物进化理论认为,决定生物进化方向的是( )
A. 过度繁殖 B. 遗传变异
C. 用进废退 D. 自然选择
【答案】D
【知识点】现代生物进化理论
【解析】现代生物进化理论认为,自然选择决定生物进化方向,D正确,ABC错误。
故选D。
例题3.(2024·江苏·学业考试)下列关于现代生物进化理论的叙述,正确的是( )
A. 以用进废退学说为核心
B. 个体是生物进化的基本单位
C. 不可遗传变异提供进化的原材料
D. 自然选择决定生物进化的方向
【答案】D
【知识点】现代生物进化理论
【解析】A、自然选择学说是现代生物进化理论的核心,A错误;
B、现代生物进化理论认为种群是生物进化的基本单位,B错误;
C、变异包括可遗传变异和不可遗传变异,其中可遗传变异为生物进化提供原材料,可遗传变异包括突变和基因重组,C错误;
D、自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向,D正确。
故选D。
1. 在一个种群的基因库中,某个基因占全部等位基因数的比值,叫作基因频率。假定某果蝇种群有400只果蝇,其中纯合长翅(AA)100只、杂合长翅(Aa)200只、残翅(aa)100只。则A的基因频率是 ( )
A. 10% B. 20%
C. 50% D. 100%
【答案】C
【知识点】基因频率的计算
【解析】P(A)=[(100×2+200)/(400×2)]×100%=50%,故选C。
2.下列有关生物进化的说法,正确的是( )
A. 达尔文的进化理论并没有接受拉马克的相关进化观点
B. 种群基因频率的定向改变,是生物进化的实质
C. 共同进化过程与生物多样性形成无关
D. 物种形成的标志是地理隔离的产生
【答案】B
【知识点】现代生物进化理论的内容
【详解】A.达尔文的进化理论接受了拉马克的器官的用进废退和获得性遗传的观点,A错误;
B.生物进化的实质是种群基因频率的定向改变,B正确;
C.共同进化是生物多样性形成的原因之一,C错误;
D.生殖隔离的产生是新物种形成的标志,D错误。
故选B。
3.加拉帕戈斯群岛13个主要岛屿上生活着13种地雀,经专家研究定为13个物种。达尔文推测这些地雀最初来自南美大陆。关于地雀的演变,相关叙述错误的是( )
A.由于各岛上的食物和栖息场所不同,导致地雀发生了不同的变异
B.13种地雀可能来自共同的祖先,因地理隔离最终形成生殖隔离
C.各种地雀均适应了当地的环境,是自然选择的结果
D.地雀进化的过程中,种群的基因频率发生了定向改变
【答案】A
【知识点】达尔文关于地雀的形成
【解析】A、变异是随机发生的,并非由环境直接导致。不同环境对地雀的变异进行选择,而非导致变异产生,A错误;
B、地理隔离使不同种群无法基因交流,长期积累差异导致生殖隔离,形成新物种,B正确;
C、自然选择保留有利变异,使地雀适应各自环境,C正确;
D、自然选择使种群的基因频率发生定向改变,这是生物进化的实质,D正确。
故选A。
4. 如图是新物种形成的基本环节,下列分析不合理的是( )
A. ①为突变 B. ②为自然选择
C. ③为基因频率 D. ④为地理隔离
【答案】D
【知识点】物种形成的过程
【解析】图示表示生物新物种形成的基本环节,可遗传的变异是进化的基本材料,包括①突变(突变包括基因突变和染色体变异)、基因重组,②是自然选择,③表示基因频率发生改变导致基因库发生改变,④表示生殖隔离,D错误。
故选D。
考点五:协同进化与生物多样性
例题1.(2025·福建·学业考试)19世纪末,严复、梁启超等以达尔文自然选择学说中“物竞天择,适者生存”的观点,作为唤起同胞救国图强的警钟,激励国人奋发图强。随着科学水平的发展,人们对生物进化本质的认识进一步加深,形成了以自然选择学说为核心的现代生物进化理论。
(1)自然选择直接作用的是生物个体的______(填“表型”或“基因型”)。
(2)生活在一定区域的______生物的全部个体的集合叫作种群,种群是______的基本单位。
(3)可遗传的______提供了生物进化的原材料,自然选择使种群的基因频率发生______(填“定向”或“不定向”)改变。
(4)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,称为______。
【答案】(1)表型 (2) ①. 同种 ②. 进化
(3) ①. 变异 ②. 定向
(4)协同进化
【知识点】现代生物进化理论、协同进化
【解析】(1)自然选择是通过生物个体的表现型(表型)来进行筛选的,具有有利表型的个体更容易生存和繁殖,具有不利表型的个体则容易被淘汰,而不是直接作用于基因型。
(2) 生活在一定区域的同种生物的全部个体的集合叫作种群。种群是生物进化的基本单位。
(3)可遗传的变异(包括基因突变、基因重组和染色体变异)提供了生物进化的原材料,这些变异是不定向的。自然选择使具有有利变异的个体生存和繁殖的机会增加,具有不利变异的个体生存和繁殖的机会减少,从而使种群的基因频率发生定向改变。
(4)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,称为协同进化。
1.39. 基于早期地球的特殊环境推测,地球上最早出现的生物是( )
A. 单细胞生物,进行有氧呼吸 B. 多细胞生物,进行有氧呼吸
C. 单细胞生物,进行无氧呼吸 D. 多细胞生物,进行无氧呼吸
【答案】C
【知识点】地球上最早出现的生命形式
【解析】地球上的生命,都是从简单到复杂进化而来的,地球上最早出现的生命形式也是具有细胞形态的单细胞生物,原始大气中没有氧气,故最先出现的生物是进行无氧呼吸,C正确,ABD错误。
故选C。
2.云南水稻中带花青素的品种较多,如花壳、麻壳、条叶、紫米、红米等品种。这些丰富的稻种资源类型体现了生物多样性中的( )
A.遗传多样性 B.种群多样性
C.物种多样性 D.生态系统多样性
【答案】A
【知识点】生物多样性
【解析】A、遗传多样性是指物种内基因组成的多样性。云南水稻中带花青素的多种品种,如花壳、麻壳、条叶、紫米、红米等,这些不同品种的水稻在基因组成上存在差异,体现了遗传多样性,A正确;
B、种群多样性不是生物多样性的常见分类层次,生物多样性主要包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性,B错误;
C、物种多样性是指生物种类的丰富程度,这里强调的是同一物种(水稻)的不同品种,不是不同物种,所以不是物种多样性,C错误;
D、生态系统多样性是指生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体的多样性,题干未涉及生态系统相关内容,D错误。
故选A。
3.在进化历程中,不同生物类群为了适应各自代谢途径和营养方式,形态结构等会发生相应的改变,结合现代生物进化理论,以下解释不正确的是( )
A.当动物出现更适应摄食的复杂器官和系统后,并不能说明形成了新物种
B.藻青菌中出现能利用较长波长光的叶绿素后,有利于其扩大生存范围
C.微生物具有高效吸收营养物质的各种途径,是自然选择定向选择的结果
D.某些细胞为适应精氨酸不足的环境,变异出利用其他氨基酸转化为精氨酸的代谢途径
【答案】D
【知识点】现代进化理论的基本内容
【解析】A、新物种形成的标志是生殖隔离,复杂器官的出现仅体现适应性进化,未涉及生殖隔离,不能说明形成新物种,A正确;
B、藻青菌叶绿素利用长波长光可适应弱光环境,扩大生态位,属于自然选择下的适应性特征,B正确;
C、微生物高效吸收营养的途径是自然选择对有利变异的定向积累结果,符合自然选择理论,C正确;
D、变异是随机的、不定向的,细胞不会主动“为适应环境”变异出代谢途径,而是自然选择保留已有有利变异,D错误。
故选D。
4.下列为现代生物进化理论的概念图,以下说法正确的是 ( )
A.①是生物的突变和重组
B.②是自然选择
C.③是自然选择学说
D.④是物种多样性
【答案】C
【知识点】现代生物进化理论
【解析】A、生物进化的实质是种群基因频率的改变,因此①是种群基因频率的改变,A错误;
B、影响基因频率变化的因素:突变、基因重组、自然选择等,因此②是突变、基因重组和自然选择等,B错误;
C、现代生物进化理论的核心是自然选择学说,因此③是自然选择学说,C正确;
D、生物多样性包括基因、物种和生态系统三个层次的多样性,因此④是基因多样性、物种多样性和生态系统多样性,D错误。
故选C。
训练
1. 根据现代生物进化理论的主要内容,分析下列有关生物进化的叙述,错误的是()
A. 种群是生物进化的基本单位,也是自然选择直接作用的对象
B. 一个物种的形成或绝灭,将会影响到其它物种的进化
C. 不同地层中的化石是研究生物进化的最好证据
D. 进化不一定产生新物种,新物种的产生一定存在进化
【答案】A
【知识点】现代生物进化理论的主要内容
【解析】A.种群是生物进化和繁殖的基本单位,而自然选择的直接对象是个体的表型,A错误;
B.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,一个物种的形成或绝灭,将会影响到其它物种的进化,B正确;
C.在研究生物进化的过程中,化石是最重要的、比较全面的证据,化石在地层中出现的先后顺序,说明了生物是由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生逐渐进化而来的,C正确;
D.生物进化的实质在于种群基因频率的改变,生殖隔离是新物种形成的标志,因此进化不一定产生新物种,新物种的产生一定存在进化,D正确。
故选A。
2. 2022年诺贝尔生理学或医学奖授予瑞典科学家斯万特帕博,表彰他对已灭绝人类基因组和人类进化的发现方面的贡献。帕博从一块四万年前的尼安德特人骨头中测序了一段线粒体DNA,与当代人类和黑猩猩的DNA比较表明,尼安德特人是遗传上与众不同的物种。下列有关生物进化证据和结论的说法错误的是( )
A. 研究生物进化的直接证据是化石证据而非分子生物学证据
B. 帕博运用了比较解剖学及细胞和分子生物学的方法得出的结论
C. 尼安德特人与当代人类和黑猩猩之间存在生殖隔离
D. 地球上现存的丰富多样的物种是由共同祖先经长期进化形成的
【答案】B
【知识点】生物进化的证据
【解析】A、研究生物进化的直接证据是化石证据而非分子生物学证据,A正确;
B、帕博运用了分子生物学的方法得出的结论,B错误;
C、尼安德特人是遗传上与众不同的物种,则尼安德特人与当代人类和黑猩猩之间存在生殖隔离,C正确;
D、地球上现存的丰富多样的物种是由共同祖先经长期进化形成的,D正确。
故选B。
3. 根据现代生物进化理论,下列说法正确的是( )
A. 在自然选择过程中,黑色与灰色桦尺蠖表现为共同进化
B. 超级细菌感染病例的出现,是因为抗生素的滥用促使细菌发生基因突变
C. 人工饲养的公狮和母虎交配,产下的“狮虎兽”不育,说明狮和虎存在生殖隔离
D. 同一群落中的种群相互影响,因此进化的基本单位是群落
【答案】C
【知识点】现代生物进化理论
【解析】A、共同进化发生在不同生物之间或生物与环境之间,而黑色与灰色桦尺蠖属于同一物种,A错误;
B、超级细菌感染病例的出现,是因为抗生素的滥用对细菌的基因突变进行了选择,B错误;
C、人工饲养的公狮和母虎交配,产下的“狮虎兽”不育,说明狮和虎存在生殖隔离,C正确;
D、进化的基本单位是种群,D错误。
故选C。
4. 下列有关现代生物进化理论的叙述,错误的是()
A. 种群是生物繁殖和生物进化的基本单位
B. 捕食者和被捕食者种群会相互选择,共同进化
C. 突变和基因重组,自然选择及隔离是物种形成的一般过程
D. 生物进化的实质是对环境的适应性不断增强的过程
【答案】D
【知识点】现代生物进化理论的主要内容
【解析】A、种群是生物进化的基本单位,也是生物繁殖的基本单位,A正确;
B、捕食者和被捕食者种群会相互选择,共同进化,B正确;
C、突变和基因重组,自然选择及隔离是物种形成的一般过程,C正确;
D、生物进化的实质是种群基因频率的改变,D错误。
故选D。
5.如图表示生物新物种形成的基本环节,对图示分析正确的是( )
A.图中A表示基因突变和基因重组
B.该生物进化理论的研究对象是生物个体
C.图中B表示地理隔离,没有地理隔离不可能有新物种的形成
D.图中C表示的是种群间生殖隔离,是新物种形成的标志
【答案】D
【知识点】物种形成的基本环节
【解析】A、A表示突变和基因重组,突变包括基因突变和染色体变异,A错误;
B、现代生物进化理论是以种群为基本单位,研究对象是种群,B错误;
C、B表示地理隔离,新物种的形成不一定经过地理隔离,如多倍体形成不需要地理隔离,C错误;
D、图中C表示的是种群间生殖隔离,是新物种形成的标志,D正确。
故选D。
6. 青霉素的持续滥用使存活的某种细菌抗药性逐渐增强,导致青霉素的药效下降。下列关于细菌抗药性的描述,正确的是( )
A. 由于青霉素的诱导使细菌产生了抗药性变异
B. 细菌群体抗药性增强是人工选择的结果
C. 细菌的抗药性与非抗药性基因构成了该细菌种群的基因库
D. 细菌的抗药性基因频率发生了定向改变
【答案】D
【知识点】自然选择、细菌的抗药性
【解析】A、变异是随机的,不定向的,细菌的抗药性变异并非是青霉素诱导才产生的,A错误;
B、细菌群体抗药性增强不是人们需要的性状,这是自然选择的结果,B错误;
C、细菌的全部基因的总和构成了该细菌种群的基因库,C错误;
D、从材料中的描述“存活的某种细菌抗药性逐渐增强,主要表现为:从群体上看,具有抗药性的菌体所占比例增加”,可以判断细菌的抗药性基因频率发生了定向改变,细菌种群发生了进化,D正确。
故选D。
7. 下列有关“选择”的说法不正确的是( )
A. 病毒感染对兔种群的病毒抗性具有选择作用
B. 生物的种间竞争属于自然选择
C. 除草剂的使用对抗药性杂草类型的数量有选择作用
D. 自然选择直接作用于生物的基因型对有利变异进行积累
【答案】D
【知识点】自然选择的内容和过程
【解析】A、病毒感染对兔种群的抗性具有选择作用,作为宿主来讲同样也在选择寄生的生物,这是生物之间的相互选择,A正确;
B、生物的种间竞争是一种选择、共同进化的过程,B正确;
C、适者生存、不适者被淘汰的过程叫做自然选择,遗传变异是生物进化的基础,杂草有的抗药性强,有的抗药性弱。使用除草剂时,把抗药性弱的杂草杀死,这叫不适者被淘汰;抗药性强的杂草活下来,这叫适者生存,C正确;
D、自然选择通过直接作用于不同个体的表现型而发挥作用,D错误;
故选D。
8. 下列关于生物进化和生物多样性的叙述,正确的是( )
A. 不同基因型的个体对环境的适应性都是相同的
B. 不同物种之间、生物与环境之间的共同进化导致生物的多样性
C. 生物产生的变异都能在长期的共同进化中保留下来
D. 大量使用抗生素会使致病细菌产生耐药性突变
【答案】B
【知识点】生物进化及生物多样性产生
【解析】A、不同基因型的个体的表现型不一定相同,当其表现型不同时,对相同环境的适应性可能不同,A错误;
B、不同物种之间、生物与环境之间的共同进化导致生物的多样性,B正确;
C、生物产生的变异为生物的进化提供了原材料,只有适应环境的变异才能保留,否则被淘汰,C错误;
D、抗生素的使用对病菌的抗药性变异进行了选择,具有抗药性的个体生存下来并繁殖后代,使群体中具有抗药性的个体数量增多,表现出抗药性增强,而不是抗生素促进了抗药性变异的产生,D错误。
故选B。
9.碳青霉烯类抗生素是治疗重度感染的一类药物。下表为该类抗生素在某医院住院患者中的使用量及某细菌的耐药情况。
年份
2005
2006
2007
2008
该类抗生素的人均使用量(g)
0.074
0.12
0.14
0.19
某种细菌对该类抗生素的耐药率(%)
2.6
6.11
10.9
25.5
(1)据表可知,随着该类抗生素人均使用量的增加,细菌耐药率_____,说明两者之间存在_____(填“正相关”或“负相关”)的关系。
(2)细菌耐药率的变化是由于细菌种群中原本存在_____基因,抗生素起_____作用,导致耐药基因在细菌种群中的_____逐年上升。
(3)依据上述分析,抗生素的大量使用可能带来的后果是_____。为避免这种后果,生活中可行的做法是_____。
【答案】(1)①. 逐年增强 ②. 正相关
(2)①. 耐药 ②. 选择 ③. 基因频率
(3)①. 细菌的耐药性逐渐提高 ②. 合理使用抗生素,禁止滥用抗生素
【知识点】自然选择与细菌的抗药性
【解析】
(1)根据表中数据可知,2005-2008年,住院患者该类抗生素人均使用量逐年增加,某种细菌对该抗生素的耐药率也逐年增加,故这种细菌耐药率的变化与抗生素的使用量之间存在呈正相关。
(2)从现代生物进化理论的角度看,细菌中本来就存在着抗药性的差异,所以有耐药性的基因,抗生素的作用是对细菌进行自然选择,具有抗药性的细菌存活下来,并繁殖后代,经过长时间的变异、自然选择,使病菌的抗药性逐渐升高,即耐药性基因在细菌种群中的基因频率逐年上升。
(3)人类不断研发和使用新的抗生素,细菌对新药的耐药性也在不断提高,我们应该合理使用抗生素,防止抗生素滥用,以防止产生超级细菌等。
10.人类白化病和苯丙酮尿症都是由苯丙氨酸的代谢缺陷所致。人体内苯丙氨酸的代谢途径如下图所示,请回答下列问题
(1)白化病是由于患者体内缺乏__________(酶的种类),其根本原因是控制该酶的基因发生了突变,使得患者无法合成黑色素而出现白化。因此,基因可以通过__________进而控制生物的性状。
(2)已知苯丙酮尿症是常染色体隐性遗传病,一对表现正常的夫妇生了个患病女儿,请问这对夫妇想再生一个孩子,其表现正常的概率是__________。如果你是一位遗传咨询师,你可以给他们提供建议是__________。
(3)苯丙酮尿症在我国的发病率约为1/14000。表现为苯丙氨酸代谢产物之一——苯丙氨酸在脑中积累,进而阻碍脑的发育,造成智力低下。从2009年起,我国政府启动了苯丙酮尿症患儿特殊奶粉补助项目,免费为患儿提供奶粉,这种特殊的奶粉与正常的奶粉的区别是__________。
【答案】(1) 酪氨酸酶 控制酶的合成控制代谢过程
(2) 3/4 产前进行基因检测
(3) 不含苯丙氨酸(或者苯丙氨酸含量低)
【知识点】人类遗传病
【解析】(1)白化病是由于患者体内缺乏酪氨酸酶,无法合成黑色素,其根本原因是控制该酶的基因发生了突变,使得患者无法合成黑色素而出现白化。因此,基因可以通过控制酶的合成控制代谢过程进而控制生物的性状。
(2)已知苯丙酮尿症是常染色体隐性遗传病,一对表现正常的夫妇生了个患病女儿,请问这对夫妇想再生一个孩子,设隐性致病基因为a,则夫妇基因型都为Aa,则孩子表现正常的概率是3/4。如果你是一位遗传咨询师,你可以给他们提供建议是产前进行基因检测。
(3)苯丙酮尿症在我国的发病率约为1/14000.表现为苯丙氨酸代谢产物之一——苯丙氨酸在脑中积累,进而阻碍脑的发育,造成智力低下。从2009年起,我国政府启动了苯丙酮尿症患儿特殊奶粉补助项目,免费为患儿提供奶粉,这种特殊的奶粉与正常的奶粉的区别是不含苯丙氨酸(或者苯丙氨酸含量低)。
11. 一枝黄花自1935年由加拿大引进后逃逸为野生,在野外疯狂地繁衍扩张,严重地破坏了本地的植被多样性和生态平衡,造成“美丽的恐怖”局面。加拿大一枝黄花的这种扩张也是一种适应现象。下列相关叙述中属于拉马克进化观点的是( )
A. 加拿大一枝黄花与本地植物之间存在生存斗争
B. 加拿大一枝黄花的适应是用进废退、获得性遗传的结果
C. 加拿大一枝黄花比本地植物更适应本地的环境
D. 加拿大一枝黄花的种群基因频率发生变化
【答案】B
【知识点】拉马克和达尔文的进化论
【解析】拉马克进化学说的主要观点是,地球上的生物不是神造的,而是由古老生物进化而来的,生物是由低等到高等逐渐进化的,生物的适应性的形成是用进废退和获得性遗传的结果。生存斗争属于达尔文的自然选择学说理论。综上所述,B正确,ACD错误。
故选B。
12. 下列关于生物进化的知识,判断正确的有( )
①化石是研究生物进化最直接最重要的证据
②自然选择保存适应环境的变异,人工选择保留人类所需的变异
③人工选择使鲫鱼发生变异,产生现今多种形态的观赏金鱼
④达尔文认为种群是生物进化的基本单位
⑤适应性的形成是在自然选择下种群基因型频率的定向改变
⑥生殖隔离是新物种形成的标志
⑦不同物种之间相互影响不断进化和发展即为协同进化
A. 三项 B. 四项 C. 五项 D. 六项
【答案】A
【知识点】生物进化相关的知识点
【解析】
①化石是研究生物进化最直接最重要的证据,正确;
②自然选择保存适应环境的变异,适者生存,不适者淘汰;人工选择是人们根据自己的需要,对符合要求的变异个体进行选择,最后选育出新品种,正确;
③变异是自发的,人工选择不能使鲫鱼发生变异,错误;
④现代生物进化理论认为种群是生物进化的基本单位,错误;
⑤适应性的形成是在自然选择下种群基因频率的定向改变,而不是基因型频率的定向改变,错误;
⑥生殖隔离是新物种形成的标志,正确;
⑦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即为协同进化,错误。综上所述,A符合题意。
13. 深海中生存着一种通体透明的超深渊狮子鱼,它与栖息于海岸岩礁的狮子鱼相比,色素、视觉相关基因大量丢失,与细胞膜稳定有关的基因也发生了变化,增强了该鱼的抗压能力,下列说法错误的是( )
A. 超深渊狮子鱼视觉退化的实质是种群基因频率发生了定向改变
B. 超深渊狮子鱼与栖息于海岸岩礁的狮子鱼可能存在生殖隔离
C. 深海环境的定向选择提高了与超深渊狮子鱼细胞膜稳定有关基因的频率
D. 超深渊狮子鱼个体间在争夺食物和栖息空间中相互选择、共同进化
【答案】D
【知识点】现代生物进化理论
【解析】A、生物进化的实质是种群基因频率的改变,超深渊狮子鱼视觉退化的实质是种群基因频率发生了定向改变,A正确;
B、超深渊狮子鱼与栖息于海岸岩礁的狮子鱼可能是不同物种,故可能存在生殖隔离,B正确;
C、深海环境的定向选择提高了与超深渊狮子鱼细胞膜稳定有关基因的频率,C正确;
D、共同进化是指不同物种之间,生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,而超深渊狮子鱼是一个物种,D错误。
故选D。
14. 甲、乙两物种在某一地区共同生存了上百万年,甲以乙为食。下列叙述错误的是()
A. 甲、乙的进化可能与该地区环境变化有关
B. 物种乙的存在与进化会阻碍物种甲的进化
C. 若甲是动物,乙可能是植物,也可能是动物
D. 甲和乙之间存在生殖隔离
【答案】B
【知识点】现代生物进化理论的主要内容
【解析】A、共同进化是指不同物种之间,生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,甲、乙的进化可能与该地区环境变化有关,A正确;
B、物种乙的存在与进化会促进物种甲的进化,B错误;
C、若甲是动物,乙可能是植物,也可能是动物,C正确;
D、甲和乙属于两个不同物种,存在生殖隔离,D正确。
故选B。
15. 大约一万年前,科罗拉多大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成两个种群,两个种群现在已经发生明显的变化。研究人员指出,经过长期演化可能形成两个物种,其过程如下图所示。回答下列问题:
(1)图中a、b、c分别表示物种进化过程中的某个环节,其中a表示___________,c表示_____________。
(2)①~③过程由于发生了____________________,导致新性状出现,进而形成了品系11;由种群1→品系11→品系12→物种1说明了在________________的作用下使生物朝着一定方向进化,进化的实质是_______________________。
(3)种群1中,控制某一性状的基因为A、a,其基因型AA、Aa和aa的数量占总量的百分比分别为48%、48%和4%。若aa个体没有繁殖能力,其他基因型个体自由交配,理论上,下一代中基因型AA、Aa、aa个体的数量比为______,照此繁殖方式,预测A的基因频率变化趋势为____________。
【答案】
(1)地理隔离;生殖隔离
(2)突变和基因重组(或“可遗传变异”);自然选择;种群基因频率发生定向改变
(3) 9:6:1;逐渐升高
【知识点】基因频率和基因型频率的计算
【解析】
(1)据图分析,a表示地理隔离,c表示生殖隔离。
(2)①~③过程由于发生了突变和基因重组,导致新性状出现,进而形成了品系11;由种群1→品系11→品系12→物种1说明了在自然选择的作用下使生物朝着一定方向进化,进化的实质是种群基因频率发生定向改变。
(3)种群1中,基因型AA、Aa和aa的数量占总量的百分比分别为48%、48%和4%,若aa个体没有繁殖能力,其他基因型个体自由交配,则AA:Aa=1:1,则A=AA+Aa=,a=,根据遗传平衡定律,其他个体间可以随机交配,后代中AA的频率=,Aa=2Aa=
,aa=,则基因型AA、Aa、aa个体的数量比为 9:6:1,照此繁殖方式,预测A的基因频率变化趋势为逐渐升高。
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