内容正文:
第一、二节 丰富多样的现存物种来自共同祖先
适应是自然选择的结果
|学|习|目|标|
1.列举生物具有许多共同特征和证明当今生物具有共同祖先的证据。
2.举例说明种群内普遍存在变异,具有优势性状的个体有生存和繁衍的优势。
3.阐明自然选择与生物进化的关系,举例说明自然选择导致适应。
4.说明在随机交配的种群中,种群的基因频率和基因型频率的稳定性;列举导致种群基因频率变化的因素。
5.能够运用现代生物进化理论的观点分析进化现象。
6.了解物种形成的两种基本方式。
第1课时 达尔文的共同由来学说和自然选择学说
[主干知识梳理]
一、现在的生物是进化而来的
1.物种特征与生殖隔离
物种
特征
同一物种的个体之间能 并产生 的后代
生殖
隔离
不同物种的个体之间则不能 ,或者在交配后不能产生 的后代的现象
2.拉马克和达尔文的进化论
拉马克的
进化论
(1)地球上的所有生物都不是神创造的,而是由 进化来的。
(2)适应性特征形成的原因:① ;②
达尔文的
进化论
(1)共同由来学说:物种是 的,所有生物是由 进化而来的。
(2)自然选择与进化:在自然状态下,随着时间的推移,由于 等因素的作用,种群可以发生变化。达尔文将进化称为“ ”。 使一个物种演变为另一个物种。
(3)意义:合理解释了生物界的
二、生物具有许多共同的特征,多重证据表明当今生物具有共同祖先
证据
结论
比较
解剖
学
人身体上的每一块骨骼,大猩猩身体上都有,只是大小比例有所不同
人与大猩猩等在 上有统一的模式
人的手臂、猫的前肢、鲸的前鳍等有相似的结构模式,都是由同样类型的骨骼组成,有相似的肌肉和血管。在胚胎阶段,由相同的组织发育而来
所有 之间存在着统一性
细胞
生物
学
动物、植物、真菌和众多的原生生物,具有统一的 模式
所有真核生物之间存在着统一性
分子
生物
学
真核生物和原核生物在分子层次上存在着高度的统一性。 等生物大分子的结构单体相同、连接方式相同、在细胞中的作用相似。 是遗传信息的载体,合成蛋白质共用一套遗传密码
整个生物界具有高度的统一性
化石
化石为生物来自共同祖先提供了 证据。有些化石把两个大的生物类群联系起来,如始祖鸟化石将鸟类和爬行类,特别是和恐龙联系起来
始祖鸟化石证明鸟类是由恐龙的一支进化而来的
胚胎
学
所有脊椎动物都有一个相似的早期胚胎发育阶段:有尾,有鳃裂,脑子很小
所有脊椎动物从共同祖先进化而来
三、适应是自然选择的结果
1.种群
概念
种群是生活在一定自然区域的 的全部个体
特点
①由不同年龄、不同性别的个体组成;
②彼此可以
实例
一个池塘中的全部鲫鱼
2.达尔文的自然选择学说主要内容
遗传
变异
在种群的不同个体之间普遍存在着变异,并将 视为自然选择的前提,形成 的前提
过度
繁殖
和生存
斗争
生物的繁殖能力很强,但是在自然界中,生物赖以生存的食物和空间是有一定限度的。生物与生物之间会争夺食物、空间、配偶,生物要与干旱、寒冷等恶劣环境进行生存斗争,具有 的个体在特定环境中具有生存和繁殖的优势
适者
生存
有些性状有利于个体在特定环境中 ,另一些则是不利的。在自然选择的作用下,具有 特征的个体能够生存并繁殖更多的后代
物种
形成
由于自然选择的作用,种群中相关的 被保存下来并不断得到积累,微小变异积累成显著变异,新的类型、新的物种由此产生
自然
选择
达尔文认为,自然选择是进化的一个重要动力和机制
[预习效果自评]
1.判断下列叙述的正误
(1)物种间都存在生殖隔离。 ( )
(2)生物界在模式上具有巨大的多样性,在类型上具有高度的统一性。 ( )
(3)DNA是各种生物遗传信息的载体,体现了生物界的统一性。 ( )
(4)可遗传变异是自然选择的前提,形成适应的前提。 ( )
(5)自然选择是生物进化的一个重要动力和机制。 ( )
2.把生物具有共同祖先的对应证据连起来(连线)
3.思考题
(1)阅读教材第123页“课外读”思考,达尔文在科学上做出了划时代的贡献,你认为促成他成功的主要因素有哪些?
(2)阅读教材第129页“小资料”分析,达尔文在克格伦岛上发现那里的昆虫一般呈现两种类型:许多昆虫不能飞,而少数能飞的昆虫翅膀异常发达。①你能解释这种现象吗?②这种现象说明了什么科学道理?
(3)现有G、H、Q、W、X五个有亲缘关系的物种,它们的进化历程及亲缘关系如图所示。
①图中五个物种中,基因组成相似程度最高的两个物种是哪些?
②H、W两种物种都生活在海洋中,体形都为纺锤形的事实能够说明什么?
[精要内容把握]
一、知识体系建一建
二、核心语句背一背
1.物种是可变的,所有生物是由共同祖先进化而来的。
2.比较解剖学、细胞结构、分子组成以及胚胎学方面的证据表明,现存物种来自共同祖先。
3.种群内普遍存在着变异,优势性状的个体在特定环境中具有生存和繁殖优势,自然选择导致生物更好地适应特定的生存条件。
4.达尔文的进化论能合理解释生物界的多样性和统一性。
提能点(一) 达尔文的共同由来学说
[任务驱动]
胚胎学的研究为生物进化提供了证据,如图是几种脊椎动物(蝾螈、鸡、人等)胚胎发育过程的模式图。
(1)仔细观察这几种脊椎动物的早期胚胎有什么共同特点?
(2)几种脊椎动物胚胎发育的早期,形态结构很像鱼,推测原始生命可能生活在什么样的环境中?
(3)几种脊椎动物具有一个相似的早期胚胎发育阶段,这种现象提供了什么证据?
[生成认知]
一、物种和品种的比较
物种
物种是生物分类的基本单位,同种个体之间能互相交配并产生有生育能力的后代。不同种个体之间不能相互交配,或交配后不能产生有生育能力的后代,即存在生殖隔离。如马和驴杂交产生骡,但骡是不育的,说明马和驴存在生殖隔离,属于不同物种
品种
品种主要应用于农艺作物,如小麦、水稻、花卉等,或者用于养殖业的一些动物等。不同的品种实际都是一个物种,是同一个物种具有差异个体的不同表现形式,如小麦杂交育种,高秆抗病和矮秆不抗病就属于同一物种的不同品种
二、当今生物具有共同祖先的证据说明的问题
当今生物在比较解剖学、细胞生物学、分子生物学、化石、胚胎学等方面的证据说明生物界在类型上具有巨大的多样性,但在模式上具有高度的统一性。每一个或大或小的生物类群,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存在着统一的模式,它们具有许多共同的特征。多重证据表明,当今生物具有共同的祖先。
[典例] (2025·浙江6月选考)大量的证据表明,生物是由共同祖先进化而来的。下列叙述错误的是 ( )
A.DNA核苷酸序列差异可为物种进化提供证据
B.牙齿化石是研究动物取食方式进化的证据之一
C.比较解剖学研究表明人上肢和蝙蝠翼手的功能相同
D.多种脊椎动物的胚胎发育早期都有尾说明它们有共同祖先
尝试解答:选
[归纳拓展]
生物统一性的表现
(1)细胞结构的统一性主要体现在真核细胞,原核细胞在细胞结构上与真核细胞有较为显著的差别。
(2)在分子层次上存在统一性说明了整个生物界高度的统一性,主要体现在DNA、RNA、蛋白质等生物大分子上。它们以碳链为基本骨架,无论是各自组成的单体还是它们的连接方式,甚至于在细胞中的作用都有高度的一致性。并且这些细胞有相似的基因表达过程,只用一套基本的遗传密码编码氨基酸。
[跟踪训练]
1.(2024·浙江6月选考)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 ( )
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
2.(2025·甘肃高考)我国古生物化石种类繁多。其中,在甘肃和政县发现的以铲齿象、和政羊与三趾马为代表的古脊椎动物化石群具有极高的研究价值。下列叙述错误的是 ( )
A.铲齿象、和政羊与三趾马化石可以为研究哺乳动物的进化提供直接证据
B.根据铲齿象特有的下颌和牙齿形态特征,可以推断它的食性和生活环境
C.通过自然作用保存在地层中的和政羊、三趾马等动物的粪便不属于化石
D.不借助化石而通过现生生物的比较分析也可以推断生物进化的部分历史
3.化石是研究生物进化直接、重要的证据。通过化石的研究可以证明 ( )
①地球上的各种生物之间有一定的亲缘关系
②地球上的各种生物是一次性同时出现的
③现在的各种生物是经过漫长的地质年代变化而来的
④生物的进化呈现从低等到高等的规律
⑤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
⑥化石不能记录地球和生物进化的历史
A.①②③④ B.②③④⑤
C.③④⑤⑥ D.①③④⑤
提能点(二) 达尔文的自然选择学说
[任务驱动]
一个海岛上的昆虫,或者无翅,或者具有很发达的翅。达尔文认为这是岛上终年不断的强劲海风选择的结果,强大的海风把具有平常的翅的昆虫都吹到海洋里去了,保留下来并能繁殖后代的只能是无翅或具有很发达的翅的昆虫,经过长期的自然选择,岛上生活的昆虫就进化成为无翅或者有很发达的翅的类型了。
(1)根据海岛上某种昆虫的翅的长度和个体数绘制曲线,某同学绘制了翅膀长度(横坐标)与个体数量(纵坐标)的关系图,具体如下,哪个图示更能反映该昆虫在岛屿上的生存情况,请分析阐明观点。
(2)尝试用达尔文的自然选择学说解释无翅和发达翅的昆虫对环境的适应性,平常翅被淘汰的进化过程。
[生成认知]
一、两组概念比较
1.种群和物种的比较
项目
种群
物种
概念
生活在一定自然区域的同种生物的全部个体。种群是生物进化和繁殖的单位,同一种群内的个体之间可以进行基因交流
分布在一定自然区域内,具有一定的形态结构和生理功能,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
范围
较小范围内的同种生物的个体
分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成
判断
标准
种群具备“三同”即同一时间,同一地点,同一物种。同一物种的不同种群不存在生殖隔离,交配能产生可育后代
主要是形态特征和能否自由交配产生可育后代,不同物种间存在生殖隔离
2.人工选择和自然选择的比较
人工选择
自然选择
二、达尔文的自然选择学说分析
1.达尔文的自然选择学说要点
2.达尔文论述的可遗传变异的现代解释
[例1] 现在的生物都是由共同祖先进化而来的,下列关于进化的叙述,正确的是 ( )
A.物种是进化的基本单位
B.自然选择决定了生物变异和进化的方向
C.地理隔离是生物进化产生新物种的必要条件
D.有害突变也能成为生物进化的原材料
尝试解答:选
[例2] (2025·嘉善高级中学月考)下列说法正确的是 ( )
A.拉马克科学地论证了生物进化的原因是用进废退和获得性遗传
B.拉马克认为当今所有的生物都是由更古老的生物进化而来的
C.达尔文的自然选择学说中的生存斗争都是发生在生物与生物之间的
D.达尔文的自然选择学说强调物种形成都是渐变的结果,科学地解释了遗传和变异的本质
尝试解答:选
[易错提醒]
对生存斗争的正确理解
(1)在生存斗争过程中,有优势性状的个体更容易获得食物和空间,获得更多的生存和繁殖的机会,繁殖出更多的后代。简单说就是适者生存,这一学说很好地解释了生物的多样性和适应性。
(2)生存斗争不仅限于生物之间,也包括与恶劣环境的斗争,概括如下:
[跟踪训练]
1.“蝗灾”现象在自然选择学说中称为 ( )
A.遗传变异 B.繁殖过剩
C.生存斗争 D.适者生存
2.(2025·浦江中学月考)适应的形成离不开生物的遗传和变异(内因)以及与环境(外因)的相互作用。下列与适应形成的相关表述不正确的是 ( )
A.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.适应不只是生物对环境的适应,也包括生物的结构和功能的相适应
C.具有有利变异的个体,都能成功地生存和繁殖后代;具有不利变异的个体不能繁衍后代
D.遗传的稳定性和环境的不断变化之间的矛盾是适应相对性的根本原因
3.19世纪英国工业革命之前曼彻斯特地区的桦尺蠖以灰色占绝对优势。后来,工业污染后,当地桦尺蠖体色几乎全为黑色。下列有关叙述正确的是 ( )
A.工业污染导致桦尺蠖种群出现黑色变异
B.桦尺蠖种群中的个体是自然选择的对象与进化的对象
C.不同体色桦尺蠖的同时存在体现了物种多样性
D.自然选择是适应性进化的唯一因素,自然选择的方向有可能发生改变
思维拓展——达尔文进化论对人类思想的影响
达尔文的进化理论,从生物与环境相互作用的观点出发,认为生物的变异、遗传和自然选择作用能导致生物的适应性改变。由于有充分的科学事实作根据,所以它能经受住时间的考验,百余年来在学术界产生了深远的影响。同时进化论也成为人们认识并理解生命现象的总纲,帮助人们理解生物界的统一性、多样性和适应性。
[素养训练]
1.(2025·台州三门期中)达尔文自然选择学说不能解释的是 ( )
A.生物进化的原因
B.现存生物适应性的原因
C.可遗传变异的原因
D.生物多样性的原因
2.达尔文在《动物和植物在家养条件下的变异》一书中写道:家鸽有很多品种,而且不同品种的家鸽形态特征各异,如信鸽、扇尾鸽、球胸鸽、风头鸽、喇叭鸽等均有独特的外形。经过长时间的人工杂交和选育,家鸽的品种日渐增多。根据达尔文的进化论,下列解释错误的是 ( )
A.突变和基因重组为家鸽的选育提供原材料
B.家鸽选育过程中基因频率不会发生定向改变
C.家鸽产生的变异不能在选育过程中都保留下来
D.选育出的新品种与原品种之间不存在生殖隔离
3.(2025·兰溪一中月考)为探究昆虫抗药性产生的原因,将一雌一雄两只果蝇放在同一培养瓶内繁育获得同父同母的果蝇家系,由此获得若干家系。将每一家系的果蝇均分至两个培养瓶,甲瓶中放有涂抹DDT的玻璃片,乙瓶放有空白玻璃片。检测各家系甲瓶果蝇死亡率,若死亡率高,则淘汰该家系;若死亡率低,则按如图流程继续操作。重复十代后,获得了抗DDT能力高于原家系几百倍的果蝇。以下关于此实验叙述错误的是 ( )
A.同一家系分至甲、乙瓶的果蝇具有相同的遗传背景
B.实验排除了DDT诱导果蝇产生抗药性变异的可能
C.乙瓶未放置DDT,无法实现DDT对果蝇家系的选择作用
D.本实验可以证明果蝇抗药性增强是选择的结果
课下请完成课时跟踪检测(十八)
第五章 生物的进化
第一、二节 丰富多样的现存物种来自共同祖先
适应是自然选择的结果
第1课时 达尔文的共同由来学说和自然选择学说
落实必备知识
[主干知识梳理]
一、1.互相交配 有生育能力 互相交配 有生育能力
2.更古老的生物 用进废退 获得性遗传 可变
共同的祖先 自然选择 带有变异的传代 进化
多样性及统一性
二、结构和功能 脊椎动物 细胞 DNA、RNA、蛋白质
DNA 直接
三、1.同种生物 相互交配进行生殖 2.可遗传的变异 适应
优势性状 存活和繁殖 有利性状 有利变异
[预习效果自评]
1.(1)√
(2)× 提示:生物界在模式上具有高度的统一性,在类型上具有巨大的多样性。
(3)× 提示:DNA是多数生物的遗传物质,某些病毒的遗传物质为RNA。
(4)√ (5)√
2.①-d;②-a;③-e;④-b;⑤-c
3.(1)提示:一是他参加过多方面的实践活动(其中包括环球航行考察);二是因为他具有追求真理、勤奋自学、谦虚谨慎、治学严谨、勇于克服困难和坚韧不拔的精神。
(2)提示:①海岛上经常刮大风,翅膀异常发达的不容易被刮到海里去,而不能飞的昆虫也不会被刮到海里去,这两种昆虫都能生存下来并繁殖后代。翅膀没有退化但又不够强大的昆虫在生存斗争中被淘汰了。②生物对特定生活环境的适应是自然选择的结果。
(3)①提示:基因相似程度越高的生物应是亲缘关系越近的物种,X和Q的亲缘关系最近。
②提示:由于自然选择导致生物能更好地适应特定的生存条件,所以相同环境中不同生物的性状相似。
融通关键能力
提能点(一)
[任务驱动]
(1)提示:这几种脊椎动物的早期胚胎在形态结构方面很相似,都有一个相当大的尾和鳃裂。
(2)提示:原始生命可能生活在水中。
(3)提示:这种现象为所有脊椎动物从共同祖先进化而来提供了有力的证据。
[生成认知]
典例 选C DNA核苷酸序列差异属于分子生物学证据,能反映物种间的亲缘关系和进化历程,A正确;牙齿化石属于化石证据,可推测动物的食性及取食方式的演化,B正确;人上肢与蝙蝠翼手结构相似,但功能不同,C错误;多种脊椎动物的胚胎发育早期都有尾,表明它们有共同祖先,这属于胚胎学证据,D正确。
[跟踪训练]
1.选D 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。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,属于分子水平的证据,D符合题意。
2.选C 化石是研究生物进化的直接证据,铲齿象、和政羊与三趾马化石属于哺乳动物化石,能够为研究哺乳动物的进化提供直接证据,A正确;生物的形态结构与其食性和生活环境相适应,根据铲齿象特有的下颌和牙齿形态特征,可以推断它的食性和生活环境,B正确;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,动物的粪便属于遗物,通过自然作用保存在地层中的和政羊、三趾马等动物的粪便属于化石,C错误;不借助化石,通过对现生生物的比较分析,比如比较不同生物的基因序列、形态结构等,也可以推断生物进化的部分历史,D正确。
3.选D 通过化石(如始祖鸟化石)可说明地球上的各种生物之间有一定的亲缘关系,①正确;化石在地层中是按一定顺序出现的,这说明地球上的各种生物不是一次性同时出现的,②错误;不同生物化石的出现和地层的形成,有着平行的关系,这说明现在的各种生物是经过漫长的地质年代变化而来的,③正确;通过对不同地层化石的研究可说明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,④正确;利用不同地层的化石(生物体的遗体、遗物或生活痕迹等)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,⑤正确;化石揭示了生物进化从简单到复杂,从低等至高等,从水生到陆生的过程,所以可以记录地球和生物进化的历史,⑥错误。
提能点(二)
[任务驱动]
(1)提示:D情况更合理。由于大风的选择作用,无翅或者具有发达的翅的昆虫才能适应岛上的大风环境,该类昆虫为优势性状个体,具有生存和繁殖的优势。
(2)提示:生物变异具有不定向性,即存在平常翅、无翅和发达翅等不同性状类型,这是进化的前提。岛屿上的大风则是选择作用,在大风的持续选择作用下,无翅昆虫不善飞行,可以避免被大风吹到海洋里,发达翅飞翔能力强,也能免受大风吹到海洋里,但平常翅个体无法抵抗大风,因此参与繁殖的个体数量少。在持续的选择作用下,平常翅的个体数量逐渐减少,而无翅和发达翅个体数量逐渐增多。
[生成认知]
例1 选D 种群是进化的基本单位,A错误;变异是不定向的,B错误;地理隔离不是产生新物种的必要条件,C错误;可遗传变异是生物进化的原材料,因此有害突变也能成为进化的原材料,D正确。
例2 选B 拉马克认为生物各种适应性特征的形成是用进废退和获得性遗传,该观点存在局限性,不能科学地论证生物进化的原因,A错误;拉马克认为当今所有的生物都是由更古老的生物进化而来的,B正确;达尔文的自然选择学说中的生存斗争并非都是发生在生物与生物之间,也可以是生物与无机环境之间,C错误;达尔文的自然选择学说强调物种形成都是渐变的结果,但不能科学地解释遗传和变异的本质,D错误。
[跟踪训练]
1.选B 蝗虫大量繁殖导致成灾,这在自然选择学说中称为过度繁殖。
2.选C 在一定环境的选择作用下,可遗传变异会赋予某些生物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,因此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,A正确。适应包括两个方面的含义:一是指生物的形态结构适合于完成一定的功能;二是指生物的形态结构及功能适合于该生物在一定的环境中生存和繁衍,B正确。具有有利变异的个体,在一定环境的选择作用下,可遗传变异会赋予某些生物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,但并非都能生存和繁衍;具有不利变异的个体,不能适应环境,会过早死亡,但也可能会有后代产生,C错误。适应性特征来自遗传,即来源于可遗传的变异的逐代积累,是对之前环境相适应的结果。由于环境处于不断变化中,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,D正确。
3.选D 变异是不定向的,黑色变异本来就存在,环境起了选择的作用,使得黑色个体数量增多,A错误;生物进化的单位是种群,而不是单个个体,B错误;灰色桦尺蠖与黑色桦尺蠖没有出现生殖隔离,为同一物种,不能体现物种的多样性,C错误;自然选择是适应性进化的唯一因素,可能一些因素引起自然选择的方向发生改变,D正确。
浸润学科素养和核心价值
[素养训练]
1.选C 由于受当时科学发展水平的限制,自然选择学说对遗传和变异的本质未能作出科学解释,不能解释可遗传变异的原因。
2.选B 突变和基因重组为生物进化提供原材料,A正确;长时间的人工选育会使种群基因频率发生定向改变,B错误;变异有可遗传变异和不可遗传变异,不可遗传变异不能传递给下一代,没法保留,C正确;家鸽新品种不是新物种,与原品种没有生殖隔离,D正确。
3.选C 依题意,将一雌一雄两只果蝇放在同一培养瓶内繁育获得同父同母的果蝇家系,由此可知,同一家系分至甲、乙瓶的果蝇具有相同的遗传背景,A正确;据图可知,乙瓶未放置DDT,用于保留一雌一雄个体,该瓶中个体与甲瓶中果蝇具有相同的遗传背景,用此对照来排除DDT诱导果蝇产生抗药性变异的可能,因此本实验可以证明果蝇抗药性增强是选择的结果,B、D正确;乙瓶虽未放置DDT,但与乙瓶果蝇遗传背景相同的甲瓶果蝇被DDT选择,因此,乙瓶虽未放置DDT,也通过甲瓶实现DDT对果蝇家系的选择作用,C错误。
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