6.1 生物有共同祖先的证据（情境专练）生物人教版必修2

6.1 生物有共同祖先的证据 情境创新练+素养拓展练 知识点 1 化石证据 1．我国古生物化石种类繁多。其中，在吉林省发现的以东北猛犸象、披毛犀为代表的哺乳动物化石群具有极高的研究价值。下列叙述错误的是（　　） A．东北猛犸象、披毛犀化石可以为研究哺乳动物的进化提供直接证据 B．根据东北猛犸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东北猛犸象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 2．中国科学家主导的研究团队在北京市门头沟区的侏罗纪中期地层中，发现了亚洲范围内首次记录的两栖动物足迹化石，化石中趾间有蹼的痕迹。该化石所处岩层还有枝脉蕨等植物叶片化石。该发现填补了中国乃至亚洲地区侏罗纪两栖动物遗迹化石研究的空白。这一重要成果于2026年1月30日在国际学术期刊《遗迹学》上发表。下列相关分析正确的是（    ） A．足迹化石属于生物遗体化石，为研究生物进化提供最直接的证据 B．通过化石中趾间有蹼的痕迹，可推测该古生物为两栖动物 C．现有两栖动物和古两栖动物基因差异的根本原因是发生了基因重组 D．同时期的两栖动物和枝脉蕨类等植物共同构成复杂的生态系统 3．有研究团队成功从“龙人”头骨的牙结石中获取到古老型人类古DNA，加深了对人类多样性及其演化历史的理解。下列有关说法错误的是（　　） A．利用化石可确定古生物的形态、结构、行为等特征，是生物进化最直接的证据 B．比较解剖学、胚胎学、细胞生物学和分子生物学也可作为研究生物进化的证据 C．古DNA的研究属于细胞生物学证据，DNA碱基序列高度相似代表亲缘较近 D．放射性同位素14C衰变的比例可以作为测算化石形成年代的理想“地质时钟” 知识点 2 其他方面的证据 4．科学家对比了人类与黑猩猩、大猩猩、猩猩的同源DNA序列，构建的进化树如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．大猩猩、黑猩猩、猩猩三者的亲缘关系远近程度相同 B．人类和黑猩猩不可能存在氨基酸序列完全相同的蛋白质 C．也可用RNA和蛋白质研究生物之间的亲缘关系 D．灵长类动物的胚胎在发育过程中依赖鳃裂呼吸 5．研究者基于几种动物的细胞色素c的氨基酸序列差异构建了进化树，图中分支距离代表氨基酸序列差异程度，可反映生物间的亲缘关系。下列叙述错误的是（　　） A．细胞色素c的氨基酸序列属于分子水平进化证据 B．若比较DNA序列数据，各生物碱基差异规律与氨基酸差异规律一一对应 C．进化树中④与③的氨基酸序列差异小于④与②的差异，亲缘关系更近 D．将该进化树与胚胎发育模式、化石等证据结合，可提高进化推断可靠性 6．我国科学家从哈尔滨“龙人”头骨的牙结石中成功分离出线粒体DNA，该线粒体DNA变异范围与丹尼索瓦人线粒体DNA存在重叠，确认了该人种属于已知的早期丹尼索瓦人支系。这种证据属于（　　） A．分子生物学证据 B．细胞水平证据 C．解剖学证据 D．胚胎学证据 一、单选题 1．在云南澄江，陆续发现了大量寒武纪早期（约5.3亿年前）的化石，其中包括藻类、海绵动物、腔肠动物以及大量现已灭绝的无脊椎动物类群。这一发现为生物进化研究提供了（    ） A．化石证据 B．比较解剖学证据 C．胚胎学证据 D．细胞和分子水平证据 2．同源基因是由一个共同祖先在不同物种中遗传的基因，同源基因在序列上是相似的。研究人员分别将4种动物与人相应的同源基因序列进行比对，得出的相似度如表所示。下列相关叙述错误的是（    ） 物种 黑猩猩 小鼠 牛 鸡 相似度 96% 85% 80% 60% A．表中的4种动物可能都有共同祖先 B．牛与鸡的亲缘关系最远 C．同源基因属于分子水平上的证据，可以作为进化的佐证 D．同源基因在自然选择和遗传变异中得以保留和发展 3．诺贝尔生理学或医学奖颁给了斯万特·帕博，以表彰他在“关于已灭绝人类基因组和人类进化的发现”方面作出的贡献。他利用化石通过分析基因序列，比较了现代人类和已灭绝古代人类的基因差异。下列叙述错误的是（    ） A．化石记录着生物进化的历史，是研究生物进化最直接、最重要的证据 B．利用分子生物学技术从该化石中提取DNA，能复活古生物 C．不同生物的DNA分子的差异大小可揭示物种亲缘关系的远近 D．对人类基因组进行测序时需要测24条染色体上DNA的碱基序列 4．进化树用于表示不同物种在进化上的亲缘关系远近。物种1、2、3、4、5是从同一祖先进化而来，它们的DNA指纹如图所示。 下列进化树表示这五个物种间进化关系最合理的是（    ） A． B． C． D． 5．细胞色素c是生物界中广泛存在的一种古老的蛋白质，其结构与功能高度保守。人类和其他一些物种的细胞色素c中氨基酸存在差异，具体数目如表所示。下列叙述错误的是（    ） 物种 人类 恒河猴 马 猪 蛾 酵母菌 氨基酸差异的数目 0 1 12 10 24 44 A．表中数据为生物进化提供了分子水平的证据 B．人类和恒河猴的氨基酸差异可能是基因中碱基替换造成的 C．人类和马、猪的亲缘关系比人类与酵母菌的亲缘关系近 D．猪化石首次出现地层的年龄大于蛾化石首次出现地层的年龄 6．动物体内β珠蛋白基因以一定的速率发生变异，导致不同物种的β珠蛋白中氨基酸序列存在差异。研究人员测定了甲、乙、丙、丁四种动物的β珠蛋白中前40个氨基酸序列，比对发现甲和乙之间有11个位点存在差异，甲和丙、甲和丁间均有6个位点存在差异。下列叙述错误的是（　　） A．不同动物β珠蛋白中氨基酸序列的差异量与对应基因中碱基序列的差异量相同 B．甲、乙、丙、丁四种动物的β珠蛋白基因中贮存的遗传信息不同 C．甲和乙珠蛋白前40个氨基酸中有11个不同，推测两者亲缘关系较远 D．不同动物β珠蛋白氨基酸序列的差异为生物进化提供了分子水平的证据 7．苦味受体T2R2蛋白是机体感知苦味的关键物质。研究发现，猪獾T2R2基因的cDNA序列与犬、猫、牛、小鼠的相似性分别为91.4%、90.6%、84.4%、72.1%。下列推测合理的是（　　） A．T2R2基因序列相似性为研究生物进化提供了最直接的证据 B．T2R2基因序列的改变可能导致生物对苦味的感知不同 C．从T2R2基因序列相似性推测，猪獾与猫的亲缘关系最近 D．猪獾与小鼠的T2R2基因序列相似性最低，说明二者的演化历程完全不同 8．生物膜系统不仅是细胞的物理屏障，更是细胞信号转导的关键调控中心，这些功能与生物膜的结构与成分密不可分。生物膜上有受体、通道蛋白和酶类，同时生物膜中也存在一些“脂筏”等富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域。下列有关说法错误的是（　　） A．生物膜上的受体蛋白与细胞的信号转导功能有关 B．脂筏中的胆固醇和鞘磷脂最初可能在内质网合成 C．原核细胞具有由细胞膜构成的生物膜系统 D．不同生物的生物膜在化学成分和基本结构上高度相似，为共同由来学说提供证据 二、多选题 9．下列有关进化证据的叙述，正确的是（　　） A．从植物化石推测它们的形态、结构和分类地位，古生物化石提供了最直接的证据 B．从蝙蝠、鲸、猫等动物的前肢骨骼的适应性分化中，为生物进化提供了胚胎学证据 C．从鱼类、鸟类、哺乳类动物的早期胚胎中均有鳃裂这一事实中，得到胚胎学的证据 D．目前尚且无法推测生物之间的亲缘关系远近 10．研究人员结合多种鸟类基因组数据和不同地质历史时期的化石记录，发现了一支全新的鸟类进化谱系，并将其命名为“水陆鸟类”，包含了水鸟及其近缘种类。水陆鸟类与陆鸟类一起构成了新鸟小纲的两大进化谱系。下列叙述错误的是（　　） A．基因组数据和化石记录为研究鸟类进化提供了最直接的证据 B．陆鸟类为躲避爬行类的捕食，定向突变出与翅膀相关的基因 C．该发现表明水鸟类和陆鸟类都是由水陆鸟类进化而来的 D．比较不同水鸟类同源基因的差异大小可确定其亲缘关系的远近 11．科学家成功提取、测序了尼安德特人（古人类）骨骼中的部分线粒体DNA，分析了现代人、尼安德特人、黑猩猩之间线粒体DNA 特定序列的差异，结果如图所示。下列说法正确的是（    ） A．通过尼安德特人与现代人的线粒体 DNA 进行比较而获得的人类进化分子水平的证据 B．碱基对差异说明尼安德特人和现代人不能发生种间的基因交流 C．现代人与黑猩猩的线粒体DNA差异比现代人与尼安德特人的更大 D．黑猩猩与尼安德特人的亲缘关系比黑猩猩与现代人的亲缘关系更远。 三、解答题 12．化石证据有助于研究生物的进化,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的有关研究提供了有力支持。请分析回答下列问题: (1)大部分化石发现于沉积岩的地层中。已经发现的大量化石证据和比较解剖学证据等证实了不同的生物是由________逐渐进化而来的,在漫长的进化过程中，生物体在_________等方面发生着全面的进化。 (2)鱼类终身存在的鳃裂在人胚胎发育的早期也出现过，这属于_________为生物进化提供的证据;研究比较人的上肢、鲸、猫、蝙蝠的前肢，发现它们之间有共同特点,这属于________为生物进化提供的证据。 (3)不同生物与人的细胞色素c的氨基酸序列的差异如表所示。 生物名称 黑猩猩 猕猴 狗 鸡 金枪鱼 小麦 链孢霉 酵母菌 氨基酸差异/个 0 1 11 13 21 35 43 44 从表中可以看出,微生物、动物、植物和人的细胞内均有细胞色素c,这一事实说明________。 13．人们对进化认识的深入离不开科学家寻找大量的证据来论证自己的理论。 (1)生物的进化不仅在地层中留下了化石证据，也在当今生物体上留下了许多印迹作为进化的佐证。如将蝙蝠的翼、鲸的鳍和人的上肢骨骼进行比较，发现许多共同点，这属于______学证据；人的胚胎在发育早期出现鳃裂和尾与鱼非常相似，这为研究人和其他脊椎动物的进化关系提供了证据，这属于______学证据。 (2)细胞生物学和分子生物学研究也能为生物的进化提供证据。下图展示的是某同学查阅相关书籍的某页： 21世纪以来，生物基因组测序工作大量展开，截至目前，完成基因组测序的生物已经有1000多种（Genomes Online Database， 2016）。这使我们逐渐打开了生物信息编码的天书，对分子水平的生物进化规律有了更加确切和深入的了解。广义的分子进化有两层含义，一是指原始生命出现之前的进化，即生命起源的化学演化；二是原始生命产生之后生物在进化发展的过程中，生物大分子结构变化，以及这些变化利生物进化的关系等。我们通常所说的分子进化指的是后者。 10.2  分子进化的特点 10.2.1  分子进化速率的恒定性 分子进化速率是指核酸或蛋白质等生物大分子在进化的过程中碱基或氨基酸发生替换的频度，它是测定生物大分子进化快慢的尺度，以年为时间单位。研究方法主要是通过比较不同种生物同源蛋白质级基酸序列的变化，来推断该蛋白质的进化速率，为生物进化提供一个时间表。 M.O.Dayhoff 对蛋白质的氨基酸变化进行了广泛的研究，收集了大量的数据，其中研究最详细、最深入的蛋白质是脊椎动物的血红蛋白（即珠蛋白）和肌红蛋白。血红蛋白在绝大多数脊椎动物中是由2个α链和2个β链构成的四聚体。松田（1978）等人对6种灵长类动物及人的血红蛋白β链进行了详细的比较研究，结果如图所示。由图可以看出，所列6种动物和人的分歧时间的长短和氨基酸的差异量非常吻合，即分歧时间越长，氨基酸差异的数目越大，相反越小。 I.该页右下角缺失了一部分，导致“图”不完整，请基于该页内容修补缺失的部分。若④为人，则①②③处相对应的灵长类动物名称是______。 Ⅱ.比较不同生物同源蛋白质（所含氨基酸总数相同）之间氨基酸差异时，通常要做如下计算。首先要知道被比较的同源蛋白质氨基酸座位总数（Naa），然后找出差异氨基酸座位数（daa），计算出差异氨基酸所占的比例（Pd），即Pd=daa/Naa。该计算方法是根据现存蛋白质进行的，反映的是现存蛋白质的差异，往往比实际氨基酸的替换总数要______（填“大”或“小”），这是因为______。若人和长臂猿的血红蛋白β链（β-珠蛋白）氨基酸座位总数为146，它的氨基酸序列每2000万年发生1%的改变，据此推测二者分歧的时间大约是______（保留小数点后1位）万年前。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 6.1 生物有共同祖先的证据 情境创新练+素养拓展练 知识点 1 化石证据 1．我国古生物化石种类繁多。其中，在吉林省发现的以东北猛犸象、披毛犀为代表的哺乳动物化石群具有极高的研究价值。下列叙述错误的是（　　） A．东北猛犸象、披毛犀化石可以为研究哺乳动物的进化提供直接证据 B．根据东北猛犸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东北猛犸象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 【答案】C 【详解】A、化石是研究生物进化最直接的证据，东北猛犸象、披毛犀属于古代哺乳动物，其化石可以为哺乳动物的进化研究提供直接依据，A正确； B、生物的结构与功能相适应，东北猛犸象特有的下颌、牙齿形态与其取食功能相匹配，据此可推断它的食性，进一步可推导其生活环境特征，B正确； C、化石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，动物的粪便属于生物遗物，经自然作用保存后也属于化石，C错误； D、除化石外，还可通过比较现生生物的同源器官、DNA序列相似性、胚胎发育过程等比较解剖学、胚胎学、分子生物学证据，推断生物进化的部分历史，D正确。 2．中国科学家主导的研究团队在北京市门头沟区的侏罗纪中期地层中，发现了亚洲范围内首次记录的两栖动物足迹化石，化石中趾间有蹼的痕迹。该化石所处岩层还有枝脉蕨等植物叶片化石。该发现填补了中国乃至亚洲地区侏罗纪两栖动物遗迹化石研究的空白。这一重要成果于2026年1月30日在国际学术期刊《遗迹学》上发表。下列相关分析正确的是（    ） A．足迹化石属于生物遗体化石，为研究生物进化提供最直接的证据 B．通过化石中趾间有蹼的痕迹，可推测该古生物为两栖动物 C．现有两栖动物和古两栖动物基因差异的根本原因是发生了基因重组 D．同时期的两栖动物和枝脉蕨类等植物共同构成复杂的生态系统 【答案】B 【详解】A、足迹化石属于生物遗迹化石，而不是生物遗体化石。生物遗体化石是指生物的遗体（如骨骼、叶片）形成的化石，足迹化石是生物活动留下的痕迹形成的化石，A错误； B、化石中趾间有蹼的痕迹，这是两栖动物的典型特征之一（很多两栖动物的趾间有蹼，便于游泳），因此可以推测该古生物为两栖动物，B正确； C、现有两栖动物和古两栖动物基因差异的根本原因是基因突变，基因重组是在有性生殖过程中产生的变异，不是基因差异的根本来源，C错误； D、生态系统是由生物群落和它的无机环境相互作用而形成的统一整体，仅两栖动物和枝脉蕨类植物不能构成完整的生态系统，还需要无机环境和其他生物（如分解者、消费者等，D错误。 故选B。 3．有研究团队成功从“龙人”头骨的牙结石中获取到古老型人类古DNA，加深了对人类多样性及其演化历史的理解。下列有关说法错误的是（　　） A．利用化石可确定古生物的形态、结构、行为等特征，是生物进化最直接的证据 B．比较解剖学、胚胎学、细胞生物学和分子生物学也可作为研究生物进化的证据 C．古DNA的研究属于细胞生物学证据，DNA碱基序列高度相似代表亲缘较近 D．放射性同位素14C衰变的比例可以作为测算化石形成年代的理想“地质时钟” 【答案】C 【详解】A、化石是保存在地层中的古生物遗体、遗物或生活痕迹，可直接反映古生物的形态、结构及行为特征，是生物进化最直接的证据，A正确； B、比较解剖学（如同源器官）、胚胎学（如胚胎发育相似性）、细胞生物学（如细胞结构共性）和分子生物学（如蛋白质、核酸序列比较）均为研究生物进化的间接证据，B正确； C、古DNA研究通过分析DNA碱基序列的相似度判断亲缘关系，属于分子生物学证据（而非细胞生物学证据）。DNA碱基序列高度相似确实表明亲缘关系较近，但归类错误，C错误； D、放射性同位素14C的半衰期恒定，通过测定化石中14C的衰变比例可推算其形成年代，是可靠的“地质时钟”，D正确。 故选C。 知识点 2 其他方面的证据 4．科学家对比了人类与黑猩猩、大猩猩、猩猩的同源DNA序列，构建的进化树如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．大猩猩、黑猩猩、猩猩三者的亲缘关系远近程度相同 B．人类和黑猩猩不可能存在氨基酸序列完全相同的蛋白质 C．也可用RNA和蛋白质研究生物之间的亲缘关系 D．灵长类动物的胚胎在发育过程中依赖鳃裂呼吸 【答案】C 【详解】A、从进化树和DNA相似度可知，黑猩猩与人类的亲缘关系最近（98.2%相同），大猩猩次之（97.7%），猩猩最远（96.3%），因此三者亲缘关系远近程度不同，A错误； B、人类与黑猩猩的DNA有98.2%相同，且密码子具有简并性（不同DNA序列可编码相同氨基酸），因此二者可能存在氨基酸序列完全相同的蛋白质，B错误； C、RNA（如rRNA）和蛋白质（如细胞色素c）的序列差异，同样能反映生物间的亲缘关系，是进化研究的常用分子证据，C正确； D、灵长类胚胎发育过程中会出现鳃裂结构，但这是进化重演现象，鳃裂并不执行呼吸功能，后续会退化消失，D错误。 故选C。 5．研究者基于几种动物的细胞色素c的氨基酸序列差异构建了进化树，图中分支距离代表氨基酸序列差异程度，可反映生物间的亲缘关系。下列叙述错误的是（　　） A．细胞色素c的氨基酸序列属于分子水平进化证据 B．若比较DNA序列数据，各生物碱基差异规律与氨基酸差异规律一一对应 C．进化树中④与③的氨基酸序列差异小于④与②的差异，亲缘关系更近 D．将该进化树与胚胎发育模式、化石等证据结合，可提高进化推断可靠性 【答案】B 【详解】A、细胞色素c的氨基酸序列属于生物大分子层面的信息，通过比较不同生物该序列的差异推断进化关系，符合分子水平进化证据的定义，A正确； B、由于密码子存在简并性（一种氨基酸可对应多种密码子），DNA序列中碱基发生替换时，可能不改变对应的氨基酸。因此，DNA序列的碱基差异规律与氨基酸序列的差异规律并非一一对应，B错误； C、进化树中 “分支距离代表氨基酸序列差异程度”，④与③的分支距离更近，说明二者氨基酸序列差异小于④与②，根据 “差异越小，亲缘关系越近” 的规律，可判断④与③亲缘关系更近，C正确； D、生物进化推断需遵循 “多证据融合” 原则，分子水平证据（如细胞色素c序列）结合胚胎发育模式、化石证据（古生物形态与年代），可相互印证，减少单一证据的局限性，提高进化推断的可靠性，D正确。 故选B。 6．我国科学家从哈尔滨“龙人”头骨的牙结石中成功分离出线粒体DNA，该线粒体DNA变异范围与丹尼索瓦人线粒体DNA存在重叠，确认了该人种属于已知的早期丹尼索瓦人支系。这种证据属于（　　） A．分子生物学证据 B．细胞水平证据 C．解剖学证据 D．胚胎学证据 【答案】A 【详解】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，是直接的证据；胚胎学证据指通过胚胎发育过程的相似性推断亲缘关系（如胚胎形态比较）；解剖学证据指生物体形态结构（如骨骼、器官）的比较；细胞水平证据指基于细胞结构、功能或细胞间相互作用的研究（如细胞器形态）；分子水平的证据是指不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子，既有共同点，又存在差异性；所以我国科学家从哈尔滨“龙人”头骨的牙结石中成功分离出线粒体DNA，该线粒体DNA变异范围与丹尼索瓦人线粒体DNA存在重叠，确认了该人种属于已知的早期丹尼索瓦人支系这个过程运用了分子生物学的方法，并没有运用细胞水平、比较解剖学和胚胎学的证据，BCD错误，A正确。 故选A。 一、单选题 1．在云南澄江，陆续发现了大量寒武纪早期（约5.3亿年前）的化石，其中包括藻类、海绵动物、腔肠动物以及大量现已灭绝的无脊椎动物类群。这一发现为生物进化研究提供了（    ） A．化石证据 B．比较解剖学证据 C．胚胎学证据 D．细胞和分子水平证据 【答案】A 【详解】A、化石是保存在地层中的古生物遗体、遗物或生活痕迹，为生物进化提供最直接的证据。题干中“发现大量寒武纪早期化石”属于化石证据，A正确； B、比较解剖学证据通过现存生物同源器官、同功器官等结构对比说明进化关系，题意中未体现，B错误； C、胚胎学证据通过不同生物胚胎发育过程的相似性推断亲缘关系，题意中未体现，C错误； D、细胞和分子水平证据需分析蛋白质、核酸等分子结构相似性，题意中未体现，D错误。 故选A。 2．同源基因是由一个共同祖先在不同物种中遗传的基因，同源基因在序列上是相似的。研究人员分别将4种动物与人相应的同源基因序列进行比对，得出的相似度如表所示。下列相关叙述错误的是（    ） 物种 黑猩猩 小鼠 牛 鸡 相似度 96% 85% 80% 60% A．表中的4种动物可能都有共同祖先 B．牛与鸡的亲缘关系最远 C．同源基因属于分子水平上的证据，可以作为进化的佐证 D．同源基因在自然选择和遗传变异中得以保留和发展 【答案】B 【详解】A、表中为4种动物与人相应的同源基因序列比对的数据，根据同源基因序列相似度可推测4种动物可能都有共同祖先，A正确； B、表中数据是将4种动物与人相应的同源基因序列进行比对的结果，无法得知除人以外的其他两种动物的同源基因序列之间的相似度，故无法得出“牛与鸡的亲缘关系最远”的结论，B错误； C、基因通常是具有遗传效应的DNA片段，基因属于分子水平上的证据，可以作为进化的佐证，C正确； D、同源基因是由一个共同祖先在不同物种中遗传的基因，同源基因在自然选择和遗传变异中得以保留和发展，D正确。 故选B。 3．诺贝尔生理学或医学奖颁给了斯万特·帕博，以表彰他在“关于已灭绝人类基因组和人类进化的发现”方面作出的贡献。他利用化石通过分析基因序列，比较了现代人类和已灭绝古代人类的基因差异。下列叙述错误的是（    ） A．化石记录着生物进化的历史，是研究生物进化最直接、最重要的证据 B．利用分子生物学技术从该化石中提取DNA，能复活古生物 C．不同生物的DNA分子的差异大小可揭示物种亲缘关系的远近 D．对人类基因组进行测序时需要测24条染色体上DNA的碱基序列 【答案】B 【详解】A、化石是古代生物的遗体、遗物或生活痕迹经长期地质作用形成的，记录了生物进化的历史，是研究生物进化最直接、最重要的证据，A正确； B、化石中的DNA通常存在严重降解、碎片化的问题，完整度极低，目前的生物技术无法仅依靠从化石中提取的DNA实现古生物复活，B错误； C、物种亲缘关系越近，DNA分子的序列相似度越高、差异越小，因此不同生物的DNA分子差异大小可揭示物种亲缘关系的远近，C正确； D、人类的常染色体有22对，每对常染色体的序列基本一致，另含X、Y两条异型性染色体，因此人类基因组测序需要测22条常染色体+X+Y共24条染色体上DNA的碱基序列，D正确。 4．进化树用于表示不同物种在进化上的亲缘关系远近。物种1、2、3、4、5是从同一祖先进化而来，它们的DNA指纹如图所示。 下列进化树表示这五个物种间进化关系最合理的是（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】观察题目中的 DNA 指纹图，物种 1、2、3、4、5 的条带特征为： 物种 1 与物种 4 的条带重合度较高（亲缘关系近）； 物种 5 的条带与物种 2 更接近，物种 2、3、5 的条带有一个条带相似。进化树的逻辑是：亲缘关系越近的物种，在进化树上的分支节点越 “晚”（即分支距离越近）。共同祖先先分化为两大支：① 一支是物种 1 和 4（二者条带相似，亲缘近，在近节点分支）；② 另一支先分化出物种3，再由3分支为物种 5，5在分出2，该分支逻辑与 DNA 条带的亲缘关系匹配，B符合题意。 故选B。 5．细胞色素c是生物界中广泛存在的一种古老的蛋白质，其结构与功能高度保守。人类和其他一些物种的细胞色素c中氨基酸存在差异，具体数目如表所示。下列叙述错误的是（    ） 物种 人类 恒河猴 马 猪 蛾 酵母菌 氨基酸差异的数目 0 1 12 10 24 44 A．表中数据为生物进化提供了分子水平的证据 B．人类和恒河猴的氨基酸差异可能是基因中碱基替换造成的 C．人类和马、猪的亲缘关系比人类与酵母菌的亲缘关系近 D．猪化石首次出现地层的年龄大于蛾化石首次出现地层的年龄 【答案】D 【详解】A、细胞色素c的氨基酸序列差异可作为分子水平的进化证据，揭示物种间的亲缘关系，A正确； B、氨基酸差异由基因突变引起，人类与恒河猴仅1个氨基酸差异，可能源于DNA碱基替换导致的点突变，B正确； C、人类与马（12差异）、猪（10差异）的差异数远小于与酵母菌（44差异），说明哺乳动物间亲缘关系更近，C正确； D、分子差异仅反映进化分歧时间，但化石地层年龄需具体化石证据支持。昆虫（如蛾）出现早于哺乳动物（如猪），理论上蛾化石地层应更古老，D错误。 故选D。 6．动物体内β珠蛋白基因以一定的速率发生变异，导致不同物种的β珠蛋白中氨基酸序列存在差异。研究人员测定了甲、乙、丙、丁四种动物的β珠蛋白中前40个氨基酸序列，比对发现甲和乙之间有11个位点存在差异，甲和丙、甲和丁间均有6个位点存在差异。下列叙述错误的是（　　） A．不同动物β珠蛋白中氨基酸序列的差异量与对应基因中碱基序列的差异量相同 B．甲、乙、丙、丁四种动物的β珠蛋白基因中贮存的遗传信息不同 C．甲和乙珠蛋白前40个氨基酸中有11个不同，推测两者亲缘关系较远 D．不同动物β珠蛋白氨基酸序列的差异为生物进化提供了分子水平的证据 【答案】A 【详解】A、氨基酸序列差异由基因碱基序列差异决定，但由于密码子的简并性，相同氨基酸差异量可能对应不同的碱基差异量，A错误； B、遗传信息储存在基因的碱基序列中，不同动物β珠蛋白基因序列存在差异，故其贮存的遗传信息必然不同，B正确； C、氨基酸序列差异量越大，说明基因变异累积时间越长，亲缘关系越远。甲与乙有11个位点差异，大于甲与丙、丁的6个差异，故甲与乙亲缘关系较远，C正确； D、蛋白质的氨基酸序列差异可反映基因的进化历程，为生物进化提供分子水平的证据，D正确。 故选A。 7．苦味受体T2R2蛋白是机体感知苦味的关键物质。研究发现，猪獾T2R2基因的cDNA序列与犬、猫、牛、小鼠的相似性分别为91.4%、90.6%、84.4%、72.1%。下列推测合理的是（　　） A．T2R2基因序列相似性为研究生物进化提供了最直接的证据 B．T2R2基因序列的改变可能导致生物对苦味的感知不同 C．从T2R2基因序列相似性推测，猪獾与猫的亲缘关系最近 D．猪獾与小鼠的T2R2基因序列相似性最低，说明二者的演化历程完全不同 【答案】B 【详解】A、研究生物进化的最直接证据是化石证据，而非基因序列相似性。基因序列属于分子水平证据，是间接证据，A错误； B、T2R2基因序列改变可能导致苦味受体蛋白结构变化，进而影响苦味感知功能，B正确； C、亲缘关系越近的生物，基因序列相似性越高。题干中仅提供猪獾T2R2基因的cDNA序列与犬、猫、牛、小鼠的相似性，未提供猪獾与犬、猫、牛、小鼠的完整对比，但依据现有数据，犬的相似性高于猫，C错误； D、猪獾与小鼠的T2R2基因序列相似性为72.1%，说明二者仍有共同祖先，演化历程存在部分相似，D错误。 故选B。 8．生物膜系统不仅是细胞的物理屏障，更是细胞信号转导的关键调控中心，这些功能与生物膜的结构与成分密不可分。生物膜上有受体、通道蛋白和酶类，同时生物膜中也存在一些“脂筏”等富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域。下列有关说法错误的是（　　） A．生物膜上的受体蛋白与细胞的信号转导功能有关 B．脂筏中的胆固醇和鞘磷脂最初可能在内质网合成 C．原核细胞具有由细胞膜构成的生物膜系统 D．不同生物的生物膜在化学成分和基本结构上高度相似，为共同由来学说提供证据 【答案】C 【详解】A、生物膜上的受体蛋白可特异性识别信号分子，是细胞完成信号转导的重要结构基础，A正确； B、胆固醇和鞘磷脂都属于脂质，内质网是细胞内脂质合成的“车间”，因此二者最初可能在内质网合成，B正确； C、生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和核膜共同构成，原核细胞没有核膜和具膜细胞器，仅具有细胞膜，不具备生物膜系统，C错误； D、不同生物的生物膜主要成分均为脂质和蛋白质，基本结构均为流动镶嵌模型，成分和结构的高度相似性可作为生物有共同祖先的证据，支持共同由来学说，D正确。 故选C。 二、多选题 9．下列有关进化证据的叙述，正确的是（　　） A．从植物化石推测它们的形态、结构和分类地位，古生物化石提供了最直接的证据 B．从蝙蝠、鲸、猫等动物的前肢骨骼的适应性分化中，为生物进化提供了胚胎学证据 C．从鱼类、鸟类、哺乳类动物的早期胚胎中均有鳃裂这一事实中，得到胚胎学的证据 D．目前尚且无法推测生物之间的亲缘关系远近 【答案】AC 【详解】A、化石记录了生物进化的过程，能直接反映古生物的形态、结构和分类地位，为进化提供最直接的证据，A正确； B、蝙蝠、鲸、猫的前肢骨骼属于同源器官，其适应性分化体现的是比较解剖学证据，而非胚胎学证据，B错误； C、鱼类、鸟类、哺乳类早期胚胎均有鳃裂，说明它们有共同祖先，符合胚胎学证据，C正确； D、通过化石、同源器官、胚胎发育相似性及分子生物学等证据，可推测生物间的亲缘关系远近，D错误。 故选AC。 10．研究人员结合多种鸟类基因组数据和不同地质历史时期的化石记录，发现了一支全新的鸟类进化谱系，并将其命名为“水陆鸟类”，包含了水鸟及其近缘种类。水陆鸟类与陆鸟类一起构成了新鸟小纲的两大进化谱系。下列叙述错误的是（　　） A．基因组数据和化石记录为研究鸟类进化提供了最直接的证据 B．陆鸟类为躲避爬行类的捕食，定向突变出与翅膀相关的基因 C．该发现表明水鸟类和陆鸟类都是由水陆鸟类进化而来的 D．比较不同水鸟类同源基因的差异大小可确定其亲缘关系的远近 【答案】ABC 【详解】A、化石记录为研究生物进化提供了直接的证据，但基因组数据不属于最直接的证据，A错误； B、基因突变是不定向的，B错误； C、仅根据题干信息不能表明水鸟类和陆鸟类都是由水陆鸟类进化而来的，C错误； D、同源基因差异越小，亲缘关系越近，通过比较不同水鸟类同源基因的差异，可确定其亲缘关系的远近，D正确。 故选ABC。 11．科学家成功提取、测序了尼安德特人（古人类）骨骼中的部分线粒体DNA，分析了现代人、尼安德特人、黑猩猩之间线粒体DNA 特定序列的差异，结果如图所示。下列说法正确的是（    ） A．通过尼安德特人与现代人的线粒体 DNA 进行比较而获得的人类进化分子水平的证据 B．碱基对差异说明尼安德特人和现代人不能发生种间的基因交流 C．现代人与黑猩猩的线粒体DNA差异比现代人与尼安德特人的更大 D．黑猩猩与尼安德特人的亲缘关系比黑猩猩与现代人的亲缘关系更远 【答案】AC 【分析】生物进化的证据有很多，其中最直接、最有说服力的证据是化石，除此之外还有其他方面的证据：比较解剖学、胚胎学证据、细胞生物学和分子生物学证据等。 【详解】A、尼安德特人线粒体DNA与现代人的线粒体DNA 进行比较，获得的人类进化的证据属于分子水平的证据，A正确； B、题干没有证据显示尼安德特人与现代人存在生殖隔离，不能说明尼安德特人和现代人不能发生种间的基因交流，B错误； C、横坐标为差异碱基对的个数，现代人与黑猩猩的差异碱基对数目比现代人与尼安德特人的多，因此现代人与黑猩猩的线粒体DNA 差异比现代人与尼安德特人的更大，C正确； D、黑猩猩与尼安德特人的线粒体DNA 差异未知，亲缘关系无法比较，D错误。 故选AC。 三、解答题 12．化石证据有助于研究生物的进化,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的有关研究提供了有力支持。请分析回答下列问题: (1)大部分化石发现于沉积岩的地层中。已经发现的大量化石证据和比较解剖学证据等证实了不同的生物是由________逐渐进化而来的,在漫长的进化过程中，生物体在_________等方面发生着全面的进化。 (2)鱼类终身存在的鳃裂在人胚胎发育的早期也出现过，这属于_________为生物进化提供的证据;研究比较人的上肢、鲸、猫、蝙蝠的前肢，发现它们之间有共同特点,这属于________为生物进化提供的证据。 (3)不同生物与人的细胞色素c的氨基酸序列的差异如表所示。 生物名称 黑猩猩 猕猴 狗 鸡 金枪鱼 小麦 链孢霉 酵母菌 氨基酸差异/个 0 1 11 13 21 35 43 44 从表中可以看出,微生物、动物、植物和人的细胞内均有细胞色素c,这一事实说明________。 【答案】(1) 共同的祖先 形态、结构、生理功能 (2) 胚胎学 比较解剖学 (3)不同生物之间具有一定的亲缘关系 【分析】生物进化的证据有化石证据、比较解剖学上的证据、胚胎学上的证据等，化石是指保存在岩层中的古生物遗物和生活遗迹；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，比较解剖学为生物进化论提供的最重要的证据是同源器官；胚胎学是研究动植物的胚胎形成和发育过程的科学，也为生物进化论提供了很重要的证据，如脊椎动物和人的胚胎早期都有鳃裂和尾，说明了脊椎动物和人是从某些古代的低等动物进化来的。 【详解】（1）大量的化石证据，证实了生物是由共同祖先经过漫长的地质年代逐渐进化而来；在漫长的进化过程中，生物体在形态结构和生理功能等方面发生着全面的进化，生物进化的顺序：由简单到复杂，由低等到高等，由水生到陆生。 （2）鱼类终身存在的鳃裂在人胚胎发育早期也出现过，这属于生物有共同祖先的胚胎学证据；比较人的上肢，鲸、猫、蝙蝠的前肢，发现它们之间有共同特点，这属于比较解剖学为生物进化提供的证据。 （3） 微生物、动物、植物和人的细胞内均有细胞色素c，这一事实说明不同生物之间具有一定的亲缘关系。 13．人们对进化认识的深入离不开科学家寻找大量的证据来论证自己的理论。 (1)生物的进化不仅在地层中留下了化石证据，也在当今生物体上留下了许多印迹作为进化的佐证。如将蝙蝠的翼、鲸的鳍和人的上肢骨骼进行比较，发现许多共同点，这属于______学证据；人的胚胎在发育早期出现鳃裂和尾与鱼非常相似，这为研究人和其他脊椎动物的进化关系提供了证据，这属于______学证据。 (2)细胞生物学和分子生物学研究也能为生物的进化提供证据。下图展示的是某同学查阅相关书籍的某页： 21世纪以来，生物基因组测序工作大量展开，截至目前，完成基因组测序的生物已经有1000多种（Genomes Online Database， 2016）。这使我们逐渐打开了生物信息编码的天书，对分子水平的生物进化规律有了更加确切和深入的了解。广义的分子进化有两层含义，一是指原始生命出现之前的进化，即生命起源的化学演化；二是原始生命产生之后生物在进化发展的过程中，生物大分子结构变化，以及这些变化利生物进化的关系等。我们通常所说的分子进化指的是后者。 10.2  分子进化的特点 10.2.1  分子进化速率的恒定性 分子进化速率是指核酸或蛋白质等生物大分子在进化的过程中碱基或氨基酸发生替换的频度，它是测定生物大分子进化快慢的尺度，以年为时间单位。研究方法主要是通过比较不同种生物同源蛋白质级基酸序列的变化，来推断该蛋白质的进化速率，为生物进化提供一个时间表。 M.O.Dayhoff 对蛋白质的氨基酸变化进行了广泛的研究，收集了大量的数据，其中研究最详细、最深入的蛋白质是脊椎动物的血红蛋白（即珠蛋白）和肌红蛋白。血红蛋白在绝大多数脊椎动物中是由2个α链和2个β链构成的四聚体。松田（1978）等人对6种灵长类动物及人的血红蛋白β链进行了详细的比较研究，结果如图所示。由图可以看出，所列6种动物和人的分歧时间的长短和氨基酸的差异量非常吻合，即分歧时间越长，氨基酸差异的数目越大，相反越小。 I.该页右下角缺失了一部分，导致“图”不完整，请基于该页内容修补缺失的部分。若④为人，则①②③处相对应的灵长类动物名称是______。 Ⅱ.比较不同生物同源蛋白质（所含氨基酸总数相同）之间氨基酸差异时，通常要做如下计算。首先要知道被比较的同源蛋白质氨基酸座位总数（Naa），然后找出差异氨基酸座位数（daa），计算出差异氨基酸所占的比例（Pd），即Pd=daa/Naa。该计算方法是根据现存蛋白质进行的，反映的是现存蛋白质的差异，往往比实际氨基酸的替换总数要______（填“大”或“小”），这是因为______。若人和长臂猿的血红蛋白β链（β-珠蛋白）氨基酸座位总数为146，它的氨基酸序列每2000万年发生1%的改变，据此推测二者分歧的时间大约是______（保留小数点后1位）万年前。 【答案】(1) 比较解剖 胚胎 (2) 日本猴、长臂猿、大猩猩 小 有些氨基酸虽然实际上发生了替换，但不能被统计，如两个亚物种的相同蛋白质分子在相同的位置各发生一个氨基酸变化，应计为两个差异而实际上只能计为一个差异或没有差异（发生相同的变化即替换成了相同的氨基酸），还有回复突变，同一座位多次发生变化等，这些都造成了计算出的差异比例小于实际的差异比例 2739.7 【分析】化石为研究生物进化提供了直接的证据，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。这些证据互为补充、相互印证，有力地支持了达尔文的共同由来学说，进而为解释适应和物种的形成提供了坚实的基础。 【详解】（1）将蝙蝠的翼、鲸的鳍和人的上肢骨骼进行比较，发现许多共同点，这是在比较当今生物体的形态结构方面的证据，属于比较解剖学证据；人的胚胎在发育早期出现鳃裂和尾与鱼非常相似，这是从胚胎学角度为研究人和其他脊椎动物的进化关系提供证据，属于胚胎学证据。 （2）Ⅰ.根据“分歧时间越长，氨基酸差异的数目越大，相反越小”，由图可知，若④为人，与④的亲源关系由近到远依次是③②①，再结合表格信息可推出①②③处相对应的灵长类动物名称依次是日本猴、长臂猿、大猩猩。 Ⅱ.在比较不同生物同源蛋白质（所含氨基酸总数相同）之间氨基酸差异时，该计算方法根据现存蛋白质进行，反映现存蛋白质的差异，往往比实际氨基酸的替换总数要小，这是因为有些氨基酸虽然实际上发生了替换，但不能被统计，如两个亚物种的相同蛋白质分子在相同的位置各发生一个氨基酸变化，应计为两个差异而实际上只能计为一个差异或没有差异（发生相同的变化即替换成了相同的氨基酸），还有回复突变，同一座位多次发生变化等，这些都造成了计算出的差异比例小于实际的差异比例。人和长臂猿的血红蛋白β链（β-珠蛋白）氨基酸座位总数为146，差异氨基酸座位数为2，则Pd=daa/Naa=2÷146，它的氨基酸序列每2000万年发生1%的改变，据此推测二者分歧的时间大约是2÷146÷1%×2000≈2739.7。 1 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 6.1生物有共同祖先的证据 情境创新练+素养拓展练 情境创新练 知识点1化石证据 1.C 2.B 3.C 知识点2其他方面的证据 4.C 5.B 6.A 素养拓展练 一、单选题 1.A 2.B 3.B 4.B 5.D 6.A 7.B 8.C 二、多选题 9.AC 10.ABC 11.AC 三、解答题 12.(1)共同的祖先 形态、结构、生理功能 (2)胚胎学 比较解剖学 (3)不同生物之间具有一定的亲缘关系 13.(1)比较解剖胚胎 (2)日本猴、长臂猿、大猩猩 小 有些氨基酸虽然实际上发生了替换，但不能被统计， 如两个亚物种的相同蛋白质分子在相同的位置各发生一个氨基酸变化，应计为两个差异而实际上 1 学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 只能计为一个差异或没有差异（发生相同的变化即替换成了相同的氨基酸），还有回复突变，同 一座位多次发生变化等，这些都造成了计算出的差异比例小于实际的差异比例 2739.7 2