摘要:
**基本信息**
以“考情定向-核心梳理-分层专练”构建进化专题备考体系,融合北京特色科研情境与分层训练,强化进化与适应观及科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|五年考情·精准定向|5年真题统计+2个科研情境|“考情-热点-策略”定向备考法|新课标要求与北京真题考点对应,聚焦自然选择、基因频率、隔离三大核心|
|两大核心·主干速记|2大核心知识+易错提醒|“一图串联+易错辨析”梳理法|从自然选择学说(证据→适应形成)到现代进化理论(种群→基因频率→隔离→协同进化)的逻辑链条|
|分层专练·靶向攻关|基础题20题+情境题15题+压轴题13题|分层靶向训练法(基础概念→重难情境→综合压轴)|题型与核心知识对应,基础题巩固理论,情境题结合科研案例,压轴题综合应用进化与适应观|
内容正文:
第23讲 生物的进化
第一部分 五年考情·精准定向
北京考情概览 北京热点情境 北京备考策略
第二部分 两大核心·主干速记
一图串联·核心梳理·易错辨析
核心知识01 自然选择学说
核心知识02 现代生物进化理论
第三部分 分层专练·靶向攻关
题型专攻·基础题(北京视野,单选,2大题型)
两年重难·情境题(北京模拟,单选、非选择题)
五年真题·压轴题(北京视野,单选、非选择题,含2026年高考真题)
第一部分 五年考情·精准定向
考情概览
新课标要求
考题统计
1. 支持共同由来学说的证据有哪些?
2. 怎样通过化石证据研究生物的进化?
3. 怎样理解适应?
4. 如何运用自然选择学说解释生物的适应和多样性的形成?
5. 达尔文的自然选择学说对人们的思想观念产生了哪些重要影响?
6. 为什么说种群是生物进化的基本单位?
7. 种群的基因频率为什么会发生变化?
8. 自然选择与种群基因频率的变化有什么关系?
9. 什么是协同进化?
10. 怎样理解生物多样性是进化的结果?
11. 生物进化理论仍然在发展吗?
2025年北京卷,自然选择与适应,协同进化
2024年北京卷,基因频率的计算
2023年北京卷,自然选择与适应的形成,基因频率的计算
2022年北京卷,生物进化综合分析
2021年北京卷,隔离与物种的形成
1.考查频次:近5年北京高考,每年均会考查该专题的知识点,重点考查选择题。该专题经常与生态系统专题一起出题。
2.考查要点:考查内容聚焦三大板块:一是自然选择与适应的形成;二是基因频率的计算;三是隔离与物种的形成。
热点情境
情境1:2026年1月14日,北京大学生命科学学院、基因功能研究与操控全国重点实验室、生命科学联合中心张蔚团队与合作者在Science Advances期刊上在线发表题为“An ancient genome duplication event drives the development and evolution of spinnerets in spiders”的研究论文。该研究通过整合基因组数据、单细胞测序技术以及大规模功能分析,系统地探讨了纺器的起源,阐明了一次古老基因组复制在新特征形成中的作用。
对应知识点:可遗传变异是生物进化的原材料,自然选择、协同进化。
情境2:北京市农林科学院生物技术研究所李瑞芬团队联合中国农业科学院深圳农业基因组所张兴坦团队和澳大利亚莫道克大学李承道团队在Nature Plants发表了题为Hordeum I genome unlocks adaptive evolution and genetic potential for crop improvement的研究论文,首次构建了大麦属I基因组染色体级别序列,揭示了其适应盐碱环境的基因组进化机制以及在作物遗传改良中的巨大潜力。
对应知识点:隔离与物种的形成,自然选择,生物进化的实质。
备考策略
1. 夯实理论框架,扫清基础概念
主线背诵现代生物进化理论完整链条种群为基本单位→突变 + 基因重组提供原材料→自然选择定向改变基因频率(进化实质)→地理隔离积累差异→生殖隔离产生新物种;协同进化形成生物多样性。
2.专题突破,专攻北京特色科研大题
三大必考大题专项训练
(1) 适应性进化大题(水稻低温表观进化、野大麦耐盐碱、蝙蝠抗病毒进化);
(2) 协同进化大题(萝藦与斑蝶、捕食者与猎物、植物 - 传粉昆虫);
(3) 物种形成 + 群体遗传大题(果蝇地理分化、作物亚种分化、古生物化石演化)。
第二部分 两大核心·主干速记
内容速览:自然选择,基因频率的计算,协同进化与物种形成。
一图串联
核心梳理
核心知识1 自然选择学说
考点1:生物有共同祖先的证据
一、地层中陈列的证据—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:化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。
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
(1)同源器官
骨骼的种类一致,排列顺序也一致。
说明这四种动物可能由共同祖先进化而来。
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,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。
考点2:自然选择与适应的形成
一、适应的普遍性和相对性
1.适应的概念
(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。
【注意】适应的相对性的三点警示
(1)生物适应环境是暂时性的,因为环境是不断变化的。
(2)生物保护性适应是不完善的,因为适应的产生是自然选择的结果,自然选择是一个漫长的过程。
(3)生物的适应依赖于环境,有些生物的形态结构完全取决于环境的差异。
二、适应是自然选择的结果
1.拉马克的进化学说
(1)主要内容:
①生物不是神造的,而是由古老生物进化来的。
②生物是由低等到高等逐渐进化的。
彻底否定物种不变论
(2)进化的原因:①用进废退;②获得性遗传。
(3)评价:
①意义:否定了神创论和物种不变论;历史上第一个提出比较完整的进化学说。
②不足:提出的用进废退和获得性遗传的观点缺少科学证据的支持,大多来自主观臆测。过于强调环境的变化直接导致物种的改变,具有局限性。
2.达尔文自然选择学说
(1)主要内容:
①过度繁殖:选择的基础;
②生存斗争:生物进化的动力和选择的手段;
③遗传变异:生物进化的内因;
④适者生存:自然选择的结果
【易错提醒】
(1)自然选择作用的对象
①直接对象:生物个体的性状(表型)
②间接对象:相关的基因型
③根本对象:与性状相对应的基因;
(2)环境会提高基因突变的频率,但环境的作用不是诱导生物变异,是对变异进行定向选择。
(2)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。
(3) 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。
【易错提醒】生物的进化与环境相适应
1.生物的由来:生物是不断进化的,当今的各种生物来自原始的共同祖先。
2.进化过程:
(1)个体和性状水平:生物的进化是有利变异(适应特定环境的性状)不断积累的过程,是适者生存和繁殖、不适者被淘汰的过程。
(2)种群和基因水平:生物进化的过程是种群基因库在环境的选择作用下定向改变的过程。
(3)生态系统水平:生物进化的过程是不同物种之间、生物与环境之间协同进化的过程。
3.进化结果:进化导致适应和生物多样性的形成;进化所形成的适应是相对的适应,不是绝对的、完全的适应。
4.自然选择和进化
(1)选择对象:①直接对象是生物的性状;②间接对象是相关的基因型;③根本对象是与性状相对应的基因。
(2)选择因素: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)选择手段:生存斗争(包括生物与环境、生物与生物之间的斗争)。
(4)选择结果:在环境的选择作用下,可遗传的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。
核心知识2 现代进化理论
考点1:种群基因组成的变化与物种的形成
一、种群基因组成的变化
(一)种群和种群基因库
1.种群的概念及特点
(1)定义:生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫作种群。
(2)特点:种群是繁殖的基本单位,也生物进化的基本单位。
2.基因库和基因频率
(1)定义:一个种群中全部个体所含有的全部基因。
【注意】
一个种群所有个体各自有自己的基因,共同构成了种群的基因库。它们各自的基因都是基因库的一部分。个体间的差异越大,基因库也就越大。
(2)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。
①基因频率=(某基因的数目/该基因的等位基因的总数)× 100%=纯合子频率+1/2杂合子频率
②影响因素:突变、选择、迁移等。
(3)基因型频率:在一个种群基因库中,某个基因型的个体占个体总数的比值。
3.基因频率的计算
(1)“定义法”求解基因频率
①某基因频率=(某基因总数/某基因和其等位基因的总数)×100%
②若在常染色体上,某基因频率=(某基因总数/种群个体数×2)×100%
③若在X染色体上,某基因频率=[某基因总数/2×雌性个体数+雄性个体数]×100%
(2)“公式法”求解基因频率(以常染色体上一对等位基因A、a为例)
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
(3)运用遗传平衡定律求解基因频率
适用条件:①种群非常大;②所有雌雄个体之间自由交配并产生后代;③没有迁出和迁入;④没有自然选择;⑤没有突变。
计算方法
①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的频率为p2,Aa的频率为2pq,aa的频率为q2。
【注意】遗传平衡时X染色体上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,但发病率不同。
(2)人群中男性的红绿色盲发病率即该群体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:XBY=90%;XbY=10%
女性中:XBXB=90%×90%=81%;XBXb=2×90%×10%=18%;XbXb=10%×10%=1%
一个种群所有个体各自有自己的基因,共同构成了种群的基因库。它们各自的基因都是基因库的一部分。个体间的差异越大,基因库也就越大。
(二)种群基因频率的变化
1. 种群基因频率的变化
基因突变是自然界中普遍存在的。基因突变产生新的等位基因,这就可以使种群的基因频率发生变化。
2. 可遗传变异的形成、特点和作用
突变(基因突变和染色体变异)和基因重组产生进化的原材料
(三)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。
【注意】
(1)影响种群基因频率变化的因素
①外因:自然选择。
②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)进化的实质是种群基因频率的改变。
(4)进化中的定向与不定向
①变异是不定向的。
②自然选择是定向的。
③种群基因频率的变化是定向的。
④生物进化的方向是定向的。
考点2:隔离在物种形成中的作用
(一)物种
1.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称为一个物种。
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
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;
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,进而可能形成多个新物种
(二)隔离在物种形成中的作用
1.隔离概念及类型
(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)类型:
①地理隔离:由于地理阻隔而不能发生基因交流的现象。
②生殖隔离:无法交配或交配后不能产生可育后代的现象。
A. 动物:求偶方式不同;繁殖期不同。
B. 植物:繁殖期不同;花的形态不同。
【易错提醒】
(1)生殖隔离并不是绝对的指两个物种之间不能交配,而是不能交配或者交配不能产生后代或者交配产生的后代不可育,这都属于生殖隔离的范畴。
(2)长期的地理隔离不一定形成生殖隔离,生殖隔离的形成也不一定经过地理隔离。
(3)在物种形成的过程中,地理隔离和生殖隔离不一定同时出现。
(3)新物种的形成过程
(4)物种形成的三个环节
①内容:
A. 突变和基因重组产生进化的原材料。
B. 自然选择导致种群基因频率的定向改变。
C.隔离导致物种形成。
②关系图:
考点3:协同进化与生物多样性的形成
一、协同进化
1.协同进化的概念
(1)对象:①不同物种之间;②生物与无机环境之间。
(2)作用:在相互影响中不断进化和发展。
2.协同进化的类型与实例
协同进化的范围
包含种间关系
实例
不同物种之间
原始合作
海葵和寄居蟹
互利共生
根瘤菌和豆科植物
捕食
猎豹和斑马
寄生
黏液瘤病毒和兔子
种间竞争
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→出现厌氧生物→光合生物出现→空气中有氧气→出现好氧生物
3.协同进化意义:
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,也就是形成了生物的多样性。
【易错提醒】
(1)“精明的捕食者”策略
捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体,客观上起到促进种群发展的作用。此外,捕食者一般不能将所有的猎物都吃掉,否则自己也无法生存。
(2)收割理论
捕食者往往捕食个体数量多的物种,这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面,为其他物种的形成腾出空间。捕食者的存在有利于增加物种多样性。
二、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。
4.生物多样性三个层次间的关系
5.生物多样性形成的原因:长期自然选择、协同进化的结果。
三、生物进化理论在发展
1.以自然选择学说为核心的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、生物与无机环境间协同进化的过程。
(5)生物多样性是协同进化的结果。
2.发展
(1)中性突变理论:决定生物进化的方向是中性突变的逐渐积累,而不是自然选择。
(2)间断平衡学说:物种形成并不都是渐变的结果,而是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。
第三部分 分层专练·靶向攻关
题型专攻·基础题(北京视野,单选,2大题型)
考查重点:自然选择学说、进化与适应的形成,基因频率的计算,物种的形成
题型一:自然选择学说
1.(2026·北京·三模)某科学家分析了多种生物DNA的碱基组成,一部分实验数据如下表所示。相关叙述错误的是( )
来源
A/G
T/C
A/T
G/C
嘌呤/嘧啶
人
1.56
1.57
1.00
1.00
1.0
鲱鱼
1.43
1.43
1.02
1.02
1.02
小麦
1.22
1.18
1.00
0.97
0.99
结核分枝杆菌
0.4
0.4
1.01
1.02
1.01
A.该结果支持生物由共同祖先进化而来
B.该结果不能支持DNA能进行半保留复制
C.该结果支持DNA排列顺序具有多样性
D.该结果不能支持DNA具有双链结构
2.(2026·北京海淀·二模)我国科学家对陕西石峁遗址中169例古代人骨化石样本进行基因测序,重建了该遗址内一个延续四代的家族谱系,发现该家族男性的Y染色体序列高度一致。下列叙述错误的是( )
A.化石研究为生物进化提供了直接证据
B.Y染色体上序列的差异均为基因突变导致
C.遗址内该家族可能源自同一父系祖先
D.研究Y染色体序列差异可估算家族分支的时间
3.(2026·北京昌平·一模)科研人员通过对提塔利克鱼化石进行研究,发现该物种是水生鱼类向陆生四足动物演化的关键过渡类型,其鳍演化为四肢,形成胸骨与肋骨,是适应陆地环境的重要表现。相关叙述不正确的是( )
A.提塔利克鱼的化石为研究鱼类向陆生四足动物过渡提供了直接证据
B.水生鱼类向陆生四足动物演化的实质是种群基因频率的定向改变
C.控制四肢发育的基因频率升高,是因为环境诱导产生了有利突变
D.提塔利克鱼的发现丰富了人们对脊椎动物登陆过程的认识
4.(2026·北京西城·一模)将来自不同湖泊的刺鱼在人工饲养条件下杂交,结果如图。对两个刺鱼种群的叙述错误的是( )
A.不存在生殖隔离 B.性状主要由环境决定
C.基因库有差异 D.具有共同祖先
5.(2026·北京房山·一模)考古发现,“北京人”能使用和制造石器,并有用火遗迹。据文献与头骨化石分析得出下表,最能从形态特征上支持“北京人处于从古猿向现代人中间进化过程中”的证据是( )
项目
古猿
北京人
现代人
五趾型四肢
+
+
+
脑容量/mL
380-540
915-1225
1300-1400
下颌与牙齿
粗壮
特化粗壮
纤细轻巧
A.三者均有五趾型四肢
B.能使用和制造石器,掌握用火技术
C.脑容量介于古猿与现代人类之间
D.下颌骨呈现异常粗壮,具有特化特征
6.(25-26高三上·北京海淀·阶段检测)科学家对我国北方地区距今3.3万年~3400年的25个古东亚人的基因组数据进行分析,发现突变基因E最早出现在距今1.9万年前,这是距今最近的极寒时期末期。该突变基因使东亚人具有更多的汗腺等体征。下列叙述不正确的是( )
A.该地区古东亚人化石也可为进化提供证据
B.突变基因E使个体更能适应温暖环境
C.温度改变导致形成突变基因E且频率升高
D.现代人的E基因频率可能高于古东亚人
7.(2026·北京大兴·三模)埃塞俄比亚柱蕊寄生花专性寄生于硬木树枝中,通过形成微小吸器,穿透宿主树皮并与木质部、韧皮部融合,建立养分运输通道。该植物叶绿体基因组极度退化,仅保留5个功能基因,是研究寄生植物基因组精简的典型材料。下列叙述错误的是( )
A.叶绿体基因组大量丢失后完全丧失遗传自主性
B.该植物通过输导组织从宿主获取所有营养物质
C.保留的基因可能与叶绿体基础代谢的维持有关
D.叶绿体中基因组的缩减退化是自然选择的结果
8.(2026·北京石景山·二模)大彗星兰的花具有细长的花距,花距顶端贮存着花蜜,其传粉依赖于一种具有细长口器的蛾类——长喙天蛾,如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.长喙天蛾口器的特征决定大彗星兰花距变异的方向
B.长喙天蛾口器与大彗星兰花距的相互适应是协同进化的结果
C.大彗星兰花距变长标志着兰花新物种的形成
D.长喙天蛾的口器会因吸食花蜜而越来越长
9.(2026·北京通州·一模)在大达夫尼岛上生活着大喙地雀和小喙地雀两种地雀,1977年发生严重干旱,两种地雀数量显著减少,并且大喙地雀的喙增长了0.65mm。下列叙述正确的是( )
A.两种地雀的基因库组成完全相同
B.干旱诱导大喙地雀发生基因突变
C.地雀喙长的变化是自然选择的结果
D.大喙地雀喙长的基因频率未改变
10.(2026·北京东城·一模)适应是自然选择的结果,其形成离不开生物的遗传、变异与环境的相互作用。下列叙述正确的是( )
A.食蚁兽舌头细长,主要是长期舔食蚂蚁的结果
B.枯叶蝶因模仿枯叶而改变翅色,并将该性状遗传给后代
C.抗生素诱导细菌产生相应突变,从而使细菌产生耐药性
D.工业污染区中浅色型桦尺蛾更易被捕食,黑色型比例增加
题型二:现代进化理论
11.(2026·北京房山·二模)种植转基因抗虫棉时,在棉田周围种植非转基因棉花或与其他作物混作,为棉铃虫提供“庇护所”。下列叙述错误的是( )
A.该策略可使敏感型棉铃虫存活,维持种群中敏感基因的比例
B.目的是减缓棉铃虫种群抗性基因频率增加的速率
C.种植非转基因棉花会提高害虫抗性基因的突变率
D.该措施体现了生物多样性在农业生产中的应用价值
12.(2026·北京昌平·二模)加拉帕戈斯群岛上的地雀,其共同祖先喙细而尖,主要以昆虫为食;部分种群逐渐适应取食坚硬的植物种子,喙演化得短而粗壮,这一过程体现了生物对环境的适应性进化。相关叙述正确的是( )
A.坚硬种子诱导地雀产生喙粗壮的定向突变
B.自然选择使喙强度相关基因频率定向增加
C.食虫型与食硬壳种子的地雀不存在生殖隔离
D.地雀与环境协同进化导致物种多样性增加
13.(2026·北京丰台·二模)科研人员研究了闹市中不同人数对麻雀惊飞距离的影响,下列叙述错误的是( )
A.并行人数多,鸟类感到威胁飞走时与人的最短距离大
B.惊飞距离是鸟类在能量消耗与生存风险之间平衡的结果
C.惊飞距离的差异是麻雀种群内部不同个体间基因频率改变的结果
D.推测在人为干扰更小的地点观测,相同人数并行时惊飞距离会降低
14.(2026·北京门头沟·一模)镰状细胞贫血是由等位基因H、h控制的遗传病。患者(hh)的红细胞只含异常血红蛋白,仅少数患者可存活到成年;正常人(HH)的红细胞只含正常血红蛋白;携带者(Hh)的红细胞含有正常和异常血红蛋白,并对疟疾有较强的抵抗力。相关叙述错误的是( )
A.引起镰状细胞贫血的基因突变为有害突变
B.疟疾流行区,基因h不会在进化历程中消失
C.基因h通过控制血红蛋白的结构影响红细胞形态
D.基因h的功能体现了一个基因可以影响多个性状
15.(2026·北京东城·二模)青藏高原隆升会引起地理隔离。某植物的两个种群甲、乙分别生长在该地的不同区域,甲花期结束约20天后,乙才开始开花。下列叙述错误的是( )
A.花期不同标志着两个种群间形成了不同的物种
B.花期不同可能会增大种群甲和乙的基因库差异
C.地理隔离和花期不同都会限制两个种群间的基因交流
D.两者间人工授粉后形成的种子无活性说明出现生殖隔离
16.(2026·北京·三模)分属两个物种的猴面花甲(粉花)和猴面花乙(红花)分别由熊蜂和蜂鸟传粉。研究发现,红花表型是由于ROI1基因(编码一个转录抑制子)表达量极低所致,该基因在两种猴面花中的差异主要来自启动子序列。下列相关叙述错误的是( )
A.ROI1基因表达量差异影响色素合成基因的转录水平
B.花色和传粉者的差异促进二者生殖隔离的形成
C.将猴面花甲的ROI1基因导入乙,后者花色会变浅
D.ROI1基因的表观遗传差异导致两种猴面花的花色不同
17.(2026·北京顺义·一模)研究表明,城市麻雀的鸣唱音频(Hz)显著高于乡村同种麻雀,且这种差异可稳定遗传。关于城市噪音对麻雀鸣唱音频的影响,下列分析合理的是( )
A.城市噪音诱导麻雀鸣唱相关基因定向突变
B.低音频鸣唱有利于麻雀在城市噪音中求偶
C.噪音使麻雀种群中高音频鸣唱基因频率升高
D.城市麻雀与乡村麻雀已进化为两个物种
18.(2026·北京顺义·一模)环境中缺氮时,豆科植物会合成并分泌类黄酮,吸引根瘤菌等有益微生物共生。下列叙述不正确的是( )
A.根瘤菌为豆科植物提供氮源,植物为根瘤菌提供光合产物
B.共生状态下的根瘤菌与独立生活时的根瘤菌生态位相同
C.豆科植物吸引根瘤菌共生是不同生物之间协同进化的结果
D.豆科植物分泌的类黄酮可影响土壤微生物的分布
19.(2026·北京门头沟·一模)过渡带是两个或多个群落之间的过渡区域。大兴安岭森林与呼伦贝尔草原的过渡带中,森林和草原镶嵌分布,该区域环境较两个群落的内部核心区域更为异质多样。相关叙述错误的是( )
A.过渡带环境复杂,通过协同进化形成了适应该环境特征的物种组合
B.与森林和草原核心区域相比,过渡带具有不同的群落水平结构特征
C.过渡带属于群落间的交错区域,其物种丰富度高于草原和森林群落
D.过渡带的环境异质多样,能满足森林和草原中所有物种的生存需求
20.(25-26高三上·北京房山·期末)虎、美洲豹等大型猫科动物肌肉富含快速收缩纤维,爆发力强但耐力差,形成了伏击而非长时追逐的捕食策略。下列有关其进化的叙述,正确的是( )
A.快速收缩纤维是为适应伏击需要而产生的定向变异
B.自然选择保留了耐力更强的个体,使爆发力基因逐渐积累
C.捕食者与猎物的相互选择驱动了双方运动能力的协同进化
D.这种捕食策略是其祖先通过训练获得并遗传给后代的
两年重难·情境题(主要北京模拟,单选、非选择题)
设题创新:溴氰菊酯和氯菊酯,考察生物进化(T1);巢寄生,考查隔离与物种的形成(T4);环物种,考查基因频率(T6);豆荚“自爆开关”的机制,考查生物进化综合分析(T11)
1.(23-24高三上·北京昌平·期末)为探究kdr基因突变对杀虫剂抗性的影响,使用溴氰菊酯和氯菊酯两种杀虫剂处理白纹伊蚊,结果如下图。相关叙述正确的是( )
A.杀虫剂的使用使kdr基因发生突变
B.kdr基因突变型个体对氯菊酯更敏感
C.实验结果说明突变型对杀虫剂的抵抗效果更好
D.轮换使用两种杀虫剂可延缓白纹伊蚊产生抗性
2.(23-24高三上·北京东城·期末)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
3.(23-24高三上·浙江·阶段检测)加拿大底鳟是一种小型鱼类,其体内与细胞呼吸有关的基因LDH-B有多种等位基因,其中等位基因LDH-Bb出现的比例表现出随温度和纬度变化的规律,如图所示。下列叙述正确的是( )
A.LDH-B的多种等位基因的基因频率之和大于1
B.冷水环境中突变产生LDH-Bb的频率比温水环境中高
C.LDH-Bb基因控制的性状与低温下快速供能有关
D.底鳟个体从温水环境游至冷水环境中会发生进化
4.大杜鹃(ZW型)是一个通过产卵进行巢寄生的物种。专化寄生于不同宿主巢的大杜鹃产出的卵与各自宿主的卵外观类似,如图。以往认为卵的外观由母本决定,近期研究表明常染色体遗传也参与其中。下列叙述正确的是( )
A.卵外观若由常染色体主导则更有利于新物种形成
B.线粒体或Z染色体遗传可解释卵的外观由母本决定
C.卵外观不同的大杜鹃亲本间普遍存在着生殖隔离
D.大杜鹃与宿主对卵的识别博弈限制了生物多样性
5.功能冗余是指自然群落中存在多个生态功能相似的物种,当其中一个或部分物种因环境干扰消失时,其他具有相似功能的物种可通过功能替代,维持群落整体结构稳定和生态功能(如生产力、物质循环等)的正常发挥。某研究团队对温带草原群落进行干预实验,如下表所示,下列相关叙述正确的是( )
时间
生产力(相对值)
处理组
0年
1年
3年
对照组(未干预)
100
103
101
甲:去除1个优势功能群
88
101
100
乙:去除3个优势功能群
55
50
52
丙(退化草原组):去除1 个优势功能群
32
28
20
A.功能冗余的本质是物种间生态位的完全重叠
B.据甲、乙组可知,功能冗余度与群落抵抗力稳定性呈正相关,与恢复力稳定性呈负相关
C.若向丙组中引入1个与原有物种功能相似的外来物种,可能会使其生产力恢复,且不会改变群落的结构
D.功能冗余的形成是长期自然选择中物种协同进化的结果,其存在可降低群落因物种灭绝导致的功能崩溃风险
6.环物种是邻域性物种形成的典型代表,指某一物种因地理障碍沿特定区域繁衍形成多个亚种,相邻亚种间存在连续基因变化和基因交流,而环状分布首尾的亚种却因遗传差异显著形成生殖隔离。暗绿柳莺是经典环物种,其6个亚种环绕青藏高原分布,下列相关叙述正确的是( )
A.地理隔离是暗绿柳莺形成不同亚种的根本原因
B.环物种的形成过程中,自然选择对不同亚种的作用效果相同
C.地理隔离阻断了不同种群间的基因交流,各种群基因频率朝不同方向演化
D.若地理障碍消失,不同亚种会因基因交流增强,全部重新融合为同一物种
7.RNA杀虫剂利用RNA干扰原理抑制害虫特定基因表达。害虫取食喷有该杀虫剂的植物后,杀虫剂中的RNA进入细胞被切成小片段,这些片段结合害虫体内特定mRNA,使其无法合成关键蛋白而死亡。下列叙述错误的是( )
A.RNA杀虫剂的作用依赖于碱基互补配对原则
B.RNA杀虫剂可抑制害虫关键蛋白的翻译过程
C.害虫肠道核酸酶易破坏RNA,可通过脂质体包裹提高RNA杀虫剂的有效性
D.喷洒RNA杀虫剂不会改变害虫种群的基因频率
8.夏威夷群岛由火山陆续喷发形成,蜜旋木雀的祖先抵达后,因各岛屿不同植物的花蜜深度、种子硬度不同,演化出喙形特化的多个物种(如图)。物种A与B可人工杂交但后代不育,物种C与D因求偶舞蹈差异互不交配。下列分析正确的是( )
A.不同岛屿的环境差异是驱动新物种形成的关键因素之一
B.物种C与D因求偶行为差异产生的隔离属于地理隔离
C.所有岛屿中的蜜旋木雀仍属同一物种,因为它们源自共同祖先
D.物种A与B的喙形差异是地理隔离导致基因定向突变的结果
9.永靖县选送的黄芪、党参种子搭载实践十九号卫星进入太空,利用太空环境中的强辐射、微重力等条件进行诱变育种。观测发现,太空黄芪种苗较原种出芽更快、出芽率显著提升、植株高度也明显优于常规种植的同类作物。下列关于永靖“太空中药材”育种项目的叙述,正确的是( )
A.太空黄芪种苗所获得的优良性状(如出芽快、植株高),源于太空环境直接改变了植株体内蛋白质的结构,使其功能更优
B.太空环境诱导黄芪种子发生的基因突变具有不定向性,育种人员需从众多的变异类型中筛选符合育种目标的优良突变体
C.太空育种过程中,黄芪种子的遗传物质发生改变,导致太空黄芪与原种之间已形成生殖隔离,属于新物种
D.“抗旱性强、药用价值更高”这一育种目标的实现,说明太空环境诱导结果大多符合人类需求
10.吡虫啉是一种高效烟碱类杀虫剂,广泛用于防治小麦蚜虫等农业害虫,是我国黄淮海麦区防虫的核心药剂,但长期使用导致小麦蚜虫对该药的抗药性逐年增强。研究发现,小麦蚜虫对吡虫啉的抗药性主要由常染色体上的R基因控制(r基因为敏感型基因)。科研人员连续6年调查了某麦区小麦蚜虫种群的动态变化,部分数据如表所示。下列叙述错误的是( )
年份
吡虫啉使用强度(喷施次数/年)
抗药性蚜虫占比/%
敏感型蚜虫占比/%
R基因频率/%
第1年
2
8.5
91.5
4.2
第3年
5
62.3
37.7
21.6
第6年
6
95.8
4.2
48.3
A.吡虫啉的使用使蚜虫产生了抗药性变异,进而使抗药性蚜虫的数量不断增加
B.第1年到第6年,R基因频率持续上升,说明该基因控制的抗药性性状为蚜虫提供了生存优势
C.第6年蚜虫种群中抗药性蚜虫占比远高于R基因频率,原因是抗药性个体基因型可能为RR或Rr
D.若第6年后改用其他作用机制的杀虫剂,吡虫啉的选择压力消失,R基因频率可能会下降
11.(2026·北京朝阳·二模)学习以下材料,回答(1)~(5)题。
关闭豆荚“自爆开关”的机制
大豆豆荚内木质素的不对称分布可使豆荚壁产生扭转力,引发炸裂;豆荚腹侧缝合线处细胞壁增厚(图1),能增强结构稳定性,抑制豆荚炸裂。
以野生大豆与栽培大豆为亲本构建杂交后代群体,利用分子标记SSR,在16号染色体上锁定两个调控豆荚炸裂的关键基因:Sh与Pd。野生大豆与栽培大豆这两个基因部分序列如图2。Sh基因编码转录因子SH,调控靶基因表达;Pd基因参与调控木质素的不对称分布。在栽培大豆中分别过表达Sh或Pd基因,均可显著提高豆荚炸裂率。
A蛋白可促使豆荚腹侧缝合线处细胞壁增厚,推测转录因子SH可调控A基因表达。AD基因表达转录激活蛋白,将编码转录因子的基因与AD基因融合表达。当转录因子识别并结合靶基因启动子时,AD便发挥转录激活活性,启动基因表达。研究者制备表达载体(如表),将不同组合的载体共转化酵母菌,分1-5区涂布于添加显色底物的平板(图3)。若Lac基因表达,菌落呈蓝色。
载体编号
转入基因片段
a
A基因启动子-Lac基因编码序列
b
组成型启动子-Sh-AD融合基因编码序列
c
组成型启动子-AD基因编码序列
d
Lac基因编码序列
注:组成型启动子具有持续激活基因表达的活性
大豆群体遗传学分析显示:Sh与Pd基因调控通路相互独立,在人工驯化中被共同选择;栽培大豆中,两基因位点两侧均出现500~700 kb的“选择性清除”区域,即该区域核苷酸多样性显著降低。本研究阐明了人工驯化形成的栽培大豆抗炸裂性状的分子机制与进化规律,为豆科作物高产育种、种质资源保护与粮食安全保障提供理论支撑。
(1)图2中Sh基因突变的类型是碱基的____________。
(2)若SSR标记与抗炸裂基因____________,则该SSR在抗炸裂大豆植株群体中被高频检出。
(3)图3平板区域1转入的载体含有Lac基因且可表达,培养平板上不同区域菌落呈现颜色为____________,说明转录因子SH可结合A基因启动子。
(4)依据材料信息选择合适的选项,完善栽培大豆群体获得抗炸裂性状的机制。
A.Sh、Pd基因突变
B.sh和pd基因频率升高
C.Pd基因突变,使豆荚木质素不对称分布程度下降
D.sh无法抑制A基因启动子活性,A基因表达,豆荚腹侧缝合线处细胞壁增厚
①__________②__________③__________
(5)结合“选择性清除”现象,从利弊两方面分析人工驯化对大豆种质资源的影响__________。
12.(2026·北京房山·一模)夏威夷管舌雀是夏威夷群岛特有的生物,目前仅存17种,多数濒临灭绝。研究人员对其中一种极度濒危的管舌雀开展了种群基因组学及生态学研究。
(1)夏威夷群岛由多个相对孤立的岛屿组成。管舌雀祖先抵达不同岛屿后,不同种群间无法进行基因交流。经过长期的自然选择,最终产生___________,演化出60多个物种。
(2)研究人员检测了多种鸟类基因组的杂合度(如图1),其可反映生物多样性中的__________多样性。发现考艾岛管舌雀的杂合度与其他多种鸟类相比____________,其濒危现状主要与19世纪人类无意引入的致倦库蚊传播的禽疟疾和禽痘病毒密切相关;同时人类为种植经济作物,砍伐原生森林,进一步导致鸟类失去家园。
(3)如图2所示,“野外采集卵”组FROH值高,意味着这些受精卵的基因组中来自共同祖先的纯合片段比例高,即近交程度严重。请从进化与适应角度分析野外成体组FROH值降低的原因______。
(4)基于上述研究,请从生态和遗传两个角度提出减缓濒危野生动物灭绝的措施_______。
13.(25-26高三上·北京西城·期末)栖息地碎片化会对生物造成多种影响,是导致生物多样性丧失的重要原因。研究者以某群岛为对象,探究栖息地碎片化对社鼠和小棺头蟋蟀两种动物体型大小等特征的影响。
(1)一个岛屿上的_______可视为一个社鼠种群。社鼠的体长性状是_______共同作用的结果。
(2)对该群岛和临近大陆上社鼠体型及其捕食者数量进行调查,结果如图1、图2。
①图1数据显示,社鼠种群体型大小呈现的规律是_______。
②综合图1、图2结果,推测岛屿面积变化改变社鼠体型大小的原因_______。
(3)小棺头蟋蟀具有较强的飞行能力和一定的游泳能力。调查发现,该群岛中蟋蟀体型大小与大陆种群无显著差异,原因可能是地理隔离不完全,使岛屿种群与大陆种群之间存在基因交流,控制体型大小的基因的_______差异不明显。
(4)DNA分析显示,岛屿面积与种群基因多样性呈正相关。小岛上种群局部灭绝的风险较大,原因是_______。因此,在制定野生动物保护策略时,要尽可能保持其栖息地斑块面积最大。
14.(25-26高三上·北京通州·期中)伊比利亚收获蚁的蚁巢中,蚁后可以大量产下另外一种工匠收获蚁的雄性后代,为了研究这种现象的成因,科学家开展了以下研究。
(1)正常情况下,伊比利亚收获蚁的蚁后可以与雄性工匠收获蚁交配来产生工蚁,这种杂合工蚁具有更强的清扫蚁巢能力,这说明它具有________优势,但是由于________的存在,该工蚁并不可育。
(2)以上两种蚂蚁隶属于收获蚁属,科学家构建了系统发育树(图1)对它们的亲缘关系进行了剖析,由此可见,与伊比利亚收获蚁亲缘关系最远的是________(填“B”或“C”或“E”)。图2的选项中,与图1表述的各物种亲缘关系一致的是________。
(3)科学家发现,这些雄性后代中的工匠收获蚁,其线粒体DNA全部来自伊比利亚收获蚁,而核基因却与工匠收获蚁一致。对于此现象,他们提出了“性驯化”假说(图3)。结合该假说,你认为下列叙述正确的有________。
A.雄蚁产生精子时不存在同源染色体的分离
B.图中的两种收获蚁雄蚁全部都是单倍体
C.驯化现象的出现可能是由地理隔离导致的
D.经跨物种克隆形成的雄蚁是一个新物种
(4)伊比利亚收获蚁的这种“性驯化”能力,是在长期的自然选择中,与工匠收获蚁________的结果。
15.(2026·北京石景山·二模)嗅觉是动物的基本感知功能。研究者对小鼠嗅觉引发的防御行为开展了研究。
(1)嗅细胞是嗅觉系统的感觉神经元,静息时嗅细胞膜两侧的电位表现为__________。当气味分子与嗅细胞膜上特定受体结合后,细胞膜对Na⁺的通透性增大,同时胞内Ca2+浓度升高,激活Cl-通道,引起Cl-__________(填“内流”或“外流”),加速嗅细胞兴奋。随后嗅细胞将信号沿嗅神经传入嗅球,再传递给嗅觉中枢形成嗅觉。
(2)三甲基噻唑(TMT)是狐狸粪便中的一种成分,能诱发小鼠感知捕食者的威胁,产生防御行为——回避或僵直。研究者观察了自由运动小鼠对TMT的反应。
①研究中发现部分小鼠接触TMT后立刻出现回避行为。该反射的效应器为__________。
②检测小鼠接触TMT前后的运动速度,部分小鼠的检测结果见下图。结果表明TMT能有效诱导部分小鼠产生僵直行为,依据是__________。
(3)对小鼠僵直行为进一步研究发现,TMT所引起的兴奋传至大脑后,可激活特定区域GABA能神经元(释放抑制性神经递质),直接引发Glu能神经元兴奋状态改变,进而产生僵直行为。利用遗传学手段获得在GABA能神经元中特异性表达光敏蛋白N的小鼠,光敏蛋白N可被黄光激活引起阴离子内流。为给上述发现提供证据支持,请从下列选项中选出实验组的材料、处理及预期结果______。
a.野生型小鼠b.向GABA能神经元转入N基因的小鼠c.TMTd.黄光照射e.TMT+黄光照射f.Glu能神经元兴奋g.Glu能神经元不兴奋h.出现僵直行为i.不出现僵直行为
(4)请结合所学,尝试从进化与适应观的角度,分析小鼠保留回避与僵直两种防御策略的意义______。
五年真题·压轴题(主要北京视野,单选、非选择题)
高频考点:进化与适应,自然选择学说,基因频率的计算,协同进化与生物多样性
1.(2025·北京·高考真题)蝴蝶幼虫取食植物叶片,萝藦类植物进化出产生CA的能力,CA抑制动物细胞膜上N酶的活性,对动物产生毒性,从而阻止大部分蝴蝶幼虫取食。斑蝶类蝴蝶因N酶发生了一个氨基酸替换而对CA不敏感,其幼虫可以取食萝藦。下列叙述错误的是( )
A.斑蝶类蝴蝶对CA的适应主要源自基因突变和选择
B.斑蝶类蝴蝶取食萝藦可减少与其他蝴蝶竞争食物
C.N酶基因突变导致斑蝶类蝴蝶与其他蝴蝶发生生殖隔离
D.萝藦类植物和斑蝶类蝴蝶的进化是一个协同进化的实例
2.(2023·北京·高考真题)抗虫作物对害虫的生存产生压力,会使害虫种群抗性基因频率迅速提高,导致作物的抗虫效果逐渐减弱。为使转基因抗虫棉保持抗虫效果,农业生产上会采取一系列措施。以下措施不能实现上述目标( )
A.在转基因抗虫棉种子中混入少量常规种子
B.大面积种植转基因抗虫棉,并施用杀虫剂
C.转基因抗虫棉与小面积的常规棉间隔种植
D.转基因抗虫棉大田周围设置常规棉隔离带
3.(2022·北京·高考真题)人与黑猩猩是从大约700万年前的共同祖先进化而来,两个物种成体的血红蛋白均由α和β两种肽链组成,但α链的相同位置上有一个氨基酸不同,据此不能得出( )
A.这种差异是由基因中碱基替换造成的
B.两者共同祖先的血红蛋白也有α链
C.两者的血红蛋白都能行使正常的生理功能
D.导致差别的变异发生在黑猩猩这一物种形成的过程中
4.(2021·北京·高考真题)研究者拟通过有性杂交的方法将簇毛麦(2n=14)的优良性状导入普通小麦(2n=42)中。用簇毛麦花粉给数以千计的小麦小花授粉,10天后只发现两个杂种幼胚,将其离体培养,产生愈伤组织,进而获得含28条染色体的大量杂种植株。以下表述错误的是( )
A.簇毛麦与小麦之间存在生殖隔离
B.培养过程中幼胚细胞经过脱分化和再分化
C.杂种植株减数分裂时染色体能正常联会
D.杂种植株的染色体加倍后能产生可育植株
5.(2026·江西·高考真题)成年人乳糖酶基因的表达量明显低于婴幼儿时期。部分成年人调控乳糖酶基因表达的序列发生突变,可阻止其表达量显著下降,是他们能保持乳糖耐受的重要原因。研究人员对4个地区成年人乳糖耐受及相关情况做了调查(如表)。据表分析,下列推测合理的是( )
地区
畜牧业情况
乳糖耐受个体的比例
乳糖耐受个体的高频率突变位点
变异来源
甲
发达
高
位点1
独立起源
乙
发达
高
位点2
独立起源
丙
发达
高
位点1
由基因流动引入
丁
不发达
低
位点3
独立起源
A.甲地区乳糖耐受的成年人中不会出现位点3的突变
B.乙地区成年人乳糖耐受和畜牧业发展发生了协同进化
C.丙地区成年人乳糖耐受比例高是因为与乙地区广泛通婚
D.丁地区乳糖耐受基因型的比例会在选择压力驱动下增加
6.(2026·广东·高考真题)我国科学家通过对18种长臂猿的基因组进行测序,发现其长臂性状均与SHH基因中205个碱基对的缺失有关。下列分析正确的是( )
A.长臂性状的产生是环境定向诱导基因突变的结果
B.SHH基因的碱基对缺失发生在长臂猿的共同祖先中
C.SHH基因的碱基对缺失不利于长臂猿的生存
D.自然选择通过改变SHH基因的突变率来影响长臂猿的进化方向
7.(2026·四川·高考真题)某种鱼在初次性成熟后均为雌性,继续生长到一定大小后转变为雄性。雄鱼之间会争夺领地,体型越大繁殖成功率越高。有人研究了3个不同生境的鱼群在不同捕获压力下,t1到t2这30年间的变化(t1及之前未受人为干扰),结果如图。下列推断不合理的是( )
A.与t1时刻相比,t2时刻乙岛和丙岛鱼群中的雌性比例均上升
B.重度商业捕捞后,丙岛鱼群世代之间的繁殖间隔缩短
C.垂钓使乙岛鱼群变性年龄提前,体现了生物对环境压力的适应
D.长期垂钓使乙岛鱼群年龄结构由增长型转变为衰退型
8.(2026·河北·高考真题)在雄性大角鹿求偶争斗的过程中,鹿角较大的个体更易获胜,能繁殖更多的后代,从而使雄鹿中鹿角较大的个体占比逐代增高。然而鹿角大的雄鹿更易被捕食,致使大角鹿种群不断衰退。下列分析错误的是( )
A.大角鹿在求偶选择中的不适应特征导致其种群衰退
B.生物种群繁殖能力和生存能力的减弱均会造成种群衰退
C.在一定的选择作用下,可遗传的有利变异会使某些个体具有相对优势
D.生物面临不同选择压力时,某些适应性特征反而会使其表现为不适应
9.(2026·河南·高考真题)青藏高原是生物适应性进化的天然实验室。棕颈雪雀生活在高海拔地区,与生活在低海拔地区的树麻雀有共同祖先。与树麻雀相比,棕颈雪雀的心脏毛细血管密度(Ⅰ值)更高,更适应低氧环境。下列叙述正确的是( )
A.棕颈雪雀和树麻雀的全部等位基因构成了一个种群基因库
B.棕颈雪雀与树麻雀在物种分化的过程中遗传差异不会变大
C.棕颈雪雀在进化过程中不会出现导致Ⅰ值变低的可遗传变异
D.自然选择使棕颈雪雀种群中适应高海拔环境基因的频率升高
10.(2026·云南·高考真题)对长臂猿科的21个物种进行基因组信息分析,证实分布于云南高黎贡山的天行长臂猿是白眉长臂猿属的一个独立物种;推测出白眉长臂猿的有效种群大小在约18.7万年前下降,群体数量同步下降,约7万年前出现了一定程度的恢复,这与历史气候变化吻合;现存的白眉长臂猿各种群内存在高水平的近亲交配。下列说法错误的是( )
A.气候变化是影响白眉长臂猿数量的因素之一
B.白眉长臂猿基因库组成难以恢复至7万年前水平
C.当今环境促使天行长臂猿种群产生更多有利变异
D.高水平的近亲交配使种群的遗传多样性降低
11.(2024·北京·高考真题)花葵的花是两性花,在大陆上观察到只有昆虫为它传粉。在某个远离大陆的小岛上,研究者选择花葵集中分布的区域,在整个花期进行持续观察。
(1)小岛上的生物与非生物环境共同构成一个_____________。
(2)观察发现:有20种昆虫会进入花葵的花中,有3种鸟会将喙伸入花中,这些昆虫和鸟都与雌、雄蕊发生了接触(访花),其中鸟类访花频次明显多于昆虫;鸟类以花粉或花蜜作为补充食物。研究者随机选取若干健康生长的花葵花蕾分为两组,一组保持自然状态,一组用疏网屏蔽鸟类访花,统计相对传粉率(如图)。
结果说明________________。由此可知,鸟和花葵的种间关系最可能是______。
A.原始合作 B.互利共生 C.种间竞争 D.寄生
(3)研究者增加了一组实验,将花葵花蕾进行套袋处理并统计传粉率。该实验的目的是探究____________。
(4)该研究之所以能够揭示一些不常见的种间相互作用,是因为“小岛”在生态学研究中具有独特优势。“小岛”在进化研究中也有独特优势,正如达尔文在日记中写道:“……加拉帕戈斯群岛上物种的特征一直深深地触动影响着我。这些事实勾起了我所有的想法。”请写出“小岛”在进化研究中的主要优势_______。
12.(2022·北京·高考真题)学习以下材料,回答(1)~(5)题。
蚜虫的适应策略:蚜虫是陆地生态系统中常见的昆虫。春季蚜虫从受精卵开始发育,迁飞到取食宿主上度过夏季,其间行孤雌生殖,经卵胎生产生大量幼蚜;秋季蚜虫迁飞回产卵宿主,行有性生殖,以受精卵越冬。蚜虫周围生活着很多生物,体内还有布氏菌等多种微生物,这些生物之间的关系如下图。
蚜虫以植物为食。植物通过筛管将以糖类为主的光合产物不断运至根、茎等器官。组成筛管的筛管细胞之间通过筛板上的筛孔互通。筛管受损会引起筛管汁液中Ca2+浓度升高,导致筛管中P蛋白从结晶态变为非结晶态而堵塞筛孔,以阻止营养物质外泄。蚜虫取食时,将口器刺入植物组织,寻找到筛管,持续吸食筛管汁液,但刺吸的损伤并不引起筛孔堵塞。体外实验表明,筛管P蛋白在Ca2+浓度低时呈现结晶态,Ca2+浓度提高后P蛋白溶解,加入蚜虫唾液后P蛋白重新结晶。蚜虫仅以筛管汁液为食,其体内的布氏菌从蚜虫获取全部营养元素。筛管汁液的主要营养成分是糖类,所含氮元素极少。这些氮元素绝大部分以氨基酸形式存在,但无法完全满足蚜虫的需求。蚜虫不能合成的氨基酸来源如下表。
氨基酸
组氨酸
异亮氨酸
亮氨酸
赖氨酸
甲硫氨酸
苯丙氨酸
苏氨酸
色氨酸
缬氨酸
植物提供
+
-
-
-
-
-
-
\
-
布氏菌合成
-
+
+
+
+
+
+
\
+
注:“-”代表低于蚜虫需求的量,“+”代表高于蚜虫需求的量,“\”代表难以检出。
蚜虫大量吸食筛管汁液,同时排出大量蜜露。蜜露以糖为主要成分,为蚂蚁等多种生物提供了营养物质。
蚜虫利用这些策略应对各种环境压力,在生态系统中扮演着独特的角色。
(1)蚜虫生活环境中的全部生物共同构成了_______。从生态系统功能角度分析,图中实线单箭头代表了_______的方向。
(2)蚜虫为布氏菌提供其不能合成的氨基酸,而在蚜虫不能合成的氨基酸中,布氏菌来源的氨基酸与从植物中获取的氨基酸_______。
(3)蚜虫能够持续吸食植物筛管汁液,而不引起筛孔堵塞,可能是因为蚜虫唾液中有_______的物质。
(4)从文中可知,蚜虫获取足量的氮元素并维持内环境稳态的对策是_______。
(5)从物质与能量以及进化与适应的角度,分析蚜虫在冬季所采取的生殖方式对于种群延续和进化的意义_______。
13.(2025·重庆·高考真题)绝大多数哺乳动物生来怕辣,而小型哺乳动物树鼩先天不怕辣,喜食含辣椒素类物质的植物。为探究其原因,我国研究人员进行了系列研究。
(1)研究发现,树鼩的受体蛋白TR1对辣椒素的敏感性低于其他哺乳动物。为研究树鼩和其他哺乳动物TR1蛋白的差异,可设计开展如下实验:
①________;
②将_______分别进行酶切并连接;
③将重组DNA分子导入大肠杆菌;
④分离表达的TR1蛋白质测定_______,明确蛋白之间的差异。
(2)树鼩及一些哺乳动物的TR1蛋白存在差异,如图所示。据分析,树鼩对辣椒素的敏感性降低,很可能是由于TR1第579位氨基酸差异造成的,可证实该推测的实验思路是________。
(3)树鼩与其喜食植物的地理分布基本一致,据此可推测树鼩对含辣椒素类物质植物的适应形成的必要条件是________。
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第23讲 生物的进化
分层专练·靶向攻关
题型专攻·基础题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
B
C
B
C
C
A
B
C
D
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
C
B
C
A
A
D
C
B
D
C
二年重难·情境题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
C
C
A
D
C
D
A
B
A
11.(1)缺失、替换
(2)紧密连锁
(3)平板1和3区域呈现蓝色,2、4、5区域呈现白色
(4) A C、D B
(5)人工选择能快速获得抗炸裂、高产的优良品种,但会导致特定区域基因多样性下降,降低种质资源的遗传丰富度,可能丢失潜在优良变异
12.(1)生殖隔离
(2) 遗传(或基因) 较高
(3)带有较高FROH的卵基因组中积累了较多的纯合隐性有害突变,在发育为成体的过程中被环境淘汰;只有近交程度低(较低FROH)的卵能够发育至成年,因此野外成体的FROH普遍偏低,上述现象是自然选择的结果
(4)生态维度:保护和恢复栖息地,防止外来物种入侵。遗传维度:避免近亲繁殖(或减少FROH),增加种群的遗传多样性等
13.(1) 全部社鼠 基因和环境
(2) 岛屿种群体型大于大陆种群,且面积越小体型越大 岛屿面积越大捕食者数量越多,社鼠用于逃避捕食者的能量就越多,用于生长发育繁殖的能量就越少,导致体型越小
(3)基因频率
(4)基因多样性低不利于生物适应多变的环境
14.(1) 杂种 生殖隔离
(2) E ②
(3)ABC
(4)共同进化
15.(1) 内负外正 外流
(2) 躯体运动神经末梢及其所支配的肌肉 小鼠接触TMT后运动速度急剧降低并长时间维持在接近于零的水平
(3)b、e、f和i
(4)回避的防御策略适于空间结构复杂、有遮蔽物的环境中,僵直的防御策略适于在开阔环境中,两种行为在不同环境下各具优势,共同提升了小鼠在面对捕食者威胁时的生存概率
五年真题·压轴题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
B
D
C
B
B
D
A
D
C
11.(1)生态系统
(2) 鸟类可帮助花葵传粉 A
(3)无昆虫和鸟类传粉,花葵能否完成自花传粉,及花葵自花传粉与异花传粉哪个传粉效率更高
(4)狭小空间和天然地理隔离,使小岛上的有限种群几乎不与其他种群发生基因交流;小岛的自然环境与陆地不同,对生物的选择作用不同,生物能够进化出与陆地生物不同的物种特征;此外,岛屿环境资源有限,不同物种之间竞争激烈,生物为了更好地适应环境,进化速度更快
12.(1) 群落 能量流动
(2)相互补充
(3)抑制Ca2+对P蛋白作用
(4)通过吸食大量的筛管汁液获取氮元素,同时以蜜露形式排出多余的糖分
(5)蚜虫通过有性生殖,以受精卵形式越冬,降低对物质和能量的需求,度过恶劣环境,保持种群延续;借助基因重组,增加遗传多样性,为选择提供原材料。
13.(1) 克隆树鼩和其他哺乳动物的TR1基因 目的基因与载体 氨基酸序列
(2)利用基因编辑技术改变树鼩的TR1基因,使编码的TR1蛋白的第579位氨基酸由M变为T,检测树鼩对辣椒素的敏感性是否提高。
(3)树鼩群体出现可遗传的变异和含辣椒素类植物对树鼩的定向选择
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第23讲 生物的进化
第一部分 五年考情·精准定向
北京考情概览 北京热点情境 北京备考策略
第二部分 两大核心·主干速记
一图串联·核心梳理·易错辨析
核心知识01 自然选择学说
核心知识02 现代生物进化理论
第三部分 分层专练·靶向攻关
题型专攻·基础题(北京视野,单选,2大题型)
两年重难·情境题(北京模拟,单选、非选择题)
五年真题·压轴题(北京视野,单选、非选择题,含2026年高考真题)
第一部分 五年考情·精准定向
考情概览
新课标要求
考题统计
1. 支持共同由来学说的证据有哪些?
2. 怎样通过化石证据研究生物的进化?
3. 怎样理解适应?
4. 如何运用自然选择学说解释生物的适应和多样性的形成?
5. 达尔文的自然选择学说对人们的思想观念产生了哪些重要影响?
6. 为什么说种群是生物进化的基本单位?
7. 种群的基因频率为什么会发生变化?
8. 自然选择与种群基因频率的变化有什么关系?
9. 什么是协同进化?
10. 怎样理解生物多样性是进化的结果?
11. 生物进化理论仍然在发展吗?
2025年北京卷,自然选择与适应,协同进化
2024年北京卷,基因频率的计算
2023年北京卷,自然选择与适应的形成,基因频率的计算
2022年北京卷,生物进化综合分析
2021年北京卷,隔离与物种的形成
1.考查频次:近5年北京高考,每年均会考查该专题的知识点,重点考查选择题。该专题经常与生态系统专题一起出题。
2.考查要点:考查内容聚焦三大板块:一是自然选择与适应的形成;二是基因频率的计算;三是隔离与物种的形成。
热点情境
情境1:2026年1月14日,北京大学生命科学学院、基因功能研究与操控全国重点实验室、生命科学联合中心张蔚团队与合作者在Science Advances期刊上在线发表题为“An ancient genome duplication event drives the development and evolution of spinnerets in spiders”的研究论文。该研究通过整合基因组数据、单细胞测序技术以及大规模功能分析,系统地探讨了纺器的起源,阐明了一次古老基因组复制在新特征形成中的作用。
对应知识点:可遗传变异是生物进化的原材料,自然选择、协同进化。
情境2:北京市农林科学院生物技术研究所李瑞芬团队联合中国农业科学院深圳农业基因组所张兴坦团队和澳大利亚莫道克大学李承道团队在Nature Plants发表了题为Hordeum I genome unlocks adaptive evolution and genetic potential for crop improvement的研究论文,首次构建了大麦属I基因组染色体级别序列,揭示了其适应盐碱环境的基因组进化机制以及在作物遗传改良中的巨大潜力。
对应知识点:隔离与物种的形成,自然选择,生物进化的实质。
备考策略
1. 夯实理论框架,扫清基础概念
主线背诵现代生物进化理论完整链条种群为基本单位→突变 + 基因重组提供原材料→自然选择定向改变基因频率(进化实质)→地理隔离积累差异→生殖隔离产生新物种;协同进化形成生物多样性。
2.专题突破,专攻北京特色科研大题
三大必考大题专项训练
(1) 适应性进化大题(水稻低温表观进化、野大麦耐盐碱、蝙蝠抗病毒进化);
(2) 协同进化大题(萝藦与斑蝶、捕食者与猎物、植物 - 传粉昆虫);
(3) 物种形成 + 群体遗传大题(果蝇地理分化、作物亚种分化、古生物化石演化)。
第二部分 两大核心·主干速记
内容速览:自然选择,基因频率的计算,协同进化与物种形成。
一图串联
核心梳理
核心知识1 自然选择学说
考点1:生物有共同祖先的证据
一、地层中陈列的证据—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:化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。
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
(1)同源器官
骨骼的种类一致,排列顺序也一致。
说明这四种动物可能由共同祖先进化而来。
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,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。
考点2:自然选择与适应的形成
一、适应的普遍性和相对性
1.适应的概念
(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。
【注意】适应的相对性的三点警示
(1)生物适应环境是暂时性的,因为环境是不断变化的。
(2)生物保护性适应是不完善的,因为适应的产生是自然选择的结果,自然选择是一个漫长的过程。
(3)生物的适应依赖于环境,有些生物的形态结构完全取决于环境的差异。
二、适应是自然选择的结果
1.拉马克的进化学说
(1)主要内容:
①生物不是神造的,而是由古老生物进化来的。
②生物是由低等到高等逐渐进化的。
彻底否定物种不变论
(2)进化的原因:①用进废退;②获得性遗传。
(3)评价:
①意义:否定了神创论和物种不变论;历史上第一个提出比较完整的进化学说。
②不足:提出的用进废退和获得性遗传的观点缺少科学证据的支持,大多来自主观臆测。过于强调环境的变化直接导致物种的改变,具有局限性。
2.达尔文自然选择学说
(1)主要内容:
①过度繁殖:选择的基础;
②生存斗争:生物进化的动力和选择的手段;
③遗传变异:生物进化的内因;
④适者生存:自然选择的结果
【易错提醒】
(1)自然选择作用的对象
①直接对象:生物个体的性状(表型)
②间接对象:相关的基因型
③根本对象:与性状相对应的基因;
(2)环境会提高基因突变的频率,但环境的作用不是诱导生物变异,是对变异进行定向选择。
(2)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。
(3) 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。
【易错提醒】生物的进化与环境相适应
1.生物的由来:生物是不断进化的,当今的各种生物来自原始的共同祖先。
2.进化过程:
(1)个体和性状水平:生物的进化是有利变异(适应特定环境的性状)不断积累的过程,是适者生存和繁殖、不适者被淘汰的过程。
(2)种群和基因水平:生物进化的过程是种群基因库在环境的选择作用下定向改变的过程。
(3)生态系统水平:生物进化的过程是不同物种之间、生物与环境之间协同进化的过程。
3.进化结果:进化导致适应和生物多样性的形成;进化所形成的适应是相对的适应,不是绝对的、完全的适应。
4.自然选择和进化
(1)选择对象:①直接对象是生物的性状;②间接对象是相关的基因型;③根本对象是与性状相对应的基因。
(2)选择因素: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)选择手段:生存斗争(包括生物与环境、生物与生物之间的斗争)。
(4)选择结果:在环境的选择作用下,可遗传的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。
核心知识2 现代进化理论
考点1:种群基因组成的变化与物种的形成
一、种群基因组成的变化
(一)种群和种群基因库
1.种群的概念及特点
(1)定义:生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫作种群。
(2)特点:种群是繁殖的基本单位,也生物进化的基本单位。
2.基因库和基因频率
(1)定义:一个种群中全部个体所含有的全部基因。
【注意】
一个种群所有个体各自有自己的基因,共同构成了种群的基因库。它们各自的基因都是基因库的一部分。个体间的差异越大,基因库也就越大。
(2)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。
①基因频率=(某基因的数目/该基因的等位基因的总数)× 100%=纯合子频率+1/2杂合子频率
②影响因素:突变、选择、迁移等。
(3)基因型频率:在一个种群基因库中,某个基因型的个体占个体总数的比值。
3.基因频率的计算
(1)“定义法”求解基因频率
①某基因频率=(某基因总数/某基因和其等位基因的总数)×100%
②若在常染色体上,某基因频率=(某基因总数/种群个体数×2)×100%
③若在X染色体上,某基因频率=[某基因总数/2×雌性个体数+雄性个体数]×100%
(2)“公式法”求解基因频率(以常染色体上一对等位基因A、a为例)
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
(3)运用遗传平衡定律求解基因频率
适用条件:①种群非常大;②所有雌雄个体之间自由交配并产生后代;③没有迁出和迁入;④没有自然选择;⑤没有突变。
计算方法
①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的频率为p2,Aa的频率为2pq,aa的频率为q2。
【注意】遗传平衡时X染色体上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,但发病率不同。
(2)人群中男性的红绿色盲发病率即该群体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:XBY=90%;XbY=10%
女性中:XBXB=90%×90%=81%;XBXb=2×90%×10%=18%;XbXb=10%×10%=1%
一个种群所有个体各自有自己的基因,共同构成了种群的基因库。它们各自的基因都是基因库的一部分。个体间的差异越大,基因库也就越大。
(二)种群基因频率的变化
1. 种群基因频率的变化
基因突变是自然界中普遍存在的。基因突变产生新的等位基因,这就可以使种群的基因频率发生变化。
2. 可遗传变异的形成、特点和作用
突变(基因突变和染色体变异)和基因重组产生进化的原材料
(三)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。
【注意】
(1)影响种群基因频率变化的因素
①外因:自然选择。
②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)进化的实质是种群基因频率的改变。
(4)进化中的定向与不定向
①变异是不定向的。
②自然选择是定向的。
③种群基因频率的变化是定向的。
④生物进化的方向是定向的。
考点2:隔离在物种形成中的作用
(一)物种
1.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称为一个物种。
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
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;
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,进而可能形成多个新物种
(二)隔离在物种形成中的作用
1.隔离概念及类型
(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)类型:
①地理隔离:由于地理阻隔而不能发生基因交流的现象。
②生殖隔离:无法交配或交配后不能产生可育后代的现象。
A. 动物:求偶方式不同;繁殖期不同。
B. 植物:繁殖期不同;花的形态不同。
【易错提醒】
(1)生殖隔离并不是绝对的指两个物种之间不能交配,而是不能交配或者交配不能产生后代或者交配产生的后代不可育,这都属于生殖隔离的范畴。
(2)长期的地理隔离不一定形成生殖隔离,生殖隔离的形成也不一定经过地理隔离。
(3)在物种形成的过程中,地理隔离和生殖隔离不一定同时出现。
(3)新物种的形成过程
(4)物种形成的三个环节
①内容:
A. 突变和基因重组产生进化的原材料。
B. 自然选择导致种群基因频率的定向改变。
C.隔离导致物种形成。
②关系图:
考点3:协同进化与生物多样性的形成
一、协同进化
1.协同进化的概念
(1)对象:①不同物种之间;②生物与无机环境之间。
(2)作用:在相互影响中不断进化和发展。
2.协同进化的类型与实例
协同进化的范围
包含种间关系
实例
不同物种之间
原始合作
海葵和寄居蟹
互利共生
根瘤菌和豆科植物
捕食
猎豹和斑马
寄生
黏液瘤病毒和兔子
种间竞争
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→出现厌氧生物→光合生物出现→空气中有氧气→出现好氧生物
3.协同进化意义:
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,也就是形成了生物的多样性。
【易错提醒】
(1)“精明的捕食者”策略
捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体,客观上起到促进种群发展的作用。此外,捕食者一般不能将所有的猎物都吃掉,否则自己也无法生存。
(2)收割理论
捕食者往往捕食个体数量多的物种,这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面,为其他物种的形成腾出空间。捕食者的存在有利于增加物种多样性。
二、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。
4.生物多样性三个层次间的关系
5.生物多样性形成的原因:长期自然选择、协同进化的结果。
三、生物进化理论在发展
1.以自然选择学说为核心的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、生物与无机环境间协同进化的过程。
(5)生物多样性是协同进化的结果。
2.发展
(1)中性突变理论:决定生物进化的方向是中性突变的逐渐积累,而不是自然选择。
(2)间断平衡学说:物种形成并不都是渐变的结果,而是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。
第三部分 分层专练·靶向攻关
题型专攻·基础题(北京视野,单选,2大题型)
考查重点:自然选择学说、进化与适应的形成,基因频率的计算,物种的形成
题型一:自然选择学说
1.(2026·北京·三模)某科学家分析了多种生物DNA的碱基组成,一部分实验数据如下表所示。相关叙述错误的是( )
来源
A/G
T/C
A/T
G/C
嘌呤/嘧啶
人
1.56
1.57
1.00
1.00
1.0
鲱鱼
1.43
1.43
1.02
1.02
1.02
小麦
1.22
1.18
1.00
0.97
0.99
结核分枝杆菌
0.4
0.4
1.01
1.02
1.01
A.该结果支持生物由共同祖先进化而来
B.该结果不能支持DNA能进行半保留复制
C.该结果支持DNA排列顺序具有多样性
D.该结果不能支持DNA具有双链结构
【答案】D
【详解】A、不同生物的DNA碱基组成均符合A/T、G/C、嘌呤/嘧啶接近1的共同规律,说明DNA结构在不同生物中具有统一性,可支持生物由共同祖先进化而来,A正确;
B、表格仅呈现了DNA的静态碱基比例,未涉及DNA复制过程的相关证据,因此不能支持DNA半保留复制,B正确;
C、不同生物的A/G、T/C比值差异明显,说明不同生物DNA的碱基含量和排列顺序存在差异,支持DNA排列顺序具有多样性,C正确;
D、双链DNA遵循碱基互补配对原则,即A=T、G=C,因此A/T、G/C、嘌呤/嘧啶的比值均接近1,可以支持DNA具有双链结构,D错误。
2.(2026·北京海淀·二模)我国科学家对陕西石峁遗址中169例古代人骨化石样本进行基因测序,重建了该遗址内一个延续四代的家族谱系,发现该家族男性的Y染色体序列高度一致。下列叙述错误的是( )
A.化石研究为生物进化提供了直接证据
B.Y染色体上序列的差异均为基因突变导致
C.遗址内该家族可能源自同一父系祖先
D.研究Y染色体序列差异可估算家族分支的时间
【答案】B
【详解】A、化石是古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等经过地质作用形成的,是研究生物进化最直接的证据,A正确;
B、可遗传变异包括基因突变、染色体变异和基因重组,Y染色体序列的差异可能由基因突变、染色体结构变异等多种原因导致,并非均来自基因突变,B错误;
C、Y染色体遵循父系遗传的特点,只能由父亲传递给儿子,该家族四代男性Y染色体序列高度一致,说明该家族可能源自同一父系祖先,C正确;
D、Y染色体上的变异会随世代传递逐渐积累,序列差异的大小和分支时间的长短呈正相关,因此可通过Y染色体序列差异估算家族分支的时间,D正确。
3.(2026·北京昌平·一模)科研人员通过对提塔利克鱼化石进行研究,发现该物种是水生鱼类向陆生四足动物演化的关键过渡类型,其鳍演化为四肢,形成胸骨与肋骨,是适应陆地环境的重要表现。相关叙述不正确的是( )
A.提塔利克鱼的化石为研究鱼类向陆生四足动物过渡提供了直接证据
B.水生鱼类向陆生四足动物演化的实质是种群基因频率的定向改变
C.控制四肢发育的基因频率升高,是因为环境诱导产生了有利突变
D.提塔利克鱼的发现丰富了人们对脊椎动物登陆过程的认识
【答案】C
【详解】A、化石是研究生物进化最直接的证据,提塔利克鱼是水生鱼类到陆生四足动物的过渡物种,其化石为该演化过程提供了直接证据,A正确;
B、根据现代生物进化理论,生物进化的实质是种群基因频率的定向改变,B正确;
C、变异是不定向的,且变异发生在环境选择之前,环境不会诱导产生有利突变,仅对变异起定向选择作用,使适应陆地环境的控制四肢发育的基因频率升高,C错误;
D、提塔利克鱼填补了水生鱼类到陆生四足动物演化的过渡环节空白,丰富了人们对脊椎动物登陆过程的认识,D正确。
4.(2026·北京西城·一模)将来自不同湖泊的刺鱼在人工饲养条件下杂交,结果如图。对两个刺鱼种群的叙述错误的是( )
A.不存在生殖隔离 B.性状主要由环境决定
C.基因库有差异 D.具有共同祖先
【答案】B
【详解】A、两个刺鱼种群杂交可得到可育后代(F1可繁殖,F2正常出现性状分离),说明二者不存在生殖隔离,A正确;
B、根据杂交结果,F1相互交配后,F2性状分离比接近9:3:3:1,说明该性状由核基因控制、遵循孟德尔遗传规律,性状主要由遗传物质(基因)决定,B错误;
C、两个种群来自不同湖泊,原始性状存在差异,种群的基因库存在差异,C正确;
D、二者均为刺鱼,可杂交产生可育后代,说明亲缘关系较近,具有共同祖先,D正确。
5.(2026·北京房山·一模)考古发现,“北京人”能使用和制造石器,并有用火遗迹。据文献与头骨化石分析得出下表,最能从形态特征上支持“北京人处于从古猿向现代人中间进化过程中”的证据是( )
项目
古猿
北京人
现代人
五趾型四肢
+
+
+
脑容量/mL
380-540
915-1225
1300-1400
下颌与牙齿
粗壮
特化粗壮
纤细轻巧
A.三者均有五趾型四肢
B.能使用和制造石器,掌握用火技术
C.脑容量介于古猿与现代人类之间
D.下颌骨呈现异常粗壮,具有特化特征
【答案】C
【详解】A、三者均有五趾型四肢只能说明三者具有较近的亲缘关系,有共同祖先,无法体现北京人处于古猿到现代人的中间进化阶段,A错误;
B、使用和制造石器、掌握用火技术属于行为和技能特征,不属于题干要求的形态特征,不符合题意,B错误;
C、脑容量属于形态特征,北京人的脑容量数值介于古猿和现代人之间,可直接证明其处于两者的中间进化阶段,C正确;
D、北京人下颌特化粗壮,更接近古猿的粗壮特征,未体现介于古猿和现代人之间的过渡性,无法证明其为中间进化阶段的物种,D错误。
6.(25-26高三上·北京海淀·阶段检测)科学家对我国北方地区距今3.3万年~3400年的25个古东亚人的基因组数据进行分析,发现突变基因E最早出现在距今1.9万年前,这是距今最近的极寒时期末期。该突变基因使东亚人具有更多的汗腺等体征。下列叙述不正确的是( )
A.该地区古东亚人化石也可为进化提供证据
B.突变基因E使个体更能适应温暖环境
C.温度改变导致形成突变基因E且频率升高
D.现代人的E基因频率可能高于古东亚人
【答案】C
【详解】A、化石是保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹,在研究生物的进化的过程中,化石是重要的证据,A正确;
B、分析题意可知,E突变基因使东亚人具有更多的汗腺等特征,汗腺能够排汗,故突变基因E使个体更能适应温暖环境,B正确;
C、E基因发生突变在环境改变之前就已发生,环境改变只是选择并保存适应强的个体,且自然选择的作用能导致基因频率发生改变,C错误;
D、分析题意可知,E突变基因使东亚人具有更多的汗腺等体征,该特征更适于温暖环境,故现代人的E基因频率可能高于古东亚人(生活在极寒时期),D正确。
故选C。
7.(2026·北京大兴·三模)埃塞俄比亚柱蕊寄生花专性寄生于硬木树枝中,通过形成微小吸器,穿透宿主树皮并与木质部、韧皮部融合,建立养分运输通道。该植物叶绿体基因组极度退化,仅保留5个功能基因,是研究寄生植物基因组精简的典型材料。下列叙述错误的是( )
A.叶绿体基因组大量丢失后完全丧失遗传自主性
B.该植物通过输导组织从宿主获取所有营养物质
C.保留的基因可能与叶绿体基础代谢的维持有关
D.叶绿体中基因组的缩减退化是自然选择的结果
【答案】A
【详解】A、该植物叶绿体仍保留了5个功能基因,说明叶绿体依旧能自主合成部分相关蛋白质,保留了一定的遗传自主性,并非完全丧失,A错误;
B、该植物叶绿体基因组极度退化,丧失了光合作用合成有机物的能力,作为专性寄生植物,可以通过吸器连接宿主的输导组织,从宿主获得自身所需的所有营养物质,B正确;
C、进化过程中无功能的基因会逐渐丢失,保留的功能基因一般承担必要功能,因此剩余的5个基因很可能与叶绿体基础代谢的维持有关,C正确;
D、该植物营专性寄生生活,无需进行光合作用,叶绿体相关基因退化丢失可减少物质能量消耗,更适应寄生环境,基因组的缩减是长期自然选择的结果,D正确。
8.(2026·北京石景山·二模)大彗星兰的花具有细长的花距,花距顶端贮存着花蜜,其传粉依赖于一种具有细长口器的蛾类——长喙天蛾,如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.长喙天蛾口器的特征决定大彗星兰花距变异的方向
B.长喙天蛾口器与大彗星兰花距的相互适应是协同进化的结果
C.大彗星兰花距变长标志着兰花新物种的形成
D.长喙天蛾的口器会因吸食花蜜而越来越长
【答案】B
【详解】A、变异是不定向的,长喙天蛾仅能通过自然选择决定大彗星兰花距的进化方向,不能决定变异的方向,A错误;
B、协同进化指不同物种之间在相互影响中不断进化和发展,长喙天蛾口器与大彗星兰花距的相互适应是二者长期协同进化的结果,B正确;
C、新物种形成的标志是产生生殖隔离,仅花距变长这一性状改变,不能标志新物种形成,C错误;
D、该表述符合拉马克“用进废退”的错误观点,现代生物进化理论认为:口器长度的变异是本来就存在的,吸食花蜜不会使口器主动变长,只有长口器的适配个体更易存活,被自然选择保留下来,D错误。
9.(2026·北京通州·一模)在大达夫尼岛上生活着大喙地雀和小喙地雀两种地雀,1977年发生严重干旱,两种地雀数量显著减少,并且大喙地雀的喙增长了0.65mm。下列叙述正确的是( )
A.两种地雀的基因库组成完全相同
B.干旱诱导大喙地雀发生基因突变
C.地雀喙长的变化是自然选择的结果
D.大喙地雀喙长的基因频率未改变
【答案】C
【详解】A、基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因,大喙地雀和小喙地雀属于不同物种,二者基因库组成存在显著差异,A错误;
B、基因突变具有不定向性和随机性,干旱只是一种环境因素,它不能诱导大喙地雀发生基因突变,只能对已经存在的变异进行选择,B错误;
C、干旱导致岛上食物资源改变,喙更长的大喙地雀更易获取食物、存活并繁殖后代,有利变异逐代积累,因此地雀喙长的变化是自然选择的结果,C正确;
D、生物进化的实质是种群基因频率的定向改变,大喙地雀喙增长说明长喙相关的有利基因被定向保留,对应基因频率升高,因此种群基因频率发生了改变,D错误。
10.(2026·北京东城·一模)适应是自然选择的结果,其形成离不开生物的遗传、变异与环境的相互作用。下列叙述正确的是( )
A.食蚁兽舌头细长,主要是长期舔食蚂蚁的结果
B.枯叶蝶因模仿枯叶而改变翅色,并将该性状遗传给后代
C.抗生素诱导细菌产生相应突变,从而使细菌产生耐药性
D.工业污染区中浅色型桦尺蛾更易被捕食,黑色型比例增加
【答案】D
【详解】A、该表述属于拉马克“用进废退”的错误理论,食蚁兽舌头细长是种群中先出现舌头细长的可遗传变异,再经取食蚂蚁的环境长期定向选择的结果,并非长期舔食直接导致的性状改变,A错误;
B、生物的变异是不定向的,枯叶蝶种群中先自发出现翅色类似枯叶的变异,并非主动模仿枯叶定向改变翅色,“定向改变性状并遗传给后代”属于拉马克“获得性遗传”的错误观点,B错误;
C、细菌的耐药性突变在接触抗生素之前就已自发产生,抗生素仅起到定向选择的作用,筛选出耐药性个体,并非诱导细菌产生耐药突变,C错误;
D、工业污染区树干被熏黑,浅色型桦尺蛾与环境色彩差异大,更易被天敌捕食,黑色型个体生存繁殖的概率更高,经自然选择,黑色型个体比例逐渐上升,符合现代生物进化理论的观点,D正确。
题型二:现代进化理论
11.(2026·北京房山·二模)种植转基因抗虫棉时,在棉田周围种植非转基因棉花或与其他作物混作,为棉铃虫提供“庇护所”。下列叙述错误的是( )
A.该策略可使敏感型棉铃虫存活,维持种群中敏感基因的比例
B.目的是减缓棉铃虫种群抗性基因频率增加的速率
C.种植非转基因棉花会提高害虫抗性基因的突变率
D.该措施体现了生物多样性在农业生产中的应用价值
【答案】C
【详解】A、“庇护所”内的非转基因棉花不表达抗虫毒蛋白,敏感型棉铃虫可在此存活,能够维持种群中敏感基因的比例,A正确;
B、若大面积单一种植转基因抗虫棉,会对棉铃虫产生高强度定向选择,导致抗性基因频率快速升高,设置“庇护所”可降低选择压力,减缓棉铃虫种群抗性基因频率上升的速率,B正确;
C、基因突变具有低频性、随机性,突变率受内因及物理、化学、生物诱变因素影响,种植非转基因棉花不属于诱变因素,不会提高害虫抗性基因的突变率,C错误;
D、该措施通过丰富农田的遗传多样性和物种多样性,减缓害虫抗药性进化,减少农药使用成本,体现了生物多样性在农业生产中的应用价值,D正确。
12.(2026·北京昌平·二模)加拉帕戈斯群岛上的地雀,其共同祖先喙细而尖,主要以昆虫为食;部分种群逐渐适应取食坚硬的植物种子,喙演化得短而粗壮,这一过程体现了生物对环境的适应性进化。相关叙述正确的是( )
A.坚硬种子诱导地雀产生喙粗壮的定向突变
B.自然选择使喙强度相关基因频率定向增加
C.食虫型与食硬壳种子的地雀不存在生殖隔离
D.地雀与环境协同进化导致物种多样性增加
【答案】B
【详解】A、突变具有不定向性,坚硬种子仅起到选择作用,不能诱导地雀产生喙粗壮的定向突变,A错误;
B、自然选择决定生物进化的方向,可定向改变种群的基因频率,使适应取食坚硬种子的喙强度相关有利基因频率定向增加,B正确;
C、食虫型与食硬壳种子的地雀属于不同物种,不同物种之间存在生殖隔离,C错误;
D、协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共同进化,题干仅体现地雀对取食环境的适应,未体现协同进化,也未体现新物种形成导致的物种多样性增加,D错误。
13.(2026·北京丰台·二模)科研人员研究了闹市中不同人数对麻雀惊飞距离的影响,下列叙述错误的是( )
A.并行人数多,鸟类感到威胁飞走时与人的最短距离大
B.惊飞距离是鸟类在能量消耗与生存风险之间平衡的结果
C.惊飞距离的差异是麻雀种群内部不同个体间基因频率改变的结果
D.推测在人为干扰更小的地点观测,相同人数并行时惊飞距离会降低
【答案】C
【详解】A、从图中看,3 人并行的惊飞距离明显大于 1 人并行,说明人数越多,麻雀感到的威胁越大,会在更远的距离就飞走,A正确;
B、麻雀惊飞需要消耗能量,但如果不飞走,又会面临被人类干扰/伤害的生存风险。惊飞距离是麻雀在 “能量消耗” 和 “生存风险” 之间权衡的结果:距离太近,风险太高;距离太远,又会频繁飞动消耗过多能量,B正确;
C、惊飞距离的差异,可能由环境、个体经验、状态等因素导致,并不是种群内部不同个体间基因频率改变的结果。基因频率改变是进化的结果,需要多代选择才能体现,C错误;
D、在人为干扰更小的环境中,麻雀对人类的警戒性会降低,面对相同人数的并行时,会在更近的距离才惊飞,因此惊飞距离会降低,D正确。
14.(2026·北京门头沟·一模)镰状细胞贫血是由等位基因H、h控制的遗传病。患者(hh)的红细胞只含异常血红蛋白,仅少数患者可存活到成年;正常人(HH)的红细胞只含正常血红蛋白;携带者(Hh)的红细胞含有正常和异常血红蛋白,并对疟疾有较强的抵抗力。相关叙述错误的是( )
A.引起镰状细胞贫血的基因突变为有害突变
B.疟疾流行区,基因h不会在进化历程中消失
C.基因h通过控制血红蛋白的结构影响红细胞形态
D.基因h的功能体现了一个基因可以影响多个性状
【答案】A
【详解】A、基因突变的有利或有害是相对的,由生存环境决定。虽然hh个体患镰状细胞贫血对生存不利,但Hh个体在疟疾流行区具有抗疟疾的生存优势,因此不能判定该突变绝对是有害突变,A错误;
B、疟疾流行区,Hh携带者的生存能力强于HH和hh个体,h基因可通过杂合子在种群中保留,不会在进化历程中消失,B正确;
C、基因h控制合成异常血红蛋白,直接导致红细胞形态变为镰刀状,体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状,C正确;
D、基因h既可以影响血红蛋白结构、红细胞形态,又能使携带者获得抗疟疾能力,体现了一个基因可以影响多个性状的一因多效特点,D正确。
15.(2026·北京东城·二模)青藏高原隆升会引起地理隔离。某植物的两个种群甲、乙分别生长在该地的不同区域,甲花期结束约20天后,乙才开始开花。下列叙述错误的是( )
A.花期不同标志着两个种群间形成了不同的物种
B.花期不同可能会增大种群甲和乙的基因库差异
C.地理隔离和花期不同都会限制两个种群间的基因交流
D.两者间人工授粉后形成的种子无活性说明出现生殖隔离
【答案】A
【详解】A、花期隔离只是会导致种群间个体不能进行交配,但不一定导致出现了生殖隔离,花期隔离不能说明两个种群间已出现了物种的分化,A错误;
B、花期不同导致自然状态下两个种群无法进行基因交流,种群各自独立进化,会逐渐增大二者的基因库差异,B正确;
C、地理隔离使两个种群分布在不同区域无法完成传粉,花期不同使二者开花时间不重叠无法完成传粉,均会限制种群间的基因交流,C正确;
D、生殖隔离包括交配后无法产生后代、后代不可育或后代无活性等情况,人工授粉后形成的种子无活性说明二者存在生殖隔离,D正确。
16.(2026·北京·三模)分属两个物种的猴面花甲(粉花)和猴面花乙(红花)分别由熊蜂和蜂鸟传粉。研究发现,红花表型是由于ROI1基因(编码一个转录抑制子)表达量极低所致,该基因在两种猴面花中的差异主要来自启动子序列。下列相关叙述错误的是( )
A.ROI1基因表达量差异影响色素合成基因的转录水平
B.花色和传粉者的差异促进二者生殖隔离的形成
C.将猴面花甲的ROI1基因导入乙,后者花色会变浅
D.ROI1基因的表观遗传差异导致两种猴面花的花色不同
【答案】D
【详解】A、ROI1基因编码转录抑制子,可调控下游色素合成相关基因的转录过程,因此其表达量差异会影响色素合成基因的转录水平,A正确;
B、两种猴面花花色不同,传粉者分别为熊蜂和蜂鸟,可避免种间传粉,属于受精前的隔离,能促进二者生殖隔离的形成,B正确;
C、猴面花乙为红花是因为自身ROI1基因表达量极低,导入猴面花甲的ROI1基因后,表达出的转录抑制子会抑制色素合成相关基因的表达,使乙的花色变浅,C正确;
D、题干明确说明两种猴面花ROI1基因的差异来自启动子序列,即基因的碱基序列存在差异,而表观遗传是指基因碱基序列不发生改变的情况下,基因表达和表型发生可遗传变化的现象,因此该差异不属于表观遗传差异,D错误。
17.(2026·北京顺义·一模)研究表明,城市麻雀的鸣唱音频(Hz)显著高于乡村同种麻雀,且这种差异可稳定遗传。关于城市噪音对麻雀鸣唱音频的影响,下列分析合理的是( )
A.城市噪音诱导麻雀鸣唱相关基因定向突变
B.低音频鸣唱有利于麻雀在城市噪音中求偶
C.噪音使麻雀种群中高音频鸣唱基因频率升高
D.城市麻雀与乡村麻雀已进化为两个物种
【答案】C
【详解】A、基因突变具有不定向的特点,城市噪音是选择因素,不能诱导鸣唱相关基因发生定向突变,A错误;
B、城市噪音频率普遍较低,高音频鸣唱才能避开噪音掩盖,有利于麻雀在城市环境中求偶,B错误;
C、城市噪音作为自然选择因素,会淘汰低音频鸣唱的个体,使种群中高音频鸣唱基因频率定向升高,C正确;
D、生殖隔离是新物种形成的标志,题干仅表明二者鸣唱音频存在可遗传差异,未说明二者存在生殖隔离,因此未进化为两个物种,D错误。
18.(2026·北京顺义·一模)环境中缺氮时,豆科植物会合成并分泌类黄酮,吸引根瘤菌等有益微生物共生。下列叙述不正确的是( )
A.根瘤菌为豆科植物提供氮源,植物为根瘤菌提供光合产物
B.共生状态下的根瘤菌与独立生活时的根瘤菌生态位相同
C.豆科植物吸引根瘤菌共生是不同生物之间协同进化的结果
D.豆科植物分泌的类黄酮可影响土壤微生物的分布
【答案】B
【详解】A、根瘤菌属于固氮微生物,可将空气中的氮转化为含氮养料为豆科植物提供氮源,豆科植物通过光合作用合成的光合产物可作为根瘤菌的营养物质,二者为互利共生关系,A正确;
B、共生状态的根瘤菌生活在豆科植物根瘤中,利用植物提供的有机物,独立生活的根瘤菌生活在土壤中,利用土壤中的营养,二者占用资源、生存空间均不同,生态位不相同,B错误;
C、协同进化指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,豆科植物和根瘤菌的互利共生关系是二者长期协同进化的结果,C正确;
D、由题干可知,缺氮时豆科植物分泌的类黄酮可吸引根瘤菌等有益微生物,说明类黄酮作为化学信号可影响土壤微生物的分布,D正确。
19.(2026·北京门头沟·一模)过渡带是两个或多个群落之间的过渡区域。大兴安岭森林与呼伦贝尔草原的过渡带中,森林和草原镶嵌分布,该区域环境较两个群落的内部核心区域更为异质多样。相关叙述错误的是( )
A.过渡带环境复杂,通过协同进化形成了适应该环境特征的物种组合
B.与森林和草原核心区域相比,过渡带具有不同的群落水平结构特征
C.过渡带属于群落间的交错区域,其物种丰富度高于草原和森林群落
D.过渡带的环境异质多样,能满足森林和草原中所有物种的生存需求
【答案】D
【详解】A、协同进化是不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展的过程,过渡带环境复杂,生物与环境长期相互作用、协同进化,可形成适应该环境特征的物种组合,A正确;
B、群落的水平结构指群落中生物在水平方向上的镶嵌分布特征,过渡带森林与草原镶嵌分布,与森林、草原核心区域的水平结构存在明显差异,B正确;
C、过渡带属于群落交错区,存在边缘效应,可同时容纳相邻的森林、草原群落的物种,还有仅在过渡带生存的特有物种,其物种丰富度通常高于相邻的草原和森林群落,C正确;
D、选项中“所有物种”表述过于绝对,部分仅适应森林或草原核心区特定环境(如仅适应森林核心区弱光、高湿度环境)的物种,无法适应过渡带的环境,过渡带不能满足两类群落所有物种的生存需求,D错误。
20.(25-26高三上·北京房山·期末)虎、美洲豹等大型猫科动物肌肉富含快速收缩纤维,爆发力强但耐力差,形成了伏击而非长时追逐的捕食策略。下列有关其进化的叙述,正确的是( )
A.快速收缩纤维是为适应伏击需要而产生的定向变异
B.自然选择保留了耐力更强的个体,使爆发力基因逐渐积累
C.捕食者与猎物的相互选择驱动了双方运动能力的协同进化
D.这种捕食策略是其祖先通过训练获得并遗传给后代的
【答案】C
【详解】A、变异是不定向的,快速收缩纤维的出现是随机遗传变异的结果,而非为适应环境定向产生,A错误;
B、自然选择实际保留的是爆发力强(而非耐力强)的个体,使爆发力相关基因在种群中积累,B错误;
C、协同进化指不同物种间、生物与环境之间在相互影响中不断进化和发展。捕食者(大型猫科动物)的伏击能力与猎物(如羚羊)的逃脱能力形成军备竞赛,双方运动能力在长期相互选择中协同进化,C正确;
D、获得性遗传理论已被否定,后天训练获得的性状(如肌肉使用策略)不会改变遗传物质,无法遗传给后代,D错误。
故选C。
两年重难·情境题(主要北京模拟,单选、非选择题)
设题创新:溴氰菊酯和氯菊酯,考察生物进化(T1);巢寄生,考查隔离与物种的形成(T4);环物种,考查基因频率(T6);豆荚“自爆开关”的机制,考查生物进化综合分析(T11)
1.(23-24高三上·北京昌平·期末)为探究kdr基因突变对杀虫剂抗性的影响,使用溴氰菊酯和氯菊酯两种杀虫剂处理白纹伊蚊,结果如下图。相关叙述正确的是( )
A.杀虫剂的使用使kdr基因发生突变
B.kdr基因突变型个体对氯菊酯更敏感
C.实验结果说明突变型对杀虫剂的抵抗效果更好
D.轮换使用两种杀虫剂可延缓白纹伊蚊产生抗性
【答案】D
【分析】由图可知,使用溴氰菊酯杀虫剂处理白纹伊蚊,野生型的基因型频率高于kdr基因突变型;使用氯菊酯杀虫剂处理白纹伊蚊,野生型的基因型频率低于kdr基因突变型。
【详解】A、kdr基因发生突变不是杀虫剂的使用导致的,而是自然条件下就可能出现的,只不过杀虫剂的使用将具有抗药性状的个体选择了出来,A错误;
B、对比图中使用溴氰菊酯和氯菊酯两种杀虫剂处理白纹伊蚊的结果,使用溴氰菊酯后kdr基因突变型基因型频率更低,说明kdr基因突变型个体对溴氰菊酯更敏感,B错误;
C、由图可知,kdr基因突变型对溴氰菊酯的抵抗性没有野生型的好,C错误;
D、使用溴氰菊酯杀虫剂处理白纹伊蚊,kdr基因突变型的基因型频率低,使用氯菊酯杀虫剂处理白纹伊蚊,野生型的基因型频率高,因此轮换使用两种杀虫剂可延缓白纹伊蚊产生抗性,D正确。
故选D。
2.(23-24高三上·北京东城·期末)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
【答案】C
【分析】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。
【详解】A、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;
BD、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,BD正确;
C、乙瓶虽未放置DDT,但在重复实验时,乙瓶中的果蝇是来源于经DDT选择后的子代,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。
故选C。
3.(23-24高三上·浙江·阶段检测)加拿大底鳟是一种小型鱼类,其体内与细胞呼吸有关的基因LDH-B有多种等位基因,其中等位基因LDH-Bb出现的比例表现出随温度和纬度变化的规律,如图所示。下列叙述正确的是( )
A.LDH-B的多种等位基因的基因频率之和大于1
B.冷水环境中突变产生LDH-Bb的频率比温水环境中高
C.LDH-Bb基因控制的性状与低温下快速供能有关
D.底鳟个体从温水环境游至冷水环境中会发生进化
【答案】C
【分析】1、基因频率指的是在一个种群基因库,某个基因 占该基因和其全部等位基因数的比率;基因型频率一个种群中某基因型个体数占全部个体数的比率。当一个种群中某基因的频率发生改变时,该种群生物发生了进化,但不一定形成新物种。
2、现代生物进化理论认为,个体不是进化的单位,种群才是进化的单位。在自然界中,由于存在基因突变、基因重组和自然选择等因素,种群的基因频率总是在不断变化的,生物进化的过程实质上就是种群基因频率发生变化的过程。
3、分析题图:自变量为温度和纬度,因变量为等位基因LDH-Bb出现比例,在冷水环境和高维度环境中等位基因LDH-Bb出现比例较高,而温水环境和低纬度环境中其出现比例较低。
【详解】A、假设在一个种群中有一对等位基因 A 和 a,基因 A 的频率为 p,基因 a的频率为 q, 则 p+q=1;故LDH-B的多种等位基因的基因频率之和等于1,A错误;
B、体内与细胞呼吸有关的基因LDH-B有多种等位基因,分析题图可知,冷水环境中等位基因LDH-Bb出现比例比温水环境中高,B错误;
C、题干信息:基因LDH-B与细胞呼吸有关,题图可知,冷水环境中LDH-Bb出现比例很高,故LDH-Bb基因控制的性状与低温下快速供能有关,C正确;
D、生物进化的过程实质上是种群基因频率发生变化的过程,故底鳟个体属于个体而不是种群,其从温水环境游至冷水环境中不会发生进化,D错误。
故选C。
4.大杜鹃(ZW型)是一个通过产卵进行巢寄生的物种。专化寄生于不同宿主巢的大杜鹃产出的卵与各自宿主的卵外观类似,如图。以往认为卵的外观由母本决定,近期研究表明常染色体遗传也参与其中。下列叙述正确的是( )
A.卵外观若由常染色体主导则更有利于新物种形成
B.线粒体或Z染色体遗传可解释卵的外观由母本决定
C.卵外观不同的大杜鹃亲本间普遍存在着生殖隔离
D.大杜鹃与宿主对卵的识别博弈限制了生物多样性
【答案】A
【详解】A、卵外观若由常染色体主导则可因基因的分离与自由组合、自然选择等过程导致相关基因频率发生变化,导致不同种群的基因库出现差异,从而更有利于新物种的形成,A正确;
B、线粒体遗传属于细胞质遗传,线粒体基因只由母本传递给后代,符合母本决定的特点;但ZW型性别决定中,雌性是ZW,雄性是ZZ,Z染色体在雄性中成对、雌性中单独,若卵外观由Z染色体遗传决定,雄性的Z染色体也会传递给后代,无法单纯由母本决定,应该是W染色体遗传才符合母本决定(W染色体只由母本传给雌性后代),B错误;
C、生殖隔离意味着不同种群之间无法交配,或者交配后无法产生可育后代。题目中提到大杜鹃专化寄生在不同宿主巢,但它们依然属于大杜鹃这个物种,卵外观不同只是适应不同宿主的表现,这些大杜鹃亲本之间依然可以交配并产生可育后代,不存在普遍的生殖隔离,C错误;
D、大杜鹃和宿主之间的卵识别博弈是协同进化的过程:大杜鹃不断进化出更像宿主的卵,宿主不断进化出更强的识别能力。这种相互选择会推动双方的进化,反而会促进生物多样性的发展,而不是限制,D错误。
5.功能冗余是指自然群落中存在多个生态功能相似的物种,当其中一个或部分物种因环境干扰消失时,其他具有相似功能的物种可通过功能替代,维持群落整体结构稳定和生态功能(如生产力、物质循环等)的正常发挥。某研究团队对温带草原群落进行干预实验,如下表所示,下列相关叙述正确的是( )
时间
生产力(相对值)
处理组
0年
1年
3年
对照组(未干预)
100
103
101
甲:去除1个优势功能群
88
101
100
乙:去除3个优势功能群
55
50
52
丙(退化草原组):去除1 个优势功能群
32
28
20
A.功能冗余的本质是物种间生态位的完全重叠
B.据甲、乙组可知,功能冗余度与群落抵抗力稳定性呈正相关,与恢复力稳定性呈负相关
C.若向丙组中引入1个与原有物种功能相似的外来物种,可能会使其生产力恢复,且不会改变群落的结构
D.功能冗余的形成是长期自然选择中物种协同进化的结果,其存在可降低群落因物种灭绝导致的功能崩溃风险
【答案】D
【详解】A、功能冗余是物种间生态功能相似,本质是生态位的部分重叠,根据竞争排除原理,生态位完全重叠的物种无法长期共存,A错误;
B、甲组去除1个优势功能群后生产力可快速恢复,乙组去除3个后生产力长期处于低位,说明功能冗余度越高,群落的抵抗力稳定性和恢复力稳定性均更高,功能冗余度与二者均呈正相关,B错误;
C、引入外来物种后,其可能因缺少天敌、竞争力强等引发生物入侵,大概率会改变原有群落的结构,C错误;
D、功能冗余是不同物种在长期自然选择中发生协同进化、产生相似生态功能的结果,当部分物种因干扰消失时,功能相似的物种可实现功能替代,有效降低群落功能崩溃的风险,D正确。
6.环物种是邻域性物种形成的典型代表,指某一物种因地理障碍沿特定区域繁衍形成多个亚种,相邻亚种间存在连续基因变化和基因交流,而环状分布首尾的亚种却因遗传差异显著形成生殖隔离。暗绿柳莺是经典环物种,其6个亚种环绕青藏高原分布,下列相关叙述正确的是( )
A.地理隔离是暗绿柳莺形成不同亚种的根本原因
B.环物种的形成过程中,自然选择对不同亚种的作用效果相同
C.地理隔离阻断了不同种群间的基因交流,各种群基因频率朝不同方向演化
D.若地理障碍消失,不同亚种会因基因交流增强,全部重新融合为同一物种
【答案】C
【详解】A、不同亚种形成的根本原因是遗传变异,地理隔离是亚种形成的外部条件而非根本原因,A错误;
B、不同亚种生存的环境存在差异,自然选择对不同种群基因频率改变所起的作用有差异,作用效果不相同,B错误;
C、地理隔离会阻断不同种群间的基因交流,不同生存环境下自然选择的方向不同,导致各种群的基因频率朝不同方向演化,C正确;
D、由题干可知,环状分布首尾的亚种已经形成生殖隔离,即使地理障碍消失,存在生殖隔离的种群也无法进行基因交流,因而不能融合为同一物种,D错误。
7.RNA杀虫剂利用RNA干扰原理抑制害虫特定基因表达。害虫取食喷有该杀虫剂的植物后,杀虫剂中的RNA进入细胞被切成小片段,这些片段结合害虫体内特定mRNA,使其无法合成关键蛋白而死亡。下列叙述错误的是( )
A.RNA杀虫剂的作用依赖于碱基互补配对原则
B.RNA杀虫剂可抑制害虫关键蛋白的翻译过程
C.害虫肠道核酸酶易破坏RNA,可通过脂质体包裹提高RNA杀虫剂的有效性
D.喷洒RNA杀虫剂不会改变害虫种群的基因频率
【答案】D
【详解】A、杀虫剂的RNA小片段可与害虫特定mRNA结合,该结合过程遵循碱基互补配对原则,因此RNA杀虫剂的作用依赖碱基互补配对,A正确;
B、mRNA是翻译过程的模板,小片段结合mRNA后会导致mRNA无法行使模板功能,因此抑制了害虫关键蛋白的翻译过程,B正确;
C、核酸酶可以水解RNA导致杀虫剂失效,脂质体的主要成分是磷脂,和细胞膜成分相似,包裹RNA以避免RNA被核酸酶破坏,还能促进RNA进入害虫细胞,提高杀虫剂有效性,C正确;
D、喷洒RNA杀虫剂后,对该杀虫剂有抗性的害虫存活、无抗性的害虫死亡,相当于对害虫种群进行定向选择,会使种群中抗性基因频率升高,因此会改变害虫种群的基因频率,D错误。
8.夏威夷群岛由火山陆续喷发形成,蜜旋木雀的祖先抵达后,因各岛屿不同植物的花蜜深度、种子硬度不同,演化出喙形特化的多个物种(如图)。物种A与B可人工杂交但后代不育,物种C与D因求偶舞蹈差异互不交配。下列分析正确的是( )
A.不同岛屿的环境差异是驱动新物种形成的关键因素之一
B.物种C与D因求偶行为差异产生的隔离属于地理隔离
C.所有岛屿中的蜜旋木雀仍属同一物种,因为它们源自共同祖先
D.物种A与B的喙形差异是地理隔离导致基因定向突变的结果
【答案】A
【详解】A、不同岛屿的环境存在差异,会对不同种群的变异进行定向选择,长期的选择积累可促使种群基因库出现显著差异,最终产生生殖隔离形成新物种,因此环境差异是驱动新物种形成的关键因素之一,A正确;
B、物种C与D因求偶舞蹈差异互不交配,属于生殖隔离中的行为隔离,地理隔离是地理屏障阻碍种群间基因交流的现象,二者本质不同,B错误;
C、物种的判断依据是是否存在生殖隔离,题干中不同蜜旋木雀种群间已经出现生殖隔离,属于不同物种,是否来自共同祖先不是物种的判断标准,C错误;
D、基因突变具有不定向性,地理隔离不会诱导基因发生定向突变,物种A与B的喙形差异是不同岛屿环境定向选择的结果,D错误。
9.永靖县选送的黄芪、党参种子搭载实践十九号卫星进入太空,利用太空环境中的强辐射、微重力等条件进行诱变育种。观测发现,太空黄芪种苗较原种出芽更快、出芽率显著提升、植株高度也明显优于常规种植的同类作物。下列关于永靖“太空中药材”育种项目的叙述,正确的是( )
A.太空黄芪种苗所获得的优良性状(如出芽快、植株高),源于太空环境直接改变了植株体内蛋白质的结构,使其功能更优
B.太空环境诱导黄芪种子发生的基因突变具有不定向性,育种人员需从众多的变异类型中筛选符合育种目标的优良突变体
C.太空育种过程中,黄芪种子的遗传物质发生改变,导致太空黄芪与原种之间已形成生殖隔离,属于新物种
D.“抗旱性强、药用价值更高”这一育种目标的实现,说明太空环境诱导结果大多符合人类需求
【答案】B
【详解】A、太空诱变育种的原理是基因突变,太空环境是通过诱导种子的遗传物质(基因)发生改变进而引起性状变化,并非直接改变蛋白质的结构,A错误;
B、基因突变具有不定向性,太空环境诱导产生的突变类型多样,因此育种人员需要从大量变异类型中筛选符合育种目标的优良突变体,B正确;
C、生殖隔离是新物种形成的标志,太空育种仅使黄芪的少数基因发生改变,并未导致其与原种之间产生生殖隔离,不属于新物种,C错误;
D、基因突变具有多害少利的特点,太空诱导产生的变异大多是不利的,只有少数符合人类需求,D错误。
10.吡虫啉是一种高效烟碱类杀虫剂,广泛用于防治小麦蚜虫等农业害虫,是我国黄淮海麦区防虫的核心药剂,但长期使用导致小麦蚜虫对该药的抗药性逐年增强。研究发现,小麦蚜虫对吡虫啉的抗药性主要由常染色体上的R基因控制(r基因为敏感型基因)。科研人员连续6年调查了某麦区小麦蚜虫种群的动态变化,部分数据如表所示。下列叙述错误的是( )
年份
吡虫啉使用强度(喷施次数/年)
抗药性蚜虫占比/%
敏感型蚜虫占比/%
R基因频率/%
第1年
2
8.5
91.5
4.2
第3年
5
62.3
37.7
21.6
第6年
6
95.8
4.2
48.3
A.吡虫啉的使用使蚜虫产生了抗药性变异,进而使抗药性蚜虫的数量不断增加
B.第1年到第6年,R基因频率持续上升,说明该基因控制的抗药性性状为蚜虫提供了生存优势
C.第6年蚜虫种群中抗药性蚜虫占比远高于R基因频率,原因是抗药性个体基因型可能为RR或Rr
D.若第6年后改用其他作用机制的杀虫剂,吡虫啉的选择压力消失,R基因频率可能会下降
【答案】A
【详解】A、吡虫啉的使用对蚜虫抗药性变异进行了选择,不会使蚜虫产生抗药性变异,变异是不定向的,A错误;
B、第1年到第6年,R基因频率持续上升,在有吡虫啉选择压力的环境中,抗药性蚜虫(携带R基因)存活概率更高,能留下更多后代,使得R基因在种群中的频率越来越高,这充分体现了抗药性性状帮助蚜虫更好地适应了有农药的环境,拥有生存优势,B正确;
C、第6年抗蚜虫的基因型有两种:RR(纯合抗药)和Rr(杂合抗药),这两种基因型都表现为抗药性。而R基因频率只是计算R基因在所有等位基因中的占比,一个Rr个体只携带一个R基因,但它属于抗药性个体,所以抗药性蚜虫的占比会高于R基因的频率,C正确;
D、若第6年后改用其他作用机制的杀虫剂,当吡虫啉的选择压力消失后,抗药性蚜虫不再有生存优势,甚至可能因为携带抗药性基因在其他方面存在劣势(比如能量消耗更多),此时敏感型蚜虫(rr)的生存概率会提升,R基因在种群中的频率就可能逐渐下降,D正确。
11.(2026·北京朝阳·二模)学习以下材料,回答(1)~(5)题。
关闭豆荚“自爆开关”的机制
大豆豆荚内木质素的不对称分布可使豆荚壁产生扭转力,引发炸裂;豆荚腹侧缝合线处细胞壁增厚(图1),能增强结构稳定性,抑制豆荚炸裂。
以野生大豆与栽培大豆为亲本构建杂交后代群体,利用分子标记SSR,在16号染色体上锁定两个调控豆荚炸裂的关键基因:Sh与Pd。野生大豆与栽培大豆这两个基因部分序列如图2。Sh基因编码转录因子SH,调控靶基因表达;Pd基因参与调控木质素的不对称分布。在栽培大豆中分别过表达Sh或Pd基因,均可显著提高豆荚炸裂率。
A蛋白可促使豆荚腹侧缝合线处细胞壁增厚,推测转录因子SH可调控A基因表达。AD基因表达转录激活蛋白,将编码转录因子的基因与AD基因融合表达。当转录因子识别并结合靶基因启动子时,AD便发挥转录激活活性,启动基因表达。研究者制备表达载体(如表),将不同组合的载体共转化酵母菌,分1-5区涂布于添加显色底物的平板(图3)。若Lac基因表达,菌落呈蓝色。
载体编号
转入基因片段
a
A基因启动子-Lac基因编码序列
b
组成型启动子-Sh-AD融合基因编码序列
c
组成型启动子-AD基因编码序列
d
Lac基因编码序列
注:组成型启动子具有持续激活基因表达的活性
大豆群体遗传学分析显示:Sh与Pd基因调控通路相互独立,在人工驯化中被共同选择;栽培大豆中,两基因位点两侧均出现500~700 kb的“选择性清除”区域,即该区域核苷酸多样性显著降低。本研究阐明了人工驯化形成的栽培大豆抗炸裂性状的分子机制与进化规律,为豆科作物高产育种、种质资源保护与粮食安全保障提供理论支撑。
(1)图2中Sh基因突变的类型是碱基的____________。
(2)若SSR标记与抗炸裂基因____________,则该SSR在抗炸裂大豆植株群体中被高频检出。
(3)图3平板区域1转入的载体含有Lac基因且可表达,培养平板上不同区域菌落呈现颜色为____________,说明转录因子SH可结合A基因启动子。
(4)依据材料信息选择合适的选项,完善栽培大豆群体获得抗炸裂性状的机制。
A.Sh、Pd基因突变
B.sh和pd基因频率升高
C.Pd基因突变,使豆荚木质素不对称分布程度下降
D.sh无法抑制A基因启动子活性,A基因表达,豆荚腹侧缝合线处细胞壁增厚
①__________②__________③__________
(5)结合“选择性清除”现象,从利弊两方面分析人工驯化对大豆种质资源的影响__________。
【答案】(1)缺失、替换
(2)紧密连锁
(3)平板1和3区域呈现蓝色,2、4、5区域呈现白色
(4) A C、D B
(5)人工选择能快速获得抗炸裂、高产的优良品种,但会导致特定区域基因多样性下降,降低种质资源的遗传丰富度,可能丢失潜在优良变异
【详解】(1)据题图2分析可知,对比野生大豆Sh基因和栽培大豆基因的序列:Sh基因中间缺失了3个ACT片段,属于碱基的缺失;最后三个碱基由GCA变为ACA,发生了碱基替换,因此突变类型为碱基的缺失和替换。
(2)SSR是分子标记,分子标记SSR若与目标性状(抗炸裂)基因紧密连锁,会随目标基因共同遗传,因此会在抗炸裂大豆群体中高频检出。
(3)据题干信息可知,若SH可结合A基因启动子,则只有向时含有“A基因启动子+Lac”“Sh.AD融合基因”的组合(即3区a+b)能激活L.ac表达,菌落显蓝色;题干说明1区本身La可表达,为蓝色;其余组合:2区(c+)无A基因启动子,4区(a+)无Sh基因不能结合启动子,区(6+d)无A基因启动子,都无法激活Lac表达,菌落为白色,因此结果平板1和3区域呈现蓝色,2、4、5区域呈现白色。
(4)题意显示,栽培大豆抗炸裂性状的形成过程为:首先野生大豆中Sh、Pd基因发生突变(A),产生突变型sh和pd;随后两个突变基因分别发挥作用:Pd基因突变,使豆荚木质素不对称分布程度下降(C),sh无法抑制A基因表达,A表达使豆荚腹侧细胞壁增厚,抑制炸裂(D),获得炸裂程度降低的性状;经人工筛选后,抗炸裂的sh和pd基因频率在群体中升高(B),最终获得抗炸裂的栽培大豆。因此相应的环节中依次填入A、CD、B。
(5)人工驯化能快速获得抗炸裂、高产的优良品种,减少了大豆收获前的种子损失,提高了产量,符合人类种植需求,保障粮食安全,这是人工选择的优势;同时还存在一定的弊端,如“选择性清除”使目标区域核苷酸多样性降低,降低了大豆种质的遗传(基因)多样性,降低种质资源的遗传丰富度,可能丢失潜在优良变异,不利于大豆后续育种,也降低了大豆适应多变环境的潜力,不利于种质资源的可持续保护和利用。
12.(2026·北京房山·一模)夏威夷管舌雀是夏威夷群岛特有的生物,目前仅存17种,多数濒临灭绝。研究人员对其中一种极度濒危的管舌雀开展了种群基因组学及生态学研究。
(1)夏威夷群岛由多个相对孤立的岛屿组成。管舌雀祖先抵达不同岛屿后,不同种群间无法进行基因交流。经过长期的自然选择,最终产生___________,演化出60多个物种。
(2)研究人员检测了多种鸟类基因组的杂合度(如图1),其可反映生物多样性中的__________多样性。发现考艾岛管舌雀的杂合度与其他多种鸟类相比____________,其濒危现状主要与19世纪人类无意引入的致倦库蚊传播的禽疟疾和禽痘病毒密切相关;同时人类为种植经济作物,砍伐原生森林,进一步导致鸟类失去家园。
(3)如图2所示,“野外采集卵”组FROH值高,意味着这些受精卵的基因组中来自共同祖先的纯合片段比例高,即近交程度严重。请从进化与适应角度分析野外成体组FROH值降低的原因______。
(4)基于上述研究,请从生态和遗传两个角度提出减缓濒危野生动物灭绝的措施_______。
【答案】(1)生殖隔离
(2) 遗传(或基因) 较高
(3)带有较高FROH的卵基因组中积累了较多的纯合隐性有害突变,在发育为成体的过程中被环境淘汰;只有近交程度低(较低FROH)的卵能够发育至成年,因此野外成体的FROH普遍偏低,上述现象是自然选择的结果
(4)生态维度:保护和恢复栖息地,防止外来物种入侵。遗传维度:避免近亲繁殖(或减少FROH),增加种群的遗传多样性等
【详解】(1)新物种形成的标志是产生生殖隔离,不同岛屿的管舌雀种群长期存在地理隔离、无法基因交流,经自然选择最终产生生殖隔离,演化出多个新物种。
(2)基因组杂合度反映种群内基因的差异,属于生物多样性中的遗传(基因)多样性。从图1可直观看出,考艾岛管舌雀的基因组杂合度高于多数其他鸟类。
(3)FROH值越高,意味着基因组中来自共同祖先的纯合片段比例越高,隐性有害基因纯合表达的概率越大,即近交程度越严重,这类个体适应环境能力差,会在发育为成体的过程中被环境淘汰;只有近交程度低(较低FROH)的卵能够发育至成年,因此野外成体的FROH普遍偏低,上述现象是自然选择的结果。
(4)减缓濒危野生动物灭绝,从生态角度分析,关键要保护和恢复栖息地,防止外来物种入侵;从遗传角度分析,要防止近亲繁殖(或减少FROH),增加种群的遗传多样性等。
13.(25-26高三上·北京西城·期末)栖息地碎片化会对生物造成多种影响,是导致生物多样性丧失的重要原因。研究者以某群岛为对象,探究栖息地碎片化对社鼠和小棺头蟋蟀两种动物体型大小等特征的影响。
(1)一个岛屿上的_______可视为一个社鼠种群。社鼠的体长性状是_______共同作用的结果。
(2)对该群岛和临近大陆上社鼠体型及其捕食者数量进行调查,结果如图1、图2。
①图1数据显示,社鼠种群体型大小呈现的规律是_______。
②综合图1、图2结果,推测岛屿面积变化改变社鼠体型大小的原因_______。
(3)小棺头蟋蟀具有较强的飞行能力和一定的游泳能力。调查发现,该群岛中蟋蟀体型大小与大陆种群无显著差异,原因可能是地理隔离不完全,使岛屿种群与大陆种群之间存在基因交流,控制体型大小的基因的_______差异不明显。
(4)DNA分析显示,岛屿面积与种群基因多样性呈正相关。小岛上种群局部灭绝的风险较大,原因是_______。因此,在制定野生动物保护策略时,要尽可能保持其栖息地斑块面积最大。
【答案】(1) 全部社鼠 基因和环境
(2) 岛屿种群体型大于大陆种群,且面积越小体型越大 岛屿面积越大捕食者数量越多,社鼠用于逃避捕食者的能量就越多,用于生长发育繁殖的能量就越少,导致体型越小
(3)基因频率
(4)基因多样性低不利于生物适应多变的环境
【分析】隔离包括地理隔离和生殖隔离两种,地理隔离指的是两个种群由于地理障碍,而无法进行基因交流。生殖隔离是物种之间的界限。
【详解】(1)种群是指在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体。所以一个岛屿上的全部社鼠可视为一个社鼠种群。生物的性状是由基因控制,同时受环境因素的影响。社鼠的体长性状是基因和环境共同作用的结果。
(2)①观察图1可知,岛屿上社鼠的平均体长大于大陆种群,并且随着岛屿面积减小,社鼠体型有增大的趋势,即岛屿种群体型大于大陆种群,且面积越小体型越大。
②从图2能看到,岛屿面积越大,单位面积捕食者数量越多。社鼠为了生存,用于逃避捕食者的能量就越多,那么用于生长发育繁殖的能量就越少,从而导致体型越小。
(3)生物进化的实质是种群基因频率的改变。由于地理隔离不完全,岛屿种群与大陆种群之间存在基因交流,使得控制体型大小的基因的频率差异不明显,所以该群岛中蟋蟀体型大小与大陆种群无显著差异。
(4)基因多样性低意味着种群的遗传信息较少,生物适应环境变化的能力就弱。当环境发生改变时,小岛上种群由于基因多样性低,难以适应多变的环境,所以局部灭绝的风险较大。
14.(25-26高三上·北京通州·期中)伊比利亚收获蚁的蚁巢中,蚁后可以大量产下另外一种工匠收获蚁的雄性后代,为了研究这种现象的成因,科学家开展了以下研究。
(1)正常情况下,伊比利亚收获蚁的蚁后可以与雄性工匠收获蚁交配来产生工蚁,这种杂合工蚁具有更强的清扫蚁巢能力,这说明它具有________优势,但是由于________的存在,该工蚁并不可育。
(2)以上两种蚂蚁隶属于收获蚁属,科学家构建了系统发育树(图1)对它们的亲缘关系进行了剖析,由此可见,与伊比利亚收获蚁亲缘关系最远的是________(填“B”或“C”或“E”)。图2的选项中,与图1表述的各物种亲缘关系一致的是________。
(3)科学家发现,这些雄性后代中的工匠收获蚁,其线粒体DNA全部来自伊比利亚收获蚁,而核基因却与工匠收获蚁一致。对于此现象,他们提出了“性驯化”假说(图3)。结合该假说,你认为下列叙述正确的有________。
A.雄蚁产生精子时不存在同源染色体的分离
B.图中的两种收获蚁雄蚁全部都是单倍体
C.驯化现象的出现可能是由地理隔离导致的
D.经跨物种克隆形成的雄蚁是一个新物种
(4)伊比利亚收获蚁的这种“性驯化”能力,是在长期的自然选择中,与工匠收获蚁________的结果。
【答案】(1) 杂种 生殖隔离
(2) E ②
(3)ABC
(4)共同进化
【分析】单倍体由配子(精子、卵细胞等)直接发育而来,体细胞染色体数为亲本体细胞的一半;二倍体由受精卵发育而来,体细胞含两个染色体组。
杂种优势是杂交后代(杂合体)在生长势、产量、抗逆性等性状上优于双亲纯合体的现象,比如杂交水稻比亲本高产、抗倒伏。
【详解】(1)杂合工蚁比亲本(伊比利亚收获蚁、工匠收获蚁)具有更强的清扫能力,体现了杂种优势(杂合子在生活力、适应性等方面优于纯合亲本的现象); 伊比利亚收获蚁与工匠收获蚁属于不同物种,物种间存在生殖隔离(表现为杂交后代不可育),因此杂合工蚁不可育。
(2)系统发育树中,物种的亲缘关系远近由分支距离决定。伊比利亚收获蚁(A)与E的分支距离最远,因此亲缘关系最远的是E。图1中,A与B、C的亲缘关系较近,与D、E亲缘关系较远;图2中只有②的分支结构与图1一致,因此选②。
(3)A、雄蚁由未受精的卵细胞直接发育而来(单倍体),无同源染色体,因此产生精子时不存在同源染色体的分离,A正确;
B、图中两种收获蚁的雄蚁均由卵细胞直接发育而来,属于单倍体,B正确;
C、地理隔离可能导致种群间基因交流中断,进而出现“驯化”现象,C正确;
D:跨物种克隆的雄蚁核基因与工匠收获蚁一致,未形成生殖隔离,不是新物种,D错误。
故选ABC。
(4)伊比利亚收获蚁的“性驯化”能力是长期自然选择中,与工匠收获蚁共同进化的结果(共同进化是不同物种之间、生物与环境之间在相互影响中不断进化和发展的过程)。
15.(2026·北京石景山·二模)嗅觉是动物的基本感知功能。研究者对小鼠嗅觉引发的防御行为开展了研究。
(1)嗅细胞是嗅觉系统的感觉神经元,静息时嗅细胞膜两侧的电位表现为__________。当气味分子与嗅细胞膜上特定受体结合后,细胞膜对Na⁺的通透性增大,同时胞内Ca2+浓度升高,激活Cl-通道,引起Cl-__________(填“内流”或“外流”),加速嗅细胞兴奋。随后嗅细胞将信号沿嗅神经传入嗅球,再传递给嗅觉中枢形成嗅觉。
(2)三甲基噻唑(TMT)是狐狸粪便中的一种成分,能诱发小鼠感知捕食者的威胁,产生防御行为——回避或僵直。研究者观察了自由运动小鼠对TMT的反应。
①研究中发现部分小鼠接触TMT后立刻出现回避行为。该反射的效应器为__________。
②检测小鼠接触TMT前后的运动速度,部分小鼠的检测结果见下图。结果表明TMT能有效诱导部分小鼠产生僵直行为,依据是__________。
(3)对小鼠僵直行为进一步研究发现,TMT所引起的兴奋传至大脑后,可激活特定区域GABA能神经元(释放抑制性神经递质),直接引发Glu能神经元兴奋状态改变,进而产生僵直行为。利用遗传学手段获得在GABA能神经元中特异性表达光敏蛋白N的小鼠,光敏蛋白N可被黄光激活引起阴离子内流。为给上述发现提供证据支持,请从下列选项中选出实验组的材料、处理及预期结果______。
a.野生型小鼠b.向GABA能神经元转入N基因的小鼠c.TMTd.黄光照射e.TMT+黄光照射f.Glu能神经元兴奋g.Glu能神经元不兴奋h.出现僵直行为i.不出现僵直行为
(4)请结合所学,尝试从进化与适应观的角度,分析小鼠保留回避与僵直两种防御策略的意义______。
【答案】(1) 内负外正 外流
(2) 躯体运动神经末梢及其所支配的肌肉 小鼠接触TMT后运动速度急剧降低并长时间维持在接近于零的水平
(3)b、e、f和i
(4)回避的防御策略适于空间结构复杂、有遮蔽物的环境中,僵直的防御策略适于在开阔环境中,两种行为在不同环境下各具优势,共同提升了小鼠在面对捕食者威胁时的生存概率
【详解】(1)嗅细胞是嗅觉系统的感觉神经元,静息时嗅细胞膜两侧的电位表现为内负外正。当气味分子与嗅细胞膜上特定受体结合后,细胞膜对Na⁺的通透性增大,同时胞内Ca2+浓度升高,激活Cl-通道,由于Cl-带负电荷,Cl-外流时会使细胞内正电荷更多、电位变化更明显,从而加速嗅细胞兴奋。
(2)①小鼠接触TMT后会诱发防御反射,嗅觉系统作为感受器识别天敌气味,信号经过传入神经和神经中枢,最终由躯体运动神经末梢及其所支配的肌肉引发回避行为。②由图示可知,小鼠接触TMT后运动速度急剧降低并长时间维持在接近于零的水平,据此可推断TMT能有效诱导部分小鼠产生僵直行为。
(3)分析题干可知,该实验的目的是验证“TMT通过激活特定区域GABA能神经元,进而抑制Glu能神经元的兴奋并引发僵直行为”,利用遗传学手段获得在GABA能神经元中特异性表达光敏蛋白N的小鼠,当黄光照射时阴离子内流,可导致GABA能神经元进一步抑制,从而阻断其对Glu能神经元的正常调控,因此针对实验组,所用实验材料为b(向GABA能神经元转入N基因的小鼠),对应的实验处理是e(TMT+黄光照射),目的是激活光敏蛋白N,增强GABA能神经元的抑制状态,由于GABA能神经元被过度抑制,无法调节Glu能神经元,导致Glu能神经元兴奋状态改变受阻,最终无法触发僵直行为,因此对应的预期结果是f(Glu能神经元兴奋)、i(不出现僵直行为)。
(4)僵直是通过完全静止来降低被天敌发现的可能性,更适于在开阔环境中,回避是通过快速移动至庇护所来脱离危险区域,其更适于空间结构复杂、有遮蔽物的生境中,两种行为在不同环境下各具优势,共同提升了小鼠在面对捕食者威胁时的生存概率。
五年真题·压轴题(主要北京视野,单选、非选择题)
高频考点:进化与适应,自然选择学说,基因频率的计算,协同进化与生物多样性
1.(2025·北京·高考真题)蝴蝶幼虫取食植物叶片,萝藦类植物进化出产生CA的能力,CA抑制动物细胞膜上N酶的活性,对动物产生毒性,从而阻止大部分蝴蝶幼虫取食。斑蝶类蝴蝶因N酶发生了一个氨基酸替换而对CA不敏感,其幼虫可以取食萝藦。下列叙述错误的是( )
A.斑蝶类蝴蝶对CA的适应主要源自基因突变和选择
B.斑蝶类蝴蝶取食萝藦可减少与其他蝴蝶竞争食物
C.N酶基因突变导致斑蝶类蝴蝶与其他蝴蝶发生生殖隔离
D.萝藦类植物和斑蝶类蝴蝶的进化是一个协同进化的实例
【答案】C
【详解】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,这就是协同进化。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。
【分析】A、斑蝶类蝴蝶的N酶发生氨基酸替换属于基因突变,自然选择保留有利变异,使其适应CA环境,A正确;
B、斑蝶取食萝藦后占据不同生态位,减少与其他蝴蝶的食物资源竞争,符合生态位分化原理,B正确;
C、生殖隔离需物种间无法交配或后代不育,仅N酶基因突变未直接导致生殖隔离,C错误;
D、萝藦与斑蝶相互影响、共同进化,体现协同进化,D正确。
故选C。
2.(2023·北京·高考真题)抗虫作物对害虫的生存产生压力,会使害虫种群抗性基因频率迅速提高,导致作物的抗虫效果逐渐减弱。为使转基因抗虫棉保持抗虫效果,农业生产上会采取一系列措施。以下措施不能实现上述目标( )
A.在转基因抗虫棉种子中混入少量常规种子
B.大面积种植转基因抗虫棉,并施用杀虫剂
C.转基因抗虫棉与小面积的常规棉间隔种植
D.转基因抗虫棉大田周围设置常规棉隔离带
【答案】B
【分析】现代生物进化理论的主要内容:种群是生物进化的基本单位;突变和基因重组产生生物进化的原材料;自然选择决定生物进化的方向;隔离是新物种形成的必要条件。达尔文认为生物变异在前,选择在后,适者生存,优胜劣汰。
【详解】A 、在转基因抗虫棉种子中混入少量常规种子,则常规种子长成的普通植株能敏感性(不抗虫)个体提供生存空间,增加与抗虫个体的竞争,避免抗性基因频率升高过快,提高了抗虫棉的抗虫持久性,A不符合题意;
B 、大面积种植转基因抗虫棉、施用杀虫剂,都会进一步选择并保存抗性强的个体,导致敏感性个体死亡,从而加快害虫种群抗性基因频率提高,不利于抗虫棉的抗虫持久性,B符合题意;
CD 、将转基因抗虫棉与小面积的常规棉间隔种植以及转基因抗虫棉大田周围设置常规棉隔离带,作用机理相似:可以使敏感型个体存活,敏感性个体能与抗性强的棉铃虫进行竞争,不会导致抗性基因频率升高过快,提高了抗虫棉的抗虫持久性, CD 正确。
故选B。
3.(2022·北京·高考真题)人与黑猩猩是从大约700万年前的共同祖先进化而来,两个物种成体的血红蛋白均由α和β两种肽链组成,但α链的相同位置上有一个氨基酸不同,据此不能得出( )
A.这种差异是由基因中碱基替换造成的
B.两者共同祖先的血红蛋白也有α链
C.两者的血红蛋白都能行使正常的生理功能
D.导致差别的变异发生在黑猩猩这一物种形成的过程中
【答案】D
【分析】基因突变指DNA分子中发生碱基对的替换增添、缺失,而引起基因结构的改变。
【详解】A、两个物种成体的血红蛋白均由α和β两种肽链组成,但α链的相同位置上有一个氨基酸不同,可能是由由基因中碱基替换造成的,A不符合题意;
B、人与黑猩猩是从大约700万年前的共同祖先进化而来,两个物种成体的血红蛋白均由α和β两种肽链组成,推测两者共同祖先的血红蛋白也有α链,B不符合题意;
C、人与黑猩猩都能正常生存,两者的血红蛋白都能行使正常的生理功能,C不符合题意;
D、两个物种成体的血红蛋白均由α和β两种肽链组成,但α链的相同位置上有一个氨基酸不同,这属于基因突变,突变可以发生在任何生物的任何生长发育过程,D符合题意。
故选D。
4.(2021·北京·高考真题)研究者拟通过有性杂交的方法将簇毛麦(2n=14)的优良性状导入普通小麦(2n=42)中。用簇毛麦花粉给数以千计的小麦小花授粉,10天后只发现两个杂种幼胚,将其离体培养,产生愈伤组织,进而获得含28条染色体的大量杂种植株。以下表述错误的是( )
A.簇毛麦与小麦之间存在生殖隔离
B.培养过程中幼胚细胞经过脱分化和再分化
C.杂种植株减数分裂时染色体能正常联会
D.杂种植株的染色体加倍后能产生可育植株
【答案】C
【分析】1、生殖隔离是指由于各方面的原因,使亲缘关系接近的类群之间在自然条件下不交配,即使能交配也不能产生后代或不能产生可育后代的现象。
2、植物组织培养:
①原理:植物细胞具有全能性。
②过程:离体的植物组织、器官或细胞(外植体)经过脱分化形成愈伤组织,又经过再分化形成胚状体,最终形成植株(新植体)。
【详解】A、簇毛麦与小麦的后代在减数分裂时染色体联会紊乱,不可育,故二者之间存在生殖隔离,A正确;
B、幼胚细胞经过脱分化形成愈伤组织,愈伤组织经过再分化形成胚状体或丛芽,从而得到完整植株,B正确;
C、杂种植株细胞内由于没有同源染色体,故减数分裂时染色体无法正常联会,C错误;
D、杂种植株的染色体加倍后能获得可育植株,D正确。
故选C。
5.(2026·江西·高考真题)成年人乳糖酶基因的表达量明显低于婴幼儿时期。部分成年人调控乳糖酶基因表达的序列发生突变,可阻止其表达量显著下降,是他们能保持乳糖耐受的重要原因。研究人员对4个地区成年人乳糖耐受及相关情况做了调查(如表)。据表分析,下列推测合理的是( )
地区
畜牧业情况
乳糖耐受个体的比例
乳糖耐受个体的高频率突变位点
变异来源
甲
发达
高
位点1
独立起源
乙
发达
高
位点2
独立起源
丙
发达
高
位点1
由基因流动引入
丁
不发达
低
位点3
独立起源
A.甲地区乳糖耐受的成年人中不会出现位点3的突变
B.乙地区成年人乳糖耐受和畜牧业发展发生了协同进化
C.丙地区成年人乳糖耐受比例高是因为与乙地区广泛通婚
D.丁地区乳糖耐受基因型的比例会在选择压力驱动下增加
【答案】B
【详解】A、基因突变具有随机性,甲地区乳糖耐受个体仅高频率突变位点为位点1,仍可能存在低频率的位点3突变,A错误;
B、乙地区畜牧业发达,乳制品丰富,乳糖耐受个体可更好利用乳制品营养,具有生存繁殖优势,乳糖耐受基因频率升高;同时乳糖耐受比例升高也会推动畜牧业发展,二者相互影响、协同进化,B正确;
C、丙地区乳糖耐受高频率突变位点为位点1,乙地区为位点2,因此丙的乳糖耐受基因更可能来自甲地区而非乙地区,C错误;
D、丁地区畜牧业不发达,乳制品消费少,乳糖耐受个体无明显生存优势,缺乏驱动乳糖耐受基因型频率升高的选择压力,D错误。
6.(2026·广东·高考真题)我国科学家通过对18种长臂猿的基因组进行测序,发现其长臂性状均与SHH基因中205个碱基对的缺失有关。下列分析正确的是( )
A.长臂性状的产生是环境定向诱导基因突变的结果
B.SHH基因的碱基对缺失发生在长臂猿的共同祖先中
C.SHH基因的碱基对缺失不利于长臂猿的生存
D.自然选择通过改变SHH基因的突变率来影响长臂猿的进化方向
【答案】B
【详解】A、基因突变具有不定向性,环境只能对突变产生的性状进行定向选择,无法定向诱导基因突变产生特定性状,A错误;
B、18种长臂猿的长臂性状均由SHH基因相同的碱基对缺失导致,说明该变异发生在所有长臂猿的共同祖先中,之后随遗传保留在各类群中,B正确;
C、现存的18种长臂猿均保留该碱基对缺失对应的长臂性状,说明该性状适应长臂猿的生存环境,属于有利变异,有利于其生存,C错误;
D、自然选择通过定向改变种群的基因频率决定生物进化的方向,不会改变基因的突变率,D错误。
7.(2026·四川·高考真题)某种鱼在初次性成熟后均为雌性,继续生长到一定大小后转变为雄性。雄鱼之间会争夺领地,体型越大繁殖成功率越高。有人研究了3个不同生境的鱼群在不同捕获压力下,t1到t2这30年间的变化(t1及之前未受人为干扰),结果如图。下列推断不合理的是( )
A.与t1时刻相比,t2时刻乙岛和丙岛鱼群中的雌性比例均上升
B.重度商业捕捞后,丙岛鱼群世代之间的繁殖间隔缩短
C.垂钓使乙岛鱼群变性年龄提前,体现了生物对环境压力的适应
D.长期垂钓使乙岛鱼群年龄结构由增长型转变为衰退型
【答案】D
【详解】A、某种鱼在初次性成熟后均为雌性,继续生长到一定大小后转变为雄性。乙岛垂钓大型个体、丙岛重度捕捞都会使个体大的雄性个体减少,所以雌性比例会上升,A正确;
B、丙岛重度商业捕捞后,为了维系种族的生存和发展,鱼会更早性成熟繁殖,所以图中丙岛在t2时与t1时相比,性成熟提前,且雌性转为雄性都提前,世代之间的繁殖间隔会缩短,B正确;
C、乙岛垂钓只钓大型个体(大多是雄性),鱼群为了繁殖,会提前变性成为雄性,所以图中乙岛在t2时与t1时相比,雄性的平均年龄下降,部分雌性提前转为雄性以维持繁殖,这是对环境压力的适应,C正确;
D、从图中可以看出,长期垂钓并未使乙岛鱼群的未成熟个体数量减少,年龄结构仍为增长型,不会转变为衰退型,D错误。
8.(2026·河北·高考真题)在雄性大角鹿求偶争斗的过程中,鹿角较大的个体更易获胜,能繁殖更多的后代,从而使雄鹿中鹿角较大的个体占比逐代增高。然而鹿角大的雄鹿更易被捕食,致使大角鹿种群不断衰退。下列分析错误的是( )
A.大角鹿在求偶选择中的不适应特征导致其种群衰退
B.生物种群繁殖能力和生存能力的减弱均会造成种群衰退
C.在一定的选择作用下,可遗传的有利变异会使某些个体具有相对优势
D.生物面临不同选择压力时,某些适应性特征反而会使其表现为不适应
【答案】A
【详解】A、大角鹿的大鹿角在求偶选择中是适应特征,能够帮助个体获得更多繁殖机会,导致种群衰退的是大角鹿在捕食压力下表现出的不适应性,A错误;
B、生物种群繁殖能力减弱会降低出生率,生存能力减弱会提高死亡率,二者均可能导致种群出生率小于死亡率,造成种群衰退,B正确;
C、可遗传变异是生物进化的原材料,在一定的选择作用下,可遗传的有利变异会被保留,使具有该变异的个体拥有生存或繁殖的相对优势,C正确;
D、适应具有相对性,生物面临不同选择压力时,原本适应某一场景的特征可能在另一场景下表现为不适应,如题中大鹿角在求偶和被捕食场景下的不同表现,D正确。
9.(2026·河南·高考真题)青藏高原是生物适应性进化的天然实验室。棕颈雪雀生活在高海拔地区,与生活在低海拔地区的树麻雀有共同祖先。与树麻雀相比,棕颈雪雀的心脏毛细血管密度(Ⅰ值)更高,更适应低氧环境。下列叙述正确的是( )
A.棕颈雪雀和树麻雀的全部等位基因构成了一个种群基因库
B.棕颈雪雀与树麻雀在物种分化的过程中遗传差异不会变大
C.棕颈雪雀在进化过程中不会出现导致Ⅰ值变低的可遗传变异
D.自然选择使棕颈雪雀种群中适应高海拔环境基因的频率升高
【答案】D
【详解】A、种群基因库指一个种群中全部个体所含的全部基因;棕颈雪雀与树麻雀是两个不同物种(不同种群),二者的全部等位基因不能构成一个种群基因库,A错误;
B、物种分化过程中,不同环境对两个种群选择方向不同,种群基因库差异逐渐增大,遗传差异会变大,B错误
C、变异是不定向的,各种可遗传变异都可能随机发生,包括使Ⅰ值变低的变异,只是这类个体不适应低氧环境被淘汰,C错误;
D、自然选择定向淘汰不适应个体,保留适应高海拔低氧环境的个体,使棕颈雪雀种群中适应高海拔环境基因的频率定向升高,D正确。
10.(2026·云南·高考真题)对长臂猿科的21个物种进行基因组信息分析,证实分布于云南高黎贡山的天行长臂猿是白眉长臂猿属的一个独立物种;推测出白眉长臂猿的有效种群大小在约18.7万年前下降,群体数量同步下降,约7万年前出现了一定程度的恢复,这与历史气候变化吻合;现存的白眉长臂猿各种群内存在高水平的近亲交配。下列说法错误的是( )
A.气候变化是影响白眉长臂猿数量的因素之一
B.白眉长臂猿基因库组成难以恢复至7万年前水平
C.当今环境促使天行长臂猿种群产生更多有利变异
D.高水平的近亲交配使种群的遗传多样性降低
【答案】C
【详解】A、题干明确表明白眉长臂猿种群数量的变化和历史气候变化吻合,说明气候变化是影响白眉长臂猿数量的因素之一,A正确;
B、种群基因库是种群中全部个体所含的全部基因,18.7万年前种群数量下降发生了遗传漂变,现存种群又存在高水平近亲交配,种群基因频率已发生定向改变,因此基因库组成难以恢复至7万年前的水平,B正确;
C、变异是不定向的,环境仅能对已产生的变异进行选择,不能促使种群产生更多有利变异,C错误;
D、高水平的近亲交配会提高纯合子的出现概率,降低种群的杂合度,最终导致种群的遗传多样性降低,D正确。
11.(2024·北京·高考真题)花葵的花是两性花,在大陆上观察到只有昆虫为它传粉。在某个远离大陆的小岛上,研究者选择花葵集中分布的区域,在整个花期进行持续观察。
(1)小岛上的生物与非生物环境共同构成一个_____________。
(2)观察发现:有20种昆虫会进入花葵的花中,有3种鸟会将喙伸入花中,这些昆虫和鸟都与雌、雄蕊发生了接触(访花),其中鸟类访花频次明显多于昆虫;鸟类以花粉或花蜜作为补充食物。研究者随机选取若干健康生长的花葵花蕾分为两组,一组保持自然状态,一组用疏网屏蔽鸟类访花,统计相对传粉率(如图)。
结果说明________________。由此可知,鸟和花葵的种间关系最可能是______。
A.原始合作 B.互利共生 C.种间竞争 D.寄生
(3)研究者增加了一组实验,将花葵花蕾进行套袋处理并统计传粉率。该实验的目的是探究____________。
(4)该研究之所以能够揭示一些不常见的种间相互作用,是因为“小岛”在生态学研究中具有独特优势。“小岛”在进化研究中也有独特优势,正如达尔文在日记中写道:“……加拉帕戈斯群岛上物种的特征一直深深地触动影响着我。这些事实勾起了我所有的想法。”请写出“小岛”在进化研究中的主要优势_______。
【答案】(1)生态系统
(2) 鸟类可帮助花葵传粉 A
(3)无昆虫和鸟类传粉,花葵能否完成自花传粉,及花葵自花传粉与异花传粉哪个传粉效率更高
(4)狭小空间和天然地理隔离,使小岛上的有限种群几乎不与其他种群发生基因交流;小岛的自然环境与陆地不同,对生物的选择作用不同,生物能够进化出与陆地生物不同的物种特征;此外,岛屿环境资源有限,不同物种之间竞争激烈,生物为了更好地适应环境,进化速度更快
【详解】(1)生态系统属于生命系统结构层次,即在一定空间内,由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体,故小岛上的生物与非生物环境共同构成一个生态系统。
(2)自然状态下,昆虫和鸟类都可以访花,图中的结果表明,疏网屏蔽鸟类访花组与自然状态组相比,相对传粉率显著降低,这说明用疏网屏蔽鸟类访花后,鸟类无法对花葵进行传粉,花葵只能依赖能通过网孔的昆虫进行传粉,减少了花葵与花葵之间的传粉过程,导致相对传粉率与自然状态组相比显著降低,即鸟类可帮助花葵传粉。本题中的鸟类可以帮助花葵传粉,花葵能为鸟类提供花粉或花蜜作为补充食物,鸟和花葵分开后,各自也能独立生活,不影响生存,所以两者是原始合作关系,故选A。
(3)将花葵花蕾进行套袋处理后花葵无法进行异花传粉,因此该实验的目的是探究没有昆虫和鸟类传粉时,花葵能否完成自花传粉,并通过计算自花传粉的传粉率来比较花葵自花传粉与异花传粉哪个传粉效率更高。
(4)与陆地相比,小岛的自然环境不同,狭小空间和天然地理隔离,使小岛上的有限种群几乎不与其他种群发生基因交流,这是“小岛”在进化研究中的主要优势之一;此外,岛屿环境资源有限,不同物种之间竞争激烈,生物为了更好地适应环境,进化速度更快。
12.(2022·北京·高考真题)学习以下材料,回答(1)~(5)题。
蚜虫的适应策略:蚜虫是陆地生态系统中常见的昆虫。春季蚜虫从受精卵开始发育,迁飞到取食宿主上度过夏季,其间行孤雌生殖,经卵胎生产生大量幼蚜;秋季蚜虫迁飞回产卵宿主,行有性生殖,以受精卵越冬。蚜虫周围生活着很多生物,体内还有布氏菌等多种微生物,这些生物之间的关系如下图。
蚜虫以植物为食。植物通过筛管将以糖类为主的光合产物不断运至根、茎等器官。组成筛管的筛管细胞之间通过筛板上的筛孔互通。筛管受损会引起筛管汁液中Ca2+浓度升高,导致筛管中P蛋白从结晶态变为非结晶态而堵塞筛孔,以阻止营养物质外泄。蚜虫取食时,将口器刺入植物组织,寻找到筛管,持续吸食筛管汁液,但刺吸的损伤并不引起筛孔堵塞。体外实验表明,筛管P蛋白在Ca2+浓度低时呈现结晶态,Ca2+浓度提高后P蛋白溶解,加入蚜虫唾液后P蛋白重新结晶。蚜虫仅以筛管汁液为食,其体内的布氏菌从蚜虫获取全部营养元素。筛管汁液的主要营养成分是糖类,所含氮元素极少。这些氮元素绝大部分以氨基酸形式存在,但无法完全满足蚜虫的需求。蚜虫不能合成的氨基酸来源如下表。
氨基酸
组氨酸
异亮氨酸
亮氨酸
赖氨酸
甲硫氨酸
苯丙氨酸
苏氨酸
色氨酸
缬氨酸
植物提供
+
-
-
-
-
-
-
\
-
布氏菌合成
-
+
+
+
+
+
+
\
+
注:“-”代表低于蚜虫需求的量,“+”代表高于蚜虫需求的量,“\”代表难以检出。
蚜虫大量吸食筛管汁液,同时排出大量蜜露。蜜露以糖为主要成分,为蚂蚁等多种生物提供了营养物质。
蚜虫利用这些策略应对各种环境压力,在生态系统中扮演着独特的角色。
(1)蚜虫生活环境中的全部生物共同构成了_______。从生态系统功能角度分析,图中实线单箭头代表了_______的方向。
(2)蚜虫为布氏菌提供其不能合成的氨基酸,而在蚜虫不能合成的氨基酸中,布氏菌来源的氨基酸与从植物中获取的氨基酸_______。
(3)蚜虫能够持续吸食植物筛管汁液,而不引起筛孔堵塞,可能是因为蚜虫唾液中有_______的物质。
(4)从文中可知,蚜虫获取足量的氮元素并维持内环境稳态的对策是_______。
(5)从物质与能量以及进化与适应的角度,分析蚜虫在冬季所采取的生殖方式对于种群延续和进化的意义_______。
【答案】(1) 群落 能量流动
(2)相互补充
(3)抑制Ca2+对P蛋白作用
(4)通过吸食大量的筛管汁液获取氮元素,同时以蜜露形式排出多余的糖分
(5)蚜虫通过有性生殖,以受精卵形式越冬,降低对物质和能量的需求,度过恶劣环境,保持种群延续;借助基因重组,增加遗传多样性,为选择提供原材料。
【分析】1、群落是指在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合。
2、由图可知,虚线表示群落的种间关系,实线表示能量流动的方向。
3、由表可知,蚜虫不能合成的氨基酸中,布氏菌来源的氨基酸与从植物中获取的氨基酸相互补充。
【详解】(1)蚜虫生活环境中的全部生物共同构成了群落。由图可知,实线单箭头从植物指向蚜虫,从蚜虫指向瓢虫或草蛉,代表了能量流动的方向。
(2)蚜虫为布氏菌提供其不能合成的氨基酸,布氏菌与植物为蚜虫提供蚜虫自身不能合成的氨基酸,蚜虫不能合成的氨基酸中,布氏菌来源的氨基酸与从植物中获取的氨基酸相互补充。
(3)由题可知,筛管汁液中Ca2+浓度升高,导致筛管中P蛋白从结晶态变为非结晶态而堵塞筛孔,以阻止营养物质外泄。实验表明,筛管P蛋白在Ca2+浓度低时呈现结晶态,Ca2+浓度提高后P蛋白溶解,加入蚜虫唾液后P蛋白重新结晶,可推测唾液中有抑制Ca2+对P蛋白作用的物质,使蚜虫能够持续吸食植物筛管汁液,而不引起筛孔堵塞。
(4)由题可知,筛管汁液的主要营养成分是糖类,所含氮元素极少,蚜虫大量吸食筛管汁液,同时排出大量蜜露,蜜露以糖为主要成分。可推测蚜虫获取足量的氮元素并维持内环境稳态的对策是通过吸食大量的筛管汁液获取氮元素,同时以蜜露形式排出多余的糖分。
(5)春季蚜虫从受精卵开始发育,迁飞到取食宿主上度过夏季,其间行孤雌生殖,经卵胎生产生大量幼蚜,秋季蚜虫迁飞回产卵宿主,行有性生殖,以受精卵越冬。蚜虫通过有性生殖,以受精卵形式越冬,以降低对物质和能量的需求,度过恶劣环境,保持种群延续;借助基因重组,增加遗传多样性,为选择提供原材料。
13.(2025·重庆·高考真题)绝大多数哺乳动物生来怕辣,而小型哺乳动物树鼩先天不怕辣,喜食含辣椒素类物质的植物。为探究其原因,我国研究人员进行了系列研究。
(1)研究发现,树鼩的受体蛋白TR1对辣椒素的敏感性低于其他哺乳动物。为研究树鼩和其他哺乳动物TR1蛋白的差异,可设计开展如下实验:
①________;
②将_______分别进行酶切并连接;
③将重组DNA分子导入大肠杆菌;
④分离表达的TR1蛋白质测定_______,明确蛋白之间的差异。
(2)树鼩及一些哺乳动物的TR1蛋白存在差异,如图所示。据分析,树鼩对辣椒素的敏感性降低,很可能是由于TR1第579位氨基酸差异造成的,可证实该推测的实验思路是________。
(3)树鼩与其喜食植物的地理分布基本一致,据此可推测树鼩对含辣椒素类物质植物的适应形成的必要条件是________。
【答案】(1) 克隆树鼩和其他哺乳动物的TR1基因 目的基因与载体 氨基酸序列
(2)利用基因编辑技术改变树鼩的TR1基因,使编码的TR1蛋白的第579位氨基酸由M变为T,检测树鼩对辣椒素的敏感性是否提高。
(3)树鼩群体出现可遗传的变异和含辣椒素类植物对树鼩的定向选择
【分析】基因工程的基本操作程序是目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
【详解】(1)基因工程的基本操作程序是目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。据此分析①为克隆树鼩和其他哺乳动物TR1蛋白基因。②为将树鼩、其他哺乳动物TR1蛋白基因和载体分别进行酶切并连接构建基因表达载体。由(2)中展示的蛋白质之间的差异推测④为检测树鼩和其他哺乳动物TRI蛋白质的氨基酸序列。
(2)树鼩TRI蛋白第579位氨基酸为M,人和小鼠TR1蛋白第579位氨基酸为T,利用基因编辑技术改变树鼩的TR1基因,使编码的TR1蛋白的第579位氨基酸由M变为T,若替换后树鼩对辣椒素的敏感性升高,则可以证实树鼩对辣椒素的敏感性降低是由TRI蛋白第579位氨基酸序列差异造成的。
(3)适应形成的必要条件是树鼩群体出现可遗传的变异,含辣椒素类物质的植物可以拓宽树嗣的食物来源,环境对树鼩进行定向选择,使得树鼩种群中对辣椒素敏感度低的基因频率升高,让树鼩适应含辣椒素类物质的植物。
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