第4章 生命的起源与进化（知识清单）科学新教材浙教版九年级上册

第4章 生命的起源与进化 第1节 生命的起源 知识点 地球的演化与生命的起源 1.地球的年龄约为46亿年。太阳系在大约50亿年前诞生后，大约经过了5亿年，地球开始形成。地球是由原始的太阳星云坍缩、凝聚而形成的。 2.由于陨石的轰击、地球不断收缩等原因，温度逐渐升高，地球内部出现熔融现象。同时又在地球自转、重力作用下，发生了物质分异现象，外部密度较大的物质和元素向内部逐渐下沉，内部较轻的物质逐渐上升，最后地球就逐渐形成了现在的地壳、地幔和地核等结构。 3.地球在形成之初是一个由岩浆构成的炽热的球。随着地球温度的不断下降，固态的地壳逐渐形成。由高温岩浆不断喷发而释放的水蒸气、二氧化碳等构成了非常稀薄的原始大气。高温岩浆不断喷发而释放的大量水蒸气，随着温度的下降，凝结成水滴降到地表，汇流成海洋，地球进入了海洋时代。在太古代开始出现原始生命，但此时期的化石很少，目前已知的最早的生命痕迹，其生存年代大约在38亿年前。 科学家通过对地球地层和化石的研究，逐步揭示了地球在25亿年前至今发生的变化。 知识点 生命起源的假说与证据 1.早期的地球没有任何生命的踪迹，有化石记录的生命史可以追溯到38亿年前。由于原始生命的诞生没有直接的证据来证明，人们对生命起源的问题争论不休，只能通过模拟、实验和推测等研究方法，提出各种假说来解释生命的诞生。 2.在古代，有人提出生物是由非生命物质自然产生的，如“腐草为萤”、“腐肉生姐”等。1862年，法国微生物学家巴斯德设计了曲颈瓶做实验,证明了“腐肉生姐”是错误的，是空气中的微生物使汤腐败的，而不是汤腐败产生了微生物。 3.直到20世纪20年代，俄国奥巴林和印度霍尔丹两位生物化学家各自提出了化学进化假说，认为最初的原始生命是由原始地球上的非生命物质通过化学作用，逐步由简单到复杂，经过一个极漫长的自然演化过程而形成的。 4.1953年，美国生物学家米勒在实验室用充有甲烷、氨气、氢气和水的密闭装置，以加热、放电来模拟原始地球的环境条件，成功合成了一些氨基酸、有机酸和尿素等。后来，科学家用同样的方法证明，构成生物体的所有20种氨基酸均可在原始地球条件下经多种途径产生。 5.1959年9月，人们在落到澳大利亚的一颗陨石中发现了多种氨基酸和有机物，这一发现震动了当时整个科学界。由此，有人提出假说，原始生命物质也有可能来自外星球。 第2节 生物的进化 知识点 生物进化的证据 1.研究地球的历史，最重要的线索莫过于化石了，动植物化石是生物进化的有力证据。它们是在千万年的历史中逐渐形成的。 2.如图所示，动物化石的形成过程大致如下： 3.此外，动物的粪便和蛋也可以形成化石，这类化石被称为遗物化石。 4.动物在沙地或泥地上爬过的痕迹和留下的足印，也可以形成化石，这类化石叫做遗迹化石。 综上所述，在地层中保留下来的古代生物的遗体、遗物和遗迹，都称为化石。 5.为了检验自己的假设是否正确，科学家考察了大量的化石标本，有些人将同类的化石标本按年代先后顺序排列起来，结果发现了一些支持生物演化观点的证据。 6.通过对大量各类化石的研究，目前多数古生物学家认为自然界中的生物不断地进行着由简单到复杂、由低等到高等的缓慢演变，我们称之为生物演化。 7.为了重建物种的演化过程，科学家需要确定现代生物间的亲缘关系。过去都是通过观察化石生物的形态结构特征来推测生物间的亲缘关系。随着科学的迅猛发展，目前，科学家已开始通过分析比较某些古生物遗体和古生物化石的DNA和蛋白质的差异，来推测其相互间的亲缘关系。 知识点 生物进化的原因 1.最早较为系统地阐明生物如何进化的是法国博物学家布丰。他认为物种是可变的，现在活着的种类是从今天已经不存在的种类演变而来的。 2.1809年，法国博物学家拉马克提出了新的观点，即“用进废退”。拉马克认为，现存的生物，包括人类都是由其他物种变化而来的，现在存活的生物都有各自的祖先：物种进化的原因是生物本身存在着一种由低级向高级发展的力量。 3.对神创论造成致命打击的是英国生物学家达尔文(1809~1882)于1859年发表的《物种起源》，其中解释物种进化原因的自然选择理论被人们普遍接受。达尔文认为生物都存在差异，同种个体之间并不都是一样的。长颈鹿的祖先中有的颈和前肢长些，有的则颈和前肢短一些。这种差异在一定条件下会产生不同的结果。如在干旱时，颈和前肢长些的个体，因为能够吃到树上高处的树叶，比颈和前肢短些的个体有更多的生存机会，并通过繁殖将这种特征传递给后代。这样通过长期的自然选择，长颈鹿的颈和前肢增长的特征逐渐积累，就产生了现在这种长颈鹿。 4.即便有许多人反对，但达尔文学说有许多证据的支持。例如，达尔文认为生物进化是缓慢的，那么，在一种生物向另一种生物进化的过程中，应当存在过渡的类型。19世纪，在欧洲中部的地层中发现的处于爬行类与鸟类过渡类型的始祖鸟化石就被认为是有力的证据；20世纪90年代，在我国辽宁省北票市四合屯发现的中华龙鸟化石，也进一步证明了自然选择学说。 知识点 生物进化的主要历程 通过对远古到近代不同地质年代化石的研究，科学家们发现无脊椎动物早于脊椎动物，脊椎动物中的鱼类、爬行类和哺乳类是先后出现的，出现越迟，结构越完善。植物也一样，进化的顺序是藻类一苔藓一蕨类一裸子植物，直到距今6500万年，被子植物才兴盛起来。 关于地球上生物的主要进化历程，根据目前所掌握的证据，多数古生物学家作出了如下构想 第3节 遗传和变异 知识点 遗传和变异现象 1.遗传：生物体通过生殖产生子代，子代和亲代、子代和子代之间的性状都很相似，这种现象称为遗传。 2.变异：不同的生物个体在性状表现上总是存在着一定的差异，生物的子代只是与亲代相似，绝不会与亲代完全相同。这种子代与亲代及子代不同个体间的性状差异叫做变异。 3.遗传和变异都是普遍存在的生命现象。 4.遗传的证明： (1)双胞胎的长相相似：这种推测已被一些事实所证实，例如，有的孪生姐妹是由同一个受精卵发育而成的，其细胞中染色体所含的基因完全相同，因此，其性状也极其相似。 （2）遗传信息的发现：随着科学的发展，人们认识到染色体主要由DNA和蛋白质组成，通过一系列科学实验，进一步证明了DNA是决定生物体遗传性状的遗传物质。 5.DNA的发现：1953年，美国科学家沃森和英国科学家克里克提出了DNA双螺旋结构模型从图中可以看到，DNA分子是长而相互缠绕的双链结构，整个模型活像一个双螺旋上升的楼梯，梯子两边的“扶手”是由磷酸和脱氧核糖相间连接而成的，中间的“踏脚”是分别连在两边脱氧核糖分子上的两个碱基。 6.基因：现代遗传学认为，DNA分子上一些特定的片段包含着遗传信息，能控制生物体的性状特征，如人的肤色、色觉，花的形状等。我们把这些起遗传作用的DNA片段称为基因。在一个DNA分子上有成百上千个基因存在。。 7.性状与基因的关系：经科学家研究发现，构成大多数生物的遗传物质DNA具有相同的基本结构，生物体内的基因是可以改变的，而基因的改变往往会导致生物体性状的变化，如白化病患者不能合成黑色素，就是因细胞内控制黑色素合成的基因发生变异而引起的。 8.人体细胞中的染色体： 7.亲子鉴定：通过遗传标记的检验与分析来判断父母与子女是否亲生关系，称为亲子鉴定。鉴定亲子关系目前用得最多的是DNA 分型鉴定。人的血液、毛发、唾液、口腔细胞等都可以用于亲子鉴定，十分方便。 知识点 人类遗传病 1.有些人深受遗传病的困扰，这类疾病都是由于人体内DNA、基因或染色体发生变化而引起的。例如，在智力缺陷的儿童中，有一类叫先天愚型，患儿生长迟缓，学会坐、立、走都很晚，智力低下，这种遗传病就是由于患儿细胞中多了一条第21号染色体而引起的。 2.我国遗传病的发病率很高。据专家估计，患有各种先天性智力缺陷和生理缺陷的儿童约有1000万之多。因此，优生学目前已引起各界人士的广泛重视。所谓优生学，就是运用遗传学的原理和方法，防止有明显遗传缺陷的婴儿出生，以改善人口质量。为了提高人口的遗传素质，我国还制定了一些优生法规，如禁止近亲婚配等。 知识点 生物育种 1.育种的方式：长期以来，人类利用人工选择和杂交育种等方法逐渐改良动物、植物的遗传性状，取得了巨大的成功。绝大多数家养动物和栽培植物品种都是运用一定的技术培育而成的。 2.杂交育种：杂交后代的生命力比双亲强的现象，叫做杂交优势。例如，我国20世纪50年代推广的杂交玉米，大幅度提高了玉米产量。在畜牧业方面，人们将驴和马交配，得到了比驴和马更健壮有力的骡。 3.基因工程：随着生物学的发展，人类对基因的理论和实践研究也越来越深入。人们设想把一些优良的基因组合起来，从而改变生物的结构和功能，改造生物品种或生产新的转基因产品。这种完全按照人的意愿重新组合基因的技术叫做基因工程。 4.基因工程的应用：人体内的许多蛋白质都可以通过遗传工程改造细菌来合成。以胰岛素为例，人们能把人类胰岛素基因经一定的途径转移到细菌中，这个细胞就具有了人类基因，由于细菌繁殖快，所以能在短时间内合成大量的胰岛素。 5.克隆技术与组织培养：选择育种还存在一个问题，我们无法控制所需要的基因一定会从亲本传给子代。克隆就能解决这个问题。克隆技术在植物、动物和其他类型生物中已经得到应用。1997年，第一只克隆羊在英国诞生，此后，美国、法国等国家相继把牛、鼠、兔、猴等动物克隆成功。我国已经克隆出了牛、羊、兔等动物。克隆植物的方法多种多样，诸如细胞培养、组织培养、器官培养等。 6.对于植物，太空育种也是一种培育优良新品种的途径。太空育种即航天育种，是将种子搭乘卫星或高空气球送到太空，利用太空特殊的环境诱变作用，使种子产生变异，再返回地面培育作物新品种的育种新技术。太空育种具有有益的变异多、高产、优质、抗病力强等特点。 1. 染色体、DNA、基因 概念 正确认识 常见错误 三者关系 染色体＞DNA＞基因 误以为三者是并列关系 染色体构成 由DNA + 蛋白质组成 误认为染色体就是 DNA DNA 数量 一条染色体正常含1 个 DNA（复制后 2 个） 误认为一条染色体有很多 DNA 基因定义 DNA 上有遗传效应的片段 误认为 DNA 上所有片段都是基因 遗传控制中心 细胞核 误把 DNA 当控制中心 遗传物质 DNA 是主要遗传物质 误认为 DNA 是唯一遗传物质（病毒遗传物质可为 RNA） 2. 性状与基因 项目 正确内容 常见错误 相对性状 同种生物、同一性状的不同表现 猫白毛 vs 狗黑毛（错，非同种）；身高 vs 体重（错，非同一性状） 显性性状个体 基因型是AA 或 Aa 误认为一定是 AA 隐性性状 基因型aa时才表现 误认为隐性永远不表现 显性父母生隐性孩子 父母基因型一定都是 Aa（无中生有是隐性） 误以为父母有显性就生不出隐性孩子 3. 性别遗传 项目 正确内容 常见错误 体细胞染色体 23 对（46 条） — 生殖细胞染色体 23 条（不成对） 误写成 22 对 + X 或 22 对 + Y 性染色体 女性 XX、男性 XY — 卵细胞 / 精子 卵只含 X；精子含 X 或 Y — 生男生女概率 每次独立，各 50% 误认为生了女孩下一胎更容易生男孩 4. 变异 变异类型 特点 举例 可遗传变异 遗传物质改变，能传给后代 基因突变、基因重组、染色体变异、太空育种（太空椒） 不可遗传变异 仅环境引起，遗传物质不变 晒黑、整容、水肥好导致高产 5. 进化的证据与规律 项目 正确内容 常见错误 最直接证据 化石（遗体、遗物、遗迹都算） 误以为化石只能是生物遗体 地层分布规律 古老地层→简单低等；晚近地层→复杂高等 误认为现在没有低等生物 进化总趋势 由简单到复杂、低等到高等、水生到陆生 误认为体型从小到大（寄生虫体型变小也是进化） 6. 自然选择（核心） 项目 正确内容 常见错误表述（❌） 核心过程 过度繁殖→生存斗争→遗传变异→适者生存 — 变异方向 变异先发生、不定向；自然选择定向 "环境导致生物定向变异" 耐药性 / 抗药性 细菌原来就有耐药变异，药物只是选择并淘汰不耐药个体 "抗生素使细菌产生耐药性"、"杀虫剂使害虫产生抗药性" 适应性 生物是被动被选择，不是主动改变 "长颈鹿努力伸长脖子适应环境" 生存斗争 种内斗争、种间斗争、与环境的斗争 误以为只和环境斗争 适者生存 适应环境者存活繁殖，不等于强者生存 把 "适者" 理解成 "强者" 【对点训练】 1．据材料记载，我国的家鸡与云南等地的野鸡（原红鸡）都是由古代原红鸡进化而来的。古代原红鸡经过祖先的长期驯化，形成了现在野性退化的家鸡，而现存的野鸡比家鸡更敏捷、更善飞。下列说法不符合达尔文进化论观点的是（　　） A．家鸡产生了定向的变异 B．野鸡和家鸡的变异并不都是有利的 C．家鸡是人工选择的结果，加快了生物向着人类意愿的方向演化 D．野鸡善于飞行是遗传变异和环境因素共同作用的结果 2．如图为染色体与DNA的关系示意图，下列有关叙述中错误的是（　　） A．①是DNA，其上具有遗传效应的片段叫基因 B．人的成熟红细胞的细胞核中，③的数量为23对 C．③是染色体，通常分布于细胞核中 D．生物进化的根本原因是生物的遗传物质在发生改变 3．八婺大地呈现“癫狂柳絮随风舞，轻薄桃花逐水流”般的美景。请回答： （1）“柳絮”就是柳树的种子，上面有白色的绒毛，这一性状是由 控制的。 （2）“随风起舞”是指种子被风力带到更遥远的地方播种繁殖，这是柳树 （填“影响”或“适应”）环境的表现。 4．种质库是用来保存种质资源（如种子、花药等）的设施，为农业生产培育新品种提供了保障。如图是小麦育种过程示意图。请回答下列问题。 （1）种质库中的每一份资源都有独特的性状，其由 控制的。 （2）科学家用种质库中保存的资源，分别培育得到了植株B和植株C，这两种生殖方式不同的根本区别是 。 5．下列有关相对性状的叙述正确的是（　　） A．梨的果皮光滑和桃的果皮有毛是相对性状 B．家兔的黑色毛、白色毛和棕色毛是相对性状 C．番茄的红色果实和圆形果实是相对性状 D．生物的同一性状的不同表现形式就是相对性状 6．新疆长绒棉，世界顶级。天然种植的棉花大多是白色的，偶尔在田间也会出现一两株棕色的棉花。现将亲代均为白色的棉花进行杂交，结果它们的子代中有的结白色棉花，有的结棕色棉花。 （1）棉花的颜色是由基因控制的，基因是包含遗传信息的 片段。 （2）上述是通过杂交育种培育新品种的方法，还可以通过 的方法培育棉花新品种（答出一种即可）。 7．如图是染色体和DNA的关系示意图，下列叙述错误的是（　　） A．图中①是DNA，呈螺旋状，②是蛋白质 B．每条染色体上只有一个DNA，每个DNA上只有一个基因 C．每对染色体一半来自父方，一半来自母方 D．体细胞中染色体成对存在，生殖细胞中染色体成单存在 8．长期使用某种农药，会发现其灭虫的效果越来越差，其主要原因是（　　） A．昆虫适应农药，随所用农药剂量和含量的增加使害虫的抗药性也增强 B．昆虫接触农药，通过基因突变产生抗药性 C．农药对昆虫的抗药性变异进行了定向选择 D．农药引起害虫的抗药能力，可以在后代中不断积累和加强 9．生活在沙漠中的骆驼对缺水环境有较强的适应能力。图中呈现的是骆驼中两种不同情况下的体温昼夜变化，有关骆驼的说法正确的是（　　） A．骆驼是通过增加体温的变化方式来适应缺水环境的 B．对体温的调节是通过大脑中的体温调节中枢实现的 C．骆驼的这一适应环境的特征是生存斗争的结果 D．骆驼的体型特征是由其细胞结构特点决定的 10．如图是某农田长期使用一种农药后害虫群体密度变化曲线．下列叙述不符合达尔文进化观点的是（　　） A．农药使害虫产生抗药性变异 B．随着农药的使用，害虫群体的抗药性逐渐增强 C．害虫抗药性的形成是农药对害虫定向选择的结果 D．从曲线变化可知，害虫群体中原来就存在抗药性个体 11．对于恐龙灭绝的原因，科学家根据以下7个证据提出了两种不同的假说： （1）“灾变论”——大约在六千多万年前，一颗小行星、陨石或彗星撞击了地球，引起了海啸和火山爆发，导致恐龙迅速灭绝。 （2）“渐变论”——恐龙不能适应当时的环境变化而逐渐消亡。 这些证据是： ①人们发现了墨西哥一个六千多万年前由一颗直径近10km的小行星撞击地球造成的大坑。大的行星和陨石撞击地球会造成尘埃飞扬，遮天蔽日，导致生物大量死亡。 ②在小行星撞击地球事件之后，恐龙还生存了几十万年。 ③恐龙大量灭绝的时间相对较短。 ④恐龙的化石常常是集中出现，表明它们可能是同时大批死亡。 ⑤在恐龙数量减少的同时，气候也变得干燥而寒冷，植物种类和数量减少。 ⑥在某一批由70个恐龙蛋组成的化石中，只有1个有胚胎，这表明恐龙蛋的受精率较低。 ⑦化石研究表明，在恐龙灭绝之前的一段时期内，其骨骼出现变形，蛋壳变得很薄，因此卵中的胚胎容易受到威胁。 你认为在上述证据中，支持假说（1）（2）的分别是 、 （填序号）。 12．新华社2019年11月20日电：中外科学家在内蒙古的沼泽森林遗址里，发现一种约3亿年前的缠绕植物化石。与现在绝大多数缠绕植物向有螺旋生长不同，这种稙物向左螺旋生长，堪称植物界罕见的“左撇子”。有意思的是，包括此次新发现的化石在内，迄今人类只找到两种化石是“左撇子”。这种植物有根、茎、叶，但无种子，据此判断此植物所属种类和由罕见的“左撇子”猜测“远古植物的生长现象”是（　　） A．苔藓；左、右螺旋生长 B．苔藓；都是左螺旋生长 C．蕨类；左、右螺旋生长 D．蕨类；都是左螺旋生长 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4章 生命的起源与进化 第1节 生命的起源 知识点 地球的演化与生命的起源 1.地球的年龄约为46亿年。太阳系在大约50亿年前诞生后，大约经过了5亿年，地球开始形成。地球是由原始的太阳星云坍缩、凝聚而形成的。 2.由于陨石的轰击、地球不断收缩等原因，温度逐渐升高，地球内部出现熔融现象。同时又在地球自转、重力作用下，发生了物质分异现象，外部密度较大的物质和元素向内部逐渐下沉，内部较轻的物质逐渐上升，最后地球就逐渐形成了现在的地壳、地幔和地核等结构。 3.地球在形成之初是一个由岩浆构成的炽热的球。随着地球温度的不断下降，固态的地壳逐渐形成。由高温岩浆不断喷发而释放的水蒸气、二氧化碳等构成了非常稀薄的原始大气。高温岩浆不断喷发而释放的大量水蒸气，随着温度的下降，凝结成水滴降到地表，汇流成海洋，地球进入了海洋时代。在太古代开始出现原始生命，但此时期的化石很少，目前已知的最早的生命痕迹，其生存年代大约在38亿年前。 科学家通过对地球地层和化石的研究，逐步揭示了地球在25亿年前至今发生的变化。 知识点 生命起源的假说与证据 1.早期的地球没有任何生命的踪迹，有化石记录的生命史可以追溯到38亿年前。由于原始生命的诞生没有直接的证据来证明，人们对生命起源的问题争论不休，只能通过模拟、实验和推测等研究方法，提出各种假说来解释生命的诞生。 2.在古代，有人提出生物是由非生命物质自然产生的，如“腐草为萤”、“腐肉生姐”等。1862年，法国微生物学家巴斯德设计了曲颈瓶做实验,证明了“腐肉生姐”是错误的，是空气中的微生物使汤腐败的，而不是汤腐败产生了微生物。 3.直到20世纪20年代，俄国奥巴林和印度霍尔丹两位生物化学家各自提出了化学进化假说，认为最初的原始生命是由原始地球上的非生命物质通过化学作用，逐步由简单到复杂，经过一个极漫长的自然演化过程而形成的。 4.1953年，美国生物学家米勒在实验室用充有甲烷、氨气、氢气和水的密闭装置，以加热、放电来模拟原始地球的环境条件，成功合成了一些氨基酸、有机酸和尿素等。后来，科学家用同样的方法证明，构成生物体的所有20种氨基酸均可在原始地球条件下经多种途径产生。 5.1959年9月，人们在落到澳大利亚的一颗陨石中发现了多种氨基酸和有机物，这一发现震动了当时整个科学界。由此，有人提出假说，原始生命物质也有可能来自外星球。 第2节 生物的进化 知识点 生物进化的证据 1.研究地球的历史，最重要的线索莫过于化石了，动植物化石是生物进化的有力证据。它们是在千万年的历史中逐渐形成的。 2.如图所示，动物化石的形成过程大致如下： 3.此外，动物的粪便和蛋也可以形成化石，这类化石被称为遗物化石。 4.动物在沙地或泥地上爬过的痕迹和留下的足印，也可以形成化石，这类化石叫做遗迹化石。 综上所述，在地层中保留下来的古代生物的遗体、遗物和遗迹，都称为化石。 5.为了检验自己的假设是否正确，科学家考察了大量的化石标本，有些人将同类的化石标本按年代先后顺序排列起来，结果发现了一些支持生物演化观点的证据。 6.通过对大量各类化石的研究，目前多数古生物学家认为自然界中的生物不断地进行着由简单到复杂、由低等到高等的缓慢演变，我们称之为生物演化。 7.为了重建物种的演化过程，科学家需要确定现代生物间的亲缘关系。过去都是通过观察化石生物的形态结构特征来推测生物间的亲缘关系。随着科学的迅猛发展，目前，科学家已开始通过分析比较某些古生物遗体和古生物化石的DNA和蛋白质的差异，来推测其相互间的亲缘关系。 知识点 生物进化的原因 1.最早较为系统地阐明生物如何进化的是法国博物学家布丰。他认为物种是可变的，现在活着的种类是从今天已经不存在的种类演变而来的。 2.1809年，法国博物学家拉马克提出了新的观点，即“用进废退”。拉马克认为，现存的生物，包括人类都是由其他物种变化而来的，现在存活的生物都有各自的祖先：物种进化的原因是生物本身存在着一种由低级向高级发展的力量。 3.对神创论造成致命打击的是英国生物学家达尔文(1809~1882)于1859年发表的《物种起源》，其中解释物种进化原因的自然选择理论被人们普遍接受。达尔文认为生物都存在差异，同种个体之间并不都是一样的。长颈鹿的祖先中有的颈和前肢长些，有的则颈和前肢短一些。这种差异在一定条件下会产生不同的结果。如在干旱时，颈和前肢长些的个体，因为能够吃到树上高处的树叶，比颈和前肢短些的个体有更多的生存机会，并通过繁殖将这种特征传递给后代。这样通过长期的自然选择，长颈鹿的颈和前肢增长的特征逐渐积累，就产生了现在这种长颈鹿。 4.即便有许多人反对，但达尔文学说有许多证据的支持。例如，达尔文认为生物进化是缓慢的，那么，在一种生物向另一种生物进化的过程中，应当存在过渡的类型。19世纪，在欧洲中部的地层中发现的处于爬行类与鸟类过渡类型的始祖鸟化石就被认为是有力的证据；20世纪90年代，在我国辽宁省北票市四合屯发现的中华龙鸟化石，也进一步证明了自然选择学说。 知识点 生物进化的主要历程 通过对远古到近代不同地质年代化石的研究，科学家们发现无脊椎动物早于脊椎动物，脊椎动物中的鱼类、爬行类和哺乳类是先后出现的，出现越迟，结构越完善。植物也一样，进化的顺序是藻类一苔藓一蕨类一裸子植物，直到距今6500万年，被子植物才兴盛起来。 关于地球上生物的主要进化历程，根据目前所掌握的证据，多数古生物学家作出了如下构想 第3节 遗传和变异 知识点 遗传和变异现象 1.遗传：生物体通过生殖产生子代，子代和亲代、子代和子代之间的性状都很相似，这种现象称为遗传。 2.变异：不同的生物个体在性状表现上总是存在着一定的差异，生物的子代只是与亲代相似，绝不会与亲代完全相同。这种子代与亲代及子代不同个体间的性状差异叫做变异。 3.遗传和变异都是普遍存在的生命现象。 4.遗传的证明： (1)双胞胎的长相相似：这种推测已被一些事实所证实，例如，有的孪生姐妹是由同一个受精卵发育而成的，其细胞中染色体所含的基因完全相同，因此，其性状也极其相似。 （2）遗传信息的发现：随着科学的发展，人们认识到染色体主要由DNA和蛋白质组成，通过一系列科学实验，进一步证明了DNA是决定生物体遗传性状的遗传物质。 5.DNA的发现：1953年，美国科学家沃森和英国科学家克里克提出了DNA双螺旋结构模型从图中可以看到，DNA分子是长而相互缠绕的双链结构，整个模型活像一个双螺旋上升的楼梯，梯子两边的“扶手”是由磷酸和脱氧核糖相间连接而成的，中间的“踏脚”是分别连在两边脱氧核糖分子上的两个碱基。 6.基因：现代遗传学认为，DNA分子上一些特定的片段包含着遗传信息，能控制生物体的性状特征，如人的肤色、色觉，花的形状等。我们把这些起遗传作用的DNA片段称为基因。在一个DNA分子上有成百上千个基因存在。。 7.性状与基因的关系：经科学家研究发现，构成大多数生物的遗传物质DNA具有相同的基本结构，生物体内的基因是可以改变的，而基因的改变往往会导致生物体性状的变化，如白化病患者不能合成黑色素，就是因细胞内控制黑色素合成的基因发生变异而引起的。 8.人体细胞中的染色体： 7.亲子鉴定：通过遗传标记的检验与分析来判断父母与子女是否亲生关系，称为亲子鉴定。鉴定亲子关系目前用得最多的是DNA 分型鉴定。人的血液、毛发、唾液、口腔细胞等都可以用于亲子鉴定，十分方便。 知识点 人类遗传病 1.有些人深受遗传病的困扰，这类疾病都是由于人体内DNA、基因或染色体发生变化而引起的。例如，在智力缺陷的儿童中，有一类叫先天愚型，患儿生长迟缓，学会坐、立、走都很晚，智力低下，这种遗传病就是由于患儿细胞中多了一条第21号染色体而引起的。 2.我国遗传病的发病率很高。据专家估计，患有各种先天性智力缺陷和生理缺陷的儿童约有1000万之多。因此，优生学目前已引起各界人士的广泛重视。所谓优生学，就是运用遗传学的原理和方法，防止有明显遗传缺陷的婴儿出生，以改善人口质量。为了提高人口的遗传素质，我国还制定了一些优生法规，如禁止近亲婚配等。 知识点 生物育种 1.育种的方式：长期以来，人类利用人工选择和杂交育种等方法逐渐改良动物、植物的遗传性状，取得了巨大的成功。绝大多数家养动物和栽培植物品种都是运用一定的技术培育而成的。 2.杂交育种：杂交后代的生命力比双亲强的现象，叫做杂交优势。例如，我国20世纪50年代推广的杂交玉米，大幅度提高了玉米产量。在畜牧业方面，人们将驴和马交配，得到了比驴和马更健壮有力的骡。 3.基因工程：随着生物学的发展，人类对基因的理论和实践研究也越来越深入。人们设想把一些优良的基因组合起来，从而改变生物的结构和功能，改造生物品种或生产新的转基因产品。这种完全按照人的意愿重新组合基因的技术叫做基因工程。 4.基因工程的应用：人体内的许多蛋白质都可以通过遗传工程改造细菌来合成。以胰岛素为例，人们能把人类胰岛素基因经一定的途径转移到细菌中，这个细胞就具有了人类基因，由于细菌繁殖快，所以能在短时间内合成大量的胰岛素。 5.克隆技术与组织培养：选择育种还存在一个问题，我们无法控制所需要的基因一定会从亲本传给子代。克隆就能解决这个问题。克隆技术在植物、动物和其他类型生物中已经得到应用。1997年，第一只克隆羊在英国诞生，此后，美国、法国等国家相继把牛、鼠、兔、猴等动物克隆成功。我国已经克隆出了牛、羊、兔等动物。克隆植物的方法多种多样，诸如细胞培养、组织培养、器官培养等。 6.对于植物，太空育种也是一种培育优良新品种的途径。太空育种即航天育种，是将种子搭乘卫星或高空气球送到太空，利用太空特殊的环境诱变作用，使种子产生变异，再返回地面培育作物新品种的育种新技术。太空育种具有有益的变异多、高产、优质、抗病力强等特点。 1. 染色体、DNA、基因 概念 正确认识 常见错误 三者关系 染色体＞DNA＞基因 误以为三者是并列关系 染色体构成 由DNA + 蛋白质组成 误认为染色体就是 DNA DNA 数量 一条染色体正常含1 个 DNA（复制后 2 个） 误认为一条染色体有很多 DNA 基因定义 DNA 上有遗传效应的片段 误认为 DNA 上所有片段都是基因 遗传控制中心 细胞核 误把 DNA 当控制中心 遗传物质 DNA 是主要遗传物质 误认为 DNA 是唯一遗传物质（病毒遗传物质可为 RNA） 2. 性状与基因 项目 正确内容 常见错误 相对性状 同种生物、同一性状的不同表现 猫白毛 vs 狗黑毛（错，非同种）；身高 vs 体重（错，非同一性状） 显性性状个体 基因型是AA 或 Aa 误认为一定是 AA 隐性性状 基因型aa时才表现 误认为隐性永远不表现 显性父母生隐性孩子 父母基因型一定都是 Aa（无中生有是隐性） 误以为父母有显性就生不出隐性孩子 3. 性别遗传 项目 正确内容 常见错误 体细胞染色体 23 对（46 条） — 生殖细胞染色体 23 条（不成对） 误写成 22 对 + X 或 22 对 + Y 性染色体 女性 XX、男性 XY — 卵细胞 / 精子 卵只含 X；精子含 X 或 Y — 生男生女概率 每次独立，各 50% 误认为生了女孩下一胎更容易生男孩 4. 变异 变异类型 特点 举例 可遗传变异 遗传物质改变，能传给后代 基因突变、基因重组、染色体变异、太空育种（太空椒） 不可遗传变异 仅环境引起，遗传物质不变 晒黑、整容、水肥好导致高产 5. 进化的证据与规律 项目 正确内容 常见错误 最直接证据 化石（遗体、遗物、遗迹都算） 误以为化石只能是生物遗体 地层分布规律 古老地层→简单低等；晚近地层→复杂高等 误认为现在没有低等生物 进化总趋势 由简单到复杂、低等到高等、水生到陆生 误认为体型从小到大（寄生虫体型变小也是进化） 6. 自然选择（核心） 项目 正确内容 常见错误表述（❌） 核心过程 过度繁殖→生存斗争→遗传变异→适者生存 — 变异方向 变异先发生、不定向；自然选择定向 "环境导致生物定向变异" 耐药性 / 抗药性 细菌原来就有耐药变异，药物只是选择并淘汰不耐药个体 "抗生素使细菌产生耐药性"、"杀虫剂使害虫产生抗药性" 适应性 生物是被动被选择，不是主动改变 "长颈鹿努力伸长脖子适应环境" 生存斗争 种内斗争、种间斗争、与环境的斗争 误以为只和环境斗争 适者生存 适应环境者存活繁殖，不等于强者生存 把 "适者" 理解成 "强者" 【对点训练】 1．据材料记载，我国的家鸡与云南等地的野鸡（原红鸡）都是由古代原红鸡进化而来的。古代原红鸡经过祖先的长期驯化，形成了现在野性退化的家鸡，而现存的野鸡比家鸡更敏捷、更善飞。下列说法不符合达尔文进化论观点的是（　　） A．家鸡产生了定向的变异 B．野鸡和家鸡的变异并不都是有利的 C．家鸡是人工选择的结果，加快了生物向着人类意愿的方向演化 D．野鸡善于飞行是遗传变异和环境因素共同作用的结果 【答案】A 【解答】解：A、古代原红鸡群体中本来就存在野鸡和家鸡特性的变异，是人类根据自己的需求和爱好对它进行选择，从而给家鸡的进化确定了定向，A错误。 B、野鸡和家鸡的变异并不都是有利的，如家鸡野性退化，不如野鸡敏捷、善飞等，就是不利于家鸡生存的不利变异，B正确。 C、在生产和生活实践中，人们根据自己的需求和爱好，不断选择和培育生物新品种的过程，叫做人工选择。家鸡是人工选择的结果，加快了生物向着人类意愿的方向演化，C正确。 D、生物的性状主要由遗传物质决定，也受环境因素的影响，所以野鸡善于飞行是遗传变异和环境因素共同作用的结果，D正确。 故选：A。 2．如图为染色体与DNA的关系示意图，下列有关叙述中错误的是（　　） A．①是DNA，其上具有遗传效应的片段叫基因 B．人的成熟红细胞的细胞核中，③的数量为23对 C．③是染色体，通常分布于细胞核中 D．生物进化的根本原因是生物的遗传物质在发生改变 【答案】B 【解答】解：A．DNA是生物的遗传物质，基因是DNA上具有遗传效应的片段，A正确； B．正常体细胞有23对染色体，人的成熟红细胞无细胞核，不含染色体，B错误； C．染色体主要位于细胞核中，携带遗传信息，C正确； D．生物进化的根本原因是遗传物质的改变，D正确。 故选：B。 3．八婺大地呈现“癫狂柳絮随风舞，轻薄桃花逐水流”般的美景。请回答： （1）“柳絮”就是柳树的种子，上面有白色的绒毛，这一性状是由 控制的。 （2）“随风起舞”是指种子被风力带到更遥远的地方播种繁殖，这是柳树 （填“影响”或“适应”）环境的表现。 【答案】（1）基因 （2）适应 【解答】解：（1）生物的性状由基因控制，基因是染色体上具有控制生物性状的DNA片段。“柳絮”就是柳树的种子，上面有白色的绒毛，这一性状是由基因控制的。 （2）在长期的自然选择过程中，各种植物的果实和种子形成了具有适应各种传播方式的特征和特性，果实和种子成熟后，借助外力或自身的弹力，将果实和种子传播到远方，以扩大其后代的生活范围。柳树的种子被风力带到遥远的地方播种繁殖，这是柳树适应环境的表现。 故答案为： （1）基因 （2）适应 4．种质库是用来保存种质资源（如种子、花药等）的设施，为农业生产培育新品种提供了保障。如图是小麦育种过程示意图。请回答下列问题。 （1）种质库中的每一份资源都有独特的性状，其由 控制的。 （2）科学家用种质库中保存的资源，分别培育得到了植株B和植株C，这两种生殖方式不同的根本区别是 。 【答案】（1）基因 （2）产生新个体的过程中有无两性生殖细胞的结合 【解答】解：（1）基因控制生物的性状，种质库中的每一份资源都有独特的性状，这是由它体内的基因控制的。 （2）科学家用种质库中保存的小麦花药进行组织培养，得到植株B，该过程没有经过两性生殖细胞的结合，属于无性生殖。通过A和B杂交得到植株C，经过两性生殖细胞（精子和卵细胞）的结合，属于有性生殖。所以培育得到了植株B和植株C，这两种生殖方式不同的根本区别是产生新个体的过程中有无两性生殖细胞的结合。 故答案为：（1）基因 （2）产生新个体的过程中有无两性生殖细胞的结合 5．下列有关相对性状的叙述正确的是（　　） A．梨的果皮光滑和桃的果皮有毛是相对性状 B．家兔的黑色毛、白色毛和棕色毛是相对性状 C．番茄的红色果实和圆形果实是相对性状 D．生物的同一性状的不同表现形式就是相对性状 【答案】B 【解答】解：同种生物同一性状的不同表现形式称为相对性状。 A、梨和桃，是两个物种，梨的果皮光滑和桃的果皮有毛，不是相对性状；如梨的果皮光滑和梨的果皮有毛，或桃的果皮光滑和桃的果皮有毛，都是相对性状。故不符合题意； B、家兔的黑色毛、白色毛和棕色毛，是家兔的毛色不同，是同一性状的不同表现形式，是相对性状。故符合题意； C、番茄的红色果实和圆形果实，是番茄果实的颜色和果实的形状不同，是两种性状，不是相对性状；如番茄的红色果实和黄色果实，或番茄的圆形果实与方形果实，都是相对性状。故不符合题意； D、相对性状是指同种生物同一性状的不同表现形式，如小麦的高茎和矮茎，是小麦的高矮不同，是同一性状的不同表现形式，是相对性状。小麦与玉米是两个物种，小麦的高茎与玉米的矮茎，就不是相对性状，故不符合题意。 故选：B。 6．新疆长绒棉，世界顶级。天然种植的棉花大多是白色的，偶尔在田间也会出现一两株棕色的棉花。现将亲代均为白色的棉花进行杂交，结果它们的子代中有的结白色棉花，有的结棕色棉花。 （1）棉花的颜色是由基因控制的，基因是包含遗传信息的 片段。 （2）上述是通过杂交育种培育新品种的方法，还可以通过 的方法培育棉花新品种（答出一种即可）。 【答案】（1）DNA （2）转基因技术 【解答】解：（1）基因控制生物的性状，棉花的颜色是由基因控制的，基因是包含遗传信息的DNA片段。 （2）把一种生物的某个基因，用生物技术的方法转入到另一种生物的基因组中，培育出的转基因生物，就有可能表现出转入基因所控制的性状叫做转基因技术。所以上述是通过杂交育种培育新品种的方法，还可以通过转基因技术的方法培育棉花新品种。 故答案为： （1）DNA （2）转基因技术 7．如图是染色体和DNA的关系示意图，下列叙述错误的是（　　） A．图中①是DNA，呈螺旋状，②是蛋白质 B．每条染色体上只有一个DNA，每个DNA上只有一个基因 C．每对染色体一半来自父方，一半来自母方 D．体细胞中染色体成对存在，生殖细胞中染色体成单存在 【答案】B 【解答】解：A、图中①是DNA，呈螺旋状，主要存在于细胞核中，②是蛋白质，正确。 B、每条染色体上只有一个DNA，DNA上决定生物性状的小单位叫基因，因此一个DNA分子上有许多个基因，错误。 C、染色体在体细胞中是成对存在的，两性生殖细胞结合后形成受精卵，所以受精卵中的每条染色体一条来自父方，一条来自母方，正确。 D、体细胞中染色体成对存在，在形成精子和卵细胞的细胞分裂过程中，染色体都要减少一半，生殖细胞中染色体成单存在，正确。 故选：B。 8．长期使用某种农药，会发现其灭虫的效果越来越差，其主要原因是（　　） A．昆虫适应农药，随所用农药剂量和含量的增加使害虫的抗药性也增强 B．昆虫接触农药，通过基因突变产生抗药性 C．农药对昆虫的抗药性变异进行了定向选择 D．农药引起害虫的抗药能力，可以在后代中不断积累和加强 【答案】C 【解答】解：A、具有抗药性的昆虫适应了具有农药的环境，A错误； B、昆虫产生抗药性与环境无关，B错误； C、农药对昆虫的抗药性变异进行了定向选择，使具有抗药性的昆虫生存下来，C正确； D、昆虫产生抗药性与环境无关，所以害虫的抗药性不是农药引起的，D错误。 故选：C。 9．生活在沙漠中的骆驼对缺水环境有较强的适应能力。图中呈现的是骆驼中两种不同情况下的体温昼夜变化，有关骆驼的说法正确的是（　　） A．骆驼是通过增加体温的变化方式来适应缺水环境的 B．对体温的调节是通过大脑中的体温调节中枢实现的 C．骆驼的这一适应环境的特征是生存斗争的结果 D．骆驼的体型特征是由其细胞结构特点决定的 【答案】A 【解答】解：A、骆驼尿液非常少，而且一般不出汗，当体温升高到46℃时才会出汗，可以减少体内水分的消耗。缺水时骆驼的体温变化幅度大，通过调整体温的变化幅度来适应干旱缺水的环境，A正确。 B、下丘脑具有调节体温、水分和血糖平衡的功能。骆驼体温调节中枢位于下丘脑，B错误。 C、生物都生活在非常复杂的环境中，时刻受到环境中各种生态因素的影响。生物只有适应环境才能生存繁衍。达尔文把在生存斗争中，适者生存、不适者被淘汰的过程叫做自然选择。所以，骆驼的这一适应环境的特征是长期自然选择的结果，C错误。 D、基因控制生物的性状，骆驼的体型特征是由基因决定的，D错误。 故选：A。 10．如图是某农田长期使用一种农药后害虫群体密度变化曲线．下列叙述不符合达尔文进化观点的是（　　） A．农药使害虫产生抗药性变异 B．随着农药的使用，害虫群体的抗药性逐渐增强 C．害虫抗药性的形成是农药对害虫定向选择的结果 D．从曲线变化可知，害虫群体中原来就存在抗药性个体 【答案】A 【解答】解：达尔文把在生存斗争中，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，首先害虫的抗药性存在着变异．有的抗药性强，有的抗药性弱．使用农药时，把抗药性弱的害虫杀死，这叫不适者被淘汰；抗药性强的害虫活下来，这叫适者生存．活下来的抗药性强的害虫，繁殖的后代有的抗药性强，有的抗药性弱，在使用农药时，又把抗药性弱的害虫杀死，抗药性强的害虫活下来．这样经过若干代的反复选择．最终活下来的害虫大多是抗药性强的害虫．因此，随着农药的使用，害虫群体的抗药性逐渐增强；害虫抗药性的形成是农药对害虫定向选择的结果；从曲线变化可知，使用农药时不能把全部害虫杀死，表明害虫群体中原来就存在抗药性个体；害虫原来就存在着变异，不是农药使害虫产生变异． 故选：A。 11．对于恐龙灭绝的原因，科学家根据以下7个证据提出了两种不同的假说： （1）“灾变论”——大约在六千多万年前，一颗小行星、陨石或彗星撞击了地球，引起了海啸和火山爆发，导致恐龙迅速灭绝。 （2）“渐变论”——恐龙不能适应当时的环境变化而逐渐消亡。 这些证据是： ①人们发现了墨西哥一个六千多万年前由一颗直径近10km的小行星撞击地球造成的大坑。大的行星和陨石撞击地球会造成尘埃飞扬，遮天蔽日，导致生物大量死亡。 ②在小行星撞击地球事件之后，恐龙还生存了几十万年。 ③恐龙大量灭绝的时间相对较短。 ④恐龙的化石常常是集中出现，表明它们可能是同时大批死亡。 ⑤在恐龙数量减少的同时，气候也变得干燥而寒冷，植物种类和数量减少。 ⑥在某一批由70个恐龙蛋组成的化石中，只有1个有胚胎，这表明恐龙蛋的受精率较低。 ⑦化石研究表明，在恐龙灭绝之前的一段时期内，其骨骼出现变形，蛋壳变得很薄，因此卵中的胚胎容易受到威胁。 你认为在上述证据中，支持假说（1）（2）的分别是 、 （填序号）。 【答案】①③④；②⑤⑥⑦。 【解答】解：在自然条件下，任何一个物种的出现或消失，都不是在短时间内完成的，而是经历一个漫长的时期。恐龙如果是不能适应当时的环境变化而逐渐消亡的，则其消亡需要一个相对较长的时间。支持假说（1）的证据是：①在墨西哥，人们发现了一个六千多万年前由一颗直径近10千米的小行星撞击地球造成的大坑。大的行星和陨石撞击地球会造成尘埃飞扬，遮天蔽日，导致生物大量死亡。 ③恐龙大量灭绝的时间相对较短。 ④恐龙的化石常常是集中出现，表明它们可能是同时大批死亡。 支持假说（2）的证据是：②在小行星撞击地球事件之后，恐龙还生存了几十万年。 ⑤在恐龙数量减少的同时，气候也变得干燥而寒冷，植物种类和数量减少。 ⑥在某一批由70个恐龙蛋组成的化石中，只有1个有胚胎，这表明恐龙蛋的受精率较低。 ⑦化石研究表明，在恐龙灭绝之前的一段时期内，其骨骼出现变形，蛋壳变得很薄，因此卵中的胚胎容易受到威胁。④在造成墨西哥的大坑的小行星撞击地球事件之后，恐龙还生存了几十万年。 故答案为：①③④；②⑤⑥⑦。 12．新华社2019年11月20日电：中外科学家在内蒙古的沼泽森林遗址里，发现一种约3亿年前的缠绕植物化石。与现在绝大多数缠绕植物向有螺旋生长不同，这种稙物向左螺旋生长，堪称植物界罕见的“左撇子”。有意思的是，包括此次新发现的化石在内，迄今人类只找到两种化石是“左撇子”。这种植物有根、茎、叶，但无种子，据此判断此植物所属种类和由罕见的“左撇子”猜测“远古植物的生长现象”是（　　） A．苔藓；左、右螺旋生长 B．苔藓；都是左螺旋生长 C．蕨类；左、右螺旋生长 D．蕨类；都是左螺旋生长 【答案】D 【解答】解：根据题目提供的信息：这种植物有根、茎、叶，但无种子。这种稙物向左螺旋生长，堪称植物界罕见的“左撇子”。可知此类植物是蕨类；都是左螺旋生长。 故选：D。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $