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第23講　現代生物進化理論
[考綱明細]　1.現代生物進化理論的主要內容(Ⅱ)　2.生物進化與生物多樣性的形成(Ⅱ)
考點　現代生物進化理論
1．現代生物進化理論的由來
(1)拉馬克的進化學說
①內容
a．生物不是神造的，而是由更古老的生物進化而來的。
b．生物是由低等到高等逐漸進化的。
c．生物各種適應性特征的形成都是由于用進廢退和獲得性遺傳。
②意義：否定了神創論和物種不變論。
(2)達爾文的自然選擇學說
①內容
過度繁殖：選擇的基礎；
生存斗爭：生物進化的動力和選擇的手段；
遺傳變異：生物進化的內因；
適者生存：自然選擇的結果。
②意義：對生物進化的原因提供了合理的解釋；使生物學第一次擺脫了神學的束縛，走上了科學的軌道；揭示了生命現象的統一性是由于所有的生物都有共同的祖先，生物的多樣性是進化的結果。
③局限性：對遺傳和變異的本質不能作出科學的解釋；對生物進化的解釋局限于個體水平；強調物種形成都是漸變的結果，不能很好地解釋物種大爆發等現象。
2．現代生物進化理論
(1)種群是生物進化的基本單位
①種群：生活在一定區域的同種生物的全部個體。
②基因庫：一個種群中全部個體所含有的全部基因。
③基因頻率：一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數的比率。
(2)突變和基因重組產生進化的原材料
②生物突變的有利和有害不是絕對的，往往取決于環境。
③生物的變異是不定向的，只是產生了生物進化的原材料，不能決定生物進化的方向。
(3)自然選擇決定生物進化的方向
①原因：不斷淘汰不利變異的基因，積累有利變異的基因。
②結果：種群的基因頻率發生定向改變生物朝一定方向緩慢進化。
③生物進化的實質：種群基因頻率的定向改變。
(4)隔離導致物種的形成
①物種：能夠在自然狀態下相互交配，并且產生可育后代的一群生物。
②隔離
定義
不同種群間的個體，在自然條件下基因不能自由交流的現象
類型
地理隔離
同一種生物由于地理上的障礙而分成不同種群，使得種群間不能發生基因交流的現象
生殖隔離
不同物種之間一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能產生可育后代的現象
③物種形成
a．三個環節：突變和基因重組、自然選擇及隔離。
b．形成標志：生殖隔離的形成。
c．形成過程
3．共同進化
(1)概念：不同物種之間、生物與無機環境之間在相互影響中不斷進化和發展。
(2)原因：生物與生物之間的相互選擇和生物與無機環境之間的相互影響。
(3)共同進化的實例
共同進化類型
包含類型
實例
不同物種之間
種間互助
一種蛾與蘭花
種間斗爭
捕食
獵豹和斑馬
寄生
黏液瘤病毒和兔子
競爭
作物與雜草
生物與無機環境之間
生物影響環境，環境影響生物
地球早期無氧環境→厭氧生物→光合生物出現→空氣中有氧氣→出現好氧生物
4．生物多樣性的形成
(1)內容：生物多樣性主要包括基因多樣性、物種多樣性和生態系統多樣性。
(2)形成原因：生物的共同進化。
(3)研究生物進化歷程的主要依據：化石。
5．生物進化理論在發展
(1)中性學說：大量的基因突變是中性的，決定生物進化方向的是中性突變的逐漸積累，而不是自然選擇。
(2)生物進化理論不會停滯不前，而是在不斷發展。
1.(必修2
P113課后習題基礎題T2改編)一種抗生素使用一段時間后，殺菌效果就會下降，原因是細菌產生了抗藥性。用達爾文的自然選擇學說解釋細菌產生抗藥性的原因是：細菌在繁殖過程中會產生各種可遺傳的變異，其中就有抗藥性強的變異。在未使用抗生素時，抗藥性強的變異不是有利變異，這樣的個體在生存斗爭中不占優勢；使用抗生素以后，抗藥性弱的個體大量死亡，抗藥性強的個體有機會產生更多的后代，一段時間后，抗生素的殺菌效果就會下降。
2．(必修2
P118課后習題基礎題T4)沒有突變就不能發生進化的原因：突變和基因重組產生進化的原材料。如果沒有突變，就不可能產生新的等位基因，基因重組也就沒有意義，生物就不可能產生可遺傳的變異，也就不可能進化。
3．(必修2
P122技能訓練改編)判斷湖泊里的兩種魚是不是同一種物種，可行的操作是：觀察二者能否雜交并產生可育后代。
4．(必修2
P123小字改編)美國生態學家斯坦利提出了“收割理論”：捕食者往往捕食個體數量多的物種，這樣就會避免出現一種或少數幾種生物在生態系統中占絕對優勢的局面，為其他物種的形成騰出空間。捕食者的存在有利于增加物種多樣性。
1．種群和物種
(1)種群與物種的比較
項目
種群
物種
判斷標準
①種群必須具備“三同”，即同一時間、同一地點、同一物種；②同一物種的不同種群不存在生殖隔離，交配能夠產生可育后代
①主要是具有一定的形態結構、生理功能和在自然條件下能自由交配并且產生可育后代(無生殖隔離)；②不同物種之間存在生殖隔離
聯系
①一個物種可以包括許多種群；②同一個物種的多個種群之間存在著地理隔離，長期發展下去可成為不同的亞種，進而可能形成多個新物種
(2)判斷兩個種群是否是同一物種的方法就是讓兩個種群雜交。若兩個種群不能雜交或雜交后不能產生可育后代，說明這兩個種群不是一個物種。
2．地理隔離與生殖隔離
(1)地理隔離是物種形成的量變階段，生殖隔離是物種形成的質變時期。
(2)一般經過長期的地理隔離，然后形成生殖隔離，也可能不經過地理隔離直接形成生殖隔離，如多倍體的產生。
(3)地理隔離不一定形成生殖隔離，可能產生亞種，但不一定產生新物種(如東北虎和華南虎)。
(4)生殖隔離是物種形成的標志，是物種形成的最后階段，是物種間的真正界限。
3．物種形成和生物進化的區別與聯系
項目
物種形成
生物進化
標志
生殖隔離出現
基因頻率定向改變
變化后生物與原生物的關系
新物種形成(不同物種)
可能屬于同一物種，也可能屬于不同物種
二者聯系
①只有不同種群的基因庫產生了明顯差異，出現生殖隔離才形成新物種②進化不一定產生新物種，新物種產生一定存在進化
4．生物多樣性的關系及原因分析
題組一　自然選擇學說與現代進化理論的考查
1．現代進化論與達爾文觀點的主要差異是(　　)
A．可遺傳的變異是生物進化的原材料
B．生物進化的實質是種群基因頻率的改變
C．自然選擇決定生物進化的方向
D．自然選擇是適者生存不適者被淘汰的過程
答案　B
解析　達爾文自然選擇學說沒有深入到分子水平，并且不能科學地解釋遺傳變異的本質，現代進化論是在分子水平上研究生物的進化，認為生物進化的實質是種群基因頻率的改變，B正確。
2．下列為現代生物進化理論的概念圖，以下說法正確的是(　　)
A．①是生物的突變和重組
　
B．②是自然選擇
C．③是自然選擇學說
　
D．④是物種多樣性
答案　C
解析　生物進化的實質是種群基因頻率的改變，因此①是種群基因頻率的改變，A錯誤；影響基因頻率變化的因素：突變、基因重組、自然選擇等，因此②是突變、基因重組和自然選擇，B錯誤；現代生物進化理論的核心是自
然選擇學說，因此③是自然選擇學說，C正確；生物多樣性主要包括基因多樣性、物種多樣性和生態系統多樣性三個層次，因此④是基因、物種和生態系統多樣性，D錯誤。
用現代生物進化理論分析生物進化的原因和結果
生物進化的原因
內因
通過遺傳將有利變異保留下來，變異為生物進化提供原材料
外因
生物生存的各種環境條件，如各種生態因子對生物的影響
相互作用
生物生存的各種環境條件對生物的變異進行選擇，淘汰不利變異，積累和加強有利變異，推動生存斗爭
生物進化的結果
生物的適應性
環境對生物的變異進行定向選擇，使有利的變異在生物類群中得到積累和加強，形成了生物的適應性
生物多樣性、新物種的形成
同一物種的不同種群，由于生活環境的變化，形成了具有不同適應性的生物類群，當變異積累到一定程度而出現生殖隔離時，便形成了新物種；新物種的出現是生物多樣性的表現之一
題組二　生物進化與物種形成的關系
3．(2020·湖南四校高三摸底調研聯考)下列有關生物進化和物種形成的敘述，錯誤的是(　　)
A．自然選擇能定向改變種群的基因頻率，決定生物進化的方向
B．新物種的形成通常要經過基因突變和基因重組、自然選擇及隔離三個基本環節
C．人為因素和物種入侵都可能會改變生物進化的速度和方向
D．生活在神農架的野兔與狼都能迅速奔跑，是長期共同進化的結果
答案　B
解析　新物種的形成通常要經過突變和基因重組、自然選擇及隔離三個基本環節，而基因突變和染色體變異統稱為突變，B錯誤。
4．(2020·湖北部分重點中學高三起點考試)澳大利亞某小島上生活著兩種植物，研究認為早在200萬年前它們的共同祖先遷移到該島時，a部分生活在pH較高的石灰巖上，開花較早；b部分生活在pH較低的火山灰上，開花較晚。由于花期不同，不能相互授粉，經過長期演變，最終形成兩個不同的物種。下列有關敘述正確的是(　　)
A．最初遷移到該島時，兩個種群的基因庫差別較大
B．花期不同阻礙了基因交流，最終形成了生殖隔離
C．從200萬年前至今植物a部分沒有發生基因頻率的改變
D．若將這兩種植物種植在同一環境中，能雜交產生可育后代
答案　B
解析　最初遷移到該島時，兩個種群的基因庫差別較小，A錯誤；從200萬年前至今植物a部分發生了基因頻率的改變，即發生了進化，C錯誤；這兩種植物之間存在生殖隔離，若將這兩種植物種植在同一環境中，將不能雜交產生可育后代，D錯誤。
題組三　共同進化與生物多樣性的形成
5．(2019·湖南郴州一模)下列有關生物多樣性和生物進化的敘述中，不正確的是(　　)
A．細菌在接觸青霉素后會產生抗藥性的突變個體，青霉素的選擇作用使其生存
B．蜂鳥細長的喙與倒掛金鐘的筒狀花萼是它們長期共同進化形成的相互適應特征
C．生物多樣性的形成過程，不能說是新物種不斷形成的過程
D．生物多樣性的形成是共同進化的結果
答案　A
解析　生物的變異是不定向的，在接觸青霉素前，細菌的種群中就已經存在抗藥性的突變個體，青霉素的選擇作用使其具有生存優勢，A錯誤；蜂鳥細長的喙與倒掛金鐘的筒狀花萼是它們長期共同進化形成的相互適應特征，B正確；生物多樣性主要包括三個層次的內容：基因多樣性、物種多樣性和生態系統多樣性，因此生物多樣性的形成過程，不能說是新物種不斷形成的過程，C正確。
6．(2020·遼寧凌源聯考)下列有關生物進化與生物多樣性的敘述，正確的是(　　)
A．突變和基因重組決定了生物進化的方向
B．共同進化是指生物與無機環境之間相互影響
C．生態系統中捕食者的存在會降低物種多樣性
D．有性生殖使生物多樣性增強，生物進化速度加快
答案　D
解析　突變和基因重組為生物進化提供原材料，不能決定生物進化的方向，生物進化的方向由自然選擇決定，A錯誤；共同進化是指不同物種之間及生物與環境之間在相互影響中不斷進化和發展，B錯誤；生態系統中捕食者往往捕食個體數量多的物種，這樣就會避免一種或少數幾種生物在生態系統中占有絕對優勢的局面，為其他物種的形成騰出空間，從而有利于增加物種多樣性，C錯誤；生物通過有性生殖，實現了基因重組，這就增強了生物變異的多樣性，使生物多樣性增強，生物進化速度加快，D正確。
對應學生用書P169
1.常染色體上基因頻率的計算
某基因頻率＝×100%，即：
A＝×100%
a＝×100%
(A、a為基因，AA、Aa、aa為三種基因型個體數)
2．X染色體上基因頻率的計算
某基因頻率＝×100%。
1．某小鼠群體中，A＋、A、a互為等位基因，該種群基因型及個體數如下表
基因型
A＋A＋
A＋A
A＋a
AA
Aa
aa
個體數
100
200
300
100
200
100
下列說法錯誤的是(　　)
A．A＋的基因頻率是35%
B．A＋、A、a是基因突變的結果
C．A＋和A的根本區別是堿基序列不同
D．該小鼠群體所有的A＋、A、a基因，構成小鼠的基因庫
答案　D
解析　由題表信息可知該小鼠種群共有1000個個體，則該等位基因共有2000個，其中A＋基因共有100×2＋200＋300＝700個，所以A＋的基因頻率為700÷2000×100%＝35%，A正確；新基因的產生是基因突變的結果，B正確；等位基因的根本區別是堿基的排列順序不同，C正確；小鼠種群全部個體的所有基因才能構成小鼠的基因庫，D錯誤。
2．在一次紅綠色盲的調查中共調查男女各200名，調查發現，女性紅綠色盲基因的攜帶者為15人，患者5人，男性患者11人。那么這個群體中紅綠色盲基因的頻率是(　　)
A．4.5%
B．6%
C．9%
D．7.8%
答案　B
解析　紅綠色盲基因(用b表示)及其等位基因只位于X染色體上，由題干可知基因型為XBXb有15人，基因型為XbXb有5人，基因型為XbY有11人，所以Xb基因個數為15×1＋5×2＋11×1＝36，因此，Xb基因頻率＝×100%＝6%，B正確。
1.常染色體上基因頻率的計算
方法一：將基因型頻率的百分號去掉轉化為基因型的個數，利用公式進行計算。
方法二：直接利用基因型頻率計算。A的基因頻率＝AA的基因型頻率＋1/2Aa的基因型頻率；a的基因頻率＝aa的基因型頻率＋1/2Aa的基因型頻率。
2．X染色體上基因頻率的計算
最簡便、最準確的方法是：將基因型頻率百分號去掉轉化成基因型數量進行計算。
3．某遺傳病是常染色體上的隱性遺傳病(基因用B、b表示)，在一個種群中隨機抽出一定數量的個體，其中，基因型為BB的個體占60%，基因型為Bb的個體占30%，基因型為bb的個體占10%，則基因B和b的頻率分別是(　　)
A．90%,10%
B．75%,25%
C．50%,50%
D．35%,65%
答案　B
解析　基因B的頻率＝基因型BB的頻率＋(1/2)基因型Bb的頻率＝60%＋(1/2)×30%＝75%，基因b的頻率為1－75%＝25%。
4．調查某校學生中關于某種性狀的各種基因型及比例為：
基因型
XBXB
XBXb
XbXb
XBY
XbY
比例(%)
42.32
7.36
0.32
46
4
則該校學生中XB和Xb的基因頻率分別是(　　)
A．6%、8%
B．92%、8%
C．78%、92%
D．8%、92%
答案　B
解析　伴性遺傳的基因頻率計算，只計數等位基因所存在的染色體，即男性只統計一個基因，女性中統計兩個基因，所以該校學生中Xb的基因頻率為
×100%＝8%，則XB的基因頻率為1－8%＝92%。
若題中沒有給出足夠的條件，只知道群體中的顯性個體的比例或隱性個體的比例，就可以采用遺傳平衡公式進行計算。
(1)內容：在一個有性生殖的自然群體中，當等位基因只有一對(Aa)時，設p代表A的基因頻率，q代表a的基因頻率，則(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1。其中p2是AA(顯性純合子)的基因型頻率，2pq是Aa的基因型頻率，q2是aa(隱性純合子)的基因型頻率。
(2)適用條件：種群足夠大，所有的雌雄個體間都能自由交配并產生后代，沒有遷入和遷出，沒有自然選擇(生活條件適宜，空間和食物不受限制)，沒有基因突變。這種條件下，各等位基因的基因頻率和基因型頻率在一代代遺傳中都是穩定不變的，或者說保持著遺傳平衡狀態。
5．白化病在人群中的發病率一般為1/10000～1/20000，但在一個長期與世隔絕的小島上，白化病的發病率卻為1/1600，若控制膚色的基因用A、a表示，則該小島上基因A和a的頻率分別是(　　)
A．1/2、1/2
B．99/100、1/100
C．39/40、1/40
D．無法計算
答案　C
解析　白化病為常染色體隱性遺傳病(由等位基因A、a控制)，由題意可知aa的基因型頻率＝1/1600，所以a的基因頻率＝＝1/40，則A的基因頻率＝1－1/40＝39/40。
6．(2015·安徽高考)現有兩個非常大的某昆蟲種群，個體間隨機交配，沒有遷入和遷出，無突變，自然選擇對A和a基因控制的性狀沒有作用。種群1的A基因頻率為80%，a基因頻率為20%；種群2的A基因頻率為60%，a基因頻率為40%。假設這兩個種群大小相等，地理隔離不再存在，兩個種群完全合并為一個可隨機交配的種群，則下一代中Aa的基因型頻率是(　　)
A．75%
B．50%
C．42%
D．21%
答案　C
解析　兩種群合并后A的基因頻率為(80%＋60%)＝70%，a的基因頻率為30%，隨機交配的自然群體中，種群的基因頻率不發生改變，故Aa的基因型頻率為70%×30%×2＝42%。
1.自交：種群個體自交時，純合子增多，雜合子減少，基因型頻率發生改變。自交過程不改變基因頻率。
2．自由交配：在無基因突變、各種基因型的個體生活力相同時，處于遺傳平衡狀態的種群自由交配遵循遺傳平衡定律，上下代之間種群的基因頻率及基因型頻率不變。如果一個種群沒有處于遺傳平衡狀態，自由交配不改變基因頻率，但改變基因型頻率。
7．某動物種群中AA、Aa和aa的基因型頻率分別為0.3、0.4和0.3，且種群數量足夠大、不發生基因突變、自然選擇不起作用、沒有遷入遷出，則以下分析錯誤的是(　　)
A．如果種群中個體間隨機交配，該種群的子一代中aa的基因型頻率為0.25
B．如果該種群的子一代再隨機交配，其后代中aa的基因型頻率會發生改變
C．如果該種群只在相同基因型之間進行交配，其子一代中AA的基因型頻率為0.4
D．如果子一代也同樣只發生相同基因型之間的交配，AA的基因型頻率會發生改變
答案　B
解析　某動物種群中AA、Aa和aa的基因型頻率分別為0.3、0.4和0.3，因此A的基因頻率為0.3＋1/2×0.4＝0.5，a的基因頻率也是0.5，該種群中個體間隨機交配，子一代中aa的基因型頻率為0.5×0.5＝0.25，A正確；如果該種群的子一代再隨機交配，由于處于遺傳平衡狀態，其后代中aa的基因型頻率不會發生改變，B錯誤；如果該種群只在相同基因型之間進行交配，則子一代中AA的基因型頻率＝0.3＋0.4×1/4＝0.4，C正確；子一代中AA的基因型頻率為0.4，Aa的基因型頻率為0.4×1/2＝0.2，aa的基因型頻率為0.3＋0.4×1/4＝0.4，如果子一代也同樣只發生相同基因型之間的交配，則子二代AA的基因型頻率為0.4＋0.2×1/4＝0.45，所以AA的基因型頻率會發生改變，D正確。
8．某動物的基因A、a和B、b分別位于兩對同源染色體上。當只存在一種顯性基因時，胚胎不能成活。若AABB和aabb個體交配，F1雌雄個體相互交配，F2群體中a的基因頻率是(　　)
A．40%
B．45%
C．50%
D．60%
答案　A
解析　AABB與aabb交配，F1的基因型為AaBb，F1的雌雄個體相互交配，F2的基因型有AABB(1/10)、AABb(2/10)、AaBB(2/10)、AaBb(4/10)、aabb(1/10)(A_bb
和aaB_均胚胎致死)，只考慮A和a基因，則F2的基因型為AA(3/10)、Aa(6/10)、aa(1/10)，則a的基因頻率為1/2×6/10＋1/10＝40%，A正確。
高考熱點突破
1．(2019·天津高考)囊鼠的體毛深色(D)對淺色(d)為顯性，若毛色與環境差異大則易被天敵捕食。調查不同區域囊鼠深色表現型頻率，檢測并計算基因頻率，結果如圖。
下列敘述錯誤的是(　　)
A．深色囊鼠與淺色囊鼠在不同區域的分布現狀受自然選擇影響
B．與淺色巖P區相比，深色熔巖床區囊鼠的雜合體頻率低
C．淺色巖Q區的深色囊鼠的基因型為DD、Dd
D．與淺色巖Q區相比，淺色巖P區囊鼠的隱性純合體頻率高
答案　B
解析　囊鼠的毛色與環境差異的大小會影響其被天敵捕食的難易程度，通過自然選擇的作用，囊鼠的毛色與環境的顏色相互協調，最終使深色和淺色的囊鼠在不同區域中的分布情況不同，A正確；淺色巖P區D基因的頻率是0.1，則d基因的頻率為0.9，雜合體(基因型)的頻率是2×0.1×0.9＝0.18，隱性純合體(基因型)的頻率是0.81，深色熔巖床區D基因的頻率是0.7，則d基因的頻率是0.3，則雜合體(基因型)的頻率是2×0.7×0.3＝0.42，隱性純合體(基因型)的頻率是0.09，淺色巖Q區D基因的頻率是0.3，則d基因的頻率為0.7，雜合體(基因型)的頻率是2×0.3×0.7＝0.42，隱性純合體(基因型)的頻率是0.49，B錯誤，D正確；深色為顯性性狀，所以深色囊鼠的基因型有DD和Dd兩種，C正確。
2．(2018·江蘇高考)下列關于生物進化的敘述，正確的是(　　)
A．群體中近親繁殖可提高純合體的比例
B．有害突變不能成為生物進化的原材料
C．某種生物產生新基因并穩定遺傳后，則形成了新物種
D．若沒有其他因素影響，一個隨機交配小群體的基因頻率在各代保持不變
答案　A
解析　群體中的近親攜帶相同基因的可能性較大，因此近親繁殖可以提高后代純合子的比例，A正確；突變的有害還是有利取決于其生存的環境，有害變異在環境改變時也可以成為有利變異，有害、有利變異都能為進化提供原材料，B錯誤；某種群生物產生新基因后改變了種群的基因頻率，說明生物進化了，而新物種形成的標志是生殖隔離，C錯誤；雖然沒有其他因素的影響，但是由于群體數量較少，因此小群體的基因頻率在各代可能會發生改變，D錯誤。
3．(2017·江蘇高考)下列關于生物進化的敘述，錯誤的是(　　)
A．某物種僅存一個種群，該種群中每個個體均含有這個物種的全部基因
B．雖然亞洲與澳洲之間存在地理隔離，但兩洲人之間并沒有生殖隔離
C．無論是自然選擇還是人工選擇作用，都能使種群基因頻率發生定向改變
D．古老地層中都是簡單生物的化石，而新近地層中含有復雜生物的化石
答案　A
解析　物種的基因庫是種群內所有個體所含基因的種類之和，并非每個個體都含有這些基因，A錯誤；兩洲人屬于同一物種，雖存在地理隔離，但未形成生殖隔離，B正確；選擇作用分為自然選擇和人工選擇，都能使種群基因頻率發生定向改變，C正確；生物的進化過程由簡單到復雜，在沒有受到破壞的情況下，在古老地層中，形成化石的生物較簡單，在新近地層中，形成化石的生物較復雜，D正確。
4．(2016·北京高考)豹的某個棲息地由于人類活動被分隔為F區和T區。20世紀90年代初，F區豹種群僅剩25只，且出現諸多疾病。為避免該豹種群消亡，由T區引入8只成年雌豹。經過十年，F區豹種群增至百余只，在此期間F區的(　　)
A．豹種群遺傳(基因)多樣性增加
B．豹后代的性別比例明顯改變
C．物種豐(富)度出現大幅度下降
D．豹種群的致病基因頻率不變
答案　A
解析　因地理隔離形成的F區和T區兩個種群，在自然選擇的作用下，它們種群的基因庫有一定的差別，因此，將T區的豹引入F區后，會導致豹種群基因多樣性增加，A正確；從題干中無法確定豹后代的性別比例是否會發生改變，B錯誤；物種豐富度是群落的特征，根據題意不能判斷F區的物種豐富度，C錯誤；F區在引入健康豹繁殖子代后，豹種群的致病基因頻率將降低，D錯誤。
5．(2018·全國卷Ⅰ)回答下列問題：
(1)大自然中，獵物可通過快速奔跑來逃脫被捕食，而捕食者則通過更快速的奔跑來獲得捕食獵物的機會，獵物和捕食者的每一點進步都會促進對方發生改變，這種現象在生態學上稱為__________。
(2)根據生態學家斯坦利的“收割理論”，食性廣捕食者的存在有利于增加物種多樣性，在這個過程中，捕食者使物種多樣性增加的方式是______________________________________________________________。
(3)太陽能進入生態系統的主要過程是________________________________________________。分解者通過__________________________________________來獲得生命活動所需的能量。
答案　(1)協同進化(或共同進化)
(2)捕食者往往捕食個體數量多的物種，為其他物種的生存提供機會
(3)綠色植物通過光合作用將太陽能轉化為化學能儲存在有機物中　呼吸作用將動植物遺體和動物排遺物中的有機物分解
解析　(1)不同物種之間，生物與無機環境之間在相互影響中不斷進化和發展，這就是共同進化。
(2)捕食者往往捕食個體數量多的物種，為其他物種的生存提供機會，這樣就可以避免出現一種或幾種生物在生態系統中占絕對優勢的局面，為其他物種的生存騰出空間，有利于增加物種的多樣性。
(3)太陽能進入生態系統是由綠色植物通過光合作用將太陽能轉化為化學能儲存在有機物中；分解者通過呼吸作用將動植物遺體和動物排遺物中的有機物分解來獲得生命活動所需的能量。
課時作業
一、選擇題
1．(2019·遼寧實驗中學月考)下列關于生物進化的敘述，不正確的是(　　)
A．由于自然選擇對個體表現型的間接作用，導致不同物種的形成
B．一個物種可以形成多個種群，但一個種群中只能含有一個物種
C．若兩個種群都發生了進化，則兩個種群的基因頻率一定都發生了改變
D．若乙物種是由甲物種進化來的，則兩個物種之間一定產生了生殖隔離
答案　A
解析　自然選擇過程中，直接受選擇的就是個體表現型，A錯誤；物種指的是同一種生物，但可以生活在不同生活區域，形成不同種群，種群指在一定時間內占據一定空間的同種生物的所有個體，必須是同一物種，B正確；生物進化的實質是種群基因頻率的改變，C正確；隔離是新物種形成的必要條件，其中生殖隔離是新物種形成的標志，甲、乙兩物種之間一定存在生殖隔離，D正確。
2．(2019·河南周口上學期期末調研)下列有關現代生物進化理論的敘述，正確的是(　　)
A．變異具有不定向性，各種變異都能為生物進化提供原材料
B．隔離不一定能形成新物種，但新物種的形成一定需要隔離
C．種群基因頻率的改變是定向的，種群基因型頻率改變生物一定進化
D．同一物種不同種群的基因庫完全不同，種群間存在生殖隔離
答案　B
解析　變異包括可遺傳變異和不可遺傳變異，可遺傳變異才能夠為生物進化提供原材料，A錯誤；隔離包括地理隔離和生殖隔離，地理隔離不一定能形成新物種，但新物種的形成一定需要形成生殖隔離，B正確；生物進化的實質是基因頻率的改變，不是基因型頻率的改變，C錯誤；同一物種不同種群的基因庫不完全相同，不同種群間不存在生殖隔離，一旦不同種群間形成生殖隔離，則不屬于同一個物種，D錯誤。
3．(2019·牡丹江第一高級中學高三期末)如圖表示生物多樣性的形成過程，下列說法錯誤的是(　　)
A．圖中P決定生物進化的方向
B．生物多樣性主要包括基因多樣性、物種多樣性和生態系統多樣性
C．圖中R表示生殖隔離，它標志新物種的形成
D．若兩個動物交配后產生后代，則它們一定屬于同一物種
答案　D
解析　圖中P表示自然選擇，決定生物進化的方向，A正確；生物多樣性主要包括基因多樣性、物種多樣性和生態系統多樣性，B正確；圖中R表示生殖隔離，是新物種形成的標志，C正確；若兩個動物能自由交配且能產生可育后代，則它們屬于同一物種，兩個動物交配后能產生后代，若后代不育，則它們不屬于同一物種，如馬和驢，D錯誤。
4．(2020·湖北部分重點中學高三起點考試)2017年7月，“太空靈芝”落地福州仙芝樓，填補了我國藥用真菌空間育種的空白。下列相關敘述正確的是(　　)
A．太空環境定向誘導后，可篩選出人們需要的性狀
B．在太空環境作用下，“太空靈芝”成為一個新的物種
C．在菌株培育和選擇過程中，種群的基因頻率發生改變
D．在太空環境作用下，靈芝菌株只可能發生基因突變
答案　C
解析　突變具有不定向性，A錯誤；在太空環境作用下形成的“太空靈芝”可能不是新物種，B錯誤；在菌株培育和選擇過程中，需要淘汰部分個體，種群的基因頻率會發生改變，C正確；在太空環境作用下，靈芝菌株可能發生基因突變，也可能發生染色體變異，D錯誤。
5．(2019·山東煙臺二模)有關進化的敘述中，不正確的是(　　)
A．一個符合遺傳平衡的群體，隨機交配后，基因頻率及基因型頻率都不發生改變
B．某校學生(男女各半)中，有紅綠色盲患者3.5%(均為男生)，色盲攜帶者占5%，則該校學生中的色盲基因頻率為5.67%
C．達爾文自然選擇學說不僅能解釋生物進化的原因，也能很好地解釋生物界的適應性與多樣性，但不能解釋遺傳與變異的本質，且對進化的解釋僅限于個體水平
D．新物種產生一定存在進化，進化一定意味著新物種的產生
答案　D
解析　一個符合遺傳平衡的群體，隨機交配后，基因頻率及基因型頻率都不發生改變，A正確；某校學生(男女各半)中，有紅綠色盲患者3.5%(均為男生)，色盲攜帶者占5%，假設該校共有200名學生，則男女生各100名，其中XbY＝200×3.5%＝7人、XBXb＝200×5%＝10人，所以該校學生中的色盲基因頻率＝(7＋10)÷(100×2＋100)≈5.67%，B正確；生物進化的實質是種群基因頻率的定向改變，生物通過長期進化，隨著基因頻率的定向改變，可使同一物種不同種群間的基因庫出現顯著差異，最終導致種群間產生生殖隔離，進而使一個物種演變成另一個物種，可見，新物種產生一定存在進化，但進化不一定意味著新物種的產生，D錯誤。
6．(2019·河南鄭州第一次質量檢測)抗生素的濫用，會使細菌的抗藥性增強。依據現代生物進化理論的觀點分析，下列敘述正確的是(　　)
A．長期大量使用抗生素，會使細菌抗藥性基因頻率增大
B．抗生素使細菌細胞中染色體的結構和數目發生改變
C．抗生素使用過程中，細菌逐漸向抗藥性增強的方向突變
D．抗生素誘發細菌產生基因突變，使細菌中出現抗藥性強的個體
答案　A
解析　細菌種群會產生各種突變，突變是不定向的，種群中有少數個體產生了抵抗某種抗生素的突變，在使用抗生素后，抗生素會殺死種群中大多數不具有抗性的個體，留下具有抗性的個體，留下來的這些個體繼續繁殖，使種群中具有抗藥性基因的個體數量增多(即抗藥性基因頻率增大)，從而提高了種群的抗藥性，A正確，C、D錯誤；細菌細胞中沒有染色體，B錯誤。
7．(2019·宜賓調研)下列有關種群及生物進化的敘述，正確的是(　　)
A．共同進化是指不同物種之間在相互影響中不斷進化和發展的過程
B．只有突變和基因重組才能導致種群的基因頻率發生改變
C．被捕食者大多是年老、病弱或年幼的個體，捕食者的存在利于被捕食種群的發展
D．研究種群間差異的關鍵是它們能否出現地理隔離和形成生殖隔離
答案　C
解析　共同進化是指不同物種之間、生物與無機環境之間在相互影響中不斷進化和發展的過程，A錯誤；導致種群的基因頻率發生改變的因素很多，如突變、基因重組、遷入和遷出以及選擇等，B錯誤；被捕食者大多是年老、病弱或年幼的個體，捕食者的存在可以促進被捕食種群的發展，C正確；研究種群間差異的關鍵是研究它們的種群特征，D錯誤。
8．(2019·山東菏澤調研)某自由交配的種群在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ時間段都經歷多次繁殖過程，定期隨機抽取100個個體，測得基因型為AA、aa的個體數量變化曲線如圖所示，下列相關敘述正確的是(　　)
A．在Ⅰ段內A的基因頻率是40%
B．A基因突變為a基因導致基因型頻率在Ⅱ段發生劇變
C．Aa個體在Ⅰ、Ⅲ段數量均為40，說明種群沒有發生進化
D．在Ⅱ、Ⅲ段，AA個體比aa個體的適應能力弱
答案　D
解析?、穸蝺華的基因頻率是60%，a的基因頻率是40%，A錯誤；導致基因型頻率在Ⅱ段發生劇變的原因是自然選擇對不同表現型的個體的選擇作用，B錯誤；生物進化的實質是種群基因頻率的改變，在Ⅰ、Ⅲ段A和a的基因頻率發生了改變，說明種群發生了進化，C錯誤；在Ⅱ、Ⅲ段，AA個體比aa個體的適應能力弱，所以在自然選擇的作用下，AA基因型頻率降低至20%，aa基因型頻率升高至40%，D正確。
9．(2019·安徽宣城第二次調研)下列關于進化與生物多樣性的敘述中正確的是(　　)
A．淺色樺尺蠖與黑色樺尺蠖同時存在體現了基因多樣性
B．種群是生物進化的基本單位，也是自然選擇的對象
C．嚴格自花傳粉的植物種群內個體之間存在生殖隔離
D．生物多樣性的形成是不同物種之間共同進化的結果
答案　A
解析　淺色樺尺蠖與黑色樺尺蠖是同一種昆蟲，同一種昆蟲其表現型不同，說明在環境條件相同的情況下，其基因型不同，體現了基因多樣性，A正確；種群是生物進化的基本單位，但自然選擇的對象是個體而不是種群，B錯誤；嚴格自花傳粉的植物種群內個體屬于同種生物，它們之間不存在生殖隔離，C錯誤；不同物種之間、生物與環境之間的共同進化形成生物的多樣性，D錯誤。
10．(2019·四川成都七中期中)下列有關變異和進化的說法中，正確的是(　　)
A．自然選擇不能決定基因突變的方向
B．若沒有外界因素的影響，基因就不會發生突變
C．自然界中即使沒有突變發生，生物也會進化
D．觀察細胞有絲分裂中期染色體形態可判斷基因突變發生的位置
答案　A
解析　基因突變是不定向的，自然選擇決定生物進化的方向，但不能決定基因突變的方向，A正確；若沒有外界因素的影響，在生物體內部因素的作用下，基因也會發生突變，B錯誤；突變包括染色體變異和基因突變，基因突變能產生新的基因，產生生物進化的原材料，因此自然界中若沒有突變發生，生物不會進化，C錯誤；基因突變在光學顯微鏡下觀察不到，D錯誤。
二、非選擇題
11．果蠅常作為實驗的材料，下列是關于果蠅的一系列問題，請回答：
(1)果蠅有灰身和黑身兩種類型，其中灰身(B)對黑身(b)為顯性。在對一個果蠅數量非常大的種群進行抽樣調查時發現：BB的基因型頻率為10%，Bb的基因型頻率為20%，bb的基因型頻率為70%。其中環境污染不利于灰身果蠅的生存，使得種群中灰身果蠅每年減少10%，黑身果蠅每年增加10%，在此過程中直接選擇的是________(填“基因型”或“表現型”)，基因型頻率發生改變________(填“能”或“不能”)說明生物發生了進化，原因是________________________________________________________________________
____________________。
(2)若該種群原有果蠅20000只，其中基因型AA、Aa和aa的果蠅分別占15%、55%、30%。若此時從其他種群中調來2000只基因型為AA的果蠅，且所有果蠅均隨機交配，則下一代中A的基因頻率約是________。
(3)科學家在研究果蠅進化的過程中發現：某地有兩種不同物種(物種1、物種2)，在百萬年之前，當地只有一種果蠅，其基因型為AAbbccdd，隨后不同區域的果蠅出現了不同的基因型(如圖所示)，當基因A與B或C與D同時出現的時候會發生胚胎致死。
①丙地所有的果蠅可稱為________。在某地進化階段1出現了不同的基因型，這種變化說明基因突變具有________的特點。
②在某地進化階段2時，一些地區的果蠅消失，其消失的原因可能有________(多選)。
A．某些類型的果蠅不適應環境被淘汰
B．環境變化導致果蠅基因發生定向突變
C．突變產生了新的導致胚胎致死的基因
D．某些類型果蠅的天敵大規模增加
答案　(1)表現型　不能　生物進化的標志是種群基因頻率的改變，而不是基因型頻率的改變
(2)48%　(3)①種群　不定向性?、贏CD
解析　(1)自然選擇選擇的是表現型，基因頻率的改變是生物進化的標志，不能根據基因型頻率的改變判斷生物有沒有進化。
(2)原種群中基因型為AA、Aa和aa的數量分別為20000×15%＝3000、20000×55%＝11000、20000×30%＝6000，從其他種群中調來2000只基因型為AA的果蠅后，AA基因型的數量為3000＋2000＝5000只，則A的基因頻率＝(5000×2＋11000)/(22000×2)×100%≈48%。由題意可知，種群足夠大，所有果蠅均隨機交配，沒有遷入和遷出，沒有自然選擇，沒有突變，基因頻率在下一代中不變，A仍為48%。
(3)①種群是指生活在一定區域內的同種生物的所有個體，故丙地所有的果蠅稱為種群。在某地進化階段1出現了不同的基因，說明基因突變具有不定向性的特點。②環境對果蠅只起選擇作用，并不能誘發果蠅基因的突變。
12．回答下列有關生物進化與多樣性的問題：
研究者對分布在喜馬拉雅山東側不同海拔高度的358種鳴禽進行了研究，繪制了該地區鳴禽物種的演化圖表(部分)及其在不同海拔分布情況的示意圖(如圖，圖中數字編號和字母代表不同鳴禽物種的種群)。
(1)種群①內部個體間形態和大小方面的差異，體現的是________多樣性，該多樣性的實質是________________多樣性。
(2)在②③④⑤四個物種中，親緣關系最近的兩種是________。
(3)該研究發現，種群分布區域的擴大是喜馬拉雅鳥類新物種形成的關鍵步驟之一，就⑥、⑦形成過程而言，種群X分布區域擴大的意義是__________________。
(4)由種群X進化成為⑥⑦兩個物種的歷程約為7百萬年，⑥和⑦成為兩個不同物種的標志是________。下列關于這一進化歷程的敘述，正確的是__________(多選)。
A．X中的個體發生了可遺傳的突變
B．⑥⑦中每個個體是進化的基本單位
C．⑥⑦一直利用相同的生物和非生物資源
D．自然選擇的直接對象是種群X中不同的等位基因
E．不同海拔高度的選擇有利于不同種群的基因頻率朝不同方向演化
答案　(1)基因　DNA的脫氧核苷酸的序列　(2)②③
(3)有利于在⑥⑦原種群之間形成地理隔離(或使⑥⑦原種群之間彼此不能接觸，失去交配機會)
(4)出現生殖隔離　AE
解析　(1)生物多樣性的內容有：基因多樣性、物種多樣性、生態系統多樣性。種群內部生物個體間形態和大小方面的差異體現了基因多樣性，基因中脫氧核苷酸序列的差異是其根本原因。
(2)因為②③是由最近的同一祖先進化而來的，所以兩者親緣關系最近。
(3)種群分布區域擴大可能會導致⑥⑦的生活環境不同，逐漸形成地理隔離而導致生殖隔離。
(4)⑥和⑦成為兩個不同物種的標志是二者之間出現生殖隔離，可遺傳變異為生物進化提供原材料，A正確；生物進化的基本單位不是個體，而是種群，B錯誤；⑥⑦生活的區域不同，所以利用的生物和非生物資源不同，C錯誤；自然選擇的直接對象是表現型，D錯誤；自然選擇決定生物進化的方向，E正確。
13．(2019·山東臨沂一中開學考)閱讀以下材料，并回答下面問題：
材料一　科學家做了下面的實驗：把甲蟲分成多組，每組再分為A、B兩部分，用DDT處理每組的A部分，B部分不接觸DDT。處理后選死亡率最低的那一組的B部分飼養繁殖，再把后代分成許多組，每組分成A、B兩部分，重復上述實驗。這樣一代一代選擇下去，就可以從B部分選出強抗藥性的甲蟲。
材料二　鐮刀型細胞貧血癥患者在幼年時期會夭折，但在瘧疾流行的地區，鐮刀型細胞貧血癥基因的攜帶
者對瘧疾的感染率比正常人低得多?，F對A、B兩地區進行調查，其中B地區流行瘧疾。
(1)材料一的實驗說明：抗藥性差異甲蟲的存在體現了生物多樣性中的________多樣性。DDT環境對甲蟲的生存起到了選擇作用，并決定了生物進化的方向，其直接作用的是________________。
(2)材料一中，科研人員進一步研究發現：產生抗藥性差異不同的種群中，雌雄甲蟲之間仍然可以產生可育后代。這說明，人工選擇的不同甲蟲種群的基因庫之間有機會進行______________。
(3)材料二中A地區人群中各種基因型比例如圖所示。
①計算A地區中A的基因頻率為________。
②畫出B地區流行瘧疾后人群中各種基因型的大致比例圖。
③鐮刀型細胞貧血癥的出現反映了基因對性狀控制的途徑是________________________。
答案　(1)基因　個體的表現型　(2)基因交流
(3)①94%?、谌鐖D所示
③基因通過控制蛋白質的結構直接控制性狀
解析　(1)用DDT處理甲蟲后，甲蟲有死亡的，有不死亡的，說明甲蟲中存在著非抗藥基因與抗藥性基因，這體現了生物多樣性中的基因多樣性。DDT對甲蟲的抗藥性差異起到了選擇作用，通過選擇作用，具有抗藥性的個體生存下來，故自然選擇直接作用的是生物的個體，而且是個體的表現型。
(2)材料一的實驗說明，同一物種的不同種群之間可以進行基因交流。
(3)①由圖中數據可知A的基因頻率為：AA＋Aa＝90%＋×8%＝94%。②Aa型的人對瘧疾有較強抗性，所以Aa個體所占比例最大，AA對瘧疾抵抗能力弱故所占比例較小，aa個體既是鐮刀型細胞貧血癥患者又對瘧疾無抗性故比例最小。③鐮刀型細胞貧血癥的出現反映了基因對性狀控制的途徑是基因通過控制蛋白質的結構直接控制性狀。

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