資源簡介

人教生物(2019版)必修2教學案
6-1 生物有共同祖先的證據　
6-2自然選擇與適應的形成
學有目標——課標要求必明 記在平時——核心語句必背
1.基于化石的直接證據，認同當今生物具有共同的祖先。 2.運用比較解剖學、胚胎學、細胞生物學和分子生物學等間接證據，說明當今生物具有共同的祖先。 3.舉例說明適應的普遍性和相對性。 4.運用達爾文的自然選擇學說解釋適應的形成，說明適應是自然選擇的結果。 5.評述達爾文的自然選擇學說的貢獻和局限性。 1.生物有共同祖先的證據有化石證據、比較解剖學證據、胚胎學證據、細胞和分子水平的證據等。 2.拉馬克進化學說的主要內容是：用進廢退和獲得性遺傳。 3.達爾文自然選擇學說的主要內容是：過度繁殖、生存斗爭、遺傳變異和自然選擇。 4.達爾文自然選擇學說揭示了生物界的統一性是由于所有的生物都有共同祖先，而生物的多樣性和適應性是進化的結果。 5.適應是普遍存在的，有相對性。適應是自然選擇的結果。
【主干知識梳理】
一、達爾文的生物進化論
二、地層中陳列的證據——化石
1．化石的概念
化石是指通過自然作用保存在地層中的古代生物的遺體、遺物或生活痕跡等。化石是研究生物進化最直接、最重要的證據。
2．化石的作用
利用化石可以確定地球上曾經生活過的生物的種類及其形態、結構、行為等特征。
3．化石證據證實的問題
(1)大量化石證據證實了生物是由原始的共同祖先經過漫長的地質年代逐漸進化而來的。
(2)大量化石證據還揭示出生物由簡單到復雜、由低等到高等、由水生到陸生的進化順序。
三、當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據
1．比較解剖學證據
研究比較脊椎動物的器官、系統的形態和結構，可以為這些生物是否有共同祖先尋找證據。
2．胚胎學證據
(1)胚胎學的概念：研究動植物胚胎的形成和發育過程的學科。
(2)脊椎動物在胚胎發育早期都有彼此相似的階段，這個證據支持了人和其他脊椎動物有共同祖先的觀點。
3．細胞和分子水平的證據
(1)當今生物有許多共同的特征，比如都有能進行代謝、生長和增殖的細胞，細胞有共同的物質基礎和結構基礎等，這是對生物有共同祖先這一論點的有力支持。
(2)不同生物的DNA和蛋白質等生物大分子的共同點，提示人們當今生物有著共同的原始祖先，其差異的大小則揭示了當今生物種類親緣關系的遠近，以及它們在進化史上出現的順序。
四、自然選擇與適應的形成
1．適應的普遍性和相對性
(1)適應的含義：生物的形態結構適合于完成一定的功能，生物的形態結構及其功能適合于該生物在一定的環境中生存和繁殖。
(2)適應具有普遍性和相對性。
2．適應是自然選擇的結果
(1)拉馬克的進化學說
①當今所有的生物都是由更古老的生物進化來的。
②各種生物的適應性特征并不是自古以來就如此的，而是在進化過程中逐漸形成的。
③適應的形成是由于用進廢退和獲得性遺傳。
(2)達爾文的自然選擇學說
①主要內容
②意義：揭示了生物界的統一性是由于所有的生物都有共同祖先，而生物的多樣性和適應性是進化的結果。
(3)達爾文以后進化理論的發展
①關于遺傳和變異的研究，已經從性狀水平深入基因水平，人們逐漸認識到了遺傳和變異的本質。
②關于適應以及物種的形成等問題的研究，已經從以生物個體為單位，發展到以種群為基本單位。
③形成了以自然選擇為核心的現代生物進化理論。
【教材微點發掘】
1．下圖表示三種脊椎動物的前肢和人的上肢骨骼比較的示意圖(教材第102頁圖63)，據圖回答有關問題：
(1)蝙蝠的翼、鯨的鰭、貓的前肢與人的上肢骨骼相比，在結構上有相似之處，而且排列順序也基本一致，這說明了生物之間存在一定的親緣關系，它們可能都是由共同的原始祖先進化而來的。
(2)這四種前(上)肢內部結構模式非常一致，但功能迥異，外形差別也很大，這說明了結構與功能相適應，也體現了生物適應環境的特點。
2．如圖表示長期使用一種農藥后，害蟲種群密度的變化情況，請利用達爾文的進化論觀點分析回答下列問題：
(1)a點使用農藥之前，害蟲種群中存在很多種變異類型，說明變異是不定向的。
(2)使用農藥后，大量害蟲被殺死，但是還有部分存活，這是自然選擇的結果。
(3)分析bc段曲線上升的原因是使用農藥后，抗藥性弱的害蟲被殺死，抗藥性強的害蟲存活下來，這樣經過農藥的長期選擇，使得害蟲抗藥性逐漸加強。
(4)該過程中，農藥誘發了害蟲基因突變還是對害蟲的變異進行了選擇？
提示：農藥對害蟲的抗藥性變異進行定向選擇，使害蟲的抗藥性個體逐漸增加。
教材問題提示
第1節
(一)思考·討論1(教材第101頁)
1．圖62所示資料支持達爾文的共同由來學說。不同地層的形成年代不同，越早形成的地層中首次出現的生物越低等，生物特征越簡單；越晚形成的地層中首次出現的生物越高等，生物特征越復雜。
2．基于化石證據可判斷赫氏近鳥龍既具有恐龍的特征，也具有鳥類的特征，屬于恐龍與鳥類間的過渡類型，這說明鳥類很可能是由恐龍進化來的。
3．露西既有現代人類的特征，也有黑猩猩的特征，說明人和黑猩猩可能有共同的祖先，都起源于一類森林古猿。
(二)思考·討論2(教材第102頁)
1．都有肱骨、橈骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨，其種類有一致性。
2．排列順序一致。
3．這四種前(上)肢骨骼有相同的起源，說明它們可能是由共同的祖先進化來的。在漫長的進化過程中，因為適應不同的環境，逐漸出現了形態和功能的不同。
4．不同類群動物的骨骼結構具有許多共同點(具體比較略)，支持現有的脊椎動物有著共同原始祖先的觀點。
(三)思考·討論3(教材第103頁)
1．都有細胞壁、細胞膜、細胞質、核糖體和DNA。地球上現存的古細菌與最古老的古細菌有相同的細胞結構模式，說明二者有共同的祖先。
2．都有呼吸作用，代謝中的酶類非常相似，都有相同的能量“貨幣”——ATP，綠色植物能進行光合作用，等等。
3．說明人和猩猩、長臂猿、黑猩猩等類人猿可能有共同的祖先。
4．人和其他生物的細胞中普遍含有細胞色素c，說明這些生物都有共同的祖先。細胞色素c的氨基酸序列差異的大小揭示了不同生物之間親緣關系的遠近，差異越小，表明親緣關系越近。
第2節
(一)思考·討論1(教材第106頁)
1．枯葉蝶的天敵有捕食性鳥類、步甲、土蜂、胡蜂、獵蝽、青蛙、蟾蜍等。枯葉蝶不能完全免于天敵的捕食。
2．有局限性。例如，如果降雪延遲，已經換成一身白色羽毛的雷鳥反而容易被天敵發現。
3．適應性特征來自遺傳，即來源于可遺傳的有利變異的逐代積累，是對之前的環境適應的結果。由于環境總是處于不斷變化之中，遺傳的穩定性與環境不斷變化之間的矛盾是適應相對性的根本原因。
(二)批判性思維1(教材第107頁)
例如，人用眼過度，視力反而下降。健美運動員的后代，如果不進行專業訓練，也不會擁有健美運動員那樣發達的肌肉和健壯的體格。
(三)思考·討論2(教材第108頁)
1．容易吃到高處的樹葉，留下后代的機會多。
2．逐漸增加。
3．能。
4．在一定環境的選擇作用下，可遺傳的有利變異會賦予某些個體生存和繁殖的優勢，經過代代繁殖，群體中這樣的個體就會越來越多，有利變異通過逐代積累而成為顯著的適應性特征。
(四)批判性思維2(教材第108頁)
這種觀點有一定的道理。不過，“適者生存”的原意也包含有更多的機會繁殖后代，不改也是可以的。
(五)思考·討論3(教材第109頁)
1．在西方國家，當時“神創論”和“物種不變論”占統治地位，人們普遍認為所有的物種都是神創造的，自古以來既沒有物種的絕滅，也沒有新物種的產生。
達爾文認為所有的生物都是由原始的共同祖先進化來的，生物界通過自然選擇不斷進化，這一觀點否定了“神創論”，不能為當時的宗教觀念所容，因此，遭到許多人的攻擊、謾罵和譏諷。
2．激勵國人奮發圖強，使中華民族能夠立于世界民族之林。
3．馬克思在這封信中所說的“我們的觀點”是指辯證唯物主義觀點。
4．人類與其他生物有著共同的祖先。人類是大自然的一員，而不是凌駕于其他物種之上的“主宰”。
新知探究(一)　生物有共同祖先的證據
【探究·深化】
[問題驅動]　
如圖1分別為人和其他脊椎動物不同時期胚胎的比較，圖2是人的上肢和其他動物的前肢骨骼的比較。請思考下列問題：
(1)根據圖1可以看出，人和其他脊椎動物在胚胎發育初期，不僅外形像魚，而且在結構上都有鰓裂和尾，這說明了什么？到了胚胎發育晚期，除魚之外，人和其他脊椎動物的鰓裂都消失了，人的尾也消失了，這又說明了什么？
提示：人和其他脊椎動物的胚胎發育初期在結構組成方面相同，這說明這些生物是由共同原始祖先進化而來的；胚胎發育晚期，人和其他脊椎動物在形態方面不一樣，又說明這些生物在不同的環境中向著不同方向進化。
(2)根據圖2觀察，人的上肢、貓的前肢、鯨的胸鰭和蝙蝠的翼手，它們在結構組成方面相同嗎，這說明了什么？它們在形態方面一樣嗎，這又說明了什么？
提示：在結構組成方面相同，這說明這些生物都起源于一個共同的原始祖先，并且它們的共同原始祖先生活在水中。在形態方面不一樣，這說明在進化過程中，為適應不同的生活環境，幾種生物的器官逐漸出現了形態和功能上的不同。
[重難點撥]　
1．化石在研究生物進化中的應用
2．當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據
項目 證據 結論
比較解剖學證據 蝙蝠的翼、鯨的鰭、貓的前肢、人的上肢所在部位和結構組成相似 它們的起源相同，都是由共同的原始祖先進化而來的
胚胎學 證據 脊椎動物和魚在發育早期都有鰓裂和尾，隨著發育的進行，除魚以外，其他動物和人的鰓裂都消失了，人的尾消失了 脊椎動物和人都是由共同的祖先進化而來的，它們之間存在著或遠或近的親緣關系；原始祖先生活在水中
細胞水平 的證據 生物都有能進行代謝、生長和增殖的細胞，細胞有共同的物質基礎和結構基礎 支持生物由共同的祖先進化而來
分子水平 的證據 不同生物的DNA和蛋白質等生物大分子既有共同點，又有差異 生物有共同的祖先；生物不同種類之間親緣關系的遠近
【典題·例析】
[典例1]　在沒有被破壞的地層中，有關化石分布情況的敘述，錯誤的是(　　)
A．古老地層中的生物化石簡單、低等
B．在極古老的地層中也可找到高等生物化石
C．新近地層中的生物化石復雜、高等
D．新近地層中也可找到低等生物化石
[解析]　大量化石證據揭示出生物由簡單到復雜，由低等到高等，由水生到陸生的進化順序。因此，在沒有被破壞的地層中化石的分布規律是在古老地層中生物化石簡單、低等，不會存在高等生物化石；在新近地層中生物化石復雜、高等，但也能找到低等生物化石。故選B。
[答案]　B
[典例2]　下列有關進化證據的敘述，錯誤的是(　　)
①從始祖馬到現代馬的進化過程中，古生物化石提供了最直接的證據
②從鯨、龜、蝙蝠等動物的前肢骨骼的適應性分化中，依稀可見痕跡器官的存在
③從魚類、鳥類、哺乳類動物的早期胚胎中均有鰓裂這一事實中，得到比較解剖學上的證據
④從比較真核細胞內的細胞色素c中氨基酸序列的差異性大小，推測生物之間的親緣關系遠近
A．①②　　　　　　　 B．②③
C．①④ D．③④
[解析]　生物化石是進化過程中最直接的證據，①正確；鯨、龜、蝙蝠等動物的前肢骨骼屬于同源器官，不是痕跡器官，②錯誤；魚類、鳥類、哺乳類動物的早期胚胎中均有鰓裂是胚胎學證據，而不是比較解剖學證據，③錯誤；比較真核細胞內的細胞色素c中氨基酸序列的差異性大小，可以推測生物之間的親緣關系，④正確。故選B。
[答案]　B
歸納拓展—————————————————————————————————
辨析化石的種類
(1)遺體化石：指古生物遺體本身幾乎全部或部分保存下來的化石。
(2)遺跡化石：是古生物活動或存在過的痕跡的化石，其中最主要的是足跡。
(3)遺物化石：是指古代動物的糞便、卵(蛋)以及人類祖先使用的工具等。
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【應用·體驗】
1．生物進化最可靠的證據是(　　)
A．各類生物化石在地層里按一定的順序出現
B．哺乳動物在胚胎發育初期非常相似
C．脊椎動物具有結構相似的器官
D．生物都能適應一定的環境
解析：答案：A　研究生物進化最直接、最可靠的證據是化石，因為化石是保存在地層中的古代生物的遺體、遺物或生活痕跡等，各類生物的化石在地層中的出現是有一定順序的。故選A。
2．下列不屬于生物進化的比較解剖學和胚胎學證據的是(　　)
A．高等動物胚胎發育始于受精卵，說明了高等動物起源于單細胞
B．胚胎發育早期階段有鰓裂，說明古代脊椎動物原始祖先生活在水中
C．人胚胎發育早期有尾，說明人是從有尾動物進化來的
D．化石證據揭示了生物進化遵循由簡單到復雜、由低等到高等、由水生到陸生的進化順序
解析：答案：D　化石證據不屬于比較解剖學和胚胎學證據。
新知探究(二)　自然選擇與適應的形成
【探究·深化】
[問題驅動]　
下圖是長頸鹿的進化過程圖，據圖分析：
(1)請利用拉馬克的觀點解釋長頸鹿脖子長的原因。
提示：長頸鹿主要以樹葉為食，要想獲得足夠的食物就需天天伸長脖子去取食高處的樹葉，由于“用進廢退”，從而形成了現在的長頸鹿。
(2)結合變異知識，思考：環境引起的性狀改變一定能遺傳給后代嗎？
提示：不一定。只有環境改變導致了遺傳物質改變進而引起的性狀改變，才能遺傳給后代。
(3)與拉馬克相比，達爾文認為生物進化的關鍵是什么？
提示：他改變了拉馬克過分強調用進廢退即“生物內在的自我改進的力量”的觀點，而是強調自然選擇的作用。
(4)雄鹿往往用鹿角作為爭奪配偶的武器。按照達爾文的觀點，試討論并解釋現在雄鹿鹿角發達的原因。
提示：按照達爾文的觀點，雄鹿的鹿角存在著發達和不發達的變異，雄鹿之間為爭奪配偶要進行生存斗爭，生存斗爭過程中，有發達鹿角的個體能夠得到配偶并把這種變異遺傳給后代，沒有發達鹿角的個體因爭奪不到配偶，其變異就不會遺傳給后代。經過一代代的進化，使現在的雄鹿鹿角較為發達。
[重難點撥]　
1．適應的普遍性和相對性
2．對達爾文的自然選擇學說的理解
(1)內容：過度繁殖、生存斗爭、遺傳變異和適者生存。
(2)關系圖解
①過度繁殖為自然選擇提供了更多的選擇材料，加劇了生存斗爭。
②生物進化是通過生存斗爭來實現的，生存斗爭是生物進化的動力。
③生物的變異是不定向的，具有有利變異的個體在生存斗爭中易取得勝利而得以生存，有利變異通過遺傳得以累積和加強，產生適應環境的新類型。
④適者生存是自然選擇的結果。
3．達爾文自然選擇學說與拉馬克進化學說的比較
達爾文的自然選擇學說 拉馬克的進化學說
區別 變異 變異是不定向的，本來就有，環境和生物的意愿都不能決定生物變異的方向 變異是定向的，環境和動物的意愿均可決定變異的方向
適應環境 有利變異→適者生存； 不利變異→不適者被淘汰 環境和動物的意愿決定的變異都適應環境
進化方向 自然選擇決定 生物自身決定
聯系 承認生物非神所造，而是由更古老的生物進化而來，即由簡單→復雜、由低等→高等進化，且都是漸變的結果
【典題·例析】
[典例1]　用達爾文自然選擇學說的觀點進行判斷，下列敘述正確的是(　　)
A．長頸鹿經常伸長脖子和前肢去吃樹上的葉子，因此頸和前肢變得很長
B．北極熊生活在冰天雪地的環境中，它們的身體就產生了定向的白色變異
C．野兔的保護色和鷹銳利的目光是它們長期相互選擇的結果
D．在長期有毒農藥的作用下，農田害蟲產生抗藥性
[解析]　A項所述屬于用進廢退、獲得性遺傳，是拉馬克進化學說的觀點，A錯誤；變異是不定向的，自然選擇是定向的，B錯誤；野兔的保護色和鷹銳利的目光是它們在長期的生存斗爭和相互選擇中形成的，C正確；害蟲的抗藥性是農藥對害蟲的不定向變異選擇的結果，而不是農藥長期作用的結果，D錯誤。
[答案]　C
[典例2]　下列事實中對達爾文的進化理論具有挑戰性的是(　　)
A．在經常刮大風的海島上，生活著大批無翅的昆蟲
B．人類長期使用殺蟲劑，不但沒有消滅害蟲，反而使害蟲的抗藥性越來越強
C．某地區寒武紀地層中，突然出現大量新物種的化石，而這些物種的形成大約只用了200萬年，這在幾十億年生物進化史上只能說是“一瞬間”
D．通過分子生物學研究，特別是人類基因組計劃的實施，發現人與其他哺乳動物之間相同的基因非常多，不同的基因只是少數
[解析]　自然選擇學說認為生物進化是個漸變的過程，而寒武紀的生物大爆發恰恰是自然選擇學說無法解釋的。
[答案]　C
易錯提醒—————————————————————————————————
有關變異和選擇的兩個注意點
(1)環境因素的作用會提高突變的頻率，但任何情況下變異都是不定向的，所以環境不能起到定向誘導變異的作用，它的作用是對不定向的變異進行定向選擇。
(2)在運用達爾文自然選擇學說分析問題時，要注意“變異在前，選擇在后”的思路。
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【應用·體驗】
1．當某種新藥問世時，可有效治療病毒性感冒。幾年后療效逐漸降低，因為感冒病毒具有了抗藥性。根據達爾文的觀點，其根本原因可能是(　　)
A．病毒接觸藥物后，慢慢地產生了抗藥性
B．病毒為了適應環境，產生了抗藥性變異
C．抗藥性個體的出現是選擇的結果
D．后來的藥量用得過多，產生了抗藥性變異
解析：答案：C　病毒抗藥性的出現是由于感冒藥的“選擇”作用，淘汰了不抗藥的個體，而抗藥個體得以存活。
2．下列不屬于拉馬克進化觀點的是(　　)
A．洞穴里的魚因長期生活在黑暗條件下，眼睛失去原有的作用而退化了
B．南美大食蟻獸的舌頭之所以又細又長，是由于長期舔食螞蟻的結果
C．長頸鹿的脖子之所以很長，是由于其長期覓食高處樹葉的結果
D．獵豹的速度之所以很快，是與瞪羚等動物長期相互選擇的結果
解析：答案：D　洞穴里的魚由于長期生活在黑暗條件下，眼睛萎縮、退化，強調環境的變化是物種產生變化的原因，生活在特定環境中的生物為了適應環境，某些器官由于不用而退化，并且傳遞給下一代，這是拉馬克的“用進廢退、獲得性遺傳”觀點；南美大食蟻獸的舌頭經常伸進洞穴里舔食螞蟻，其舌頭變得又細又長，長頸鹿經常努力伸長頸和前肢去吃樹上的葉子，因此頸和前肢都變得很長，也都是拉馬克的“用進廢退”的進化觀點；生活在草原上的瞪羚和獵豹都能迅速奔跑，體現了不同物種之間長期相互選擇的結果，這是現代生物進化理論的觀點，不是拉馬克的進化觀點。故選D。
科學視野——通過線粒體DNA和Y染色體研究人類的起源
關于人的起源，存在兩種尖銳對立的假說：非洲起源說和多地域說。前者認為目前所有的人都來自20萬年～10萬年前走出非洲的直立人，這些直立人遷徙至世界各地，取代了當地由更早的非洲直立人遷徙而來形成的古人。后者則認為現代人是由擴散到不同地域的直立人平行進化的結果。目前支持證據較多的為非洲起源說。
基于線粒體DNA的遺傳學研究支持了非洲起源說。線粒體只在母系中傳承，沒有機會重組，所以對線粒體DNA(mtDNA)的研究可以追蹤人類母系的歷史。研究顯示，歐洲人、亞洲人和美洲人都是在10萬～5萬年前由非洲的種群經由亞洲西南部(中東地區)所繁衍下來的。同時，根據mtDNA建立的族譜顯示，人類族譜最早可以追溯至15萬年前，換句話說，即使現存親緣關系最遠的人，在15萬年前也有共同的祖先。
如果能夠追蹤父系的路徑，并且得到與母系路徑相似的結論，那將是研究人類進化十分有利的證據。Y染色體是基因組中男性特有的成分。根據人類性別決定的機制，任何Y染色體都是“獨一無二的”，絕對不會有另一個Y染色體可以與它有遺傳物質的交流。通過對Y染色體的研究，科學家也發現人類族譜的根源在非洲，而且再度證明了人類族譜很短，只有15萬年。
對mtDNA與Y染色體的研究顯示，15萬年前，人類族群可能經歷了一場劇烈的遺傳變化。那時有許多具有不同mtDNA和Y染色體的人，但是今天的人卻都是其中“一個mtDNA”和“一個Y染色體”的后代。也就是說，含有其他序列的人都絕滅了，這些族群很可能經歷了瘟疫或氣候改變等事件。在這一事件發生后，我們的祖先離開非洲，走上了占領全球的漫長旅程。
【素養評價】
1．20世紀70年代，生物學家開始通過比較不同生物RNA、DNA的核苷酸序列來說明它們之間的親緣關系，這屬于證明生物進化的(　　)
A．胚胎學證據　　　　　　 B．比較解剖學證據
C．細胞和分子水平的證據 D．古生物化石證據
解析：答案：C　生物學家通過比較不同生物RNA、DNA的核苷酸序列來說明他們之間的親緣關系，屬于證明生物進化的細胞和分子水平方面的證據。故選C。
2.如圖是根據線粒體基因構建的幾種哺乳動物進化樹，下列敘述正確的是(　　)
A．線粒體基因通常遵循父系遺傳
B．牛與豬的親緣關系比藍鯨與河馬遠
C．自然選擇決定了線粒體基因改變的方向
D．基因突變是導致線粒體基因多樣性的重要原因
解析：答案：D　線粒體基因通常遵循母系遺傳，A錯誤；從圖可看出，牛與豬的親緣關系比藍鯨與河馬近，B錯誤；自然選擇決定了生物進化的方向，且是定向的，而線粒體基因的改變是不定向的，C錯誤；基因突變是導致線粒體基因多樣性的重要原因，D正確。
3．連續內共生理論以一個全新的視角詮釋了細胞進化的歷程，認為細菌被吞噬到宿主細胞的細胞質，經過長時間的演變，成為宿主細胞的不可分割的一部分，解釋了線粒體和葉綠體的起源。回答下列問題：
(1)與需氧細菌比較，原始真核細胞的表面積與體積比________。
(2)真核細胞與原核細胞核糖體沉降系數顯著不同，表現在前者是80S，后者是70S；真核細胞與原核細胞遺傳物質的存在方式顯著不同，表現在前者是__________________________________________，后者是環狀裸露的DNA。科學實驗證明線粒體和葉綠體中的核糖體和遺傳物質印證了連續內共生假說，但基因結構有無內含子不能印證該假說。據此推測線粒體和葉綠體中的核糖體的沉降系數為________S；線粒體基因表達__________(填“需要”或“不需要”)對DNA轉錄出的前體mRNA進行剪切與拼接。
(3)以達爾文自然選擇學說為基礎的現代生物進化理論認為各種各樣的生物是在____________的作用下不斷發展變化的，真核生物的____________大大加快了生物進化的速度。
(4)據圖示連續內共生學說，光合作用真核生物比需氧真核生物出現得________(填“早”或“晚”)。
解析：(1)由示意圖可以看出，原始真核細胞的體積比需氧細菌的體積大，所以原始真核細胞的相對表面積即表面積與體積比小。(2)真核生物的遺傳物質是DNA，為規則的雙螺旋鏈狀結構，并且與蛋白質結合形成染色體(染色質)；原核生物的遺傳物質是裸露的環狀DNA分子，沒有與蛋白質結合形成染色質。科學實驗證明線粒體和葉綠體中的核糖體和遺傳物質印證了連續內共生假說，即葉綠體和線粒體內的核糖體和原核生物相似，沉降系數應該為70S；基因結構有無內含子沒有能印證連續內共生假說，說明線粒體和葉綠體的基因結構和真核細胞類似，所以線粒體基因的表達過程中需要對DNA轉錄出的前體mRNA進行剪切與拼接。(3)生物的多樣性是在自然選擇的作用下不斷發展變化的，真核生物的有性生殖大大加快了生物進化的速度。(4)根據圖示可知，光合作用真核生物是由需氧真核生物與光合作用藍細菌進化而來的，所以光合作用真核生物比需氧真核生物出現得晚。
答案：(1)小　(2)鏈狀DNA與蛋白質結合成染色體(染色質)　70　需要　(3)自然選擇　有性生殖　(4)晚
[課時跟蹤檢測]
[理解·鞏固·落實]
1．判斷下列敘述的正誤，對的打“√”，錯的打“×”。
(1)人類與其他生物有共同的祖先，各類生物之間存在或遠或近的親緣關系。(√)
(2)生物化石在地層里的出現是有一定順序的，這能夠說明生物是不斷進化的。(√)
(3)不同的生物含有的蛋白質都是不同的。(×)
(4)通過比較不同生物特定的DNA、蛋白質等物質的相似程度，可確定它們的親緣關系遠近。(√)
(5)達爾文認識到遺傳和變異的本質并作出了科學的解釋。(×)
(6)達爾文認為自然選擇作用于種群，使種群發生進化。(×)
2．下列關于生物進化證據的說法，錯誤的是(　　)
A．生物的遺物或生活痕跡可形成化石
B．親緣關系越近的生物，細胞代謝方面的共同特征就越多
C．DNA中的堿基序列相似程度越大，生物的親緣關系可能越近
D．蝙蝠的翼與人的手是同源器官，說明兩者存在親緣關系
解析：答案：D　蝙蝠的翼與人的上肢是同源器官，而不是人的手。故選D。
3．人體內殘留了哺乳動物體內相當發達的闌尾，這可作為生物進化中的證據，這屬于(　　)
A．化石證據　　　　　 B．比較解剖學證據
C．胚胎學證據 D．生物遺傳方面的證據
解析：答案：B　生物進化的證據主要有化石證據、比較解剖學證據、胚胎學證據。化石是指通過自然作用保存在巖層中的古代生物的遺體、遺物或生活痕跡等；比較解剖學是對各類脊椎動物的器官、系統的形態和結構，進行解剖和比較研究的學科；胚胎學是研究動植物的胚胎形成和發育過程的科學。人體內殘留了哺乳動物體內相當發達的闌尾，屬于比較解剖學證據。故選B。
4．適應相對性的根本原因是(　　)
A．自然選擇是定向的
B．環境條件的不斷變化
C．變異是不定向的
D．現存生物對環境的適應是絕對的
解析：答案：B　由于環境條件的不斷變化使適應具有相對性。故選B。
5．下列有關遺傳問題的敘述，哪一項是達爾文所未能認識到的(　　)
A．遺傳是生物界普遍存在的現象
B．遺傳的實質是遺傳信息的傳遞
C．遺傳是指生物親子代之間性狀的相似性
D．遺傳可以使微小的有利變異逐代積累
解析：答案：B　由于受到當時科學發展水平的限制，對于遺傳和變異的本質，達爾文還不能作出科學的解釋。故選B。
6.如圖表示未被破壞的甲、乙、丙三個沉積巖層，其中甲巖層更接近地表，A、B是分布在甲、乙兩個巖層中的生物化石，下列關于此圖的解讀，觀點正確的是(　　)
A．生物A是由生物B進化而來的
B．生物A的個體數量比生物B多
C．生物A和生物B起源于相同的年代
D．生物A的結構一般比生物B的結構復雜
解析：答案：D　生物A比生物B高等，但并不能說明生物A是由生物B進化而來的，A錯誤；生物A的個體數量和生物B的個體數量無法比較，B錯誤；生物A和生物B起源于不同的年代，生物A比生物B要晚，C錯誤；生物A比生物B出現得晚，所以生物A的結構比生物B的結構復雜，D正確。
7．炭疽桿菌生命力之頑強，堪稱細菌之最。根據達爾文生物進化理論，炭疽桿菌的頑強生命力的形成，是由于(　　)
A．進化過程中環境對炭疽桿菌的定向選擇
B．不良環境引起炭疽桿菌發生的不定向變異
C．進化過程中炭疽桿菌產生的定向變異
D．進化過程中炭疽桿菌通過DNA復制，使變異逐代積累
解析：答案：A　由于進化過程中環境對炭疽桿菌的定向選擇，導致炭疽桿菌形成頑強的生命力，A符合題意；變異不是由環境引起的，環境只能對變異進行選擇，B不符合題意；變異是不定向的，C不符合題意；達爾文生物進化理論局限于性狀水平，對于遺傳和變異的本質，還不能作出科學的解釋，D不符合題意。
8．在我國云南澄江發現的動物化石群約處于5.3億年前的寒武紀早期，該化石群有100多種60多個類群，大多已滅絕。其動物結構與現存動物結構差異很大，在此前的地層中找不到其祖先。如此多的動物種類在寒武紀早期“突然”出現的事實與達爾文進化觀點相矛盾的是(　　)
A．生物是由其祖先經漫長的地質年代逐漸進化而來的
B．現代生物之間有或近或遠的親緣關系
C．生物的變異是不定向的
D．生物是從簡單到復雜，從低等到高等進化的
解析：答案：A　達爾文的共同由來學說認為生物是由其祖先經漫長的地質年代逐漸進化而來的，而如此多的動物種類在寒武紀早期“突然”出現的事實與這種觀點明顯相矛盾。故選A。
9．孔雀魚雄魚的魚身具有艷麗的斑點，斑點數量多的雄魚有更多的機會繁殖后代，但也更容易受到天敵的捕食。關于種群中雄魚的平均斑點數量，下列推測正確的是(　　)
A．若缺少天敵，斑點數量可能增加
B．自然條件下，斑點數量多是不利變異
C．天敵存在與否決定斑點數量相關基因的變異方向
D．在自然界中，由斑點數量多的雄魚產生的后代占據種群個體優勢
解析：答案：A　缺少天敵的環境中，孔雀魚的斑點數量可能逐漸增多，原因是孔雀魚群體中斑點數量多的雄性個體體色艷麗易吸引雌性個體，從而獲得更多的交配機會，A正確；若缺少天敵，斑點數量多的雄魚有更多的機會繁殖后代，是一種有利變異，但自然條件下，斑點數量多，更容易受到天敵的捕食，故又是一種不利的變異，B錯誤；生物的變異是不定向的，故天敵存在與否不能決定斑點數量相關基因的變異方向，C錯誤；由題干信息可知，斑點數量多的雄魚有更多機會繁殖后代，但也容易受到天敵的捕食，而斑點少的雄魚繁殖后代的機會少，但不易被天敵捕食，所以在自然環境中，由斑點數量多的雄魚產生的后代不一定占據種群個體優勢，D錯誤。
10.如圖表示環境變化后，害蟲種群密度的變化情況，下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．a點種群中存在很多種變異類型
B．a→b的變化是環境作用的結果
C．b→c是適應環境的類型逐代積累的結果
D．環境使害蟲產生了適應環境的變化
解析：答案：D　變異具有不定向性，使得種群中存在很多種變異類型，A正確；環境變化后，適應環境能力強的變異的個體生存下來，而不能適應環境或適應環境能力弱的變異的個體被淘汰，a→b的變化是環境作用的結果，B正確；環境變化后，把適應環境能力弱的個體淘汰，適應環境能力強的害蟲保留，經過長期選擇，使得害蟲適應環境的個體越來越多，因此b→c是適應環境的類型逐代積累的結果，C正確；變異是不定向的，且變異發生在自然選擇之前，先有了各種類型的變異，才能自然選擇出適應環境的變異，D錯誤。
11．通過測定并比較各種生物的細胞色素c的化學結構，發現其序列很相似，但也有差別。如表所示是幾種生物與人的細胞色素c的氨基酸數目的差別，這種結構上的差異程度又恰好與它們的親緣關系遠近相對應。請據表回答下列問題：
生物 種類 黑猩猩 獼猴 兔 雞 龜 蛇 小麥 酵母菌
氨基酸 差異數 0 1 9 13 15 23 35 44
(1)從表中數據可以發現，生物的細胞色素c的氨基酸組成和生物的親緣關系是：親緣關系越近，細胞色素c的氨基酸組成差異________。
(2)表中生物與人的親緣關系最近的是________。從表中數據看，人和________的親緣關系最遠，因為兩者的_____________________________________________________________。
(3)你在推斷它們的親緣關系遠近時，采用的最主要的方法是________。
(4)表中屬于哺乳類的是________________。鳥類和哺乳類都是由__________動物進化而來的。
(5)上述對生物細胞色素c的氨基酸組成的比較，是從____________方面為生物的進化提供了證據。
解析：(1)通過題表數據的比較可知，親緣關系越近的生物，細胞色素c的氨基酸組成差異越小。(2)黑猩猩與人類細胞色素c的氨基酸差異數最小，二者的親緣關系最近；酵母菌與人類的細胞色素c的氨基酸差異數最大，與人類親緣關系最遠。(3)比較法是通過觀察、分析，找出研究對象的相同點和不同點，它是認識事物的一種基本方法，是研究動物行為的主要方法。(4)表中的哺乳動物有黑猩猩、獼猴、兔。鳥類和哺乳動物都是由古代爬行動物進化而來的。(5)生物細胞色素c的氨基酸組成的比較，是在分子水平上進行分析比較，揭示生物進化的現象和本質。
答案：(1)越小　(2)黑猩猩　酵母菌　細胞色素c的氨基酸組成差異最大　(3)比較法　(4)黑猩猩、獼猴、兔　古代爬行　(5)分子生物學
12．中國國寶大熊貓在進化過程中曾經分布比較廣泛，也曾形成一些旁支，如葛氏郊熊貓，但如今有許多種類已經滅絕。大熊貓最初是吃肉的，現在以竹子作為食物的主要來源，但牙齒和消化道還保持原樣，仍然屬于食肉目。請依據達爾文的自然選擇學說回答以下問題：
(1)由肉食轉為素食，表明在原始熊貓種群中存在許多的________，從而為自然選擇提供原材料。大熊貓仍保持食肉的結構特征，這說明在進化過程中，生物的性狀可以________。
(2)大熊貓的祖先曾經廣泛分布，數量眾多，這表明生物種群都有__________的能力。當環境發生改變后，生物之間、生物與環境之間會發生激烈的________________，經過________________，最終大熊貓選擇了以竹子為食物來源，繁衍至今，這表明進化的結果是____________。
(3)科學家經過研究發現在大熊貓的消化道內有一種特有的微生物，可幫助大熊貓消化竹子，這是生物與生物之間________的結果。
解析：(1)由肉食轉為素食，表明在原始熊貓種群中存在許多的變異，從而為自然選擇提供原材料。大熊貓仍保持食肉的結構特征，這說明在進化過程中，生物的性狀可以遺傳。(2)大熊貓的祖先曾經廣泛分布，數量眾多，這表明生物種群都有過度繁殖的能力。當環境發生改變后，生物之間、生物與環境之間會發生激烈的生存斗爭，經過自然選擇，最終大熊貓選擇了以竹子為食物來源，繁衍至今，這表明進化的結果是適者生存。(3)大熊貓的消化道內有一種特有的微生物，可幫助大熊貓消化竹子，這是生物與生物之間相互選擇的結果。
答案：(1)變異　遺傳　(2)過度繁殖　生存斗爭
自然選擇　適者生存　(3)相互選擇
[遷移·應用·發展]
13．某小島上有一種啄木鳥，其喙長分布如圖甲，而其唯一的食物是一種生活在樹干中的蟲，其深度分布如圖乙。下列關于子一代鳥喙的可能長度的說法，合理的是(　　)
A．都比父母的長，因為鳥需要適應它們的環境
B．都比父母的長，因為較長的鳥喙是生存所必需的
C．不一定比父母的長，僅一代的時間還不足以進化出較長的鳥喙
D．不一定比父母的長，因為蟲在樹干中的深度并不是都很深
解析：答案：C　根據圖乙可知，樹干6～8 cm的深度中蟲的數量最多，4 cm以下的深度中蟲的數量極少，根據圖甲可知，鳥喙的長度在1～5 cm，只有更長的喙才更易啄到食物，因此可預測該種啄木鳥經過長期進化鳥喙會越來越長。但是生物的進化是一個長期的過程，有利的變異需要逐代積累，僅一代的時間不足以進化出較長的鳥喙，且由于變異是不定向的，子代的喙不一定比父母的喙長。故選C。
14．物種中的每一個基因都有一段來自其祖先的傳承歷史，我們能夠基于基因的DNA序列比對數據來推斷相應物種之間的進化關系。同源基因是具有共同的進化起源，序列結構和功能相似的基因，如圖所示。圖中祖先物種的基因α發生基因重復后，
產生了兩個基因，分別是基因α和β，隨后這兩個基因在序列上會有不同的演變。由共同祖先基因分化而來的基因為直系同源基因；而起源于祖先基因重復事件的那些基因為旁系同源基因。下列說法錯誤的是(　　)
A．圖中α1和α2為直系同源基因，α1和β1為旁系同源基因
B．基因重復是一種突變，在整個進化過程中是不定向的
C．一般情況下，物種之間基因的DNA序列的相似程度越高，其親緣關系就越近
D．達爾文的自然選擇學說認為研究生物的進化則是研究種群基因組成的變化
解析：答案：D　由共同祖先基因分化而來的基因為直系同源基因，α1和α2為直系同源基因；起源于祖先基因重復事件的那些基因為旁系同源基因，α1和β1為旁系同源基因，A正確；由題干信息可知，基因重復后基因的序列發生改變，是一種突變，突變是不定向的，B正確；一般情況下，物種之間基因的DNA序列的相似程度越高，其親緣關系就越近，C正確；達爾文自然選擇學說沒有對遺傳和變異的本質進行合理解釋，D錯誤。
15．螺旋蛆蠅是家畜的毀滅性寄生物，在實驗室里對兩組個體數相同的螺旋蛆蠅進行不同的處理：一組使用殺蟲劑，另一組使用電離輻射促使雄性不育。實驗結果如圖所示，請回答下列有關問題：
(1)用殺蟲劑處理，可使種群中的個體數在短時間內迅速減少，但從處理后的第2世代的個體數又逐漸回升了，其原因是螺旋蛆蠅中存在著____________類型，而殺蟲劑起了____________，選擇出了耐藥個體，經過逐代______，耐藥變異特性得以逐代積累加強，就逐漸形成了耐藥新品種，而使殺蟲劑失效。
(2)用電離輻射促使雄性不育的方法，在遺傳學上叫____________，用這種方法最終能達到理想效果，但需要較長時間，其原因是______________很低，需要在幾代中反復進行，才能使________________的數量逐漸增多。
(3)實驗結果表明，使用______________________的方法消滅螺旋蛆蠅的效果較好。
解析：(1)在自然界中，生物個體既能保持親本的遺傳性狀，又會出現變異，出現有利變異的個體能夠適應環境，從而被保留下來，并將這些變異遺傳下去，出現不利變異的個體則容易被淘汰。經過長期的自然選擇，微小的有利變異得到積累而成為顯著的有利變異，從而產生了適應特定環境的生物新類型。則用殺蟲劑處理后從第2世代螺旋蛆蠅的個體數又逐漸回升，其原因是螺旋蛆蠅中存在著耐藥變異類型，而殺蟲劑起了選擇作用，經過逐代選擇，耐藥變異特性得以逐代積累，逐漸形成耐藥新品種。(2)用電離輻射促使雄性不育的方法在遺傳學上叫人工誘變，人工誘變能夠提高變異的頻率，創造人類需要的變異類型，但人工誘變產生的有利變異個體往往不多，需要在幾代中反復進行，才能使有利變異個體的數量逐漸增多。(3)分析題圖可知，用電離輻射促使雄性不育的實驗組導致種群個體數低，不反彈，消滅螺旋蛆蠅的效果較好。
答案：(1)耐藥變異　選擇作用　選擇　(2)人工誘變　有利變異突變率　有利變異個體(或雄性不育個體)　(3)電離輻射促使雄性不育

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