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备战2025届新高考生物一轮总复习第7单元生物的变异和进化第29讲生物的进化课件
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这是一份备战2025届新高考生物一轮总复习第7单元生物的变异和进化第29讲生物的进化课件，共60页。PPT课件主要包含了素养目标，共同祖先，沉积岩，形态和结构，胚胎的形成，发育过程，生长和繁殖，物质基础和结构基础，DNA和蛋白质，共同的原始祖先等内容，欢迎下载使用。
考点一 生物有共同祖先的证据、自然选择与适应的形成
1.达尔文的生物进化论的主要组成(1)共同由来学说指出地球上所有的生物都是由原始的 进化来的。 (2)自然选择学说揭示了生物进化的机制,解释了 的形成和 形成的原因。
2.生物有共同祖先的证据地层中陈列的证据——化石
3.适应是自然选择的结果(1)拉马克的进化学说
(2)达尔文自然选择学说
考向一 借助生物有共同祖先的证据,考查生命观念1.科学家用“免疫距离法”估算人类与大猿的进化分歧时间,该方法的原理是:进化过程中蛋白质中的氨基酸发生替换,随着蛋白质积累分歧,抗体结合的程度下降,蛋白质亲和度改变的大小可以作为“进化时钟”。下列相关叙述不正确的是( )A.可通过检测人类血红蛋白抗体与大猿血红蛋白结合程度判断二者亲缘关系的远近B.用“免疫距离法”确定人类最近的亲缘物种要比形态学和解剖学方法更加精确C.DNA是遗传信息的储存库,“免疫距离法”可直接检测人类与大猿的基因组差异D.除了免疫距离法,化石中14C和12C的比例也可以作为研究进化的“地质时钟”
解析 免疫距离法认为进化过程中蛋白质中的氨基酸发生替换,随着蛋白质积累分歧,抗体结合的程度下降,可通过检测人类血红蛋白抗体与大猿血红蛋白结合程度判断二者亲缘关系的远近,A项正确;用“免疫距离法”确定人类最近的亲缘物种属于分子水平,要比形态学和解剖学方法更加精确,B项正确;DNA是遗传信息的储存库,免疫距离法可直接检测人类与大猿的蛋白质差异,C项错误;测定化石中14C和12C的比例,可以知道化石中的一些生物所生存的年代,可以作为研究进化的“地质时钟”,D项正确。
2.2022年诺贝尔生理学或医学奖授予瑞典科学家斯万特·帕博,表彰他对已灭绝人类基因组和人类进化发现方面的贡献。斯万特·帕博先后从化石中提取到了尼安德特人(约100万年前走出非洲的一种已灭绝的古人类)的线粒体DNA和核DNA进行测序,最后绘制了尼安德特人的基因组草图。研究发现,生活在非洲之外的现代人体内都有1%~4%的尼安德特人基因。下列相关叙述错误的是( )A.从化石中提取尼安德特人的DNA时要排除来自微生物或操作者的DNA的干扰B.线粒体DNA只来自母亲且比核DNA小得多,更容易进行测序分析C.生活在非洲的现代人不具有尼安德特人基因,说明二者没有共同的祖先D.生活在非洲之外的现代人的直系祖先曾经和尼安德特人发生过基因交流
解析 绘制尼安德特人的基因组草图时,为了减小误差,提取尼安德特人的DNA时要排除来自微生物或操作者的DNA的干扰,A项正确;线粒体DNA比核DNA小得多,且只来自母亲,因此更容易进行测序分析,B项正确;生活在非洲的现代人和尼安德特人都是由直立人演化而来的,二者有共同的祖先,C项错误;“生活在非洲之外的现代人体内都有1%~4%的尼安德特人基因”,说明生活在非洲之外的现代人的直系祖先曾经和尼安德特人发生过基因交流,D项正确。
考向二 结合自然选择与适应的形成,考查生命观念3.(2023·海南卷)某学者按选择结果将自然选择分为三种类型,即稳定选择、定向选择和分裂选择,如图。横坐标是按一定顺序排布的种群个体表型特征,纵坐标是表型频率,阴影区是环境压力作用的区域。下列有关叙述错误的是( )A.三种类型的选择对种群基因频率变化的影响是随机的B.稳定选择有利于表型频率高的个体C.定向选择的结果是使种群表型均值发生偏移D.分裂选择对表型频率高的个体不利,使其表型频率降低
解析 三种类型的选择都是自然选择,自然选择对种群基因频率的影响是固定的,都使种群基因频率发生定向的改变,A项错误;根据图示信息,稳定选择淘汰了表型频率低的个体,有利于表型频率高的个体,B项正确;根据图示信息,定向选择是在一个方向上改变了种群某些表型特征的频率曲线,使个体偏离平均值,C项正确;分裂选择淘汰了表型频率高的个体,使其频率下降,D项正确。
4.适应的形成离不开生物的遗传和变异及其与环境的相互作用。生物在遗传中会受各种因素的影响产生不同类型的变异,然后环境从中选择与之相适应的变异类型。下列有关适应的描述,错误的是( )A.环境决定生物进化的方向,适应是环境对生物进行定向选择的结果B.群体中出现的各种变异均会赋予种群生存和繁殖的优势,提高环境适应性C.可遗传的有利变异逐代积累和环境的定向选择是适应性生物新类型形成的必要条件D.适应不仅指生物的形态结构对环境的适应,也包括生物的功能对环境的适应
解析 环境的定向选择作用决定着生物进化的方向,适应是环境对生物进行定向选择的结果,A项正确;生物的变异是不定向,其变异的结果对生物的生存可能是有利的,也有可能是不利的,并不是所有变异均会赋予种群生存和繁殖的优势,B项错误;在一定环境的选择作用下,可遗传的有利变异会赋予某些个体生存和繁殖的优势,经过代代繁殖,群体中这样的个体就会越来越多,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,C项正确;适应不仅是指生物的形态结构适于完成一定的功能,还包括生物的形态结构及其功能适于该生物在一定环境中生存和繁殖,D项正确。
考点二 种群基因组成的变化与物种的形成
1.种群基因组成的变化(1)种群概念:生活在一定区域的 生物 的集合。 (2)基因库:一个种群中 个体所含有的 基因。
(4)自然选择对种群基因频率变化的影响
2.隔离在物种形成中的作用(1)隔离
(2)新物种形成的一般过程
3.探究抗生素对细菌的选择作用(1)实验原理:一般情况下,一定浓度的抗生素会杀死细菌,但变异的细菌可能产生 。在实验室连续培养细菌时,如果向培养基中添加抗生素, 有可能存活下来。
(3)注意事项:实验结束后,应将耐药菌、培养基、纸片等进行高温灭菌处理,防止对环境造成污染。链高考·前挂后连(1)经自然选择,同一物种的不同种群的基因库会发生相同的变化。[2021·浙江卷]( )(2)人工选择可以培育新品种,自然选择不能形成新物种。[2021·浙江卷]( )
1.归纳物种形成的三大模式
2.物种形成与生物进化的比较
练思维·考教衔接[根据2009上海卷情境设计]回答下列有关生物进化的问题。(1)图1表示小岛上蜥蜴进化的基本过程,X、Y、Z表示生物进化中的基本环节。X、Y分别是 、 。 (2)该小岛上的蜥蜴原种由许多个体组成,这些个体的总和称为 ,这是生物进化的 。 (3)该小岛上能进行生殖的所有蜥蜴个体含有的全部基因,称为蜥蜴的 。
(4)小岛上蜥蜴原种的脚趾逐渐出现两种性状,W代表蜥蜴脚趾的分趾基因;w代表联趾(趾间有蹼)基因。图2表示这两种性状比例变化的过程。
①由于蜥蜴过度繁殖,导致 加剧。 ②小岛上食物短缺,联趾蜥蜴个体比例反而逐渐上升,其原因可能是 。 联趾型个体趾间有蹼,适于游泳,可以从水中获取食物。因此,在岛上食物短缺时,联趾个体的生存和繁殖机会较多③图2所示的过程说明,自然环境的变化引起不同性状蜥蜴的比例发生变化,其本质是因为蜥蜴群体内的 发生了改变。
生存斗争(或种内竞争)
考向一 结合种群基因组成的变化,考查进化与适应观1.(2023·湖北卷)现有甲、乙两种牵牛花,花冠的颜色由基因A、a控制。含A基因的牵牛花开紫花,不含A基因的牵牛花开白花。甲开白花,释放的挥发物质多,主要靠蛾类传粉;乙开紫花,释放的挥发物质少,主要靠蜂类传粉。若将A基因转入甲,其花颜色由白变紫,其他性状不变,但对蛾类的吸引下降,对蜂类的吸引增强。根据上述材料,下列叙述正确的是( )A.甲、乙两种牵牛花传粉昆虫的差异,对维持两物种生殖隔离具有重要作用B.在蛾类多而蜂类少的环境下,甲有选择优势,A 基因突变加快C.将A基因引入甲植物种群后,甲植物种群的基因库未发生改变D.甲释放的挥发物是吸引蛾类传粉的决定性因素
解析 甲和乙两种牵牛花分别依赖蛾类和蜂类进行传粉,这种传粉方式的差异有助于维持两个物种的生殖隔离,A项正确;基因突变容易受物理因素(如射线)、化学因素(如某些化学物质)以及病毒等因素的影响,与选择作用无关,B项错误;将A基因引入甲植物种群后,甲植物种群的基因库发生了改变,因为现在有一部分甲植物携带了A基因,C项错误;根据题干可知,若将A基因转入甲,其花颜色由白变紫,其他性状不变,但对蛾类的吸引下降,说明花颜色是吸引蛾类传粉的决定性因素,D项错误。
2.(2023·广东广州一模)农业害虫二化螟的种群数量在不同季节有很大差异,春夏季大量繁殖,到了冬季由于寒冷等原因而大量死亡,仅有少数个体能存活下来,如下图所示(抗药性为隐性突变)。第二年春,二化螟的种群数量因存活的少量个体繁殖而恢复。下列叙述错误的是( )A.突变是不定向的,因此抗药基因在使用杀虫剂前已经存在B.若过程中未发生基因突变,第二年夏天该二化螟种群的抗药基因频率为0C.图示中抗药性基因的频率变化,不能说明抗药性状不利于二化螟生存D.该现象表明,在自然界中抗药性的个体的存留具有一定偶然性
解析 突变是随机的、不定向的,因此抗药基因在使用杀虫剂前已经存在,杀虫剂对抗药性起到选择作用,A项正确;据图可知,冬天保留下来的是无抗药性的个体,已知抗药性为隐性突变,若过程中未发生基因突变,无抗药性个体可能是抗药基因的携带者,第二年夏天该二化螟种群的抗药基因频率不一定为0,B项错误;冬季二化螟大量死亡是由寒冷环境引起的,无法判断是否与抗药性有关,图示中抗药性基因的频率变化,不能说明抗药性状不利于二化螟生存,C项正确;图中冬天保留下来的都是无抗药性的个体,该现象表明,在自然界中抗药性的个体的存留具有一定偶然性,D项正确。
考向二 围绕隔离与物种形成,考查科学思维3.(2022·湖南卷)稻蝗属的三个近缘物种①日本稻蝗、②中华稻蝗台湾亚种和③小翅稻蝗中,①与②、①与③的分布区域有重叠,②与③的分布区域不重叠。为探究它们之间的生殖隔离机制,进行了种间交配实验,结果如表所示。
注:精子传送率是指受精囊中有精子的雌虫占确认交配雌虫的百分比。
下列叙述错误的是( )A.实验结果表明近缘物种之间也可进行交配B.生殖隔离与物种的分布区域是否重叠无关C.隔离是物种形成的必要条件D.②和③之间可进行基因交流
解析 由实验结果中的交配率可知,稻蝗属的三个近缘物种之间也可进行交配,A项正确;①与②、①与③存在生殖隔离,但它们的分布区域有重叠,而②与③之间不存在生殖隔离,但分布区域不重叠,说明生殖隔离与物种的分布区域是否重叠无关,B项正确;现代生物进化理论认为,隔离是物种形成的必要条件,C项正确;②和③之间存在地理隔离,不能进行基因交流,D项错误。
考向三 围绕探究抗生素对细菌的选择作用,考查科学探究能力4.抗菌药物在人类和动物中的过量和不正确使用,导致越来越多病原体的耐药性不断增强。某类抗生素在某医院住院患者中的人均使用量,以及从患者体内分离得到的某种细菌对该抗生素的耐药率变化如图所示。
下列叙述正确的是( )A.抗生素的使用是导致细菌耐药性出现的根本原因B.细菌的耐药率与抗生素使用量之间呈负相关C.从2017~2020年,该细菌的基因库一直在变化D.使用不同的抗生素可以避免细菌耐药性的出现
解析 细菌的耐药性在抗生素使用之前已经存在,A项错误;据图分析可知,随着抗生素人均使用量增多和使用时间的延长,某种细菌对该类抗生素的耐药率升高,说明细菌的耐药率与抗生素使用量之间呈正相关,B项错误;种群的基因库是指种群中所有个体所含有的全部基因,从2017~2020年,该细菌对该类抗生素的耐药率增高,说明该细菌的基因库一直在变化,C项正确;耐药菌的产生是变异(基因突变)的结果,基因突变是随机的,使用不同的抗生素不能避免细菌耐药性的出现,D项错误。
考点三 协同进化与生物多样性的形成
1.协同进化(1)概念不同 之间、 之间在相互影响中不断进化和发展。 (2)原因生物与生物之间的相互选择和生物与 之间的相互影响。
(3)协同进化的实例
2.生物多样性(1)生物多样性各层次间的关系生物多样性主要包括 多样性、 多样性和 多样性三个层次,三个层次之间的关系可以用如图的形式描述:
(2)生物多样性形成的原因分析①从分子水平看:
②从进化角度看:物种多样性与生态系统多样性主要是生物的 变异与 选择在进化过程中共同作用的结果。
3.生物进化理论在发展
考向 围绕协同进化与生物多样性的形成,考查进化与适应观1.紫花苜蓿是典型的异花受粉植物,种子的产生依赖蜜蜂等昆虫传粉。研究发现传粉昆虫的访花行为与花的形态特征和花蜜报酬关系密切,我国紫花苜蓿品种由张骞从西域引入,在西域时,紫花苜蓿通过美国的黑彩带蜂传播花粉,引入我国若干年后,其传粉者逐渐转变为中华蜜蜂,进一步研究发现,不同种类蜂的传粉频率和效率存在显著差异。
下列分析正确的是( )A.紫花苜蓿花的形态和花蜜品质有关基因频率的改变不可能与传粉动物变换有关B.紫花苜蓿花的形态特征的变化,是不同种紫花苜蓿形成的必要条件C.紫花苜蓿与传粉昆虫之间在相互影响下不断进化和发展,体现了协同进化D.我国紫花苜蓿与西域紫花苜蓿能杂交产生可育后代,说明两者基因库完全相同
解析 传粉昆虫变换会对紫花苜蓿种群中花的形态和花蜜进行选择,从而影响紫花苜蓿种群中花的形态和花蜜品质有关基因频率的改变,A项错误;物种形成的必要条件是隔离,因此不同紫花苜蓿形成的必要条件是隔离,而不是紫花苜蓿花的形态特征的变化,B项错误;紫花苜蓿与传粉昆虫为两个物种,紫花苜蓿与传粉昆虫之间在相互影响下不断进化和发展,体现了协同进化,C项正确;我国紫花苜蓿与西域紫花苜蓿能够相互杂交产生可育后代,说明两者仍属于同一物种,但不能说明两者基因库完全相同,D项错误。
2.2023年4月,习近平总书记在湛江市考察国家863计划项目海水养殖种子工程南方基地。南美白对虾是一种重要海产经济虾类。为获得更大收益,养殖户不断筛选生长更快的品种,但因苗种来源范围小、近亲繁殖普遍,种质退化现象较严重,人工养殖种群的遗传多样性低于野生种群。下列有关叙述错误是( )A.生长更快的南美白对虾养殖品种,是人工选择的结果B.如果人工种群个体持续大量地逃逸到野外,会增加野生种群的遗传多样性C.野生种群和人工种群的基因库不同D.近亲繁殖会使隐性致病基因的纯合个体增加
解析 为获得更大收益,养殖户不断筛选生长更快的品种,是为培养适合人类需要的生物品种,属于人工选择,A项正确;遗传多样性的本质是遗传变异,人工种群大量逃逸到野外,不一定使野生种群遗传多样性发生改变,B项错误;人工养殖种群的遗传多样性低于野生种群,两个种群的基因库不同,C项正确;近亲繁殖能够使隐性致病基因的纯合个体增加,D项正确。
1.(2023·浙江卷)浙江浦江县上山村发现了距今1万年的稻作遗址,证明我国先民在1万年前就开始了野生稻驯化。经过长期驯化和改良,现代稻产量不断提高。尤其是袁隆平院士团队培育成的超级杂交稻品种,创造了水稻高产新纪录,为我国粮食安全作出杰出贡献。下列叙述正确的是( )A.自然选择在水稻驯化过程中起主导作用B.现代稻的基因库与野生稻的基因库完全相同C.驯化形成的现代稻保留了野生稻的各种性状D.超级杂交稻品种的培育主要利用基因重组原理
解析 水稻的驯化过程是选择对人类的生产生活有利的变异类型,淘汰不利变异,该过程属于人工选择,是野生稻不断进化的过程,种群基因库发生了改变,A、B、C三项错误。超级杂交稻品种的培育借助杂交育种,该过程的原理主要是基因重组,D项正确。
2.(2023·浙江卷)不同物种体内会存在相同功能的蛋白质,编码该类蛋白质的DNA序列以大致恒定的速率发生变异。猩猩、大猩猩、黑猩猩和人体内编码某种蛋白质的同源DNA序列比对结果如下表,表中数据表示DNA序列比对碱基相同的百分率。下列叙述错误的是( )A.表中数据为生物进化提供了分子水平的证据B.猩猩出现的时间早于大猩猩、黑猩猩C.人类、黑猩猩、大猩猩和猩猩具有共同的祖先D.黑猩猩和大猩猩的亲缘关系比黑猩猩与猩猩的亲缘关系远
解析 表中数据研究的是不同生物某种蛋白质的同源DNA序列的相似度,属于生物进化方面的分子水平证据,A项正确;四种生物中,人类出现的时间最晚,猩猩与人类同种蛋白质同源DNA序列的相似度低于大猩猩和黑猩猩,且已知编码蛋白质的DNA序列以大致恒定的速率发生变异,因而推测,猩猩出现的时间早于大猩猩、黑猩猩,B项正确;猩猩、大猩猩、黑猩猩和人体内编码某种蛋白质的同源DNA序列具有相似性,说明人类、黑猩猩、大猩猩和猩猩具有共同的祖先,C项正确;不同生物同种蛋白质相关DNA序列的相似度越高,说明亲缘关系越近,由表中数据可知,黑猩猩和大猩猩的亲缘关系比黑猩猩与猩猩的亲缘关系近,D项错误。
3.(2022·辽宁卷)下列关于生物进化和生物多样性的叙述,错误的是( )A.通过杂交育种技术培育出许多水稻新品种,增加了水稻的遗传多样性B.人类与黑猩猩基因组序列高度相似,说明人类从黑猩猩进化而来C.新物种的形成意味着生物类型和适应方式的增多D.生物之间既相互依存又相互制约,生物多样性是协同进化的结果
解析 通过杂交育种技术培育出许多水稻新品种,增加了水稻的基因型,即增加了水稻的遗传多样性,A项正确;黑猩猩与人类在基因上的相似程度达到96%以上,只能表明人类和黑猩猩有较近的亲缘关系,由于客观环境因素的改变,黑猩猩不能进化成人类,B项错误;新物种形成意味着生物能够以新的方式适应环境,为其发展奠定了基础,所以生物类型和适应方式增多,C项正确;生物与生物之间有密切联系,它们在长期生存与发展的过程中,形成了相互依赖、相互制约的关系,生物多样性是协同进化的结果,D项正确。
4.(2021·福建卷)物种甲和物种乙为二倍体植物。甲生活在阳光充足的悬崖顶,乙生活在悬崖底的林荫里。在某些山地坡度和缓的地方,甲和乙分别沿着斜坡向下和向上扩展,在斜坡上相遇并杂交产生丙。若丙不能产生子代,则下列叙述错误的是( )A.甲和乙仍然存在生殖隔离B.甲种群基因频率的改变说明甲发生了进化C.甲、乙向斜坡的扩展可能与环境变化有关D.甲、乙、丙含有的基因共同构成一个种群的基因库
解析 生殖隔离是指不同物种之间一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能产生可育的后代,结合题意可知,甲、乙杂交产生丙,若丙不能产生子代,则符合生殖隔离定义,A项正确;进化的实质是种群基因频率的改变,B项正确;甲、乙向斜坡的扩展可能与环境变化有关,比如阳光照射范围的变化,C项正确;由题意可知,甲、乙属于不同物种,不属于同一个种群,D项错误。
5.(2021·河北卷)雄性缝蝇的求偶方式有:①向雌蝇提供食物;②用丝缕简单缠绕食物后送给雌蝇;③把食物裹成丝球送给雌蝇;④仅送一个空丝球给雌蝇。以上四种方式都能求偶成功。下列叙述错误的是( )A.求偶时提供食物给雌蝇有利于其繁殖,是一种适应性行为B.④是一种仪式化行为,对缝蝇繁殖失去进化意义C.③是雌蝇对雄蝇长期选择的结果D.④可能由③进化而来
解析 求偶时提供食物给雌蝇是一种适应性行为,A项正确;④仅送一个空丝球给雌蝇,也是一种适应,对缝蝇繁殖也有进化意义,B项错误;③是雌蝇对雄蝇长期选择的结果,④可能由③进化而来,C、D两项正确。
6.(2021·广东卷)孔雀鱼雄鱼的鱼身具有艳丽的斑点,斑点数量多的雄鱼有更多机会繁殖后代,但也容易受到天敌的捕食。关于种群中雄鱼的平均斑点数量,下列推测错误的是( )A.缺少天敌,斑点数量可能会增多B.引入天敌,斑点数量可能会减少C.天敌存在与否决定斑点数量相关基因的变异方向D.自然环境中,斑点数量增减对雄鱼既有利也有弊
解析 变异是普遍存在的,自然选择决定生物进化的方向,而不是变异的方向,C项错误。
1.(必修2第119页小字内容)“收割理论”认为:捕食者往往捕食个体数量____的物种,这样就会避免____________________________________________ ,为其他物种的形成腾出空间。捕食者的存在有利于 。 2.(必修2第111页“思考·讨论”)在种群足够大、没有突变发生、种群之间不存在个体的迁移或基因交流、没有自然选择的情况下,自交和自由交配对基因(型)频率分别有什么影响?提示 自交多代,后代基因频率不变,基因型频率改变。自由交配的种群,基因频率和基因型频率均不变
出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势
考点一 生物有共同祖先的证据、自然选择与适应的形成
1.达尔文的生物进化论的主要组成(1)共同由来学说指出地球上所有的生物都是由原始的 进化来的。 (2)自然选择学说揭示了生物进化的机制,解释了 的形成和 形成的原因。
2.生物有共同祖先的证据地层中陈列的证据——化石
3.适应是自然选择的结果(1)拉马克的进化学说
(2)达尔文自然选择学说
考向一 借助生物有共同祖先的证据,考查生命观念1.科学家用“免疫距离法”估算人类与大猿的进化分歧时间,该方法的原理是:进化过程中蛋白质中的氨基酸发生替换,随着蛋白质积累分歧,抗体结合的程度下降,蛋白质亲和度改变的大小可以作为“进化时钟”。下列相关叙述不正确的是( )A.可通过检测人类血红蛋白抗体与大猿血红蛋白结合程度判断二者亲缘关系的远近B.用“免疫距离法”确定人类最近的亲缘物种要比形态学和解剖学方法更加精确C.DNA是遗传信息的储存库,“免疫距离法”可直接检测人类与大猿的基因组差异D.除了免疫距离法,化石中14C和12C的比例也可以作为研究进化的“地质时钟”
解析 免疫距离法认为进化过程中蛋白质中的氨基酸发生替换,随着蛋白质积累分歧,抗体结合的程度下降,可通过检测人类血红蛋白抗体与大猿血红蛋白结合程度判断二者亲缘关系的远近,A项正确;用“免疫距离法”确定人类最近的亲缘物种属于分子水平,要比形态学和解剖学方法更加精确,B项正确;DNA是遗传信息的储存库,免疫距离法可直接检测人类与大猿的蛋白质差异,C项错误;测定化石中14C和12C的比例,可以知道化石中的一些生物所生存的年代,可以作为研究进化的“地质时钟”,D项正确。
2.2022年诺贝尔生理学或医学奖授予瑞典科学家斯万特·帕博,表彰他对已灭绝人类基因组和人类进化发现方面的贡献。斯万特·帕博先后从化石中提取到了尼安德特人(约100万年前走出非洲的一种已灭绝的古人类)的线粒体DNA和核DNA进行测序,最后绘制了尼安德特人的基因组草图。研究发现,生活在非洲之外的现代人体内都有1%~4%的尼安德特人基因。下列相关叙述错误的是( )A.从化石中提取尼安德特人的DNA时要排除来自微生物或操作者的DNA的干扰B.线粒体DNA只来自母亲且比核DNA小得多,更容易进行测序分析C.生活在非洲的现代人不具有尼安德特人基因,说明二者没有共同的祖先D.生活在非洲之外的现代人的直系祖先曾经和尼安德特人发生过基因交流
解析 绘制尼安德特人的基因组草图时,为了减小误差,提取尼安德特人的DNA时要排除来自微生物或操作者的DNA的干扰,A项正确;线粒体DNA比核DNA小得多,且只来自母亲,因此更容易进行测序分析,B项正确;生活在非洲的现代人和尼安德特人都是由直立人演化而来的,二者有共同的祖先,C项错误;“生活在非洲之外的现代人体内都有1%~4%的尼安德特人基因”,说明生活在非洲之外的现代人的直系祖先曾经和尼安德特人发生过基因交流,D项正确。
考向二 结合自然选择与适应的形成,考查生命观念3.(2023·海南卷)某学者按选择结果将自然选择分为三种类型,即稳定选择、定向选择和分裂选择,如图。横坐标是按一定顺序排布的种群个体表型特征,纵坐标是表型频率,阴影区是环境压力作用的区域。下列有关叙述错误的是( )A.三种类型的选择对种群基因频率变化的影响是随机的B.稳定选择有利于表型频率高的个体C.定向选择的结果是使种群表型均值发生偏移D.分裂选择对表型频率高的个体不利,使其表型频率降低
解析 三种类型的选择都是自然选择,自然选择对种群基因频率的影响是固定的,都使种群基因频率发生定向的改变,A项错误;根据图示信息,稳定选择淘汰了表型频率低的个体,有利于表型频率高的个体,B项正确;根据图示信息,定向选择是在一个方向上改变了种群某些表型特征的频率曲线,使个体偏离平均值,C项正确;分裂选择淘汰了表型频率高的个体,使其频率下降,D项正确。
4.适应的形成离不开生物的遗传和变异及其与环境的相互作用。生物在遗传中会受各种因素的影响产生不同类型的变异,然后环境从中选择与之相适应的变异类型。下列有关适应的描述,错误的是( )A.环境决定生物进化的方向,适应是环境对生物进行定向选择的结果B.群体中出现的各种变异均会赋予种群生存和繁殖的优势,提高环境适应性C.可遗传的有利变异逐代积累和环境的定向选择是适应性生物新类型形成的必要条件D.适应不仅指生物的形态结构对环境的适应,也包括生物的功能对环境的适应
解析 环境的定向选择作用决定着生物进化的方向,适应是环境对生物进行定向选择的结果,A项正确;生物的变异是不定向,其变异的结果对生物的生存可能是有利的,也有可能是不利的,并不是所有变异均会赋予种群生存和繁殖的优势,B项错误;在一定环境的选择作用下,可遗传的有利变异会赋予某些个体生存和繁殖的优势,经过代代繁殖,群体中这样的个体就会越来越多,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,C项正确;适应不仅是指生物的形态结构适于完成一定的功能,还包括生物的形态结构及其功能适于该生物在一定环境中生存和繁殖,D项正确。
考点二 种群基因组成的变化与物种的形成
1.种群基因组成的变化(1)种群概念:生活在一定区域的 生物 的集合。 (2)基因库:一个种群中 个体所含有的 基因。
(4)自然选择对种群基因频率变化的影响
2.隔离在物种形成中的作用(1)隔离
(2)新物种形成的一般过程
3.探究抗生素对细菌的选择作用(1)实验原理:一般情况下,一定浓度的抗生素会杀死细菌,但变异的细菌可能产生 。在实验室连续培养细菌时,如果向培养基中添加抗生素, 有可能存活下来。
(3)注意事项:实验结束后,应将耐药菌、培养基、纸片等进行高温灭菌处理,防止对环境造成污染。链高考·前挂后连(1)经自然选择,同一物种的不同种群的基因库会发生相同的变化。[2021·浙江卷]( )(2)人工选择可以培育新品种,自然选择不能形成新物种。[2021·浙江卷]( )
1.归纳物种形成的三大模式
2.物种形成与生物进化的比较
练思维·考教衔接[根据2009上海卷情境设计]回答下列有关生物进化的问题。(1)图1表示小岛上蜥蜴进化的基本过程,X、Y、Z表示生物进化中的基本环节。X、Y分别是 、 。 (2)该小岛上的蜥蜴原种由许多个体组成,这些个体的总和称为 ,这是生物进化的 。 (3)该小岛上能进行生殖的所有蜥蜴个体含有的全部基因,称为蜥蜴的 。
(4)小岛上蜥蜴原种的脚趾逐渐出现两种性状,W代表蜥蜴脚趾的分趾基因;w代表联趾(趾间有蹼)基因。图2表示这两种性状比例变化的过程。
①由于蜥蜴过度繁殖,导致 加剧。 ②小岛上食物短缺,联趾蜥蜴个体比例反而逐渐上升,其原因可能是 。 联趾型个体趾间有蹼,适于游泳,可以从水中获取食物。因此,在岛上食物短缺时,联趾个体的生存和繁殖机会较多③图2所示的过程说明,自然环境的变化引起不同性状蜥蜴的比例发生变化,其本质是因为蜥蜴群体内的 发生了改变。
生存斗争(或种内竞争)
考向一 结合种群基因组成的变化,考查进化与适应观1.(2023·湖北卷)现有甲、乙两种牵牛花,花冠的颜色由基因A、a控制。含A基因的牵牛花开紫花,不含A基因的牵牛花开白花。甲开白花,释放的挥发物质多,主要靠蛾类传粉;乙开紫花,释放的挥发物质少,主要靠蜂类传粉。若将A基因转入甲,其花颜色由白变紫,其他性状不变,但对蛾类的吸引下降,对蜂类的吸引增强。根据上述材料,下列叙述正确的是( )A.甲、乙两种牵牛花传粉昆虫的差异,对维持两物种生殖隔离具有重要作用B.在蛾类多而蜂类少的环境下,甲有选择优势,A 基因突变加快C.将A基因引入甲植物种群后,甲植物种群的基因库未发生改变D.甲释放的挥发物是吸引蛾类传粉的决定性因素
解析 甲和乙两种牵牛花分别依赖蛾类和蜂类进行传粉,这种传粉方式的差异有助于维持两个物种的生殖隔离,A项正确;基因突变容易受物理因素(如射线)、化学因素(如某些化学物质)以及病毒等因素的影响,与选择作用无关,B项错误;将A基因引入甲植物种群后,甲植物种群的基因库发生了改变,因为现在有一部分甲植物携带了A基因,C项错误;根据题干可知,若将A基因转入甲,其花颜色由白变紫,其他性状不变,但对蛾类的吸引下降,说明花颜色是吸引蛾类传粉的决定性因素,D项错误。
2.(2023·广东广州一模)农业害虫二化螟的种群数量在不同季节有很大差异,春夏季大量繁殖,到了冬季由于寒冷等原因而大量死亡,仅有少数个体能存活下来,如下图所示(抗药性为隐性突变)。第二年春,二化螟的种群数量因存活的少量个体繁殖而恢复。下列叙述错误的是( )A.突变是不定向的,因此抗药基因在使用杀虫剂前已经存在B.若过程中未发生基因突变,第二年夏天该二化螟种群的抗药基因频率为0C.图示中抗药性基因的频率变化,不能说明抗药性状不利于二化螟生存D.该现象表明,在自然界中抗药性的个体的存留具有一定偶然性
解析 突变是随机的、不定向的,因此抗药基因在使用杀虫剂前已经存在,杀虫剂对抗药性起到选择作用,A项正确;据图可知,冬天保留下来的是无抗药性的个体,已知抗药性为隐性突变,若过程中未发生基因突变,无抗药性个体可能是抗药基因的携带者,第二年夏天该二化螟种群的抗药基因频率不一定为0,B项错误;冬季二化螟大量死亡是由寒冷环境引起的,无法判断是否与抗药性有关,图示中抗药性基因的频率变化,不能说明抗药性状不利于二化螟生存,C项正确;图中冬天保留下来的都是无抗药性的个体,该现象表明,在自然界中抗药性的个体的存留具有一定偶然性,D项正确。
考向二 围绕隔离与物种形成,考查科学思维3.(2022·湖南卷)稻蝗属的三个近缘物种①日本稻蝗、②中华稻蝗台湾亚种和③小翅稻蝗中,①与②、①与③的分布区域有重叠,②与③的分布区域不重叠。为探究它们之间的生殖隔离机制,进行了种间交配实验,结果如表所示。
注:精子传送率是指受精囊中有精子的雌虫占确认交配雌虫的百分比。
下列叙述错误的是( )A.实验结果表明近缘物种之间也可进行交配B.生殖隔离与物种的分布区域是否重叠无关C.隔离是物种形成的必要条件D.②和③之间可进行基因交流
解析 由实验结果中的交配率可知,稻蝗属的三个近缘物种之间也可进行交配,A项正确;①与②、①与③存在生殖隔离,但它们的分布区域有重叠,而②与③之间不存在生殖隔离,但分布区域不重叠,说明生殖隔离与物种的分布区域是否重叠无关,B项正确;现代生物进化理论认为,隔离是物种形成的必要条件,C项正确;②和③之间存在地理隔离,不能进行基因交流,D项错误。
考向三 围绕探究抗生素对细菌的选择作用,考查科学探究能力4.抗菌药物在人类和动物中的过量和不正确使用,导致越来越多病原体的耐药性不断增强。某类抗生素在某医院住院患者中的人均使用量,以及从患者体内分离得到的某种细菌对该抗生素的耐药率变化如图所示。
下列叙述正确的是( )A.抗生素的使用是导致细菌耐药性出现的根本原因B.细菌的耐药率与抗生素使用量之间呈负相关C.从2017~2020年,该细菌的基因库一直在变化D.使用不同的抗生素可以避免细菌耐药性的出现
解析 细菌的耐药性在抗生素使用之前已经存在,A项错误;据图分析可知,随着抗生素人均使用量增多和使用时间的延长,某种细菌对该类抗生素的耐药率升高,说明细菌的耐药率与抗生素使用量之间呈正相关,B项错误;种群的基因库是指种群中所有个体所含有的全部基因,从2017~2020年,该细菌对该类抗生素的耐药率增高,说明该细菌的基因库一直在变化,C项正确;耐药菌的产生是变异(基因突变)的结果,基因突变是随机的,使用不同的抗生素不能避免细菌耐药性的出现,D项错误。
考点三 协同进化与生物多样性的形成
1.协同进化(1)概念不同 之间、 之间在相互影响中不断进化和发展。 (2)原因生物与生物之间的相互选择和生物与 之间的相互影响。
(3)协同进化的实例
2.生物多样性(1)生物多样性各层次间的关系生物多样性主要包括 多样性、 多样性和 多样性三个层次,三个层次之间的关系可以用如图的形式描述:
(2)生物多样性形成的原因分析①从分子水平看:
②从进化角度看:物种多样性与生态系统多样性主要是生物的 变异与 选择在进化过程中共同作用的结果。
3.生物进化理论在发展
考向 围绕协同进化与生物多样性的形成,考查进化与适应观1.紫花苜蓿是典型的异花受粉植物,种子的产生依赖蜜蜂等昆虫传粉。研究发现传粉昆虫的访花行为与花的形态特征和花蜜报酬关系密切,我国紫花苜蓿品种由张骞从西域引入,在西域时,紫花苜蓿通过美国的黑彩带蜂传播花粉,引入我国若干年后,其传粉者逐渐转变为中华蜜蜂,进一步研究发现,不同种类蜂的传粉频率和效率存在显著差异。
下列分析正确的是( )A.紫花苜蓿花的形态和花蜜品质有关基因频率的改变不可能与传粉动物变换有关B.紫花苜蓿花的形态特征的变化,是不同种紫花苜蓿形成的必要条件C.紫花苜蓿与传粉昆虫之间在相互影响下不断进化和发展,体现了协同进化D.我国紫花苜蓿与西域紫花苜蓿能杂交产生可育后代,说明两者基因库完全相同
解析 传粉昆虫变换会对紫花苜蓿种群中花的形态和花蜜进行选择,从而影响紫花苜蓿种群中花的形态和花蜜品质有关基因频率的改变,A项错误;物种形成的必要条件是隔离,因此不同紫花苜蓿形成的必要条件是隔离,而不是紫花苜蓿花的形态特征的变化,B项错误;紫花苜蓿与传粉昆虫为两个物种,紫花苜蓿与传粉昆虫之间在相互影响下不断进化和发展,体现了协同进化,C项正确;我国紫花苜蓿与西域紫花苜蓿能够相互杂交产生可育后代,说明两者仍属于同一物种,但不能说明两者基因库完全相同,D项错误。
2.2023年4月,习近平总书记在湛江市考察国家863计划项目海水养殖种子工程南方基地。南美白对虾是一种重要海产经济虾类。为获得更大收益,养殖户不断筛选生长更快的品种,但因苗种来源范围小、近亲繁殖普遍,种质退化现象较严重,人工养殖种群的遗传多样性低于野生种群。下列有关叙述错误是( )A.生长更快的南美白对虾养殖品种,是人工选择的结果B.如果人工种群个体持续大量地逃逸到野外,会增加野生种群的遗传多样性C.野生种群和人工种群的基因库不同D.近亲繁殖会使隐性致病基因的纯合个体增加
解析 为获得更大收益,养殖户不断筛选生长更快的品种,是为培养适合人类需要的生物品种,属于人工选择,A项正确;遗传多样性的本质是遗传变异,人工种群大量逃逸到野外,不一定使野生种群遗传多样性发生改变,B项错误;人工养殖种群的遗传多样性低于野生种群,两个种群的基因库不同,C项正确;近亲繁殖能够使隐性致病基因的纯合个体增加,D项正确。
1.(2023·浙江卷)浙江浦江县上山村发现了距今1万年的稻作遗址,证明我国先民在1万年前就开始了野生稻驯化。经过长期驯化和改良,现代稻产量不断提高。尤其是袁隆平院士团队培育成的超级杂交稻品种,创造了水稻高产新纪录,为我国粮食安全作出杰出贡献。下列叙述正确的是( )A.自然选择在水稻驯化过程中起主导作用B.现代稻的基因库与野生稻的基因库完全相同C.驯化形成的现代稻保留了野生稻的各种性状D.超级杂交稻品种的培育主要利用基因重组原理
解析 水稻的驯化过程是选择对人类的生产生活有利的变异类型,淘汰不利变异,该过程属于人工选择,是野生稻不断进化的过程,种群基因库发生了改变,A、B、C三项错误。超级杂交稻品种的培育借助杂交育种,该过程的原理主要是基因重组,D项正确。
2.(2023·浙江卷)不同物种体内会存在相同功能的蛋白质,编码该类蛋白质的DNA序列以大致恒定的速率发生变异。猩猩、大猩猩、黑猩猩和人体内编码某种蛋白质的同源DNA序列比对结果如下表,表中数据表示DNA序列比对碱基相同的百分率。下列叙述错误的是( )A.表中数据为生物进化提供了分子水平的证据B.猩猩出现的时间早于大猩猩、黑猩猩C.人类、黑猩猩、大猩猩和猩猩具有共同的祖先D.黑猩猩和大猩猩的亲缘关系比黑猩猩与猩猩的亲缘关系远
解析 表中数据研究的是不同生物某种蛋白质的同源DNA序列的相似度,属于生物进化方面的分子水平证据,A项正确;四种生物中,人类出现的时间最晚,猩猩与人类同种蛋白质同源DNA序列的相似度低于大猩猩和黑猩猩,且已知编码蛋白质的DNA序列以大致恒定的速率发生变异,因而推测,猩猩出现的时间早于大猩猩、黑猩猩,B项正确;猩猩、大猩猩、黑猩猩和人体内编码某种蛋白质的同源DNA序列具有相似性,说明人类、黑猩猩、大猩猩和猩猩具有共同的祖先,C项正确;不同生物同种蛋白质相关DNA序列的相似度越高,说明亲缘关系越近,由表中数据可知,黑猩猩和大猩猩的亲缘关系比黑猩猩与猩猩的亲缘关系近,D项错误。
3.(2022·辽宁卷)下列关于生物进化和生物多样性的叙述,错误的是( )A.通过杂交育种技术培育出许多水稻新品种,增加了水稻的遗传多样性B.人类与黑猩猩基因组序列高度相似,说明人类从黑猩猩进化而来C.新物种的形成意味着生物类型和适应方式的增多D.生物之间既相互依存又相互制约,生物多样性是协同进化的结果
解析 通过杂交育种技术培育出许多水稻新品种,增加了水稻的基因型,即增加了水稻的遗传多样性,A项正确;黑猩猩与人类在基因上的相似程度达到96%以上,只能表明人类和黑猩猩有较近的亲缘关系,由于客观环境因素的改变,黑猩猩不能进化成人类,B项错误;新物种形成意味着生物能够以新的方式适应环境,为其发展奠定了基础,所以生物类型和适应方式增多,C项正确;生物与生物之间有密切联系,它们在长期生存与发展的过程中,形成了相互依赖、相互制约的关系,生物多样性是协同进化的结果,D项正确。
4.(2021·福建卷)物种甲和物种乙为二倍体植物。甲生活在阳光充足的悬崖顶,乙生活在悬崖底的林荫里。在某些山地坡度和缓的地方,甲和乙分别沿着斜坡向下和向上扩展,在斜坡上相遇并杂交产生丙。若丙不能产生子代,则下列叙述错误的是( )A.甲和乙仍然存在生殖隔离B.甲种群基因频率的改变说明甲发生了进化C.甲、乙向斜坡的扩展可能与环境变化有关D.甲、乙、丙含有的基因共同构成一个种群的基因库
解析 生殖隔离是指不同物种之间一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能产生可育的后代,结合题意可知,甲、乙杂交产生丙,若丙不能产生子代,则符合生殖隔离定义,A项正确;进化的实质是种群基因频率的改变,B项正确;甲、乙向斜坡的扩展可能与环境变化有关,比如阳光照射范围的变化,C项正确;由题意可知,甲、乙属于不同物种,不属于同一个种群,D项错误。
5.(2021·河北卷)雄性缝蝇的求偶方式有:①向雌蝇提供食物;②用丝缕简单缠绕食物后送给雌蝇;③把食物裹成丝球送给雌蝇;④仅送一个空丝球给雌蝇。以上四种方式都能求偶成功。下列叙述错误的是( )A.求偶时提供食物给雌蝇有利于其繁殖,是一种适应性行为B.④是一种仪式化行为,对缝蝇繁殖失去进化意义C.③是雌蝇对雄蝇长期选择的结果D.④可能由③进化而来
解析 求偶时提供食物给雌蝇是一种适应性行为,A项正确;④仅送一个空丝球给雌蝇,也是一种适应,对缝蝇繁殖也有进化意义,B项错误;③是雌蝇对雄蝇长期选择的结果,④可能由③进化而来,C、D两项正确。
6.(2021·广东卷)孔雀鱼雄鱼的鱼身具有艳丽的斑点,斑点数量多的雄鱼有更多机会繁殖后代,但也容易受到天敌的捕食。关于种群中雄鱼的平均斑点数量,下列推测错误的是( )A.缺少天敌,斑点数量可能会增多B.引入天敌,斑点数量可能会减少C.天敌存在与否决定斑点数量相关基因的变异方向D.自然环境中,斑点数量增减对雄鱼既有利也有弊
解析 变异是普遍存在的,自然选择决定生物进化的方向,而不是变异的方向,C项错误。
1.(必修2第119页小字内容)“收割理论”认为:捕食者往往捕食个体数量____的物种,这样就会避免____________________________________________ ,为其他物种的形成腾出空间。捕食者的存在有利于 。 2.(必修2第111页“思考·讨论”)在种群足够大、没有突变发生、种群之间不存在个体的迁移或基因交流、没有自然选择的情况下,自交和自由交配对基因(型)频率分别有什么影响?提示 自交多代,后代基因频率不变,基因型频率改变。自由交配的种群,基因频率和基因型频率均不变
出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势
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