第6章 生物的进化-备战2025年高考生物一轮复习必背知识点讲义

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第2节 自然选择与适应的形成
[必备知识]
1．达尔文的生物进化论主要由两大学说组成：共同由来学说和自然选择学说。前者指出地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的；后者揭示了生物进化的机制，解释了适应的形成和物种形成的原因。(P100)
2．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。化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。(P100)
3．已经发现的大量化石证据，证实了生物是由原始的共同祖先经过漫长的地质年代逐渐进化而来的，而且还揭示出生物由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化顺序。(P101)
4．胚胎学是指研究动植物胚胎的形成和发育过程的学科。比较不同动物以及人的胚胎发育过程，也可以看到进化的蛛丝马迹。(P103)
5．枯叶蝶在停息时，它的翅很像一片枯叶，这是枯叶蝶对环境的一种适应。同枯叶蝶一样，所有的生物都具有适应环境的特征。(P106)
6．法国博物学家拉马克彻底否定了物种不变论，提出当今所有的生物都是由更古老的生物进化来的，提出各种生物适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传。(P107)
7．达尔文提出的自然选择学说对生物的进化和适应的形成作出了合理的解释。他认为适应的来源是可遗传的变异，适应是自然选择的结果。它揭示了生物界的统一性是由于所有的生物都有共同祖先，而生物的多样性和适应性是进化的结果。(P107～108)
[重要图解]
自然选择学说的解释模型：
下图是达尔文自然选择学说的解释模型，图中数字序号处的内容依次是：①过度繁殖，②保持稳定，③个体间存在关生存斗争，④可以遗传的，⑤有利变异，⑥有利变异逐代积累，具有这些有利变异的个体越来越多，形成具有新的适应特征的生物新类型。
[易错提醒]
错点1：混淆共同由来学说和自然选择学说与生物进化证据而出错
精析：共同由来学说和自然选择学说属于达尔文关于生物进化的两大学说，“化石、比较解剖学、胚胎学、细胞和分子水平”的证据都对应达尔文的共同由来学说。
错点2：混淆生物进化的直接证据和间接证据而出错
精析：化石是研究生物进化直接的证据，比较解剖学和胚胎学以及细胞和分子水平的研究为生物进化提供间接证据。
错点3：误认为“有共同祖先的生物个体在形态结构上没有差异”
精析：有共同祖先的生物个体因为生存环境不同,在形态结构上也会有所差异。
错点4：误认为“适应一旦形成，则是一种持久存在的现象”
精析：适应是普遍存在的,所有的生物都具有适应环境的特征。但适应是针对一定的环境条件而言的,是一种暂时的现象。
错点5：误认为“适应的形成是在环境的诱导下出现可遗传有利变异的结果”
精析：变异是在环境变化之前已经产生的，且是不定向的，环境只是起“选择”作用。
第3节 种群基因组成的变化与物种的形成
第4节 协同进化与生物多样性的形成
[必备知识]
1．种群是生物进化和繁殖的基本单位。
2．突变和基因重组产生进化的原材料，可遗传的变异来源于基因突变、基因重组、染色体变异。突变包括基因突变和染色体变异。突变的有害和有利不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。突变和重组都是随机的、不定向的，只为进化提供了原材料，不能决定生物进化的方向。(P112)
3．自然选择决定生物进化的方向。(P114)
4．生物进化的实质是种群的基因频率的改变。(P114)
5．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。(P116)
6．物种形成的三个环节：突变和基因重组、自然选择、隔离。
7．新物种形成的标志：生殖隔离的形成。(P118)
8．捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？实际上，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，客观上起到了促进种群发展的作用。(P119)
9．关于捕食者在进化中的作用，美国生态学家斯坦利提出了“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。(P119)
10．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。(P121)
11．生物多样性主要包括三个层次的内容：遗传多样性(基因多样性)、物种多样性和生态系统多样性。(P121)
12．地球上最早出现的生物是异养厌氧的单细胞原核生物。真核生物通过有性生殖，实现了基因重组，这就增强了生物变异的多样性，生物进化的速度明显加快。(P122)
[重要图解]
1.物种形成过程可用下面概念图表示（P126“非选择题T1”改编）
图中①②③④分别是：①突变和基因重组，②自然选择，③地理隔离，④生殖隔离。有些新物种形成④前不一定(填“一定”或“不一定”)要经过③，原因是地理隔离是形成生殖隔离的一种途径，有的可以不经过地理隔离，比如通过染色体变异的方式形成多倍体，从而产生新物种。
2.科学家对某地一种蟹的体色的深浅进行了研究，结果如下图所示。
从图中可看出，中间体色的个体较多。请针对图示现象作出假说：中间体色与环境色彩较接近，你对此假说的解释是：其原因是：中间体色与环境色彩较接近，这样的个体不容易被捕食者发现，生存并繁殖后代的机会较多，相应的基因型频率较高。经过长期的自然选择，导致中间体色的个体较多。（Ｐ126“非选择题4”）
4.下图中数字序号①②③④处所填写内容依次是：自然选择、导致、导致、物种形成。（P126“非选择题1”）
[易错提醒]
错点1：混淆种群的基因库、基因频率和基因型频率等定义
精析：一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫做这个种群的基因库。在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值，叫做基因频率。基因型频率=（该基因型个体数/该种群个体总数）×100%。一个基因的频率＝该基因纯合子基因型频率＋１／２×杂合子基因型频率。（“必修二”P111“教材正文”）
错点2：不能灵活运用遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率
精析：(1)利用遗传平衡定律需满足以下条件：①种群非常大；②所有雌、雄个体之间自由交配；③没有迁入和迁出；④没有自然选择；⑤没有基因突变。
(2)计算公式：当等位基因只有两个时(A、a)，设p表示A基因的频率，q表示a基因的频率，则基因型AA的频率为p2，Aa的频率为2pq，aa的频率为q2。如果一个种群达到遗传平衡，其基因型频率应符合：p2＋2pq＋q2＝1。
错点3：混淆自交和自由交配时基因频率和基因型频率的变化规律
错点4：误认为“只有基因突变才可使种群的基因频率发生改变”
精析：类似的错误说法还有：“基因突变可产生新的等基因，这就可以使种群的基因频率发生定向改变、染色体数目和结构的变异都能引起种群基因频率的定向改变”等。其实，基因突变、染色体数目和结构的变异都能引起种群基因频率的改变，但不能引起定向改变，定向改变需经自然选择作用。
错点5：混淆自然选择与人工选择（对应“回归教材10”）
精析：人工选择和自然选择的比较
(1)区别：二者选择的标准不同，目的不同。人工选择是以“是否对人类有利”为标准，对人类有利的基因或性状被保留下来，不利的就被淘汰。而自然选择的标准为“是否有利于该生物的生存”，有利于该生物生存的性状或基因就被保留下来，不利的就被淘汰。
(2)联系：二者都能使被选择的种群的基因频率发生改变。
错点6：误认为“自然选择过程中直接受选择是基因型，所以会导致基因频率发生变化”
精析：在自然选择过程中，直接受选择的是表型，而不是基因型。基因型并不能在自然选择中起直接作用。（“必修二”P113“探究•实践”讨论T２）
错点7：混淆种群和物种、隔离及地理隔离和生殖隔离等概念
精析：物种是自然状态下能够自由交配并产生可育后代的一群生物，一个物种可能因地理隔离而形成不同的种群。种群是同一种生物、同一地点、同一时间形成的一个群体。种群“小”，不同种群间有地理隔离；物种“大”，不同物种间有生殖隔离。判断生物是不是同一物种，如果来历不明，形态结构相似，可靠依据是：看是否存在生殖隔离。若存在生殖隔离，则不是同一物种。
错点8：误认为“能产生后代的肯定是同一个物种”
精析：在判断是否为同一个物种时，既要看能否产生后代，又要看后代是否可育。两个个体能够交配产生后代，有可能子代高度不育，如马和驴，虽然能够产生子代，但子代不育，因此马和驴是两个物种。
错点9：误认为“生物进化一定导致物种的形成”
精析：造成此错误的关键原因是混淆了“自然选择、种群基因频率变化、生物进化、物种形成”间关系。生物朝一定方向不断进化的原因是：在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变。生物进化的实质是种群基因频率的改变，即：在自然选择作用下，当种群基因频率发生变化时，我们说发生了进化，但生物进化不一定导致新物种的形成，隔离是新物种形成的必要条件，新物种形成的标志是产生生殖隔离。是否形成了新的物种，还要看是否出现了生殖隔离。但是，新物种一旦形成，则说明生物肯定进化了。
错点10：误认为“地理隔离一定会形成新物种（会出现生殖隔离）”
精析：地理隔离不一定会形成新物种（会出现生殖隔离）。当地理隔离时间足够长、基因库差异明显时，才能形成生殖隔离。如下图关系，一个物种可以包括许多种群(如同种鲫鱼可以生活在不同的池塘、湖泊中，形成一个个彼此被地理隔离的种群)，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亚种进而形成多个新物种，这时就出现了不能实现基因交流及生死隔离。
错点11：误认为“生物与生物间的协同进化可发生在同种之间”、误认为“生物与环境的协同进化仅表现为环境的选择作用”
精析：生物与生物之间的协同进化，仅发生在不同物种之间，同种生物不存在协同进化；生物与无机环境间的协同进化，表现在生物能够适应一定的环境,也能影响环境。即无机环境的选择作用可定向改变种群的基因频率，导致生物朝着一定方向进化；生物的进化反过来又会影响无机环境。
错点12：误认为“在进化地位上越高等的生物，适应能力就越强”
精析：在进化地位上越高等的生物，不一定适应能力越强。因为进化过程中出现的新物种，有些是靠开辟环境中新的生存位置来生存和繁衍的，不一定就比原来的物种适应能力更强。例如，海洋中的生物登陆后，形成许多新物种，开辟了新的生存空间，但是不能说这些新物种比海洋藻类的适应能力强。
错点13：混淆协同进化过程中“捕食者对被捕食者种群生存发展的影响”和“捕食者对物种多样性的影响”
精析：捕食者对被捕食者种群生存发展的影响，仅针对两种生物间协同进化关系，应从种群角度运用协同进化原理解释：
猎豹和羚羊因捕食关系，在进化上密切相关。在捕食过程中，自然选择有利于羚羊种群中肌肉发达、动作敏捷的个体，同样也有利于猎豹种群中跑得快的个体，在进化上这属于两个物种间的协同进化。上述现象也可说明，捕食者的存在对被捕食者种群的生存和发展是有利（有利、有害）的，其原因是：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。
而捕食者对物种多样性的影响应从一种生物对其他多种生物的影响理解：
关于捕食者在进化中的作用，美国生态学家斯坦利提出了“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。因此，捕食者的存在有利于增加物种多样性。
错点14：能产生后代≠同一物种
精析： 两个个体虽然能够交配产生后代，但子代有可能高度不育，如马和驴虽然能够产生子代，但子代不育，因此马和驴是两个物种。
错点15：种群≠物种
精析：(1)物种是自然状态下能够自由交配并产生可育后代的一群生物，一个物种可能在不同地点和时间形成不同的种群。
(2)种群是同一种生物、同一地点、同一时间形成的一个群体。种群“小”，不同种群间有地理隔离；物种“大”，不同物种间有生殖隔离。
(3)判断生物是不是同一物种，如果来历不明，形态结构相似，可靠依据是看是否存在生殖隔离。若存在生殖隔离，则不是同一物种。
错点16:混淆自交和自由交配时基因(型)频率的变化
精析：(1)某种群的所有个体自交，若没有进行选择，则自交后代的基因频率不变，基因型频率会改变，并且杂合子的基因型频率降低，纯合子的基因型频率升高。
(2)某种群的所有个体自由交配，若没有基因突变且各种基因型的个体生活能力相同时，后代的基因频率不变。后代的基因型频率是否改变有以下两种情况：如果没有达到遗传平衡，则后代的基因型频率会改变并达到遗传平衡；如果已达到遗传平衡，则后代的基因型频率不会改变。
错点17:不能准确运用男性的基因型频率计算该地区X染色体的基因频率
精析： 以红绿色盲为例，红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病，色盲基因b位于X染色体上，对男性(XY)而言，每个男性体细胞中只有一条X染色体，含有致病基因就为患者，不含则为正常个体，无携带者。若某地区男性中色盲占x。则此地区Xb的基因频率也为x，此地区女性色盲率则为x2。
交配方式
基因频率
基因型频率
自交
不改变
改变,且纯合子增多,杂合子减少
自由交配
处于遗传平衡
不改变
不改变
不处于遗传平衡
不改变
改变