高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第6章 生物的进化第1节 生物有共同祖先的证据优秀课后练习题
展开6.1 生物有共同祖先的证据
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目标解读
地球上的现存物种丰富多样,它们来自共同祖先。
1.尝试通过化石记录、比较解剖学和胚胎学等事实,说明当今生物具有共同的祖先。
2尝试通过细胞生物学和分子生物学等知识,说明当今生物在新陈代谢、DNA结构与功能等方面具有许多共同特征。
1. 基于化石的直接证据,认同当今生物具有共同的祖先。
2. 运用比较解剖学、胚胎学、细胞生物学和分子生物学等间接证据,说明当今生物具有共同的祖先,举例说明当今生物具有许多共同特征。
教学重点
基于证据和逻辑,认同生物是不断进化的,当今的各种生物来自共同祖先。
教学难点
从细胞和分子水平找寻当今生物具有共同特征和共同祖先的证据。
知识精讲
知识点01 达尔文的生物进化论由两大学说组成
共同由来学说:地球上的所有生物都是由原始的共同祖先进化来的,如人和猿有共同的祖先
自然选择学说:揭示了生物进化机制,解释了适应性的形成和物种形成的原因
知识点02 支持生物进化理论的证据
1.直接证据:化石(是研究生物进化最直接、最重要的证据)
化石:通过自然作用保存在地层中的古代生物遗体、遗物或生活痕迹等。
作用:利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物的种类及形态、结构、行为等特征。
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。
2.间接证据:
(1)比较解剖学
方法:研究比较脊椎动物的器官、系统的形态和结构。
证据:人的上肢、猫的前肢、鲸的鳍、蝙蝠的翼有相同的基本结构和相似的着生位置。
支持观点:结构具有相似性的生物是由共同祖先进化而来的。
(2)胚胎学
方法:研究动植物胚胎发育的形成和发育过程。
证据:人和鱼、龟、鸡之间在胚胎发育初期都有鳃裂和尾;到了发育的晚期,除鱼外,人和其它动物的鳃裂都消失了,人的尾也消失了。
支持观点:人类和其它脊椎动物之间存在着亲缘关系,它们有共同的原始祖先;人和其他脊椎动物的共同原始祖先生活在水中。
(3)细胞学
已知最古老的化石是大约35亿年前的古细菌化石。现在,在海洋、湖泊、土壤等环境中还能发现古细菌。这些古细菌都有细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体和DNA。
(4)分子生物学
①DNA:不同生物之间的特定DNA序列都有一定的相似性,亲缘关系越近的生物,其DNA序列的相似性越高。
②蛋白质:不同生物之前特定的蛋白质中的氨基酸序列相似度与生物之间的亲缘关系密切相关。
从细胞和分子水平看,当今生物有许多共同的特征。
(1)都能进行代谢、生长和增殖的细胞,细胞有共同的物质基础和结构基础等,是对生物有共同祖先的有力支持。
(2)不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的共同点,提示当今生物有共同的原始祖先,其差异大小揭示了当今生物种类亲缘关系的远近,以及它们在进化史上出现的顺序。
能力拓展
考点01 生物进化的证据
生物进化的证据有哪些?生物进化的证据有化石证据、比较解剖学上的证据、胚胎学上的证据。
1.古生物学证据-化石
化石是保存在地层中古代生物的遗体、遗骸和生物活动的遗迹、遗物的总称,有力地证实了现代生物是古代生物的遗孑。
越是早期地层的化石,构造越简单;越是晚期地层的生物化石,构造越复杂,和现在的生物类型越相似。演变的总趋势是从简单到复杂,从低等到高等,种类由少到多。各类生物都是通过亿万年的逐渐进化发展才形成的。
一些过渡类型的生物化石,比如始祖鸟化石,兼有鸟类和爬行类两类动物的特征,表明鸟类是从古代爬行类动物演化来的。各种各样马的化石多达数百种,按地质年代顺序排起来,就可以清楚地看到从始祖马、渐新马、中新马、上新马直到现代马的整个变化过程。
化石除了作为生物进化的直接证据,还具有科研价值和应用价值,如:解决生命起源难题、为辨证唯物论助陈、划分地层和配合找矿、恢复古地理、了解古气候、为生产和生活服务。此外,模仿古生物的某种结构或功能还可应用于现代工艺技术改进和文化宣传等方面。
2.比较解剖学证据-同源器官
在许多不同种的生物体上,有些器官,外形和功能上很不相同,但内部结构却基本一致,而且在胚胎发育过程中有相似的起源,这样的器官叫“同源器官”。例如,鸟类的翅膀和哺乳类的两个前肢。它们都起源于原始的爬行类。与此相反,有些器官外形相似,功能也相同,但内部构造和胚胎发育中的起源都不同,这叫做“同功器官”。例如,鸟类的翅膀和苍蝇的翅膀。说明这些生物并非从同一祖先发展而来,它们的器官是在适应外界环境的发展变化过程中趋向于一致,形成了相似的形态。
四种脊椎动物前肢和人的上肢骨的比较
3.比较胚胎学证据
一切高等动物、植物的胚胎发育都是从受精卵开始的,这似乎可以说明高等生物起源于低等的单细胞生物。鱼类、两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类和人,在成熟的生物个体形态上,差别非常大。但是观察它们的早期胚胎,却相似到难以辨认的程度。胚胎早期,各种高等生物都有鳃裂和尾巴,头大,身体弯曲,发育到一定程度后才显现出不同的形态。这说明脊椎动物都有共同的祖先。
4.细胞学、生物化学和分子生物学证据
例如,可以从生物染色体的数目和形态上研究物种间的亲缘关系。染色体数目相同,形态相近,说明它们在物种上有非常近的亲缘关系。如果用血清比较法进行鉴别,会发现狗和狼的亲缘关系比较近,而与狐狸和牛的亲缘关系就比较远。
地球上的生物数量巨大,形态多变,然而在分子水平上它们却极为一致:首先,生物们都有相同的遗传物质,而且都共用一套遗传密码,都用相同的20种氨基酸组成蛋白质。一种蛋白质对生命过程越重要、越基本,就越可能在所有的生物中都存在,并且其氨基酸序列在不同的物种中根据亲缘关系的亲疏而有不同程度的相似性。
例如,细胞色素 C是从人到酵母菌中都存在的一种蛋白质,由140个氨基酸构成。把各种生物的细胞色素 C的氨基酸成分和人的相比较,可以看到亲缘关系愈近的生物的细胞色素 C和人的愈相近似。
几种生物细胞色素C的氨基酸比较
只有所有的生物都有共同的祖先,它们才能在分子水平上如此一致;同时,由于各种生物是由共同的祖先经过不同的途径进化来的,因此它们在分子水平上的表现在相似中又有差异。
教学参考:
1.王甫荣.拓展|生物进化的证据有哪些?如何理解细胞学、生物化学和分子生物学证据?
2.陈立武.化石,不仅是生物进化的证据,中学生物教学,1995.4
【典例1】内共生起源学说认为线粒体起源于被原始真核生物吞噬的好氧细菌,这种细菌和原始真核生物共生,并在长期共生过程中逐渐演化成线粒体,过程如图所示。
(1)好氧细菌和原始真核生物的共同点之一是 ______。
A.都有核膜、核糖体
B.都能进行光合作用
C.都含有相似的生物分子
D.都由线粒体供能
(2)如果要验证内共生学说,可检测的指标有 ______。
A.好氧细菌细胞质膜与线粒体内膜成分差异
B.好氧细菌DNA与线粒体DNA差异
C.好氧细菌DNA与真核生物细胞核DNA差异
D.好氧细菌细胞质膜与真核生物细胞膜成分差异
(3)以上指标的差异属于进化证据中的 ______。
A.化石证据
B.比较解剖学证据
C.胚胎学证据
D.分子生物学证据
(4)根据你所选择的检测指标,分析如果内共生学说成立,预期的结果是什么?______。
【答案】
C AB D 好氧细菌DNA与线粒体DNA差异较小,线粒体内膜与好氧细菌细胞质膜成分类似
【解析】解:(1)A、好氧细菌是原核生物,没有核膜,A错误;
B、好氧细菌不能进行光合作用,B正确;
C、好氧细菌和原始真核生物都含有相似的生物分子,如都具有环状DNA分子,C正确;
D、原始真核生物和好氧细菌都没有线粒体,D错误。
故选:C。
(2)A、如果内共生学说成立,好氧细菌进入原始真核生物,外膜与原始真核生物膜类似,内膜与好氧细菌细胞质膜成分类似,A正确;
B、如果内共生学说成立则好氧细菌DNA与线粒体DNA差异较小,B正确;
C、好氧细菌DNA与真核生物细胞核DNA属于不同物种,DNA不同,C错误;
D、验证线粒体是否由好氧细菌演变而来,不需要验证好氧细菌细胞质膜与真核生物细胞膜成分差异,D错误。
故选:AB。
(3)比较DNA属于分子生物学证据。故选:D。
(4)如果内共生学成立,好氧细菌被吞噬演变为线粒体,那么好氧细菌DNA与线粒体DNA差异较小,线粒体内膜与好氧细菌细胞质膜成分类似。
故答案为:
(1)C
(2)AB
(3)D
(4)好氧细菌DNA与线粒体DNA差异较小,线粒体内膜与好氧细菌细胞质膜成分类似
线粒体:真核细胞主要细胞器(动植物都有),机能旺盛的含量多,呈粒状、棒状,具有双膜结构,内膜向内突起形成“嵴”,内膜和基质中有与有氧呼吸有关的酶,是有氧呼吸第二、三阶段的场所,生命体95%的能量来自线粒体,又叫“动力工厂”。线粒体含少量的DNA、RNA。
本题考查原核细胞和真核细胞的异同、细胞器等知识,要求考生识记原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同,掌握线粒体的结构和功能,能对线粒体和原核细胞进行比较,再结合所学的知识准确答题。
分层提分
题组A 基础过关练
一、单项选择题
1. 达尔文列举了大量的证据证明自己的生物进化理论。后来,随着研究的深入,人们又发现了许多支持达尔文生物进化理论的新证据。下列关于生物进化证据的分析,错误的是( )
A. 赫氏近鸟龙化石为鸟类起源于恐龙提供了最直接、最重要的证据
B. 比较蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢和人的上肢,可为是否存在共同祖先提供证据
C. 脊椎动物早期胚胎发育过程都彼此相似,支持脊椎动物具有共同的祖先
D. 人和其他动物DNA的碱基序列或某种蛋白质的比较,属于细胞水平上的证据
【答案】
D
【解析】A、赫氏近鸟龙化石的身体骨架与恐龙非常接近,是鸟类起源于恐龙的有力证据,化石是生物进化的最直接、最重要的证据,A正确;
B、比较解剖学上对比蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢和人的上肢,可为是否存在共同祖先提供证据,这是比较解剖学上的证据,B正确;
C、脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段,这属于胚胎学证据,能够说明人与其他脊椎动物可能有共同的祖先,这是胚胎学上的证据,C正确;
D、人和其他动物DNA的碱基序列或某种蛋白质的比较,属于分子水平上的证据,D错误。
故选D。
本题考查生物进化的相关知识,要求考生识记相关知识,解答此题的关键是熟练掌握生物进化的证据和结论。
2. 2022年诺贝尔生理学或医学奖颁给了基因组学家斯万特·帕博,以表彰他对已灭绝古人类基因组和人类进化的发现。斯万特·帕博从一块四万年前的尼安德特人骨头中测序了一段线粒体DNA,与当代人类和黑猩猩的DNA比较表明,尼安德特人是遗传上与众不同的物种。下列相关说法错误的是()
A. 尼安德特人与当代人类和黑猩猩之间存在生殖隔离
B. DNA分子的稳定性为获取已灭绝的人类的遗传基因提供了可能
C. 不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的差异可揭示物种亲缘关系的远近
D. 化石是保存在地层中的古代生物的遗体等,是研究生物进化的间接证据
【答案】
D
【解析】
【分析】
本题考查生物进化理论,意在考查学生对知识的理解和记忆能力、分析题意获取信息的能力。
【解答】
A.由题意“尼安德特人是遗传上与众不同的物种”可知, 尼安德特人、当代人类和黑猩猩是三个物种, 存在生殖隔离, A正确;
B.DNA分子是规则的双螺旋结构, 其结构稳定性为获取已灭绝的人类的遗传基因提供了可能, B正确;
C.不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的差异可揭示物种亲缘关系的远近, 亲缘关系越近, 则DNA序列和蛋白质中氨基酸序列的相似度越高, C正确;
D.化石是保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等,直接说明了古生物的结构或生活习性,因此化石是研究生物进化的直接证据, D错误。
3. 分析下列有关生物进化证据和结论的说法不合理的是()
A. 不同种类的哺乳动物的前肢形态差别很大,说明它们没有共同的原始祖先
B. 人和鱼的胚胎发育经历了有鳃裂及有尾的阶段,可用拥有共同祖先来解释
C. 不同生物的DNA等大分子的共同点,提示当今生物拥有共同的原始祖先
D. 通过化石可以了解已经绝灭的生物的形态结构特点,推测其行为特点
【答案】
A
【解析】从解剖学角度上看,哺乳动物的前肢形态差别不大
4. 我国新疆和内蒙古存在4种野生扁桃:新疆野扁桃、蒙古扁桃、长柄扁桃和西康扁桃,它们同为桃属植物。研究发现,四种扁桃存在不同程度的亲缘关系。下列分析错误的是()
A. 可通过测定DNA碱基序列判断四种扁桃的亲缘关系
B. 四种扁桃可能由同一祖先进化而来
C. 降水和气温会影响四种扁桃的进化方向
D. 生活环境越相似的扁桃亲缘关系越近
【答案】
D
【解析】
【分析】
本题主要考查生物有共同祖先的证据的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
【解答】
A、由分析可知,可通过测定DNA碱基序列判断四种扁桃的亲缘关系,亲缘关系越近,DNA序列相似度越高,A正确;
B、根据题干信息“四种扁桃存在不同程度的亲缘关系”,四种扁桃可能由同一祖先进化而来,B正确;
C、降水和气温等环境因素会影响四种扁桃的进化方向,C正确;
D、亲缘关系与遗传物质有关,扁桃的DNA序列相似度越高亲缘关系越近,与其生活环境无关,D错误。
故选:D。
5. 化石、比较解剖学、胚胎学、分子生物学等在研究生物进化过程中起到了重要的作用。下列有关生物进化的叙述,错误的是()
A. 化石是保存在地层中的古代生物的遗体、遗物等,是生物进化的直接证据
B. 鲸的鳍和蝙蝠的翼在外部形态及功能上各不相同,在进化上不属于同源器官
C. 人和鱼的胚胎发育都经历了有鳃裂及有尾的阶段,是人和鱼有共同祖先的证据
D. 亲缘关系越近的生物,在DNA和蛋白质等生物大分子方面的共同特征越多
【答案】
B
【解析】
【分析】
本题考查生物的进化和生物的共同起源,意在考查学生的理解能力和判断能力。
【解答】
A.化石是研究生物进化最重要的、最直接的证据,因为化石是保存在岩层中的古生物遗物和生活遗迹,直接说明了古生物的结构或生活习性,A正确;
B.鲸的鳍和蝙蝠的翼虽然具有不同的外形,功能上也有差别,但却有相同的基本结构,在进化上属于同源器官,B错误;
C.人和鱼的胚胎发育经历了有鳃裂及有尾的阶段,可以用人和鱼有共同祖先来解释,C正确;
D.亲缘关系越近的生物,在细胞代谢、DNA的结构与功能等方面共同特征越多,D正确。
6. 生物进化的证据是多方面的,其中能作为直接证据的是( )
A. 化石证据 B. 胚胎学证据 C. 比较解剖学证据 D. 分子生物学证据
【答案】
A
【解析】
【分析】
本题考查生物进化的相关知识,解题关键在于理解化石的形成以及其对生物进化研究的意义。难度较易。
【解答】
A.在研究生物进化的过程中,化石是最重要的、比较全面的证据。化石是保存在岩层中的古生物遗物和生活遗迹,直接说明了古生物的结构或生活习性,化石在地层中出现的先后顺序,说明了生物是由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生逐渐进化而来的,始祖鸟化石说明了鸟类是由古代的爬行动物进化来的等,A正确;
BC.胚胎学上的证据(如鳃裂)只是说明了古代脊椎动物的原始祖先都生活在水中;比较解剖学上的同源器官只是证明了具有同源器官的生物具有共同的原始祖先。这些证据(包括分类学、遗传学上的证据)的证明面都比较窄,BC错误;
D.通过细胞学和分子生物学知识,可证明当今生物和古生物在新陈代谢、DNA的结构与功能等方面具有许多共同特征,但不如化石证据更直接,D错误。
7. 科学家测定了某保护区MG、CE、DP、DW四种鸟类的ALX1基因的脱氧核苷酸序列,由此判断它们的亲缘关系。这属于进化的( )
A. 胚胎学证据 B. 古生物化石证据
C. 比较解剖学证据 D. 细胞和分子水平的证据
【答案】
D
【解析】
【分析】
本题考查生物进化的知识,考生识记现存生物具有共同祖先的证据是解题的关键。
地球上的生物,不管是动物、植物还是微生物都有共同祖先,其证据包括化石证据、比较解剖学证据、胚胎学证据、细胞生物学证据、分子生物学证据等。
【解答】
科学家测定了某保护区四种鸟类的ALX1基因的脱氧核苷酸序列,测定该基因序列是在分子水平上进行的,可为生物进化提供分子水平上的证据,这是细胞和分子水平的证据,综上所述D正确,ABC错误。
故选D。
二、填空题
8. 除研究现代人的基因外,研究灭绝的古人类基因也是探索人类起源的一种思路。科学家研发出一套能成功从4万年前古人类“尼安德特人”的骨骼中提取线粒体DNA并进行扩增和测序的方法,为人类进化的研究做出贡献,荣获2022年诺贝尔生理学或医学奖。
(1)科学家将古人类“尼安德特人”化石中的线粒体DNA与现代人类线粒体DNA进行比较,获得人类进化的证据属于 ______。(单选)
A.化石证据
B.比较解剖学证据
C.胚胎学证据
D.生物化学证据
(2)科学家通过线粒体DNA来追踪人类进化的原因可能是 ______。(单选)
A.线粒体DNA能复制和转录
B.线粒体DNA受核基因调控
C.线粒体DNA不发生基因突变
D.线粒体DNA不发生基因重组
(3)研究发现,现代人类第12号染色体上可降低新冠肺炎重症风险的基因来自古人类“尼安德特人”。科学家据此推测,人类祖先曾与尼安德特人发生基因交流。如图3个关于人类进化的模型与上述推测最吻合的是 ______。(用下列编号选填)
(4)科学家对西伯利亚南部发现的古人类指骨进行DNA测序,发现这是一种新的古人类亚种“丹尼索瓦人”。结合相关信息及已学知识,推测丹尼索瓦人经历的进化事件有 ______。(多选)
A.隔离
B.物种灭绝
C.变异
D.自然选择
【答案】
D A ① ABCD
【解析】解:(1)在研究生物进化的过程中,化石是最重要的、比较全面的证据,是直接的证据,分子水平的证据是指不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子,既有共同点,又存在差异性,所以科学家将古人类“尼安德特人”化石中的线粒体DNA与现代人类线粒体DNA进行比较这个过程运用了分子生物学的方法,并没有运用比较解剖学和胚胎学,所以其运用了生物化学证据。
(2)线粒体DNA可以通过复制传递,也能通过转录把DNA的信息反应到NA上。进化是随时间变化的,所以科学家通过线粒体DNA来追踪人类进化的原因可能是线粒体DNA能复制和转录。
(3)感染新冠肺炎后发展为重症的基因是从尼安德特人遗传来的,说明现代人的直系祖先智人曾经和尼安德特人发生过基因交流,从尼安德特人骨头化石获得的DNA有一部分是古人类的遗传物质,所以由以上分析可知:与人类进化的模型最吻合的是①。
(4)现代生物进化理论指出突变和基因重组,自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种形成,在这个过程中,突变和基因重组产生生物进化的原材料,自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向,隔离是新物种形成的必要条件,由以上分析可知:丹尼索瓦人经历的进化事件有隔离、物种灭绝、变异和自然选择。
故答案为:
(1)D
(2)A
(3)①
(4)ABCD
1、生物有共同祖先的证据:
(1)化石证据:在研究生物进化的过程中,化石是最重要的、比较全面的证据,化石在地层中出现的先后顺序,说明了生物是由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生逐渐进化而来的。
(2)比较解剖学证据:具有同源器官的生物是由共同祖先演化而来。这些具有共同祖先的生物生活在不同环境中,向着不同的方向进化发展,其结构适应于不同的生活环境,因而产生形态上的差异。
(3)胚胎学证据:①人和鱼的胚胎在发育早期都出现鳃裂和尾;②人和其它脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段。
(4)细胞水平的证据:①细胞有许多共同特征,如有能进行代谢、生长和增殖的细胞;②细胞有共同的物质基础和结构基础。
(5)分子水平的证据:不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子,既有共同点,又存在差异性。
2、现现代生物进化理论认为:生物进化的单位是种群,生物进化的实质是种群基因频率的改变,引起生物进化的因素包括突变、自然选择、迁入和迁出、非随机交配、遗传漂变等;可遗传变异为生物进化提供原材料,可遗传变异包括基因突变、染色体变异、基因重组,基因突变和染色体变异统称为突变;自然选择决定生物进化的方向;隔离导致新物种的形成。
本题考查物种和生物进化的相关知识,要求考生识记物种的概念和现代生物进化理论内容,意在考查学生的识图能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力。
9. 长颈鹿的脖子长达2-3米,这一极端形态演化的成因吸引着一代又一代科学家进行探究。
(1)法国博物学家拉马克认为长颈鹿为了取食高处的树叶,脖子越伸越长,长颈这一 ______可以遗传给后代,如此循环往复,导致长颈鹿出现极端形态。
(2)英国博物学家达尔文则认为长颈鹿的群体中同时存在长脖子和短脖子的个体,长脖子的个体可以取食到更高处的叶子,容易存活下来,而短脖子的个体则容易饿死,食物起到了 ______的作用。
(3)雄性长颈鹿之间常发生“脖斗”:甩动脖子和头部组成的“流星锤”,击打对手的薄弱部位。1996年两位动物行为专家分析了雌雄长颈鹿头颈部重量的差异(如图),发现 ______,说明强壮的头颈在雄性中肯定具有某种优势,头颈强壮的雄性可能更容易在争夺配偶时获胜,从而提出求偶竞争才是长颈鹿长颈的主要原因这一新观点。
(4)近日我国古生物学家领衔的国际团队对出土于新疆的古生物——獬豸盘角鹿化石进行研究,找到了支持雄性求偶竞争与头颈部演化的 ______证据。研究者据此将长颈演化的观点进行综合:长颈鹿的长颈作为雄性求偶斗争中的利器被保留,又成为其取食高处嫩叶的倚仗。
(5)我们还可以寻找分子证据,例如通过 ______的方法为长颈鹿长颈的演化提供有力支持。
【答案】
性状 自然选择 与雌性不同,雄性头颈部的重量随着年龄始终在增长 直接 基因测序
【解析】解:(1)拉马克认为生物器官的发达与否取决于用与不用,且可以由亲代遗传给下一代,称为获得性遗传,长颈鹿为了取食高处的树叶,脖子越伸越长,长颈这一性状,可以遗传给后代。
(2)达尔文认为长颈鹿的群体中同时存在长脖子和短脖子的个体,长脖子的个体可以取食到更高处的叶子,容易存活下来,而短脖子的个体则容易饿死,食物起到了自然选择的作用。
(3)从图中曲线可知,无论是头部的重量还是颈部的重量,雌性在到达一定年龄后,便不再增加重量,而雄性头颈部的重量随着年龄始终在增长,说明强壮的头颈在雄性中具有优势。
(4)化石是支持雄性求偶竞争与头颈部演化的直接证据。
(5)对基因进行测序可以获得分子水平上的证据,可以为长颈鹿长颈的演化提供有力支持。
故答案为:
(1)性状
(2)自然选择
(3)与雌性不同,雄性头颈部的重量随着年龄始终在增长
(4)直接
(5)基因测序
一、拉马克的进化学说(历史上和一个提出较完善的进化学说)
1、拉马克的进化学说的主要内容
(1)生物都不是神创的,而是由更古老的生物传衍来的。这对当时人们普遍信奉的神创造成一定冲击,因此具有进步意义。
(2)生物是由低等到高等逐渐进化的。拉马克几乎否认物种的真实存在,认为生物只存在连续变异的个体。
(3)对于生物进化的原因,他认为:一是“用进废退”的法则;二是“获得性遗传”的法则.但这些法则缺乏事实依据,大多来自于主观推测。
用进废退:环境引起或由于用进废退引起的变化是可以遗传的,拉马克的错误:过于强调环境的变化直接导致物种的变化环境的变化只有在引起遗传物质的改变时,才能产生可遗传的变异。
二、达尔文自然选择学说(优胜劣汰)
1、达尔文自然选择学说的主要内容
(1)过度繁殖—选择的基础
生物体普遍具有很强的繁殖能力,能产生很多后代,不同个体间有一定的差异。
(2)生存斗争—进化的动力、外因、条件
大量的个体由于资源空间的限制而进行生存斗争。在生存斗争中大量个体死亡,只有少数的个体生存下来。生存斗争包括三方面:
①生物与无机环境的斗争;②种内斗争;③种间斗争
生存斗争对某些个体的生存不利,但对物种的生存是有利的,并推动生物的进化。
(3)遗传变异—进化的内因
在生物繁殖的过程中普遍存在着遗传变异现象,生物的变异是不定向的,有的变异是有利的,有的是不利的,其中具有有利变异的个体就容易在生存斗争中获胜生存下去,反之,具有不利变异个体就容易被淘汰。
(4)适者生存—选择的结果
适者生存,不适者被淘汰是自然选择的结果。自然选择只选择适应环境的变异类型,通过多次选择,使生物的微小有利变异通过繁殖遗产给后代,得以积累和加强,使生物更好的适应环境,逐渐产生了新类型在生存斗争中生存下来的生物都是对环境能适应的,被淘汰的生物是对环境不适应的。所以说变异不是定向的,但自然选择是定向的,决定着进化的方向。
本题考查生物进化的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。
题组B 能力提升练
一、单项选择题
1. 科学家比对了人类与黑猩猩、大猩猩、猩猩的相应DNA序列,得出如图四种生物之间的进化树。下列有关叙述正确的是( )
A. 黑猩猩与大猩猩的亲缘关系,比黑猩猩与人类的亲缘关系近
B. 比较上述生物的氨基酸种类和数量也可判断它们之间的亲缘关系
C. 该研究属于个体水平上的检测,为进化的研究提供了比较解剖学证据
D. 与化石相比,该结果对进化的研究更全面、更可靠
【答案】
D
【解析】据图分析:DNA序列方面,人类与黑猩猩有98.2%相似、与大猩猩97.7%相似、与猩猩96.3%相似,说明人与它们的亲缘关系不不一样,与黑猩猩的亲缘关系最近。
【详解】
A、据图无法判断黑猩猩与大猩猩的亲缘关系的程度,A错误;
B、氨基酸种类和数量没有物种上的特异性,所以无法通过比较上述生物的氨基酸种类和数量,来判断它们之间的亲缘关系,B错误;
C、不同生物的DNA分子和蛋白质等生物大分子,既有共同点,又存在差异性,为进化的研究提供了分子水平的证据,C错误;
D、与化石相比,该结果从分子水平进行分析,对进化的研究更全面、更可靠,D正确。
故选D。
本题考查生物进化的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。
2. 2022年诺贝尔生理学或医学奖获得者万特·佩博在已灭绝古人类基因组和人类演化研究方面做出杰出贡献。如图为现代人类演化的部分路线,研究发现欧洲血统的现代人类中大约有1%至4%的基因来自尼安德特人。下列叙述正确的是( )
A. 非洲人不具有上述1%至4%的尼安德特人的基因,说明他们没有共同的祖先
B. 4万年前迁入欧洲的晚期智人与尼安德特人可能经历了激烈的生存斗争
C. 基因测序是研究生物进化最直接、最重要的证据
D. 线粒体基因能发生重组的特点有利于确定不同物种在进化上的亲缘关系
【答案】
B
【解析】A、欧洲血统的现代人类和非洲人都是由直立人演化而来的,说明他们有共同的祖先,A错误;
B、4万年前迁入欧洲的晚期智人与生活于40~3万年前的尼安德特人时间上存在交集,由于生存空间的限制,可能经历了激烈的生存斗争,B正确;
C、化石是研究生物进化最直接、最重要的证据,C错误;
D、通过对线粒体DNA测序,可以为研究人类的起源与进化提供一定证据,线粒体基因能发生重组不利于确定不同物种在进化上的亲缘关系,D错误。
故选B。
3. 尼安德特人(简称尼人)是人类进化过程中的一个代表性群体。分析发现:现代人之间的线粒体DNA序列差异很小,而现代人与尼人之间的线粒体DNA序列差异高达4%碱基对;现代人类身上含有尼人基因的比例仅占2%左右。下列分析正确的是( )
A. 分析DNA序列差异,属于比较解剖学上的证据
B. 线粒体DNA来源于母亲(母系遗传)
C. 现代人的祖先与尼人存在生殖隔离
D. 尼人是现代人的祖先
【答案】
B
【解析】A、分析DNA序列差异,属于分子生物学上的证据,A错误;
B、受精卵的细胞核内遗传物质双亲各占一半,细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方,B正确;
C、现代人与尼人之间的线粒体DNA序列差异高达4%碱基对,说明还有相似的序列也很多,现代人的祖先与尼人之间有基因交流,则不存在生殖隔离,C错误;
D、现代人类身上含有尼人基因的比例仅占2%左右,则不能说尼人就是现代人的祖先,D错误。
故选B。
4. 下列关于生物进化证据和结论的说法,错误的是( )
A. 利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物的种类及其形态、结构、行为等特征
B. “生物都有共同的祖先”证据之一是所有生物的生命活动都是靠能量驱动的
C. 不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的差异可揭示物种亲缘关系的远近
D. 脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段,说明人与其他脊椎动物有共同的祖先
【答案】
B
【解析】A、利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物的种类及其形态、结构、行为等特征,因此化石是研究生物进化最直接、最重要的证据,A正确;
B、所有生物的生命活动都是靠细胞驱动的,有些生命活动不需要能量,细胞是生物体结构和功能的基本单位,B错误;
C、物种亲缘关系越近,DNA和蛋白质等生物大分子的差异越小,故不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的差异可揭示物种亲缘关系的远近,C正确;
D、脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段,例如,人的胚胎在发育早期会出现鳃裂和尾,这与鱼的胚胎在发育早期出现鳃裂和尾非常相似,说明人与其他脊椎动物有共同的祖先,D正确。
故选B。
5. 进化树是根据各种生物物种特征的相似性和差异,显示它们之间的进化关系,历史上主要是基于各种物种解剖结构的相似性和差异进行编排。新研究表明,通过比较解剖学而不是分子水平上的基因序列来确定生物进化树的做法严重误导了几个世纪以来的物种分类工作,这源于普遍存在的趋同进化。趋同进化是指源自不同祖先的生物,由于相似的生活方式,整体或部分形态结构向着同一方向改变。下列有关说法正确的是( )
A. 趋同进化就是不同物种之间的协同进化,协同进化造就了地球上的生物多样性
B. 达尔文的共同由来学说或自然选择学说单独就能够解释生物趋同进化的原因
C. 趋同进化产生新物种的过程都需要经过可遗传的变异、自然选择和隔离
D. 目前来看,细胞和分子水平的证据是研究生物进化最直接、最重要的证据
【答案】
C
【解析】A、分析题意可知,发生趋同进化的生物是生活在相似环境中,由于自然选择方向相同,不同生物朝着同一方向改变,导致不同生物具有相似的适应性,并非协同进化的结果,A错误;
B、趋同进化是指源自不同祖先的生物朝着同一方向改变,可以用自然选择学说解释其原因,但共同由来学说不能单独解释该现象,B错误;
C、新物种的形成需要三个环节,即需要经过可遗传的变异、自然选择和隔离,C正确;
D、化石是研究生物进化最直接、最重要的证据,D错误。
故选C。
6. 在进化过程中,有关生物类型出现顺序的几种描述,可能性最大的是( )
A. 自养、厌氧异养、需氧异养 B. 需氧异养、厌氧异养、自养
C. 厌氧自养、需氧异养、光能合成自养 D. 厌氧异养、光能合成自养、需氧异养
【答案】
D
【解析】
【分析】
本题考查学生运用已知的生命起源过程的知识,来分析推导生物代谢类型的进化顺序。
原始地球条件下没有O2,生物体没有叶绿素,所以最早的生物应是厌氧异养型,随着蓝细菌等低等植物的出现,进行光合作用产生O2,释放到大气中,以后的生物进化过程中,逐渐出现需氧异养型。
【解答】
原始地球条件下没有O2,生物体没有叶绿素,所以最早的生物应是厌氧异养型。后来,当原始生命逐渐进化为原始藻类(如蓝细菌)后,原始藻类进行光合作用产生O2,释放到大气中,生物类型也进化到光能合成自养型。再往后,由于大量光能自养生物的光合作用,使得大气中的O2越来越多,合成的有机物也越来越多,就逐渐出现了需氧异养型的生物类型。
故选D。
7. 关于生物进化,只能靠运用证据和逻辑来推测。下列与进化有关的叙述不合理的是( )
A. 化石是研究生物进化最直接、最重要的证据
B. 研究比较脊椎动物的器官、系统的形态结构可以为这些生物是否有共同祖先寻找依据
C. 化石、比较解剖学、胚胎学等方面的研究为解释适应和物种的形成提供了坚实的基础
D. “所有生物的生命活动都是靠能量驱动的”能作为生物都有共同祖先的论据
【答案】
D
【解析】生物有共同祖先的证据:
(1)化石证据:在研究生物进化的过程中,化石是最重要的、比较全面的证据,化石在地层中出现的先后顺序,说明了生物是由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生逐渐进化而来的。
(2)比较解剖学证据:具有同源器官的生物是由共同祖先演化而来。这些具有共同祖先的生物生活在不同环境中,向着不同的方向进化发展,其结构适应于不同的生活环境,因而产生形态上的差异。
(3)胚胎学证据:①人和鱼的胚胎在发育早期都出现鳃裂和尾;②人和其它脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段。
(4)细胞水平的证据:①细胞有许多共同特征,如有能进行代谢、生长和增殖的细胞;细胞有共同的物质基础和结构基础。
(5)分子水平的证据:不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子,既有共同点,又存在差异性。
【详解】
A、化石是研究生物进化最直接、最重要的证据,A正确;
B、比较解剖学任务研究比较脊椎动物的器官、系统的形态结构可以为这些生物是否有共同祖先寻找依据,B正确;
C、化石、比较解剖学、胚胎学等方面的研究为解释适应和物种的形成提供了坚实的基础,C正确;
D、并不是所有生物的生命活动都靠能量驱动,如水分子的跨膜运输,D错误。
故选D。
本题主要考查生物进化的相关内容,难度适中。
二、填空题
8. 学习以下材料,回答问题。
古老型人类与早期现代人的基因交流
关于人类的起源与进化问题,早期研究普遍认为已灭绝的古老型人类与早期现代人自分离后独立发展,后期没有基因交流,这一假说被称为“替代说”。但后续的很多证据都对此学说提出了质疑和挑战。
出土于罗马尼亚的距今3.4~3.6万年的古人类化石,属于尼安德特人和早期现代人形态特征的镶嵌体;一具出土于葡萄牙的距今约2.45万年的儿童骨骼化石,同时具有许多早期现代人和尼安德特人的形态特征。这些化石的发现给支持古老型人类与早期现代人有过基因交流这一观点的研究者极大的信心。
获取古人类化石中的遗传物质进行检测和分析,成为探究古人类之间联系的关键。对一具木乃伊的DNA分子进行克隆是获取古代DNA序列的第一次成功。随着PCR技术的出现,低成本、大规模获取古人类化石中的遗传物质成为可能。由于古代线粒体DNA序列比其他序列更容易获得,所以最早的研究集中于线粒体基因。随着技术的发展,科学家后续展开了全方位的核基因检测。研究显示,当今现代人基因组中的尼安德特人基因比例为1.8%~2.6%,另一种古老型人类丹尼索瓦人也为现代人贡献了基因。
已灭绝的古老型人类的基因流入与现代人的环境适应能力密切相关。藏族人身体中普遍携带的EPAS1突变基因很有可能来源于丹尼索瓦人。在高海拔地区,低氧激活野生型EPAS1基因表达,易导致红细胞过度增多,诱发高原红细胞增多症,存在于藏族人中的EPAS1突变基因只会轻微提高红细胞水平,降低了高原性疾病的发生。
古老型人类的基因流入对现代人的健康也造成了一定程度的影响。在尼安德特人基因组中发现了丰富的基因变异类型,其中一些基因可能使现代人对糖尿病、肝硬化、红斑狼疮、局限性肠炎等疾病更加敏感。
(1)研究生物进化最直接、最重要的证据是_________。上述材料中,科学家对古人类和当今现代人在 方面的研究结果,为“古老型人类与早期现代人有过基因交流”这一观点提供了证据。
(2)由于化石中残留的DNA非常少,且容易受到外界污染(如微生物DNA、操作人员的DNA),而PCR技术可以 ,因此可以通过此项技术获取古DNA。
(3)来源于丹尼索瓦人的EPAS1突变基因在青藏高原世居藏族人群中的基因频率远高于低海拔地区人群,请分析原因: 。
(4)来源于尼安德特人的一种突变基因(SLC16A11)存在于约20%的东亚人中。该基因会影响脂质代谢,使细胞内脂肪含量升高。携带这一基因的人患Ⅱ型糖尿病(肥胖是导致Ⅱ型糖尿病的重要因素)的风险平均要比其他人高25%。有人认为这是进化过程中的一个失误,请评价这个观点。
【答案】
(1)化石 形态、遗传物质
(2)特异性、大量扩增目DNA
(3)在高原缺氧环境下,藏族人携带的 EPASI 突变基因使其更具生存优势,长期的自然选择使这种突变基因的频率逐渐升高。在低海拔地区,EPASI 突变基因不会使人具有生存优势,其基因频率不会由于自然选择而提高。
(4)这个评价是片面的。拥有这个突变基因的个体能更多的储存脂肪,从而度过饥荒,这个基因有利于个体在食物匮乏时存活。在食物丰富时,携带这个突变基因的人可能因为脂肪堆积过多引发糖尿病,此时这个基因不利于个体存活。
【解析】
【分析】
1、许多证据都可证明生物有共同祖先,化石证据是研究进化最直接、最重要的据证。
2、现代生物进化理论认为:生物进化的单位是种群,生物进化的实质是种群基因频率的改变,引起生物进化的因素包括突变、自然选择、迁入和迁出、非随机交配、遗传漂变等;可遗传变异为生物进化提供原材料,可遗传变异包括基因突变、染色体变异、基因重组,基因突变和染色体变异统称为突变;自然选择决定生物进化的方向;隔离导致新物种的形成。
【解答】
(1)化石为研究生物进化提供了最直接、最重要的证据。上述材料中,从化石、遗传物质检测和分析以及基因流入等方面为“古老型人类与早期现代人有过基因交流”这一观点提供了证据。
(2)PCR技术有特定的引物,能特异性且大量扩增目的基因,解决了化石中残留的DNA非常少,且容易受到外界污染的问题。
(3)青藏高原海拔高,空气稀薄,缺氧,为了适应这种环境,需要红细胞增多,野生型EPAS1基因表达会导致红细胞过度增多,诱发高原红细胞增多症,而EPAS1突变基因只会轻微提高红细胞水平,降低了高原性疾病的发生,因而更适应高原环境,所以来源于丹尼索瓦人的EPAS1突变基因在青藏高原世居藏族人群中的基因频率远高于低海拔地区人群。
(4)应该辩证的看待“突变基因(SLC16A11)会影响脂质代谢,使细胞内脂肪含量升高,导致东亚人患糖尿病风险增大”这一现象,突变基因(SLC16A11)会影响脂质代谢,使细胞内脂肪含量升高,这能有利于抵御当时的寒冷环境,同时能应对当时的饥饿条件。现如今糖尿病已经成为危害人类健康的一重大疾病,而这一疾病的重大诱因为肥胖,因此有人开始质疑突变基因(SLC16A11)的留存,但是肥胖并不是Ⅱ型糖尿病的唯一诱因,而且引起肥胖的原因不止和这一突变基因(SLC16A11)有关,与现代人的生活饮食条件也密切相关。
题组C 培优拔尖练
一、单项选择题
1. 细胞色素c存在于所有真核生物的线粒体中,由共同的祖先进化形成的不同物种的细胞色素c在第14位和第17位上均是半胱氨酸,在第70位和第80位上是一串相同的氨基酸序列,这部分氨基酸序列称为高度保守序列,其余部位的氨基酸序列差异较大。下列有关叙述不正确的是( )
A. 不同物种间细胞色素c氨基酸序列差异主要由基因突变导致
B. 高度保守序列对应的基因位置上突变频率比其他部位更低
C. 高度保守序列对应的基因位置上的突变对细胞色素c的影响更大,更易被淘汰
D. 根据物种细胞色素c的氨基酸序列差异大小,可判断不同物种亲缘关系的远近
【答案】
B
【解析】解:A、基因突变具有不定向性,不同生物体内突变产生的等位基因核苷酸序列不同,导致产生的细胞色素c氨基酸序列不同,A正确;
B、高度保守序列最可能的原因是密码子的简并性,与突变频率无关,B错误;
C、高度保守序列对应的基因位置上的突变对细胞色素c的影响更大,更易被淘汰,C正确;
D、根据物种细胞色素c的氨基酸序列差异大小,可判断不同物种亲缘关系的远近,D正确。
故选:B。
基因突变的特点:基因突变具有普遍性、低频性(个体的基因突变率低,但种群中个体数,其突变率较高)、随机性、不定向性、多害少利性。据此答题。
本题考查了基因突变的有关知识,要求考生能够掌握基因突变的定义、特点、意义等,能够根据题干信息以及所学知识准确判断各项。
2. 在太古代的地层中发现了大量的叠层石,说明( )。
A. 在太古代已经进化出了真核生物
B. 在太古代已经进化出了光合自养型的生物
C. 在太古代已经进化出了大量的无脊椎动物
D. 在太古代已经进化出了大量的三叶虫之类的无脊椎动物
【答案】
B
【解析】试题分析:太古代是最古的地质时代。一般指距今46亿年前地球形成到25亿年前原核生物(包括细菌和蓝藻)普遍出现这段地质时期,B正确。
考点:本题考查生物代谢类型的相关知识,意在考查考生对所学知识的识记能力。
3. 2011年古生物学家发现了最早的驯养狗化石,距今大约有3.3万年历史.该化石与现代格陵兰萨摩犬在形态大小上最为接近,而与狼在牙齿特征上特别相近.下列叙述错误的是( )
A. 狗可能是人类通过驯养狼演变而来的
B. 现代格陵兰萨摩犬与狼不存在生殖隔离
C. 在生物进化的过程中,种群的基因频率会发生定向的改变
D. 生物进化是一个漫长的过程
【答案】
B
【解析】试题分析:阅读题干可知,本题是生物进化在化石方面的证据,解读题干获取信息,然后根据选项描述结合所学的相关知识分析综合进行判断.
A、由题意可知,驯养狗化石与现代格陵兰萨摩犬在形态大小上最为接近,与狼在牙齿特征上特别相近,因此可以推断狗可能是人类通过驯养狼演变而来的,A正确;
B、经过长期的选择作用,现代格陵兰萨摩犬与狼已经形成了不同的物种,存在生殖隔离,B错误;
C、生物进化的实质是种群基因频率的改变,自然选择使种群的基因频率定向改变从而导致生物沿着一定的方向进化,C正确;
D、生物进化是一个漫长的过程,D正确.
故选:B.
4. 2011年古生物学家发现了最早的驯养狗化石,距今大约有3. 3万年历史。该化石与现代格陵兰萨摩犬在形态大小上最为接近,而与狼在牙齿特征上特别相近。下列叙述错误的是()
A. 狗可能是人类通过驯养狼演变而来的
B. 现代格陵兰萨摩犬与狼不存在生殖隔离
C. 在生物进化的过程中,种群的基因频率会发生定向的改变
D. 生物进化是一个漫长的过程
【答案】
B
【解析】试题分析:从试题中信息分析,驯养狗化石与狼在牙齿特征上特别相近说明狗可能是人类通过驯养狼演变而来的。现代格陵兰萨摩犬与狼是两种生物因此存在生殖隔离。生物进化的过程中就是一个种群的基因频率会发生定向的改变的过程。从题中知3. 3万年历史的进化历史,说明生物进化是一个漫长的过程。
考点:本题考查了生物进化的知识,意在考查学生理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系的能力。
5. 如图中显示MG、CE、DP、DW四种地雀ALX1基因的核苷酸序列多样性。图示的结果为生物进化提供的证据属于( )
A. 胚胎学证据
B. 比较解剖学证据
C. 遗传多样性证据
D. 生物化学证据
【答案】
D
【解析】解:该图中显示MG、CE、DP、DW四种地雀ALX1基因的核苷酸序列多样性,测定该基因序列是在分子水平上进行的,可为生物进化提供分子水平上的证据,这是生物化学证据。
故选:D。
生物多样性重要包括:基因的多样性、物种的多样性和生态系统的多样性。
生物进化是生物多样性的基础,生物多样性是生物进化的必然结果。
本题考查生物进化与生物多样性的相关知识,意在通过曲线分析考查学生能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系,形成知识的网络。
6. 2015年,研究人员通过研究小型哺乳动物的骨骼化石,成功评估出美国大盆地地区生态系统从12800年前更新世时代末期到20世纪早期的能量流动情况。下列有关生态系统中信息、物质和能量的叙述,错误的是( )
A. 生态系统是信息、物质和能量的统一体
B. 信息、物质、能量都可能来源于无机环境
C. 信息与物质和能量一样都是循环、流动的
D. 信息传递过程中伴随着一定的物质转化和能量的消耗
【答案】
C
【解析】解:A、生态系统是信息、物质和能量的统一体,A正确;
B、信息、物质、能量都可能来源于无机环境,B正确;
C、能量不能循环,C错误;
D、信息传递过程中伴随着一定的物质转化和能量的消耗,D正确。
故选:C。
生态系统的功能包括能量流动、物质循环和信息传递,三者缺一不可;物质循环是生态系统的基础,能量流动是生态系统的动力,信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态; 信息传递是双向的,能量流动是单向的,物质循环具有全球性。
本题考查生态系统的功能,要求考生识记生态系统的功能,识记物质循环、能量流动和信息传递的特点和联系,并结合所学知识判断各选项,难度适中。
7. 脊椎动物和人在胚胎发育初期都出现鳃裂,这说明( )
A. 脊椎动物和人的原始祖先有鳃
B. 脊椎动物和人在胚胎发育初期都用鳃进行呼吸
C. 脊椎动物和人都可以生活在水中
D. 脊椎动物和人的原始共同祖先生活在水中
【答案】
D
【解析】解:两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类和人,彼此间的差异十分显著,但是它们的胚胎在发育初期都很相似,即都有鳃裂,只是到了发育晚期,除鱼以外,其他动物和人的鳃裂都消失了,由此可以说明脊椎动物和人的原始祖先生活在水中。
故选:D。
两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类和人,彼此间的差异十分显著,但是它们的胚胎在发育初期都很相似,即都有鳃裂和尾,只是到了发育晚期,除鱼以外,其他动物和人的鳃裂都消失了,人的尾也消失了,这种现象说明高等脊椎动物是从某些古代的低等动物进化而来的,所以在生物的个体发育过程中,迅速重演了它们祖先的主要发育阶段,即都有尾。同时,也说明古代脊椎动物原始的共同祖先生活在水中,所以陆生脊椎动物和人在胚胎发育过程中出现了鳃裂。
本题考查生物进化的相关知识,要求考生了解生物进化的历程,能对题干做出准确的推断。
8. 关于生物的进化,只能靠运用证据和逻辑来推测。以下有关生物进化证据和结论的说法错误的是( )
A. 通过化石可以了解已经灭绝的生物的形态结构特点,推测其行为特点
B. 人和鱼的胚胎发育经历了有鳃裂及有尾的阶段,可以用人与鱼有共同祖先来解释
C. 比较解剖学发现,不同种类的哺乳动物的前肢在形态上差别很大,说明这些哺乳动物不是由共同祖先进化来的
D. 化石证据可作为生物进化的直接证据
【答案】
C
【解析】解:A、通过化石可以了解已经灭绝的生物的形态结构特点,推测其行为特点,A正确;
B、人和鱼的胚胎发育经历了有鳃裂及有尾的阶段,可以用人与鱼有共同祖先来解释,B正确;
C、比较解剖学发现,不同种类的哺乳动物的前肢在形态上差别很大,但有的结构和功能相似,这说明这些哺乳动物是由共同的原始祖先进化来的,C错误;
D、化石证据可作为生物进化的直接证据,D正确。
故选:C。
生物有共同祖先的证据:
(1)化石证据:在研究生物进化的过程中,化石是最重要的、比较全面的证据,化石在地层中出现的先后顺序,说明了生物是由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生逐渐进化而来的。
(2)比较解刨学证据:具有同源器官的生物是由共同祖先演化而来。这些具有共同祖先的生物生活在不同环境中,向着不同的方向进化发展,其结构适应于不同的生活环境,因而产生形态上的差异。
(3)胚胎学证据:①人和鱼的胚胎在发育早期都出现鳃裂和尾;②人和其它脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段。
(4)细胞水平的证据:①细胞有许多共同特征,如有能进行代谢、生长和增殖的细胞;②细胞有共同的物质基础和结构基础。
(5)分子水平的证据:不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子,既有共同点,又存在差异性。
本题考查生物的进化和生物的共同起源,意在考查学生对基础知识的理解掌握,难度不大。
二、填空题
9. 细胞色素C是由104个氨基酸组成的蛋白质,经过对其化学结构的测定,各种生物有所不同。若以人的细胞色素C的氨基酸序列作标准,将若干种生物的细胞色素C的氨基酸序列与人相比较,将其差别列表如下:
生物
名称
黑猩猩
猕猴
袋鼠
马
响尾蛇
金枪鱼
鲨鱼
天蚕蛾
小麦
酵母菌
氨基酸差别
0
1
10
12
14
21
23
31
35
44
(1)从表中数据可以看出,生物细胞色素C的氨基酸组成和生物的亲缘关系是:亲缘关系越近,细胞色素C的氨基酸组成差异越________。
(2)从表中可知,人和_________的亲缘关系最远,因为两者的_______________。
(3)黑猩猩和猕猴在形态结构上差别很大,但它们的细胞色素C中的氨基酸数目差别却不大,这说明二者之间有着________________________________________。
(4)表格从分子生物学的角度为________________提供了证据。
【答案】
(1)小
(2)酵母菌;细胞色素C的氨基酸组成差异最大
(3)共同的祖先
(4)生物进化
【解析】亲缘关系越近,细胞色素C的氨基酸组成差异越小。从表中可知,人和酵母菌的亲缘关系最远,因为两者的细胞色素C的氨基酸组成差异最大。黑猩猩和猕猴在形态结构上差别很大,但它们的细胞色素C中的氨基酸数目差别却不大,这说明二者之间有着共同的祖先。
10. 同源器官是比较解剖学上的一个名词,是指起源相同、结构和部位相似而形态和功能不同的器官。鸟的翼、蝙蝠的翼手、鲸的鳍、马的前肢和人的上肢,从外形和功能来看,这些器官差异较大,但是它们的内部结构却基本一致,都是由肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨组成的,排列的方式也基本上一致,即属于同源器官。
(1)同源器官的存在可以证明__________________________。
(2)同源器官的内部结构相似,形态和功能却相差甚远,这是由于在进化的过程中,__________________________。
(3)除同源器官外,你还知道哪些证据可以证明生物的进化?_________________________。
【答案】
(1)具有同源器官的生物都是由共同的祖先进化来的
(2)由于生活环境不同,同源器官适应于不同的生活环境而逐渐出现了形态和功能上的差异
(3)化石、胚胎学证据、细胞和分子水平等方面的证据(合理即可)
【解析】(1)同源器官反映出生物之间存在着一定的亲缘关系,说明凡是有同源器官的生物都是由共同的原始祖先进化而来的。
(2)同源器官外形的差异是由于在进化过程中,适应不同的环境,执行不同的功能逐渐形成的。
(3)同源器官是比较解剖学上的证据,此外还有化石、胚胎学、分子生物学、遗传学、生物地理学等方面的证据。
故答案为:(1)凡是具有同源器官的生物,都是由共同的原始祖先进化而来的;
(2)在进化过程中,由于它们的生活环境不同,同源器官适应于不同的生活环境,逐渐形成了形态和功能上的不同;
(3)化石、胚胎学、分子生物学、遗传学、生物地理学等方面的证据。
同源器官指不同生物的某些器官在基本结构、各部分和生物体的相互关系以及胚胎发育的过程彼此相同,但在外形上有时并不相似,功能上也有差别,如鸟的翼和蝴蝶的翅。
解此题的关键是理解掌握同源器官的概念。
人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 生物有共同祖先的证据精品同步训练题: 这是一份人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 生物有共同祖先的证据精品同步训练题,文件包含61生物有共同祖先的证据学生版-高一生物同步精品讲义必修2docx、61生物有共同祖先的证据教师版-高一生物同步精品讲义必修2docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共46页, 欢迎下载使用。
高中第1节 生物有共同祖先的证据精品课后练习题: 这是一份高中第1节 生物有共同祖先的证据精品课后练习题,文件包含同步讲义高中生物人教版2019必修第二册--61《生物有共同祖先的证据》讲义学生版docx、同步讲义高中生物人教版2019必修第二册--61《生物有共同祖先的证据》讲义教师版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共42页, 欢迎下载使用。
高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 生物有共同祖先的证据复习练习题: 这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 生物有共同祖先的证据复习练习题,共18页。试卷主要包含了1 生物有共同祖先的证据,【答案】B等内容,欢迎下载使用。