第21讲生物进化理论

第21讲生物进化理论考纲考情——知考向核心素养——提考能最新考纲1.现代生物进化理论的主要内容(Ⅱ)2.生物进化与生物多样性的形成(Ⅱ)生命观念生物是不断进化的，并与环境相适应科学思维归纳演绎进化学说的提出，基因频率的相关计算近三年考情2018·全国卷Ⅰ(29)、2016·全国卷Ⅱ(6)社会责任正确使用抗生素，关注人体健康1.拉马克的进化学说 (1)内容：

和

是生物进化的原因，生物是由低等到高等逐渐进化的。 (2)意义：否定了

和

。 (3)局限：考点一拉马克的进化理论用进废退获得性遗传物种不变论

长颈鹿

天天使劲地将颈伸长吃树叶，伸多了，终于形成了现在的长颈鹿。

用拉马克进化学说解释长颈鹿为什么脖子长？神创论变异是定向的，环境和动物意愿决定变异的方向，进化方向自身决定

拉马克过于强调环境的变化直接导致物种的改变,实际上环境的变化如果未引起遗传物质的改变,就不会使生物产生可遗传的变异;用进废退而获得的性状都是可以遗传的，不一定完全正确。(1)长颈鹿的祖先由于

而产生大量后代。(2)长颈鹿的数量超过环境承受能力，它们都要吃树叶而树叶不够吃会产生

。(3)由于

使长颈鹿有颈长和颈短的差异。(4)颈短的长颈鹿因吃不到树叶而最终饿死，颈长的能吃到树叶生存下来，也就是

。(5)有利的变异逐代积累，导致了长颈鹿的脖子越来越长。2.达尔文自然选择学说生物进化遗传变异个体水平隔离过度繁殖生存斗争遗传变异适者生存

用拉马克进化学说解释长颈鹿为什么脖子长？、统一性__________________________________________________变异是不定向的，环境和动物意愿不决定变异的方向，进化方向自然选择决定如图表示长期使用一种农药后，害虫种群密度的变化情况,用达尔文观点解释(1)生物变异是________的，生物繁殖产生的大量变异类型是自然选择的______；在使用农药____，害虫存在多种变异类型，有抗药性强的个体，也有抗药性弱的个体。(2)自然选择是________的，自然选择使________的变异类型保留下来：(3)图AB段下降的原因是大部分害虫________________，从而被淘汰；BC段上升的原因是抗药性强的害虫在生存斗争中_______________。没有抗药性或抗药性弱

不定向原材料定向前适应环境存活并大量繁殖变异在环境变化之前已经产生且是不定向的，环境只是起“选择”作用。(1)基因库：一个种群中

个体所含有的

基因，叫做这个种群的基因库。每个种群都有它独特的

。全部全部基因库种群的基因频率(1)概念：在一个种群基因库中，某个基因占全部

基因数的比率。(2)计算公式等位a+APA

________________________A1.种群是生物进化的基本单位==PAA+PAa____12X染色体上基因的基因频率的计算Xb=

;XB=

(不涉及Y染色体,XB+Xb=1)。三.现代生物进化理论亲代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率子一代基因型频率子一代基因频率子二代基因型频率子二代基因频率达到遗传平衡

某种群的所有个体随机交配，若没有进行选择，则后代的基因频率

。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

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

。

用数学方法讨论基因频率的变化:假设上述昆虫种群非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代，没有迁入和迁出，自然选择对翅色这一相对性状没有作用，基因A和a都不产生突变，根据孟德尔的分离定律计算：亲代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A(60%)a(40%)子一代基因型频率AA(36%)Aa(48%)aa(16%)子一代基因频率A(60%)a(40%)子二代基因型频率AA(36%)Aa(48%)aa(16%)子二代基因频率A(60%)a(40%)达到遗传平衡

某种群的所有个体随机交配，若没有进行选择，则后代的基因频率

。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

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

。不变改变不会改变

用数学方法讨论基因频率的变化:假设上述昆虫种群非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代，没有迁入和迁出，自然选择对翅色这一相对性状没有作用，基因A和a都不产生突变，根据孟德尔的分离定律计算：

某种群AA、Aa、aa的基因型频率分别为0.3、0.4、0.3(1)该种群中a基因的频率为________。(2)如果该种群满足五个基本条件，即种群________、不发生________、不发生________、没有迁入迁出，且种群中个体间随机交配，则理论上该种群的子一代中aa的基因型频率为________；如果该种群的子一代再随机交配，其后代中aa的基因型频率________(会、不会)发生改变。(3)假定该动物种群满足上述四个基本条件，但不发生随机交配，只在相同基因型之间进行交配，则理论上该种群的子一代中AA、Aa和aa的基因型频率分别为________、________和________；如果子一代也同样只发生相同基因型之间的交配，其后代中AA、Aa和aa的基因型频率________(会、不会)发生改变。0.5足够大突变自然选择0.25不会会0.40.20.4C对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现:780名女生中有患者23人、携带者52人;820名男生中有患者65人,那么该群体中色盲基因的频率是

()A.4.4%B.5.1%C.6.8%D.10.2%基因突变基因重组

只有基因突变才能出现新基因，丰富基因库，改变了基因频率。可遗传的变异是生物进化的原材料，如果没有可遗传的变异，生物就不可能进化。可遗传的变异是如何产生的，达尔文没有做出正确的解释，现代遗传学研究表明

2.突变和基因重组产生进化的原材料(1)基因突变产生的

通过有性生殖过程中的

，可以形成多种多样的基因型，从而使种群中出现大量的

，为生物进化提供原材料。(2)由于突变和基因重组都是随机的、

的，因此它们只是提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化的

。等位基因基因重组可遗传变异不定向方向

突变的频率虽然很低，但一个种群往往由许多个体组成，而且每一个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量的突变。生物变异是否有利，取决于它们的生存环境，微小有利的变异不断积累也能导致生物进化。

突变具有低频性，突变大多数对生物体是不利的，能为进化提供原材料吗？①在树干变黑之前，

色的桦尺蠖具有保护色，

色个体的比例高，浅色基因是有利基因频率高。在树干变黑之后，黑色的桦尺蠖具有保护色，

色个体的比例高，黑色基因是有利基因，基因频率高。环境的变化导致

定向改变。环境直接选择的是桦尺蠖的

型，最终选择的是

。在自然选择的作用下，具有有利变异的个体更易产生后代，相应的基因频率会

，具有不利变异的个体很难产生后代，相应的基因频率会

，因此，自然选择使种群的

，导致生物朝着一定的方向不断进化。自然选择决定了生物进化的方向浅浅黑基因频率表现基因不断提高不断下降基因频率发生定向改变自然选择对象：直接选择的是生物的表现型，最终选择的是生物的基因（型）自然选择实质：使基因频率定向改变（生物进化的标志）隔离是物种形成的必要条件(1)一种来自南美大陆的地雀来到这13个岛屿后，形成了13个种群，不同岛屿上的地雀种群会出现不同的

。由于不同的岛屿被海洋隔开，因此不同岛屿的地雀种群间存在着

，相互之间不能进行

。不同的岛屿之间环境有较大差别，自然选择对不同种群

改变所起的作用就有差别。经过长期的进化，不同岛屿上的地雀种群的

有了明显的差别，即使再相遇也不能交配产生可育后代了，即出现了

，它们形成了13个不同的地雀物种。由此可见，隔离是物种形成的

条件，其中生殖隔离是物种形成的

。(2)物种形成的三个基本环节是：_______________、

和

。隔离是物种形成的必要条件突变和基因重组地理隔离基因交流基因频率基因库生殖隔离必要标志自然选择突变和基因重组隔离(1)一种来自南美大陆的地雀来到这13个岛屿后，形成了13个种群，不同岛屿上的地雀种群会出现不同的

。由于不同的岛屿被海洋隔开，因此不同岛屿的地雀种群间存在着

，相互之间不能进行

。不同的岛屿之间环境有较大差别，自然选择对不同种群

改变所起的作用就有差别。经过长期的进化，不同岛屿上的地雀种群的

有了明显的差别，即使再相遇也不能交配产生可育后代了，即出现了

，它们形成了13个不同的地雀物种。由此可见，隔离是物种形成的

条件，其中生殖隔离是物种形成的

。(2)物种形成的三个基本环节是：_______________、

和

。隔离是特种形成的必要条件突变和基因重组地理隔离基因交流基因频率基因库生殖隔离必要标志自然选择突变和基因重组隔离项目物种形成生物进化标志生殖隔离出现基因频率改变变化后生物与原生物的关系新物种形成，出现生殖隔离，质变生物进化，基因频率改变，量变二者联系①只有不同种群的基因库产生了明显差异，出现生殖隔离才形成新物种；②进化不一定产生新物种，新物种产生一定存在进化共同进化类型包含类型实例__________之间种间互助一种蛾与兰花种间斗争捕食猎豹和斑马寄生黏液瘤病毒和兔子竞争作物与杂草生物与无机环境之间生物影响环境，环境影响生物地球早期无氧环境→______生物→光合生物出现→空气中有______→出现好氧生物不同物种厌氧氧气1.共同进化 (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。共同进化与生物多样性的形成物种生物与无机环境无机环境2.生物多样性 (1)生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次(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不定向变异与定向选择在进化过程中共同作用的结果。3.现代生物进化理论 (1)内容 ①

是生物进化的基本单位；生物进化的实质：

。 ②突变和基因重组是产生进化的原材料。 ③

决定生物进化的方向。 ④

导致物种的形成，

导致生物多样性的形成。种群基因频率的改变自然选择达尔文进化论共同点现代生物进化理论a.进化局限于“个体”水平；b.自然选择源于过度繁殖和生存斗争；c.未就遗传变异本质做出科学解释以及自然选择的作用机理a._____是进化的原材料；b.__________决定生物进化的方向；c.解释生物的________和_____________a.进化的基本单位是“________”；b.生物进化的实质是种群____________的改变；c._________________为生物进化提供原材料；d._____导致新物种的形成变异自然选择多样性适应性种群基因频率突变和基因重组隔离________________隔离共同进化种群1.(人教版必修2P116“探究”拓展)自然选择的实质是什么？自然选择作用的直接对象、根本对象分别是什么？

提示自然选择的实质是对控制某特定性状的基因的选择。自然选择作用的直接对象是生物个体的变异性状(表现型)；根本对象是与生物个体变异性状相对应的基因。2.(人教版必修2P114“种群是生物进化的基本单位”拓展)为什么进化的基本单位是种群而不是个体？

提示因为在生物繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传，因此，研究生物的进化时仅仅研究个体是否与环境相适应是不够的，还必须研究种群基因组成的变化。3.(人教版必修2P121“拓展题”)如何判断两个种群是否属于同一物种？物种形成的三个环节是什么？

提示

判断两个种群是否属于同一物种的标准，就是看它们之间是否存在生殖隔离，若存在生殖隔离，则一定是两个物种。突变和基因重组、自然选择及隔离。如图表示某物种进化的基本过程，请思考(1)图中X、Y、Z分别指什么？(2)与原种相比，图中“新种”产生是否一定经历过地理隔离？提示(1)图中X、Y、Z分别表示的是突变和基因重组、自然选择及隔离。(2)一定。现代生物进化理论，考查科学思维能力1.(2018·经典高考，4)下列关于生物进化的叙述，正确的是(

)A.群体中近亲繁殖可提高纯合体的比例B.有害突变不能成为生物进化的原材料C.某种生物产生新基因并稳定遗传后，则形成了新物种D.若没有其他因素影响，一个随机交配小群体的基因频率在各代保持不变解析群体中近亲个体基因相似度高，近亲繁殖会提高纯合体的比例，A正确；基因突变中的有害和有利突变都能为生物进化提供原材料，B错误；新物种形成的标志是产生生殖隔离，C错误；基因频率保持不变的一个前提是群体足够大，一个随机交配小群体的基因频率在各代不一定保持不变，D错误。答案

A2.(2019·原创题)某山地的蜗牛被突然隆起的山丘分隔成两个种群，若干年后，两个种群发生了明显的进化，而后山丘障碍消失，进化过程如图所示。下列相关说法正确的是(

)A.b1和c1间出现了地理隔离，二者之间也一定出现了生殖隔离B.c1和c2的过程中种群的基因频率一定发生了改变C.d1和d2形态差别较大，所以二者之间一定出现了生殖隔离D.生物圈中物种的形成都必须经历这种长期的地理隔离解析山丘的形成将蜗牛分成了两个种群，b1和c1之间出现了地理隔离，但不一定形成生殖隔离，A错误；c1到c2的过程中种群发生了进化，进化的实质就是种群基因频率发生改变，B正确；生殖隔离出现的标准是两种生物之间无法交配或交配后不能产生可育的后代，而形态差别大的生物之间不一定出现了生殖隔离，C错误；不经过地理隔离也可以形成新物种，如四倍体西瓜，D错误。答案

B(1)突变≠基因突变。“突变”不是基因突变的简称，而是包括“基因突变”和“染色体变异”。(2)变异先于环境选择。农田喷施农药杀灭害虫，在喷施农药之前，害虫中就存在抗农药的突变个体，喷施农药仅杀灭了不抗药的个体，抗药的个体存活下来。农药不能使害虫产生抗药性变异，只是对具有抗药性个体进行了选择。(3)生物进化并不一定形成新物种，但是新物种的形成一定要经过生物进化。围绕生物进化与物种形成，考查进化与适应观3.(2019·湖南株洲模拟)澳洲某小岛上生活着两种棕榈科植物。研究认为在200万年前，它们的共同祖先迁移到该岛时，一部分生活在pH较高的石灰岩上，开花较早；另一部分生活在pH较低的火山灰上，开花较晚。由于花期不同，不能相互授粉，经过长期演变，最终形成两个不同的物种。下列推断错误的是(

)A.隔离是物种形成的必要条件B.生物的性状受到环境的影响C.生物多样性的形成与环境相关D.现将两种植物杂交，能产生可育后代解析题中的两种棕榈科植物的祖先迁到该岛时存在地理隔离；由于花期不同，不能相互授粉，经过长期演变，形成生殖隔离，最终形成两个不同的物种，隔离是物种形成的必要条件，A正确；土壤酸碱度会改变棕榈科植物的性状，因此生物的性状受到环境的影响，B正确；酸碱度不同导致花期不同，两种棕榈科植物不能相互授粉，经过长期演变，最终形成两个不同的物种，体现了生物多样性的形成与环境相关，C正确；两种植物存在生殖隔离，即使把它们种在相同环境中，也不会产生可育后代，D错误。答案

D4.(2018·河南洛阳第一次质量预测)下图表示某生态系统中的三种植物，下列叙述中正确的是(

)A.a、c、f没有地理隔离，也不会产生生殖隔离B.a～j所含的全部基因，称为种群基因库C.f～j在一段时期内没有产生新的基因，但该种群基因频率有可能发生变化D.该生态系统中的所有生物和周围的无机环境之和称为生态系统的多样性解析

a、c、f生活在同一个区域内，没有地理隔离，但它们属于三种植物，所以存在生殖隔离，A错误；基因库是一个种群中所有个体所含的全部基因，而图中a～j不是一个种群，B错误；f～j在一段时期内没有产生新的基因，但也有可能因为自然选择，种群的基因频率发生变化，C正确；该生态系统中的所有生物和周围的无机环境之和称为生态系统，D错误。答案

C判断两种生物是否为同一物种①“新物种”必须具备两个条件：与原物种之间已形成生殖隔离和物种必须是可育的。如三倍体无子西瓜、骡子均不可称为“物种”，因为它们均是“不育”的，而四倍体西瓜相对于二倍体西瓜则是“新物种”，因为它与二倍体西瓜杂交产生的子代(三倍体西瓜)不育，意味着二者间已产生生殖隔离，故已成为新物种。②判断方法若可以自然交配，并且后代为可育后代，那么就是同一物种；若不能进行自然交配，或者交配繁殖出的后代为不可育后代，就为不同物种。5.(2015·全国卷Ⅰ)假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等，且对于A和a这对等位基因来说只有Aa一种基因型。回答下列问题： (1)若不考虑基因突变和染色体变异，则该果蝇种群中A基因频率∶a基因频率为________。理论上，该果蝇种群随机交配产生的第一代中AA、Aa和aa的数量比为________，A的基因频率为________。种群基因频率与基因型频率的计算(2)若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型，且比例为2∶1，则对该结果最合理的解释是________________________。根据这一解释，第一代再随机交配，第二代中Aa和aa基因型个体数量的比例应为________。答案(1)1∶1

1∶2∶1

0.5

(2)A基因纯合致死1∶16.某种群产生了一个突变基因F，其基因频率在种群中的变化如图所示。以下推断正确的是(

)A.该种群基因频率的改变，是因为环境改变使之产生了定向变异B.F基因决定的性状在生存斗争中占有优势C.基因型为FF的幼体存活率一定高于杂合子D.该种群中F基因频率发生了定向变化表明产生了新物种解析生物的变异是不定向的，A错误；据图可知，F的基因频率不断增加，说明F基因控制的性状更适应环境，B正确；根据题干及图示信息不能判断基因型为FF和Ff的幼体存活率的高低，C错误；新物种产生的标志是生殖隔离，生物进化的实质是种群基因频率的改变，D错误。答案

B1.计算常染色体遗传和伴性遗传的基因频率

用NAA、NXAY分别表示该基因型的个体数，用PAA、PXAY表示该基因型的频率，用p、q表示A、a的基因频率。 (1)常染色体遗传方式2.利用遗传平衡定律进行基因频率和基因型频率的计算 (1)已知A的基因频率是A%，a的基因频率是a%，则该种群中基因型为AA的个体占A%×A%，基因型为aa的个体占a%×a%，基因型为Aa的个体占A%×a%×2。3.自交和自由交配对种群基因型频率和基因频率的影响 (1)自交：基因型频率发生变化，纯合子比例逐渐增大，杂合子比例逐渐减小，但基因频率不变。 (2)自由交配：基因型频率和基因频率都不变。

注：男性人群中XbY的基因型频率＝整个人群中Xb的基因频率。共同进化类型包含类型实例__________之间种间互助一种蛾与兰花种间斗争捕食猎豹和斑马寄生黏液瘤病毒和兔子竞争作物与杂草生物与无机环境之间生物影响环境，环境影响生物地球早期无氧环境→______生物→光合生物出现→空气中有______→出现好氧生物不同物种厌氧氧气1.共同进化 (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。考点二共同进化与生物多样性的形成物种生物与无机环境无机环境2.生物多样性 (1)生物多样性各层次间的关系

生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次，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不定向变异与定向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 (1)中性学说：大量的基因突变是中性的，决定生物进化方向的是

的逐渐积累，而不是

。 (2)生物进化理论不会停滞不前，而是在不断发展。中性突变自然选择1.深挖教材 (人教版必修2P124“思考与讨论”拓展)(1)地球上最早出现的生物是病毒，还是细胞生物？其生活环境是陆地，还是海洋？ (2)就植物和动物而言，谁最早登陆？为什么？ (3)恐龙于何时绝灭的？物种绝灭对生物多样性有何影响？

提示

(1)最早出现的生物是厌氧的单细胞生物，它们生活在海洋中(病毒是专性寄生的，没有寄主细胞，就没有病毒)。 (2)最早登陆的生物是植物，否则动物登陆后就会饿死。 (3)恐龙是在中生代后期绝灭的。物种绝灭对生物多样性的影响是复杂的。恐龙的绝灭有利于哺乳动物的繁盛。2.边角拾遗 (人教版必修2P123“小字内容”)“精明的捕食者”策略

关于捕食者在进化中的作用，美国生态学家斯坦利(S.M.stanley)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。“精明的捕食者”策略对人类利用资源有什么启示？

提示

“精明的捕食者”策略可启发人们对资源利用应做到“合理”，当某种资源过于繁盛时，应适当“收割”，这不仅有利于该资源自身发展，也必将有利于为“其他资源”腾出生存或发展空间，从而有助于人们获得更丰富的资源。结合共同进化的实例，考查进化与适应观1.(2014·广东卷，3)某种兰花有细长的花矩(如图)，花矩顶端贮存着花蜜，这种兰花的传粉需借助具有细长口器的蛾在吸食花蜜的过程中完成。下列叙述正确的是(

)A.蛾口器的特征决定兰花花矩变异的方向B.花矩变长是兰花新种形成的必要条件C.口器与花矩的相互适应是共同进化的结果D.蛾的口器会因吸食花蜜而越变越长解析变异是不定向的，A错误；新物种形成的必要条件是隔离，B错误；两种生物之间的种间互助是共同进化的结果，C正确；蛾的口器变长是自然选择的结果，D错误。答案C2.(2019·湖南怀化期中)下列有关生物进化和物种形成的叙述，错误的是(

)A.新物种的形成通常要经过基因突变和基因重组、自然选择及隔离三个基本环节B.自然选择能定向改变种群的基因频率，决定生物进化的方向C.人为因素和物种入侵都可能会改变生物进化的速度和方向D.生活在神农架的野兔与狼都能迅速奔跑，是长期共同进化的结果解析新物种的形成通常要经过突变和基因重组、自然选择及隔离三个基本环节，其中突变包括基因突变和染色体变异，A错误；自然选择能定向改变种群的基因频率，决定生物进化的方向，B正确；人为因素和物种入侵都可能会改变生物进化的速度和方向，C正确；生活在神农架的野兔与狼都能迅速奔跑，是长期共同进化的结果，D正确。答案

A围绕生物多样性的形成，考查保护环境的责任感3.(2016·北京卷，3)豹的某个栖息地由于人类活动被分隔为F区和T区。20世纪90年代初，F区豹种群仅剩25只，且出现诸多疾病。为避免该豹种群消亡，由T区引入8只成年雌豹。经过十年，F区豹种群增至百余只，在此期间F区的(

)A.豹种群遗传(基因)多样性增加B.豹后代的性别比例明显改变C.物种丰(富)度出现大幅度下降D.豹种群的致病基因频率不变解析B项强调的是后代性别比例，引入的T区豹会引起后代个体存活率产生差异，没有迹象表明其子代不同性别生存状况有差异，所以后代的性别比例并不会受影响，B错误；由于没有生殖隔离，两个区的豹仍属于同一物种，所以并未影响物种丰富度，C错误；由于T区豹的引入增加了F区豹基因多样性，所以致病基因的基因频率一定发生了改变，D错误。答案A4.(2018·山东泰安期末)下列关于生物多样性、统一性和生物进化的叙述中，错误的是(

)A.不同种个体间无法交配，不能产生后代，被称为生殖隔离B.