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考点27 生物的进化
一、生物有共同祖先的证据
1. 达尔文生物进化论的主要组成学说
（1）共同由来学说：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. 地层中陈列的证据——化石
（1）概念：通过自然作用保存在地层中的古代生物的 、 或 等。
（2）化石是研究生物进化 、 的证据。
①根据动物的骨骼化石推测其体型大小和运动方式。
②根据植物化石推测它们的形态、结构和分类地位。
③根据动物的牙齿化石推测它们的饮食情况。
（3）揭示的规律
①生物是由原始的共同祖先经过漫长的地质年代进化而来的。
②生物经历了由 到 、由 到 、由 到 的进化顺序。
3. 当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
（1）比较解剖学证据：蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢、人的上肢骨骼内部结构模式相似且人与蝙蝠、
鲸、猫的骨骼结构还有其他共同点；哺乳动物与鱼在骨骼结构上也有共同点。
为生物进化论提供的最重要证据是同源器官，即起源相同、结构和部位相似而形态和功能不完全相同的器官。
（2）胚胎学证据：人和鱼在胚胎发育早期都出现 和 。脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相
似的阶段。
胚胎学是研究动植物的胚胎形成和发育过程的学科。所有高等生物的胚胎发育都是从一个受精卵开始的，可以作为高等生物
起源于单细胞生物的依据。
（3）细胞水平的证据：生物都有能进行代谢、生长和增殖的 ，细胞有共同的物质基础和结构基础
等。例如：古细菌都有细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体和DNA。与当今细胞的基本结构和物质相同。
结论：生物有共同的组先。
（4）分子水平的证据：不同生物的DNA 和蛋白质等 既有共同点，又有差异。
1
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例如：
人与猩猩和长臂猿的某段同源DNA 的差异分别为2.4%、5.3%，人和黑猩猩基因组的差异只有3%。
细胞色素c 是细胞中普遍含有的一种蛋白质，不同生物与人的细胞色素c 氨基酸序列存在差异（如下表所
示），差异越小，表明亲缘关系越近。
生物
黑猩猩
猕猴
狗
鸡
响尾蛇
金枪鱼
果蝇
天蚕蛾
链孢霉
酵母菌
氨基酸差异个数
0
1
11
13
14
21
27
31
43
44
二、自然选择与适应的形成
1. 适应的普遍性和相对性
（1）适应的含义
①生物的 适合于完成一定的功能。
②生物的形态结构及其功能适合于该生物在一定的环境中 和 。
（2）特点
①普遍性：所有的生物都具有适应环境的特征。
原因： 。
实例：保护色、警戒色或拟态等。
②相对性：生物对环境的适应只是一定程度上的适应，即适应具有局限性。
原因：遗传的 和 条件的变化相互作用。
实例：雷鸟在冬季来临前将羽毛换成白色，以适应雪地环境，若降雪延迟，则更易被天敌发现。
关于适应的相对性：适应性特征来自遗传，即来源于可遗传的有利变异的逐代积累，是对之前的环境适应的结果。由于环境
总是处于不断变化中，遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾是适应相对性的根本原因。
2. 适应是自然选择的结果
（1）拉马克进化学说对适应的解释
①主要内容：当今所有的生物都是由 的生物进化来的。各种生物的适应性特征是在 过
程中逐渐形成的。
②进化原因： 、 。
③意义：否定了 ；提出的进化学说在当时有进步意义。
④局限性：过于强调环境变化直接导致物种的改变，对适应形成的解释是肤浅的。
（2）达尔文自然选择学说对适应的解释
①主要内容：适应来源是 ，适应是 的结果。
②群体中出现可遗传的 变异和环境的 选择是适应形成的必要条件。
③适应的形成： 、 、 、 。
④模型
2
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⑤意义
使生物学第一次摆脱了 的束缚，走上了科学的轨道。
揭示了生物界的 是由于所有的生物都有共同祖先，而生物的 和 是进化的
结果。
⑥局限性：对于遗传和变异的认识还局限于 水平，不能科学地解释遗传和变异的 。
三、现代生物进化理论的主要内容
1.
是生物进化的基本单位。
（1）种群的概念：生活在一定区域的
生物
个体的集合。
（2）特点：生物进化的
；雌雄个体可以通过繁殖将各自的基因遗传给后代。
（3）基因库：一个种群中
个体所含有的
基因，叫作这个种群的基因库。
2.
提供进化的原材料。
（1）突变和基因重组：属于 ，其中突变包括
和
。
（2）可遗传变异的形成：基因突变产生的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多
样的基因型，从而使种群中出现多种多样可遗传的变异类型。
（3）可遗传变异的特点：
性和
性。
3.
决定生物进化的方向。
（1）在自然选择的作用下，具有
变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会不
断
；相反，具有
变异的个体留下后代的机会少，种群中相应的基因的频率也会
。
（2）生物进化的实质：在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生
改变，导致生物朝着一定的
方向不断进化。
4.
导致物种的形成。
（1）隔离的概念：不同群体间的个体，在自然条件下基因不能
的现象。
（2）隔离的类型
3
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类型
生殖隔离
地理隔离
区
别
发生范围
物种
同种物种
特点
自然条件下不同物种间不能发生基因交流
自然条件下种群间基因不能交流，一定条件
下可以进行基因交流
结果
形成不同的
形成不同的亚种，进行可能形成不同的物种
联系
地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成的质变阶段；长期的地理隔离最终
可形成生殖隔离，生殖隔离是形成物种的关键，是物种形成的最后阶段。
（3）隔离的作用：隔离是物种形成的
。
（4）物种的概念：能够在自然状态下
并且产生
的一群生物。
四、现代生物进化理论与达尔文进化论的比较
1. 共同点：都能解释生物进化的 和生物的 、 。
2. 不同点
（1）达尔文进化论没有阐明遗传和变异的 以及自然选择的 ，而现代生物进化理论对此
进行了阐述。
（2）达尔文进化论研究生物 的进化，而现代生物进化理论则强调群体的进化，认为 是生
物进化的基本单位。
（3）现代生物进化理论认为生物进化的实质是 的改变，是从 水平上对进化进行
阐述，而自然选择学说从 水平解释进化。
（4）现代生物进化理论强调 在物种形成中的作用。
五、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、
与
之间在相互影响中不断进化和发展。
（2）类型与实例
协同进化的对象
类型
实例
不同物种之间
原始合作
某种蛾与兰花
捕食
猎豹和斑马
寄生
黏液瘤病毒和兔子
种间竞争
作物与杂草
互利共生
豆科植物与根瘤菌
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→出现厌氧生物→光合生物出
现→空气中有氧气→出现好氧生物。
2. 生物多样性的形成
（1）主要内容：
多样性、
多样性和
多样性。
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（2）形成原因：生物的
。
（3）研究生物进化历程的主要依据：
。
3. 中性突变学说
大量的基因突变是中性的，这些基因突变经过长期积累，会导致种群间遗传物质出现较大的差别。决
定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择。
4. 间断平衡学说
根据许多物种是在短时间内迅速形成的现象，有人提出物种的形成并不都是渐变的过程，而是物种长
期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。
六、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
，但变异的细菌可能产生耐药性。
2. 实验步骤
步骤
操作
分组编号
将培养皿底部分为4 个区域并标记为①~④
施加处理
a. 用无菌的涂布器（或无菌棉签）均匀地将细菌培养液涂布在培养基平板上
b. 用无菌的镊子先夹取1 张不含抗生素的纸片放在①号区域的中央，再分布夹取1 张抗生
素纸片放在②~④号区域的中央，盖上皿盖
培养与观察
a. 将培养皿倒置于37℃的恒温箱中培养12~16h
b. 观察纸片附近是否出现了抑菌圈。如果有，测量和记录每个实验组中抑菌圈的直径，并
取平均值
分离耐药菌
从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌，接种到已灭菌的液体培养基中培养，重复上诉步骤。如
此重复几代，并记录每一代培养物抑菌圈的直径
从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌的原因是抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌。
3. 实验结果：在培养基上有细菌生长，在放有抗生素纸片的区域
细菌生长。连续培养几代后，抑菌
圈的直径会变
。
4. 实验结论：抗生素对细菌具有
选择的作用。
考法1 现代生物进化理论与物种形成
1. 正确理解现代生物进化理论
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（1）自然选择决定生物进化的方向，进而通过隔离形成新物种。
①注意：变异是不定向的，且变异是原来就存在的，而不是因环境变化产生的，环境直接对各种变异进行
选择，结果使不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累，种群的基因频率发生定向改变，生物向一定方向不断
进化。
②自然选择在生物进化中的作用
选择的对象
对个体所产生的变异进行选择。现代生物进化理论认为，自然选择根本上是对变异所对应的
基因的选择，从而改变种群中不同基因的基因频率。
选择的因素
个体所处的自然环境。
选择的手段
通过生存斗争，使具有有利变异的生物个体生存下来，从而完成一次自然对生物的选择。
选择的结果
适者生存，不适者被淘汰，即存活下来的生物都是适应环境的。
③隔离：包括地理隔离和生殖隔离。生殖隔离的形成标志着新物种的形成；地理隔离是物种形成的量变阶
段，生殖隔离是物种形成的质变阶段。
（2）生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程。
（3）生物多样性是协同进化的结果。
2. 物种形成的三种经典模式
（1）渐变式
（2）骤变式：在很短时间内即可形成，如自然界中多倍体植物的形成。
（3）人工创造新物种：通过植物体细胞杂交（如番茄—马铃薯）、多倍体远缘杂交（如甘蓝—萝卜）、
人工诱导多倍体形成（如八倍体小黑麦）等方式也可以创造新物种。
（4）物种形成与生物进化的比较
物种形成
生物进化
标志
出现生殖隔离
种群基因频率改变
变化前后生
物间的关系
新物种形成，存在生殖隔离，质变，属
于不同物种
生物进化，种群基因频率改变，量变，可能仍属
于同一物种
联系
1. 生物进化不一定导致新物种的形成。
2. 新物种一旦形成，则说明生物肯定进化了。
【典例1】 （2023•通州区模拟）野生稻具有谷粒细小、芒长、壳硬、脱壳困难、种子的蛋白质含量虽然
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高但产量很低、种子的休眠期很长且发芽不整齐等“缺点”。由野生稻选择、驯化而来的栽培水稻谷粒变
大，芒变短甚至无芒，种子没有休眠期、产量高。下列分析正确的是（ ）
A．控制野生稻“缺点”的所有基因构成野生稻种群的基因库
B．经过长期选择、驯化，栽培水稻种群的基因频率发生了定向改变
C．野生稻的“缺点”是不利于其适应自然环境的不利变异
D．栽培水稻与野生稻的性状差异显著，说明它们之间一定存在生殖隔离
【典例2】 （2023•江苏模拟）某同学为探究阿莫西林（一种常用的青霉素类抗生素）对细菌的选择作用，
将菌液加到培养基上涂布均匀后，在2、3、4 号位贴上沾有0.5mg/mL 阿莫西林溶液的滤纸片。如图为第
一代实验结果，下列叙述错误的是（ ）
A．培养基区域l 内无抑菌圈的出现，1 号位贴的应是无菌滤纸片
B．抑菌圈边缘细菌的抗药性高于抑菌圈外细菌的抗药性
C．后续需要从抑菌圈边缘挑取细菌扩大培养后重复实验
D．连续培养几代后，2、3、4 号位的抑菌圈直径将会变小
【典例3】 （2023•东莞市校级模拟）已知物种乙和丙均由甲演化而来，形成过程如图所示（乙和丙种群
处于遗传平衡状态）。图中A、B、C 分别表示不同的3 个地区。E/e 位于常染色体上，G/g 位于X 染色体
上。下列有关说法正确的是（ ）
A．染色体结构变异会导致种群基因频率发生定向改变
B．物种乙和物种丙的g 基因频率可能相同
C．物种乙和物种丙存在生殖隔离，故二者不能交配
D．若只考虑E/e 基因，显性性状和隐性性状数量相当，则E 和e 的基因频率相等
【典例4】 （2023•临沂一模）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
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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
【典例5】 （2023•安徽模拟）一万多年前，内华达州比现在湿润得多，气候也较为寒冷，许多湖泊（A、
B、C、D）通过纵横交错的小溪流连结起来，湖中有不少鳉鱼。以后，气候逐渐干旱，小溪流渐渐消失，
形成了若干个独立的湖泊，各湖泊生活的鳉鱼形态差异也变得明显（分别称为a、b、c、d 鳉鱼）。如图为
内华达州1 万多年以来湖泊地质的变化示意图。
（1）一万多年后，D 湖中的
称为鳉鱼种群的基因库；现代生物进化理
论认为
为生物的进化提供原材料。
（2）现在，有人将四个湖泊中的一些鳉鱼混合养殖，结果发现：A、B 两湖的鳉鱼（a 和b）能进行交
配且产生后代，但其后代高度不育，则a、b 鳉鱼之间存在
，来自C、D 两湖的鳉鱼（c
和d）交配，能生育具有正常生殖能力的子代，且子代之间存在一定的性状差异，这体现了生物多样性
中的
（填“基因多样性”“物种多样性”或“生态系统多样性”）。
（3）在5000 年前，A 湖的浅水滩生活着甲水草（二倍体），如今科学家发现了另一些植株较硕大的乙
水草，经基因组分析，甲、乙两水草完全相同；经染色体组分析，水草甲含有18 对同源染色体，水草
乙的染色体组数是水草甲的2 倍。则乙水草产生的原因最可能是
。
【变式1】 （2023•谷城县校级模拟）科学家斯万特•帕博通过对尼安德特人基因组研究而获2022 年诺贝尔
奖。如图表示现代人与尼安德特人、黑猩猩之间线粒体DNA（mtDNA）特定序列的碱基对差异。下列叙
述错误的是（ ）
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A．通过比较解剖学证据——尼安德特人骨骼化石进行分析，表明其能直立行走
B．研究人类起源时，可用mtDNA 来追踪母系祖先，而追踪父系祖先可用Y 染色体
C．由mtDNA 特定序列的碱基对差异对比可知，现代人与尼安德特人亲缘关系较近
D．现代人通常可分为黄色、白色、黑色和棕色等4 个人种，但4 个人种之间不存在生殖隔离
【变式2】 （2023•重庆模拟）某医院通过四年时间对住院患者进行抗生素甲人均使用量的统计，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的研究，结果如图，下列叙述错误的是（ ）
A．细菌耐药率的变化与抗生素甲的使用量之间存在着关联
B．抗生素甲的使用量增加促使细菌耐药性突变速率加快
C．抗生素使用量的增加和细菌耐药性的增强属于协同进化
D．经常变换使用不同抗生素可减缓细菌对某一种抗生素耐药率的升高
【变式3】 （2023•湖北模拟）达尔文的生物进化论是现代生物进化理论的基础，相关叙述错误的是（
）
A．达尔文的生物进化论主要由“共同由来学说”和“自然选择学说”组成
B．群体中出现可遗传的有利变异和环境的定向选择是适应形成的必要条件
C．突变和基因重组提供进化的原材料进而导致种群基因频率的定向改变
D．生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程
【变式4】 （2023•安徽模拟）研究者对分布在喜马拉雅山东侧不同海拔高度的358 种鸣禽进行了研究，绘
制了该地区鸣禽物种的演化图表及其在不同海拔分布情况示意图（图中数字和字母代表不同鸣禽物种的种
群），以下说法不正确的是（ ）
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A．种群①内部个体间形态和大小方面的差异，体现了基因多样性
B．在②③④⑤四个物种中，亲缘关系最近的物种是②③
C．种群X 分布区域扩大有利于在⑥⑦原种群之间形成地理隔离
D．不同海拔高度的选择有利于不同种群的基因频率朝相同方向演化
【变式5】 （2023•山阳县校级一模）1960 年1 月，科学家首次乘坐的“里亚斯特”号深海潜水器成功下
潜至马里亚纳海沟进行科考，在近万米的海底，科学家们惊奇地看到比目鱼和小红虾在游动．
（1）马里亚纳海沟中所有的比目鱼组成了一个
．
（2）几百万年的前海沟下与海沟上的比目鱼还是属于同一物种，但由于马里亚纳海沟中的比目鱼群体
长期与较浅域的比目鱼缺乏基因交流，最终会产生
隔离．造成这种现象的两个外部因素是
和
．
（3）从变异的来源看，比目鱼的种类具有多样性的根本是由于
造成的．
（4）由于地质巨变，最终人类只抢救一对马里亚纳海沟中的比目鱼，通过人工繁殖，最终产生一个新
的比目鱼种群，则此种群的基因库中的基因数量与原种群相比要
（减少/增大）．
（5）如图表示某群岛物种演化的模型，A、B、C、D 为四个物种及其演化过程．A 物种演变为B、C
两个物种的过程包括
三个环节．由A 物种演变为B、C 两个物种，其内在因
素是生物体的
发生了改变．如果乙岛上C 物种个体数量不断增加，引起D 物种个体数的锐
减，这种现象称为
．
考法2 基因频率与基因型频率的计算
1. 相关概念
（1）基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值，叫作基因频率。
①计算公式：
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②生物进化的实质是种群基因频率的改变。
（2）基因型频率：在一个种群中，某基因型个体数占该种群个体总数的比值，叫作基因型频率。
①计算公式：
②基因型频率改变，基因频率不一定改变，不一定会引起生物进化。
2. 已知基因型频率，求基因频率
（1）利用常染色体上一对等位基因的基因型频率求基因频率
①方法1 公式法：某基因频率=
②方法2 比例法：某基因频率=该基因纯合子比例+1/2 杂合子比例
例如：A%=
=AA 基因型频率+1/2Aa 基因型频率
（2）利用性染色体上一对等位基因的基因型频率求基因频率
①公式法：X 染色体上某基因频率=
②以人类红绿色盲基因的遗传为例。女性的性染色体组成为XX，男性的性染色体组成为XY，Y 染色体上
没有其等位基因，设定XB%、Xb%分别表示基因XB、Xb的频率，XBXB、XbXb、XBY、XbY 分别表示相应
基因型的个体数。则：
XB%=
3. 已知基因频率，利用遗传平衡定律求基因型频率
（1）符合遗传平衡定律的条件：种群非常大；种群中所有的雌雄个体间都能自由交配并产生可育后代；
没有突变的发生；没有迁入和迁出；没有自然选择。
（2）计算公式
①利用常染色体上一对等位基因的基因频率求基因型频率。
设A 的基因频率为p，a 的基因频率为q，则p+q= 1。
则AA 的基因型频率=p2，Aa 的基因型频率=2pq，aa 的基因型频率=q2。
若已知处于遗传平衡状态和某纯合子基因型频率的情况下，直接对基因型频率开平方，即可求得该基因频
率。如：人群中白化病（aa）患病概率为
，则a 基因频率为
，A 的基因频率=1-a 的基
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因频率=
②利用性染色体上一对等位基因的基因频率求基因型频率
设XB的基因频率为p，Xb的基因频率为q，则p+q= 1。
在男性群体中，XBY=p，XbY=q；在女性群体中，XBXB=p2，XBXb=2pq，XbXb=q2。
4. 随机交配与连续自交的比较
假设群体足够大，没有突变的发生；没有迁入和迁出；没有自然选择，没有致死情况。
（1）连续自交时，种群中纯合子增多，杂合子较少，基因频率不变，基因型频率发生变化。
（2）自由交配时，在无基因突变且各基因型个体生活力相同时，亲子代之间基因频率及基因型频率都不
变。
【典例1】 （2023•海门市校级模拟）生态廊道能减小生境破碎化对生物多样性的威胁。研究人员调查了
生态廊道开通前后某铁路东、西两侧的田鼠种群的基因型频率（鼠群毛色受等位基因A/a 控制，灰色对棕
色为显性），结果如下表。下列相关叙述错误的是（ ）
地点
开通生态走廊前
开通生态走廊后
路东
路西
基因型
AA
400
100
600
Aa
300
300
600
aa
300
600
800
A．开通生态走廊前，灰色鼠较适合在路东生存
B．开通生态走廊前，路西侧a 的基因频率为0.75
C．开通生态走廊前后Aa 的基因型频率不变，故路两侧的田鼠种群没有进化
D．生态走廊的开通突破了地理隔离，有利于保护基因多样性和物种多样性
【变式1】 （2023•福建三模）兔子的一对等位基因F/f 位于常染色体上。据调查，某个人工饲喂兔种群中
雌兔基因型频率分别为FF（30%）、Ff（60%）、ff（10%），雄兔基因型频率分别为FF（40%）、Ff
（40%）、ff（20%）。假设该种群中雌雄兔随机交配一代，下列叙述正确的是（ ）
A．调查结果表明F 基因控制的性状更能适应环境
B．子代FF 基因型频率雌兔为36%、雄兔为16%
C．子代中F、f 的基因频率与亲代的相等
D．子代基因型频率改变，该兔群发生了进化
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