2024届高考生物一轮总复习第七单元生物的变异和进化第21讲生物的进化课件

这是一份2024届高考生物一轮总复习第七单元生物的变异和进化第21讲生物的进化课件，共53页。PPT课件主要包含了答案C，答案D，2方法步骤，物种形成的方式，答案B，续上表，答案A等内容，欢迎下载使用。

第21讲　生物的进化 【课标要求】　1.地球上的现存物种丰富多样，它们来自共同祖先。2.适应是自然选择的结果。3.活动：用数学方法讨论自然选择使种群的基因频率发生变化。4.活动：探讨耐药菌的出现与抗生素滥用的关系。
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共同祖先进化来的。(2)自然选择学说。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。2．生物有共同祖先的证据(1)地层中陈列的证据——化石。①概念：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。
②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。③分布：大部分化石发现于沉积岩的地层中。④结论：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。
(2)当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据。
3．适应的普遍性和相对性(1)适应的概念。①生物的形态、结构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生存和繁殖。(2)适应的特性。①普遍性：适应是普遍存在的，所有的生物都具有适应环境的特征。②相对性：适应是针对一定的环境条件而言的，是一种暂时的现象。4．适应是自然选择的结果(1)拉马克进化学说。①主要观点：a．当今所有的生物都是由更古老的生物进化来的。
b．各种生物的适应性特征是在进化过程中逐渐形成的。c．适应的形成是由于用进废退和获得性遗传。②意义：历史上第一个比较完整的进化学说；彻底否定了物种不变论，奠定了科学生物进化论的基础。③评价：拉马克的进化学说在当时是有进步意义的，但他对适应形成的解释是肤浅的，未被人们普遍接受。
(2)达尔文自然选择学说。
提醒：变异在前且是不定向的，环境变化在后且是定向的，环境只起选择作用。
(3)达尔文进化理论的发展——现代生物进化理论。①研究水平：从性状水平深入到基因水平。②研究结果：认识到遗传和变异的本质。③研究对象：从以生物个体为单位发展到以种群为基本单位。④形成了以自然选择为核心的现代生物进化理论。
1．化石的分类化石分类最普遍的分类方式是按其留存的生物遗迹类型分类，可分为实体化石、遗迹化石、分子化石。2．说明生物有共同祖先的其他证据(1)绝大多数生物的遗传物质都是核酸。(2)遗传信息传递都遵循中心法则。(3)遗传信息传递过程都遵循碱基互补配对原则。(4)生物共用同一套遗传密码子。(5)具有生命系统的细胞都具有生物膜系统(如细胞膜)，且细胞膜都以磷脂双分子层为基本支架。
3．达尔文进化学说的理解(1)达尔文自然选择学说的主要内容有过度繁殖、生存斗争、遗传和变异、适者生存。自然选择学说内容之间的关系是：过度繁殖是自然选择的基础，生存斗争是自然选择的动力，遗传和变异是自然选择的内在因素，适者生存是自然选择的结果。(2)进化过程中环境的影响。环境条件对生物变异不是诱导而是选择。生物产生了大量不定向变异后，由环境决定其生存与否，即变异在前，选择在后。
考向1　围绕生物有共同祖先的证据，考查生命观念1．(2022·深圳)生物的遗体、遗物或生活痕迹，由于某种原因被埋藏在地层中，经过若干万年的复杂变化而形成化石。下列关于化石的叙述正确的是(　　)A．所有的古生物都能形成化石B．在越古老地层中形成化石的生物越高等C．化石是研究生物进化的重要证据D．在越浅的地层中形成化石的生物越低等
解析：化石是生物由于某种原因被埋藏在地层中，经过若干万年的复杂变化而逐渐形成的，并不是所有的古生物都能形成化石，A项错误；越古老的地层中，形成化石的生物越简单、越低等，B项错误；化石是研究地球上生物进化的最直接、最有力的证据，C项正确；在越浅的地层中，形成化石的生物越高等，D项错误。
考向2　结合自然选择与适应的形成，考查生命观念2．(2022·山东青岛)用达尔文进化学说的观点来判断，下列叙述正确的是(　　)A．在长期有毒农药的诱导下，农田害虫产生了抗药性B．长颈鹿经常努力伸长颈和前肢去吃树上的叶子，因此颈和前肢都变得很长C．北极熊生活在冰天雪地的环境里，它们定向产生了适应白色环境的变异D．野兔保护性的体色和鹰锐利的目光，是它们长期互相选择的结果
解析：农田害虫群体中本身存在着或强或弱抗药性的变异，在有毒农药长期的自然选择作用下，农田害虫的抗药性得到了积累加强，A项错误；长颈鹿经常努力伸长颈和前肢去吃树上的叶子，因此颈和前肢都变得很长是拉马克用进废退、获得性遗传观点的体现，B项错误；变异是不定向的，环境对变异起选择作用，北极熊的体色是与环境一致的白色，是长期自然选择的结果，C项错误；野兔的保护色和鹰锐利的目光是它们长期互相选择的结果，这是达尔文进化学说的观点，D项正确。
考点二　种群基因组成的变化与物种的形成
一、种群基因组成的变化1．种群和种群基因库(1)种群。①概念：生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫作种群。②特点：种群是生物繁殖和进化的基本单位。(2)基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。(注：个体不具备)(3)基因频率：一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值。计算公式：某基因频率＝该基因的数目÷该基因与其等位基因的总数×100%(4)基因型频率：一个种群中，某基因型个体数占该种群个体总数的比值。计算公式：某基因型频率＝该基因型的个体数÷该种群个体总数×100%
提醒：种群≠物种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；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。
2．种群基因频率的变化(1)可遗传变异。
②特点：可遗传的变异是随机的、不定向的。③作用：只提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。④相对性：变异的有利和有害取决于生物的生存环境。⑤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，从而出现多种多样的变异类型。
3．自然选择对种群基因频率变化的影响(1)自然选择决定生物进化的方向。①原因：不断淘汰不利变异的基因，积累有利变异的基因。②选择的对象：a．直接作用对象：个体的表型。b．最终选择的对象：决定表型的基因。③结果：种群的基因频率发生定向改变。(2)生物进化的实质：种群基因频率的改变。4．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耐药性。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素，耐药菌有可能存活下来。
第1步：用记号笔在培养皿的底部画2条相互垂直的直线，将培养皿分为4个区域，分别标记为①～④
第2步：取少量细菌的培养液，用无菌的涂布器(或无菌棉签)均匀地涂抹在培养基平板上
第3步：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，再分别夹取1张抗生素纸片放在②～④号区域的中央，盖上皿盖
第4步：将培养皿倒置于37 ℃的恒温箱中培养12～16 h
第5步：观察培养基上细菌的生长状况。若纸片附近出现了抑菌圈，测量和记录每个实验组中抑菌圈的直径，并取平均值
第6步：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，然后重复步骤2～步骤5。如此重复几代，记录每一代培养物抑菌圈的直径
(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。
二、隔离在物种形成中的作用1．物种(1)概念：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。(2)判断标准：生殖隔离。(3)与种群的关系：一个物种可包含多个种群，一个种群内只有一个物种。2．隔离及其在物种形成中的作用
提醒：隔离≠生殖隔离隔离包括地理隔离和生殖隔离。隔离导致物种的形成：①只有地理隔离而没有形成生殖隔离，可能产生亚种，但没有产生新物种。②生殖隔离是物种形成的关键，是物种形成的最后阶段，是物种间的真正界限。③生殖隔离有三种情况：不能杂交；杂交后代不活；杂交后代活而不育。
3．新物种形成的一般过程
基因库形成明显的差异，并逐步出现生殖隔离，从而形成不同的物种
结论：隔离是物种形成的必要条件。
提醒：①物种的形成不一定经过地理隔离。有时不经过地理隔离也能直接形成生殖隔离，如二倍体植株经秋水仙素处理形成四倍体植株，两者是不同的物种。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。
1．地理隔离和生殖隔离的区别
2．自然选择决定生物进化方向的原理
4．两种生物是否为同一物种的判断(1)新物种必须具备两个条件。①与原物种之间已形成生殖隔离。②子代必须是可育的。如三倍体无籽西瓜、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。(2)判断方法。①若可以自然交配，并且后代可育，那么就是同一物种。②若不能进行自然交配，或者交配繁殖出的后代不可育，就为不同物种。
5．物种形成与生物进化的比较
考向1　结合种群基因组成的变化，考查生命观念1．(2022·深圳二模)控制鹌鹑(2n＝78)细胞膜上某受体合成的等位基因，有三种不同的碱基序列。其基因分别表示为E、F、R。统计某群体中6种基因型的个体数量(只)分别为：EE，35；FF，15；RR，30；EF，20；FR，20；ER，30。下列分析错误的是(　　)A．控制该受体合成的基因在体细胞中成对存在B．E、F和R的形成体现基因突变具有不定向性C．该鹌鹑种群中，R基因的基因频率约为0.69D．对E、F、R进行选择可导致该种群发生进化
2．(2022·湖北荆州中学)黑腹裂籽雀是一种非洲雀，同一种群中有宽喙和窄喙两种类型，它们在处理不同种莎草种子(它们的主要食物)的效率上有差异：宽喙善于处理硬种子，而窄喙鸟能更有效地处理软种子。宽喙和窄喙分别由等位基因B和b控制。现有一个较大的黑腹裂籽雀种群，雌雄数量相等，雌雄之间自由交配产生可育后代，种群中B基因频率为60%、b基因频率为40%，则下列有关说法错误的是(　　)A．黑腹裂籽雀种群中全部B和b的总和不能构成黑腹裂籽雀种群的基因库B．黑腹裂籽雀宽喙鸟和窄喙鸟适应不同的资源环境，这是自然选择的结果C．若这对等位基因位于常染色体上，则显性个体中出现杂合雌黑腹裂籽雀概率约为57.14%D．黑腹裂籽雀宽喙鸟和窄喙鸟之间不存在生殖隔离
解析：基因库是指种群中全部个体的全部基因，所以全部B和b的总和不能构成黑腹裂籽雀种群的基因库，A项正确；黑腹裂籽雀喙宽度的差异是因食物差异而经过自然选择的结果，B项正确；种群中B基因频率为60%，b基因频率为40%，所以BB为36%，Bb为48%，显性个体中出现杂合雌黑腹裂籽雀概率为48%÷(36%＋48%)÷2＝28.6%，C项错误；根据题干，黑腹裂籽雀种群中，雌雄个体之间可自由交配产生可育后代，故黑腹裂籽雀宽喙鸟和窄喙鸟之间不存在生殖隔离，D项正确。
考向2　结合隔离与物种形成，考查科学思维3．(2022·湖南长沙一中)云南水稻有花壳、麻壳、紫米、红米等品种。科学家在研究云南稻种资源的基础上，提出了亚洲栽培稻分类体系。该体系将亚洲稻分为5级，即亚洲栽培种—亚种—生态群—生态型—品种，以下说法错误的是(　　)A．云南水稻品种类型体现了遗传多样性B．各地种植的不同水稻品种之间仅有地理隔离C．生殖隔离能在该体系形成过程中发挥作用D．不同品种的出现是自然选择的结果
解析：水稻品种是同一个物种，体现了遗传多样性，A项正确；各地种植的不同水稻品种之间仅有地理隔离，没有形成生殖隔离，B项正确；按照亚洲栽培稻分类体系中的“生态群—生态型—品种”分级体系，该体系形成过程中发挥作用的是基因突变、自然选择、地理隔离，但因都属于同一个物种，因此它们之间不存在生殖隔离，所以没有发挥作用的是生殖隔离，C项错误；不同品种的出现是自然选择的结果，D项正确。
考向3　结合抗生素对细菌的选择作用，考查科学思维4．(2022·广东梅州)科研人员从一种溶杆菌属的细菌中提取到一种新型抗生素(LyscinE)，它能杀灭常见抗生素无法对付的超级细菌——耐甲氧西林金黄色葡萄球菌。下列相关叙述正确的是(　　)A．新型抗生素在溶杆菌属细菌中被发现并临床应用，体现了生物多样性的潜在价值B．耐甲氧西林金黄色葡萄球菌这一超级细菌的形成意味着该种群一定发生了进化C．现代生物进化理论认为，自然选择是使超级细菌产生耐药性变异的根本原因D．在新型抗生素作用下，超级细菌会突变出抗新型抗生素的能力，体现了协同进化
解析：新型抗生素在溶杆菌属细菌中被发现并临床应用，体现了生物多样性的直接价值，A项错误；耐甲氧西林金黄色葡萄球菌这一超级细菌的形成是原有种群的基因频率发生了定向的改变，超级细菌一定发生了进化，B项正确；现代生物进化理论认为，自然选择对超级细菌产生耐药性和不耐药性的变异进行了选择，并没有使超级细菌产生耐药性变异，C项错误；新型抗生素只是选择，使超级细菌中突变形成的抗新型抗生素类型被保留下来，不是新型抗生素导致超级细菌出现该突变，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。(2)原因：生物与生物之间的相互选择和生物与无机环境之间的相互影响。(3)协同进化的实例。
(4)结果：出现了千姿百态的物种，丰富多彩的基因库，形成了多种多样的生态系统。(5)“收割理论”：捕食者往往捕食个体数量多的物种，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。
2．生物多样性的形成(1)内容：遗传多样性(基因多样性)、物种多样性、生态系统多样性。(2)形成原因：生物的进化。(3)研究生物进化历程的主要依据：化石。(4)生物多样性形成中的几个关键。①有性生殖的出现：实现了基因重组，增强了生物变异的多样性，生物进化的速度明显加快，多细胞植物和动物的种类不断增多。②生态系统第三极——消费者的出现：使生态系统具有更加复杂的结构。③生物的登陆：生物的登陆改变着陆地环境，陆地上复杂的环境又为生物的进化提供了广阔的舞台。
3．现代生物进化理论对自然界生命史的科学解释(1)适应是自然选择的结果。(2)种群是生物进化的基本单位。(3)突变和基因重组提供进化的原材料，自然选择导致种群基因频率的定向改变，进而通过隔离形成新的物种。(4)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。(5)生物多样性是协同进化的结果。
4．生物进化理论在发展
生物多样性各层次间的关系(1)生物多样性主要包括遗传多样性(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右图的形式描述：
(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。
考向　结合协同进化与生物多样性，考查生命观念1．(2022·贵州贵阳)狮子鱼多分布于温带靠海岸的岩礁或珊瑚礁内，但在马里亚纳海沟7 000米以下的深海环境(该环境具有高压、终年无光等特殊极端条件)生存着通体透明的一个新物种——超深渊狮子鱼。我国科学家最新研究发现，超深渊狮子鱼基因组中与色素、视觉相关的基因发生了大量丢失，这些遗传变异共同造成了这一物种的奇特表型和对超深渊极端环境的适应能力。下列关于超深渊狮子鱼的叙述，正确的是(　　)A．超深渊狮子鱼与温带靠海岸分布的狮子鱼交配能产生可育后代B．在深海环境中，超深渊狮子鱼个体间在斗争过程中相互选择、协同进化C．深海高压、终年无光等特殊极端条件是进化形成超深渊狮子鱼的根本原因D．可遗传变异为超深渊狮子鱼的形成提供了原材料，自然选择决定进化的方向
解析：由题干信息可知，超深渊狮子鱼是一个新物种，故超深渊狮子鱼与温带靠海岸分布的狮子鱼存在生殖隔离，不能交配产生可育后代，A项错误，协同进化体现的是不同物种之间、生物与无机环境之间的进化，B项错误；深海高压、终年无光等特殊极端条件是进化形成超深渊狮子鱼的直接原因，不是根本原因，C项错误；可遗传变异为超深渊狮子鱼的形成提供了原材料，自然选择决定进化的方向，D项正确。
2．(2021·八省联考广东卷)从19世纪中叶到20世纪中叶，随着工业化的发展，环境不断恶化，英国曼彻斯特地区桦尺蛾(其幼虫称桦尺蠖)种群中，与从前浅色个体占多数相比，黑色个体所占比例逐渐增加。下列叙述正确的是(　　)A．控制桦尺蛾体色的基因发生了定向变异B．黑色桦尺蛾是通过进化产生的新物种C．黑色桦尺蛾增多是获得性遗传的证据D．桦尺蛾体色变化趋势体现了协同进化
解析：基因突变是不定向的，A项错误；桦尺蛾的基因频率发生了改变，发生了进化，但黑色桦尺蛾并未与浅色个体产生生殖隔离，故并未产生新物种，B项错误；黑色桦尺蛾的增多是自然选择的结果，不能作为获得性遗传的证据，C项错误；桦尺蛾体色变化趋势体现了环境与生物在相互影响中协同进化，D项正确。
高考真题体验1.(2022·广东卷)白车轴草中有毒物质氢氰酸(HCN)的产生由H、h和D、d两对等位基因决定，H和D同时存在时，个体产HCN，能抵御草食动物的采食。右图示某地不同区域白车轴草种群中有毒个体比例，下列分析错误的是(　　)
A．草食动物是白车轴草种群进化的选择压力B．城市化进程会影响白车轴草种群的进化C．与乡村相比，市中心种群中h的基因频率更高D．基因重组会影响种群中H、D的基因频率
解析：分析题意可知，草食动物能采食白车轴草，故草食动物是白车轴草种群进化的选择压力，A项正确；分析题中曲线可知，从市中心到市郊和乡村，白车轴草种群中产HCN个体比例增加，说明城市化进程会影响白车轴草的进化，B项正确；与乡村相比，市中心种群中产HCN个体比例小，即基因型为D_H_的个体所占比例小，d、h基因频率高，C项正确；基因重组是控制不同性状的基因的重新组合，基因重组不会影响种群基因频率，D项错误。
2．(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，结果如下表所示。下列叙述错误的是(　　)
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
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：由表格中的交配率可知，近缘物种之间也可进行交配，A项正确；已知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，但从交配率和精子传送率来看，生殖隔离与物种的分布区域是否重叠无关，B项正确；隔离包括地理隔离和生殖隔离，隔离是物种形成的必要条件，C项正确；②与③的分布区域不重叠，故存在地理隔离；两者属于两个近缘物种，表中②×③交配精子传送率为100%，即使交配成功，由于存在生殖隔离，也不能进行基因交流，D项错误。
3．(2022·浙江卷)由欧洲传入北美的耧斗菜已进化出数十个物种。分布于低海拔潮湿地区的甲物种和高海拔干燥地区的乙物种的花结构和开花期均有显著差异。下列叙述错误的是(　　)A．甲、乙两种耧斗菜的全部基因构成了一个基因库B．生长环境的不同有利于耧斗菜进化出不同的物种C．甲、乙两种耧斗菜花结构的显著差异是自然选择的结果D．若将甲、乙两种耧斗菜种植在一起，也不易发生基因交流
解析：同一物种的全部基因构成一个基因库，甲、乙两种耧斗菜是两个物种，A项错误；不同生长环境有利于进行不同的自然选择，从而进化出不同的物种，B项正确；自然选择导致物种朝不同的方向进化，甲、乙两种耧斗菜花结构的显著差异是自然选择的结果，C项正确；不同物种之间存在生殖隔离，不能发生基因交流，D项正确。