第6章生物的進化第1節(jié)生物有共同祖先的證據(jù)第2節(jié)自然選擇與適應的形成[必備知識]1．達爾文的生物進化論主要由兩大學說組成：共同由來學說和自然選擇學說。前者指出地球上所有的生物都是由原始的共同祖先進化來的；后者揭示了生物進化的機制，解釋了適應的形成和物種形成的原因。(P100)2．化石是指通過自然作用保存在地層中的古代生物的遺體、遺物或生活痕跡等。化石是研究生物進化最直接、最重要的證據(jù)。(P100)3．已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的大量化石證據(jù)，證實了生物是由原始的共同祖先經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代逐漸進化而來的，而且還揭示出生物由簡單到復雜、由低等到高等、由水生到陸生的進化順序。(P101)4．胚胎學是指研究動植物胚胎的形成和發(fā)育過程的學科。比較不同動物以及人的胚胎發(fā)育過程，也可以看到進化的蛛絲馬跡。(P103)5．枯葉蝶在停息時，它的翅很像一片枯葉，這是枯葉蝶對環(huán)境的一種適應。同枯葉蝶一樣，所有的生物都具有適應環(huán)境的特征。(P106)6．法國博物學家拉馬克徹底否定了物種不變論，提出當今所有的生物都是由更古老的生物進化來的，提出各種生物適應性特征的形成都是由于用進廢退和獲得性遺傳。(P107)7．達爾文提出的自然選擇學說對生物的進化和適應的形成作出了合理的解釋。他認為適應的來源是可遺傳的變異，適應是自然選擇的結果。它揭示了生物界的統(tǒng)一性是由于所有的生物都有共同祖先，而生物的多樣性和適應性是進化的結果。(P107～108)[重要圖解]自然選擇學說的解釋模型：下圖是達爾文自然選擇學說的解釋模型，圖中數(shù)字序號處的內(nèi)容依次是：①過度繁殖，②保持穩(wěn)定，③個體間存在關生存斗爭，④可以遺傳的，⑤有利變異，⑥有利變異逐代積累，具有這些有利變異的個體越來越多，形成具有新的適應特征的生物新類型。[易錯提醒]錯點1：混淆共同由來學說和自然選擇學說與生物進化證據(jù)而出錯精析：共同由來學說和自然選擇學說屬于達爾文關于生物進化的兩大學說，“化石、比較解剖學、胚胎學、細胞和分子水平”的證據(jù)都對應達爾文的共同由來學說。錯點2：混淆生物進化的直接證據(jù)和間接證據(jù)而出錯精析：化石是研究生物進化直接的證據(jù)，比較解剖學和胚胎學以及細胞和分子水平的研究為生物進化提供間接證據(jù)。錯點3：誤認為“有共同祖先的生物個體在形態(tài)結構上沒有差異”精析：有共同祖先的生物個體因為生存環(huán)境不同,在形態(tài)結構上也會有所差異。錯點4：誤認為“適應一旦形成，則是一種持久存在的現(xiàn)象”精析：適應是普遍存在的,所有的生物都具有適應環(huán)境的特征。但適應是針對一定的環(huán)境條件而言的,是一種暫時的現(xiàn)象。錯點5：誤認為“適應的形成是在環(huán)境的誘導下出現(xiàn)可遺傳有利變異的結果”精析：變異是在環(huán)境變化之前已經(jīng)產(chǎn)生的，且是不定向的，環(huán)境只是起“選擇”作用。第3節(jié)種群基因組成的變化與物種的形成第4節(jié)協(xié)同進化與生物多樣性的形成[必備知識]1．種群是生物進化和繁殖的基本單位。2．突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料，可遺傳的變異來源于基因突變、基因重組、染色體變異。突變包括基因突變和染色體變異。突變的有害和有利不是絕對的，這往往取決于生物的生存環(huán)境。突變和重組都是隨機的、不定向的，只為進化提供了原材料，不能決定生物進化的方向。(P112)3．自然選擇決定生物進化的方向。(P114)4．生物進化的實質(zhì)是種群的基因頻率的改變。(P114)5．能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物稱為一個物種。(P116)6．物種形成的三個環(huán)節(jié)：突變和基因重組、自然選擇、隔離。7．新物種形成的標志：生殖隔離的形成。(P118)8．捕食者的存在是否對被捕食者有害無益？實際上，捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的個體，客觀上起到了促進種群發(fā)展的作用。(P119)9．關于捕食者在進化中的作用，美國生態(tài)學家斯坦利提出了“收割理論”：捕食者往往捕食個體數(shù)量多的物種，這樣就會避免出現(xiàn)一種或少數(shù)幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對優(yōu)勢的局面，為其他物種的形成騰出空間。捕食者的存在有利于增加物種多樣性。(P119)10．不同物種之間、生物與無機環(huán)境之間在相互影響中不斷進化和發(fā)展，這就是協(xié)同進化。(P121)11．生物多樣性主要包括三個層次的內(nèi)容：遺傳多樣性(基因多樣性)、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。(P121)12．地球上最早出現(xiàn)的生物是異養(yǎng)厭氧的單細胞原核生物。真核生物通過有性生殖，實現(xiàn)了基因重組，這就增強了生物變異的多樣性，生物進化的速度明顯加快。(P122)[重要圖解]1.物種形成過程可用下面概念圖表示（P126“非選擇題T1”改編）圖中①②③④分別是：①突變和基因重組，②自然選擇，③地理隔離，④生殖隔離。有些新物種形成④前不一定(填“一定”或“不一定”)要經(jīng)過③，原因是地理隔離是形成生殖隔離的一種途徑，有的可以不經(jīng)過地理隔離，比如通過染色體變異的方式形成多倍體，從而產(chǎn)生新物種。2.科學家對某地一種蟹的體色的深淺進行了研究，結果如下圖所示。從圖中可看出，中間體色的個體較多。請針對圖示現(xiàn)象作出假說：中間體色與環(huán)境色彩較接近，你對此假說的解釋是：其原因是：中間體色與環(huán)境色彩較接近，這樣的個體不容易被捕食者發(fā)現(xiàn)，生存并繁殖后代的機會較多，相應的基因型頻率較高。經(jīng)過長期的自然選擇，導致中間體色的個體較多。（Ｐ126“非選擇題4”）4.下圖中數(shù)字序號①②③④處所填寫內(nèi)容依次是：自然選擇、導致、導致、物種形成。（P126“非選擇題1”）[易錯提醒]錯點1：混淆種群的基因庫、基因頻率和基因型頻率等定義精析：一個種群中全部個體所含有的全部基因，叫做這個種群的基因庫。在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比值，叫做基因頻率。基因型頻率=（該基因型個體數(shù)/該種群個體總數(shù)）×100%。一個基因的頻率＝該基因純合子基因型頻率＋１／２×雜合子基因型頻率。（“必修二”P111“教材正文”）錯點2：不能靈活運用遺傳平衡定律計算基因頻率和基因型頻率精析：(1)利用遺傳平衡定律需滿足以下條件：①種群非常大；②所有雌、雄個體之間自由交配；③沒有遷入和遷出；④沒有自然選擇；⑤沒有基因突變。(2)計算公式：當?shù)任换蛑挥袃蓚€時(A、a)，設p表示A基因的頻率，q表示a基因的頻率，則基因型AA的頻率為p2，Aa的頻率為2pq，aa的頻率為q2。如果一個種群達到遺傳平衡，其基因型頻率應符合：p2＋2pq＋q2＝1。錯點3：混淆自交和自由交配時基因頻率和基因型頻率的變化規(guī)律交配方式基因頻率基因型頻率自交不改變改變,且純合子增多,雜合子減少自由交配處于遺傳平衡不改變不改變不處于遺傳平衡不改變改變錯點4：誤認為“只有基因突變才可使種群的基因頻率發(fā)生改變”精析：類似的錯誤說法還有：“基因突變可產(chǎn)生新的等基因，這就可以使種群的基因頻率發(fā)生定向改變、染色體數(shù)目和結構的變異都能引起種群基因頻率的定向改變”等。其實，基因突變、染色體數(shù)目和結構的變異都能引起種群基因頻率的改變，但不能引起定向改變，定向改變需經(jīng)自然選擇作用。錯點5：混淆自然選擇與人工選擇（對應“回歸教材10”）精析：人工選擇和自然選擇的比較(1)區(qū)別：二者選擇的標準不同，目的不同。人工選擇是以“是否對人類有利”為標準，對人類有利的基因或性狀被保留下來，不利的就被淘汰。而自然選擇的標準為“是否有利于該生物的生存”，有利于該生物生存的性狀或基因就被保留下來，不利的就被淘汰。(2)聯(lián)系：二者都能使被選擇的種群的基因頻率發(fā)生改變。錯點6：誤認為“自然選擇過程中直接受選擇是基因型，所以會導致基因頻率發(fā)生變化”精析：在自然選擇過程中，直接受選擇的是表型，而不是基因型。基因型并不能在自然選擇中起直接作用。（“必修二”P113“探究?實踐”討論T２）錯點7：混淆種群和物種、隔離及地理隔離和生殖隔離等概念精析：物種是自然狀態(tài)下能夠自由交配并產(chǎn)生可育后代的一群生物，一個物種可能因地理隔離而形成不同的種群。種群是同一種生物、同一地點、同一時間形成的一個群體。種群“小”，不同種群間有地理隔離；物種“大”，不同物種間有生殖隔離。判斷生物是不是同一物種，如果來歷不明，形態(tài)結構相似，可靠依據(jù)是：看是否存在生殖隔離。若存在生殖隔離，則不是同一物種。錯點8：誤認為“能產(chǎn)生后代的肯定是同一個物種”精析：在判斷是否為同一個物種時，既要看能否產(chǎn)生后代，又要看后代是否可育。兩個個體能夠交配產(chǎn)生后代，有可能子代高度不育，如馬和驢，雖然能夠產(chǎn)生子代，但子代不育，因此馬和驢是兩個物種。錯點9：誤認為“生物進化一定導致物種的形成”精析：造成此錯誤的關鍵原因是混淆了“自然選擇、種群基因頻率變化、生物進化、物種形成”間關系。生物朝一定方向不斷進化的原因是：在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會發(fā)生定向改變。生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變，即：在自然選擇作用下，當種群基因頻率發(fā)生變化時，我們說發(fā)生了進化，但生物進化不一定導致新物種的形成，隔離是新物種形成的必要條件，新物種形成的標志是產(chǎn)生生殖隔離。是否形成了新的物種，還要看是否出現(xiàn)了生殖隔離。但是，新物種一旦形成，則說明生物肯定進化了。錯點10：誤認為“地理隔離一定會形成新物種（會出現(xiàn)生殖隔離）”精析：地理隔離不一定會形成新物種（會出現(xiàn)生殖隔離）。當?shù)乩砀綦x時間足夠長、基因庫差異明顯時，才能形成生殖隔離。如下圖關系，一個物種可以包括許多種群(如同種鯽魚可以生活在不同的池塘、湖泊中，形成一個個彼此被地理隔離的種群)，同一個物種的多個種群之間存在著地理隔離，長期發(fā)展下去可成為不同亞種進而形成多個新物種，這時就出現(xiàn)了不能實現(xiàn)基因交流及生死隔離。錯點11：誤認為“生物與生物間的協(xié)同進化可發(fā)生在同種之間”、誤認為“生物與環(huán)境的協(xié)同進化僅表現(xiàn)為環(huán)境的選擇作用”精析：生物與生物之間的協(xié)同進化，僅發(fā)生在不同物種之間，同種生物不存在協(xié)同進化；生物與無機環(huán)境間的協(xié)同進化，表現(xiàn)在生物能夠適應一定的環(huán)境,也能影響環(huán)境。即無機環(huán)境的選擇作用可定向改變種群的基因頻率，導致生物朝著一定方向進化；生物的進化反過來又會影響無機環(huán)境。錯點12：誤認為“在進化地位上越高等的生物，適應能力就越強”精析：在進化地位上越高等的生物，不一定適應能力越強。因為進化過程中出現(xiàn)的新物種，有些是靠開辟環(huán)境中新的生存位置來生存和繁衍的，不一定就比原來的物種適應能力更強。例如，海洋中的生物登陸后，形成許多新物種，開辟了新的生存空間，但是不能說這些新物種比海洋藻類的適應能力強。錯點13：混淆協(xié)同進化過程中“捕食者對被捕食者種群生存發(fā)展的影響”和“捕食者對物種多樣性的影響”精析：捕食者對被捕食者種群生存發(fā)展的影響，僅針對兩種生物間協(xié)同進化關系，應從種群角度運用協(xié)同進化原理解釋：獵豹和羚羊因捕食關系，在進化上密切相關。在捕食過程中，自然選擇有利于羚羊種群中肌肉發(fā)達、動作敏捷的個體，同樣也有利于獵豹種群中跑得快的個體，在進化上這屬于兩個物種間的協(xié)同進化。上述現(xiàn)象也可說明，捕食者的存在對被捕食者種群的生存和發(fā)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、病弱或年幼的個體，客觀上起到促進種群發(fā)展的作用。而捕食者對物種多樣性的影響應從一種生物對其他多種生物的影響理解：關于捕食者在進化中的作用，美國生態(tài)學家斯坦利提出了“收割理論”：捕食者往往捕食個體數(shù)量多的物種，這樣就會避免出現(xiàn)一種或少數(shù)幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對優(yōu)勢的局面，為其他物種的形成騰出空間。因此，捕食者的存在有利于增加物種多樣性。錯點14：能產(chǎn)生后代≠同一物種精析：兩個個體雖然能夠交配產(chǎn)生后代，但子代有可能高度不育，如馬和驢雖然能夠產(chǎn)生子代，但子代不育，因此馬和驢是兩個物種。錯點15：種群≠物種精析：(1)物種是自然狀態(tài)下能夠自由交配并產(chǎn)生可育后代的一群生物，一個物種可能在不同地點和時間形成不同的種群。(2)種群是同一種生物、同一地點、同一時間形成的一個群體。種群“小”，不同種群間有地理隔離；物種“大”，不同物種間有生殖隔離。(3)判斷生物是不是同一物種，如果來歷不明，形態(tài)結構相似，可靠依據(jù)是看是否存在生殖隔離。若存在生殖隔離，則不是同一物種。錯點16:混淆自交和自由交配時基因(型)頻率的變化精析：(1)某種群的所有個體自交，若沒有進行選擇，則自交后代的基因頻率不變，基因型頻率會改變，并且雜合子的基因型頻率降低，純合子的基因型頻率升高。(2)某種群的所有個體自由交配，若沒有基因突變且