第7章 现代生物进化理论

一、拉马克的进化学说（阅读教材P110～111）
1．主要观点
(1)生物来源：生物不是神造的，而是由更古老的生物进化而来。

(2)进化历程：由低等到高等。

(3)进化原因：用进废退和获得性遗传。

2．意义
(1)历史上第一个比较完整的进化学说。

(2)反对神创论和物种不变论，奠定了科学生物进化论的基础。

二、达尔文的自然选择学说（阅读教材P111～113）
1．主要内容
(1)自然选择学说的科学性
(2)自然选择学说的局限性
三、达尔文以后进化理论的发展（阅读教材P113）
1．关于遗传和变异的研究，已经从性状水平深入到基因水平。

2．关于自然选择的作用等问题的研究，已经从以生物个体为单位，发展到以种群为基本
单位。

3．形成了以自然选择学说为核心的现代生物进化理论。

重点聚焦
1．在达尔文之前，人们是怎样看待生物进化的？
2．达尔文的自然选择学说的要点是什么？
3．达尔文的自然选择学说有哪些局限性？
[共研探究]
材料一食蚁兽是吻部尖长、嘴呈管形、舌可伸缩并富有黏液适于舔食昆虫的一种哺乳动物。

鼹鼠是外形像鼠、耳小或完全退化、眼小且视力完全退化、营土壤穴居生活的另一种哺乳动物。

材料二超级病菌是对几乎所有抗生素有抗药性的细菌的统称。

能在人身上造成脓疮和毒疱，甚至让人的肌肉逐渐坏死。

这种病菌的可怕之处并不在于它对人的杀伤力，而是它对普通杀菌药物——抗生素的抵抗能力，对这种病菌，人们几乎无药可用。

1．结合材料，利用拉马克的观点解释下列事实
(1)用进废退
①食蚁兽吻部和嘴特征的形成：食蚁兽的吻部尖长、嘴呈管形、舌可伸缩并富有黏液是其长期伸向土洞舔食蚂蚁的结果。

②鼹鼠耳和眼特征的形成：器官长期废而不用的结果。

(2)获得性遗传
①超级细菌的形成：人们经常使用抗生素改变了细菌的生活环境，细菌发生定向性变异，而且逐渐积累和遗传，从而演化为超级细菌。

②长颈鹿脖子长：草地退化后，长颈鹿只能食用高处的树叶。

由于经常使用颈部，导致颈部越用越长，并将长颈这一性状遗传给后代。

2．环境引起的性状改变不一定遗传给后代，只有环境使遗传物质改变进而引起性状改变时才能传给后代。

[总结升华]
1．拉马克进化学说的内容
(1)用进废退：凡是没有达到其发展限度的每一种动物，它的任何器官，如果持续地使用，会逐渐增强，并且发达起来。

相反，任何器官如不经常使用，则会逐渐衰弱，其功能减退，最后导致器官的退化或消失。

(2)获得性遗传：在环境条件的影响下，一个动物经常使用某种器官或经常不使用某种器
官的结果是发展某器官或丧失某器官，这种变异可以通过生殖遗传给后代。

2．拉马克进化学说的“用进废退”“获得性遗传”的观点具有局限性。

他过于强调环境的变化直接导致物种的改变。

实际上，如果环境的变化未引起遗传物质的改变，就不会使生物产生可遗传的变异。

[对点演练]
1．拉马克认为生物不断进化的主要原因是()
A．不定向变异和定向的自然选择
B．基因突变和染色体变异
C．用进废退和获得性遗传
D．器官的反复使用
解析：选C拉马克的观点是用进废退和获得性遗传，器官经常用就进化，不用就退化，并且把这种性状遗传给后代。

[共研探究]
根据图示，结合教材内容，回答下列问题：
1．自然选择学说的内容
(1)自然选择的直接对象是生物的性状(表现型)。

(2)对生物的变异起选择作用的是个体所处的自然环境。

(3)生存斗争
①类型：包括生物之间的斗争、生物与无机环境之间的斗争。

②意义：生存斗争对生物的某些个体的生存不利，但对物种的生存是有利的，并能推动生物的进化。

③原因：过度繁殖、有限的生活资源。

(4)自然选择的结果：适者生存，不适者被淘汰。

(5)图乙表示生物变异是不定向的，自然选择是定向的。

2．自然选择学说四点内容之间的关系
(1)过度繁殖为自然选择提供了更多的原材料，加剧了生存斗争。

(2)生物进化是通过生存斗争来实现的，生存斗争是生物进化的动力。

(3)生物的变异是不定向的，具有有利变异的个体在生存斗争中易取得胜利而得以生存，有利变异通过遗传得以累积和加强，产生适应环境的新类型。

(4)适者生存是自然选择的结果。

3．请利用达尔文自然选择学说解释长颈鹿的形成。

提示：长颈鹿产生的后代数量超过了环境的承受能力(过度繁殖)，导致现有食物不能满足所有个体的需要(生存斗争)，又因个体间有颈长和颈短的差异(遗传变异)，颈长的能吃到树叶而生存下来，颈短的因吃不到树叶而被淘汰。

控制长颈的基因经过逐代积累，最终进化成长颈鹿。

4．达尔文认为生物进化的关键是自然选择。

[总结升华]
1．对达尔文的自然选择学说的理解
(1)内容：过度繁殖、生存斗争、遗传变异和适者生存。

(2)关系图解：
2．达尔文自然选择学说与拉马克进化学说的比较
【易错易混】
(1)自然选择和变异的方向不一定是相同的，变异为自然选择提供材料，变异是不定向的，自然选择是定向的。

(2)达尔文进化论以生物个体为研究对象。

[对点演练]
2．对达尔文自然选择学说的正确理解是( )
①环境改变使生物产生适应性的变异 ②可遗传的变异是生物进化的基础 ③变异是不定向的 ④变异是定向的 ⑤变异经过长期的自然选择和遗传积累可能产生出生物的新类型
A ．②④⑤
B ．②③⑤
C ．①②④
D ．①③⑤
解析：选B 影响生物变异的因素是多种多样的，变异是随机的、不定向的。

1．下列叙述中哪一项不是拉马克的观点( )
A ．生物的种类是随着时间的推移而变化的
B ．生物的种类从古到今是一样的
C ．环境的变化使生物出现新的性状，并且将这些性状传给后代
D．生物的某一器官发达与否取决于用与不用
解析：选B拉马克进化学说认为地球上的所有生物都不是神创的，也不是不变的，而是由更古老的生物进化来的；生物由低等到高等逐渐进化；生物的各种适应性特征的形成都是由用进废退和获得性遗传所致。

2．下列有关进化的说法，错误的是()
A．各种生物都有强大的繁殖力
B．生存斗争造成多数个体死亡，少数生存
C．适应是自然选择的结果
D．变异朝着适应环境的方向进行，通过遗传逐渐积累
解析：选D变异是不定向的。

有利变异(适应环境的变异)通过自然选择被保留下来，并可以通过遗传逐代积累，而不利变异则被淘汰。

3．下列有关生物进化的论述，不符合达尔文学说基本观点的是()
A．遗传和变异是自然选择发生作用的基础
B．生物的变异是不定向的，自然选择是定向的
C．变异经过长期的自然选择和积累，就可能产生出新的物种类型
D．环境改变使生物产生定向变异，以适应变化的环境
解析：选D自然选择学说认为遗传和变异是生物进化的内因，变异是不定向的，为进化提供原材料。

通过自然选择，不利的变异被淘汰，有利的变异被保存，并通过遗传积累起来，然后产生出生物的新类型。

4．如图表示达尔文对现代长颈鹿进化形成过程的解释，请据图回答下列问题：
(1)长颈鹿祖先过度繁殖的含义是____________________________。

长颈鹿的颈和前肢的长短各异，这表明生物变异是________。

变异提供生物进化的____________。

(2)在缺乏青草的时期，有的个体能吃到高处食物而活下来，有的个体因得不到食物而死亡，这个过程叫_________，它是通过生存斗争实现的。

生存斗争是指
________________________________________________________________________。

(3)适应有双重含义：一是生物体的________与环境相适应的表现，二是指生物____________________的过程。

适应是____________的结果。

解析：适者生存，不适者被淘汰是自然选择的必然结果。

自然选择总是选择有利于生存
的变异，淘汰不利于生存的变异，所以，自然选择决定生物进化的方向。

适应主要是指生物的性状与环境相适应，适应是在生物进化的过程中逐渐形成的，是生物改造自己形成适应环境的性状的过程，这是长期自然选择的结果。

答案：(1)后代数目超过环境承受的能力不定向的原材料(2)自然选择生物与生物之间以及生物与无机环境之间的斗争(3)性状改造自己形成适合环境的性状自然选择
【基础题组】
1．按照拉马克的观点，现代食蚁兽舌头细长的原因是()
A．用进废退B．适应性变异
C．自然选择的结果D．定向变异的结果
解析：选A拉马克的观点是用进废退、获得性遗传。

2．1937年，有人把原产丹麦和德国的白三叶草移到瑞典栽培，这里的气候比较寒冷。

最初白三叶草茎、叶的单位面积产量很低，但经过若干年后，产量显著提高。

人们对这一事实做出以下几点解释，其中不符合达尔文学说的是()
A．不耐寒的个体被自然淘汰
B．耐寒的个体得以生存并繁衍
C．白三叶草在生长过程中逐渐适应了新的环境
D．这是一个自然选择的过程
解析：选C白三叶草本身存在抗寒个体的变异，环境(气候比较寒冷)使抗寒个体得以生存并繁衍，从而使耐寒性状在后代中积累和加强。

不耐寒的个体在与无机环境的斗争中被自然环境淘汰。

3．在下列几种简式中，能较确切地说明达尔文进化论的是()
A．遗传变异→生存斗争→适者生存
B．环境变化→定向变异→去劣留优
C．生存斗争→用进废退→适者生存
D．环境变化→用进废退→获得性遗传→适者生存
解析：选A在达尔文进化论中，强调了变异是不定向的，生存斗争是自然选择的动力，适者生存是自然选择的结果。

4．雄鹿往往用鹿角作为争夺配偶的武器，所以它的鹿角发达。

根据达尔文的观点，鹿角发达的原因是()
A．鹿角不发达的个体被淘汰，鹿角发达的个体被保留
B．鹿角因经常使用而发达
C．鹿角的变异朝着有利于生存的方向发展
D．雄鹿为了繁衍后代的需要而使鹿角发达
解析：选A达尔文的观点认为，雄鹿的鹿角存在发达和不发达的变异，雄鹿之间为争夺配偶要进行生存斗争，有发达鹿角的个体能够得到配偶，并把这种变异遗传下去，没有发达鹿角的个体因争夺不到配偶，其变异就很难遗传下去，经过一代代的进化，就形成了如今有发达鹿角的雄鹿。

5．由于蟹类的捕食，某种海洋蜗牛种群中具有较厚外壳的个体的比例逐渐增加。

对这个现象的解释，正确的是()
A．人工选择B．适者生存
C．用进废退D．定向变异
解析：选B某种海洋蜗牛种群中具有较厚外壳的个体的比例逐渐增加，说明具有较厚外壳的蜗牛能适应其生活环境。

6．人工选择能选育出新品种，自然选择能形成新物种，其共同的选择基础是() A．生物都具有很强的繁殖能力
B．生物普遍存在着遗传和变异的特性
C．生物都在进行生存斗争
D．人和自然界的选择力量
解析：选B选择的基础是生物之间存在差异，这种差异是由遗传和变异产生的。

7．如图所示，理论值与实际生存个体数差别很大，其原因可用达尔文的什么理论解释()
A．过度繁殖B．生存斗争
C．遗传变异D．适者生存
解析：选B从坐标图中可看出，生物个体实际值小于理论值，这是因为一部分个体在生存斗争中被淘汰。

8．关于达尔文自然选择学说和拉马克进化学说的区别，下列叙述正确的是()
A．达尔文自然选择学说认为环境的作用可引起不定向的变异
B．拉马克进化学说认为不定向的变异是由动物的意愿决定的
C．达尔文自然选择学说认为变异后就能适应环境
D．拉马克进化学说认为生物通过变异适应环境
解析：选D达尔文自然选择学说认为变异是自然界始终存在的，且变异是不定向的，只有有利变异才能适应环境，A、C错误。

拉马克进化学说认为生物可根据自己的意愿产生
适应环境的变异，变异是定向的，B错误。

【能力题组】
9．家鸡起源于原鸡，现在的家鸡年产卵量可达260个以上，而原鸡的年产卵量仅为12个。

下列与此相关的叙述，正确的是()
A．原鸡在食物充足的饲养条件下产卵量逐渐增加，并将此变异遗传下去
B．发生了遗传物质变化的鸡蛋，孵化出了产卵量高的鸡，并经人工选择保留下来
C．人工饲养条件能够满足原鸡多产卵的营养需求，从而使其产卵量增加
D．家鸡的起源可以证明，生存环境的变化可导致生物性状的改变
解析：选B原鸡在食物充足的饲养条件下产卵多，该变异是由环境条件变化引起的不可遗传的变异；现在的家鸡产卵量高，是由于原鸡产生了遗传物质变化的受精卵，孵化出产卵量高的鸡，被人工选择保留下来。

10.某海岛上生活着一种昆虫，经调查，该昆虫翅的长度和个体数量的关系如图所示。

后来该海岛上经常刮大风，若干年后再进行调查，你认为最能代表此时情况的曲线图是()
解析：选B海岛上经常刮大风，该昆虫的长翅个体比短翅个体更容易被海风吹到海里，在这种情况下，长翅个体不适应环境，数量变少，短翅个体数量增加。

11．在蔬菜的生产中长期使用某种杀虫剂，其结果是()
A．杀虫剂诱发了害虫抗药性基因的产生，使害虫的抗药性增强
B．杀虫剂对害虫具有选择作用，使抗药性害虫的数量增加
C．杀虫剂能诱导害虫分解药物的基因大量表达
D．害虫全部消失，最终导致某些害虫的物种灭绝
解析：选B由于基因突变，害虫群体中存在着能抵抗杀虫剂的变异个体，当使用某种
杀虫剂后，绝大多数害虫被杀死，少数具有抗药性的个体生存下来并繁殖；具有抗药性的害虫大量繁殖后，再用该种杀虫剂，会有比以前更多具有抗药性的个体生存。

因此，杀虫剂对害虫起到定向选择的作用。

12．下列说法符合拉马克进化学说的是()
①食蚁兽的舌头变得细长，是食蚁兽长期舔食蚂蚁的结果②比目鱼的双眼并列于向光的一面，是长期卧伏于海底的结果③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④鼹鼠由于长期生活于地下，眼睛萎缩、退化⑤病菌抗药性的不断增强是抗生素对病菌的抗药性变异定向选择并逐渐积累的结果
A．①②③B．④
C．①②③④D．①②③④⑤
解析：选C拉马克关于生物进化原因的两个观点是用进废退和获得性遗传，即动物的器官越用越发达，如果器官废而不用，就会造成形态上的退化，并且拉马克认为通过用进废退而获得的性状可以遗传给后代。

①②③均为“用进”的实例，④为“废退”的实例，⑤符合达尔文自然选择学说的观点。

13．用达尔文的自然选择学说解释狼的进化过程：
(1)狼群中存在不同类型的个体，如有的跑得快，有的跑得慢，这说明生物具有________的特性，而这一特性一般是________的。

________和________是生物进化的内在因素。

(2)随着环境的变化，食物越来越少，跑得快、凶猛的狼才能有机会获得食物，生存下去，否则就会被淘汰。

这样，食物、环境对狼的进化起了________作用，而这种作用是________的，它决定着生物进化的________。

(3)有利的变异经过________，最终形成现代狼的快速奔跑和凶残的特征。

促进狼进化的动力是________。

解析：适者生存，不适者被淘汰是自然选择的必然结果。

自然选择总是选择有利于生存的变异，淘汰不利于生存的变异，所以，自然选择决定着生物进化的方向。

答案：(1)变异不定向遗传变异(2)选择定向方向(3)逐代积累生存斗争14．如图为对一块甲虫成灾的农田使用两种杀虫剂的实验结果，试分析：
(1)曲线回升是通过____________之间的________来实现的。

(2)杀虫剂的使用对甲虫起了________作用，这种作用是________(填“定向”或“不定向”)的，结果导致甲虫的抗药性________(填“增强”或“减弱”)。

(3)根据以上分析，使用杀虫剂治虫的缺点主要有：
①_______________________________________________；
②______________________________________________________。

针对这些缺点，你认为消灭甲虫应采用什么方法较好？
________________________。

解析：从图中可以看出使用这两种杀虫剂在早期都取得了一定的效果，甲虫的种群密度都明显下降，但下降到一定程度后，又会增加，说明杀虫剂的使用没有杀死有抗药能力的甲虫，而这部分有抗药能力的甲虫大量繁殖导致种群密度回升。

答案：(1)甲虫与杀虫剂生存斗争(2)选择定向增强(3)①使具有抗药性害虫的比例上升②对环境造成污染生物防治等
15．检测细菌对各种抗生素的药敏程度的实验方法为：将含有一定浓度不同抗生素的滤纸片放置在已接种被检菌的固体培养基表面，抗生素向周围扩散，如果抑制生长，则在滤纸片周围出现抑菌圈(图中里面的圈)，检测结果如图所示。

(1)衡量本实验结果的指标是________________________________________________。

(2)上述图中最有效的是________培养皿中的抗生素。

(3)用上述最有效的抗生素对该细菌进行处理，并测定细菌数量变化，如图所示：
①向培养基中加抗生素的时刻为________点。

②细菌种群的进化是定向的，而变异是________，细菌的抗药性产生在环境变化之______(填“前”“中”或“后”)。

③抗生素对细菌变异的作用不是“诱导”而是________。

④尽管有抗药性基因存在，但使用抗生素仍然能治疗由细菌引起的感染，原因在于细菌种群中________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

解析：(1)衡量实验结果的指标即对实验结果的表述。

本实验是利用抗生素抑制细菌的生长来表述实验结果的，即通过抑菌圈的大小来确定杀菌能力。

(2)抑菌圈越大杀菌能力越强。

(3)①抗生素会使细菌中不具抗性的个体大量死亡，所以b点是使用抗生素的起点。

②变异是不定向的，而在自然选择下进化是定向的，使用该抗生素后，题图中细菌数量并未降到0，
说明细菌的抗药性在环境变化之前就已经产生了。

③自然选择是性状的选择者，而不是诱导者。

④在细菌种群中，含有抗药性基因的个体只占少数。

答案：(1)抑菌圈的大小 (2)B (3)①b ②不定向的 前 ③选择 ④有抗药性基因的个体占极少数
一、种群是生物进化的基本单位
（阅读教材P114～115）
1．种群：生活在一定区域的同种生物的全部个体。

2．基因库和基因频率
(1)基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫做这个种群的基因库。

(2)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率。

3．生物进化的实质：种群基因频率的改变。

二、突变和基因重组产生进化的原材料
（阅读教材P116～117）
1．可遗传变异的来源⎩⎪⎨⎪⎧突变⎩⎪⎨⎪⎧基因突变染色体变异基因重组
2．可遗传变异的形成、特点和作用
(1)形成
①基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的基因频率发生变化。

②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。

(2)特点：随机的、不定向的。

(3)作用：只是提供生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。

三、自然选择决定生物进化的方向（阅读教材P118）
1．原因：不断淘汰不利变异的个体，选择积累有利变异的个体。

2．结果：种群的基因频率发生定向改变。

四、隔离与物种的形成（阅读教材P119～121）
1．隔离
(1)概念：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。

(2)类型：常见的有地理隔离和生殖隔离。

2．物种的形成
(1)三个基本环节：突变和基因重组、自然选择及隔离。

(2)新物种形成的标志：生殖隔离。

五、共同进化与生物多样性的形成
（阅读教材P123～126）
1．共同进化：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．生物多样性的形成
(1)生物多样性的内容：基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。

(2)生物多样性形成的原因：生物的进化。

六、生物进化理论在发展（阅读教材P126）
1．有些学者认为：大量的基因突变是中性的，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。

2．有些人认为：物种形成并不都是渐变的过程，而是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。

重点聚焦
1．为什么说种群是生物进化的基本单位？
2．种群的基因频率为什么会发生变化？
3．自然选择与种群基因频率的变化有什么关系？
[共研探究]
资料：某种群中有AA 、Aa 、aa 三种基因型的个体，其中AA 、Aa 所占比例随时间的变化如图所示。

请分析作答：
1．生物进化
(1)为什么说生物进化的基本单位是种群而不是个体？
提示：个体的基因型是终身不变的，无论它在自然选择中具有多大优势，其基因型也不可能一成不变地遗传给下一代个体，因为个体的基因组成来自双亲。

种群中个体的基因来自种群基因库，个体死亡后又通过其后代把基因延续下去。

如果一个个体不能与种群中其他个体交配产生后代，这个个体在进化上就没有意义。

(2)生物进化的实质是种群基因频率的改变。

2．种群、种群的基因频率
(1)判断种群发生变化的依据是种群基因频率发生改变。

(2)除自然选择外，基因突变、迁入和迁出等因素都会使种群基因频率发生变化。

(3)基因频率与基因型频率的相关计算
①若该种群中基因型为AA 、Aa 和aa 的个体数目分别为a 1、a 2、a 3，则种群中A 的基因
频率＝A 的数目（A ＋a ）的总数目×100%＝2a 1＋a 22（a 1＋a 2＋a 3）
×100%。

②若已知AA 、Aa 和aa 的基因型频率分别为P 1、P 2、P 3，A 的基因频率＝AA 的基因型频率＋1/2 Aa 的基因型频率＝P 1＋1/2P 2。

③根据资料中的图，第36个月时，基因a 在种群中的频率是多少？
提示：三种基因型频率之和为1，故第36个月时，Aa ＝0.4，AA ＝0.2，aa ＝0.4，基因a 的频率为0.4＋(1/2)×0.4＝0.6。

[总结升华]
1．相关概念的比较
(1)已知基因型个体数计算基因频率(以等位基因A 、a 为例)
A 基因频率＝A 基因的总数A 基因的总数＋a 基因的总数
×100% a 基因频率＝a 基因的总数A 基因的总数＋a 基因的总数
×100% (2)已知基因型频率计算基因频率
设种群的个体数为N ，AA 、Aa 、aa 的个体数分别为n 1、n 2、n 3，A 、a 的基因频率分别用P A 、P a 表示，AA 、Aa 、aa 的基因型频率分别用P AA 、P Aa 、P aa 表示，则：
P A ＝2n 1＋n 22N ＝n 1N ＋1/2×n 2N
＝P AA ＋1/2 P Aa P a ＝2n 3＋n 22N ＝n 3N ＋1/2×n 2N
＝P aa ＋1/2 P Aa (3)根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率
①遗传平衡定律
在一个有性生殖的自然种群中，符合以下五个条件时，各等位基因的频率和基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的，或者说是保持着基因平衡的。

这五个条件是：
a ．种群足够大；b.种群中个体间的交配是随机的；c.没有突变发生；d.没有新基因加入；e.没有自然选择。

②基因频率与基因型频率的特点
设A 的基因频率为p ，a 的基因频率为q ，则p ＋q ＝1。

即③实例：若已知AA 的基因型频率为m ，则A 的基因频率为m 。

【规律方法】 伴X 染色体遗传基因频率的计算
若基因(假设为A 与a)位于X 染色体上，Y 染色体上没有其等位基因，计算基因频率时，只需考虑X 染色体，不考虑Y 染色体的数量，若N 表示基因频率，则计算公式如下：。