主题七 生物的多样性
基础知识梳理
专题五 生命的起源和生物进化
一、地球上生命的起源
接种
大
形态结构
种
地球上生
命的起源
研究生命起源的方法 科学推测
化学起源说
物质基础 原始大气(没有氧气)
能量条件 高温、雷电、紫外线等
场所
历程 无机小分子→有机小分子→有机大分子→多分子
体系→原始生命
证据 米勒的模拟实验验证了生命起源中由
形成 的过程
宇生说 原始生命或构成生物体的有机物来自外星球
原始海洋
无机小分子
有机小分子
原始海洋
无机小分子
有机小分子
重难点突破
1. 美国学者米勒等人所做的化学进化模拟实验,支持了生命起源过程的 ( )
A. 无机小分子物质→有机小分子物质 B. 有机小分子物质→有机大分子物质
C. 有机大分子物质→有机多分子体系 D. 有机多分子体系→原始生命
解题思路:根据生命起源的海洋化学起源说,原始生命的诞生经过了以下几个阶段:
无机小分子物质→有机小分子物质→有机大分子物质→有机多分子体系→原始生命。
米勒通过实验模拟原始地球条件,利用原始大气成分(无机小分子物质),获得了
一些简单的有机物 (有机小分子物质),验证了海洋化学起源学说的第一阶段。
A
误认为米勒的模拟实验为生命起源提供了充足的证据。米勒在实验室内通过模拟
实验只验证了生命起源的第一阶段,即无机小分子物质→有机小分子物质,并没有验
证其他阶段。
易错总结
二、生物的进化
生物进化
的主要历
程
研究生物进化的
重要方法 比较法
研究生物进化的
证据
化石 地层中的化石出现的规律可以推测生
物的进化趋势
细胞色素c 可以推测生物亲缘关系的远近
形态结构 (如马的前肢,
鹰的翅膀,蝙蝠的前肢) 推测不同生物间的亲缘关系
生物进化总趋势 由 ,由 ,由
生物进化
理论
创立者 达尔文
自然选择学说 过度繁殖,生存斗争,遗传变异,适者生存
意义 生物通过 和 ,不断进化
简单到复杂 低等到高等 水生到陆生
自然选择
简单到复杂 低等到高等 水生到陆生
遗传、变异
重难点突破
1. 脊椎动物的心脏有四类:①一心房一心室;②二心房二心室;③二心房一心室,
但心室中有不完全间隔;④二心房一心室。根据生物进化的基本规律推断,脊椎动
物心脏进化的顺序应该是 ( )
A.①→②→③→④ B.②→③→④→①
C.①→④→③→② D.②→④→③→①
解题思路:本题考查生物进化的历程。生物进化的总趋势之一是:由简单到复杂。
脊椎动物心脏的进化就体现了这一特征。鱼的心脏是一心房一心室,之后两栖动物
进化出了较为复杂的二心房一心室,爬行动物二心房一心室,但心室中有不完全间
隔,是两心室的雏形,最后出现的二心房二心室把静脉血和动脉血完全分隔开,提
高了运输氧的能力。
C
2.[2020天津] 在某个经常刮大风的海岛上,有许多无翅或残翅的昆虫,这样的昆
虫不容易被大风吹到海里,因而生存和繁殖后代的机会多,请分析回答:
(1) 在这个海岛上,昆虫的无翅或残翅属于 有利 (选填:有利,不利) 变异。
(2) 大风对海岛上的昆虫起了 选择 作用。
(3) 自然界中的生物,通过激烈的生存斗争,适应者生存下来,不适应者被淘汰掉,
这就是 自然选择 。
解题思路:本题考查达尔文自然选择学说的基本内容。生物都有遗传和变异的特性,
生物产生的各种变异中有的对生存有利,有的对生存不利,在经常刮大风的海岛上,
无翅或残翅的昆虫不容易被大风吹到海里,属于有利变异。
有利
选择
自然选择
3. 近年来,抗生素的滥用致使很多致病细菌具有一定的耐药性。根据达尔文的进化
论分析,耐药细菌越来越多的主要原因是 ( )
A. 抗生素的质量下降,杀菌能力低
B. 细菌为了适应环境,产生了抗药性
C. 抗生素使具有耐药变异的个体生存下来
D. 耐药细菌的繁殖能力比不耐药细菌的繁殖能力强
解题思路:本题考查生物进化的原因。在使用抗生素之前,细菌的抗药性就存在差
异,耐药细菌越来越多的主要原因是抗生素选择了具有耐药变异的个体生存下来。
变异是不定向的,细菌不能为了适应环境,定向产生抗药性的变异。
C
正确理解自然选择:自然界中的生物,通过激烈的生存斗争,适应者生存,不适
应者被淘汰,这就是自然选择,其核心内容包括过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适
者生存。
自然选择学说的四点主要内容不是孤立的,而是相互联系的。
(1)遗传和变异是生物进化的内因,遗传使生物保持物种的稳定性和连续性,
变异使物种向前发展进化。
(2)过度繁殖产生的大量个体不仅提供了更多的变异,为自然选择提供了更多
的选择材料,而且还加剧了生存斗争。
(3)变异一般是不定向的,而自然选择是定向的,决定着生物进化的方向。
(4)生存斗争是自然选择的过程,是生物进化的动力,自然选择是一个长期并
且连续的过程,只有经过许多代的选择,才能形成新的物种。
(5)自然选择使不断变化的生物适应不断变化的环境,所以生物永远在发展进
化的过程中,不会停止在一个水平上。
总之,遗传和变异是基础,过度繁殖是前提,生存斗争是手段,适者生存是结果。
归纳总结
实验能力提升
探究:模拟保护色的形成过程
提出问题
动物的保护色是怎样形成的?
作出假设
动物保护色的形成是自然环境长期对动物进行选择的结果。
制订并实施计划
1. 准备一块面积为 0.8 米×0.8 米的彩色纸和 100 张各种颜色的小纸片(其中一
种颜色与彩色纸的颜色一致)。
2. 以小组为单位,5~6个同学为一组。
3. 组长在桌子上展开彩纸,作为生物的“生活环境”,并检查小纸片,记下纸片的
颜色和数量。
4. 其他同学都是“捕食者”,他们的“猎物”是小纸片,组长时刻注意“捕食者”
取出的“猎物”数和剩下的“猎物”数。
5.“捕食者”事先背对桌子,组长将小纸片均匀地撒在彩纸上。
6.“捕食者”每转向桌子一次便拿出一个“猎物”,并把它拿出来放在另一只手中,
然后继续转身选取,直到大彩纸上只剩下25张小纸片,组长通知不再选择时为止。
注意:“捕食者”不要特意寻找某种颜色的小纸片。
7. 统计“幸存者”中各种颜色的小纸片的数目。
8. 假设每个“幸存者”都产生3个后代,而且体色与自己的相同。在每个“幸存者”
下面放上3个从老师那儿拿来的备用小纸片。
9. 将“幸存者”和它们的后代充分混合,重复上面的第4~8步,重复至少4次。每轮
开始记录各种颜色的小纸片的数目。
10. 将数据统计在下表中:(A:开始数目,B:幸存数目)
第一代 第二代 第三代 第四代 第五代
纸片颜色 A B A B A B A B A B
得出结论
通过对第一代至第五代“幸存者”数量的分析,可知“幸存者”的颜色越来越与彩色
纸的颜色 (即环境颜色) 相似,从而得出结论:保护色的形成是自然环境长期对动
物进行选择的结果。
实验讨论
1. 在第一代和第五代中,分别是哪种颜色的“幸存者”最多?这与彩纸的颜色有什
么关系?
和彩纸的颜色最 接近 的“幸存者”最多。小纸片与彩纸对比反差越大, 越容易被
发现选出 。小纸片与彩纸对比反差越小, 越容易留存下来 。
2. 通过上面的模拟实验,你能推测保护色的形成过程吗?从中你能简单分析生物进
化的原因吗?
动物都生活在一定的 环境 中,有些个体的体色与环境颜色接近,而有些个体的体色
则与环境颜色存在差异。当遇到捕食者时,体色与环境颜色 接近者 不容易被发现,
存活的机会 大 ,可以繁殖后代。经 过捕食者多代的选择以后,只剩下体色与环境
颜色接近者,这种体色就是 保护色 。由此可以看出,生物进化的过程就是保留 适
应者 、淘汰 不适应者 的过程。
接近 越容易被
发现选出 越容易留存下来
环境
接近者
大
保护色 适
应者 不适应者
深度学习
某人做了如下实验:将深色桦尺蛾和浅色桦尺蛾分别进行标记,然后放养于工业污染
区和没有污染的非工业区。经过一段时间以后,将所释放的桦尺蛾尽量回收,统计其
数目,结果如下表:
地区 浅色桦尺蛾 深色桦尺蛾
释放数 回收数 释放数 回收数
工业污染区 154 16 154 82
非工业区 393 158 393 19
(1) 桦尺蛾的体色有深色和浅色在遗传学上叫做 变异 。
(2) 在工业污染区,桦尺蛾回收率高的是 深色桦尺蛾 ,在没有污染的非工业区,
桦尺蛾回收率高的是 浅色桦尺蛾 。这说明生物的生存受 环境 的影响,环境的定
向选择决定生物进化的 方向 。
变异
深色桦尺蛾
浅色桦尺蛾 环境
方向
精选课堂练习
1.[2020 河南改编] 下列有关生命起源和生物进化的描述中,错误的是 ( )
A. 化学起源说认为原始的生命起源于原始的海洋
B. 化石是研究生物进化的唯一证据
C. 动物保护色的形成是长期自然选择的结果
D. 人类和现代类人猿都是由森林古猿进化来的
B
2.[2019 阳泉适应性]下列叙述符合达尔文进化学说观点的是 ( )
A. 细菌抗药性越来越强是细菌主动适应环境的结果
B. 狼的犬齿锋利,是长期捕猎磨砺的结果
C. 有翅昆虫中出现的无翅变异,一定不利于其对环境的适应
D. 野兔的保护色和鹰敏锐的视力,是它们长期互相选择的结果
解析:根据达尔文的自然选择学说分析,细菌抗药性越来越强不是细菌主动适应环境
的结果,是杀菌药物对细菌中的抗药性变异不断进行选择的结果;狼的犬齿锋利,也
是在不断的自然选择过程中,有锋利犬齿的变异类型容易生存并繁殖后代,保留了这
一有利变异;有翅昆虫中出现的无翅变异,有利于其在经常刮大风的海岛上生存,有
利于其对环境的适应,从这个角度来看属于有利变异,这说明有利变异不是一成不变
的。野兔的保护色是在与天敌对抗的过程中不断被选择并保留下来的有利变异,有利
于躲避鹰的捕食,鹰敏锐的视力也是在捕获猎物过程中保留下来的有利变异,有利于
捕食野兔,这是它们长期互相选择的结果,这就是自然选择。
D
3.[2020山西晋中/阳泉真题] 我国著名水稻育种学家卢永根院士发现,中国的普通
野稻与栽培稻在染色体长度的变化范围等方面非常相似,这表明普通野稻 ( )
A. 与栽培稻的亲缘关系很近
B. 是由栽培稻变异而来的
C. 将来会进化成栽培稻
D. 与栽培稻的遗传物质完全相同
解析:本题考查重点是了解比较生物进化的方法,以及染色体的功能。染色体中含有
大量的遗传信息,控制生物的生长和发育。中国的普通野稻与栽培稻在染色体长度的
变化范围等方面非常相似,这表明两者之间生长和发育相近,即普通野稻与栽培稻的
亲缘关系很近。栽培稻是由野生稻在长期的自然选择和人工选择的共同作用下演变而
成的,野生稻还会不断进化,但是由于环境条件的变化,不一定会再进化成我们现在
的栽培稻。中国的普通野稻与栽培稻在染色体长度的变化范围等方面非常相似,但遗
传物质不可能完全相同。
A
4.[2020 广东]自然选择和人工选择都能形成新品种,它们共同的选择基础是 ( )
A. 都有很强的繁殖能力
B. 遗传和变异普遍存在
C. 都在进行生存竞争
D. 都具有适应环境的能力
解析:生物普遍具有很强的繁殖能力,又由于生物生存的空间与食物是有限的,所
以生物就会因争夺生存的空间与食物而进行生存斗争,故过度繁殖是选择的原因;
正是由于生物的遗传和变异是普遍存在的,使得生物在繁殖中出现了不同的变异个
体 (适应周围环境的与不适应周围环境的),为选择提供了选择的材料,是选择的
基础;生物因争夺生存的空间与食物而进行生存斗争是实现选择的手段;适者生存、
不适者被淘汰是结果。故选B。
B
5. 下图是研究所利用某种新型抗生素对一种致病菌多次用药实验的效果曲线图,下
列解释不符合达尔文自然选择学说的是 ( )
A. 由图中波动的曲线可知,该病菌一直存在
抗药性变异
B. 抗生素淘汰了不具有抗药性的病菌个体
C. 该病菌产生抗药性变异是为了适应存在抗
生素的环境
D. 具有抗药性变异的病菌个体能够大量繁殖
解析:细菌的变异是普遍存在的,变异是不定向的。生物与环境之间,是环境选择
了生物,而不是生物为了适应环境才产生了变异。
C
6.[2019 山西晋中真题节选] 帝王蝶的身体呈现很多黑黄相间的花纹,这种恫吓天
敌的体色是一种“警戒色”。下面是运用达尔文进化学说的观点,对警戒色形成过
程作出的解释,请你补充完整:
帝王蝶的繁殖能力很强,由于 遗传变异 (或变异) 的原因,个体之间体色存在差异。
在与环境中天敌之间进行的 生存斗争 中,一些其他体色的帝王蝶被天敌捕食,逐渐
被淘汰;而黑黄相间体色的个体,使天敌在数次误食中毒后,再看到这种蝴蝶便会
畏而远之,因此这些帝王蝶便幸运地生存下来。经过多代积累,这种黑黄相间的体
色愈加醒目,成为“警告”天敌“不要吃我”的警戒色。达尔文把自然界这种 适应
者 (或适者) 生存,不适应者被淘汰的过程称为 自然选择 。
解析:达尔文的自然选择学说包括四方面的内容:过度繁殖,生存斗争,遗传变异,
适者生存。帝王蝶的繁殖能力很强,即过度繁殖,为自然选择提供大量的被选择材
料;个体之间体色存在差异,这是由于遗传和变异为自然选择提供了多种被选择材
料;在与天敌进行的生存斗争中,黑黄相间的体色成为“警告”天敌的警戒色,最
终“适者生存”。这个过程就是自然选择。
遗传变异 (或变异)
生存斗争
适应
者 (或适者) 自然选择