?6.1 生物有共同祖先的證據(jù)

目標(biāo)導(dǎo)航

教學(xué)目標(biāo)
課程標(biāo)準(zhǔn)
目標(biāo)解讀
地球上的現(xiàn)存物種豐富多樣，它們來自共同祖先。
1.嘗試通過化石記錄、比較解剖學(xué)和胚胎學(xué)等事實，說明當(dāng)今生物具有共同的祖先。
2嘗試通過細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)等知識，說明當(dāng)今生物在新陳代謝、DNA結(jié)構(gòu)與功能等方面具有許多共同特征。
1. 基于化石的直接證據(jù)，認(rèn)同當(dāng)今生物具有共同的祖先。
2. 運用比較解剖學(xué)、胚胎學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)等間接證據(jù)，說明當(dāng)今生物具有共同的祖先，舉例說明當(dāng)今生物具有許多共同特征。
教學(xué)重點
基于證據(jù)和邏輯，認(rèn)同生物是不斷進化的，當(dāng)今的各種生物來自共同祖先。
教學(xué)難點
從細(xì)胞和分子水平找尋當(dāng)今生物具有共同特征和共同祖先的證據(jù)。

知識精講

知識點01 達爾文的生物進化論由兩大學(xué)說組成
共同由來學(xué)說：地球上的所有生物都是由原始的共同祖先進化來的，如人和猿有共同的祖先
自然選擇學(xué)說：揭示了生物進化機制，解釋了適應(yīng)性的形成和物種形成的原因

知識點02 支持生物進化理論的證據(jù)
1.直接證據(jù)：化石（是研究生物進化最直接、最重要的證據(jù)）
化石：通過自然作用保存在地層中的古代生物遺體、遺物或生活痕跡等。
作用：利用化石可以確定地球上曾經(jīng)生活過的生物的種類及形態(tài)、結(jié)構(gòu)、行為等特征。
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(fù)雜、由低等到高等、由水生到陸生的進化順序。
2.間接證據(jù)：
（1）比較解剖學(xué)
方法：研究比較脊椎動物的器官、系統(tǒng)的形態(tài)和結(jié)構(gòu)。
證據(jù)：人的上肢、貓的前肢、鯨的鰭、蝙蝠的翼有相同的基本結(jié)構(gòu)和相似的著生位置。
支持觀點：結(jié)構(gòu)具有相似性的生物是由共同祖先進化而來的。
（2）胚胎學(xué)
方法：研究動植物胚胎發(fā)育的形成和發(fā)育過程。
證據(jù)：人和魚、龜、雞之間在胚胎發(fā)育初期都有鰓裂和尾；到了發(fā)育的晚期，除魚外，人和其它動物的鰓裂都消失了，人的尾也消失了。
支持觀點：人類和其它脊椎動物之間存在著親緣關(guān)系，它們有共同的原始祖先；人和其他脊椎動物的共同原始祖先生活在水中。
（3）細(xì)胞學(xué)
已知最古老的化石是大約35億年前的古細(xì)菌化石?，F(xiàn)在，在海洋、湖泊、土壤等環(huán)境中還能發(fā)現(xiàn)古細(xì)菌。這些古細(xì)菌都有細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核糖體和DNA。
（4）分子生物學(xué)
①DNA：不同生物之間的特定DNA序列都有一定的相似性，親緣關(guān)系越近的生物，其DNA序列的相似性越高。
②蛋白質(zhì)：不同生物之前特定的蛋白質(zhì)中的氨基酸序列相似度與生物之間的親緣關(guān)系密切相關(guān)。
從細(xì)胞和分子水平看，當(dāng)今生物有許多共同的特征。
（1）都能進行代謝、生長和增殖的細(xì)胞，細(xì)胞有共同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)等，是對生物有共同祖先的有力支持。
（2）不同生物的DNA和蛋白質(zhì)等生物大分子的共同點，提示當(dāng)今生物有共同的原始祖先，其差異大小揭示了當(dāng)今生物種類親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近，以及它們在進化史上出現(xiàn)的順序。

能力拓展

考點01 生物進化的證據(jù)
生物進化的證據(jù)有哪些？生物進化的證據(jù)有化石證據(jù)、比較解剖學(xué)上的證據(jù)、胚胎學(xué)上的證據(jù)。
1.古生物學(xué)證據(jù)－化石

化石是保存在地層中古代生物的遺體、遺骸和生物活動的遺跡、遺物的總稱，有力地證實了現(xiàn)代生物是古代生物的遺孑。
越是早期地層的化石，構(gòu)造越簡單；越是晚期地層的生物化石，構(gòu)造越復(fù)雜，和現(xiàn)在的生物類型越相似。演變的總趨勢是從簡單到復(fù)雜，從低等到高等，種類由少到多。各類生物都是通過億萬年的逐漸進化發(fā)展才形成的。
一些過渡類型的生物化石，比如始祖鳥化石，兼有鳥類和爬行類兩類動物的特征，表明鳥類是從古代爬行類動物演化來的。各種各樣馬的化石多達數(shù)百種，按地質(zhì)年代順序排起來，就可以清楚地看到從始祖馬、漸新馬、中新馬、上新馬直到現(xiàn)代馬的整個變化過程。
化石除了作為生物進化的直接證據(jù)，還具有科研價值和應(yīng)用價值，如：解決生命起源難題、為辨證唯物論助陳、劃分地層和配合找礦、恢復(fù)古地理、了解古氣候、為生產(chǎn)和生活服務(wù)。此外，模仿古生物的某種結(jié)構(gòu)或功能還可應(yīng)用于現(xiàn)代工藝技術(shù)改進和文化宣傳等方面。
2.比較解剖學(xué)證據(jù)－同源器官
在許多不同種的生物體上，有些器官，外形和功能上很不相同，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)卻基本一致，而且在胚胎發(fā)育過程中有相似的起源，這樣的器官叫“同源器官”。例如，鳥類的翅膀和哺乳類的兩個前肢。它們都起源于原始的爬行類。與此相反，有些器官外形相似，功能也相同，但內(nèi)部構(gòu)造和胚胎發(fā)育中的起源都不同，這叫做“同功器官”。例如，鳥類的翅膀和蒼蠅的翅膀。說明這些生物并非從同一祖先發(fā)展而來，它們的器官是在適應(yīng)外界環(huán)境的發(fā)展變化過程中趨向于一致，形成了相似的形態(tài)。
四種脊椎動物前肢和人的上肢骨的比較

3.比較胚胎學(xué)證據(jù)
一切高等動物、植物的胚胎發(fā)育都是從受精卵開始的，這似乎可以說明高等生物起源于低等的單細(xì)胞生物。魚類、兩棲類、爬行類、鳥類、哺乳類和人，在成熟的生物個體形態(tài)上，差別非常大。但是觀察它們的早期胚胎，卻相似到難以辨認(rèn)的程度。胚胎早期，各種高等生物都有鰓裂和尾巴，頭大，身體彎曲，發(fā)育到一定程度后才顯現(xiàn)出不同的形態(tài)。這說明脊椎動物都有共同的祖先。
4.細(xì)胞學(xué)、生物化學(xué)和分子生物學(xué)證據(jù)
例如，可以從生物染色體的數(shù)目和形態(tài)上研究物種間的親緣關(guān)系。染色體數(shù)目相同，形態(tài)相近，說明它們在物種上有非常近的親緣關(guān)系。如果用血清比較法進行鑒別，會發(fā)現(xiàn)狗和狼的親緣關(guān)系比較近，而與狐貍和牛的親緣關(guān)系就比較遠(yuǎn)。
地球上的生物數(shù)量巨大，形態(tài)多變，然而在分子水平上它們卻極為一致：首先，生物們都有相同的遺傳物質(zhì)，而且都共用一套遺傳密碼，都用相同的20種氨基酸組成蛋白質(zhì)。一種蛋白質(zhì)對生命過程越重要、越基本，就越可能在所有的生物中都存在，并且其氨基酸序列在不同的物種中根據(jù)親緣關(guān)系的親疏而有不同程度的相似性。
例如，細(xì)胞色素 C是從人到酵母菌中都存在的一種蛋白質(zhì)，由140個氨基酸構(gòu)成。把各種生物的細(xì)胞色素 C的氨基酸成分和人的相比較，可以看到親緣關(guān)系愈近的生物的細(xì)胞色素 C和人的愈相近似。
幾種生物細(xì)胞色素C的氨基酸比較

只有所有的生物都有共同的祖先，它們才能在分子水平上如此一致；同時，由于各種生物是由共同的祖先經(jīng)過不同的途徑進化來的，因此它們在分子水平上的表現(xiàn)在相似中又有差異。
教學(xué)參考：
1.王甫榮.拓展｜生物進化的證據(jù)有哪些？如何理解細(xì)胞學(xué)、生物化學(xué)和分子生物學(xué)證據(jù)？
2.陳立武.化石，不僅是生物進化的證據(jù)，中學(xué)生物教學(xué)，1995.4
【典例1】內(nèi)共生起源學(xué)說認(rèn)為線粒體起源于被原始真核生物吞噬的好氧細(xì)菌，這種細(xì)菌和原始真核生物共生，并在長期共生過程中逐漸演化成線粒體，過程如圖所示。
（1）好氧細(xì)菌和原始真核生物的共同點之一是 ______。
A．都有核膜、核糖體
B．都能進行光合作用
C．都含有相似的生物分子
D．都由線粒體供能
（2）如果要驗證內(nèi)共生學(xué)說，可檢測的指標(biāo)有 ______。
A．好氧細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)膜與線粒體內(nèi)膜成分差異
B．好氧細(xì)菌DNA與線粒體DNA差異
C．好氧細(xì)菌DNA與真核生物細(xì)胞核DNA差異
D．好氧細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)膜與真核生物細(xì)胞膜成分差異
（3）以上指標(biāo)的差異屬于進化證據(jù)中的 ______。
A．化石證據(jù)
B．比較解剖學(xué)證據(jù)
C．胚胎學(xué)證據(jù)
D．分子生物學(xué)證據(jù)
（4）根據(jù)你所選擇的檢測指標(biāo)，分析如果內(nèi)共生學(xué)說成立，預(yù)期的結(jié)果是什么？______。

【答案】
C? AB? D? 好氧細(xì)菌DNA與線粒體DNA差異較小，線粒體內(nèi)膜與好氧細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)膜成分類似?
【解析】解：（1）A、好氧細(xì)菌是原核生物，沒有核膜，A錯誤；
B、好氧細(xì)菌不能進行光合作用，B正確；
C、好氧細(xì)菌和原始真核生物都含有相似的生物分子，如都具有環(huán)狀DNA分子，C正確；
D、原始真核生物和好氧細(xì)菌都沒有線粒體，D錯誤。
故選：C。
（2）A、如果內(nèi)共生學(xué)說成立，好氧細(xì)菌進入原始真核生物，外膜與原始真核生物膜類似，內(nèi)膜與好氧細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)膜成分類似，A正確；
B、如果內(nèi)共生學(xué)說成立則好氧細(xì)菌DNA與線粒體DNA差異較小，B正確；
C、好氧細(xì)菌DNA與真核生物細(xì)胞核DNA屬于不同物種，DNA不同，C錯誤；
D、驗證線粒體是否由好氧細(xì)菌演變而來，不需要驗證好氧細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)膜與真核生物細(xì)胞膜成分差異，D錯誤。
故選：AB。
（3）比較DNA屬于分子生物學(xué)證據(jù)。故選：D。
（4）如果內(nèi)共生學(xué)成立，好氧細(xì)菌被吞噬演變?yōu)榫€粒體，那么好氧細(xì)菌DNA與線粒體DNA差異較小，線粒體內(nèi)膜與好氧細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)膜成分類似。
故答案為：
（1）C
（2）AB
（3）D
（4）好氧細(xì)菌DNA與線粒體DNA差異較小，線粒體內(nèi)膜與好氧細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)膜成分類似
線粒體：真核細(xì)胞主要細(xì)胞器（動植物都有），機能旺盛的含量多，呈粒狀、棒狀，具有雙膜結(jié)構(gòu)，內(nèi)膜向內(nèi)突起形成“嵴”，內(nèi)膜和基質(zhì)中有與有氧呼吸有關(guān)的酶，是有氧呼吸第二、三階段的場所，生命體95%的能量來自線粒體，又叫“動力工廠”。線粒體含少量的DNA、RNA。
本題考查原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的異同、細(xì)胞器等知識，要求考生識記原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的形態(tài)和結(jié)構(gòu)的異同，掌握線粒體的結(jié)構(gòu)和功能，能對線粒體和原核細(xì)胞進行比較，再結(jié)合所學(xué)的知識準(zhǔn)確答題。

分層提分


題組A 基礎(chǔ)過關(guān)練
一、單項選擇題
1. 達爾文列舉了大量的證據(jù)證明自己的生物進化理論。后來，隨著研究的深入，人們又發(fā)現(xiàn)了許多支持達爾文生物進化理論的新證據(jù)。下列關(guān)于生物進化證據(jù)的分析，錯誤的是（? ? ）
A. 赫氏近鳥龍化石為鳥類起源于恐龍?zhí)峁┝俗钪苯?、最重要的證據(jù)
B. 比較蝙蝠的翼、鯨的鰭、貓的前肢和人的上肢，可為是否存在共同祖先提供證據(jù)
C. 脊椎動物早期胚胎發(fā)育過程都彼此相似，支持脊椎動物具有共同的祖先
D. 人和其他動物DNA的堿基序列或某種蛋白質(zhì)的比較，屬于細(xì)胞水平上的證據(jù)
【答案】
D?
【解析】A、赫氏近鳥龍化石的身體骨架與恐龍非常接近，是鳥類起源于恐龍的有力證據(jù)，化石是生物進化的最直接、最重要的證據(jù)，A正確；
B、比較解剖學(xué)上對比蝙蝠的翼、鯨的鰭、貓的前肢和人的上肢，可為是否存在共同祖先提供證據(jù)，這是比較解剖學(xué)上的證據(jù)，B正確；
C、脊椎動物在胚胎發(fā)育早期都有彼此相似的階段，這屬于胚胎學(xué)證據(jù)，能夠說明人與其他脊椎動物可能有共同的祖先，這是胚胎學(xué)上的證據(jù)，C正確；
D、人和其他動物DNA的堿基序列或某種蛋白質(zhì)的比較，屬于分子水平上的證據(jù)，D錯誤。
???????故選D。
本題考查生物進化的相關(guān)知識，要求考生識記相關(guān)知識，解答此題的關(guān)鍵是熟練掌握生物進化的證據(jù)和結(jié)論。
2. 2022年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎頒給了基因組學(xué)家斯萬特·帕博，以表彰他對已滅絕古人類基因組和人類進化的發(fā)現(xiàn)。斯萬特·帕博從一塊四萬年前的尼安德特人骨頭中測序了一段線粒體DNA，與當(dāng)代人類和黑猩猩的DNA比較表明，尼安德特人是遺傳上與眾不同的物種。下列相關(guān)說法錯誤的是（）
A. 尼安德特人與當(dāng)代人類和黑猩猩之間存在生殖隔離
B. DNA分子的穩(wěn)定性為獲取已滅絕的人類的遺傳基因提供了可能
C. 不同生物的DNA和蛋白質(zhì)等生物大分子的差異可揭示物種親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近
D. 化石是保存在地層中的古代生物的遺體等，是研究生物進化的間接證據(jù)
【答案】
D?
【解析】
【分析】
本題考查生物進化理論，意在考查學(xué)生對知識的理解和記憶能力、分析題意獲取信息的能力。
【解答】???????
A.由題意“尼安德特人是遺傳上與眾不同的物種”可知, 尼安德特人、當(dāng)代人類和黑猩猩是三個物種, 存在生殖隔離, A正確;
B.DNA分子是規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu), 其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性為獲取已滅絕的人類的遺傳基因提供了可能, B正確;
C.不同生物的DNA和蛋白質(zhì)等生物大分子的差異可揭示物種親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近, 親緣關(guān)系越近, 則DNA序列和蛋白質(zhì)中氨基酸序列的相似度越高, C正確;
D.化石是保存在地層中的古代生物的遺體、遺物或生活痕跡等,直接說明了古生物的結(jié)構(gòu)或生活習(xí)性,因此化石是研究生物進化的直接證據(jù), D錯誤。??
3. 分析下列有關(guān)生物進化證據(jù)和結(jié)論的說法不合理的是（）
A. 不同種類的哺乳動物的前肢形態(tài)差別很大，說明它們沒有共同的原始祖先
B. 人和魚的胚胎發(fā)育經(jīng)歷了有鰓裂及有尾的階段，可用擁有共同祖先來解釋
C. 不同生物的DNA等大分子的共同點，提示當(dāng)今生物擁有共同的原始祖先
D. 通過化石可以了解已經(jīng)絕滅的生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點，推測其行為特點
【答案】
A?
【解析】從解剖學(xué)角度上看，哺乳動物的前肢形態(tài)差別不大
4. 我國新疆和內(nèi)蒙古存在4種野生扁桃：新疆野扁桃、蒙古扁桃、長柄扁桃和西康扁桃，它們同為桃屬植物。研究發(fā)現(xiàn)，四種扁桃存在不同程度的親緣關(guān)系。下列分析錯誤的是（）
A. 可通過測定DNA堿基序列判斷四種扁桃的親緣關(guān)系
B. 四種扁桃可能由同一祖先進化而來
C. 降水和氣溫會影響四種扁桃的進化方向
D. 生活環(huán)境越相似的扁桃親緣關(guān)系越近
【答案】
D?
【解析】
【分析】
本題主要考查生物有共同祖先的證據(jù)的內(nèi)容，要求考生識記相關(guān)知識，并結(jié)合所學(xué)知識準(zhǔn)確答題。
【解答】
A、由分析可知，可通過測定DNA堿基序列判斷四種扁桃的親緣關(guān)系，親緣關(guān)系越近，DNA序列相似度越高，A正確；
B、根據(jù)題干信息“四種扁桃存在不同程度的親緣關(guān)系”，四種扁桃可能由同一祖先進化而來，B正確；
C、降水和氣溫等環(huán)境因素會影響四種扁桃的進化方向，C正確；
D、親緣關(guān)系與遺傳物質(zhì)有關(guān)，扁桃的DNA序列相似度越高親緣關(guān)系越近，與其生活環(huán)境無關(guān)，D錯誤。
故選：D。??
5. 化石、比較解剖學(xué)、胚胎學(xué)、分子生物學(xué)等在研究生物進化過程中起到了重要的作用。下列有關(guān)生物進化的敘述，錯誤的是（）
A. 化石是保存在地層中的古代生物的遺體、遺物等，是生物進化的直接證據(jù)
B. 鯨的鰭和蝙蝠的翼在外部形態(tài)及功能上各不相同，在進化上不屬于同源器官
C. 人和魚的胚胎發(fā)育都經(jīng)歷了有鰓裂及有尾的階段，是人和魚有共同祖先的證據(jù)
D. 親緣關(guān)系越近的生物，在DNA和蛋白質(zhì)等生物大分子方面的共同特征越多
【答案】
B?
【解析】
【分析】
本題考查生物的進化和生物的共同起源，意在考查學(xué)生的理解能力和判斷能力。
【解答】
A.化石是研究生物進化最重要的、最直接的證據(jù)，因為化石是保存在巖層中的古生物遺物和生活遺跡，直接說明了古生物的結(jié)構(gòu)或生活習(xí)性，A正確；
B.鯨的鰭和蝙蝠的翼雖然具有不同的外形，功能上也有差別，但卻有相同的基本結(jié)構(gòu)，在進化上屬于同源器官，B錯誤；
C.人和魚的胚胎發(fā)育經(jīng)歷了有鰓裂及有尾的階段，可以用人和魚有共同祖先來解釋，C正確；
D.親緣關(guān)系越近的生物，在細(xì)胞代謝、DNA的結(jié)構(gòu)與功能等方面共同特征越多，D正確。??
6. 生物進化的證據(jù)是多方面的,其中能作為直接證據(jù)的是( )
A. 化石證據(jù) B. 胚胎學(xué)證據(jù) C. 比較解剖學(xué)證據(jù) D. 分子生物學(xué)證據(jù)
【答案】
A?
【解析】
【分析】
本題考查生物進化的相關(guān)知識，解題關(guān)鍵在于理解化石的形成以及其對生物進化研究的意義。難度較易。
【解答】
A.在研究生物進化的過程中，化石是最重要的、比較全面的證據(jù)?；潜４嬖趲r層中的古生物遺物和生活遺跡，直接說明了古生物的結(jié)構(gòu)或生活習(xí)性，化石在地層中出現(xiàn)的先后順序，說明了生物是由簡單到復(fù)雜、由低等到高等、由水生到陸生逐漸進化而來的，始祖鳥化石說明了鳥類是由古代的爬行動物進化來的等，A正確；
BC.胚胎學(xué)上的證據(jù)（如鰓裂）只是說明了古代脊椎動物的原始祖先都生活在水中;比較解剖學(xué)上的同源器官只是證明了具有同源器官的生物具有共同的原始祖先。這些證據(jù)（包括分類學(xué)、遺傳學(xué)上的證據(jù)）的證明面都比較窄，BC錯誤；
D.通過細(xì)胞學(xué)和分子生物學(xué)知識，可證明當(dāng)今生物和古生物在新陳代謝、DNA的結(jié)構(gòu)與功能等方面具有許多共同特征，但不如化石證據(jù)更直接，D錯誤。??
7. 科學(xué)家測定了某保護區(qū)MG、CE、DP、DW四種鳥類的ALX1基因的脫氧核苷酸序列，由此判斷它們的親緣關(guān)系。這屬于進化的（? ? ?）
A. 胚胎學(xué)證據(jù) B. 古生物化石證據(jù)
C. 比較解剖學(xué)證據(jù) D. 細(xì)胞和分子水平的證據(jù)
【答案】
D?
【解析】
【分析】
本題考查生物進化的知識，考生識記現(xiàn)存生物具有共同祖先的證據(jù)是解題的關(guān)鍵。
地球上的生物，不管是動物、植物還是微生物都有共同祖先，其證據(jù)包括化石證據(jù)、比較解剖學(xué)證據(jù)、胚胎學(xué)證據(jù)、細(xì)胞生物學(xué)證據(jù)、分子生物學(xué)證據(jù)等。
【解答】
科學(xué)家測定了某保護區(qū)四種鳥類的ALX1基因的脫氧核苷酸序列，測定該基因序列是在分子水平上進行的，可為生物進化提供分子水平上的證據(jù)，這是細(xì)胞和分子水平的證據(jù)，綜上所述D正確，ABC錯誤。
故選D。??
二、填空題
8. 除研究現(xiàn)代人的基因外，研究滅絕的古人類基因也是探索人類起源的一種思路。科學(xué)家研發(fā)出一套能成功從4萬年前古人類“尼安德特人”的骨骼中提取線粒體DNA并進行擴增和測序的方法，為人類進化的研究做出貢獻，榮獲2022年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。
（1）科學(xué)家將古人類“尼安德特人”化石中的線粒體DNA與現(xiàn)代人類線粒體DNA進行比較，獲得人類進化的證據(jù)屬于 ______。（單選）
A.化石證據(jù)
B.比較解剖學(xué)證據(jù)
C.胚胎學(xué)證據(jù)
D.生物化學(xué)證據(jù)
（2）科學(xué)家通過線粒體DNA來追蹤人類進化的原因可能是 ______。（單選）
A.線粒體DNA能復(fù)制和轉(zhuǎn)錄
B.線粒體DNA受核基因調(diào)控
C.線粒體DNA不發(fā)生基因突變
D.線粒體DNA不發(fā)生基因重組
（3）研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代人類第12號染色體上可降低新冠肺炎重癥風(fēng)險的基因來自古人類“尼安德特人”?？茖W(xué)家據(jù)此推測，人類祖先曾與尼安德特人發(fā)生基因交流。如圖3個關(guān)于人類進化的模型與上述推測最吻合的是 ______。（用下列編號選填）

（4）科學(xué)家對西伯利亞南部發(fā)現(xiàn)的古人類指骨進行DNA測序，發(fā)現(xiàn)這是一種新的古人類亞種“丹尼索瓦人”。結(jié)合相關(guān)信息及已學(xué)知識，推測丹尼索瓦人經(jīng)歷的進化事件有 ______。（多選）
A.隔離
B.物種滅絕
C.變異
D.自然選擇
【答案】
D? A? ①? ABCD?
【解析】解：（1）在研究生物進化的過程中，化石是最重要的、比較全面的證據(jù)，是直接的證據(jù)，分子水平的證據(jù)是指不同生物的DNA和蛋白質(zhì)等生物大分子，既有共同點，又存在差異性，所以科學(xué)家將古人類“尼安德特人”化石中的線粒體DNA與現(xiàn)代人類線粒體DNA進行比較這個過程運用了分子生物學(xué)的方法，并沒有運用比較解剖學(xué)和胚胎學(xué)，所以其運用了生物化學(xué)證據(jù)。
（2）線粒體DNA可以通過復(fù)制傳遞，也能通過轉(zhuǎn)錄把DNA的信息反應(yīng)到NA上。進化是隨時間變化的，所以科學(xué)家通過線粒體DNA來追蹤人類進化的原因可能是線粒體DNA能復(fù)制和轉(zhuǎn)錄。
（3）感染新冠肺炎后發(fā)展為重癥的基因是從尼安德特人遺傳來的，說明現(xiàn)代人的直系祖先智人曾經(jīng)和尼安德特人發(fā)生過基因交流，從尼安德特人骨頭化石獲得的DNA有一部分是古人類的遺傳物質(zhì)，所以由以上分析可知：與人類進化的模型最吻合的是①。
（4）現(xiàn)代生物進化理論指出突變和基因重組，自然選擇及隔離是物種形成過程的三個基本環(huán)節(jié)，通過它們的綜合作用，種群產(chǎn)生分化，最終導(dǎo)致新物種形成，在這個過程中，突變和基因重組產(chǎn)生生物進化的原材料，自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進化的方向，隔離是新物種形成的必要條件，由以上分析可知：丹尼索瓦人經(jīng)歷的進化事件有隔離、物種滅絕、變異和自然選擇。
故答案為：
（1）D
（2）A
（3）①
（4）ABCD
1、生物有共同祖先的證據(jù)：
（1）化石證據(jù)：在研究生物進化的過程中，化石是最重要的、比較全面的證據(jù)，化石在地層中出現(xiàn)的先后順序，說明了生物是由簡單到復(fù)雜、由低等到高等、由水生到陸生逐漸進化而來的。
（2）比較解剖學(xué)證據(jù)：具有同源器官的生物是由共同祖先演化而來。這些具有共同祖先的生物生活在不同環(huán)境中，向著不同的方向進化發(fā)展，其結(jié)構(gòu)適應(yīng)于不同的生活環(huán)境，因而產(chǎn)生形態(tài)上的差異。
（3）胚胎學(xué)證據(jù)：①人和魚的胚胎在發(fā)育早期都出現(xiàn)鰓裂和尾；②人和其它脊椎動物在胚胎發(fā)育早期都有彼此相似的階段。
（4）細(xì)胞水平的證據(jù)：①細(xì)胞有許多共同特征，如有能進行代謝、生長和增殖的細(xì)胞；②細(xì)胞有共同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
（5）分子水平的證據(jù)：不同生物的DNA和蛋白質(zhì)等生物大分子，既有共同點，又存在差異性。
2、現(xiàn)現(xiàn)代生物進化理論認(rèn)為：生物進化的單位是種群，生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變，引起生物進化的因素包括突變、自然選擇、遷入和遷出、非隨機交配、遺傳漂變等；可遺傳變異為生物進化提供原材料，可遺傳變異包括基因突變、染色體變異、基因重組，基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變；自然選擇決定生物進化的方向；隔離導(dǎo)致新物種的形成。
本題考查物種和生物進化的相關(guān)知識，要求考生識記物種的概念和現(xiàn)代生物進化理論內(nèi)容，意在考查學(xué)生的識圖能力和判斷能力，運用所學(xué)知識綜合分析問題和解決問題的能力。
9. 長頸鹿的脖子長達2-3米，這一極端形態(tài)演化的成因吸引著一代又一代科學(xué)家進行探究。
（1）法國博物學(xué)家拉馬克認(rèn)為長頸鹿為了取食高處的樹葉，脖子越伸越長，長頸這一 ______可以遺傳給后代，如此循環(huán)往復(fù)，導(dǎo)致長頸鹿出現(xiàn)極端形態(tài)。
（2）英國博物學(xué)家達爾文則認(rèn)為長頸鹿的群體中同時存在長脖子和短脖子的個體，長脖子的個體可以取食到更高處的葉子，容易存活下來，而短脖子的個體則容易餓死，食物起到了 ______的作用。
（3）雄性長頸鹿之間常發(fā)生“脖斗”：甩動脖子和頭部組成的“流星錘”，擊打?qū)κ值谋∪醪课弧?996年兩位動物行為專家分析了雌雄長頸鹿頭頸部重量的差異（如圖），發(fā)現(xiàn) ______，說明強壯的頭頸在雄性中肯定具有某種優(yōu)勢，頭頸強壯的雄性可能更容易在爭奪配偶時獲勝，從而提出求偶競爭才是長頸鹿長頸的主要原因這一新觀點。

（4）近日我國古生物學(xué)家領(lǐng)銜的國際團隊對出土于新疆的古生物——獬豸盤角鹿化石進行研究，找到了支持雄性求偶競爭與頭頸部演化的 ______證據(jù)。研究者據(jù)此將長頸演化的觀點進行綜合：長頸鹿的長頸作為雄性求偶斗爭中的利器被保留，又成為其取食高處嫩葉的倚仗。
（5）我們還可以尋找分子證據(jù)，例如通過 ______的方法為長頸鹿長頸的演化提供有力支持。
【答案】
性狀? 自然選擇? 與雌性不同，雄性頭頸部的重量隨著年齡始終在增長? 直接? 基因測序?
【解析】解：（1）拉馬克認(rèn)為生物器官的發(fā)達與否取決于用與不用，且可以由親代遺傳給下一代，稱為獲得性遺傳，長頸鹿為了取食高處的樹葉，脖子越伸越長，長頸這一性狀，可以遺傳給后代。
（2）達爾文認(rèn)為長頸鹿的群體中同時存在長脖子和短脖子的個體，長脖子的個體可以取食到更高處的葉子，容易存活下來，而短脖子的個體則容易餓死，食物起到了自然選擇的作用。
（3）從圖中曲線可知，無論是頭部的重量還是頸部的重量，雌性在到達一定年齡后，便不再增加重量，而雄性頭頸部的重量隨著年齡始終在增長，說明強壯的頭頸在雄性中具有優(yōu)勢。
（4）化石是支持雄性求偶競爭與頭頸部演化的直接證據(jù)。
（5）對基因進行測序可以獲得分子水平上的證據(jù)，可以為長頸鹿長頸的演化提供有力支持。
故答案為：
（1）性狀
（2）自然選擇
（3）與雌性不同，雄性頭頸部的重量隨著年齡始終在增長
（4）直接
（5）基因測序
一、拉馬克的進化學(xué)說（歷史上和一個提出較完善的進化學(xué)說）
1、拉馬克的進化學(xué)說的主要內(nèi)容
（1）生物都不是神創(chuàng)的，而是由更古老的生物傳衍來的。這對當(dāng)時人們普遍信奉的神創(chuàng)造成一定沖擊，因此具有進步意義。
（2）生物是由低等到高等逐漸進化的。拉馬克幾乎否認(rèn)物種的真實存在，認(rèn)為生物只存在連續(xù)變異的個體。
（3）對于生物進化的原因，他認(rèn)為：一是“用進廢退”的法則；二是“獲得性遺傳”的法則．但這些法則缺乏事實依據(jù)，大多來自于主觀推測。
用進廢退：環(huán)境引起或由于用進廢退引起的變化是可以遺傳的，拉馬克的錯誤：過于強調(diào)環(huán)境的變化直接導(dǎo)致物種的變化環(huán)境的變化只有在引起遺傳物質(zhì)的改變時，才能產(chǎn)生可遺傳的變異。
二、達爾文自然選擇學(xué)說（優(yōu)勝劣汰）
1、達爾文自然選擇學(xué)說的主要內(nèi)容
（1）過度繁殖—選擇的基礎(chǔ)
??? 生物體普遍具有很強的繁殖能力，能產(chǎn)生很多后代，不同個體間有一定的差異。
（2）生存斗爭—進化的動力、外因、條件
??? 大量的個體由于資源空間的限制而進行生存斗爭。在生存斗爭中大量個體死亡，只有少數(shù)的個體生存下來。生存斗爭包括三方面：
①生物與無機環(huán)境的斗爭；②種內(nèi)斗爭；③種間斗爭
??? 生存斗爭對某些個體的生存不利，但對物種的生存是有利的，并推動生物的進化。
（3）遺傳變異—進化的內(nèi)因
??? 在生物繁殖的過程中普遍存在著遺傳變異現(xiàn)象，生物的變異是不定向的，有的變異是有利的，有的是不利的，其中具有有利變異的個體就容易在生存斗爭中獲勝生存下去，反之，具有不利變異個體就容易被淘汰。
（4）適者生存—選擇的結(jié)果
??? 適者生存，不適者被淘汰是自然選擇的結(jié)果。自然選擇只選擇適應(yīng)環(huán)境的變異類型，通過多次選擇，使生物的微小有利變異通過繁殖遺產(chǎn)給后代，得以積累和加強，使生物更好的適應(yīng)環(huán)境，逐漸產(chǎn)生了新類型在生存斗爭中生存下來的生物都是對環(huán)境能適應(yīng)的，被淘汰的生物是對環(huán)境不適應(yīng)的。所以說變異不是定向的，但自然選擇是定向的，決定著進化的方向。
本題考查生物進化的相關(guān)知識，意在考查學(xué)生的識記能力和判斷能力，運用所學(xué)知識綜合分析問題的能力是解答本題的關(guān)鍵。

題組B 能力提升練
一、單項選擇題
1. 科學(xué)家比對了人類與黑猩猩、大猩猩、猩猩的相應(yīng)DNA序列，得出如圖四種生物之間的進化樹。下列有關(guān)敘述正確的是（? ? ）

A. 黑猩猩與大猩猩的親緣關(guān)系，比黑猩猩與人類的親緣關(guān)系近
B. 比較上述生物的氨基酸種類和數(shù)量也可判斷它們之間的親緣關(guān)系
C. 該研究屬于個體水平上的檢測，為進化的研究提供了比較解剖學(xué)證據(jù)
D. 與化石相比，該結(jié)果對進化的研究更全面、更可靠
【答案】
D?
【解析】據(jù)圖分析：DNA序列方面，人類與黑猩猩有98.2%相似、與大猩猩97.7%相似、與猩猩96.3%相似，說明人與它們的親緣關(guān)系不不一樣，與黑猩猩的親緣關(guān)系最近。
【詳解】
A、據(jù)圖無法判斷黑猩猩與大猩猩的親緣關(guān)系的程度，A錯誤；
B、氨基酸種類和數(shù)量沒有物種上的特異性，所以無法通過比較上述生物的氨基酸種類和數(shù)量，來判斷它們之間的親緣關(guān)系，B錯誤；
C、不同生物的DNA分子和蛋白質(zhì)等生物大分子，既有共同點，又存在差異性，為進化的研究提供了分子水平的證據(jù)，C錯誤；
D、與化石相比，該結(jié)果從分子水平進行分析，對進化的研究更全面、更可靠，D正確。
故選D。
本題考查生物進化的相關(guān)知識，意在考查學(xué)生的識記能力和判斷能力，運用所學(xué)知識綜合分析問題的能力是解答本題的關(guān)鍵。
2. 2022年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎獲得者萬特·佩博在已滅絕古人類基因組和人類演化研究方面做出杰出貢獻。如圖為現(xiàn)代人類演化的部分路線，研究發(fā)現(xiàn)歐洲血統(tǒng)的現(xiàn)代人類中大約有1%至4%的基因來自尼安德特人。下列敘述正確的是（? ? ）

A. 非洲人不具有上述1%至4%的尼安德特人的基因，說明他們沒有共同的祖先
B. 4萬年前遷入歐洲的晚期智人與尼安德特人可能經(jīng)歷了激烈的生存斗爭
C. 基因測序是研究生物進化最直接、最重要的證據(jù)
D. 線粒體基因能發(fā)生重組的特點有利于確定不同物種在進化上的親緣關(guān)系
【答案】
B?
【解析】A、歐洲血統(tǒng)的現(xiàn)代人類和非洲人都是由直立人演化而來的，說明他們有共同的祖先，A錯誤；
B、4萬年前遷入歐洲的晚期智人與生活于40~3萬年前的尼安德特人時間上存在交集，由于生存空間的限制，可能經(jīng)歷了激烈的生存斗爭，B正確；
C、化石是研究生物進化最直接、最重要的證據(jù)，C錯誤；
D、通過對線粒體DNA測序，可以為研究人類的起源與進化提供一定證據(jù)，線粒體基因能發(fā)生重組不利于確定不同物種在進化上的親緣關(guān)系，D錯誤。
故選B。
3. 尼安德特人（簡稱尼人）是人類進化過程中的一個代表性群體。分析發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)代人之間的線粒體DNA序列差異很小，而現(xiàn)代人與尼人之間的線粒體DNA序列差異高達4%堿基對；現(xiàn)代人類身上含有尼人基因的比例僅占2%左右。下列分析正確的是（? ? ）
A. 分析DNA序列差異，屬于比較解剖學(xué)上的證據(jù)
B. 線粒體DNA來源于母親（母系遺傳）
C. 現(xiàn)代人的祖先與尼人存在生殖隔離
D. 尼人是現(xiàn)代人的祖先
【答案】
B?
【解析】A、分析DNA序列差異，屬于分子生物學(xué)上的證據(jù)，A錯誤；
B、受精卵的細(xì)胞核內(nèi)遺傳物質(zhì)雙親各占一半，細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自母方，B正確；
C、現(xiàn)代人與尼人之間的線粒體DNA序列差異高達4%堿基對，說明還有相似的序列也很多，現(xiàn)代人的祖先與尼人之間有基因交流，則不存在生殖隔離，C錯誤；
D、現(xiàn)代人類身上含有尼人基因的比例僅占2%左右，則不能說尼人就是現(xiàn)代人的祖先，D錯誤。
故選B。
4. 下列關(guān)于生物進化證據(jù)和結(jié)論的說法，錯誤的是（? ? ）
A. 利用化石可以確定地球上曾經(jīng)生活過的生物的種類及其形態(tài)、結(jié)構(gòu)、行為等特征
B. “生物都有共同的祖先”證據(jù)之一是所有生物的生命活動都是靠能量驅(qū)動的
C. 不同生物的DNA和蛋白質(zhì)等生物大分子的差異可揭示物種親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近
D. 脊椎動物在胚胎發(fā)育早期都有彼此相似的階段，說明人與其他脊椎動物有共同的祖先
【答案】
B?
【解析】A、利用化石可以確定地球上曾經(jīng)生活過的生物的種類及其形態(tài)、結(jié)構(gòu)、行為等特征，因此化石是研究生物進化最直接、最重要的證據(jù)，A正確；
B、所有生物的生命活動都是靠細(xì)胞驅(qū)動的，有些生命活動不需要能量，細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，B錯誤；
C、物種親緣關(guān)系越近，DNA和蛋白質(zhì)等生物大分子的差異越小，故不同生物的DNA和蛋白質(zhì)等生物大分子的差異可揭示物種親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近，C正確；
D、脊椎動物在胚胎發(fā)育早期都有彼此相似的階段，例如，人的胚胎在發(fā)育早期會出現(xiàn)鰓裂和尾，這與魚的胚胎在發(fā)育早期出現(xiàn)鰓裂和尾非常相似，說明人與其他脊椎動物有共同的祖先，D正確。
故選B。
5. 進化樹是根據(jù)各種生物物種特征的相似性和差異，顯示它們之間的進化關(guān)系，歷史上主要是基于各種物種解剖結(jié)構(gòu)的相似性和差異進行編排。新研究表明，通過比較解剖學(xué)而不是分子水平上的基因序列來確定生物進化樹的做法嚴(yán)重誤導(dǎo)了幾個世紀(jì)以來的物種分類工作，這源于普遍存在的趨同進化。趨同進化是指源自不同祖先的生物，由于相似的生活方式，整體或部分形態(tài)結(jié)構(gòu)向著同一方向改變。下列有關(guān)說法正確的是（? ? ）
A. 趨同進化就是不同物種之間的協(xié)同進化，協(xié)同進化造就了地球上的生物多樣性
B. 達爾文的共同由來學(xué)說或自然選擇學(xué)說單獨就能夠解釋生物趨同進化的原因
C. 趨同進化產(chǎn)生新物種的過程都需要經(jīng)過可遺傳的變異、自然選擇和隔離
D. 目前來看，細(xì)胞和分子水平的證據(jù)是研究生物進化最直接、最重要的證據(jù)
【答案】
C?
【解析】A、分析題意可知，發(fā)生趨同進化的生物是生活在相似環(huán)境中，由于自然選擇方向相同，不同生物朝著同一方向改變，導(dǎo)致不同生物具有相似的適應(yīng)性，并非協(xié)同進化的結(jié)果，A錯誤；
B、趨同進化是指源自不同祖先的生物朝著同一方向改變，可以用自然選擇學(xué)說解釋其原因，但共同由來學(xué)說不能單獨解釋該現(xiàn)象，B錯誤；
C、新物種的形成需要三個環(huán)節(jié)，即需要經(jīng)過可遺傳的變異、自然選擇和隔離，C正確；
D、化石是研究生物進化最直接、最重要的證據(jù)，D錯誤。
故選C。
6. 在進化過程中，有關(guān)生物類型出現(xiàn)順序的幾種描述，可能性最大的是（? ? ）
A. 自養(yǎng)、厭氧異養(yǎng)、需氧異養(yǎng) B. 需氧異養(yǎng)、厭氧異養(yǎng)、自養(yǎng)
C. 厭氧自養(yǎng)、需氧異養(yǎng)、光能合成自養(yǎng) D. 厭氧異養(yǎng)、光能合成自養(yǎng)、需氧異養(yǎng)
【答案】
D?
【解析】
【分析】
本題考查學(xué)生運用已知的生命起源過程的知識，來分析推導(dǎo)生物代謝類型的進化順序。
原始地球條件下沒有O2，生物體沒有葉綠素，所以最早的生物應(yīng)是厭氧異養(yǎng)型，隨著藍(lán)細(xì)菌等低等植物的出現(xiàn)，進行光合作用產(chǎn)生O2，釋放到大氣中，以后的生物進化過程中，逐漸出現(xiàn)需氧異養(yǎng)型。
【解答】
原始地球條件下沒有O2，生物體沒有葉綠素，所以最早的生物應(yīng)是厭氧異養(yǎng)型。后來，當(dāng)原始生命逐漸進化為原始藻類（如藍(lán)細(xì)菌）后，原始藻類進行光合作用產(chǎn)生O2，釋放到大氣中，生物類型也進化到光能合成自養(yǎng)型。再往后，由于大量光能自養(yǎng)生物的光合作用，使得大氣中的O2越來越多，合成的有機物也越來越多，就逐漸出現(xiàn)了需氧異養(yǎng)型的生物類型。
故選D。??
7. 關(guān)于生物進化，只能靠運用證據(jù)和邏輯來推測。下列與進化有關(guān)的敘述不合理的是（? ? ）
A. 化石是研究生物進化最直接、最重要的證據(jù)
B. 研究比較脊椎動物的器官、系統(tǒng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)可以為這些生物是否有共同祖先尋找依據(jù)
C. 化石、比較解剖學(xué)、胚胎學(xué)等方面的研究為解釋適應(yīng)和物種的形成提供了堅實的基礎(chǔ)
D. “所有生物的生命活動都是靠能量驅(qū)動的”能作為生物都有共同祖先的論據(jù)
【答案】
D?
【解析】???????生物有共同祖先的證據(jù)：
（1）化石證據(jù)：在研究生物進化的過程中，化石是最重要的、比較全面的證據(jù)，化石在地層中出現(xiàn)的先后順序，說明了生物是由簡單到復(fù)雜、由低等到高等、由水生到陸生逐漸進化而來的。
（2）比較解剖學(xué)證據(jù)：具有同源器官的生物是由共同祖先演化而來。這些具有共同祖先的生物生活在不同環(huán)境中，向著不同的方向進化發(fā)展，其結(jié)構(gòu)適應(yīng)于不同的生活環(huán)境，因而產(chǎn)生形態(tài)上的差異。
（3）胚胎學(xué)證據(jù)：①人和魚的胚胎在發(fā)育早期都出現(xiàn)鰓裂和尾；②人和其它脊椎動物在胚胎發(fā)育早期都有彼此相似的階段。
（4）細(xì)胞水平的證據(jù)：①細(xì)胞有許多共同特征，如有能進行代謝、生長和增殖的細(xì)胞；細(xì)胞有共同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
（5）分子水平的證據(jù)：不同生物的DNA和蛋白質(zhì)等生物大分子，既有共同點，又存在差異性。
【詳解】
A、化石是研究生物進化最直接、最重要的證據(jù)，A正確；
B、比較解剖學(xué)任務(wù)研究比較脊椎動物的器官、系統(tǒng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)可以為這些生物是否有共同祖先尋找依據(jù)，B正確；
C、化石、比較解剖學(xué)、胚胎學(xué)等方面的研究為解釋適應(yīng)和物種的形成提供了堅實的基礎(chǔ)，C正確；
D、并不是所有生物的生命活動都靠能量驅(qū)動，如水分子的跨膜運輸，D錯誤。
???????故選D。
本題主要考查生物進化的相關(guān)內(nèi)容，難度適中。
二、填空題
8. 學(xué)習(xí)以下材料，回答問題。
古老型人類與早期現(xiàn)代人的基因交流
關(guān)于人類的起源與進化問題，早期研究普遍認(rèn)為已滅絕的古老型人類與早期現(xiàn)代人自分離后獨立發(fā)展，后期沒有基因交流，這一假說被稱為“替代說”。但后續(xù)的很多證據(jù)都對此學(xué)說提出了質(zhì)疑和挑戰(zhàn)。
出土于羅馬尼亞的距今3.4～3.6萬年的古人類化石，屬于尼安德特人和早期現(xiàn)代人形態(tài)特征的鑲嵌體；一具出土于葡萄牙的距今約2.45萬年的兒童骨骼化石，同時具有許多早期現(xiàn)代人和尼安德特人的形態(tài)特征。這些化石的發(fā)現(xiàn)給支持古老型人類與早期現(xiàn)代人有過基因交流這一觀點的研究者極大的信心。
獲取古人類化石中的遺傳物質(zhì)進行檢測和分析，成為探究古人類之間聯(lián)系的關(guān)鍵。對一具木乃伊的DNA分子進行克隆是獲取古代DNA序列的第一次成功。隨著PCR技術(shù)的出現(xiàn)，低成本、大規(guī)模獲取古人類化石中的遺傳物質(zhì)成為可能。由于古代線粒體DNA序列比其他序列更容易獲得，所以最早的研究集中于線粒體基因。隨著技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)家后續(xù)展開了全方位的核基因檢測。研究顯示，當(dāng)今現(xiàn)代人基因組中的尼安德特人基因比例為1.8%～2.6%，另一種古老型人類丹尼索瓦人也為現(xiàn)代人貢獻了基因。
已滅絕的古老型人類的基因流入與現(xiàn)代人的環(huán)境適應(yīng)能力密切相關(guān)。藏族人身體中普遍攜帶的EPAS1突變基因很有可能來源于丹尼索瓦人。在高海拔地區(qū)，低氧激活野生型EPAS1基因表達，易導(dǎo)致紅細(xì)胞過度增多，誘發(fā)高原紅細(xì)胞增多癥，存在于藏族人中的EPAS1突變基因只會輕微提高紅細(xì)胞水平，降低了高原性疾病的發(fā)生。
古老型人類的基因流入對現(xiàn)代人的健康也造成了一定程度的影響。在尼安德特人基因組中發(fā)現(xiàn)了豐富的基因變異類型，其中一些基因可能使現(xiàn)代人對糖尿病、肝硬化、紅斑狼瘡、局限性腸炎等疾病更加敏感。
（1）研究生物進化最直接、最重要的證據(jù)是_________。上述材料中，科學(xué)家對古人類和當(dāng)今現(xiàn)代人在? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ????????????方面的研究結(jié)果，為“古老型人類與早期現(xiàn)代人有過基因交流”這一觀點提供了證據(jù)。
（2）由于化石中殘留的DNA非常少，且容易受到外界污染（如微生物DNA、操作人員的DNA），而PCR技術(shù)可以????????????????????????????????????????，因此可以通過此項技術(shù)獲取古DNA。
（3）來源于丹尼索瓦人的EPAS1突變基因在青藏高原世居藏族人群中的基因頻率遠(yuǎn)高于低海拔地區(qū)人群，請分析原因：??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????。
（4）來源于尼安德特人的一種突變基因（SLC16A11）存在于約20%的東亞人中。該基因會影響脂質(zhì)代謝，使細(xì)胞內(nèi)脂肪含量升高。攜帶這一基因的人患Ⅱ型糖尿?。ǚ逝质菍?dǎo)致Ⅱ型糖尿病的重要因素）的風(fēng)險平均要比其他人高25%。有人認(rèn)為這是進化過程中的一個失誤，請評價這個觀點。
【答案】
（1）化石? ? 形態(tài)、遺傳物質(zhì)
（2）特異性、大量擴增目DNA
（3）在高原缺氧環(huán)境下，藏族人攜帶的 EPASI 突變基因使其更具生存優(yōu)勢，長期的自然選擇使這種突變基因的頻率逐漸升高。在低海拔地區(qū)，EPASI 突變基因不會使人具有生存優(yōu)勢，其基因頻率不會由于自然選擇而提高。
（4）這個評價是片面的。擁有這個突變基因的個體能更多的儲存脂肪，從而度過饑荒，這個基因有利于個體在食物匱乏時存活。在食物豐富時，攜帶這個突變基因的人可能因為脂肪堆積過多引發(fā)糖尿病，此時這個基因不利于個體存活。?
【解析】
【分析】
1、許多證據(jù)都可證明生物有共同祖先，化石證據(jù)是研究進化最直接、最重要的據(jù)證。
2、現(xiàn)代生物進化理論認(rèn)為：生物進化的單位是種群，生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變，引起生物進化的因素包括突變、自然選擇、遷入和遷出、非隨機交配、遺傳漂變等；可遺傳變異為生物進化提供原材料，可遺傳變異包括基因突變、染色體變異、基因重組，基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變；自然選擇決定生物進化的方向；隔離導(dǎo)致新物種的形成。
【解答】
（1）化石為研究生物進化提供了最直接、最重要的證據(jù)。上述材料中，從化石、遺傳物質(zhì)檢測和分析以及基因流入等方面為“古老型人類與早期現(xiàn)代人有過基因交流”這一觀點提供了證據(jù)。
（2）PCR技術(shù)有特定的引物，能特異性且大量擴增目的基因，解決了化石中殘留的DNA非常少，且容易受到外界污染的問題。
（3）青藏高原海拔高，空氣稀薄，缺氧，為了適應(yīng)這種環(huán)境，需要紅細(xì)胞增多，野生型EPAS1基因表達會導(dǎo)致紅細(xì)胞過度增多，誘發(fā)高原紅細(xì)胞增多癥，而EPAS1突變基因只會輕微提高紅細(xì)胞水平，降低了高原性疾病的發(fā)生，因而更適應(yīng)高原環(huán)境，所以來源于丹尼索瓦人的EPAS1突變基因在青藏高原世居藏族人群中的基因頻率遠(yuǎn)高于低海拔地區(qū)人群。
（4）應(yīng)該辯證的看待“突變基因（SLC16A11）會影響脂質(zhì)代謝，使細(xì)胞內(nèi)脂肪含量升高，導(dǎo)致東亞人患糖尿病風(fēng)險增大”這一現(xiàn)象，突變基因（SLC16A11）會影響脂質(zhì)代謝，使細(xì)胞內(nèi)脂肪含量升高，這能有利于抵御當(dāng)時的寒冷環(huán)境，同時能應(yīng)對當(dāng)時的饑餓條件?，F(xiàn)如今糖尿病已經(jīng)成為危害人類健康的一重大疾病，而這一疾病的重大誘因為肥胖，因此有人開始質(zhì)疑突變基因（SLC16A11）的留存，但是肥胖并不是Ⅱ型糖尿病的唯一誘因，而且引起肥胖的原因不止和這一突變基因（SLC16A11）有關(guān)，與現(xiàn)代人的生活飲食條件也密切相關(guān)。??

題組C 培優(yōu)拔尖練
一、單項選擇題
1. 細(xì)胞色素c存在于所有真核生物的線粒體中，由共同的祖先進化形成的不同物種的細(xì)胞色素c在第14位和第17位上均是半胱氨酸，在第70位和第80位上是一串相同的氨基酸序列，這部分氨基酸序列稱為高度保守序列，其余部位的氨基酸序列差異較大。下列有關(guān)敘述不正確的是（　　）
A. 不同物種間細(xì)胞色素c氨基酸序列差異主要由基因突變導(dǎo)致
B. 高度保守序列對應(yīng)的基因位置上突變頻率比其他部位更低
C. 高度保守序列對應(yīng)的基因位置上的突變對細(xì)胞色素c的影響更大，更易被淘汰
D. 根據(jù)物種細(xì)胞色素c的氨基酸序列差異大小，可判斷不同物種親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近
【答案】
B?
【解析】解：A、基因突變具有不定向性，不同生物體內(nèi)突變產(chǎn)生的等位基因核苷酸序列不同，導(dǎo)致產(chǎn)生的細(xì)胞色素c氨基酸序列不同，A正確；
B、高度保守序列最可能的原因是密碼子的簡并性，與突變頻率無關(guān)，B錯誤；
C、高度保守序列對應(yīng)的基因位置上的突變對細(xì)胞色素c的影響更大，更易被淘汰，C正確；
D、根據(jù)物種細(xì)胞色素c的氨基酸序列差異大小，可判斷不同物種親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近，D正確。
故選：B。
基因突變的特點：基因突變具有普遍性、低頻性（個體的基因突變率低，但種群中個體數(shù)，其突變率較高）、隨機性、不定向性、多害少利性。據(jù)此答題。
本題考查了基因突變的有關(guān)知識，要求考生能夠掌握基因突變的定義、特點、意義等，能夠根據(jù)題干信息以及所學(xué)知識準(zhǔn)確判斷各項。
2. 在太古代的地層中發(fā)現(xiàn)了大量的疊層石，說明(??? )。
A. 在太古代已經(jīng)進化出了真核生物
B. 在太古代已經(jīng)進化出了光合自養(yǎng)型的生物
C. 在太古代已經(jīng)進化出了大量的無脊椎動物
D. 在太古代已經(jīng)進化出了大量的三葉蟲之類的無脊椎動物
【答案】
B?
【解析】試題分析：太古代是最古的地質(zhì)時代。一般指距今46億年前地球形成到25億年前原核生物（包括細(xì)菌和藍(lán)藻）普遍出現(xiàn)這段地質(zhì)時期，B正確。
考點：本題考查生物代謝類型的相關(guān)知識，意在考查考生對所學(xué)知識的識記能力。
3. 2011年古生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)了最早的馴養(yǎng)狗化石，距今大約有3.3萬年歷史．該化石與現(xiàn)代格陵蘭薩摩犬在形態(tài)大小上最為接近，而與狼在牙齒特征上特別相近．下列敘述錯誤的是( )
A. 狗可能是人類通過馴養(yǎng)狼演變而來的
B. 現(xiàn)代格陵蘭薩摩犬與狼不存在生殖隔離
C. 在生物進化的過程中，種群的基因頻率會發(fā)生定向的改變
D. 生物進化是一個漫長的過程
【答案】
B?
【解析】試題分析：閱讀題干可知，本題是生物進化在化石方面的證據(jù)，解讀題干獲取信息，然后根據(jù)選項描述結(jié)合所學(xué)的相關(guān)知識分析綜合進行判斷．
A、由題意可知，馴養(yǎng)狗化石與現(xiàn)代格陵蘭薩摩犬在形態(tài)大小上最為接近，與狼在牙齒特征上特別相近，因此可以推斷狗可能是人類通過馴養(yǎng)狼演變而來的，A正確；
B、經(jīng)過長期的選擇作用，現(xiàn)代格陵蘭薩摩犬與狼已經(jīng)形成了不同的物種，存在生殖隔離，B錯誤；
C、生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變，自然選擇使種群的基因頻率定向改變從而導(dǎo)致生物沿著一定的方向進化，C正確；
D、生物進化是一個漫長的過程，D正確．
故選：B．
4. 2011年古生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)了最早的馴養(yǎng)狗化石，距今大約有3. 3萬年歷史。該化石與現(xiàn)代格陵蘭薩摩犬在形態(tài)大小上最為接近，而與狼在牙齒特征上特別相近。下列敘述錯誤的是（）
A. 狗可能是人類通過馴養(yǎng)狼演變而來的
B. 現(xiàn)代格陵蘭薩摩犬與狼不存在生殖隔離
C. 在生物進化的過程中，種群的基因頻率會發(fā)生定向的改變
D. 生物進化是一個漫長的過程
【答案】
B?
【解析】試題分析：從試題中信息分析，馴養(yǎng)狗化石與狼在牙齒特征上特別相近說明狗可能是人類通過馴養(yǎng)狼演變而來的。現(xiàn)代格陵蘭薩摩犬與狼是兩種生物因此存在生殖隔離。生物進化的過程中就是一個種群的基因頻率會發(fā)生定向的改變的過程。從題中知3. 3萬年歷史的進化歷史，說明生物進化是一個漫長的過程。
考點：本題考查了生物進化的知識，意在考查學(xué)生理解所學(xué)知識的要點，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系的能力。
5. 如圖中顯示MG、CE、DP、DW四種地雀ALX1基因的核苷酸序列多樣性。圖示的結(jié)果為生物進化提供的證據(jù)屬于（　?。?br /> A. 胚胎學(xué)證據(jù)
B. 比較解剖學(xué)證據(jù)
C. 遺傳多樣性證據(jù)
D. 生物化學(xué)證據(jù)
【答案】
D?
【解析】解：該圖中顯示MG、CE、DP、DW四種地雀ALX1基因的核苷酸序列多樣性，測定該基因序列是在分子水平上進行的，可為生物進化提供分子水平上的證據(jù)，這是生物化學(xué)證據(jù)。
故選：D。
生物多樣性重要包括：基因的多樣性、物種的多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。
生物進化是生物多樣性的基礎(chǔ)，生物多樣性是生物進化的必然結(jié)果。
本題考查生物進化與生物多樣性的相關(guān)知識，意在通過曲線分析考查學(xué)生能理解所學(xué)知識的要點，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系，形成知識的網(wǎng)絡(luò)。
6. 2015年，研究人員通過研究小型哺乳動物的骨骼化石，成功評估出美國大盆地地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)從12800年前更新世時代末期到20世紀(jì)早期的能量流動情況。下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)中信息、物質(zhì)和能量的敘述，錯誤的是（　?。?br /> A. 生態(tài)系統(tǒng)是信息、物質(zhì)和能量的統(tǒng)一體
B. 信息、物質(zhì)、能量都可能來源于無機環(huán)境
C. 信息與物質(zhì)和能量一樣都是循環(huán)、流動的
D. 信息傳遞過程中伴隨著一定的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量的消耗
【答案】
C?
【解析】解：A、生態(tài)系統(tǒng)是信息、物質(zhì)和能量的統(tǒng)一體，A正確；
B、信息、物質(zhì)、能量都可能來源于無機環(huán)境，B正確；
C、能量不能循環(huán)，C錯誤；
D、信息傳遞過程中伴隨著一定的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量的消耗，D正確。
故選：C。
生態(tài)系統(tǒng)的功能包括能量流動、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞，三者缺一不可；物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，能量流動是生態(tài)系統(tǒng)的動力，信息傳遞則決定著能量流動和物質(zhì)循環(huán)的方向和狀態(tài)；?信息傳遞是雙向的，能量流動是單向的，物質(zhì)循環(huán)具有全球性。
本題考查生態(tài)系統(tǒng)的功能，要求考生識記生態(tài)系統(tǒng)的功能，識記物質(zhì)循環(huán)、能量流動和信息傳遞的特點和聯(lián)系，并結(jié)合所學(xué)知識判斷各選項，難度適中。
7. 脊椎動物和人在胚胎發(fā)育初期都出現(xiàn)鰓裂，這說明（　?。?br /> A. 脊椎動物和人的原始祖先有鰓
B. 脊椎動物和人在胚胎發(fā)育初期都用鰓進行呼吸
C. 脊椎動物和人都可以生活在水中
D. 脊椎動物和人的原始共同祖先生活在水中
【答案】
D?
【解析】解：兩棲類、爬行類、鳥類、哺乳類和人，彼此間的差異十分顯著，但是它們的胚胎在發(fā)育初期都很相似，即都有鰓裂，只是到了發(fā)育晚期，除魚以外，其他動物和人的鰓裂都消失了，由此可以說明脊椎動物和人的原始祖先生活在水中。
故選：D。
兩棲類、爬行類、鳥類、哺乳類和人，彼此間的差異十分顯著，但是它們的胚胎在發(fā)育初期都很相似，即都有鰓裂和尾，只是到了發(fā)育晚期，除魚以外，其他動物和人的鰓裂都消失了，人的尾也消失了，這種現(xiàn)象說明高等脊椎動物是從某些古代的低等動物進化而來的，所以在生物的個體發(fā)育過程中，迅速重演了它們祖先的主要發(fā)育階段，即都有尾。同時，也說明古代脊椎動物原始的共同祖先生活在水中，所以陸生脊椎動物和人在胚胎發(fā)育過程中出現(xiàn)了鰓裂。
本題考查生物進化的相關(guān)知識，要求考生了解生物進化的歷程，能對題干做出準(zhǔn)確的推斷。
8. 關(guān)于生物的進化，只能靠運用證據(jù)和邏輯來推測。以下有關(guān)生物進化證據(jù)和結(jié)論的說法錯誤的是（　?。?br /> A. 通過化石可以了解已經(jīng)滅絕的生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點，推測其行為特點
B. 人和魚的胚胎發(fā)育經(jīng)歷了有鰓裂及有尾的階段，可以用人與魚有共同祖先來解釋
C. 比較解剖學(xué)發(fā)現(xiàn)，不同種類的哺乳動物的前肢在形態(tài)上差別很大，說明這些哺乳動物不是由共同祖先進化來的
D. 化石證據(jù)可作為生物進化的直接證據(jù)
【答案】
C?
【解析】解：A、通過化石可以了解已經(jīng)滅絕的生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點，推測其行為特點，A正確；
B、人和魚的胚胎發(fā)育經(jīng)歷了有鰓裂及有尾的階段，可以用人與魚有共同祖先來解釋，B正確；
C、比較解剖學(xué)發(fā)現(xiàn)，不同種類的哺乳動物的前肢在形態(tài)上差別很大，但有的結(jié)構(gòu)和功能相似，這說明這些哺乳動物是由共同的原始祖先進化來的，C錯誤；
D、化石證據(jù)可作為生物進化的直接證據(jù)，D正確。
故選：C。
生物有共同祖先的證據(jù)：
（1）化石證據(jù)：在研究生物進化的過程中，化石是最重要的、比較全面的證據(jù)，化石在地層中出現(xiàn)的先后順序，說明了生物是由簡單到復(fù)雜、由低等到高等、由水生到陸生逐漸進化而來的。
（2）比較解刨學(xué)證據(jù)：具有同源器官的生物是由共同祖先演化而來。這些具有共同祖先的生物生活在不同環(huán)境中，向著不同的方向進化發(fā)展，其結(jié)構(gòu)適應(yīng)于不同的生活環(huán)境，因而產(chǎn)生形態(tài)上的差異。
（3）胚胎學(xué)證據(jù)：①人和魚的胚胎在發(fā)育早期都出現(xiàn)鰓裂和尾；②人和其它脊椎動物在胚胎發(fā)育早期都有彼此相似的階段。
（4）細(xì)胞水平的證據(jù)：①細(xì)胞有許多共同特征，如有能進行代謝、生長和增殖的細(xì)胞；②細(xì)胞有共同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
（5）分子水平的證據(jù)：不同生物的DNA和蛋白質(zhì)等生物大分子，既有共同點，又存在差異性。
本題考查生物的進化和生物的共同起源，意在考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解掌握，難度不大。
二、填空題
9. 細(xì)胞色素C是由104個氨基酸組成的蛋白質(zhì)，經(jīng)過對其化學(xué)結(jié)構(gòu)的測定，各種生物有所不同。若以人的細(xì)胞色素C的氨基酸序列作標(biāo)準(zhǔn)，將若干種生物的細(xì)胞色素C的氨基酸序列與人相比較，將其差別列表如下：
生物
名稱
黑猩猩
獼猴
袋鼠
馬
響尾蛇
金槍魚
鯊魚
天蠶蛾
小麥
酵母菌
氨基酸差別
0
1
10
12
14
21
23
31
35
44
（1）從表中數(shù)據(jù)可以看出，生物細(xì)胞色素C的氨基酸組成和生物的親緣關(guān)系是：親緣關(guān)系越近，細(xì)胞色素C的氨基酸組成差異越________。
（2）從表中可知，人和_________的親緣關(guān)系最遠(yuǎn)，因為兩者的_______________。
（3）黑猩猩和獼猴在形態(tài)結(jié)構(gòu)上差別很大，但它們的細(xì)胞色素C中的氨基酸數(shù)目差別卻不大，這說明二者之間有著________________________________________。
（4）表格從分子生物學(xué)的角度為________________提供了證據(jù)。
【答案】
（1）小
（2）酵母菌；細(xì)胞色素C的氨基酸組成差異最大
（3）共同的祖先
（4）生物進化?
【解析】親緣關(guān)系越近，細(xì)胞色素C的氨基酸組成差異越小。從表中可知，人和酵母菌的親緣關(guān)系最遠(yuǎn)，因為兩者的細(xì)胞色素C的氨基酸組成差異最大。黑猩猩和獼猴在形態(tài)結(jié)構(gòu)上差別很大，但它們的細(xì)胞色素C中的氨基酸數(shù)目差別卻不大，這說明二者之間有著共同的祖先。
10. 同源器官是比較解剖學(xué)上的一個名詞，是指起源相同、結(jié)構(gòu)和部位相似而形態(tài)和功能不同的器官。鳥的翼、蝙蝠的翼手、鯨的鰭、馬的前肢和人的上肢，從外形和功能來看，這些器官差異較大，但是它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)卻基本一致，都是由肱骨、橈骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨組成的，排列的方式也基本上一致，即屬于同源器官。
（1）同源器官的存在可以證明__________________________。
（2）同源器官的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相似，形態(tài)和功能卻相差甚遠(yuǎn)，這是由于在進化的過程中，__________________________。
（3）除同源器官外，你還知道哪些證據(jù)可以證明生物的進化？_________________________。
【答案】
（1）具有同源器官的生物都是由共同的祖先進化來的
（2）由于生活環(huán)境不同，同源器官適應(yīng)于不同的生活環(huán)境而逐漸出現(xiàn)了形態(tài)和功能上的差異
（3）化石、胚胎學(xué)證據(jù)、細(xì)胞和分子水平等方面的證據(jù)（合理即可）?
【解析】（1）同源器官反映出生物之間存在著一定的親緣關(guān)系，說明凡是有同源器官的生物都是由共同的原始祖先進化而來的。
（2）同源器官外形的差異是由于在進化過程中，適應(yīng)不同的環(huán)境，執(zhí)行不同的功能逐漸形成的。
（3）同源器官是比較解剖學(xué)上的證據(jù)，此外還有化石、胚胎學(xué)、分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、生物地理學(xué)等方面的證據(jù)。
故答案為：（1）凡是具有同源器官的生物，都是由共同的原始祖先進化而來的；
（2）在進化過程中，由于它們的生活環(huán)境不同，同源器官適應(yīng)于不同的生活環(huán)境，逐漸形成了形態(tài)和功能上的不同；
（3）化石、胚胎學(xué)、分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、生物地理學(xué)等方面的證據(jù)。
同源器官指不同生物的某些器官在基本結(jié)構(gòu)、各部分和生物體的相互關(guān)系以及胚胎發(fā)育的過程彼此相同，但在外形上有時并不相似，功能上也有差別，如鳥的翼和蝴蝶的翅。
解此題的關(guān)鍵是理解掌握同源器官的概念。

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第1節(jié) 生物有共同祖先的證據(jù)

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修2《遺傳與進化》

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