3-1_生物的演化

(一) 生物演化的理論

A、 演化的定義:

(1) 傳統的定義:生物體的固有特徵隨時間發生改變。

(2) 現代的定義:生物族群的基因頻率 (族群中不同等位基因所佔有的百分比) 隨時間發生改變。

B、 演化的特點:

(1) )改變通常相當緩慢,且經歷許多世代。

(2) 能夠解釋生物的起源,以及生物多樣性的產生過程。

(3) 了解生物與環境之關係密不可分。

 

(二) 生物演化的發展:

A、 十八世紀初,人們仍深信「神創論」,神賜給每種生物特定的形態、構造和地位,而且永久不變。
瑞典生物學家林奈(1707~1778)

(1) 認為神所創造出的各種物種至今仍如數存在,其形態構造未曾改變,且各物種間無親緣關係

(2) 提出生物分類階層概念:比較物種間的相似性,將形態、構造最相近的物種歸屬於同一類群,再將相似的類群歸類成更大的類群。

B、 十九世紀初,法國生物學家拉馬克(1744~1829)

(1) 認為生物是自然發生而來的,不同類群的物種各循其獨立的演化路線逐漸形成現在的各種物種。

(2) 環境變動時,生物個體為求生存,其形態構造會發生改變,以適應環境。

(3) 生物個體經常使用的構造會漸趨發達,不用的則退化消失
例如:長頸鹿的祖先脖子較短,為了取食高處的樹葉需要伸長脖子,使長頸鹿的脖子一代比一代長。

(4) 後人將其演化理論歸納為:「用進廢退說」和「獲得性遺傳」。但「獲得性遺傳」在現代遺傳學上並不能成立,因伸長脖子取食並不會改變生殖細胞中的遺傳物質,故長脖子的表徵無法遺傳給子代,進而發生演化。

(5) 拉馬克對科學的貢獻:
首位從環境生物的關係,思考生物性狀表徵改變的機制之科學家。

(6) 魏斯曼的實驗:

甲、 拉馬克的演化理論被德國科學家魏斯曼以簡單的實驗推翻,魏斯曼將剛出生老鼠的尾巴切除,讓其繁殖,再將新生老鼠尾巴切除,如此重複繁殖至21代,老鼠的尾巴既未變短,也未消失。

乙、 此實驗證明:生物個體後天所造成的性狀改變,無法遺傳後代

丙、 遺傳學說明子代的性狀是經親代生殖細胞,即精子,遺傳給後代,因此若後天造成的性狀改變沒有影響其生殖細胞,即無法遺傳給子代。

C、 達爾文演化思想的孕育:

(1) 小獵犬號的航行,加拉巴哥群島巨龜雀鳥型態的觀察:『物種同源』。

(2) 萊爾地質學原理,地質漸變:『生物漸變』。

(3) 馬爾薩斯人口論,人口以等比級數增加,糧食則以等差級數增加:『生存競爭』。

(4) 家鴿育種:個體差異

(5) 華萊士東南亞地區研究所得:與自己的『天擇說』不謀而合。

D、 十九世紀英國生物學家達爾文(1809~1882)整理其多年研究的資料,於1859年發表物種起源一書。

E、 物種源始的要點:

(1) 演化:地球環境以持續穩定的方式在變動,而生物體也隨著時間產生性狀改變。

(2) 所有生物來自共同祖先。

(3) 物種增加:

甲、 當生物數目達飽和時,族群後代表徵差異性愈大者可獲取較多的資源,愈能適應不同的環境。

乙、 若某一族群被環境隔離,則會在累積變異後,逐漸演化為新種。

(4) 漸變說:演化是族群世代與世代間連續性改變,非突然出現新性狀的個體成為新種。

(5) 天擇:決定演化的方向。

甲、 遺傳變異:同一族群內個體的性狀往往有許多變異,且會遺傳給子代。

乙、 過度繁殖:物種會產生大量的子代。

丙、 生存競爭:環境資源有限導致族群內個體間的生存競爭,每個世代只有部分子代得以存活。

丁、 適者生存:競爭中對環境具有較佳適應力的個體。將留下更多的子代。

(6) 達爾文認為:所有生物可能源自共同祖先,現存生物種類是由共同祖先演化而來。
例如:達爾文觀察加拉巴哥群島各島嶼上十餘種雀鳥,發現雀鳥形態相似,但鳥喙的形態與大小有顯著差異,且這些雀鳥與遠在一千多公里外的南美洲大陸雀鳥形態很相似,他推論「這些島嶼的雀鳥之共同祖先應源自於南美洲大陸,再遷移至不同島嶼後,經天擇而演化成各種不同的雀鳥。

(7) 對科學的貢獻:物種起源一書的問世,使當時以神創論為主流的社會及學術界受到極大的震撼,由於達爾文能詮釋演化如何發生,並舉出實例支持其論點,逐漸獲得多數科學家的支持,人們也漸漸接受物種會發生演化的觀念。

(8) 隨著遺傳學進展和陸續發現的演化證據,補充了達爾文理論的不足,形成現代的演化理論

F、 演化總結:

(1) 遺傳變異是物種演化的基礎,遺傳變異的產生主要來自突變有性生殖基因重組

(2) 天擇可以決定演化的方向

(3) 抗藥甲蟲族群、抗藥細菌產生為天擇的結果。家鴿的培育為人擇的結果。

 

以長頸鹿的演化為例,比較用進廢退說與現代演化理論:

學說

用進廢退說(獲得性遺傳)

現代演化理論(天擇說)

提出

拉馬克

達爾文

相同處

1. 環境影響生物的演化,生物的形態構造會發生變化,以適應生存的環境。

2. 適應環境的性狀表徵可遺傳子代,而發生演化

3. 演化的過程是緩慢且漫長的。

相異處

1. 性狀表徵的改變是因為「用進廢退」:長頸鹿的祖先經常伸長脖子吃高處樹葉,脖子因此愈來愈長。

2. 後天獲得的性狀表徵可遺傳子代:個體因經常伸長脖子,使子代的脖子也變長。

3. 演化發生於個體個體是演化的單位:生物個體為了要適應環境而改變其性狀表徵。

1. 個體間的表徵有差異,再經天擇作用:族群中個體的脖子長短不同,因族群過度增大而引起生存競爭,脖子長的個體較易存活並繁殖子代,使族群中長脖子個體比例增多。

2. 性狀表徵的差異可遺傳子代:性狀表徵的差異因來自突變有性生殖時的基因重組,故可遺傳子代。

3. 演化發生於族群族群是演化的單位:
天擇作用於個體,個體不會發生演化。

物種來源

物種有各自起源

物種同源

產生變
異方式

環境影響特定變異的產生
(
有方向性的變異) 

突變和基因重組造成變異
(
無方向牲的變異)

變異如
何遺傳

所有變異均可遺傳給子代

遺傳變異方可遺傳給子代

(三) 演化的證據:

A、 化石的證據:

(1) 化石:

甲、 定義:化石為保留在岩石上的古生物遺跡。

乙、 類型:化石通常為生物體的堅硬部分,經過沉積石化礦化而形成。

丙、 實例:

(1) 骨骼、牙齒和花粉。

(2) 生物的足跡排遺物蛋殼等可研究生物的活動範圍和生活環境,亦可稱為化石。

丁、 功能:

(1) 化石直接顯示生物演化,可了解生物的生存年代和地理分布,進而研究物種演化上的親緣關係。

(2) 生物演化:

甲、 從地層中挖掘出各種馬的化石,顯示馬的祖先擁有四趾,隨著時間漸漸減少成現生以一趾為主的馬蹄(奇蹄類),以適應快速奔跑的草原生活

乙、 科學家發現有一些生物,其形態、構造和功能在演化上與祖先種相近,沒有太大的變化,此現存的古老物種稱為活化石
如:鸚鵡螺、鱟、腔棘魚、銀杏、蘇鐵等。

(3) 生存年代:

甲、 相對年代

1. 過去博物學家僅依據化石在沉積岩的位置,判斷化石的相對年齡。

2. 地層愈深的化石,年代愈早遠,而地層愈淺的化石,年代愈晚近

乙、 真實年代:現代科學發達,科學家可藉由放射性同位素(如:鈾、鉀、碳)的含量,及其半衰期的長短,推算化石距離現在的真實年代

(4) 地理分布:

甲、 指標化石:

1. 有些化石的數量多且分布範圍廣,可表示特定的地質年代,稱為指標化石。

2. 例如:三葉蟲和鸚鵡螺為古生代的代表;
海蠍子和二枚貝為中生代的代表;
銀杏和象臼齒為新生代的代表。

乙、 指相化石:

1. 有些化石的數量少且分布範圍小,可顯示當時的氣候、環境或生物的特性。

2. 例如:山毛櫸樹葉化石表示當時氣候寒冷、珊瑚化石表示當時為溫暖的淺海環境、象的足跡化石表示象的活動範圍與分布。

(5) 親緣關係:比較化石特徵生存年代地理分布,可推測物種間的親緣關係。

 

B、 地質年代:

(1)  科學家藉由放射性同位素(如:鈾、鉀、碳)的含量,及其半衰期的長短,推算岩石和化石的年代,將地球演變和生物演化的歷史分為若干階段。包括元生代古生代中生代新生代,繪成地質年代表。

(2)  元生代:前寒武紀

甲、 地球形成。

乙、 原始生命(最早的藍綠菌發現於距今35億年前澳洲西岸的疊層石)出現。

(3)  古生代:

甲、 海洋生物的演化:54,000萬年前,出現許多生物化石,稱為寒武紀大爆發

乙、 包括藻類軟體動物(如:鸚鵡螺)節肢動物(如:三葉蟲)魚類等。

丙、 陸生生物的演化:包括蘚苔蕨類裸子植物節肢動物(如蜘蛛、昆蟲)兩生類爬蟲類等。

丁、 35,000萬年前,植物茂盛,主要為巨大的木賊石松樹蕨,形成今日的煤炭,故名石炭紀

(4)  中生代:爬蟲類時代

甲、 爬蟲類的演化:主要是恐龍的演化,遍布世界各地,飛行、陸棲或水棲生活、肉食性或植食性。

乙、 裸子植物興盛:包括蘇鐵、銀杏、松柏,取代古生代的木賊、石松和樹蕨。

丙、 被子植物卵生哺乳類始祖鳥出現。

(5)  新生代:鳥類哺乳類時代

甲、 被子植物、鳥類、哺乳類興盛。

乙、 單子葉植物、靈長類、人類出現。

 

C、 解剖學的證據:

(1)  同源構造

甲、 定義:演化來源相同,位置和構造相似的構造,稱為同源構造。

乙、 功能:可判斷親緣關係,作為演化的證據和分類的依據。

丙、 實例:人的上肢、龜和馬的前肢、鳥和蝙蝠的翼以及海豹的胸鰭,其肱骨、橈骨、尺骨、腕骨、掌骨及指骨的相對位置及排列方式很相似。在演化上有共同祖先,在分類上同屬於脊椎動物。

(2)  痕跡器官

甲、 定義:演化來源相同、位置相似,但構造退化、功能不顯著的器官。

乙、 功能:可判斷親緣關係,作為演化的證據和分類的依據。

丙、 實例:

甲、 鬚鯨非洲蟒蛇後肢退化,體內仍有後肢骨的殘留構造;牠們在演化上有共同祖先,皆由四足動物演化而來,在分類上同屬於脊椎動物。

乙、 許多草食性動物有發達的盲腸闌尾,內含共生微生物,可分泌纖維素酶,協助草食性動物分解纖維素。相較之下,人體內的盲腸與闌尾較退化,不具可分泌纖維素酶的微生物,為痕跡器官

丙、 猴類有長的尾椎骨,貓和狗有發達的轉耳肌,然而,人的尾椎骨癒合,轉耳肌退化,為痕跡器官。

(3)  同功器官

甲、 同功器官外形相似功能相同,但它們卻是獨立發展。

乙、 如墨魚的眼睛和脊椎動物的眼睛,它們外形構造相似,功能都是感光。但透過顯微鏡觀察,它們的細微結構不一樣。對個體發生的研究顯示,它們是從不同胚層發育而來的。

丙、 同功現象並不是親緣關係的證據。

 

D、 胚胎學的證據

(1)  胚胎學之同源性的觀念,最早來自西元1866年德國博物學家海格重演說

(2)  海格認為生物演化的歷程,所經時間較長,不容易觀察。
個體發生史指胚胎發育的過程,所經時間較短,較容易觀察。

(3)  不同脊椎動物的胚胎發育,會重新展現牠們共同祖先時期的狀態,雖然脊椎動物的成體各不相同,胚胎的大小、形狀和發育的過程也不相同,卻會出現非常類似的構造和形態,好像回到共同祖先的狀態。

(4)  親緣關係愈接近的物種,胚胎發育過程的形態和構造愈相似,且相似的相對期間也愈長。因此,藉由胚胎發育過程的相似性,可推測物種之間演化上的親緣關係。

(5)  實例:魚、蠑螈、龜、雞、豬、牛、兔和人的胚胎皆具鰓裂尾巴,且形態相似,可判斷演化上的親緣關係,在分類上同屬於脊椎動物。

(6)  此外,山椒魚青蛙在外形上大不相同,但是牠們胚胎的相似程度,顯示兩者親緣關係相近,皆屬於脊椎動物之兩生類。

 

E、 分子生物學的證據:

(1) 核酸:核酸(包括DNARNA)核苷酸組成,當核苷酸的種類、數目和序列愈接近,核酸的相似性愈高,物種在演化上的親緣關係也愈接近。

(2) 蛋白質:蛋白質由胺基酸組成,當胺基酸的種類、數目和序列愈接近,蛋白質的相似性愈高,物種在演化上的親緣關係也愈接近。

(3) 實例:血紅素的胺基酸序列分析中,若以人為基準,可見獼猴人類的胺基酸差異較少,而八目鰻人類的胺基酸差異最多。因此,人與瀰猴的親緣關係較接近,而與八目鰻的親緣關係較疏遠。

 

(   )1. 下列何者與達爾文的演化理論不符 
(A)
地球上的生物並非永遠不變  (B)器官愈使用則愈發達,並可遺傳給後代  (C)族群的遺傳特徵隨時間而改變  (D)有生存競爭,才會有演化發生。

【答案】:(B)

【解析】:器官愈使用則愈發達,並可遺傳給後代,這是拉馬克地用進廢退與獲得性遺傳的內容。

 

(   )2. 拉馬克的用進廢退說,對後代研究演化論的學者有何幫助? 
(A)
毫無幫助  (B)誤導科學家,造成科學退回原點  (C)說明生物是可演化的,並非一成不變  (D)只要肯認真,外在努力可以改變內部的基因。

【答案】:(C)

【解析】:拉馬克對抗當時的神創論,主張生物不是一成不變,而是會隨著環境的變化,而逐漸演化改變的。

 

(   )3. 某種蝗蟲體色深淺由遺傳決定,當牠生活在淺色沙漠環境時,調查體色與數量的關係圖,其結果與下列何者最相近?

【答案】:(B)

【解析】:在淺色環境中,提供了淺色蝗蟲的保護色,因此淺色的蝗蟲不容易被發現,也較容易獲得生存,因此淺色蝗蟲的數量多,深色蝗蟲的數量少。

 

(   )4. 下列何者不是達爾文天擇說的內容? 
(A)
生物的演化為長時間連續的變化  (B)同一類的生物都源自共同的祖先  (C)生物細胞中的染色體是遺傳及演化的重要物質  (D)天擇是最重要的演化動力。

【答案】:(C)

【解析】:達爾文的天擇說,主張物種的遺傳變異,經過度繁殖,由於食物空間飲水的競爭,使得適合生存的生物能留存,而不是和生存的生物,則遭到淘汰,和染色體無關。
達爾文的時代還不知染色體的性質及功能。

 

(   )5. 馬爾薩斯人口論中,認為人口及糧食各可用不同數學級數增加,其增加方式下列何者正確? 
(A)
人口為等差級數,糧食為等比級數  (B)人口為等比級數,糧食為等差級數  (C)人口為等比級數,糧食為等比級數  (D)人口為等差級數,糧食為等差級數。

【答案】:(B)

【解析】:馬爾薩斯人口論中,主張人口為等比級數增加,糧食為等差級數增加,因此人口成長的速度比糧食增加的速度快。

 

(   )6. 依照馬爾薩斯的人口論概念,右圖的曲線中,何者代表人口增加曲線? 
(A)
  (B)  (C)  (D)丁。

【答案】:(C)

【解析】:人口呈等比級數增加,因此圖形成指數圖形,快速增加。

 

(   )7. 拉馬克的「用進廢退說」及達爾文的「天擇說」有何相同處? 
(A)
生物的演化緩慢進行  (B)後天獲得的性狀可傳給子代  (C)生物可用意志力控制演化方向  (D)生存於同空間的不同種生物,其外形會漸漸演化為相似形態。

【答案】:(A)

【解析】:用進廢退與天擇說,都強調環境改變,於是生物為了適應環境,必須改變生物的特性,於是產生演化,演化的速率是緩慢的。

 

(   )8. 埃及斑蚊是傳染登革熱病毒的媒介之一。一地區在密集噴灑殺蟲劑後,此蚊族群數量減少了99%,但是一年後,該族群又恢復到原來的數量,此時再度噴灑相同量的殺蟲劑後,僅殺死了40%的斑蚊。下列敘述何者正確? 
(A)
殺蟲劑造成斑蚊基因突變,產生抗藥性基因  (B)斑蚊身體累積的殺蟲劑增加自身的抗藥性  (C)原來的斑蚊族群中,少數個體有抗藥基因  (D)第一年的斑蚊族群沒有基因的變異。

【答案】:(C)

【解析】:使用殺蟲劑最初消滅了大部分的蚊蟲,但由於遺傳變異或突變的結果,少數體內具抗藥性基因的蚊蟲存活,並且再大量繁殖後,子代具抗藥性基因的蚊蟲逐漸增加,因此使用相同的殺蟲劑,蚊蟲的存活率提高。

 

(   )9. 生物會隨著時間而逐漸改變,這現象稱為什麼? 
(A)
遺傳  (B)恆定性  (C)演化  (D)生物多樣性。

【答案】:(C)

【解析】:由於環境改變,生物為了適應環境會隨著時間逐漸改變,稱為演化。

 

(   )10. 有關達爾文演化思想的建立,下列敘述何者正確?
(A)
達爾文觀察南美洲加拉巴哥群島的雀鳥,發現其嘴喙大小與島嶼面積成正相關  (B)達爾文隨小獵犬號航海時,閱讀馬爾薩斯的人口論,並體會生存競爭的道理  (C)達爾文回到英國後,研究孟德爾的遺傳學原理,了解遺傳變異對生物演化的重要  (D)華萊士於東南亞進行觀察所得的天擇思想,激勵達爾文。

【答案】:(D)

【解析】:(A)達爾文觀察南美洲加拉巴哥群島的雀鳥,發現其嘴喙大小與島嶼上的食物來源有密切關係。  (B)達爾文出航返國後,才閱讀馬爾薩斯的人口論。  (C)達爾文並未研究孟德爾的遺傳學原理。  (D)正確,華萊士於東南亞進行觀察所得的天擇思想,激勵達爾文。

 

(   )11. 達爾文演化論的中心思想為天擇,下列敘述何者符合天擇作用?(有三答)
(A)
無毒蛾的斑紋愈來愈像有毒蛾的斑紋  (B)以前的番茄較綠且生硬,經過多年研發,現在的番茄較紅且甜美  (C)年雨量增加且年均溫升高的地區,果實增大,鳥喙也隨之增大  (D)工業發達,環境汙染的結果,深色胡椒蛾的比例逐年增加  (E)長臂猿為了在樹林間靈活擺盪,手臂愈來愈長。

【答案】:(A)(C)(D)

【解析】:(B)番茄改良為「人擇」。  (E)長臂猿的守備原有長有短,而長手臂的猿類活動靈活,生存機率高,因此短臂猿逐漸消失,手臂愈來愈長是「用進廢退」的觀點。

 

(   )12. 有關魏斯曼的研究與結論,下列敘述何者正確? 
(A)
個體中每一細胞的性狀可藉生殖作用而傳至子代  (B)生物體內的遺傳物質為DNA  (C)後天獲得的性狀無法藉由體細胞而遺傳  (D)環境是生物演化的重要因素。

【答案】:(C)

【解析】:魏斯曼將老鼠的尾巴剪斷,再互相交配,發現經過20個子代後,老鼠的尾巴依然未消失,說明拉馬克的後天改變特徵的獲得性遺傳錯誤。

 

(   )13. 魏斯曼的老鼠實驗,間接推翻拉馬克的用進廢退說。魏斯曼的老鼠實驗,說明拉馬克哪個論述錯誤 
(A)
生物會隨時間變化  (B)生物並非源於同一祖先  (C)後天獲得的性狀可遺傳  (D)環境是生物演化的重要因素。

【答案】:(C)

【解析】:魏斯曼將老鼠的尾巴剪斷,再互相交配,發現經過20個子代後,老鼠的尾巴依然未消失,說明拉馬克的後天改變特徵的獲得性遺傳錯誤。

 

(   )14. 甲、乙、丙、丁、戊五種生物的部分基因序列如下,請問何者與生物甲的親緣關係最遠?
(A)
  (B)  (C)  (D)戊。

【答案】:(B)

【解析】:比較甲與各生物的基因序列,發現甲和乙有3個基因序列不同,甲和丙有7個基因序列不同,甲和丁有5個基因序列不同,甲和戊有6個基因序列不同,
因此親緣關係相差最遠的是甲和丙。

 

(   )15. 下列有關演化機制的敘述,何者錯誤
(A)
天擇可以決定生物演化的方向  (B)生物體若無變異,演化就不會產生  (C)為了適應環境,生物體會調整變異的方向  (D)能適應環境的個體才可以生存下來,這就是天擇。

【答案】:(C)

【解析】:由於環境改變,生物為了適應環境而逐漸演變,但是天擇決定演化的方向,唯有能適應環境的生物才能存活。
若環境沒有改變時,則遺傳變異的生物不一定能適應環境,因此生物便不會發生明顯的演化的現象。

 

(   )16. 下列哪一科學家認為「生物不會隨時間而發生改變」? 
(A)
拉馬克  (B)亞里斯多德  (C)達爾文  (D)華萊士。

【答案】:(B)

【解析】:「生物不會隨時間而發生改變」是神創論的主張,亞里斯多德及林奈皆主張神創論。

 

(   )17. 下列有關拉馬克和達爾文演化論的比較,何者正確?

【答案】:(C)

【解析】:拉馬克主張用進廢退說,達爾文主張天擇說。  拉馬克與達爾文皆主張生物有共同的祖先。  (C)正確,拉馬克主張個體差異可以來自後天環境的改變及經驗,達爾文則主張由於遺傳變異,導致個體間的差異。  (D)拉馬克認為後天改變的性狀可以獲得遺傳,而達爾文則主張,後天改變的性狀無法遺傳。

 

(   )18. 下列哪位學者首先對生物物種的分類,提出有系統的標準? 
(A)
林奈  (B)華萊士  (C)達爾文  (D)拉馬克。

【答案】(A)

【解析】:林奈在1758年提出自然系統第十版,確認動物分類學基礎。

 

(   )19. 下列哪一事件與達爾文當時孕育「天擇說」演化論無關 
(A)
馬爾薩斯人口論  (B)華萊士演化思想  (C)賴爾地質學原理  (D)魏斯曼的老鼠實驗

【答案】(D)

【解析】:魏斯曼對老鼠尾巴的遺傳研究,比達爾文提出物種起源的時間晚。

 

(   )20. 達爾文的演化理論出自於達爾文的何本著作? 
(A)
天擇說  (B)物種起源  (C)物競天擇  (D)適者生存。

【答案】(B)

【解析】:達爾文在1859年發表了物種起源一書。

 

(   )21. 達爾文的演化論認為,物種會過度繁殖,但是只有少數可以存活,請問此概念是受到下列哪一位學者的概念所啟發?
(A)
拉馬克的「用進廢退」  (B)賴爾的「地質學原理」  (C)馬爾薩斯的「人口論」  (D)伊拉斯穆斯.達爾文的「動物生物學」。

【答案】(C)

【解析】:達爾文受到馬爾薩斯人口論中所提到,人口成長速率成等比級數增加,糧食供應速率成等差級數增加;因此人口的增加速率必大於糧食的成長速率,必將導致生物間的競爭,只有少數能適應環境的生物才能存活。

 

(   )22. 生物種概念為自然狀況下,生物間個體可以相互交配,並可以繼續傳宗接代,此一概念為下列何位學者所提出?
(A)
林奈  (B)麥爾  (C)達爾文  (D)布逢。

【答案】(B)

【解析】:「生物種概念」是麥爾所提出,主張在自然狀態下,能互相交配,並且產生具有生殖能力的子代,稱為同一物種。

 

(   )23. 拉馬克在演化學上最大的貢獻是:他是第一個將演化觀念由神創論轉變為唯物論的學者,但是他未能對物種改變提出一個正確的解釋,請問下列哪一位學者的理論否決了拉馬克的「後天性狀遺傳」理論? 
(A)
達爾文  (B)魏斯曼  (C)麥爾  (D)賴爾。

【答案】(B)

【解析】:魏斯曼切掉老鼠尾巴的實驗,發現子代老鼠的尾巴並未退化消失,否決了拉馬克的學說。

 

(   )24. 達爾文在1836年回到英國,卻一直等到1859年才出版「物種起源」一書,這其中經歷了將近二十年,這段時間達爾文受到哪一位學者的激勵,促使達爾文發表「物種起源」一書? 
(A)
賴爾  (B)拉馬克  (C)華萊士  (D)馬爾薩斯。

【答案】(C)

【解析】:華萊士在1858年將他在馬來群島的研究寄給達爾文,達爾文發現兩人對生物演化觀點非常相似。於是達爾文的第二年發表「物種起源」一書。

 

(   )25. 達爾文用天擇解釋生物的演化現象,他的概念受下列哪一位科學家影響最小或沒有影響 
(A)
遺傳學家孟德爾  (B)人口學家馬爾薩斯  (C)地質學家賴爾  (D)博物學家華萊士。

【答案】(A)

【解析】:達爾文在演化論的內容裡,沒有研究遺傳的概念。
孟德爾的遺傳法則比達爾文的演化論形成的時間晚。

 

(   )26. 下列與達爾文演化學說相關的敘述,何者正確? 
(A)
出版演化論一書  (B)學說中心思想是以自然淘汰為基礎  (C)人工選擇也能創造新的性狀  (D)個體間的變異是由於染色體與基因的突變。

【答案】(B)

【解析】:(A)達爾文出版了物種起源一書。 (C)達爾文認為人工選擇不能創造新的性狀,只能藉由人們的喜好選擇,改變新性狀在族群間的比例。  (D)染色體出現的年代較晚,達爾文並不了解染色體與基因的突變。

 

(   )27. 達爾文天擇說的內容不包括下列何者?
(A)
同一類的生物係來自共同的始祖  (B)物種因環境的改變而發生變化  (C)個體受環境影響而獲得的新性狀可遺傳給子代  (D)生物的演化是長時間連續的變化。

【答案】(C)

【解析】(C)個體受環境影響而獲得的新性狀可遺傳給子代,這是拉馬克的獲得性遺傳。

 

(   )28. 下列有關達爾文物種起源的敘述,何者錯誤 
(A)
演化是一種連續性步驟  (B)在適應過程,常使用的構造變發達  (C)物種並不是固定不變的  (D)適者生存,不適者被淘汰。

【答案】(B)

【解析】:(B)「在適應過程,常使用的構造變發達」,此為拉馬克之用進廢退學說。

 

(   )29. 下列何者不是達爾文天擇說的內容? 
(A)
生物的演化為長時間連續的變化  (B)同一類的生物都是來自於共同的祖先  (C)DNA是可以代代相傳的遺傳物質  (D)天擇是最重要的演化動力。

【答案】(C)

【解析】:(C)達爾文提出天擇說之時,還不知道DNA的構造,因此天擇說和DNA無關。

 

(   )30. 下列何者會決定演化的方向? 
(A)
基因突變  (B)基因漂變  (C)天擇  (D)染色體組合。

【答案】(C)

【解析】:物種的遺傳變異為演化的原動力,天擇則決定物種演化的方向。

 

(   )31. 下列哪一種理論為拉馬克演化學說的核心?
(A)
用進廢退說  (B)天擇說  (C)人口論  (D)地質學原理。

【答案】(B)

【解析】:達爾文演化學說之核心即為天擇說,強調物競天擇,適者生存。

 

(   )32. 下列所敘述的觀念中,何者為魏斯曼所發現? 
(A)
當族群內個體繁殖過多時,會發生生存競爭,只有較適合環境的個體才會存活下來  (B)後天的獲得性變化,無法遺傳給後代  (C)生殖細胞DNA的改變,才能遺傳給下一代  (D)環境刺激,會影響個體的存活與演化方向。

【答案】(B)

【解析】魏斯曼將老鼠的尾巴剪斷再交配,發現老鼠的尾巴始終不會消失,說明了後天所獲得的性狀變化,無法遺傳給後代。

  

(   )33. 下列有關達爾文演化學說的理論中,哪一項為學說的核心? 
(A)
地質學原理  (B)天擇說  (C)用進廢退說  (D)人口論。

【答案】(B)

【解析】:達爾文演化學說之核心即為天擇說,強調物競天擇,適者生存。

 

(   )1. 下列何位學者的研究闡述了後天所獲得的性狀,無法遺傳給後代? 
(A)
魏斯曼  (B)林奈  (C)拉馬克  (D)達爾文。

(   )2. 下列生物觀念提出時,何者還停留在「神創論」的基礎上? 
(A)
林奈「分類系統」 (B)達爾文「物種起源」  (C)拉馬克「用進廢退」  (D)魏斯曼的老鼠研究。

(   )3. 達爾文的演化論認為,物種會過度繁殖,但是只有少數可以存活,請問此概念是受到下列哪一位學者的概念所啟發? 
(A)
馬爾薩斯的人口論 (B)華萊士的演化思想 (C)萊爾的地質學原理 (D)拉馬克「用進廢退」。

(   )4. 白線斑紋是傳染登革熱的媒介蚊,噴灑殺蟲劑後,數量大幅減少90%,但一年後,該族群又恢復到原來數量,再度噴灑相同量殺蟲劑時,僅殺死30%。下列敘述何者正確? 
(A)
殺蟲劑使白線斑蚊基因突變,產生抗藥性,因而復活  (B)殺蟲劑使白線斑蚊的免疫系統產生抗體,可對抗殺蟲劑而生存  (C)原來族群中,少數個體具有抗殺蟲劑的基因,存活而形成新族群  (D)殺蟲劑使白線斑蚊的生殖力上升,族群個體數因而增加。

(   )5. 「將剪短尾巴的老鼠互相交配,發現老鼠子代的尾巴並未變短。」上述實驗結果的推論,何者正確?(A)生物來自共同祖先  (B)老鼠尾巴的長度不會遺傳  (C)體細胞的變化不會遺傳  (D)促成達爾文「天擇說」的提出。

(   )6. 下列何敘述符合達爾文的天擇說? 
(A)
矮小的原始馬因長久在草原奔跑,逐漸長高成現代馬  (B)老鼠尾巴連續20代切除,第21代的尾巴會減短  (C)後天性狀是可以遺傳  (D)古代有長頸鹿和短頸鹿,因生存競爭,現今只有長頸鹿留下來。

(   )7. 達爾文的「天擇說」與拉馬克的「用進廢退」說,兩個理論有哪一個部分是相同的? 
(A)
後天獲得之性狀可以遺傳  (B)後天獲得之性狀不能遺傳  (C)生物會隨著環境的變動,形態結構發生改變  (D)所有的生物均來自單一共同祖先。

(   )8. 某生物學者利用一種新藥嘗試消滅瘧蚊,此藥第一年效果極好,但是過了十年之後,藥效只剩下二成,請問此事件與下列何種學說有關?
(A)
拉馬克「用進廢退說」 (B)達爾文「天擇說」 (C)麥爾「生物種」 (D)林奈「生物分類」。

(   )9. 演化是指生物會隨時間而變化,請問下列敘述何者並非演化? 
(A)
細菌的群集發生了抗藥性  (B)洞穴的魚類眼睛退化  (C)運動健將的腿愈趨發達  (D)植物為了避寒特化出絨毛的構造。

(   )10. 長頸鹿的脖子會因為使用而變長,人類的頭腦會因為使用而靈光,這樣的觀點是建立於哪一位學者的論點之上? 
(A)
達爾文  (B)林奈  (C)魏斯曼  (D)拉馬克。

(   )11. 為何拉馬克的學說,目前並沒有完全被大眾接受,其主要原因為何? 
(A)
因為器官會因使用而發達是錯誤的  (B)生物不會因為外界而產生適應變化  (C)獲得性遺傳並不正確  (D)因為與達爾文的天擇說完全不同,故不被世人接受。

(   )12. 下列何者最符合達爾文的天擇說? 
(A)
生物的形態構造不會發生改變  (B)長頸鹿祖先的脖子都是短的  (C)長頸鹿為了採食樹葉不斷伸長脖子,能使脖子拉長  (D)自然環境對生物具有選擇作用,篩選留下群體中適合生存的個體。

(   )13. 關於拉馬克與達爾文的敘述何者錯誤?
(A)
均認為物種之間存在差異  (B)均認為環境會影響生物的存活  (C)均認為環境造成差異,並能將生物的差異傳遞下去  (D)均認為生物的祖先是自然發生而來的。

 

【演化的證據】

(   )1. 下列四者中,何者的來源和其他三者相差最遠 
(A)
蝴蝶的翅  (B)蝙蝠的翼  (C)鯨魚的胸鰭  (D)白頭翁的翅。

(   )2. 紐西蘭奇異鳥是前肢已退化而無法飛行的鳥類,這種演化狀況與蟒蛇何種部位演化極相似?
(A)
後肢  (B)鱗片  (C)眼睛  (D)脊椎骨。

(   )3. 同源器官及痕跡器官皆是演化上可供判斷親緣關係的依據,若用同源或痕跡器官來判別親緣關係,這是站在何種理論上支持演化? 
(A)
解剖學  (B)考古學  (C)胚胎學  (D)生物化學。

(   )4. 下列何者不能當作判定親緣關係的資料? 
(A)
化石  (B)同功器官  (C)痕跡器官  (D)生物地理學。

(   )5. 在某地的同一岩層中,找到了暴龍和三觭龍的化石。依據地層中的化石證據,下列推論何者最合理? 
(A)
牠們的血緣關係相近  (B)牠們的生存年代相近  (C)牠們的食物種類相近  (D)牠們的身體構造相近。

(   )6. 下列有關比較解剖學的敘述,何者錯誤? 
(A)
同源器官指起源相同,結構和部位相似的器官  (B)鯨的前肢和鳥的翼是同源器官  (C)有同源器官的動物極可能來自共同的祖先  (D)痕跡器官是生物體常常不用的器官,經慢慢演化而形成  (E)鯨魚的後肢為痕跡器官,表示鯨魚雖無明顯後肢,但和有後肢的動物具有相同的祖先。

(   )7. 「鬚鯨仍保有退化的後肢構造」,根據這句話,下列哪一種演化概念推理合理? (有二答)
(A)
鬚鯨的後肢因為經常不用而退化  (B)早期鬚鯨的祖先應具有明顯的後肢  (C)鬚鯨的後肢將來會退化到完全消失  (D)鬚鯨的後肢為一種痕跡器官  (E)鬚鯨的後肢與貓的後肢為同功器官。

(   )8. 有關生物演化的證據,下列敘述何者正確? 
(A)
藉由化石的位置,可知道該岩層距今的確實年代  (B)解剖學上,同源構造和痕跡器官可作為生物演化的證據  (C)科學家以動物胚胎發育的時間,推論生物演化的速率  (D)科學家常利用醣類的相似程度,判斷生物之間的親緣關係。

(   )9. 下列哪一組為同源構造? 
(A)
鯨豚的鰭和鯊魚的鰭  (B)章魚的眼睛和青蛙的眼睛  (C)仙人掌的刺和玫瑰的刺  (D)蝙蝠的翅和鳥的翅。

(   )10. 某生物學家在同一岩層中發現魚化石和海星化石,下列有關此現象的推論,何者正確? 
(A)
魚和海星的親緣關係很近  (B)魚和海星生存的年代很接近  (C)魚和海星對資源的需求相同  (D)魚和海星都有堅硬部位,易形成化石。

(   )11. 臺灣西部平地常見白頭翁,但是在東部的平地則是以烏頭翁為主,這兩種鳥的交界在花蓮與屏東的楓港,若在這兩種鳥分布的交界區,發現二者雜交所生的雜頭翁,且此後代是具有生殖能力的,我們認為白頭翁與烏頭翁為同一物種時,是根據哪一個物種觀念? 
(A)
生物種  (B)黏合種  (C)演化種  (D)親緣種。

(   )12. 數種哺乳動物的「前肢骨骼」構造如右圖,下列何者正確?
(A)
可稱為功能相似的同源器官  (B)可作演化論的解剖學證據  (C)可解釋演化論的用進廢退說  (D)可解釋生物演化源自不同祖先

(   )13. 下列何者是研究生物演化的最直接證據? 
(A)
同源構造  (B)痕跡器官  (C)化石  (D)分子生物學的證據。

(   )14. 人類的上肢與下列哪些動物的構造不是同源構造? 
(A)
貓的前肢  (B)鯨魚的胸鰭  (C)蝙蝠的翼  (D)魚的胸鰭  (E)馬的前肢。

(   )15. 描述: 9977科學家檢視三種哺乳類動物及原始爬行動物化石的前肢骨,發現骨頭的基本構造與排列非常相似,如右圖,卻各具爬行、飛行、游泳、擲握等不同的功能。由此事實推論此三種哺乳動物的起源與器官功能歧異的原因,下列何者為最適當的推論?
(A)
非源自爬行動物;適應不同的生活環境  (B)非源自爬行動物;適應相同的生活環境  (C)源自共同的爬行動物祖先;適應不同的生活環境  (D)源自共同的爬行動物祖先;適應相同的生活環境。

(   )16. 化石除了能作為地質年代的指標,也能幫助了解古生物當時的生存環境。下列有關化石的推論,何者錯誤?
(A)
西伯利亞冰原中挖出的大象化石,全身長有長毛,可推論當時的氣候較寒冷  (B)有珊瑚化石出現的地層,當時的沉積環境是熱帶且為溫暖清澈的淺海海域  (C)檯變東北角海岸的岩層表面有海膽化石出露,可以佐證臺變島曾經抬升  (D)地層中出現三葉蟲的了化石,可判定該地層為古生代的陸地沉積層岩。

(   )17. 描述: 9978右圖是不同生物的胚胎發育示意圖,請問以下哪兩種生物的親緣關係最近?
(A)
魚和人  (B)雞和人  (C)豬和人  (D)魚和豬。

(   )18. 婷婷家中收藏了五種化石,包含菊石、腔棘魚、銀杏、藍綠藻、三葉蟲,請問以上的化石,哪一些屬於指標化石?
(A)
菊石、三葉蟲 (B)腔棘魚、菊石、三葉蟲 (C)銀杏、藍綠藻、菊石 (D)藍綠藻、三葉蟲。

(   )19. 靖芸立志當個考古學家,她第一件要做的事就是找化石。下列哪個地方最不容易找到化石?
(A)
高溫的火山岩漿中  (B)海中隆起的珊瑚礁小島  (C)地震扭曲的岩層  (D)泥沙沉積的沼澤地。

(   )20. 蝴蝶翅膀和鳥類翅膀具有相似的功能,下列敘述何者正確? 
(A)
兩者可稱為同源構造  (B)兩者可稱為痕跡構造  (C)兩者可稱為同功構造  (D)兩者屬於趨異演化

(   )21. 右表為人類與其他靈長類DNA核苷酸序列的相異百分率。試問何項與人類的親緣關係最疏遠? 
(A)
黑猩猩  (B)長臂猿  (C)眼鏡猴  (D)狐猴

(   )22. 在一多變的生態系中,下列哪一族群的生存機會最高? 
(A)
個體生殖能力最高的族群  (B)個體數量最多的族群  (C)個體間差異最多的族群  (D)個體體型差異最大的族群

(   )23. 生物的「種」觀念,目前尚有生態種、形態種、分子證據種等不同的概念,但為何「生物種」的概念還是普遍為大家接受? 
(A)
因為較為便利,容易觀察  (B)因為科學家都喜歡使用此觀念  (C)因為其他概念都不對  (D)因為要紀念麥爾,故沿用至今。

(   )24. 病菌對抗生素產生抗藥性的原因為何? 
(A)
原本能夠抵抗藥物的細菌個體,經由無性生殖產生大量具有抗藥性後代  (B)緩慢投藥導致病菌有機會突變出具有抗藥性的後代  (C)快速投藥導致病菌的DNA 被擾亂,因而產生具有抗藥性的後代  (D)混合用藥,導致病菌突變,進而產生抗藥性。