| Big Idea | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
Big Idea 1 — Evolution | 7.1.A |
|
7.1.B |
|
自然选择
AP 生物 · 第 7 主题
7.1
自然选择导论
大纲
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
进化(evolution)是一个种群的可遗传性状在世代间的一个变化。自然选择(natural selection)是它的主要驱动力:个体变异、一些变异是可遗传的、产生的后代多于存活的,而那些有更适合环境性状的存活并繁殖得更多。随时间,有帮助的性状变得更常见。

| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| Evolution | 进化 | jìn huà |
| Natural selection | 自然选择 | zì rán xuǎn zé |
7.2
自然选择
大纲
| Big Idea | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
Big Idea 1 — Evolution | 7.2.A |
|
7.2.B |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
选择作用于变异(variation)。适合度(fitness)意味着繁殖成功,不是力量。选择以几种模式出现:定向(directional)(偏爱一个极端)、稳定(stabilizing)(偏爱平均),和分裂(disruptive)(偏爱两个极端)。环境做"选择",所以在一种环境里有帮助的一个性状在另一种里可能没有。很适合的性状是适应(adaptations)。

Watch selection shift a population
Natural selection: individuals better suited to the environment survive and reproduce more, so helpful traits spread. Change the environment and watch the population adapt.
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| variation | 变异 | biàn yì |
| Fitness | 适合度 | shì hé dù |
| adaptations | 适应 | shì yìng |
7.3
人工选择
大纲
| Big Idea | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
Big Idea 1 — Evolution | 7.3.A |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
在人工选择(artificial selection)里,人类——不是自然——选择哪些个体繁殖,为想要的性状选择(作物、牲畜、狗)。它以与自然选择相同的方式起作用,而且因为快速和可见,是选择能重塑种群的强有力证据。

| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| artificial selection | 人工选择 | rén gōng xuǎn zé |
7.4
群体遗传学
大纲
| Big Idea | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
Big Idea 1 — Evolution | 7.4.A |
|
7.4.B |
| |
7.4.C |
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来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
群体遗传学(population genetics)研究一个种群里的等位基因库。进化是等位基因频率(allele frequencies)随时间的一个变化。除了自然选择,等位基因频率通过突变(mutation)(新等位基因)、基因流(gene flow)(迁移),和遗传漂变(genetic drift)(随机变化,在小种群里最强——瓶颈和奠基者效应)而变化。

| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| Population genetics | 群体遗传学 | qún tǐ yí chuán xué |
| allele frequencies | 等位基因频率 | děng wèi jī yīn pín lǜ |
| gene flow | 基因流 | jī yīn liú |
| genetic drift | 遗传漂变 | yí chuán piāo biàn |
7.5
哈迪-温伯格平衡
大纲
| Big Idea | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
Big Idea 1 — Evolution | 7.5.A |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
哈迪-温伯格(Hardy–Weinberg)模型给出当一个种群不进化时预期的等位基因和基因型频率。以等位基因频率 $p$ 和 $q$($p+q=1$):
Worked example. 在一个种群里,$16\%$ 的个体显示隐性表型,所以 $q^2=0.16$ 而 $q=\sqrt{0.16}=0.4$。那么 $p=1-q=0.6$。预测的携带者频率(杂合子)是 $2pq=2(0.6)(0.4)=0.48$,即 $48\%$,而纯合显性是 $p^2=0.6^2=0.36$,即 $36\%$。作为一个检查,$0.36+0.48+0.16=1$。这是标准的路径:隐性表型 $\to q^2\to q\to p\to$ 其他一切。

Allele frequencies across a cross
Hardy-Weinberg predicts genotype frequencies ($p^2+2pq+q^2$) in a population that isn't evolving. A Punnett square shows the same allele combining at the population scale.
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| Hardy–Weinberg | 哈迪-温伯格 | hā dí - wēn bó gé |
7.6
进化的证据
大纲
| Big Idea | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
Big Idea 1 — Evolution | 7.6.A |
|
7.6.B |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
多条独立的线支持进化:化石记录(fossil record)、同源结构(homologous structures)(来自共同祖先的共享解剖)、痕迹器官(vestigial structures)、共享的胚胎学(embryology),和分子证据——近乎普遍的遗传密码和匹配的 DNA/蛋白质序列。
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| fossil record | 化石记录 | huà shí jì lù |
| homologous structures | 同源结构 | tóng yuán jié gòu |
| vestigial structures | 痕迹器官 | hén jì qì guān |
7.7
共同祖先
大纲
| Big Idea | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
Big Idea 1 — Evolution | 7.7.A |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
所有生命共享一个共同祖先(common ancestor),由普遍的特征显示:所有生物里相同的 DNA/RNA 机器、相同的遗传密码、核糖体和核心代谢通路。两个物种共享的特征和序列越多,它们分化得越近。

| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| common ancestor | 共同祖先 | gòng tóng zǔ xiān |
7.8
持续进化
大纲
| Big Idea | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
Big Idea 1 — Evolution | 7.8.A |
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来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
进化是持续的和可观察的:抗生素抗性细菌、杀虫剂抗性昆虫,和快速繁殖物种里的迅速变化。因为环境持续变化,选择持续作用——进化没有终点。

7.9
系统发育
大纲
| Big Idea | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
Big Idea 1 — Evolution | 7.9.A |
|
7.9.B |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
一棵系统发育树(phylogenetic tree)(分支图)图示进化关系,分支点标记共同祖先而共享的衍生性状把相关的物种分组。树是假设,随着新的(尤其是分子的)数据到来而修订。

| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| phylogenetic tree | 系统发育树 | xì tǒng fā yù shù |
7.10
物种形成
大纲
| Big Idea | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
Big Idea 1 — Evolution | 7.10.A |
|
7.10.B |
| |
7.10.C |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
物种形成(speciation)是新物种的起源,通常当种群变得生殖隔离(reproductively isolated)并分化时。异域(allopatric)物种形成跟随一次地理分裂;同域(sympatric)物种形成在没有一次分裂的情况下发生。一旦种群不再能杂交,它们就是分开的物种。

| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| Speciation | 物种形成 | wù zhǒng xíng chéng |
| reproductively isolated | 生殖隔离 | shēng zhí gé lí |
7.11
群体中的变异
大纲
| Big Idea | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
Big Idea 4 — Systems Interactions | 7.11.A |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
遗传多样性(diversity)帮助一个种群度过变化——若条件转变,一些变体可能已经适合它们。低多样性(如在一个濒危物种里)使一个种群脆弱。变异产生于突变以及减数分裂和有性繁殖的重新洗牌。

| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| diversity | 多样性 | duō yàng xìng |
7.12
地球生命的起源
大纲
| Big Idea | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
Big Idea 4 — Systems Interactions | 7.12.A |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
证据表明早期地球的条件能形成简单的有机分子(米勒-尤里类型的实验),它们组装成聚合物、然后自我复制的 RNA("RNA 世界"),并最终成膜的细胞。第一批细胞是原核生物;真核生物后来通过内共生(endosymbiosis)产生。


| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| endosymbiosis | 内共生 | nèi gòng shēng |
7.12
考试技巧
- 干净地陈述自然选择:变异 → 差异的存活和繁殖 → 有帮助的性状变得常见。
- 适合度 = 繁殖成功,不是力量或健康。
- 进化是一个种群里等位基因频率的一个变化——个体不进化。
- 用哈迪-温伯格($p^2+2pq+q^2=1$):从隐性表型 $q^2\to q\to p$ 开始。
- 引用独立的证据(化石、同源结构、DNA)并通过生殖隔离解释物种形成。
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