# 自然选择概述

> AP 生物学 · 第7单元：自然选择
> 来源: https://www.owlsprep.com/zh/study/ap-biology-u7-overview/
> 占比: 占AP生物学考试总分的13-20%

本单元探讨进化的核心机制、种群内变异的产生方式，以及自然选择如何塑造地球生命的多样性。这是AP生物学考试中占比很高的考点之一。

**先修:** [AP生物学第6单元遗传学和遗传的基础知识](https://www.owlsprep.com/zh/study/ap-biology-u6-overview/)

## 学习目标

- 解释自然选择如何作用于遗传变异，推动适应性进化
- 使用哈迪-温伯格平衡模型计算等位基因和基因型频率
- 评估支持进化和共同祖先的多类科学证据
- 构建和解读系统发育树，梳理生物间的进化关系
- 描述物种形成、灭绝的过程，以及关于地球生命起源的主流科学假说

## 单元概览

本单元从自然选择的核心基础原理出发，逐步延伸到地球40亿年历史中进化的宏观模式。我们先从个体和种群层面讲解自然选择的作用机制，接着扩展到遗传变异、群体遗传学和哈迪-温伯格模型。随后我们会介绍进化的证据，用系统发育学重建进化关系，最后讲解物种形成、灭绝和生命起源相关主题。知识点是循序渐进搭建的，因此按顺序学习子主题能帮你梳理知识点联系，更好应对考题。

本单元包含以下子主题：
- [AP生物学 自然选择导论](https://www.owlsprep.com/study/ap-biology-u7-introduction-to-natural-selection/) — 掌握自然选择核心原理的基础概述。
- [AP生物学 自然选择](https://www.owlsprep.com/study/ap-biology-u7-natural-selection/) — 深入学习自然选择如何推动适应性进化。
- [AP生物学 人工选择](https://www.owlsprep.com/study/ap-biology-u7-artificial-selection/) — 了解人工选择如何推动驯化生物的进化。
- [AP生物学 种群变异](https://www.owlsprep.com/study/ap-biology-u7-variations-in-populations/) — 探究遗传变异在种群中产生和维持的机制。
- [AP生物学 群体遗传学](https://www.owlsprep.com/study/ap-biology-u7-population-genetics/) — 研究进化力如何在种群层面改变遗传变异。
- [AP生物学 哈迪-温伯格平衡](https://www.owlsprep.com/study/ap-biology-u7-hardy-weinberg-equilibrium/) — 掌握哈迪-温伯格模型，用于计算和预测等位基因频率。
- [AP生物学 进化证据](https://www.owlsprep.com/study/ap-biology-u7-evidence-of-evolution/) — 复习支持进化的多类科学证据。
- [AP生物学 共同祖先与物种形成](https://www.owlsprep.com/study/ap-biology-u7-common-ancestry-and-speciation/) — 探究新物种的形成方式，以及所有生命的共同起源。
- [AP生物学 系统发育学](https://www.owlsprep.com/study/ap-biology-u7-phylogenetics/) — 学习构建和解读体现进化关系的系统发育树。
- [AP生物学 灭绝](https://www.owlsprep.com/study/ap-biology-u7-extinction/) — 研究灭绝的原因及其在生命史中的作用。
- [AP生物学 地球生命起源](https://www.owlsprep.com/study/ap-biology-u7-origins-of-life-on-earth/) — 探究关于早期地球生命最初形成的主流科学假说。

## 常见错误

- **错误做法:** 认为个体会为了应对环境变化而进化。
  - 原因: 个体不会进化；自然选择作用于种群中已存在的变异，逐代改变等位基因频率。
  - 正确做法: 始终将进化定义为随时间推移、种群层面等位基因频率的改变。
- **错误做法:** 认为哈迪-温伯格平衡是描述大多数自然种群的模型。
  - 原因: 哈迪-温伯格平衡是一个零模型，需要满足5个严格条件，而这些条件在自然界几乎永远无法满足。
  - 正确做法: 通过将观测到的等位基因频率与预期平衡值比较，用哈迪-温伯格模型检验是否发生进化。
- **错误做法:** 根据生物在系统发育树上的位置，将其解读为“进化程度更高”的排序。
  - 原因: 所有现存物种从最近共同祖先开始都经历了同等时长的进化；位置不代表进化程度高低。
  - 正确做法: 通过分支点确定最近共同祖先，以此解读系统发育树、确定进化关系。

## 速查表

| 概念/公式 | 描述 |
| --- | --- |
| 自然选择 | 具有有利可遗传性状的个体存在生存和繁殖差异，从而推动适应性进化 |
| $p + q = 1$ | 一个基因座上两个等位基因的频率之和等于1（哈迪-温伯格） |
| $p^2 + 2pq + q^2 = 1$ | 哈迪-温伯格平衡下，两个等位基因的预期基因型频率 |
| 哈迪-温伯格平衡的5个条件 | 无突变、随机交配、无基因流、大种群规模、无自然选择 |
| 物种形成 | 当生殖隔离阻断了分化种群间的基因流时，新物种就会形成 |
| 最近共同祖先（MRCA） | 系统发育树上两个支系发生分化的分支点 |
| 内共生学说 | 线粒体和叶绿体起源于早期真核细胞吞噬的原核生物 |

## 下一步

请从自然选择的基础导论开始学习本单元，为本单元所有其他概念搭建核心基础。知识点相互依存：群体遗传学和哈迪-温伯格平衡需要你先理解自然选择的作用机制，而系统发育学和物种形成则建立在进化和共同祖先的证据之上。完成本单元所有子主题后，你将进入AP生物学第8单元学习生态学。

- [AP生物学 自然选择导论](https://www.owlsprep.com/zh/study/ap-biology-u7-introduction-to-natural-selection/)
- [自然选择](https://www.owlsprep.com/zh/study/ap-biology-u7-natural-selection/)
- [人工选择](https://www.owlsprep.com/zh/study/ap-biology-u7-artificial-selection/)

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