新课改地区学高中生物章现代生物进化理论节现存生物都有共同祖先学案新人教版必修.docx

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新课改地区学高中生物章现代生物进化理论节现存生物都有共同祖先学案新人教版必修

第1节　现存生物都有共同祖先

学习目标导引

核心素养对接

关键术语

1.举例说明当今生物具有共同的祖先；

2.举例说明现存生物具有许多共同特征；

3.认同现存生物是由共同祖先进化而来。

1.生命观念——认同生物是由共同的祖先进化而来的；通过各种证据，形成生物进化的观念；认同共同进化是普遍存在的；

2.科学思维——运用归纳与概括、批判性思维阐释生物进化的原因；

3.社会责任——引导人们关注不正确使用抗生素带来的危害，关注人体健康。

共同祖先

进化证据

自然选择

|预知概念|

一、化石证据

1.概念

化石是保存在地壳中的古地质年代的动植物遗体、遗物或它们留下的痕迹。

最常见的化石有骸骨和贝壳等。

2.化石是研究进化的直接证据

生物的化石在地层里的出现是有一定顺序的。

在越早形成的地层中出现的生物结构越简单、越低等，在越晚形成的地层中出现的生物结构越复杂、越高等。

3.比较解剖学证据

随着科学研究的不断深入，人们开始尝试比较不同生物的器官、系统的形态结构特点，并与生物进化相联系，取得了大量研究成果，为生物进化理论提供了更丰富的证据。

人的上肢和其他动物的前肢骨骼各自有适应于其功能的特点，但是它们的基本结构及排列顺序是相似的。

4.胚胎学证据

在研究生物的进化时，科学家通过比较不同的动物类群胚胎发育的相同或相似之处，来推断不同动物类群之间的亲缘关系。

这些胚胎发育过程的相似性说明人和其他脊椎动物之间存在着亲缘关系，它们都起源于一个共同的原始祖先；人和其他脊椎动物的共同原始祖先生活在水中。

5.细胞生物学证据

现存生物不但在结构上具有统一性，而且在新陈代谢等方面具有许多共同的特征。

6.分子生物学证据

（1）不同生物之间的特定DNA序列都有一定的相似性，亲缘关系越近的生物，其DNA序列的相似性越高。

（2）不同生物之间的特定蛋白质中的氨基酸序列相似度与生物之间的亲缘关系密切相关。

二、达尔文以后进化理论的发展

1.遗传变异方面

（1）研究水平：

性状水平→基因水平。

（2）研究结果：

认识到遗传和变异的本质，获得性遗传已被摈弃。

2.自然选择的作用方面

研究对象：

生物个体为单位→种群为基本单位。

3.理论形成　形成了以自然选择学说为核心的现代生物进化理论。

|过程评价|

1.生物的遗传或生活痕迹也可能形成化石（　　）

2.亲缘关系越近的生物，细胞代谢方面的共同特征越多（　　）

3.有共同祖先的生物个体在形态结构上没有差异（　　）

4.达尔文认为，具有有利变异的个体能生存并留下后代的机会多（　　）

5.达尔文的自然选择学说不仅阐明了生物进化的原因，还揭示了生物遗传和变异的本质（　　）

6.达尔文的自然选择学说，不能很好地解释物种大爆发等现象（　　）

7.化石是生物进化的唯一证据（　　）

答案　1.×　2.√　3.×　4.√　5.×　6.√　7.×

|联想·质疑|

★三叶虫化石

★琥珀中的昆虫

★恐龙化石

★人和3种动物不同时期胚胎的比较

（1）在越早形成的地层中出现的生物结构越简单、越低等，反之则越复杂、越高等，这说明了什么？

提示：

现代的生物是经过漫长的地质年代逐渐进化而来的。

（2）同源器官在结构上的特点说明了什么？

提示：

生物是由共同祖先演化而来，这些有共同祖先的生物生活在不同的环境中，向着不同的方向进化、发展，其结构适应于不同的功能，因而产生了形态上的差异。

（3）请利用达尔文自然选择学说解释长颈鹿的形成。

提示：

长颈鹿在繁殖后代中发生了变异，有的长颈鹿脖子长，有的脖子短。

在干旱的草原上，只有脖子长的才能获得更多食物，在代代相传过程中，有利变异（脖子长）逐渐积累，最后形成了长颈鹿物种。

科学探究1　生物进化的证据及生物进化的趋势

1.如图是几种动物化石，三个物种在进化过程中出现的先后顺序是怎样的？

提示：

C（节肢动物）→A（鱼类）→B（爬行类）。

2.通过研究化石和其他进化证据可以发现，从生活环境的角度看，生物进化是从到；从形态结构的角度看，是从到；从生物分类地位的角度看，是从等到等。

提示：

水生　陆生　简单　复杂　低　高

【探究应用】

科学家在一个地层中发现，在最底层只发现水生动物的化石，在中间地层中水生动物化石占多数，有少数的陆生动物化石，而越往上陆生动物化石越多，由此看出生物在生活环境方面的进化趋势是（　　）

A.从水生到陆生B.从简单到复杂

C.从陆生到水生D.从低等到高等

解读　考古工作者发现，最古老的生物化石为水生生物，并且，在越早形成的地层里，水生生物的化石越多，在越晚形成的地层里，陆生生物的化石越多，这一事实说明了生物的进化方向是从水生到陆生。

答案　A

【一题多变】

（1）什么是化石？

提示：

化石是保存在地壳中的古地质年代中的动植物遗体、遗物或它们留下的痕迹。

（2）生物的化石在地层里出现有什么样的规律？

提示：

在越早形成的地层里，形成化石的生物结构越简单、越低等，在越晚形成的地层里，形成化石的生物结构越复杂、越高等。

1.化石证据是研究生物进化的直接证据。

2.生物的化石在地层里出现有一定的规律：

在越早形成的地层里，形成化石的生物结构越简单、越低等，在越晚形成的地层里，形成化石的生物结构越复杂、越高等。

3.现存生物不但在结构上具有相似性，而且在新陈代谢方面具有共同特征，进一步说明现存生物由共同祖先进化而来。

科学探究2　比较分子学

根据下图提供的几种动物的DNA的碱基序列与人类相比较的数据及有关知识，回答下列问题。

（1）哪一种灵长类动物和人类的亲缘关系最近？

为什么？

提示：

黑猩猩，因为黑猩猩与人类的DNA的碱基顺序有98.2%相同，比另外两种动物都高，且从与人类开始分歧进化的时间比另外两动物都短。

（2）为什么人类、黑猩猩和大猩猩能够产生有着相同或相似氨基酸顺序的酶和激素？

提示：

因为黑猩猩和人类DNA的碱基顺序有98.2%相同，而基因控制合成蛋白质，包括酶和蛋白质类激素。

【探究应用】

2005年8月，国际黑猩猩基因测序与分析联盟公布，黑猩猩与人类在基因上相似程度达到90%以上，这个研究成果可以直接说明（　　）

A.人类和大猩猩有较近的亲缘关系

B.人类是由黑猩猩经过漫长的年代进化而来的

C.生物具有遗传和变异的特性

D.人类和大猩猩可能有共同的原始祖先

解读　现代类人猿和人类的共同祖先是森林古猿。

现代类人猿包括：

大猩猩、黑猩猩、长臂猿和猩猩。

黑猩猩是人类的近亲，它们是与人类血缘最近的动物，黑猩猩是和人有许多相似之处，也是除人类之外智力水平最高的动物，由于黑猩猩和人类的基因相似度达98.77%，表明人和黑猩猩有较近的亲缘关系。

答案　A

科学探究3　达尔文的自然选择学说

结合下图，试着用达尔文的自然选择学说思考下列问题：

（1）长颈鹿之间为什么会出现生存斗争？

提示：

一是长颈鹿通过过度繁殖产生大量的个体；二是生存资源是有限的。

（2）是什么原因导致了在生存斗争中出现优势和劣势？

提示：

由于遗传变异使长颈鹿有颈长和颈短的差异。

（3）长颈鹿中颈较长的能吃到树叶而生存下来，而颈较短的吃不到树叶而死亡，这种选择的结果达尔文是如何描述的？

提示：

适者生存，不适者被淘汰。

【探究应用】

下列选项不是达尔文的进化观点的是（　　）

A.同种生物不同个体间存在许多性状上的差异

B.生物产生后代的数量往往超过生活条件所能承受的数量

C.不适应生存环境的生物会被淘汰

D.基因突变和基因重组为生物进化提供了原材料

解读　A项说明同种生物之间存在着变异；B项说明生物存在着过度繁殖现象，生物生存条件是有限的，从而引起生存斗争；C项所述指适者生存，不适者淘汰；D项中，在达尔文生活的那个年代，还没有“基因”的概念。

答案　D

【一题多变】

（1）从变异产生角度分析，达尔文是否接受了拉马克的观点？

提示：

是。

达尔文接受了拉马克关于器官用进废退和获得性遗传的观点，承认变异是可以遗传的，但他认为变异有的可以遗传，有的不能遗传。

（2）相比拉马克，达尔文认为生物进化的关键是什么？

提示：

他改变了拉马克过分强调用进废退即“生物内在的自我改进的力量”的观点，而是强调自然选择的作用。

【运用概念】

1.下列各组器官在结构上相似的是（　　）

A.人的手和蝙蝠的翼手B.鲨鱼的鳍和虎鲸的鳍

C.蝗虫的翅和家鸽的翼D.猫的前肢和马的前肢

答案　D

2.下列有关生物进化的论述中，不符合达尔文自然选择学说基本观点的是（　　）

A.遗传和变异是自然选择发生作用的基础

B.生物的变异是不定向的，自然选择是定向的

C.变异经过长期的自然选择和积累，就可能产生出生物的新类型

D.环境改变使生物产生定向变异，以适应变化的环境

解读　自然选择学说是达尔文创立的以自然选择为中心的生物进化学说，该学说正确地解释了生物进化的原因，并认为：

遗传和变异是生物进化的内因，变异是不定向的，为进化提供了原材料；通过自然选择，不利的变异被淘汰，有利的变异被保存，并通过遗传积累起来，然后产生出生物的新类型。

答案　D

3.达尔文认为生物出现生存斗争的原因是（　　）

A.生物个体间有强有弱

B.生物同时存在着遗传和变异的矛盾

C.生物过度繁殖和有限的生存条件之间的矛盾

D.适者生存、不适者被淘汰的过程

解读　生物都有产生大量后代的能力，但生存资源是有限的，这就必须通过生存斗争淘汰部分个体。

答案　C

【科学思维】

4.由于蟹类的捕食，某种海洋蜗牛种群中具有较厚外壳的个体比例逐渐增加。

对该现象的解释，正确的是（　　）

A.人工选择B..适者生存

C.用进废退D..定向变异

解读　蟹类的捕食是一种选择因素，会导致具有较薄外壳的蜗牛个体数量减少（比例减少），具有较厚外壳的蜗牛个体比例上升，这是一种适者生存、不适者被淘汰现象。

答案　B

5.一年生植物到秋天死亡，它们却能利用种子过冬，就像许多昆虫利用卵过冬一样，这都是对寒冷气候的适应，这种现象用达尔文的观点来解释，是（　　）

A.遗传变异的结果B..生存斗争的结果

C.自然选择的结果D..适者生存的结果

解读　由达尔文的自然选择学说可知，凡是生存下来的生物都是对环境适应的，而被淘汰的生物都是对环境不适应的，适者生存、不适者被淘汰是自然选择的结果。

答案　C

课时提升训练

（时间：

30分钟　满分：

50分）

【运用概念】

1.我国金鱼品种是世界上最多的，产生这么多金鱼品种的原因是（　　）

A.金鱼自身变异演化的结果

B.自然选择的结果

C.人工选择的结果

D.金鱼生活在不同环境条件下的结果

解读　人工选择是指人们有目的地对生物进行选择，结果在短期内产生了对人类有益的生物新品种。

自然选择的结果是生物产生了与环境相适应的形态、结构等特征，同一物种在相同环境中自然选择的结果应是一致的。

答案　C

2.人工选择能选育出良种，自然选择能形成新物种，这两方面共同的选择基础是（　　）

A.生物都具有很强的繁殖能力

B.生物普遍具有遗传和变异的特性

C.生物都在进行生存斗争

D.人和自然界的选择力量

解读　无论自然选择还是人工选择，都必须建立在生物之间有性状差异（即变异），并且被选择的性状可以遗传的基础上。

答案　B

3.公鹿往往用鹿角作为争夺配偶的武器。

按照达尔文的观点，现代的公鹿鹿角发达的原因是（　　）

A.代代经常使用的结果

B.变异朝着有利于生殖的方向发展的结果

C.繁衍后代的需要

D.自然选择的结果

解读　公鹿的祖先存在着个体差异，有的公鹿鹿角发达些，有的不够发达。

这种差异在公鹿争夺配偶的生存斗争中，会产生不同的结果。

具有发达鹿角的公鹿得以夺得配偶繁衍后代，而鹿角不够发达的公鹿在争夺配偶的斗争中被击败，不能获得配偶繁衍后代。

这样一代一代地选择进化，就成了今天的有发达鹿角的公鹿，这是自然选择的结果。

答案　D

4.科学家经过长期的观察发现，海洋生物比陆地生物的进化速度慢，分析其原因是（　　）

A.海洋环境比陆地环境相对稳定，生存斗争缓和

B.海洋环境比陆地环境稳定，生物变异少

C.海洋生物一般比陆地生物低等

D.海洋中生存斗争激烈，很多生物被淘汰

解读　环境的简单或复杂对生物进化速度的影响是不一样的。

在稳定的环境中，非变异个体在竞争中处于有利的地位，新物种的产生缓慢；若环境变化大，非变异的个体会逐渐失去对变化环境的适应，有些变异的个体因适应变化的环境而在生存斗争中逐渐占据优势，形成新的物种，生物进化的速度较快。

与陆地相比较，海洋环境相对稳定，所以海洋生物进化的速度较陆地生物的慢些。

答案　A

5.日本有一种鹰仅存十几只，研究人员发现，这是由于环境改变导致雌鹰产的卵壳薄而脆，孵化难以成功。

解释这种现象可用（　　）

A.定向选择B..生存斗争

C.适者生存D..遗传变异

解读　按照达尔文的自然选择学说，在生存斗争中，有利变异通过遗传逐代积累，不利变异则逐代被淘汰。

自然选择的结果是适者生存。

日本这种鹰产的卵壳薄而脆，孵化难以成功而濒临灭绝，这是自然选择的结果，是适者生存、不适者被淘汰的具体体现。

答案　C

6.下列哪项事实对达尔文的进化理论具有挑战性（　　）

A.在经常刮大风的海岛上，生活着大批无翅的昆虫

B.人类长期使用杀虫剂，不但没有消灭害虫，反而使害虫的抗药性越来越强

C.云南澄江地区寒武纪地层中，突然出现大量新物种的化石，而这些物种的形成大约只用了200万年，这在几十亿年生物进化史上只能说是“一瞬间”

D.通过分子生物学研究，特别是人类基因组计划的实施，发现人与其他哺乳动物之间相同的基因非常多，不同的基因只是少数

解读　自然选择学说认为生物进化是个渐变的过程，而寒武纪的生物大爆发恰恰是自然选择学说无法解释的。

答案　C

7.肺鱼在夏季如遇池塘干涸，常藏身于泥中进行夏眠，直到雨季来临时才“苏醒”。

下列各项均是对这一现象的解释，其中不正确的是（　　）

A.这是对环境的一种适应

B.这是长期自然选择的结果

C.这是环境迫使肺鱼产生这种变异

D.这是肺鱼与环境长期斗争的结果

解读　肺鱼能进行夏眠度过干旱的季节，是长期自然选择的结果。

环境对生物变异只起选择作用，而不能使生物产生某种变异。

答案　C

8.桉601药刚问世时，可治疗病毒性感冒，疗效很高；几年后，疗效渐渐降低，其根本原因可能是（　　）

A.病毒接触了药物后，慢慢产生了抗药性

B.病毒为了适应环境，产生了抗药性变异

C.病毒抗药性增强自然选择的结果

D.后来的药量用少了，产生了抗药性变异

解读　在未使用该感冒药之前，感冒病毒就存在着差异，有的不具有抗药性，有的具有抗药性。

开始用该感冒药后，由于大多数病毒没有抗药性，故大量被淘汰，而少数具有抗药性变异的个体会保存下来，并能继续繁殖感染人群。

当多次使用该药物后，使抗药性更强的病毒被保留下来。

这样一代一代，病毒积累并加强了抗药性，使该感冒药渐渐失去效应。

所以药物只是对不同变异的病毒进行了选择，淘汰了不抗药的个体，保留了抗药性强的个体。

答案　C

9.枯叶蝶的翅膀颜色和形状极似枯叶，这种拟态的形成是由于枯叶蝶的祖先（　　）

A.变异后经人工选择的结果

B.变异后经自然选择的结果

C.自然选择再变异的结果

D.人工选择后再变异的结果

解读　拟态属于生物的适应性。

自然选择学说认为，生物变异是不定向的，但通过环境的定向选择后，只有有利变异能生存，不利变异被淘汰。

答案　B

【科学思维】

10.在某小岛上的一种啄木鸟，其喙长分布如图甲，而其唯一的食物是一种在树干中的虫，其深度分布如图乙。

下列关于子一代鸟喙的可能长度的说法合理的是（　　）

A.都比父母的长，因为鸟需要适应它们的环境

B.都比父母的长，因为较长的鸟喙是生存所必需的

C.不一定比父母的长，仅一代的时间还不足以进化出较长的鸟喙

D.不一定比父母的长，因为虫在树干中的深度并不是都很深

解读　由自然选择学说可知，生物的进化是漫长的过程，因此仅一代时间之后的性状是无法判断的，不一定比父母的喙长。

答案　C

11.某植物单株年产数百粒种子，其中大部分被鸟所食，或因气候、土壤、水分等原因不能在第二年长成成株。

按达尔文的观点，这一现象说明（　　）

A.物种是可变的

B.过度繁殖，生存斗争

C.选择的不定向性

D.用进废退，获得性遗传

解读　生物的高繁殖率、低成活率是生物对环境的适应性特征。

按照达尔文的观点，生物过度繁殖使后代的数目急剧增加，而在自然界中，生物赖以生存的生活条件（包括食物和空间等）是有一定限度的。

因此，任何生物要生存下去，都要在争夺有限的生活条件时，进行生存斗争。

由于生存斗争，导致生物大量死亡，结果只有少量个体生存下来。

生物大量繁殖和少量生存的事实是自然界中的普遍现象，达尔文用生存斗争的理论解释了这种现象。

答案　B

12.1937年，有人把原产丹麦和德国的白三叶草移到瑞典栽培，这里的气候比较寒冷。

最初白三叶草茎叶的单位面积产量很低，但经过若干年后，产量显著提高。

人们对这一事实做出以下几点解释，其中不符合达尔文学说的是（　　）

A.不耐寒的个体被自然淘汰

B.耐寒的个体得以生存并繁衍

C.白三叶草在生长过程中逐渐适应了新的环境

D.这是一个自然选择的过程

解读　按达尔文自然选择学说，适应是自然选择的结果。

白三叶草本身存在抗寒个体的变异，环境（气候比较寒冷）对该种变异进行了选择，使抗寒性状在后代中积累和加强，不耐寒的个体在生存斗争中被自然淘汰。

答案　C

13.根据下面材料，回答有关问题。

科学家在对黑猩猩、大猩猩、猩猩、长臂猿的DNA分子进行分析的基础上，主张黑猩猩和大猩猩应该和人划分到一个分类属性，分析结果如下：

在上述四种类人猿中，长臂猿与人类DNA分子相差最大，猩猩次之，而黑猩猩与人类DNA分子相差较小，并且小于黑猩猩和大猩猩之间DNA分子的差别。

（1）根据上述材料分析，四种类人猿在进化过程中，与人类分开最早的是哪种？

次之是哪种？

分开最晚的是哪种？

（2）随着人口的不断增长，战争不断爆发，资源被疯狂掠夺，环境污染严重，森林遭到砍伐，使黑猩猩和大猩猩濒临灭绝。

试从“人猿同祖”谈起，说说我们应当怎样对待猿类。

解读　

（1）DNA是主要的遗传物质，其上有决定生物性状的基因，DNA分子的差异可以反映生物之间的亲缘关系。

DNA分子相差越大，说明生物之间的亲缘关系越远；反之，DNA分子相差越小，说明生物之间的亲缘关系越近。

（2）人类的聪明才智，使人类从自然界的弱者变成了强者。

现在，人类已经强大到能影响生物圈的面貌，而与我们同祖先的现代类人猿，却由于种种原因，数量日益减少。

人类应当视类人猿等各种野生动物同自身一样，都是生物圈中不可缺少的成员，同样享有在地球上生存、繁衍的权利。

对于人类的近亲—珍稀濒危的现代类人猿，人们应当加强保护，善待它们，与它们和谐相处。

答案　

（1）长臂猿与人类分开最早，猩猩次之，分开最晚的是黑猩猩和大猩猩。

（2）我们应该保护猿类的生活环境，尽可能避免战争，减轻对猿类的危害。

14.螺旋蛆蝇是家畜的毁灭性寄生物种。

在实验室里对两组数量相同的螺旋蛆蝇进行不同的处理：

一组使用杀虫剂；另一组使用电离辐射，促使雄性不育。

实验结果如图所示，请回答：

（1）用生物进化理论解释图一中杀虫剂处理后个体数量逐渐上升的原因：

螺旋蛆蝇中存在的个体。

（2）在消灭害虫的方法上，从实验结果上看，可以得出的结论是_______________

_____________________________________________________________________。

（3）在电离辐射后，会产生图二所示的基因突变。

阐述你从图二获得的基因突变的有关信息：

①___________________________________________________________________；

②__________________________________________________________________。

（4）比较不同蝇的DNA序列，可以确定它们之间的亲缘关系。

如图为编码甲、乙、丙三种蝇呼吸酶的部分相对应的基因片段、DNA单链及DNA单链中的碱基序列。

如果让c′链和b′链分别与a链混合，根据实验结果可推测：

与甲蝇的亲缘关系最近的蝇是，上述研究为生物进化提供了（方面）的证据。

解读　

（1）

（2）杀虫剂和电离辐射处理后效果不同，电离辐射处理后效果更好一些，杀虫剂处理后害虫数量还会上升，原因是害虫中原来有对杀虫剂具有抗性的个体，经杀虫剂选择后保留并大量繁殖，使种群数量上升。

（3）电离辐射后导致了不定向的基因突变，由图二所示可以看出基因突变是不定向的，能够产生新的等位基因。

（4）由于丙蝇的DNA分子单链中与甲蝇的DNA分子单链中能够互补的碱基较多，所以可判断两者之间的亲缘关系更近。

答案　

（1）具有抗药性

（2）电离辐射处理效果比杀虫剂好，杀虫剂处理时间长了，害虫种群抗药性逐渐增强，其数量还可恢复到原来的水平

（3）①基因突变是不定向的

②基因突变产生新的等位基因（内容正确即可）

（4）丙　分子水平上（或分子生物学）

15.（科学探究）下列是DDT（一种农药）对家蝇抗性（抗DDT而能存活的能力）的实验研究：

将家蝇分成等量的多组，每组再分为等量的A、B两部分。

用DDT处理每一组的A部分，而保留B部分不接触DDT。

处理后，检查各组的死亡率，死亡率高表明抗性低，反之则表明抗性高。

选死亡率最低一组的B部分饲养，使之繁殖后代，把后代再按上述方法进行抗性实验。

这样，经过若干代后，当用DDT处理其中A组的家蝇时发现其死亡率为4%，再用DDT处理这一代的B组家蝇。

（1）B部分经DDT处理后存活率为。

（2）由实验可知，家蝇抗性的产生是的结果。

（3）从生物与环境的关系看，家蝇和DDT的关系是。

（4）DDT对家蝇的抗性的产生所起的作用称为。

（5）简述B部分经DDT处理后存活率为上述百分比的原因。

解读　对自然选择的理解要明确：

生存斗争是动力，是外因；变异和遗传是内因，变异是不定向的，选择是定向的，定向选择的最终结果是适者生存。

根据变异的不定向性，我们可知家蝇的个体存在着抗性的差异，而DDT的作用就是定向的自然选择，多次的重复实验，实际上相当于进化过程的多代选择，最终存活率的提高表现为适者生存。

答案　

（1）96%　

（2）农药对害虫抗药性变异长期选择

（3）生存斗争　（4）选择

（5）家蝇抗性的产生，符合达尔文的以自然选择学说为中心的进化论。

家蝇的个体中原来就存在着抗性的差异，有的抗性强，有的抗性弱。

经DDT处理进行的选择（因A、B为同组），就把抗性强（适者）的个体选了出来。

这样一代一代地选择下去，家蝇中选出了具有强抗性的个体（尽管B组从未接触过DDT），可见，家蝇抗性的产生是选择的结果。