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2019-2020年高中生物 第五章 生物的進化 第二節(jié) 生物進化和生物多樣性教學案 蘇教版必修2 [學習導航]　1.結(jié)合教材，概述生物進化的基本歷程。2.結(jié)合教材，概述生物進化與生物多樣性的關(guān)系。 [重難點擊]　共同進化和生物多樣性的形成。 地球上已知的生物有200萬種之多，它們是由一個共同的祖先不斷進化而來的，正是生物進化導致了生物的多樣性。今天，我們就來學習生物進化和生物多樣性。 解決學生疑難點　_______________________________________________________________ 一、生物進化的歷程和證據(jù) 1.生物進化的基本歷程 2.生物進化的基本順序 (1)從單細胞―→多細胞；從簡單―→復(fù)雜；從水生―→陸生；從低級―→高級。 (2)在生物進化過程中，許多物種相繼絕滅，又有許多新物種不斷產(chǎn)生。 3.研究生物進化的證據(jù) (1)化石是指經(jīng)過自然界的作用，保存在地層中的古生物的遺體、遺物和它們的生活遺跡。 (2)化石是研究生物進化的直接證據(jù)。 1.植物進化的歷程可以反映生物進化的哪些趨勢？ 答案　(1)從生活環(huán)境分析：水生→陸生； (2)從結(jié)構(gòu)分析：簡單→復(fù)雜； (3)總趨勢：低級→高級。 2.了解生物進化歷程的主要依據(jù)是什么？同源器官的存在能表明什么？ 答案　(1)了解生物進化歷程的主要依據(jù)是化石。 (2)同源器官的存在，表明具有同源器官的生物是由共同的原始祖先進化而來的。 3.為什么有性生殖生物的出現(xiàn)加快了生物進化的速度？ 答案　生物通過有性生殖，實現(xiàn)了基因重組，增強了生物變異的多樣性。 1.生物進化的歷程可以概括如下： (1)從細胞結(jié)構(gòu)看，由__________進化到_____________________________________________； (2)從細胞數(shù)量看，由__________進化到________________________________________； (3)從生存環(huán)境看，由__________進化到_____________________________________________； (4)從生殖方式看，由__________進化到____________________________________________； (5)從生物體結(jié)構(gòu)和功能看，由________進化到________；由________進化到________。 答案　(1)原核　真核　(2)單細胞　多細胞　(3)水生　陸生　(4)無性生殖　有性生殖　(5)簡單　復(fù)雜　低級　高級 2.在生物進化過程中，真核生物的出現(xiàn)使生物進化的進程大大加快了，其根本原因是(　　) A.真核生物種類多、形態(tài)多樣 B.真核生物結(jié)構(gòu)、功能復(fù)雜 C.真核生物通過有性生殖繁殖后代，增強了生物的變異性 D.真核生物既能自養(yǎng)生活，又能異養(yǎng)生活 答案　C 解析　通過有性生殖，后代具有兩個親本的遺傳性狀，具有更強的生活力和變異性，為生物的進化提供了更加豐富的原始選擇材料。 二、共同進化和生物多樣性的形成 1.生物多樣性 (1)概念：是指地球上所有生物、它們所包含的基因以及由這些生物和環(huán)境相互作用所構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)的多樣化程度。 (2)含義 ①遺傳多樣性：地球上生物所攜帶的遺傳信息的總和。 ②物種多樣性：生物種類的豐富程度。 ③生態(tài)系統(tǒng)多樣性：地球上生態(tài)系統(tǒng)的組成、功能的多樣性以及各種生態(tài)過程的多樣性。 2.共同進化 (1)概念：任何一個物種都不是單獨進化的。不同物種之間、生物與無機環(huán)境之間，在相互影響中不斷進化和發(fā)展，這被稱為共同進化或協(xié)同進化。 (2)共同進化的實例 共同進 化類型 包含類型 實例 不同物 種之間 種間互助 蜂鳥取食鳳梨科一種植物 種間 斗爭 捕食 獵豹和斑馬 寄生 黏液瘤病毒和兔子 競爭 作物與雜草 生物與無機環(huán)境之間 生物影響環(huán)境，環(huán)境影響生物 地球早期無氧環(huán)境→厭氧生物→光合生物出現(xiàn)→空氣中有氧氣→好氧生物 3.五界分類法 (1)五界系統(tǒng)：原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和動物界。 (2)五界系統(tǒng)的意義 ①顯示了生命發(fā)展史的三大階段：原核單細胞階段、真核單細胞階段和真核多細胞階段。 ②揭示了進化的三大方向：生產(chǎn)者、分解者和消費者。 1.“精明的捕食者”策略對人類利用生物資源有什么啟示？ 答案　地球上的生物資源是有限的，人類不應(yīng)當掠奪式地開發(fā)和利用生物資源，而應(yīng)合理有度地利用生物資源，做一個“精明的捕食者”。 2.在捕食者與被捕食者的共同進化中，從生物個體和種群兩個方面分析，是有利的還是有害的？ 答案　從個體考慮，對被淘汰的個體來說是有害的；從種群考慮，無論是對捕食者還是對被捕食者，都有利于種群的發(fā)展。 3.導致生物多樣性的根本原因和直接原因分別是什么？ 答案　根本原因：基因(DNA分子結(jié)構(gòu))的多樣性。直接原因：蛋白質(zhì)的多樣性。 4.一個物種的遺傳多樣性與其對環(huán)境的適應(yīng)有何關(guān)系？ 答案　一個物種的遺傳多樣性越豐富，它對環(huán)境的適應(yīng)性就越強。 3.下圖表示生物多樣性的三個不同層次，下列敘述正確的是(　　) A.圖Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別表示遺傳多樣性、種群多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性 B.圖Ⅰ說明基因重組導致多種等位基因的產(chǎn)生，從而形成遺傳多樣性 C.圖Ⅱ反映出生殖隔離的生物可以在同一個環(huán)境中相對穩(wěn)定地共存 D.圖Ⅲ反映出的河流、森林和城市生態(tài)系統(tǒng)具有相同的小氣候特點 答案　C 解析　由圖獲得的主要信息有：圖Ⅰ表示遺傳多樣性，圖Ⅱ表示物種多樣性，圖Ⅲ表示生態(tài)系統(tǒng)多樣性。解答本題時結(jié)合多樣性三者的關(guān)系，再結(jié)合選項作出選擇。 4.關(guān)于生物多樣性的敘述，正確的是(　　) A.地球上所有的植物、動物和微生物，以及它們擁有的全部基因共同組成生物的多樣性 B.過度的人為干擾會導致生物多樣性降低 C.生物多樣性的豐富程度與自然選擇無關(guān) D.遺傳多樣性較低的種群適應(yīng)環(huán)境能力強 答案　B 1.真核生物的出現(xiàn)在生物進化歷史上具有重要的意義，這主要表現(xiàn)在(　　) ①結(jié)構(gòu)和功能更加完善 ②出現(xiàn)有絲分裂，為有性生殖的產(chǎn)生奠定基礎(chǔ) ③通過有性生殖實現(xiàn)了基因重組，推動了生物進化 A.①② B.②③ C.①③ D.①②③ 答案　D 解析　真核生物在生物進化歷史上具有重要意義，這主要表現(xiàn)在以下兩個方面：一是與原核細胞相比，真核細胞的結(jié)構(gòu)和功能復(fù)雜得多；二是真核細胞通過有絲分裂增殖，這是減數(shù)分裂出現(xiàn)的前提，即為有性生殖奠定了基礎(chǔ)。通過有性生殖出現(xiàn)了基因重組，推動了生物進化。 2.下列關(guān)于共同進化的表述，正確的是(　　) A.物種可以單獨進化 B.捕食者的存在對被捕食者無益 C.物種之間的共同進化都是通過物種之間的生存斗爭實現(xiàn)的 D.一個物種的形成或滅絕，會影響到其他若干物種的進化 答案　D 解析　物種生存在開放的環(huán)境中，受生存環(huán)境的生物因素和非生物因素的影響，不能單獨進化；捕食者所吃掉的大多是被捕食者中較弱的個體，有利于種群的生存和發(fā)展；物種間共同進化的方式除了通過生存斗爭外，還有種間互助等；不同的物種之間存在著不同的種間關(guān)系，它們相互影響，相互促進，一旦滅絕，會影響到與之有關(guān)的生物的生存和進化。 3.原始生命出現(xiàn)之后，最可能符合生物進化趨勢的是(　　) A.光合作用→無氧呼吸→有氧呼吸 B.無氧呼吸→有氧呼吸→光合作用 C.有氧呼吸→光合作用→無氧呼吸 D.無氧呼吸→光合作用→有氧呼吸 答案　D 解析　原始大氣中不存在氧氣，所以首先出現(xiàn)的是進行無氧呼吸的厭氧生物。隨著光合作用的出現(xiàn)，原始大氣中有了氧氣，為有氧呼吸生物的出現(xiàn)提供了條件。 4.在北極的一個山脈中，原始的狼已經(jīng)在體格和生活習性上進化成不同的變種，其中一種狼的體重較輕，四肢發(fā)達而靈活，以獵鹿為主；另一種狼的體重較重，足短而力強，常常攻擊羊群。下列敘述錯誤的是(　　) A.狼的性狀分歧是自然選擇的結(jié)果 B.上述現(xiàn)象說明自然選擇在一定程度上是不定向的 C.在生存斗爭中，捕食者和被捕食者之間進行著相互選擇 D.自然選擇對不同種群的基因頻率的改變所起的作用有所差別，最終導致這些種群的基因庫差異很大，并逐步出現(xiàn)生殖隔離 答案　B 解析　狼的實例恰恰解釋了自然選擇是定向的，因環(huán)境不同，選擇不同，導致種群基因庫改變并逐漸出現(xiàn)生殖隔離，而且捕食者與被捕食者相互選擇而共同進化。 5.現(xiàn)有G、H、Q、W、X五個有親緣關(guān)系的物種，它們的進化歷程及親緣關(guān)系如圖所示。據(jù)圖回答下列問題： (1)圖中五個物種中，基因庫相似程度最高的兩個物種最可能是________。 (2)由共同祖先進化形成上述五個不同物種的外部因素是______________和________。 (3)H、W兩物種都生活在海洋中，體形都為紡錘形的事實能夠說明____________________。 (4)如果將W物種始終處在一個沒有地理隔離的環(huán)境中，W物種將會在進化過程中分化成兩個或兩個以上的物種嗎？__________，為什么？______________________________________________；W物種在它所生存的環(huán)境中會進化嗎？__________，為什么？________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)X、Q　(2)自然選擇　隔離　(3)自然選擇是定向的(環(huán)境對生物的選擇是定向的)　(4)不會　沒有地理障礙，群體中的個體可以相互進行基因交流　會　生物在繁衍過程中會產(chǎn)生各種可遺傳的變異，W所處的環(huán)境條件也會不斷的發(fā)生變化 解析　(1)基因庫相似程度越高的生物應(yīng)是親緣關(guān)系越近的物種。(2)物種的形成需要經(jīng)過隔離，一個物種在特定的環(huán)境中生存時，必然受到環(huán)境的自然選擇。(3)這是一種趨同進化現(xiàn)象，是相同環(huán)境定向選擇的結(jié)果。(4)沒有隔離就不會分化出不同的物種，但生物是隨著環(huán)境的變化在不斷進化的。 課時作業(yè) [學考達標] 1.下列不符合生物進化歷程的是(　　) A.從單細胞到多細胞 B.從簡單到復(fù)雜 C.從低等到高等 D.從陸生到水生 答案　D 2.如圖為現(xiàn)代生物進化理論的概念圖，以下說法正確的是(　　) A.①是生物的突變和基因重組 B.②是自然選擇 C.③是自然選擇學說 D.④是物種多樣性 答案　C 解析　生物進化的實質(zhì)是基因頻率的改變；突變和基因重組導致了基因頻率的改變；現(xiàn)代生物進化理論的核心是自然選擇學說；生物的多樣性包含三個層次：基因的多樣性、物種的多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。因此①、②、④代表的含義敘述錯誤。 3.生物的共同進化，可以從哪些方面表現(xiàn)出來(　　) ①同種生物之間?、诓煌N生物之間?、凵锱c環(huán)境之間?、苡H代與子代之間 A.①③ B.②④ C.②③ D.①④ 答案　C 解析　生物的共同進化可表現(xiàn)為不同物種之間及生物與無機環(huán)境之間。 4.狼和鹿是捕食者和被捕食者的關(guān)系，從進化的角度分析下列說法，不正確的是(　　) A.狼在客觀上起著促進鹿發(fā)展的作用 B.狼的存在有利于增加物種多樣性 C.鹿奔跑速度的加快可加速狼的進化 D.鹿的進化速度比狼的進化速度快 答案　D 解析　任何一個物種都不是單獨進化的，不同物種之間在相互影響中共同進化和發(fā)展。狼和鹿互為對方的生物環(huán)境，互相進行選擇。相互選擇的結(jié)果使雙方都朝著快速奔跑的方向進化，它們的進化速度是相當?shù)?，不能說誰快誰慢。 5.昆蟲的保護色越來越逼真，它們的天敵的視覺也越來越發(fā)達，結(jié)果雙方都沒有取得明顯的優(yōu)勢。這說明(　　) A.自然選擇不起作用 B.生物為生存而進化 C.雙方在斗爭中不分勝負 D.雙方相互選擇共同進化 答案　D 6.下列哪項事實不支持生物的進化遵循從水生到陸生的順序(　　) A.蛙可以生活在陸地上，但蛙的生殖和發(fā)育均在水中進行 B.雞在胚胎發(fā)育初期具有鰓裂 C.胎兒在母體的子宮內(nèi)是浸浴在羊水中的 D.鯨在水中生活，用肺呼吸 答案　D 解析　生物的進化遵循從水生到陸生的進化順序，本題選項A中蛙是兩棲類動物，成體蛙雖用肺呼吸，可生活在陸地上，但其生殖和發(fā)育仍離不開水。說明蛙的祖先生活在水中，蛙(兩棲類)是脊椎動物從水生向陸生進化過程中的過渡類型。選項B中雞屬于鳥類，屬于陸生動物，其胚胎早期的鰓裂是適于水中呼吸的器官，說明鳥類的原始祖先亦生活在水中。選項C中人是生物進化的頂極生物，但胚胎發(fā)育也必須在水環(huán)境中才能完成，說明人包括哺乳類的原始祖先也生活在水中。選項D中鯨是水生哺乳動物，但鯨在水中仍用特化的適于陸地呼吸的肺來完成呼吸，這是自然選擇的結(jié)果。 7.生物多樣性是共同進化的結(jié)果。下列事實不屬于共同進化的是(　　) A.隨著工業(yè)的發(fā)展，大量溫室氣體排放，導致全球氣溫升高 B.隨著光合生物的出現(xiàn)，大氣中有了氧氣，為好氧生物的出現(xiàn)創(chuàng)造了條件 C.生活在草原上的斑馬和獵豹都能迅速奔跑，這是它們長期相互選擇的結(jié)果 D.4億年前形成了原始的陸生植物，隨后出現(xiàn)了適應(yīng)陸地生活的動物 答案　A 解析　隨著工業(yè)的發(fā)展，大量溫室氣體排放，導致全球氣溫升高，這屬于環(huán)境污染，不屬于共同進化。光合生物與環(huán)境中的氧氣、好氧生物之間存在相互作用，使生物的種類多樣化；斑馬與獵豹相互選擇，增強了奔跑能力；陸生植物與陸生動物的出現(xiàn)，都體現(xiàn)了生物與生物、生物與環(huán)境之間的相互選擇，屬于共同進化。 8.下列關(guān)于生物進化和生物多樣性的敘述中，正確的是(　　) A.在進化地位上越高等的生物，適應(yīng)能力越強 B.生態(tài)系統(tǒng)多樣性形成的原因可以概括為共同進化 C.生物多樣性的形成時間很短 D.最早登陸的生物是適應(yīng)陸地生活的原始兩棲類 答案　B 解析　進化地位越高等，適應(yīng)能力不一定越強，故A錯誤；生物與生物、生物與環(huán)境之間相互影響，共同進化，導致了生物多樣性，故B正確；生物多樣性是經(jīng)過長期的進化形成的，故C錯誤；最早登陸的生物應(yīng)該是陸生植物，故D錯誤。 [高考提能] 9.下列有關(guān)現(xiàn)代綜合進化論觀點的敘述，錯誤的是(　　) A.發(fā)生在生物體內(nèi)的基因突變可使種群的基因頻率改變 B.兩個種群間的生殖隔離一旦形成，它們就是兩個物種 C.生物多樣性的形成過程就是新物種不斷形成的過程 D.共同進化都是通過不同物種之間和生物與環(huán)境之間相互影響實現(xiàn)的 答案　C 解析　基因突變可使種群的基因頻率變化，A正確；生殖隔離是物種形成的必要條件，B正確；生物多樣性包括遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性，C錯誤；共同進化是指不同物種之間和生物與環(huán)境之間相互作用，共同發(fā)展，D正確。 10.生物多樣性的形成是生物進化的結(jié)果，以下說法正確的是(　　) A.體現(xiàn)了個體水平、生態(tài)系統(tǒng)水平上的多樣性 B.內(nèi)容包括遺傳多樣性、物種多樣性、種群多樣性 C.研究歷程主要依據(jù)進化理論的構(gòu)建 D.生物多樣性形成是生物由低等到高等進化的必然結(jié)果 答案　D 解析　生物多樣性包括基因、物種、生態(tài)系統(tǒng)三者的多樣性，體現(xiàn)了分子、個體、生態(tài)系統(tǒng)三個層次水平上的多樣性，研究生物進化的主要依據(jù)是化石。 11.下圖表示幾種哺乳動物的起源情況，據(jù)圖回答下列問題。 (1)圖示表明，現(xiàn)存的各類哺乳動物具有共同的__________________________。 (2)原始的哺乳動物(A)能進化成各種不同的哺乳動物，從內(nèi)在原因看是由于________________________________________________________________________， 從外部原因看是因為__________________________________________。 (3)本圖解可以很好地體現(xiàn)生物界的________性和________性。 (4)如果改變上述動物的生活環(huán)境，具有____________________的動物就能在新的環(huán)境中生存下來，而____________________的個體則被淘汰。 答案　(1)原始祖先　(2)生物的變異是不定向的　環(huán)境是多樣的　(3)多樣　適應(yīng)　(4)適應(yīng)新環(huán)境變異　不能適應(yīng)新環(huán)境變異 解析　(1)各類哺乳動物都是由原始哺乳動物(A)進化而來的。(2)生物變異為生物進化提供原材料，而自然選擇決定生物進化的方向。(3)本圖中體現(xiàn)生物多樣性的形成過程及各種生物對不同生存環(huán)境的適應(yīng)性。(4)生物體經(jīng)過生存斗爭，從而實現(xiàn)了適者生存，不適者被環(huán)境淘汰。 12.如圖表示生物多樣性的形成過程，據(jù)圖回答下列問題。 (1)由于外界____________的變化，生物體內(nèi)部__________因素的影響，進而形成____________，使比較原始的哺乳類向不同的方向發(fā)展。 (2)生物種類的數(shù)量變化為______________。 (3)上述(1)(2)可以歸納并用于解釋生物的__________性和________性。 答案　(1)自然環(huán)境　可遺傳變異　生殖隔離　(2)從少到多　(3)多樣　 適應(yīng) 解析　生物多樣性的形成可以概括為共同進化，進化的外因是自然環(huán)境的不斷變化，而內(nèi)因是生物體自身的變異為自然環(huán)境提供原材料，由圖示可知生物種類由少到多，而且不同生物適應(yīng)不同的生存環(huán)境，從而解釋了生物的適應(yīng)性和多樣性。 13.加拉帕戈斯群島由許多互不相連、彼此獨立的小島組成。1835年，達爾文在該群島發(fā)現(xiàn)地雀有13種。如圖表示這13種地雀之間的進化關(guān)系。 (1)從圖中可以看出這些不同種的地雀都是由________________這一共同祖先進化而來的。 (2)每一種地雀都有其特定的覓食場所，這些場所分布在不同的小島上。每一種地雀喙的大小、形狀、尺寸等性狀存在差異，這是由于各小島上不同的________環(huán)境因素作用的結(jié)果。該因素在地雀的進化過程中起到了________的作用。 (3)由于各小島彼此獨立，生活在這些小島上的原始地雀之間存在著________隔離。在長期的進化歷程中，各個小島上的地雀分別累積各自的有利變異，從而彼此之間逐漸形成________隔離，最終形成了地雀新種。 (4)若某個小島上的地雀均為鶯雀，則該小島上的全部鶯雀個體稱為________。這是生物進化的________。 (5)加拉帕戈斯群島上的13種地雀體現(xiàn)了生物的________多樣性。 答案　(1)南美洲地雀　(2)食物　選擇　(3)地理　生殖　(4)種群　基本單位　(5)物種 [真題體驗] 14.(xx廣東，3)某種蘭花有細長的花矩(如圖)，花矩頂端貯存著花蜜，這種蘭花的傳粉需借助具有細長口器的蛾在吸食花蜜的過程中完成。下列敘述正確的是(　　) A.蛾口器的特征決定蘭花花矩變異的方向 B.花矩變長是蘭花新種形成的必要條件 C.口器與花矩的相互適應(yīng)是共同進化的結(jié)果 D.蛾的口器會因吸食花蜜而越變越長 答案　C 解析　A項，蘭花花矩的變異是不定向的，蛾的口器對蘭花花矩僅起到選擇作用。B項，新物種形成的標志是與原來的物種形成生殖隔離，隔離是新物種形成的必要條件。C項，任何一個物種都不是單獨進化的，生物與無機環(huán)境以及生物與生物之間都存在著進化上的密切聯(lián)系，蛾的口器與花矩的相互適應(yīng)正是共同進化的結(jié)果。D項，蛾的口器與花矩進行著相互選擇，花矩變長對蛾的口器具有選擇作用，使蛾種群中口器較長的個體容易生存下來，經(jīng)過多代選擇，蛾的口器會越變越長。因此，蛾的口器不會因吸食花蜜而越變越長。 15.(xx江蘇，12)如圖為四個物種的進化關(guān)系樹(圖中百分數(shù)表示各物種與人類的DNA相似度)。DNA堿基進化速率按1%/百萬年計算，下列相關(guān)論述合理的是(　　) A.四個物種都由共同祖先通過基因突變而形成 B.生殖隔離是物種朝不同方向發(fā)展的決定性因素 C.人類與黑猩猩的DNA差異經(jīng)歷了約99萬年的累積 D.大猩猩和人類的親緣關(guān)系，與大猩猩和非洲猴的親緣關(guān)系的遠近相同 答案　C 解析　物種的形成是遺傳變異、選擇和隔離三個環(huán)節(jié)共同作用的結(jié)果，A錯誤；自然選擇決定生物進化的方向，B錯誤；人與黑猩猩的DNA差異百分比是0.99%，而堿基進化速率為1%/百萬年，通過計算可知人與黑猩猩的DNA差異經(jīng)歷99萬年左右的積累，C正確；通過DNA的差異百分比可知，人與大猩猩的親緣關(guān)系較大猩猩與非洲猴的親緣關(guān)系近得多，D錯誤。