教育资料722 物种的形成共同进化和生物多样性学习专用.docx

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教育资料722物种的形成共同进化和生物多样性学习专用

第2课时　物种的形成、共同进化和生物多样性

[学习目标]　1.理解物种的概念。

2.分析隔离在物种形成中的作用。

3.说出生物共同进化与生物多样性的关系。

一、隔离与物种的形成

1．物种的概念：

能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物。

2．隔离

（1）概念：

不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。

（2）常见类型

项目

类型

发生范围

结果

生殖隔离

不同物种间

①不能相互交配

②即使交配成功，也不能产生可育后代

地理隔离

同一种生物

使种群间不能发生基因交流

3.隔离在物种形成中的作用

（1）新物种的形成过程

（2）结论：

隔离是形成新物种的必要条件。

例1

　下列关于隔离的叙述，不正确的是（　　）

A．种群基因库的差异是产生生殖隔离的根本原因

B．隔离阻止了种群间的基因交流

C．不同的物种之间必然存在着生殖隔离

D．对所有物种来说，地理隔离必然导致生殖隔离

答案　D

解析　物种间必然存在隔离，不管是地理隔离还是生殖隔离，导致的结果是阻止了基因的交流，从而使种群基因库的差异变大，地理隔离是一个量变过程，只有足够长的时间后才能达到生殖隔离。

例2

　（2019·济宁高一检测）大约一万年前，某大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成两个种群，两个种群现在已经发生了明显的变化，过程如图所示。

下列相关说法正确的是（　　）

A．地球上新物种的形成都必须先经历a过程

B．b过程的实质是定向改变种群的基因频率

C．①～⑥只能表示物种形成过程中基因突变是不定向的

D．品系1和品系2种群基因库出现了较大差异，立刻形成物种1和物种2

答案　B

解析　图中a表示由于地理隔离使原种群分成了两个不同的种群甲和乙，物种的大爆发不是通过上述途径形成的，人工诱导多倍体新物种的形成也不用经过途径a形成；①②③④⑤⑥表示变异，它包括基因突变、基因重组和染色体变异，为生物的进化提供了原材料；b过程表示自然选择，它会使种群的基因频率发生定向改变；品系1和品系2还是同一物种，要经过长期进化产生生殖隔离后，才能形成物种1和物种2。

二、共同进化与生物多样性的形成

1．共同进化

（1）共同进化的含义：

指生物的不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。

（2）生物与生物之间的共同进化

①某种兰花具有细长的花矩

某种蛾类具有细长的吸管似的口器。

②斑马的奔跑速度加快

猎豹的奔跑速度加快。

（3）生物与环境之间的共同进化

由于原始大气中没有氧气，所以那时生物的呼吸类型只能是无氧呼吸；当地球上出现了进行光合作用的生物以后，才使大气中有了氧气，为进行有氧呼吸生物的出现创造了条件；同时也随着大气中氧气含量的上升，臭氧层逐渐形成，为生物的登陆创造了有利的条件。

（4）共同进化的原因：

生物与生物之间的相互选择和生物与无机环境之间的相互影响。

2．生物多样性的形成

（1）内容：

基因多样性、物种多样性、生态系统多样性。

（2）形成原因：

生物的进化。

（3）研究生物进化历程的主要依据：

化石。

3．生物进化历程中的几个关键事件

（1）有性生殖的出现，实现了基因重组，加快了进化速度。

（2）第三极——消费者的出现，使生态系统具有更复杂的结构；对植物的进化产生重要影响。

（3）生物的登陆改变着陆地环境。

4．生物进化理论在发展

（1）中性突变学说：

大量的基因突变是中性的，决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择。

（2）间断平衡学说：

物种形成并不都是渐变的过程，而是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。

例3

　生物的共同进化，可以从哪些方面表现出来（　　）

①同种生物之间　②不同种生物之间　③生物与无机环境之间　④亲代与子代之间

A．①③B．②④C．②③D．①④

答案　C

解析　生物的共同进化可表现为不同物种之间及生物与无机环境间。

例4

　下列关于生物进化的叙述，正确的是（　　）

A．在进化地位上越高等的生物，适应能力越强

B．生态系统多样性形成的原因可以概括为共同进化

C．生物多样性包括基因多样性、物种多样性和变异多样性

D．最早登陆的生物是适应陆地生活的原始的两栖类

答案　B

解析　不同的生物适应不同的环境，进化地位上越高等的生物，适应能力不一定越强；生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性；最早登陆的生物为植物，主要是蕨类植物。

1．判断正误

（1）物种的形成可以不经过隔离（　　）

（2）隔离产生后，自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用是有差别的（　　）

（3）只要能够交配便是同一物种（　　）

（4）捕食者的存在不利于被捕食者的生存（　　）

（5）共同进化只能发生在生物与生物之间（　　）

（6）生物进化理论已停滞不前，不再发展（　　）

答案　

（1）×　

（2）√　（3）×　（4）×　（5）×　（6）×

2．（2019·淄博高一检测）如果有两个小群体的动物，在形态结构上相近，它们必须具备下列哪一特征才能归为一个物种（　　）

A．它们的食物种类要相同

B．它们必须分布在同一地理区域内

C．它们的毛色一定相同

D．能相互交配繁殖并产生可育后代

答案　D

解析　物种是指在自然状态下能相互交配并且产生可育后代的一群生物，它们的外部形态非常相似，但并不都分布在同一区域内，可由多个种群组成，D项正确；而食物种类、分布区域及毛色不是判断生物是否属于同一物种的依据，A、B、C项错误。

3．新物种形成最显著的标志和生物进化的标志分别是（　　）

①具有了特殊的形态结构　②改变了种群基因频率③具有了一定的生理功能　④产生了生殖隔离

A．①②B．③④

C．④②D．①④

答案　C

解析　生殖隔离一旦产生就阻碍了基因的交流，从而产生新物种；自然选择使种群的基因频率发生定向改变，从而导致生物进化。

4．原始生命出现之后，最可能符合生物进化趋势的是（　　）

A．光合作用→无氧呼吸→有氧呼吸

B．无氧呼吸→有氧呼吸→光合作用

C．有氧呼吸→光合作用→无氧呼吸

D．无氧呼吸→光合作用→有氧呼吸

答案　D

解析　原始大气中不存在氧气，所以首先出现的是进行无氧呼吸的厌氧生物。

随着光合作用的出现，原始大气中有了氧气，为有氧呼吸生物的出现提供了条件。

5．加拉帕戈斯群岛由许多互不相连、彼此独立的小岛组成。

1835年，达尔文在该群岛发现地雀有13种，下图表示这13种地雀之间的进化关系。

请回答下列问题：

（1）从图中可以看出这些不同种的地雀都是由________这一共同祖先进化而来的。

（2）每一种地雀都有其特定的觅食场所，这些场所分布在不同的小岛上。

每一种地雀喙的大小、形状、尺寸等性状

存在差异，这是由于各小岛上不同的________环境因素作用的结果。

该因素在地雀的进化过程中起到了______的作用。

（3）由于各小岛彼此独立，生活在这些小岛上的原始地雀之间存在着________隔离。

在长期的进化历程中，各个小岛上的地雀分别累积各自的有利变异，从而彼此之间逐渐形成________隔离，最终形成了地雀新种。

（4）若某个小岛上的地雀均为莺雀，则该小岛上的全部莺雀个体称为________，这是生物进化的____________。

（5）加拉帕戈斯群岛上的13种地雀体现了生物的______多样性。

答案　

（1）南美洲地雀　

（2）食物　自然选择　（3）地理生殖　（4）种群　基本单位　（5）物种

[对点训练]

题组一　隔离与物种的形成

1．下列关于物种的叙述，正确的是（　　）

A．不同种群的生物肯定不属于同一物种

B．物种是能相互交配的一群生物个体

C．隔离是形成新物种的必要条件

D．在新物种形成过程中必须有地理隔离和生殖隔离

答案　C

解析　同一物种的个体不但能相互交配，而且能产生可育的后代；不同种群的生物若能交配并能产生可育后代，说明它们属于同一物种；爆发式形成新物种时可以不经过地理隔离。

2．下列关于地理隔离和生殖隔离的说法，不正确的是（　　）

A．生殖隔离不一定是地理隔离的必然结果

B．存在地理隔离的两个种群，如果人为地放在一起，一定不能相互交配产生可育后代

C．生殖隔离产生的关键原因是种群基因库的差异

D．不同的物种之间一定存在生殖隔离

答案　B

解析　存在地理隔离的两个种群，如果环境条件相差不大，也可能没有出现生殖隔离，仍属于同一物种，若人为地放在一起，由于不存在生殖隔离仍能产生可育后代，B错误。

3．（2019·山西大学附中诊断）澳洲某小岛上生活着两种棕榈科植物。

研究认为：

在200万年前，它们的共同祖先迁移到该岛时，一部分生活在pH较高的石灰岩上，开花较早；另一部分生活在pH较低的火山灰上，开花较晚。

由于花期不同，不能相互受粉，经过长期演变，最终形成两个不同的物种。

下列有关分析正确的是（　　）

A．土壤酸碱度的选择作用，诱发个体产生不同的变异

B．基因突变产生新的等位基因，导致种群基因频率定向改变

C．花期不同阻止了基因交流，最终形成了生殖隔离

D．若将这两种植物种植在相同环境中，它们能杂交产生可育后代

答案　C

解析　变异是不定向的，在环境变化之前就已经产生，土壤酸碱度这一特定的环境只是对不定向的变异起了选择作用，而不是诱发了生物变异，A项错误；基因突变产生的新基因是原基因的等位基因，可能使种群的基因频率发生改变，但没有定向性，自然选择导致基因频率发生定向改变，B项错误；由于花期不同，不能相互受粉，说明两个物种间存在生殖隔离，C项正确；因这两个物种间存在生殖隔离，所以，若将这两种植物种植在相同环境中，它们不能交配，或者能杂交但不能产生可育后代，D项错误。

4．某地区有一种桦尺蠖，其体色受一对等位基因控制，其中黑色（S）对浅色（s）是显性，1870年以来，S基因频率的变化如下表，有关叙述中正确的是（　　）

年份

1870

1900

1930

1960

1990

S基因频率/%

10

50

65

50

12

A.1870年，种群中浅色个体的比例为90%

B．从1900年至1960年，该物种始终没有进化

C．到1990年，该桦尺蠖已经进化成了两个物种

D．自然选择导致S基因频率定向改变

答案　D

解析　1870年，S基因频率为10%，s基因频率为90%，所以种群中浅色个体的比例为90%×90%＝81%，A错误；1900年至1960年，S基因频率在不断改变，生物进化的实质是种群基因频率的改变，故该物种发生了进化，B错误；新物种形成的标志是产生生殖隔离，C错误；自然选择导致S基因频率发生定向改变，D正确。

5．下图表示渐进式新物种形成的基本环节，下列对图示分析正确的是（　　）

A．图中A表示基因突变和基因重组，为进化提供了原材料

B．图中B表示地理隔离，地理隔离使种群间基因交流受阻

C．图中C表示生殖隔离，指两种生物不能交配

D．种群基因型频率的定向改变是新物种形成的前提条件

答案　B

解析　基因突变、基因重组和染色体变异为生物进化提供原材料，A错误；地理隔离使种群间基因交流受阻，当地理隔离导致种群基因库的差别较大时，产生生殖隔离就形成了新的物种，B正确；生殖隔离是指自然状态下，个体间不能交配或者交配后产生的后代不育，C错误；据图可知，新物种形成的前提是种群基因频率的改变，D错误。

6．下图表示一个亲代种群由于地理隔离（河流和山脉）形成了两个新的种群，进而进化为两个新物种的过程。

下列相关叙述错误的是（　　）

A．地理隔离导致种群1、2与亲代种群之间不能发生基因交流

B．种群1、2出现不同的突变和基因重组，相互间无影响

C．种群1、2承受不同的选择压力，适应环境的个体被保留

D．由于种群1、2基因库中没有相同的基因，导致生殖隔离

答案　D

解析　在长期的自然选择作用下，种群1、2的基因库会形成明显的差异，并逐步出现生殖隔离，而不是基因库中没有相同的基因，D错误。

题组二　共同进化与生物多样性的形成

7．生物多样性是共同进化的结果，下列事实中不属于共同进化的是（　　）

A．随着工业的发展，大量温室气体排放，导致全球气温升高

B．随着光合生物的出现，大气中有了氧气，为好氧生物的出现创造了条件

C．生活在草原上的斑马和猎豹都能迅速奔跑，是长期相互选择的结果

D．4亿年前形成了原始的陆生植物，随后出现了适应陆地生活的动物

答案　A

解析　随着工业的发展，大量温室气体排放，导致气温升高，属于环境污染，不属于共同进化。

8.安第斯山区有数十种蝙蝠以花蜜为食。

其中，长舌蝠的舌长为体长的1.5倍。

只有这种蝙蝠能从长筒花狭长的花冠筒底部取食花蜜，且为该植物的唯一传粉者。

由此无法推断出（　　）

A．长舌有助于长舌蝠避开与其他蝙蝠的竞争

B．长筒花可以在没有长舌蝠的地方繁衍后代

C．长筒花狭长的花冠筒是自然选择的结果

D．长舌蝠和长筒花相互适应，共同进化

答案　B

解析　由题干信息知，长舌蝠为长筒花的“唯一传粉者”，体现了二者的共同进化，相互依赖关系，故在没有长舌蝠的地方长筒花因不能传粉而无法繁衍后代，长舌蝠独具的“长舌”可有效避开与其他蝙蝠间的竞争，长筒花狭长花冠筒等生物性状的形成是长期自然选择的结果，故A、C、D项正确，B项错误。

9．（2019·江苏，7）下列关于生物进化的叙述，错误的是（　　）

A．某物种仅存一个种群，该种群中每个个体均含有这个物种的全部基因

B．虽然亚洲与澳洲之间存在地理隔离，但两洲人之间并没有生殖隔离

C．无论是自然选择还是人工选择作用，都能使种群基因频率发生定向改变

D．古老地层中都是简单生物的化石，而新近地层中含有复杂生物的化石

答案　A

解析　种群中每个个体只含有这个物种的部分基因，不可能含有全部基因，A错误；亚洲与澳洲之间存在地理隔离，但两洲人之间仍可婚配产生可育后代，二者之间并没有生殖隔离，B正确；无论是自然选择还是人工选择作用，都会淘汰部分个体，从而使种群的基因频率发生定向改变，C正确；生物进化是从简单到复杂，因此越古老地层中生物越简单，越新近的地层中生物的结构越复杂，D正确。

10．以下关于生物变异和生物进化的叙述，不正确的是（　　）

A．种群基因频率发生改变，生物一定会进化

B．不同物种之间、生物与环境之间共同进化导致生物多样性形成

C．生物多样性包括基因多样性、种群多样性和生态系统多样性

D．有性生殖的出现实现了基因重组，这明显加快了生物进化的速度

答案　C

新学期教学工作解析　生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性，C错误。

11．下列叙述与现代生物进化理论相符的是（　　）

A．施用农药可使害虫种群的抗药基因频率提高

教师教材学生B．生物体所发生的变异都可为进化提供原材料

数学打电话教学反思C．基因频率的改变一定会导致新物种的形成

D．物种是生物进化和繁殖的基本单位

教学诊断答案　A

校长在家长会上的讲话解析　施用农药后通过其选择作用可使害虫种群的抗药基因频率提高；只有可遗传的变异才能为生物进化提供原材料；基因频率的改变可引起生物进化，但不一定会导致新物种的形成；种群是生物进化和繁殖的基本单位。

12．荷兰遗传学家研究一种月见草的遗传时，发现一株月见草细胞中的染色体数目由原来的2n＝24（条）变成4n＝48（条），成为四倍体植株。

该四倍体植株与二倍体植株（　　）

A．属于两个物种，因为二者之间杂交不能产生可育的后代

B．属于两个物种，因为二者之间不能杂交产生后代

整百,整千加减法教学反思C．属于同一物种，因为二者的染色体是同源的

D．属于同一物种，因为二者之间可以杂交产生后代

昆虫记阅读题及答案答案　A

暑假放假时间2019小学解析　月见草的四倍体（4n＝48）是可育的，能够交配并产生可育后代，所以为一个新的物种，但二倍体与四倍体杂交后产生的三倍体是不育的，所以二倍体与四倍体存在生殖隔离。

[综合强化]

校长在家长会上的讲话13．科学家曾成功下潜至马里亚纳海沟进行科学考察，在近万米的海底，科学家们惊奇地看到比目鱼和小红虾在游动。

请回答下列相关问题：

智能文明答案

（1）马里亚纳海沟中所有的比目鱼组成了一个________。

（2）几百万年前的海沟下与海沟上的比目鱼还是属于同一物种，但由于马里亚纳海沟中的比目鱼群体长期与较浅海域的比目鱼缺乏基因交流，最终会产生______隔离，造成这种现象的两个外部因素是________和________。

（3）从变异的来源看，比目鱼的种类具有多样性的根本来源是__________________。

（4）由于地质巨变，最终人类只抢救了一对马里亚纳海沟中的比目鱼，通过人工繁殖，最终产生一个新的比目鱼种群，则此种群的基因库中的基因数量与原种群相比要________。

（5）下图表示某群岛A、B、C、D四个物种及其演化过程。

A物种演变为B、C两个物种的过程包括______________________、______________和______________三个环节。

由A物种演变为B、C两个物种，其内在因素是生物体的________发生了改变。

答案　

（1）种群　

（2）生殖　自然选择　地理隔离（3）基因突变　（4）少　（5）突变和基因重组　自然选择　隔离　基因

解析　

（1）马里亚纳海沟中所有的比目鱼可构成一个种群。

（2）生殖隔离是物种形成的标志，比目鱼形成不同物种，即形成了生殖隔离，其外因是自然选择和地理隔离。

（3）变异的根本来源是基因突变，因为基因突变能产生新基因。

（4）一对马里亚纳海沟中的比目鱼，通过人工繁殖，形成的种群基因库中基因数量较原种群少。

（5）物种形成的三个环节：

突变和基因重组、自然选择、隔离；物种形成的内因是生物体的基因发生改变导致种群基因库出现差异。

14．达尔文发现在南美洲加拉帕戈斯群岛的不同岛屿上生活着15种龟类（简称岛龟），它们形态各异，食性和栖息场所也各不相同，但它们都保留着南美大陆西海岸陆地龟类的痕迹（简称大陆龟），研究发现这15种岛龟就是由大陆龟进化而来的。

如图所示，图1是描述岛龟演化的模型，请分析回答下列问题：

（1）大陆龟刚开始分布到甲、乙两岛时，岛屿之间辽阔的海洋相当于________隔离；每个岛上的环境都不同，所以________的方向也不同，导致进化方向产生差异。

（2）现代生物进化理论认为生物进化的基本单位是________。

经过长期进化，分布在不同海岛上的岛龟的基因库发生很大的差异，最终出现________隔离，标志着两个新物种岛龟1和岛龟2的形成。

（3）岛龟脚趾的连趾（ww）和分趾（WW、Ww）是一对相对性状，若人为将岛龟1迁入乙岛，追踪调查50年间W和w的基因频率变化如图2，则乙岛上的岛龟1是否发生了进化？

________（填“是”或“否”），说明上述性状中____________更适应乙岛的环境。

答案　

（1）地理　自然选择　

（2）种群　生殖　（3）是　连趾

解析　

（1）当同一物种分开形成两个种群时，两者之间存在的是地理隔离；由于每个岛上的环境不同，所以自然选择的方向不同，从而导致进化的方向也不同。

（2）现代生物进化理论认为生物进化的基本单位为种群，经过长期的地理隔离最终达到了生殖隔离，标志着两个新物种的形成。

（3）通过图2中种群基因频率的变化可知，岛龟发生了进化；种群基因频率变大的等位基因控制的性状是适应环境的。

15．科学家在研究北美两种不同物种果蝇（种1与种2）的进化过程时发现，在百万年之前，北美大陆只有一种果蝇，其基因型为aabbccDDeeff。

随后不同区域的果蝇出现了不同的基因（如图）；当基因A与B同时出现在个体中会发生胚胎早亡；同样，基因C与D或E与F同时出现也有胚胎早亡现象。

请回答问题：

（1）甲地所有的果蝇构成一个________________。

北美大陆不同区域在历史阶段Ⅰ出现了基因的差异，这种变化说明基因突变的________性。

（2）果蝇最多只能飞跃邻近两地的距离。

对历史阶段Ⅰ而言，甲地与乙地果蝇之间的差异可能属于________________________________________________________________________

多样性，判断的理由是__________________________；甲、丙两地的果蝇之间的差异可能属于________多样性。

（3）甲地与戊地果蝇最终进化成两个物种，运用现代综合进化理论解释其可能的主要原因是

________________________________________________________________________。

若甲地果蝇（种1）一个基因组含有15000个基因，甲地共有果蝇50000只；戊地果蝇（种2）一个基因组比甲地果蝇多了25个新基因，戊地共有果蝇38000只。

比较两地的果蝇种群基因库的大小：

______________________________________________。

答案　

（1）种群　不定向　

（2）物种　甲、乙两地果蝇交配后代不能存活或基因不能交流（或生殖隔离）　基因（3）两地距离遥远，超越果蝇飞行距离，基因不能发生交流；两地环境不同，环境对变异的选择不同，基因频率发生不同的改变，最终导致生殖隔离　甲地大

解析　

（1）在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体称为一个种群，故甲地所有的果蝇构成一个种群。

北美大陆不同区域出现了基因的差异，说明基因突变具有不定向性的特点。

（2）由题意可知，甲、乙两地果蝇之间交配后会发生胚胎早亡，说明甲、乙两地果蝇间存在生殖隔离，他们之间的差异属于物种多样性，物种内基因和基因型的多样性叫做基因多样性。

（3）由于环境对变异的影响，加上两物种间不能进行基因交流，最终导致甲地与戊地果蝇的生殖隔离。

种群基因库是指一个种群中所有生物个体所含有的全部基因的总和，由此可知，甲地果蝇种群基因库较大。