高中生物第7章物种进化与生物多样性的形成第4节进化论对人类思想观念的影响及其面临的挑战学案北师大版.docx
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高中生物第7章物种进化与生物多样性的形成第4节进化论对人类思想观念的影响及其面临的挑战学案北师大版
第3节 物种进化与生物多样性的形成第4节 进化论对人类思想观念的影响及其面临的挑战
1．理解并阐述物种进化与生物多样性的关系。
（重点）
2．了解进化论对人类思想观念的影响及其面临的挑战。
（难点）
一、物种进化与生物多样性的形成
1．物种的含义：
以生殖隔离为基础，同种生物个体之间可以自由交配，并能产生有生育能力的后代，而无法与其他物种进行交配。
2．新物种的形成过程
（1）长时间的地理隔离＋不同的变异和基因重组＋长时间的自然选择―→生殖隔离―→形成新物种。
（2）物种形成三部曲：
变异、选择和隔离。
3．物种进化的方式
方式
定义
举例
分歧进化
由一个原始物种经过漫长地质年代，适应不同的环境，向着不同的方向发展进化，形成许多新物种的进化方式
夏威夷蜜旋木雀的进化
趋同进化
自然选择可以作用于远缘物种使其外表极其相似，虽没有共同的祖先，却适应了相同的环境
鲨鱼与海豚的进化
4．物种进化的速率：
物种形式速率的两种模式，即渐进模式和间断平衡模式。
二、进化论对人类思想观念的影响及其面临的挑战
1．进化论改变了人们的思想。
2．进化论是现代生物学的基石。
3．进化论面临的挑战
（1）如何统一分子水平的进化和表型进化。
（2）微进化与大进化的机制是否相同。
4．生物进化在继续，进化理论在发展。
判一判
（1）物种的形成可以不经过隔离。
（×）
分析：
物种的形成必须经过生殖隔离。
（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。
（×）
分析：
能够交配并产生可育后代才是同一物种。
想一想
二倍体西瓜和四倍体西瓜杂交后得到三倍体西瓜，三倍体西瓜是一个物种吗？
为什么？
提示：
不是。
三倍体西瓜不能产生可育后代。
物种与种群
物种与种群的比较
种群
物种
概念
生活在一定区域的同种生物的全部个体。
种群是生物进化的基本单位，也是生物繁殖的基本单位
分布在一定自然区域内，具有一定的形态结构和生理功能，在自然状态下能够相互交配和繁殖，并且能够产生出可育后代的一群生物个体
范围
较小范围内的同种生物的个体
分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成
判断标准
种群是在同一地点的同种生物，它通过个体间的交配保持着一个共同的基因库
主要看形态特征和能否自由交配并产生可育后代
相互联系
一个物种可以包括许多种群（如同种鲫鱼可以生活在不同的池塘、湖泊等，形成一个个彼此被陆地隔离的种群），同一个物种的多个种群之间存在着地理隔离，长期发展下去可形成不同亚种，进而可能形成多个新物种
1．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
解析：
选D。
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；而食物种类相同、分布区域及毛色不是判断的主要依据，A、B、C项错误。
2．下列有关种群和物种的叙述，正确的是（ ）
A．同一种群的个体间可以相互交配并产生后代，同一物种的个体间也能相互交配并产生后代
B．种群是生物进化的基本单位，物种是繁殖的基本单位
C．种群的等位基因频率总是在不断变化发展，物种的等位基因频率往往保持不变
D．种群基因库的基因和物种基因库的基因是一样的
解析：
选A。
种群不仅是生物进化的基本单位，也是生物繁殖的基本单位，故B项错。
种群和物种的等位基因频率都在不断变化，所以C项错。
种群和物种是两个不同的概念，所以D项错。
隔离与物种形成
1．地理隔离与生殖隔离的比较
地理隔离
生殖隔离
区
别
概念
同一物种由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流
不同的物种间不能相互交配，即使交配成功，也不能产生可育后代
特点
自然条件下基因不能交流，一定条件下可以进行基因交流
种群间不能发生基因交流
结果
形成不同的亚种
形成不同的物种
联系
地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成的质变阶段；长期的地理隔离最终形成生殖隔离，生殖隔离是物种形成的关键，是物种形成的最后阶段
（1）两种隔离方式都使种群间的基因不能自由交流。
（2）物种的形成不一定经过地理隔离，生殖隔离是判断标准。
2．物种形成的两种方式
（1）渐变式
此方式经过长期的地理隔离而达到生殖隔离，形成新物种。
（2）爆发式
物种A物种B
此方式通过异源多倍体的染色体变异方式形成新物种，一旦出现，在很短时间内即可形成生殖隔离（基因频率改变）。
3．物种形成与生物进化的比较
物种形成
生物进化
标志
生殖隔离出现
基因频率改变
变化后的生物和原来生物的关系
新物种形成，生殖隔离，质变，属于不同的物种
生物进化，基因频率改变，量变，仍属于一个物种
联系
（1）生物进化不一定导致新物种的形成；
（2）新物种一旦形成，则说明生物肯定进化了
1．下列形成了新物种的是（ ）
A．二倍体西瓜经秋水仙素处理成为四倍体西瓜
B．桦尺蠖体色的基因频率由S（灰色）95%变为s（黑色）95%
C．马与驴交配产生了骡
D．克隆羊多利
解析：
选A。
在遗传学和进化论的研究中，把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称为一个物种。
A项中四倍体西瓜自交能产生可育后代，说明四倍体西瓜是一个物种，四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交产生的三倍体西瓜高度不育，说明两者之间存在生殖隔离，则四倍体西瓜是一个新物种；B项中基因频率发生了改变，说明生物发生了进化，但未突破种的界限，仍属于同一物种；C项中骡是不育的，不能称为一个物种；D项中克隆羊多利是经无性生殖产生的，其遗传组成基本不变，仍属于原来的物种。
2．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分化，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
解析：
选B。
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；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，要经过长期的进化产生生殖隔离后，才能形成物种1和物种2。
核心知识小结
[要点回眸]
[规范答题]
1．物种是指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．物种进化方式有分歧进化和趋同进化。
变异、选择和隔离是形成新物种的三部曲。
3．进化论改变了人们的思想，是现代生物学的基石，也面临挑战，在不断发展完善中。
[随堂检测]
1．下列关于隔离的叙述中，不正确的是（ ）
A．自然界中多数物种的形成都要经过长期的地理隔离而产生生殖隔离
B．植物多倍体物种的形成不需要经过地理隔离
C．东北虎和华南虎是经过生殖隔离而形成的两个亚种
D．不同物种的个体之间存在着生殖隔离
解析：
选C。
物种形成一般要经过长期的地理隔离，使基因库产生较大的差异，从而产生生殖隔离。
植物如受低温的影响或用秋水仙素处理后，纺锤体的形成受抑制，从而产生多倍体。
东北虎和华南虎是一个物种中两个不同的亚种，它们之间可以交配并产生可育后代，没有形成生殖隔离。
不同物种之间不能交配或交配后产生的后代是不育的，存在着生殖隔离。
2．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
解析：
选A。
种群中所有个体所含有的基因才是这个物种的全部基因，A项错误；各大洲人之间并没有生殖隔离，B项正确；无论是自然选择还是人工选择作用，都可使种群基因频率发生定向改变，C项正确；越古老的地层中的化石所代表的生物结构越简单，在距今越近的地层中，挖掘出的化石所代表的生物结构越复杂，说明生物是由简单到复杂进化的，D项正确。
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．①② B．③④
C．④② D．①④
解析：
选C。
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．油菜物种甲（2n＝20）与乙（2n＝16）通过人工授粉杂交，获得的幼胚经离体培养形成幼苗丙，用秋水仙素处理丙的顶芽形成幼苗丁，待丁开花后自交获得后代戊若干。
下列叙述正确的是（ ）
A．秋水仙素通过促进着丝点分裂，使染色体数目加倍
B．幼苗丁细胞分裂后期，可观察到36或72条染色体
C．丙到丁发生的染色体变化，决定了生物进化的方向
D．形成戊的过程未经过地理隔离，因而戊不是新物种
解析：
选B。
秋水仙素作用的原理是抑制纺锤体的形成，A错误；根据题意分析幼苗丙的染色体数为18，经秋水仙素处理加倍后形成丁，丁的染色体数目为36，幼苗丁的细胞有丝分裂后期为72，减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期为36，B正确；自然选择决定生物进化的方向，C错误；戊是四倍体，甲和乙均是二倍体，戊与甲杂交或戊与乙杂交后代均为三倍体，三倍体不育，所以戊与甲和乙存在生殖隔离，戊是新物种，D错误。
5．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，不能相互授粉，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
解析：
选C。
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的作用，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，不能相互授粉，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，或者能杂交但产生不育的后代，D项错误。
6．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，图甲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）现代综合进化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乙，则乙岛上的岛龟1是否发生了进化？
________（选填“是”或“否”），说明上述性状中____________________更适应乙岛的环境。
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）现代综合进化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）通过图乙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。
答案：
（1）地理 自然选择
（2）种群 生殖 （3）是
连趾
[课时作业]
一、选择题
1．下列关于物种的叙述，不正确的是（ ）
A．同一物种的个体可以组成一个或多个种群
B．新物种形成意味着生物能以新的方式利用环境条件
C．共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的
D．新物种形成不一定经过地理隔离
解析：
选C。
同一物种的个体由于地理隔离可以组成多个种群；新物种形成表示其性状和适应环境的能力有所改变，会以新的方式来利用环境条件；共同进化不只包括生物与生物之间的斗争，还包括生物与无机环境之间的斗争；多数物种形成需要经过地理隔离，但少数物种如多倍体形成可以不经过地理隔离。
2．马与驴为两个不同的物种，交配产生的后代骡是不育的，这种现象在生物学上称为（ ）
A．突变B．基因重组
C．生殖隔离D．地理隔离
解析：
选C。
马与驴属于不同物种，它们之间存在生殖隔离。
3．华南虎和东北虎两个亚种的形成是因为（ ）
A．地理隔离
B．生殖隔离
C．地理隔离和生殖隔离
D．基因突变和基因重组
解析：
选A。
华南虎和东北虎生活于两个不同的地方，相互之间无法交配，即是由地理隔离导致的，所以A选项正确。
4．南水北调工程可能导致南方水系中的血吸虫随水北上，专家担心血吸虫会在北方水系中形成新的亚种或物种，对北方人民的健康形成新的威胁。
假如南方的部分血吸虫来到北方，相关叙述错误的是（ ）
A．会慢慢形成新的种群
B．会因定向变异形成新的亚种或物种
C．可能与南方的血吸虫之间形成地理隔离
D．可能与南方的血吸虫之间形成生殖隔离
解析：
选B。
来到北方的血吸虫可能会形成新的种群，A正确；来到北方的血吸虫可能会形成新的亚种或物种，但不是定向变异的结果，因为变异是不定向的，B错误；来到北方的血吸虫与南方的血吸虫可能存在着地理隔离，C正确；由于地理隔离存在，两个种群之间不能进行基因交流，从而造成基因库的差异，经过长期的进化作用可能出现生殖隔离而形成新物种，D正确。
5．花生的含油量随世代的变化情况如图所示。
据图分析，选择对高含油量花生品种的产生所起的作用是（ ）
A．改变了控制产油的一对等位基因的总频率
B．改变了花生的基因库，导致新物种的产生
C．定向诱导了控制高含油量基因的突变
D．淘汰部分表现型，使高含油量基因的基因频率增大
解析：
选D。
一对等位基因的总频率之和等于1，故A错误；新物种的产生标志是出现生殖隔离，故B错误，突变是不定向的，故C错误；自然选择作用于个体的表现型，淘汰含油量低的个体，保留含油量高的个体，从而使种群中含油量高的基因频率增大，故D正确。
6．调查发现某种蜣螂提高了“生活品位”，不仅吃粪便，还取食蜈蚣、千足虫等。
与普通蜣螂相比，这种蜣螂后腿较卷曲，便于捕猎，头部较窄而长，便于进食内脏。
下列相关说法错误的是（ ）
A．从进化的角度看，这种蜣螂与普通蜣螂存在生殖隔离
B．从变异角度看，这种蜣螂后腿卷曲的出现是因为突变
C．与普通蜣螂相比较，这种蜣螂类型的形态是自然选择的结果
D．与普通蜣螂相比较，这种蜣螂种群的某些基因频率发生改变
解析：
选A。
该蜣螂与普通蜣螂还是同种生物，说明它们之间没有出现生殖隔离，故A错误；由于突变的存在，蜣螂种群中存在普通蜣螂和生活品位提高的蜣螂，由于自然选择的定向选择，使生活品位提高的蜣螂基因频率提高，故B、C、D正确。
7．下列有关生物进化和物种形成的叙述中，正确的是（ ）
A．形成新物种是生物进化的实质
B．生殖隔离一旦形成就标志着新物种的产生
C．环境条件保持稳定，种群的基因频率不会发生变化
D．共同进化仅指生物与无机环境之间的不断进化和发展
解析：
选B。
生物进化的实质是种群基因频率的改变；生殖隔离是物种形成的必要环节，是物种形成的标志；基因突变是不定向的、随机发生的，所以即使环境没有改变，也可能会发生基因突变而导致基因频率发生改变，同时个体的迁入和迁出同样会影响基因频率；生物与生物之间、生物与无机环境之间均会相互选择，共同进化。
8．假设在某一个群体中，AA、Aa、aa三种基因型的个体数量相等，A和a的基因频率均为50%。
如图表示当环境发生改变时，自然选择对基因A或a有利时，其基因频率的变化曲线。
下列有关叙述正确的是（ ）
A．甲表示当自然选择对隐性基因不利时A的基因频率变化曲线
B．乙表示当自然选择对杂合体不利时A的基因频率变化曲线
C．自然选择直接作用的是生物个体的表现型
D．有利基因的频率变化如曲线甲时，该种群已进化成新物种
解析：
选C。
如自然选择对隐性基因不利，因为有杂合体的存在，A的基因频率不可能为1，A错误；自然选择对杂合体不利时，原本A与a的基因频率不会发生变化，B错误；自然选择直接作用的是个体的表现型，进而可能影响到种群中基因频率的改变，C正确；形成新物种的标志是产生生殖隔离，而种群基因频率的改变意味着生物进化，D错误。
9．由地震形成的海洋中有大小相似的甲、乙两个小岛，某时间段内岛上鸟类种类和数量随时间变化的情况如图所示，下列有关叙述中错误的是（ ）
A．两岛上的鸟类存在地理隔离，不同种的鸟类之间存在着生殖隔离
B．甲岛较乙岛鸟种类增加更多，可能是甲岛的环境变化更大
C．两岛的鸟类各形成一个种群基因库，且两个基因库间的差异越来越大
D．两岛上鸟类的种类虽然不同，但最终两岛上鸟类的数量趋于相同
解析：
选C。
由于鸟类位于两个不同的岛上，所以两岛上的鸟类存在地理隔离，不同种的鸟类存在生殖隔离；甲岛的环境变化大，从而选择出较多的适应环境的鸟类；由于一个岛上的鸟类不属于同一物种，所以每个岛上均有较多的基因库；由图可知两岛上的鸟类数量最终趋于相同。
10．如图表示生物新物种形成的基本环节，对图示分析正确的是（ ）
A．a表示基因突变和基因重组，是生物进化的原材料
B．b表示生殖隔离，生殖隔离是生物进化的标志
C．c表示新物种形成，新物种与生活环境共同进化
D．d表示地理隔离，新物种形成一定需要经过地理隔离
解析：
选C。
突变（基因突变和染色体变异）和基因重组为生物进化提供原材料；生物进化的标志是基因频率的改变，不是生殖隔离；隔离是物种形成的条件，但有些生物没有经过地理隔离也会形成新的物种，如植物多倍体的形成。
11．达尔文在加拉帕戈斯群岛上发现几种地雀，用综合进化论解释错误的是（ ）
A．经过长期的地理隔离而达到生殖隔离，导致原始地雀物种形成现在条件下的地雀物种
B．地理隔离一旦形成，原来属于同一物种的地雀很快进化形成不同的物种
C．这些地雀原先属于同一雀种，从南美大陆迁来后，逐渐分布在不同的群岛，出现不同的突变和基因重组
D．自然选择对不同种群等位基因频率的改变所起的作用有所差别，最终导致这些种群的基因库变得很不相同，并逐步出现生殖隔离
解析：
选B。
现代综合进化论对群岛上各种地雀进化过程的正确解释是：
经过长期的地理隔离，再经过生殖隔离后逐渐进化形成的。
那些原属于同一物种的地雀，从南美大陆迁来后，在不同群岛上（地理隔离）出现不同的突变和基因重组。
由于每个岛上的食物和栖息条件互不相同，自然选择对不同种群等位基因频率的改变所起到的作用就有差别，在一个种群中，某些基因被保留下来，而在另一个种群中，被保留下来的可能是另一些基因。
久而久之，这些基因库会变得很不相同，并逐步出现生殖隔离。
生殖隔离一旦形成，原来属于同一物种的地雀就成了不同的物种。
12．现代综合进化论认为，新物种形成的必要条件是（ ）
A．基因突变 B．自然选择
C．隔离D．物种分化
解析：
选C。
现代综合进化论认为，隔离是新物种形成的必要条件。
一旦出现生殖隔离，就形成了不同的物种。
二、非选择题
13．
现有G、H、Q、W、X五个有亲缘关系的物种，它们的进化历程及亲缘关系如图所示。
（1）由共同祖先进化形成上述五个不同物种的外部因素是____________和____________。
（2）H、W两物种都生活在海洋中，体形都为纺锤形的事实能够说明________________________________________________________________________。
（3）如果W物种始终处在一个没有地理隔离的环境中，W物种在它所生存的环境中会进化吗？
________。
为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
（1）物种的形成需要经过隔离，一个物种在特定的环境中生存时，必然受到环境的自然选择。
（2）这是一种趋同进化现象，是相同环境定向选择的结果。
（3）生物是随着环境的变化在不断进化的。
答案：
（1）自然选择 隔离
（2）自然选择是定向的（环境对生物的选择是定向的）
（3）会 生物在繁衍过程中会产生各种可遗传的变异，W物种所处的环境条件也会发生不断的变化
14．回答以下问题：
Ⅰ．如图为三倍体无子西瓜育种过程：
（1）三倍体无子西瓜是高度不育的，说明了二倍体西瓜与四倍体西瓜________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）三倍体无子西瓜不育的原因是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）要使三倍体西瓜可育，可采用的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）三倍体无子西瓜是否是一个新物种？
________，原因是________________________________________________________________________。
Ⅱ．我国育种工作者利用野生黑麦与普通小麦培育了既高产又适应高原环境的八倍体小黑麦，请判断八倍体小黑麦是否为一个新物种？
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