高中生物 第七章 第28课时 现代生物进化理论的主要内容课时作业 新人教版必修2.docx

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高中生物第七章第28课时现代生物进化理论的主要内容课时作业新人教版必修2

第28课时现代生物进化理论的主要内容

[目标导读]　1.解释物种的概念，并举例说明隔离在物种形成中的作用。

2.结合具体实例概述生物的共同进化和多样性的形成。

[重难点击]　物种形成的过程。

1．种群是指生活在一定区域的（即同一地点的）同种生物的全部个体。

种群是生物繁殖和进化的基本单位。

2．突变和基因重组中只有基因突变能产生新的基因，这些基因通过基因重组产生更多的基因型，为生物进化提供原材料。

3．生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，自然选择导致生物朝着一定的方向不断进化，决定了生物进化的方向。

4．生物进化的过程

课堂导入

据英国《每日邮报》网站报道，美国南卡罗来纳州诞生了世界仅有的四只白色狮虎兽。

它们的父亲是一只白狮而它们的母亲是一只白虎。

世界上大约有300只白狮和1200只白虎，而世界上大约有1000只狮虎兽，但白色的狮虎兽几乎没有。

所以这次孕育的白色狮虎兽在世界上极其罕见，也可称为世界仅有的四只白色狮虎兽。

狮虎兽是一个新的物种吗？

新物种形成的标志是什么？

探究点一　隔离与物种的形成

物种的形成要经过隔离的作用，请结合下列内容，讨论隔离在物种形成中的作用。

1．物种

（1）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称为一个物种，简称“种”。

（2）一般情况，虎和狮是不可能相遇的，也不能自然杂交，但在动物园里可生产出虎狮兽，但虎狮兽不育。

据此分析，虎和狮不是（是、不是）一个物种，虎狮兽不是（是、不是）一个新物种

2．隔离

（1）马和驴虽然能生下骡（如图所示），但骡是不育的。

因此不同物种之间一般不能交配，即使能交配也不能产生可育后代，这种现象称为生殖隔离。

（2）东北虎和华南虎属于同一种生物，但由于地理上的障碍，使得种群间不能相遇进行基因交流。

这种现象称为地理隔离。

（3）综上所述，我们把不同种群的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象叫做隔离。

3．隔离在物种形成中的作用

阅读教材120页“资料分析”，然后分析13种地雀的形成过程

（1）加拉帕戈斯群岛是由13个主要岛屿形成的，一种来自南美大陆的地雀来到这13个岛屿后，形成了13个种群，不同岛屿上的地雀种群会出现不同的突变和基因重组。

（2）由于不同的岛屿被海洋隔开，因此不同岛屿的地雀种群间存在着地理隔离，相互之间不能进行基因交流。

（3）不同的岛屿之间环境有较大差别，自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用就有差别。

（4）经过长期的进化，不同岛屿上的地雀种群的基因库有了明显的差别，即使再相遇也不能交配产生可育后代了，即出现了生殖隔离，它们形成了13个不同的地雀物种。

（5）由此可见，隔离是物种形成的必要条件，其中生殖隔离是物种形成的标志。

4．根据以上分析，物种形成的三个基本环节是：

突变和基因重组、自然选择和隔离。

归纳提炼

1．物种形成的两种方式

（1）渐变式：

经过长期的地理隔离而达到生殖隔离，形成新物种。

同一种群

多个小的种群

基因频率的改变

新的物种

（2）爆发式：

在很短时间内即可形成，如自然界中多倍体的形成。

杂种植物

新物种

2．地理隔离和生殖隔离与物种形成的关系

（1）仅有地理隔离，一旦发生某种地质变化，两个分开的小种群重新相遇，可以再融合在一起。

（2）只有地理隔离而不形成生殖隔离，能产生生物新类型（或亚种），不可能产生新物种。

（3）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，生殖隔离是物种形成的最后阶段，是物种间的真正界限。

（4）生殖隔离保持物种间的不可交配性，从而也保证了物种的相对稳定性。

活学活用

1．如图是某一条大河两岸物种演化的模型：

图中上为河东，下为河西，甲、乙、丙、丁为4个物种，请据图回答：

（1）由甲物种进化为乙、丙两个物种的两个外部条件是________和________。

（2）河东的乙物种迂回河西后，不与丙物种进化为同一物种的内部条件是____________________不同，外部条件是存在________________________。

（3）假如迂回河西的乙物种进化为丁物种，则判断丁物种是否是不同于乙物种的新物种的依据和方法是什么？

________________________________________________________________________。

答案　

（1）自然选择　地理隔离　

（2）种群的基因库　生殖隔离　（3）依据：

不同物种间存在生殖隔离；方法：

观察两个物种的生物能否自由交配，并产生可育的后代

解析　用现代生物进化理论分析物种形成的原因。

同一自然区域的甲物种，由于大河的阻隔，有的生活在河西，有的生活在河东，因河东、河西的环境条件不同，使得同一物种的两个种群的基因频率发生不同的定向改变。

由于地理隔离，河东生活的种群不能与河西生活的种群自由交配，使不同种群的基因库各不相同，并逐渐出现生殖隔离，经过长期的自然选择，原属于同一个物种的生物进化成了两个不同的物种。

因此，当乙物种迂回到河西后，不会再和丙物种共同进化为一个相同的新物种，而是各自独立进化。

迂回河西的乙物种是否进化成为丁物种，就要看乙物种和丁物种之间是否已经形成生殖隔离，即看丁物种能不能与乙物种自由交配，并产生可育的后代。

探究点二　共同进化

生物的进化不是孤立的，而是和环境及其他生物相互影响，共同进化，从而形成了生物的多样性，请讨论分析。

1．共同进化

（1）材料一　在自然界，一种植物专门由一种昆虫传粉的情形并不少见（如图1）。

兰花长着细长的花矩，为之传粉的蛾具有细长的、吸管似的口器，二者互利互惠，同生共死。

这种关系是长期共同进化的结果。

（2）材料二　

猎豹和斑马是捕食关系，被猎豹吃掉的往往是年老、病弱或者年幼的个体，这对斑马种群的进化是有利（有害、有利）的。

如果猎豹把斑马全部吃光，猎豹不能（能、不能）生存。

这说明，二者是相互促进、共同进化的。

（3）材料三　由于地球上原始大气中是没有氧气的，因此最早出现的生物都是厌氧的；最早的光合生物的出现，使得原始大气中有了氧气，这就为好氧生物的出现创造了前提条件。

这说明，生物的进化和无机环境的变化也是相互影响的。

2．由上述探讨可将共同进化归纳为：

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。

3．共同进化的意义：

共同进化是千姿百态的物种和多种多样的生态系统形成的原因。

归纳提炼

共同进化的范围及对无机环境的影响

（1）范围：

生物与生物之间的共同进化仅发生在不同物种之间，同种生物之间不存在共同进化。

（2）对无机环境的影响：

无机环境的选择作用可定向改变种群的基因频率，导致生物朝着一定方向进化；生物的进化反过来又会影响无机环境。

活学活用

2．下列选项不支持共同进化观点的是（　　）

A．昆虫和体内共生菌的关系

B．有长着细长花矩的兰花，就必有同样长着细长吸管似的口器的昆虫

C．草原上狼的灭绝造成鹿数量激增

D．随着光合放氧生物蓝藻的出现，地球上有了氧气，这为需氧型生物的出现和进化提供了条件

答案　C

解析　共同进化包括不同物种之间以及生物与环境之间的相互影响。

A、B两项都属于物种之间的共同进化，D项属于生物与环境之间的共同进化。

不同物种在进化过程中相互选择，共同进化，并非彼此孤立，狼的灭绝导致对鹿群的选择作用消失，种群质量下降，最终造成鹿群数量下降甚至灭绝。

探究点三　生物多样性的形成

1．生物多样性的理解

（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。

小贴士　生物多样性三层次之间的关系

2．生物多样性的进化历程

时期

生物类型

意义

35亿年前

古细菌

35亿年～15亿年前

蓝藻和细菌

出现了生产者和分解者

大约15亿年前

真核生物

出现了有性生殖，实现了基因重组，加快了进化速度

5.7亿～

5.0亿年前

海洋中无脊椎动物物种大爆发

出现了消费者，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

大约4

亿年前

陆生植物：

蕨类植物

陆生动物：

原始的两栖类

生物登陆改变陆地环境

至今

主要的生产者：

裸子植物和被子植物

占优势的动物类群：

鸟类和哺乳类

复杂多样的陆地生态系统逐渐形成

3.生物进化理论在发展

（1）有些学者认为：

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）有些人认为：

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。

归纳提炼

1．生物多样性的原因

（1）根本原因：

基因（DNA分子结构）的多样性。

不同DNA分子中脱氧核苷酸的数目、种类、排列顺序不同决定了DNA分子结构的多样性。

（2）直接原因：

蛋白质的多样性。

蛋白质是生命活动的承担者和体现者。

组成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构四个因素决定了蛋白质的多样性。

（3）从生物进化的角度看，生物的多样性是多种多样的环境对生物的不定向变异进行定向选择的结果。

2．生物进化的总趋势

简单→复杂，低等→高等，水生→陆生，异养→自养，厌氧→需氧，原核生物→真核单细胞生物→多细胞生物，无性生殖→有性生殖。

活学活用

3．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，进化地位越高等，说明适应环境的能力越强，但适应是有一定范围的；生物多样性中最高层次为生态系统多样性；最早登陆的生物为植物，主要是蕨类植物。

1．下列属于同一物种的是（　　）

A．生活在同一片森林中的所有食草动物

B．生活在某一地区的白种人、黄种人和黑种人

C．种植在同一块地里的二倍体水稻和四倍体水稻

D．北极熊和马来熊

答案　B

解析　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．生殖隔离的形成包括（　　）

①动物因求偶方式和繁殖期不同造成不能交配

②植物因开花季节和形态不同而不能交配

③动物胚胎发育早期死亡

④产生的杂种后代没有生育能力

A．①②B．①②③

C．①②④D．①②③④

答案　D

解析　生殖隔离包括动物因求偶方式、繁殖期不同，植物因开花季节和花的形态不同而造成不能自由交配；即使能交配，但也会在胚胎发育的早期死亡，或产生的杂种后代无生殖能力，这都属生殖隔离。

3．下列对捕食者的说法中，错误的是（　　）

A．捕食者的存在对被捕食者的进化来说是不利的

B．捕食者的存在对被捕食者来说有利于种群的发展

C．捕食者的存在有利于增加物种多样性

D．捕食者与被捕食者相互选择，共同进化

答案　A

解析　捕食者的存在对被捕食者来说有利于种群的发展，因为捕食者对被捕食者起选择作用，使生存下来的个体更适于生存斗争。

捕食者与被捕食者之间通过相互选择，共同进化。

生物多样性的形成是共同进化的结果。

4．生物多样性是共同进化的结果。

下列事实不属于共同进化的是（　　）

A．随着工业的发展，导致大量温室气体排放，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．约4亿年前出现了原始的陆生植物，随后出现了适应陆地生活的动物

答案　A

解析　共同进化是指生物与生物之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，而A选项中没有涉及到生物。

基础过关

知识点一　隔离与物种的形成

1．下列关于物种的叙述，不正确的是（　　）

A．同一物种的个体之间在自然条件下能够相互交配和繁殖，并能够产生可育后代

B．经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是物种形成比较常见的一种方式

C．区分物种有多种依据，但最主要的是看有无生殖隔离

D．不同物种的种群在自然条件下基因不能自由交流

答案　C

解析　同一物种的个体之间不存在生殖隔离，能产生可育后代；经过地理隔离会使基因库产生差异，长期进化就有可能产生生殖隔离；物种的区分依据就是看是否存在生殖隔离；不同种群间的个体，由于有生殖隔离，所以在自然条件下基因不能自由交流。

2．下列关于自然界中影响物种形成因素的叙述，不正确的是（　　）

A．突变和基因重组是物种形成的内因

B．自然选择是物种形成的外因

C．隔离是物种形成的必不可少的重要因素

D．物种的形成有的不需要经过隔离

答案　D

解析　隔离是物种形成的必要条件，生殖隔离是物种形成的标志。

有的物种如多倍体的形成可以不经过地理隔离而直接达到生殖隔离。

知识点二　共同进化

3．狼和鹿是捕食者和被捕食者的关系，从进化的角度分析下列说法，不正确的是（　　）

A．狼在客观上起着促进鹿发展的作用

B．狼的存在有利于增加物种多样性

C．鹿奔跑速度的加快可加速狼的进化

D．鹿的进化速度比狼的进化速度快

答案　D

解析　任何一个物种都不是单独进化的，不同物种之间在相互影响中共同进化和发展。

狼和鹿互为对方的生物环境，互相进行选择。

相互选择的结果使双方都朝着快速奔跑的方向进化，它们的进化速度是相当的，不能说谁快谁慢。

4．关于共同进化的表述，正确的是（　　）

A．物种可以单独进化

B．捕食者的存在对被捕食者无益

C．物种之间的共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的

D．一个物种的形成或绝灭，会影响到若干其他物种的进化

答案　D

解析　物种不能单独进化；捕食者对被捕食者起选择作用，有利于被捕食者的进化；物种间的共同进化方式多种多样，有的通过生存斗争实现，有的通过种间互助实现；一个物种的形成或绝灭必然会对其他物种产生影响。

知识点三　生物多样性的形成

5．地球上已有的生物约200万种，其中只进行无性生殖的原始种类不过1%～2%，而进行有性生殖的种类占绝对优势。

关于这一事实的叙述中，不正确的是（　　）

A．有性生殖提高了物种的变异性

B．有性生殖大大加快了生物进化的步伐

C．有性生殖出现在真核细胞起源之前

D．有性生殖形成合子，丰富了子代的遗传信息

答案　C

解析　有性生殖提高了变异频率，为生物进化提供了更多的原材料，加快了生物进化，而有性生殖是真核生物独有的生殖方式，应出现在真核生物起源之后。

6．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，进化地位越高等，说明适应现代环境的能力越强，适应是有一定范围的，生物多样性中最高层次为生态系统多样性，最早登陆的生物为植物。

能力提升

7．在北极的一个山脉中，原始的狼已经在体格和生活习性上进化成不同的变种，其中一种狼的体重较轻，四肢发达而灵活，以猎鹿为主；另一种狼的体重较重，足短而力强，常常攻击羊群。

下列叙述错误的是（　　）

A．狼的性状分歧是自然选择的结果

B．上述现象说明自然选择在一定程度上是不定向的

C．在生存斗争中，捕食者和被捕食者之间进行着相互选择

D．自然选择对不同种群的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差异很大，并逐步出现生殖隔离

答案　B

解析　狼的实例恰恰解释了自然选择是定向的，因环境不同，选择不同，导致种群基因库改变并逐渐出现生殖隔离，而且捕食者与被捕食者相互选择而共同进化。

8．原本生活在同一地域的某种群，现人为的把其分隔成A、B两个种群。

如果A种群的生活环境发生变化而B种群的生活环境保持原状，则（　　）

A．A种群进化速率比B种群快

B．A种群进化速率比B种群慢

C．两个种群进化速率一样

D．两个种群都保持原水平不变

答案　A

解析　环境变化虽然不能直接导致生物进化，但新的环境有新的选择，环境变化可通过自然选择、遗传和变异的综合作用定向改变物种的基因频率，从而实现物种的进化。

A种群的生活环境发生变化快，自然选择的作用大，种群的基因频率变化快，生物进化快。

9．关于生物进化方面的证据，下列相关叙述正确的是（　　）

A．图1四种地雀喙的差异是由于不同环境食物的刺激所致的不同变异

B．图2昆虫的两类翅形的形成是对环境的主动适应

C．图3是两种体色的桦尺蛾，它们的性状分化证实了物种形成的机制

D．图4中两种动物之间的关系对两者都是有益的，捕食者的存在有利于增加物种多样性

答案　D

解析　生物变异的产生是体内遗传物质发生改变的结果，并不是环境刺激、生物的主动适应所导致的，故A、B两项都不正确；生物性状的分化是变异的结果，并不能证实物种形成机制；生物之间的捕食关系，对捕食者和被捕食者都是有利的，二者之间相互选择，共同进化。

10．原产某地的某种一年生植物a，分别引种到低纬度和高纬度地区种植，很多年以后移植到原产地，开花时期如图所示。

回答下列问题：

（1）将植物a引种到低纬度和高纬度地区，这样原属于同一个物种的种群a、b和c之间形成____________，种群b和种群c个体之间由于花期不同，已不能正常传粉，说明已产生了________________。

（2）在对b植物的某一种群进行的调查中，发现基因型为DD和dd的植株所占的比例分别为10%和70%（各种基因型个体生存能力相同），第二年对同一种群进行的调查中，发现基因型为DD和dd的植株所占的比例分别为4%和64%，在这一年中，该植物种群是否发生了进化？

____________。

（3）现代生物进化理论认为：

____________是生物进化的基本单位，____________决定生物进化的方向；____________是物种形成和生物进化的机制。

答案　

（1）地理隔离　生殖隔离

（2）没有　（3）种群　自然选择　突变、选择和隔离

解析　根据计算可知，b植物种群的基因频率并没有改变，所以该种群没有发生进化。

种群b和种群c的生活环境是不同的，因此植物a在不同的环境中进化，形成了不同的植物b和c。

b和c个体之间由于花期不同，已不能正常传粉，说明已产生生殖隔离，形成了不同的物种。

11．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）图中五个物种中，基因库相似程度最高的两个物种最可能是________。

（2）由共同祖先进化形成上述五个不同物种的外部因素是______________和________。

（3）H、W两种物种都生活在海洋中，体形都为纺锤形的事实能够说明________________________________________________________________________。

（4）如果将W物种始终处在一个没有地理隔离的环境中，W物种将会在进化过程中分化成两个或两个以上的物种吗？

________，为什么？

____________________________________；W物种在它所生存的环境中将会进化吗？

________，为什么？

____________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）X、Q　

（2）自然选择　隔离　（3）自然选择是定向的（环境对生物的选择是定向的）　（4）不会　地理隔离是导致新物种形成的一个重要环节　会　生物在繁衍过程中会产生各种可遗传的变异，W所处的环境条件也会发生不断的变化

解析　

（1）基因库相似程度越高的生物应是亲缘关系越近的物种。

（2）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。

（3）这是一种趋同进化现象，是相同环境定向选择的结果。

（4）没有隔离就不会分化出不同的物种，但生物是随着环境的变化在不断进化的。