学年高中生物第五章生物的进化第21课时生物进化和生物多样性学案苏教版必修2.docx

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学年高中生物第五章生物的进化第21课时生物进化和生物多样性学案苏教版必修2

第21课时　生物进化和生物多样性

学习目标

1．了解生物进化的历程与证据。

2.概述共同进化与生物多样性的形成。

|基础知识|

一、生物进化的历程和证据

1．生物进化的历程

时间

生物类群

35亿年前

古细菌出现

34亿～18亿年前

细菌和蓝藻为主要生物类群

古生代

真核藻类和无脊椎动物时代，原始裸子植物和原始爬行动物等陆生生物出现并进一步发展

中生代

裸子植物和爬行动物时代，原始哺乳类和原始鸟类出现

新生代

鸟类、哺乳类和被子植物大发展，诞生人类

2.生物进化的证据

化石为生物进化提供了直接证据，同源器官也是生物进化的证据之一。

二、共同进化与生物多样性的形成

1．生物多样性

（1）概念：

是指地球上所有生物、它们所包含的基因以及由这些生物与环境相互作用所构成的生态系统的多样化程度。

（2）层次：

包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。

2．共同进化　任何一个物种都不是单独进化的。

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，称为共同进化或协同进化。

3.生物的五界系统　根据生物细胞的结构特征和能量利用方式的基本差异，目前科学家将生物划分为原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界五界。

|自查自纠|

（1）生物进化的直接证据是化石和同源器官（　　）

（2）在生物进化史上，被子植物比裸子植物出现的早（　　）

（3）生物多样性包括遗传多样性、种群多样性和生态系统多样性（　　）

（4）共同进化只是指生物与生物之间的协同进化（　　）

（5）五界系统显示了生命发展史的三大阶段：

原核单细胞阶段、真核单细胞阶段和真核多细胞阶段（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）×　（5）√

|图解图说|

________________________________________________________________________

★豹与鹿的共同进化：

豹为了能捕食到猎物而不断提高自己的奔跑速度；鹿群为了生存不被捕食到，也不断提高自己的奔跑速度。

捕食者与被捕食者间共同进化。

________________________________________________________________________

从自然选择的角度解释，鹿和猎豹通过共同进化，为什么都保留了肌肉发达、行动敏捷的个体？

提示：

鹿要逃避猎豹的追捕，所以需要肌肉发达、行动敏捷，否则就会被环境所淘汰；猎豹也只有肌肉发达、行动敏捷的个体才能追捕到鹿作为食物，否则就会被饿死。

探究点一　生物进化的趋势

1．地球形成初期，原始大气中没有氧气。

随着光合细菌的出现，原始大气中才逐渐有了氧气。

谈一谈光合细菌出现的意义？

提示　光合细菌使大气中出现了氧气，使得部分厌氧型生物进化为需氧型生物；氧气的出现又形成了臭氧层，臭氧层可以吸收紫外线，使得部分水生生物成功登陆进化为陆生生物。

2．真核生物出现后，有性生殖生物逐渐出现，使得生物进化的速度大大加快，为什么？

提示　生物通过有性生殖，实现了基因重组，大大增加了生物变异的多样性。

生物进化的总趋势

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

【典例1】地球上最早出现的原始生命的新陈代谢类型最可能是（　　）

A．自养厌氧型　　B．自养需氧型C．异养厌氧型D．异养需氧型

尝试解答________

解析　原始大气中没有氧气，最早出现的生命应是厌氧型；生物进化顺序是异养到自养，最初的生命应是异养型。

答案　C

【跟踪训练】

1．下列选项中不能说明真核生物的出现在进化史上具有重要意义的是（　　）

A．为无性生殖的出现提供了可能

B．为有性生殖的出现提供了可能

C．结构和功能更加完善

D．为生物发生基因重组提供了可能

解析　原核生物也可以进行无性生殖、发生基因突变。

答案　A

探究点二　共同进化与生物多样性

斑马在觅食时由群体成员轮流担任警戒任务，一有危险便发出长嘶的警告信号；而在繁殖季节，雄性斑马又会为了争夺配偶而斗争，甚至造成死亡。

（1）斑马周身的条纹和人类的______一样，没有任何两头完全相同，这主要体现了______多样性。

（2）不同的斑马周身的条纹不同，直接原因是________，根本原因是________。

提示　

（1）指纹　遗传　

（2）蛋白质的不同　DNA的不同

（3）斑马之间在相互影响中不断进化和发展，这是否是共同进化？

为什么？

提示　不是。

共同进化发生在不同物种之间或生物与无机环境之间，同种生物之间相互影响不是共同进化。

（1）共同进化发生在不同物种之间或生物与无机环境之间，同种生物之间不存在共同进化。

（2）物种多样性不是种群多样性。

（3）生物多样性的直接原因是蛋白质的多样性，根本原因是基因的多样性；从生物进化的角度看，生物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。

【典例2】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

尝试解答________

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。

答案　D

【跟踪训练】

2．下列关于生物多样性的叙述，错误的是（　　）

A．生物多样性包括遗传多样性、种群多样性和生态系统多样性

B．一个物种的遗传多样性越丰富，对环境的适应性越强

C．遗传多样性是指地球上生物所携带的遗传信息的总和

D．生物多样性的形成是共同进化的结果

解析　生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。

答案　A

知识脉络

要点晨背

1.化石为生物进化提供了直接证据。

2.生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。

3.共同进化发生在不同物种之间和生物与无机环境之间。

4.五界系统：

原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界、动物界。

1．下列不符合生物进化历程的是（　　）

A．从单细胞到多细胞B．从简单到复杂

C．从低级到高级D．从陆生到水生

解析　生物进化历程是由水生到陆生。

答案　D

2．已知物种A的化石比物种B的化石在地层中出现的晚的多，由此可知（　　）

A．物种A比物种B数量多

B．物种A比物种B结构复杂

C．物种A一定从物种B进化而来

D．物种B一定从物种A进化而来

解析　根据生物进化的趋势，越早出现的生物越简单、越低等；物种B虽比物种A出现得早，但物种A不一定由物种B进化而来。

答案　B

3．下列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．一个物种的形成或灭绝，会影响到若干其他物种的进化

解析　物种生存在开放的环境中，受生存环境的生物因素和非生物因素的影响，不能单独进化；捕食者所吃掉的大多是被捕食者中较弱的个体，故捕食者的存在有利于被捕食种群的生存和发展；物种间共同进化的方式除生存斗争外，还有种间互助；不同的物种之间存在着不同的种间关系，它们相互影响，相互促进，一旦一种生物灭绝，会影响到与之有关的生物的生存和进化。

答案　D

4．有研究发现：

目前全球已有188种杂草中的324个生物类型对19类化学除草剂产生了抗药性。

所谓“生物类型”是指（　　）

A．种群多样性B．物种多样性

C．遗传多样性D．生态系统多样性

解析　188种杂草中的324个生物类型，指的是188种杂草中的324个品种，在遗传上有多样性。

答案　C

课后跟踪分层训练

（时间：

35分钟）

1．人们公认的生物进化的主要证据是（　　）

A．生物的个体发育过程

B．现存的各种动物

C．地层中挖掘出来的化石

D．现在生存的古老植物

解析　化石是保存在地层中的古代生物的遗体、遗迹和遗物，从地层中挖掘出来的化石是生物进化的主要证据。

答案　C

2．科学家经长期观察发现，海洋生物的进化速度比陆地生物缓慢，其原因是（　　）

A．海洋环境比陆地环境相对稳定，新的变异基因不容易被选择

B．海洋环境比陆地环境稳定，生物变异少

C．海洋生物比陆地生物低等

D．海洋中生存斗争激烈，被淘汰的生物较多

解析　相对于陆地环境来说，海洋环境比陆地环境较为稳定，海洋生物中出现的新的变异基因不容易被选择，结果就导致其进化速度缓慢。

答案　A

3．据下图回答问题：

如果环境剧变或某种植物病害爆发，生存几率最大的植物是（　　）

A．栽培小麦　　　B．栽培玉米

C．野生小麦D．野生玉米

解析　由图分析可知：

野生小麦的遗传多样性最为丰富，为进化提供了更多的原材料。

当环境发生剧变时，更容易适应环境的变化。

答案　C

4．在生物的进化历程中，捕食者与被捕食者之间的关系是（　　）

A．不利于被捕食者，使被捕食者数量减少

B．对二者均不利，双方最终都走向消亡

C．二者得失相当，和平共处

D．对二者均有利，共同进化

解析　捕食者与被捕食者之间的关系有利于捕食者，具有有利于捕食行为的变异个体更容易保留下来并逐代积累，具有不利于捕食行为的变异个体则被淘汰，有利于种群的进化；二者的关系也有利于被捕食者种群的进化，所以说捕食和被捕食的关系对二者都有利，促使二者共同进化。

答案　D

5．按在地球上出现早晚的顺序，下列正确的是（　　）

A．细菌、蓝藻、真核生物

B．蓝藻、细菌、真核生物

C．真核生物、蓝藻、细菌

D．蓝藻、真核生物、细菌

解析　根据生物进化的大致过程可知生物进化的顺序为：

原始生命、原始原核生物、原核自养生物、原核需氧生物、真核生物。

细菌属于原核生物，蓝藻属于原核自养生物。

答案　A

6．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生物与环境之间　④亲代与子代之间

A．①③B．②④

C．②③D．①④

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之间。

答案　C

7．下列哪项不是生物多样性的主要研究内容（　　）

A．生态系统多样性

B．物种多样性

C．遗传多样性

D．个体多样性

解析　生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。

个体多样性与生物多样性的含义不符，所以它不是生物多样性的主要研究内容。

答案　D

8．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，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，这是它们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

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

光合生物与环境中的氧气、好氧生物之间存在相互作用，使生物的种类多样化；斑马与猎豹相互选择，增强了奔跑能力；陆生植物与陆生动物的出现，都体现了生物与生物、生物与环境之间的相互选择，属于共同进化。

答案　A

9．昆虫的保护色越来越逼真，它们的天敌的视觉也越来越发达，结果双方都没有取得明显的优势。

这说明（　　）

A．自然选择不起作用

B．生物为生存而进化

C．双方在斗争中不分胜负

D．双方相互选择共同进化

解析　昆虫与天敌之间通过共同进化相互适应。

答案　D

10．研究结果表明，人和猿的骨骼在结构上几乎完全相同；人和猿的盲肠相似，都有蚓突；人和猿的胚胎在五个月以前也完全一样。

这些事实说明（　　）

A．人是由猿进化来的

B．人和猿有共同的祖先

C．人比猿高等

D．现代的猿也能进化成人

解析　从解剖学上，人与猿有一些相同或相似的器官，说明两者有共同的原始祖先。

答案　B

11．某种兰花有细长的花矩（右图），花矩顶端贮存着花蜜，这种兰花的传粉需借助具有细长口器的蛾在吸食花蜜的过程中完成。

下列叙述正确的是（　　）

A．蛾口器的特征决定兰花花矩变异的方向

B．花矩变长是兰花新种形成的必要条件

C．口器与花矩的相互适应是共同进化的结果

D．蛾的口器会因吸食花蜜而越变越长

解析　生物的变异是不定向的，A错误；新物种产生的必要条件是隔离，B错误；根据题干可知，口器与花矩是相互选择，共同进化的结果，C正确；口器变长是自然选择的结果，D错误。

答案　C

12．科学家用人工合成的染色体片段，成功替代了酵母菌的第6号和第9号染色体的部分片段，得到的重组酵母菌能存活，未见明显异常。

关于该重组酵母菌的叙述，错误的是（　　）

A．还可能发生变异

B．表现型仍受环境的影响

C．增加了酵母菌的遗传多样性

D．改变了酵母菌的进化方向

解析　重组后的酵母菌可发生各种变异，表现型仍受环境的影响，A、B两项正确；重组酵母菌发生了染色体结构的变异，增加了遗传的多样性，C项正确；生物进化的方向是由自然选择决定的，不会因染色体结构变异而改变，D项错误。

答案　D

13．豹的某个栖息地由于人类活动被分隔为F区和T区。

20世纪90年代初，F区豹种群仅剩25只，且出现诸多疾病。

为避免该豹种群消亡，由T区引入8只成年雌豹。

经过十年，F区豹种群增至百余只，在此期间F区的（　　）

A．豹种群遗传（基因）多样性增加

B．豹后代的性别比例明显改变

C．物种丰（富）度出现大幅度下降

D．豹种群的致病基因频率不变

解析　B项强调的是后代性别比例，引入的T区豹会引起后代个体存活率产生差异，没有迹象表明其子代不同性别生存状况有差异，所以后代的性别比例并不会受影响，B错误；由于没有生殖隔离，两个区的豹仍属于同一物种，所以并未影响物种丰富度，C错误；由于T区豹的引入增加了F区豹基因多样性，所以致病基因的基因频率一定发生了改变，D错误。

答案　A

14．如图表示几种哺乳动物的起源情况，据图回答问题。

（1）图示表明，现存的各类哺乳动物具有共同的__________。

（2）原始的哺乳动物（A）能进化成各种不同的哺乳动物，从内在原因看是由于________________________，从外部原因看是因为________________。

（3）本图示可以很好地体现生物的__________性和__________性。

（4）如果改变图中动物的生活环境，具有________________的动物能在新的环境中生存下来，而__________________的动物则被淘汰。

解析　

（1）图中显示，现存的哺乳动物具有共同的原始祖先。

（2）原始哺乳动物进化为各种不同哺乳动物的内在原因是生物的变异是多方向的，而外部原因则是生存环境的多样化。

（3）该图可显示生物的多样性和适应性。

（4）在新环境中，只有适应新环境的变异类型才能被保留下来，而不能适应新环境的变异类型则会被淘汰。

答案　

（1）原始祖先　

（2）生物的变异是不定向的　环境是多样的　（3）多样　适应　

（4）适应新环境变异　没有适应新环境变异

15．根据分类学的记载，现在地球上生活着的生物大约有200万种，但是每年都有新物种被发现。

近年来在海底3000米的深海热泉孔周围，都发现了以前没有记载的生物，这说明，生物界的物种还有待人们继续发现。

请根据以上材料分析：

（1）从分子水平看，生物的性状具有多样性的直接原因是__________________，根本原因是__________。

（2）从遗传水平看，生物新性状的出现主要是由于______________的结果，而进行有性生殖的生物，后代的不同表现型主要是______________的结果。

（3）从进化角度看，物种多样性主要是由于______________及变异、选择、遗传、隔离综合作用的结果。

解析　

（1）生物性状多样性的直接原因是蛋白质结构多样性，根本原因是遗传多样性，从分子水平看是DNA多样性。

（2）从生物的遗传来看，基因突变是生物变异的根本来源，是生物新性状出现的根本原因；进行有性生殖的生物，后代出现不同表现型主要是基因重组的结果。

（3）从进化角度看，生物物种的多样性与环境、遗传和变异、隔离等多方面有关。

答案　

（1）蛋白质结构多样性　DNA多样性

（2）基因突变　基因重组

（3）环境的多样性

16．人们在1.5亿年前的沉积物中发现了已灭绝的剑尾动物化石，对每个个体背甲的长/宽比都进行了测量，这一长/宽比用S表示。

在图A中，P曲线表示1.5亿年前该动物S值的分布。

在1亿年前的沉积物中，在三个不同地点发现了三个不同剑尾动物的群体，图B、C、D分别表示3种动物群体中S值的分布情况，请据图回答下列问题：

（1）在a、b、c三个群体中，最可能出现新物种的是________，理由是______________________。

（2）在发现该动物的三个地区中，环境最可能保持不变的是______，理由是______________。

（3）S值的变化实质是反映了__________的变化，这种变化是__________的结果，这种作用还决定了生物进化的方向。

（4）要形成新的物种必须经过______________、________________、________________三个环节。

解析　图文转换认清a、b、c三曲线与P曲线的区别之处。

其中a曲线和P曲线相似，生物的差别很小，也就是说生物的变异较小，两种化石生物的生存环境相似。

答案　

（1）c　变异类型最多，有可能出现适应环境的变异类型而形成新物种

（2）a　群体性状与1.5亿年前的群体性状最相似

（3）基因频率　自然选择

（4）突变和基因重组　自然选择　隔离