学年高中生物第5章生物的进化第2节生物进化和生物多样性学案.docx
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学年高中生物第5章生物的进化第2节生物进化和生物多样性学案
第二节 生物进化和生物多样性
1．按照地质年代的划分，说出生物进化的基本历程。
2．依据化石研究，说出生物进化与生物多样性的关系，并了解生物多样性的层次。
（重难点）
3．理解共同进化的含义。
（难点）
生物进化的历程及共同进化和生物多样性的形成
1．生物进化的历程与证据
（1）主要进化事件（以动物为例）
35亿年前——原核细胞首次出现
21亿年前——真核细胞首次出现
5．7亿年前——多细胞生物出现
古生代奥陶纪——无脊椎动物繁盛，无颌鱼类及脊椎动物首次出现
古生代志留纪——有颌鱼类首次出现
古生代泥盆纪——昆虫、两栖类首次出现
古生代石炭纪——爬行类首次出现
中生代侏罗纪——恐龙繁盛，鸟类出现
新生代更新世——现代人类出现
（2）进化方向：
单细胞→多细胞，简单→复杂，水生→陆生，低级→高级。
（3）依据：
化石、同源器官。
2．共同进化和生物多样性的形成
（1）生物多样性
①概念：
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
③生物多样性与生物进化的关系：
生物进化―→生物多样性
（2）共同进化
①概念：
不同物种之间、生物与无机环境之间在相互选择、相互影响中不断进化和发展，这被称为共同进化或协同进化。
②意义：
关系密切的生物，一方成为另一方的选择力量，通过共同进化，都能发展出互相适应的特性。
3．五界系统
（1）分类依据：
生物细胞的结构特征和能量利用方式的基本差异。
（2）内容：
原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界。
（3）意义
①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。
②揭示了进化的三大方向：
进行光合作用的植物，为自然界的生产者；分解和吸收有机物的真菌，为自然界的分解者；摄食有机物的动物，为自然界的消费者。
据统计，曾在地球上生活过的生物种类总数可能多达5～10亿，这么多的生物从无到有，从少到多，从简单到复杂，从低等到高等，它们是如何一批批地“踏上”地球又“远离”地球，进行着“新陈代谢”的？
探讨
：
地球上生活过的生物种类非常多，科学家是怎样推测出来的？
【提示】 通过对化石的研究。
探讨
：
种类繁多的生物是如何形成的？
【提示】 通过生物的进化形成的。
探讨
：
一个物种的形成与消失，与什么有关？
【提示】 与地球上环境的变化有关。
探讨
：
生物进化的证明包括哪些方面？
【提示】 古生物学方面、比较解剖学方面。
1．生物多样性的形成过程
（1）自养型原核生物出现的意义
①生物由消耗有机物变为制造有机物。
②能产生大量氧气为需氧型生物的出现提供了条件。
（2）真核生物出现的意义
①为有性生殖的产生奠定了基础。
②推动了动植物的进化。
2．生物多样性及其之间的联系
（1）遗传（基因）多样性：
由于生物存在各种各样的变异，并且变异是不定向的，进而出现了多样性。
（2）物种多样性：
基因的多样性决定了蛋白质的多样性，基因多样性是形成物种多样性的根本原因，蛋白质多样性是形成物种多样性的直接原因。
（3）生态系统多样性：
生态系统是由生物和非生物的环境共同组成的，所以物种的多样性和无机环境的多样性共同组成了生态系统的多样性。
（4）生物多样性形成的原因
①从分子水平看
―→
②从进化的角度看
生物的变异是不定向的，而自然选择是定向的，有利的变异逐代积累，从而形成了适应环境的新类型，而环境是多变的，不同的变异类型适应不同的环境，逐渐形成了适应各种环境的多种多样的生物。
3．共同进化的实例
共同进
化类型
包含类型
实例
不同物
种之间
种间互助
蜂鸟与凤梨科
一种植物
种间
斗争
捕食
猎豹和斑马
寄生
黏液瘤病毒和兔子
竞争
作物与杂草
生物与无机环境之间
生物影响环境，
环境影响生物
地球早期无氧环境→厌氧生物→光合生物出现→空气中有氧气→需氧生物
对共同进化的理解
生物的不同物种之间，生物与无机环境之间相互影响，不断进化和发展，共同进化，如猎豹和斑马。
（1）不同物种之间相互影响：
生物生活于复杂的环境中，任何一个物种都不是单独进化的，必然要和其他生物发生关系。
在捕食与被捕食、相互帮助等关系下，它们共同发展，协同进化，增加了物种的多样性。
（2）生物与无机环境相互影响：
生物能够适应一定的环境，也能够影响环境。
生物与无机环境之间是相互影响和共同演变的。
例如：
最早的生物是厌氧的，光合生物的出现，使大气中有了氧气，为好氧生物的出现创造了前提条件。
4．生物的五界系统
（1）用进化树表示五界系统
（2）五界系统的分类依据：
根据生物细胞的结构特征和能量利用方式的基本差异划分。
（3）五界系统的特征：
原核生物界没有核膜将遗传物质与细胞质分开。
原生生物界的生物为最简单的真核生物，一般为单细胞（或多细胞群体），大部分生活在水环境中。
真菌界的生物为真核细胞，但无叶绿素，不能进行光合作用，大多营腐生生活。
植物界的生物为真核多细胞，有细胞壁；多数植物体具有根、茎、叶和繁殖器官的分化；能进行光合作用，营养方式为自养。
动物界的生物为真核多细胞，无细胞壁；大多数动物体结构复杂，具有完善的器官系统；一般能运动；营养方式为异养。
1．（2014·广东高考）某种兰花有细长的花矩（如图），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】 生物变异是不定向的，A错误；新物种形成的必要条件是隔离，B错误；口器与花矩的相互适应是共同进化的结果，C正确；生物的性状是由基因决定的，吸食花蜜不会使蛾的口器变长，D错误。
【答案】 C
2．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
1．生物进化最直接的证据是（ ）
A．分子生物学 B．比较解剖学
C．细胞学D．化石
【解析】 化石是生物的遗体、遗物、生活遗迹埋在地层中经自然界的长期作用形成的，因此它是生物进化的直接证据。
【答案】 D
2．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
3．（2016·无锡高一检测）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
4．推测地球上最早诞生的原始生命的代谢类型是（ ）
A．自养需氧型B．自养厌氧型
C．异养需氧型D．异养厌氧型
【解析】 根据新陈代谢部分的知识，有的学生会误认为最早的生命是自养型而误选。
因为原始大气中没有氧气，所以断定为厌氧型。
生命的诞生一定是在原始地球有机物极其丰富的情况下才可能完成的，最早的生命的简单结构还不足以完成把无机物转化成有机物，所以是异养型而不是自养型。
【答案】 D
5．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
课堂小结：
网络构建
核心回扣
1.生物进化的历程是：
由单细胞到多细胞，从简单到复杂，从水生到陆生，从低级到高级。
2.生物进化的最直接证据是生物化石。
3.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。
4.生命是经过极其复杂的化学过程和漫长的时间，一步步演变而来的。
5.五界生物系统包括原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界。
学业分层测评
（建议用时：
45分钟）
[学业达标]
1．（2016·南京中华中学高一期末）根据生物进化的基本历程，下列说法错误的是（ ）
A．地球最早出现的生命是古细菌
B．古生代原始裸子植物和原始爬行动物出现并发展
C．原始的哺乳类和鸟类的出现是中生代在进化史上的两个重大事件
D．人类出现于新生代的第三纪
【解析】 从生物学的角度看，人类是最高级的生物，应该出现的最晚，即新生代第四纪的更新世。
【答案】 D
2．下列叙述错误的是（ ）
A．地球上所有的植物和动物以及它们所拥有的全部基因共同构成了生物多样性
B．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
C．生物多样性是人类赖以生存和发展的基础
D．保护野生生物资源是保护生物多样性的一个重要方面
【解析】 生物多样性是由地球上所有的植物、动物和微生物及其所拥有的全部基因与各种各样的生态系统共同构成的。
故A项叙述不完整。
【答案】 A
3．（2016·盐城高一检测）按照动物进化历程进行排序（ ）
①原始单细胞动物 ②古代鱼类 ③原始两栖类
④原始无脊椎动物 ⑤原始爬行类 ⑥原始鸟类和哺乳类
A．①④②③⑤⑥ B．①②③④⑤⑥
C．④①②③⑤⑥D．①②④⑤③⑥
【解析】 生物进化的顺序是由单细胞到多细胞，由简单到复杂，由水生到陆生，由低级到高级逐渐进化而来的。
【答案】 A
4．（2016·长沙高一检测）下列关于生物多样性的叙述中，正确的是（ ）
A．生物多样性就是指物种多样性
B．就地保护是保护生物多样性的有效措施之一
C．外来物种入侵增加了本地生物多样性
D．保护生物多样性意味着禁止对生物资源的开发利用
【解析】 生物多样性是指遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性，故A错误。
就地保护是保护生物多样性的有效措施之一，故B正确。
外来物种入侵可能会导致本地生物多样性减少，故C错误。
保护生物多样性不是禁止对生物资源的开发利用，而是要合理开发利用，故D错误。
【答案】 B
5．（2016·南京高一检测）通过化石的研究表明，恐龙等生物曾在地球上生存过较长一段时期，但后来灭绝了，能够解释这些物种短暂生存的最充分理由是（ ）
A．这些物种不会发生变异
B．恐龙与环境斗争的结果使恐龙发生了变化
C．这些物种缺乏具有适应环境的可遗传的变异
D．环境变化导致这些物种的绝灭
【解析】 任何生物都有不定向的变异，并且生物与环境之间不断进行生存斗争，由于恐龙缺乏适应环境的变异，而被自然环境淘汰。
【答案】 C
6．（2016·济宁高一检测）毛泽东在《沁园春·长沙》中写下了这样优美的诗句：
“鹰击长空，鱼翔浅底，万类霜天竞自由。
”该诗句艺术地展示了（ ）
A．生物的多样性B．生物的适应性
C．生物的遗传和变异性D．生物的进化规律
【解析】 诗句的后半部分是对前半部分的概括，诗句的本意是说，祖国山河无比壮观，在这里生活着各种各样的生物，它们千姿百态，把大自然装扮得绚丽多彩。
【答案】 A
7．下列有关生物进化历程的叙述中，不正确的是（ ）
A．随着真核细胞的出现和发展，动植物开始出现分化
B．地球上的鸟类和哺乳类是由古代爬行类进化而来的
C．真核生物通过有丝分裂和有性生殖，推进了生物进化速度
D．病毒结构比较简单，因此在进化上应早于细胞出现
【解析】 真核生物在结构和功能上更加完善，通过有丝分裂和有性生殖，实现了基因重组，增强了生物的变异性，推动了生物进化速率，随着真核生物的出现和发展，动植物开始出现分化，生物进化的一般规律是由简单到复杂、由低级到高级，由无细胞结构到有细胞结构，病毒必须寄生在活细胞内，所以病毒不会早于细胞出现。
【答案】 D
8．五界学说在各界生物相互关系方面，反映出真核多细胞生物进化的三大方向是指（ ）
A．植物界、动物界和原生生物界
B．原核生物界、原生生物界和真菌界
C．植物界、动物界和真菌界
D．原核生物界、真菌界和动物界
【解析】 五界学说将生物分成原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界。
在各界生物相互关系方面，反映真核多细胞生物进化的三大方向是指植物界、动物界和真菌界，在这一点上要注意与五界学说在生物发展史方面显示的生物进化的三个阶段区别开来。
【答案】 C
9．如果环境剧变或某种植物病害爆发，下图所示的哪种植物的生存几率最大（ ）
玉米和小麦变种的遗传多样性
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
10．（2016·衡水高一检测）果蝇的自然群体中，第Ⅱ染色体的变化很多，现在把有变化的第Ⅱ染色体的纯合子列在下表中，试分析说明下列问题：
果蝇的第Ⅱ染色体的各种类型在不同温度中的生活力
数量
第Ⅱ染色体
的各种类型
25.5℃
21℃
16.5℃
标准型
100
100
100
A
99
98
100
B
95
89
87
C
92
109
109
（1）从表中可以看出，在不同温度中，第Ⅱ染色体的不同类型的生活力__________。
（2）在25.5℃时，__________的生活力最强，在21℃时__________的生活力最强。
在16.5℃时，__________的生活力最强。
（3）由此得出的结论是：
①_________________________________________；
②______________________________________________________________。
【解析】 本题主要考查基因突变为生物进化提供原材料的知识。
（1）从表中可以看出，在不同温度中，第Ⅱ染色体的不同类型的生活力不同。
（2）25.5℃时标准型的生活力比变异类型A、B、C生活力强，但在21℃和16.5℃时，变异类型C的生活力就比其他类型强。
（3）由此可得出结论：
变异多害少利，可作为生物进化的原材料，变异的有利与有害取决于所处的环境。
【答案】
（1）不同
（2）标准型 C C
（3）变异是不定向的，基因突变是生物进化的原材料 突变的有利与否，随所处的环境而异
[能力提升]
11．原生生物界的细胞类型和数目的特征是（ ）
①细胞类型为真核细胞
②细胞类型为原核细胞
③细胞数目为单细胞或群体
④细胞数目为单细胞
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
【解析】 原生生物是最简单的真核生物，该类生物可以单细胞生存，也可以群体生存。
【答案】 A
12．如图表示生物多样性的三个不同层次，下列叙述正确的是（ ）
A．图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示遗传多样性、种群多样性和生态系统多样性
B．图Ⅰ说明基因重组导致多种等位基因的产生，从而形成遗传多样性
C．图Ⅱ反映出生殖隔离的生物可以在同一个环境中相对稳定地共存
D．图Ⅲ反映出的河流、森林和城市生态系统具有相同的气候特点
【解析】 生物多样性包括物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性。
遗传多样性归根到底是由基因突变产生的，各种生态系统因其处在不同的地理位置和生态环境中而具有不同的气候特点。
【答案】 C
13．（2016·杭州高一检测）蓍草是菊科植物的一种。
采集同一山坡不同海拔高度的蓍草种子，种在海拔高度为零的某一花园中，植株高度如下图。
下列叙述中，正确的是（ ）
A．原海拔高度不同的蓍草株高的差异表现出物种多样性
B．不同海拔高度蓍草之间不能杂交或杂交不育
C．研究遗传差异是否影响蓍草株高，需原海拔处的数据
D．图示结果说明蓍草株高的变化受到花园环境的影响
【解析】 原海拔高度不同的蓍草株高的差异是生存环境不同导致的，但仍是同一物种，A错误；不同海拔高度蓍草是同一物种，能够杂交，B错误；若研究遗传差异是否影响蓍草株高，还需原海拔处的株高数据，C正确；图示的自变量是海拔高度，不是花园环境，D错误。
【答案】 C
14．（2016·杭州高一检测）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．如图表示五界系统进化树示意图，分析回答：
（1）该分类系统主要是根据生物______________和______________的基本差异，将生物界划分为五界。
（2）从生物发展史方面来分析，显示了生物进化的三个阶段，即____________阶段、____________阶段和____________阶段。
（3）从各界生物相互关系方面来分析，反映了真核多细胞生物进化的三大方向：
进行光合作用的________，属于________；分解和吸收有机物的________，属于____________；摄食有机物的________，属于________。
（4）①和④的营养方式特征分别为________和________；②的细胞类型特征为__________；③的细胞数目特征为____________；⑤的运动特点为___________________________________________________________________。
【解析】 本题考查五界系统的有关内容。
（1）分类依据是细胞的结构特征和能量利用方式的不同。
（2）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。
又显示了进化的三大方向：
进行光合作用的植物，为自然界的生产者；分解和吸收有机物的真菌，为自然界的分解者；摄食有机物的动物，为自然界的消费者。
【答案】
（1）细胞的结构特征 能量利用方式
（2）原核单细胞 真核单细胞 真核多细胞
（3）植物 生产者 真菌 分解者 动物 消费者
（4）自养或异养 自养 真核细胞 单细胞或多细胞 大多数能自由运动，少数营固着生活
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