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 11页

真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 1 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)√ 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 2 |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？ 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 3 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。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 4 【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。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 5 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 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 6 (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 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 7 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．①③ B．②④ C．②③ D．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 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 8 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 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 9 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__________。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 10 (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 3 000 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： 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 11 (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