高中生物第2章化与生物多样性进化与生物多样性第1节、第2节生物多样性简介、生物多样性的形成学案中图版必修2 14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 第二章 进化与生物多样性 第一节 生物多样性简介 第二节 生物多样性的形成 1．通过探究活动，阐述生物的遗传多样性。 2．了解物种形成的两种方式。 3．了解生物多样性的形成原因。 4．生物多样性的三个层次及相互关系。(重点) 生 物 的 多 样 性 1．生物多样性简介 生物的多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。 2．遗传多样性 (1)概念：物种内不同种群和个体间的遗传变异总和，也称为基因多样性。 (2)层次 ①分子水平的多样性分为 DNA 的多样性和蛋白质的多样性，且个体间 DNA 的差异比蛋白 质大；种群间的个体差异比种群内的个体差异大，种群间的遗传分化程度高。 ②细胞水平的多样性主要指染色体的多样性。 ③个体水平的多样性是指表现型的多样性，表现型的多样性反映的是基因型的多样性。 3．物种多样性 (1)表现：是物种水平的生物多样性，用一个区域的物种种类的丰富程度和分布特征来 衡量。 (2)内容 物种多样性的现状、物种多样性的形成、演化及维护机制。物种多样性是生物多样性最 直观、最基本的表现。 4．生态系统多样性 (1)概念：生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样化，以及生态系统内生境差异和 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 生态过程的多样性。生境主要是指无机环境。 (2)与其他两个层次的联系：一般说一个物种的种群越大，它的遗传多样性就越丰富， 从而导致了物种多样性，物种多样性与多种多样的生境构成了生态系统多样性。 [合作探讨] 探讨 1：生物多样性就是指“生物物种”的多样性对吗？ 提示：不对。生物多样性不仅指“生物物种”的多样性，还包括基因多样性、生态系统 多样性。 探讨 2：据研究，从来源于不同区域的 12 头大熊猫体内提取 36 种蛋白质进行对比，发 现其中只有一种蛋白质具有多态性，这说明大熊猫具有什么特性？ 提示：蛋白质是由基因控制合成的，36 种蛋白质只有一种蛋白质具有多态性，说明大 熊猫的遗传多样性较低。 探讨 3：导致物种多样性锐减的主要原因是什么？ 提示：生物生存环境的改变和破坏。 [思维升华] 1．生物多样性的构成 生物圈内所有的植物、动物和微生物及它们所拥有的全部基因和各种各样的生态系统。 2．生物多样性的三个层次及其关系 1．下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(基因)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 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 D．图Ⅲ反映出的河流、森林和城市生态系统具有相同的小气候特点 【解析】 A 项， 图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示遗传多样性、物种多样性和生态系统多样 性三个层次，A 项错误。B 项，基因重组不会产生新基因，只会产生新的基因型，B 项错误。 D 项，不同的生态系统可以形成不同的气候特点，D 项错误。 【答案】 C 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三个层次。下列有关生 物多样性的描述及其所属层次不相符的是( ) 【导学号：73730087】 选项 生物多样性的描述 层次 A 班上同学中，有人是双眼皮，有人是单眼皮 遗传多样性 B 美国纽约市的居民中有白人、黑人和黄种人 物种多样性 C 江苏境内除有平原外，还有丘陵、湖泊和沼泽等 生态系统多样性 D 校园里既有开白花的菊花，也有开红花的玫瑰花等 物种多样性 【解析】 区分遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性的方法主要是判断描述对象 属于哪个层次：遗传多样性常常描述的是同一物种的多样表现，物种多样性的描述对象是物 种的类型，而生态系统多样性的描述对象是生态系统。人的双眼皮和单眼皮属于相对性状， 由不同的基因控制，属于遗传多样性，A 正确。白人、黑人和黄种人属于同一物种，不存在 生殖隔离，肤色差异体现的是遗传信息的差异，属于遗传多样性，B 错误。平原、湖泊和丘 陵等属于不同的生态系统，体现了生态系统的多样性，C 正确。菊花和玫瑰花属于不同物种， 这体现了物种的多样性，D 正确。 【答案】 B 生 物 多 样 性 的 形 成 1．物种是生物存在的基本方式。物种的形成是新基因库产生和发展的基础，生物多样 性的形成集中反映在物种的形成上。 2．生物的生活受到无机环境和其他生物的影响，并与其他生物保持相互协调、相互选 择、协同进化。 3．一个物种是对另一个物种的继承和发展，又为下一个物种的发展奠定了基础。因此， 现在地球上的所有生物都起源于共同的原始祖先。 4．物种的形成过程就是生物多样性的增加过程，随着物种多样性的增加，生物的分布 范围增大，分布的生境类型增多，形成了生态系统的多样性。 5．物种形成的方式 (1)渐变式物种形成 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 一个物种的种群生存条件发生变化，它的命运决定于它的遗传多样性。遗传多样性越丰 富，进化的可能性越大。这种进化要经过长期的地理隔离而达到生殖隔离，形成新物种。 (2)爆发式物种形成 由于个体的染色体结构变异、染色体加倍以及远缘杂交，再经自然选择而成为新的物种。 [合作探讨] 探讨 1：若生物发生了进化，是否一定形成了新的物种？ 提示：只要种群的基因频率发生改变，生物就发生了进化，若未产生生殖隔离则没有形 成新物种。 探讨 2：下图为小黑麦的培育过程： 由远源杂交得到小黑麦的过程，是什么育种方式？小黑麦有几个染色体组，与黑麦、普 通小麦属于一个物种吗？ 提示：多倍体育种，8 个染色体组，不属于一个物种。 [思维升华] 1．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。 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 2．生物多样性的形成过程 生物多样性的形成过程，也就是生物进化的过程，在这个过程中，自然选择决定着生物 的发展方向。 3．生物多样性成因分析 (1)从分子水平看 DNA(基因)多样性――→ 转录 翻译 蛋白质多样性(直接原因)→生物性状多样性 (2)从进化角度看 物种多样性与生态系统多样性主要是生物的不定向变异与定向选择在进化过程中共同 作用的结果。 4．共同进化类型 共同进化 类型 包含类型 举例 不同物 种之间 互利共生 豆科植物与根瘤菌 捕食 猎豹和斑马 寄生 黏液病毒和兔子 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 地球最早是无氧环境→厌氧生 物→光合生物出现→空气中有 了氧气→出现好氧生物 5.生物进化和物种形成的区别 内容 物种形成 生物进化 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 6 标志 生殖隔离出现 基因频率改变 变化后的生物与原 生物的关系 新物种形成，生殖隔离， 质变 生物进化，基因频率定 向改变，量变 二者联系 ①只有不同种群的基因库产生了明显差异，出现 生殖隔离才形成新物种；②进化不一定产生新物 种，新物种产生一定存在进化 物种形成与两种隔离的关系 物种的形成必须经过生殖隔离，但不一定要经过地理隔离。仅有地理隔离不能产生新的 物种，生殖隔离才是物种形成的标志。 1. 下列有关生物多样性和进化的叙述，不正确的是( ) A．新物种的形成通常要经过突变和基因重组、自然选择及隔离三个基本环节 B．蜂鸟细长的喙与倒挂金钟的筒状花萼是它们长期共同进化形成的相互适应的特征 C．细菌在接触青霉素后会突变产生抗药性，在青霉素的选择作用下，具有抗药性的个 体生存下来 D．自然选择能定向改变种群的基因频率，决定了生物进化的方向 【解析】 细菌中原本存在各种各样的突变个体，接触青霉素后，有抗药性的突变个体 存下来了，没有抗药性的个体被淘汰，青霉素选择出了抗药突变个体，而不是细菌接触青霉 素“后”产生突变个体。 【答案】 C 2．下列四组图是关于生物进化方面的证据。下列相关叙述中，正确的是( ) A．图甲中四种地雀喙的差异是由于不同食物的刺激所致的不同变异 B．图乙中昆虫的两类翅形的形成是对环境的主动适应 C．图丙是两种体色的桦尺蠖，它们的性状分化证实了物种形成的机制 D．图丁中捕食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 【解析】 图甲中四种地雀喙的差异、图乙中昆虫的两类翅形的形成及图丙中是两种体 色的桦尺蠖都是自然选择作用的结果。 【答案】 D 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 1．关于生物进化与生物多样性的形成，错误的说法是( ) A．生物多样性的形成经历了漫长的进化历程 B．消费者的出现不影响生产者的进化 C．生物多样性的形成是共同进化的结果 D．生物的进化与无机环境的变化是相互影响的 【解析】 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。消费者 对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用，客观上起到促进生产者进化的作用。 【答案】 B 2．昆虫保护色越来越逼真，它们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。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】 生物的进化不是孤立的，而是生物与生物、生物与无机环境共同进化的结果。 【答案】 D 3．生物界形形色色、丰富多彩的根本原因在于( ) 【导学号：73730088】 A．蛋白质的多样性 B．DNA 分子的多样性 C．自然环境的多种多样 D．非同源染色体组合形式多样 【答案】 B 4．鸟类喙的大小和外形与食性有关。生活在加拉帕戈斯群岛上的四种地雀(见下图)， 其中喙最适合取食树皮裂缝中昆虫的是( ) 【解析】 生物体的形态结构与功能相适应，C 鸟的缘细长，适合取食树皮裂缝中的昆 虫。 【答案】 C 5．下列关于生物进化的叙述正确的是( ) A．自然选择可以产生新的基因从而导致种群的基因频率发生改变 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 B．生物多样性的形成也就是新物种不断形成的过程 C．生殖隔离是物种形成的必要条件，是生物进化的实质 D．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，这一事实 体现了共同进化 【解析】 只有基因突变方可产生新基因；生物多样性的内涵不仅仅包括“物种”的多 样性，还包括遗传多样性及生态系统多样性；生殖隔离是物种形成的标志，生物进化的实质 是种群基因频率的改变。 【答案】 D 学业分层测评(二十一) (建议用时：45 分钟) [学业达标] 1．下列有关生物多样性的叙述，错误的是( ) A．生物多样性主要包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次 B．生物多样性是生物进化的结果 C．生物多样性包含各种生命形式的资源 D．生物多样性的形成也就是新的物种不断形成的过程 【答案】 D 2．下列不能体现生物正在进化的是( ) A．在黑褐色环境背景下，黑色桦尺蠖被保留，浅色桦尺蠖被淘汰 B．杂交育种通过不断地自交、筛选和淘汰使得纯合矮秆抗病小麦比例越来越高 C．杂合高茎豌豆通过连续自交导致后代纯合体频率越来越高 D．青霉菌通过辐射诱变获得了青霉素产量很高的菌株 【解析】 生物进化的实质在于种群基因频率的改变，杂合高茎豌豆通过连续自交导致 后代纯合体频率越来越高，基因型的频率发生了改变，但在此过程中基因频率没有变化，因 此并没有体现出进化。 【答案】 C 3．以下关于生物变异和生物进化的叙述，不正确的是( ) A．因为种群基因频率改变，所以生物一定会进化 B．不同物种之间、生物与环境之间共同进化导致生物多样性 C．抗生素的使用使病原体产生了适应性的变异 D．有性生殖的出现实现了基因重组，明显加快了生物进化的速度 【解析】 生物进化的实质是基因频率的改变，所以种群基因频率改变，生物一定会进 化，A 正确；不同物种之间、生物与环境之间共同进化导致生物多样性，B 正确；变异是不 定向的，抗生素起选择作用，C 错误；有性生殖实现了基因重组，明显加快了生物进化的速 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 度，D 正确。 【答案】 C 4．物种多样性是用一个区域的什么来衡量的( ) A．物种种类的丰富程度 B．物种种类的分布特征 C．物种种类的丰富程度和分布特征 D．生物的遗传多样性 【解析】 物种水平的生物多样性，是用一个区域的物种种类的丰富程度和分布特征来 衡量的。 【答案】 C 5．以下不属于遗传多样性特点的是( ) A．包括表现型的多样性 B．包括染色体的多样性 C．包括 DNA 的多样性和蛋白质的多样性 D．是生物多样性最直观、最基本的表现 【解析】 本题主要考查对遗传多样性概念的理解。遗传多样性包括分子、细胞和个体 水平三个层次的多样性。分子水平的多样性分为 DNA 的多样性和蛋白质的多样性，细胞水平 的多样性主要指染色体的多样性，个体水平的多样性是指表现型的多样性，生物多样性最直 观、最基本的表现是物种多样性。 【答案】 D 6．如果某一种昆虫，缺乏适应变化着的环境所需要的变异，它可能( ) 【导学号：73730089】 A．进化为另一新物种 B．进化到更高等形式 C．退化到低级种类 D．灭绝 【解析】 根据达尔文自然选择学说即适者生存、不适者被淘汰，由于缺乏适应变化着 的环境所需要的变异，因此，昆虫灭绝。 【答案】 D 7．加拉帕戈斯群岛上不同地雀的形成过程是( ) A．地理隔离→基因突变→物种形成 B．地理隔离→突变和基因重组→生殖隔离→物种形成 C．地理隔离→自然选择→物种形成 D．地理隔离→突变、基因重组、自然选择→生殖隔离→物种形成 【解析】 突变和基因重组提供进化的原材料，自然选择使基因频率定向变化，决定进 化的方向，隔离是新物种形成的必要条件。 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 【答案】 D 8．有关遗传多样性的叙述，不正确的是( ) A．包括分子、细胞和个体三个水平 B．DNA 的多样性决定蛋白质的多样性 C．同种生物的染色体数目、形态是固定不变的 D．遗传多样性丰富的物种适应性广 【解析】 同一种生物不同种群的染色体数目、形态可能有差别。 【答案】 C 9．下列关于生物多样性的叙述，不正确的是( ) A．生物多样性是不同物种之间、生物与无机环境之间共同进化的结果 B．生物多样性的形成经历了环境对生物的定向选择过程 C．生物多样性的形成经历了漫长的进化历程 D．生物多样性的形成也就是新物种不断形成的过程 【解析】 生物多样性是生物和生物间、生物和环境之间共同进化的结果；生物多样性 的形成要经过漫长的进化历程，是环境对生物定向选择的结果；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，D 项以偏概全。 【答案】 D 10．加拉帕戈斯群岛由许多互不相连、彼此独立的小岛组成。1835 年，达尔文在该群 岛发现地雀有 13 种，下图表示这 13 种地雀之间的进化关系。 (1)从图中可以看出这些不同种的地雀都是由________这一共同祖先进化而来的。 (2)每一种地雀都有其特定的觅食场所，这些场所分布在不同的小岛上。每一种地雀喙 的大小、形状、尺寸等性状存在差异，这是由于各小岛上不同的________环境因素作用的结 果。该因素在地雀的进化过程中起到了________的作用。 (3)由于各小岛彼此独立，生活在这些小岛上的原始地雀之间存在着________隔离。在 长期的进化历程中，各个小岛上的地雀分别累积各自的变异，从而彼此之间逐渐形成 ________隔离，最终形成了地雀新种。 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 (4)若某个小岛上的地雀均为莺雀，则该小岛上的全部莺雀个体称为________。这是生 物进化的____________。 (5)加拉帕戈斯群岛上的 13 种地雀体现了生物的________多样性。 【解析】 (1)分析图示可知，这些不同种的地雀都是由共同祖先——南美洲地雀进化 而来的。 (2)喙是用来取食的，地雀喙存在差异，是由于各小岛上不同的食物环境因素作用的结 果，食物因素在地雀的进化过程中起到了自然选择的作用。 (3)由于小岛的作用，原始地雀之间存在地理隔离，在长期进化过程中由于各自变异的 积累，产生了生殖隔离。(4)生活在一定地域内的同种生物的总和称为种群，种群是生物进 化的基本单位。 【答案】 (1)南美洲地雀 (2)食物 自然选择 (3)地理 生殖 (4)种群 基本单位 (5)物种 [能力提升] 11．(2013·北京高考)安第斯山区有数十种蝙蝠以花蜜为食。其中，长舌蝠的舌长为体 长的 1.5 倍。只有这种蝙蝠能从长筒花狭长的花冠筒底部取食花蜜，且为该植物的唯一的传 粉者。由此无法推断出( ) 【导学号：73730090】 A．长舌有助于长舌蝠避开与其他蝙蝠的竞争 B．长筒花可以在没有长舌蝠的地方繁衍后代 C．长筒花狭长的花冠筒是自然选择的结果 D．长舌蝠和长筒花相互适应，共同(协同)进化 【解析】 本题主要考查共同进化的特点和意义。由题意可知，只有长舌蝠能从长筒 花中取食花蜜，因而可避开与其他蝙蝠的竞争，A 正确；题中只给出长舌蝠是长筒花的唯一 传粉者，而没有说明长筒花的其他传粉方式如自花授粉等，故无法判断长筒花在没有长舌蝠 的地方能否繁殖后代，B 错误；长筒花狭长的花冠筒和长舌蝠的长舌是长期自然选择、共同 进化的结果，C、D 正确。 【答案】 B 12．下列关于生物进化的叙述，错误的是( ) A．生物的种间竞争是一种选择过程 B．化石是研究生物进化的重要依据 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 12 C．外来物种入侵能改变生物进化的速度和方向 D．突变的可遗传性阻碍生物进化 【解析】 本题主要考查了生物进化的相关知识。具有竞争关系的生物之间进行着相互 选择，A 正确；研究生物进化历程的主要证据是古生物学证据，是以化石为依据的，B 正确； 外来物种入侵会改变当地生物的生存机会，进而改变生物进化的速度和方向，C 正确；突变 可以为生物进化提供原材料，D 不正确。 【答案】 D 13．某地区共同生活着具有捕食关系的甲、乙两种动物。两者的个体数长期保持稳定。 下列叙述正确的是( ) A．乙物种的灭绝必然导致甲物种的灭绝，反之亦然 B．在长期进化中，甲、乙两物种必然互为选择因素 C．甲物种基因的突变必然导致乙物种基因的突变，反之亦然 D．甲、乙个体数的长期稳定说明两个种群的基因频率没有改变 【解析】 由题意知，甲、乙两种动物存在捕食关系，若捕食者仅有一种食物来源，则 被捕食者灭绝，捕食者也会因缺少食物而灭绝；若捕食者有多种食物来源，则其中一种被捕 食者灭绝不会导致捕食者灭绝；若捕食者灭绝，则被捕食者在一段时间内数量会增加，达到 一定数量后会减少，最终在一定数量上维持平衡。在长期进化中，二者相互选择，可使基因 频率发生定向改变，共同进化。两种群的基因突变是由环境影响产生的，两种群之间互不影 响。基因突变产生新的等位基因，可能使种群的基因频率发生改变，种群数量保持稳定不能 说明基因频率未发生改变。 【答案】 B 14．图 1 显示了某种甲虫的两个种群基因库的动态变化过程。种群中每只甲虫都有相应 的基因型，A 和 a 这对等位基因没有显隐性关系，共同决定甲虫的体色，甲虫体色的基因型 和表现型如图 2 所示，请据图回答： 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 13 (1)在种群中出现了基因型为 A′A 的甲虫，A′基因最可能的来源是____________。A′A 个体的出现将会使种群的________发生改变，导致生物进化。 (2)由图 1 可知，种群 1 和种群 2(填“是”或“不是”)________同一物种。 (3)根据图 1 两个种群中不同体色的甲虫分布比例，可以初步推测种群 2 中基因型 ________的个体更能适应环境，基因 A 和 a 在该种群中出现的比例发生变化是________的结 果。 (4)图 2 中的甲虫具有多种体色体现了生物的________多样性。 【解析】 (1)新基因的产生最可能的来源是基因突变；新基因的出现将使种群的基因 频率发生改变，导致生物进化。(2)种群 1 和种群 2 之间发生基因交流，没有形成生殖隔离， 是同一物种。(3)从图 1 中可以看出，种群 2 中灰色个体比种群 1 中占的比例高，说明 aa 的个体更能适应环境，基因频率的变化是自然选择的结果。(4)甲虫体色的多样性体现了生 物的基因多样性。 【答案】 (1)基因突变 基因频率 (2)是 (3)aa 自然选择 (4)基因 15．地雀喙的形状及深度大小与其食性有关，喙小的个体只适合于食小坚果，喙大的个 体容易咬开大坚果，也食小坚果。下图为某海岛上地雀喙的形状及深度在 1975～1978 年之 间的变化，请据图回答问题： (1)自 1976 年 6 月至 1978 年 1 月，该地雀种群数量下降了约 1 000 只，导致数量下降 的环境因素是________________________________________________ ___________________________________________________________。 (2)食物主要是大坚果时，有利变异是________，若要证明喙的特征是可遗传的，还应 做________实验。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 14 (3)试分析地雀喙深度变化的因果关系：________(填序号顺序)。 ①喙产生适应性变化的类型，生存机会增加 ②气候变化导致雨量的变化 ③种子的丰富度的变化，坚果的平均大小与硬度的变化 ④通过有性生殖产生的后代中喙产生适应性变化的类型的基因频率相对有所增加 【解析】 本题考查现代生物进化理论。由图可知，导致种群数量下降的环境因素是种 子的丰富程度降低和坚果大而硬的比例上升。当食物主要是大坚果时，有利变异是喙大。通 过做杂交实验，可以证明喙的特征是可遗传的。 【答案】 (1)种子的丰富程度降低和坚果大而硬的比例上升 (2)喙大 杂交 (3)②③①④