2020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 苏教版必修2 8页

第二节　生物进化和生物多样性 学习目标 知识概览(教师用书独具)‎ ‎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)‎ ‎[自 主 预 习·探 新 知]‎ ‎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 8‎ ‎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。‎ ‎[基础自测]‎ ‎1．判断对错 ‎(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。 (　　)‎ 提示：(1)×　生物进化的直接证据是化石。‎ ‎(2)×　在生物进化史上，裸子植物比被子植物出现早。‎ ‎(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)×　共同进化指生物与生物之间、生物与环境之间的协同进化。‎ ‎(5)√‎ ‎2．真核生物的出现在生物进化历史上具有重要的意义，这主要表现在(　　) ‎ ‎【导学号：01632190】‎ ‎①结构和功能更加完善　②出现有丝分裂，为有性生殖的产生奠定基础　③通过有性生殖实现了基因重组，推动了生物进化 8‎ A．①②　　 B．②③‎ C．①③ D．①②③‎ D　[真核生物在生物进化历史上具有重要意义，这主要表现在以下两个方面：一是与原核细胞相比，真核细胞的结构和功能复杂得多；二是真核细胞通过有丝分裂增殖，这是减数分裂出现的前提，即为有性生殖奠定了基础。通过有性生殖出现了基因重组，推动了生物进化。]‎ ‎3．关于生物多样性的叙述，正确的是(　　)‎ A．地球上所有的植物、动物和微生物，以及它们拥有的全部基因共同组成生物的多样性 B．过度的人为干扰会导致生物多样性降低 C．生物多样性的丰富程度与自然选择无关 D．遗传多样性较低的种群适应环境能力强 B　[生物的多样性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；生物多样性的丰富程度是自然选择的结果；遗传多样性越丰富对环境的适应能力越强。]‎ ‎[合 作 探 究·攻 重 难]‎ 共同进化和生物多样性的形成 背景材料 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？‎ ‎[思考交流]‎ ‎1．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。‎ ‎2．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。‎ ‎3．一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。‎ ‎4．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。‎ ‎5．生物进化的同时，环境发生变化吗？‎ 提示：生物进化的同时，环境也在进化，生物与生物之间和生物与环境之间共同进化。‎ ‎1．生物多样性的形成过程 8‎ ‎(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 8‎ 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 特别提醒：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。‎ ‎[典例通关]‎ 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 ‎[技巧点拨]　生物与生物之间相互选择而共同进化。‎ B　[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。]‎ ‎　(1)题干中两种狼的出现是否意味着形成了新物种？‎ 提示：不一定，要看二者是否出现了生殖隔离。‎ ‎(2)原始狼在体格和生活习性上进化成不同变种的根本原因是什么？‎ 提示：原始狼发生了不定向的变异。‎ ‎[活学活用]‎ ‎1．下列关于共同进化的表述，正确的是(　　)‎ A．物种可以单独进化 8‎ 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，会影响到其他若干物种的进化 D　[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，有利于种群的生存和发展；物种间共同进化的方式除了通过生存斗争外，还有种间互助等；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，一旦灭绝，会影响到与之有关的生物的生存和进化。]‎ ‎2.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 C　[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。]‎ 误区警示：(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。‎ ‎[当 堂 达 标·固 双 基]‎ ‎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 D　[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。]‎ ‎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(　　) ‎ ‎【导学号：01632191】‎ 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 C 8‎ ‎　[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。]‎ ‎3．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 B　[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。]‎ ‎4．共同进化是生物进化中常见的一种现象，下列叙述错误的是(　　)‎ A．有细长花矩的兰花，有细长口器的蛾，两者相互选择、共同进化 B．猎豹与斑马的“军备竞赛”是共同进化的结果 C．捕食者的存在有利于增加物种多样性 D．生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，就是共同进化 D　[兰花与蛾之间通过种间互助共同进化；猎豹与斑马之间通过种间斗争共同进化；捕食者一般捕食个体数量多的物种，为其他物种腾出空间，有利于增加物种多样性；共同进化是指不同物种之间和生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，故D项生物与无机环境只是共同进化的一个方面，不正确。故选D。]‎ ‎5．下列有关生物多样性的叙述不正确的是(　　)‎ ‎ 【导学号：01632192】‎ A．生物界的丰富多彩，起控制作用的是DNA的多样性 B．DNA分子的多样性主要表现为4种碱基对排列方式的多样性 C．生物界的多样性主要是由蛋白质的多样性体现的 D．生物多样性包括环境多样性、物种多样性和生态系统多样性 D　[生物多样性的根本原因是DNA的多样性；而DNA的多样性主要表现为DNA分子中4种碱基对的排列顺序千变万化；蛋白质的多样性是生物多样性的直接原因；生物多样性包括遗传(基因)多样性、物种多样性和生态系统多样性，但没有环境多样性。]‎ ‎6．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。‎ 8‎ ‎[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 ‎[核心语句归纳]‎ ‎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。‎ 8‎