人教版高中生物必修二 协同进化与生物多样性的形成 生物的进化课件教学

第4节协同进化与生物多样性的形成

[任务驱动]1．结合隔离的类型和加拉帕戈斯群岛上地雀的形成过程，说明隔离在物种形成中的作用。2．认同自然界的各种生物和生态系统都是协同进化的结果，它们是作为一个整体不断发展的，进而认同人类应当尊重自然、顺应自然、保护自然，与大自然和谐相处。3．认同科学是一个动态的过程，在不断地怀疑和求证、争论和修正中向前发展，基于这种认识，在今后的学习和生活中努力做到敢于怀疑、勇于探索、尊重证据、崇尚理性。预习区·自主读教材探究区·互动破疑难总结区·夯实关键点固双基·当堂达标课后巩固提升一、隔离与物种形成1．作为一个物种必须满足的两个条件(1)自然状态下能够

。(2)产生

后代。2．隔离(1)概念：

的个体，在自然条件下基因不能

的现象。相互交配可育不同种群间自由交流

(2)类型生殖隔离地理隔离发生范围

间同种生物间结果不能

；即使交配成功，也不能使种群间不能发生不同物种相互交配产生可育后代基因交流突变基因重组基因交流基因频率基因库必要条件不同物种生物与无机环境相互影响传粉相互选择物种生态系统2．生物多样性的形成(1)内容：

多样性、

多样性和

多样性。(2)形成原因：生物的

。(3)研究生物进化历程的主要依据：

。3．生物进化历程中的几个关键事件(1)有性生殖的出现，实现了

，加快了进化速度。(2)生态系统的第三极——

的出现，使生态系统具有更复杂的结构，对植物的进化产生重要的影响。(3)生物的登陆改变着陆地环境。基因物种生态系统协同进化化石基因重组消费者4．生物进化理论在发展(1)中性突变学说大量的基因突变是

，决定生物进化方向的是

的逐渐积累，而不是

。(2)间断平衡学说物种形成并不都是渐变的过程，而是种群

与

交替出现的过程。中性的中性突变自然选择长期稳定迅速形成新种

[预习诊断]1．不同种群间的个体在自然条件下基因不能自由交流的现象叫作隔离()2．不同物种形成的种群间存在生殖隔离()3．同一物种在不同环境条件下基因频率发生不同方向的变化，且只要基因频率发生定向的改变就意味着产生了新的物种()4．协同进化只能发生在生物与生物之间()5．生物多样性有基因多样性、物种多样性和生态系统多样性()√√××√(1)请完善该图。提示：染色体(2)这种物种形成方式的原理是什么？提示：主要是通过染色体变异的方式形成新物种，一旦出现可以很快形成生殖隔离。1．物种形成的三种方式(1)渐变式①模型②实例：加拉帕戈斯群岛上13种地雀经过长期的地理隔离而达到生殖隔离，从而形成新物种，这是物种形成的主要方式。

(2)爆发式①模型②实例：自然界多倍体植物是在短时间内通过染色体变异的方式形成的新物种。(3)人工创造新物种：通过植物体细胞杂交(如番茄—马铃薯)、多倍体育种(如八倍体小黑麦)等方式也可以创造新物种。2．物种形成的三个环节(1)内容①突变和基因重组产生进化的原材料。②自然选择决定生物进化的方向。③隔离导致物种形成。(2)关系图与物种有关的4个“不一定”(1)形态和结构一致的生物不一定是同一物种。如两个种群的生物形态、结构相同，但繁殖期不同，这两个种群的生物具有生殖隔离，是两个物种。(2)能产生后代的两个个体不一定是同一物种。两个个体能够交配产生后代，但子代高度不育。如马和驴虽然能够产生子代，但子代不育，因此马和驴是两个物种。(3)物种的形成不一定都需要经过地理隔离，如多倍体的产生。(4)生物进化不一定导致物种的形成。生物进化的实质是种群基因频率的改变，而物种的形成必须经过生殖隔离，所以生物进化不一定导致新物种的形成。1．如图a、b、c表示自然条件有差异、存在地理隔离的3个地区。a地区物种甲某些个体迁移到b、c地区，经长期进化逐渐形成两个新物种乙、丙。下列叙述正确的是(

)A．上述过程说明地理隔离是新物种形成的标志B．留居a地区甲种群的基因频率不再发生改变C．乙、丙两个种群间不能进行基因交流，它们的基因库存在较大差异D．甲、乙两个种群间存在生殖隔离，它们的基因库组成完全不同解析：新物种形成的标志是生殖隔离的出现；a地区的环境在变化，留居a地区的甲种群的基因频率可能会发生变化；乙、丙是两个物种，存在生殖隔离，这两个种群间不能进行基因交流，它们的基因库也有较大的差异；甲、乙是两个物种，存在生殖隔离，但是乙物种是从甲物种进化来的，二者的基因库组成可能部分相同。答案：C2．如图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群a1和a2，经过漫长的进化，分别形成新物种b和c。在此进程中的某一时刻，a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布，向d方向进化。下列有关叙述正确的是(

)A．b和d存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离B．c和d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离C．a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，则b和d是同一物种D．a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，则c和d是不同物种解析：图示是物种形成的常见模式，经过长期的地理隔离而达到生殖隔离。a通过地理隔离形成两个种群a1和a2，又分别演化出b、c、d三个种群，b、d虽然有地理隔离，但是不一定形成了生殖隔离，故A错误；由于d是由a1演变而来，c是由a2演变而来，c与d之间可能存在生殖隔离，故B正确；即使a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，但由于b和d两个种群之间有地理隔离，可能形成了生殖隔离，故二者可能属于不同的物种，故C错误；即使a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，只要c和d之间不存在生殖隔离，它们仍是同一物种，故D错误。答案：B物种形成与生物进化的判断方法(1)判断是否形成新物种的标准：看两种群之间是否存在生殖隔离，若存在生殖隔离，则一定是形成了新物种。(2)判断种群是否发生进化的标准：看其基因频率是否发生了变化，若种群基因频率发生了变化，则种群一定发生了进化。任何基因频率的改变，不论其变化大小，都属于进化的范畴。

(1)兰花与蛾相互之间存在怎样的利益关系？二者如果不再发生协同进化，对于兰花来说可能会出现怎样的结局？提示：兰花为蛾提供食物，蛾为兰花传粉。如果没有蛾对兰花进行传粉，则兰花可能不存在。(2)从自然选择的角度解释，斑马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：肌肉发达、行动敏捷，有利于斑马逃避猎豹的追捕，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斑马作为食物，否则就会被饿死。

(3)共同进化除了图中所示的类型外，还有哪种类型？请举一实例说明。提示：生物与无机环境间也存在协同进化，例如地球最初没有氧气，所以只能有厌氧型生物，后来出现了能进行光合作用的生物，使得空气中出现了氧气，进而又出现了好氧型生物。1．协同进化的发生范围协同进化不仅发生在生物与生物之间(如捕食者与被捕食者相互选择)，也发生在生物与无机环境间(如地球上出现光合放氧生物后，大气环境中出现O2，随后又进化成好氧型生物)。2．生物多样性的关系及原因分析(1)从分子水平看：DNA多样性(根本原因)→蛋白质多样性(直接原因)→生物性状多样性。(2)从进化角度看：物种多样性和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。(3)生物多样性≠物种多样性：物种多样性只是生物多样性的一个方面。1．下列选项不支持协同进化观点的是(

)A．昆虫和体内共生菌的关系B．有长着细长花矩的兰花，就必有同样长着细长吸管似的口器的昆虫C．草原上狼的灭绝造成鹿数量激增D．随着光合放氧生物蓝细菌的出现，地球上有了氧气，这为需氧型生物的出现和进化提供了条件解析：共同进化包括不同物种之间以及生物与环境之间的相互影响。A、B两项都属于不同物种之间的共同进化，D项属于生物与环境之间的共同进化。不同物种在进化过程中相互选择，共同进化，并非彼此孤立，狼的灭绝导致对鹿群的选择作用消失，种群质量下降，最终造成鹿群数量下降甚至灭绝。答案：C2．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协同进化和发展。狼和鹿互为对方的生物环境，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[强化生命观念]1．物种指的是能够在自然状态下相互交配且能产生可育后代的一群生物。2．隔离指的是不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象，分为地理隔离和生殖隔离。3．隔离是物种形成的必要条件，不同种群间如果存在生殖隔离才是不同的物种。4．协同进化发生于不同物种之间或生物与无机环境之间。5．生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。

[提升思维表达]1．为什么说有性生殖的出现加快了生物进化的步伐？提示：有性生殖的出现使基因重组得以实现，增加了生物变异的多样性，使后代个体具备两个亲本的遗传性和变异性，因而使生物进化的速度明显加快。2．教材P124拓展应用2：假如物种之间没有一定的关系(如亲缘关系和相互影响)，也不随时间而改变，那么我们的生物学观点会发生怎样的变化？生物学是更容易学习还是更难学习？提示：假如那样，生物界纷繁复杂的现象就很难用统一的观点和理论来解释，作为生物学基本观点之一的进化观点将难以建立，生物学就不可能形成现在这样一个科学的框架体系，学习生物学将缺少基本观点和方法的指导和统领。1．大约一万年前，某大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成甲、乙两个种群，两个种群所发生的变化如图所示，下列叙述正确的是(

)A．地球上新物种的形成都必须先经历a过程，最终达到生殖隔离B．b过程的实质就是定向改变种群的基因频率，使生物发生进化C．①～⑥只能表示新物种形成过程中，基因突变是不定向和随机的D．品系1和品系2种群基因库出现了差异，立刻形成物种1和物种2解析：图中a过程表示地理隔离，物种的形成不一定经过地理隔离，如多倍体的形成；b过程表示自然选择，可定向改变种群的基因频率，导致生物发生进化；①～⑥表示可遗传的变异，可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异，三者均是不定向的；当品系1和品系2种群基因库出现了较大差异，即产生生殖隔离时才会导致新物种的形成。答案：B2．下列关于协同进化与生物多样性的叙述，错误的是(

)A．不同物种之间可以相互选择协同进化B．捕食者的存在有利于增加物种的多样性C．生物多样性的形成就是新物种不断产生的过程D．生态系统多样性形成的原因可概括为协同进化解析：协同进化指不同物种之间或生物与无机环境之间，在相互影响中不断进化和发展，故不同物种之间可以相互选择协同进化；捕食者的存在使食物链中的生物通过反馈进行调节，有利于增加物种的多样性；生物多样性包括物种多样性、基因多样性和生态系统多样性；协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间的协同进化，生物多样性的形成是共同进化的结果。答案：C3．下列关于生物进化的叙述，错误的是(

)A．某物种仅存一个种群，该种群中每个个体均含有这个物种的全部基因B．虽然亚洲与澳洲之间存在地理隔离，但两洲人之间并没有生殖隔离C．无论是自然选择还是人工选择作用，都能使种群基因频率发生定向改变D．古老地层中是简单生物的化石，而新近地层中含有复杂生物的化石`解析：物种的基因是种内所有个体的基因之和，并非每个个体都含有这个物种的全部基因，A项错误；亚洲与澳洲之间虽存在地理隔离，但两洲人属于同一个物种，可以产生可育后代，没有生殖隔离，B项正确；自然选择使基因频率定向改变，决定了生物进化的方向，但是基因频率的定向改变未必都是自然选择决定的，还有人工选择等因素，C项正确；在越古老的地层中，挖掘出的化石所代表的生物，结构越简单，分类地位越低等，在距今越近的地层中，挖掘出的化石所代表的生物，结构越复杂，分类地位越高等，D项正确。答案：A4．如图所示，最早生活在这个区域的同种生物的群体由于屏障(水)的阻碍，已经分离为两个独立的群体。如果群体A经历了长期生活环境的剧烈变化，而群体B的环境没有发生较大的变化，则群体A的进化速度将可能(

)A．比群体B快 B．比群体B慢C．与群体B相同 D．停止进化解析：环境变化越剧烈，种群基因频率变化越大，生物的进化速度越快。答案：A5．生物多样性是协同进化的结果。下列事实不属于共同进化的是(

)A．随着工业的发展，导致大量温室气体排放，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，是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：协同进化是不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。随着工业的发展，导致大量温室气体排放，全球气温升高引起温室效应，属于环境问题，不属于生物进化，A符合题意；光合生物的出现使原始大气中有了氧气，为好氧生物的出现创造了条件，体现了生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，B不符合题意；生活在草原上的斑马和猎豹都能迅速奔跑，体现了不同物种之间在相互影响中不断进化和发展，C不符合题意；陆生植物的出现，改善了陆地的环境，为陆地生活的动物提供了生存条件，体现了生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，D不符合题意。答案：A6．现有G、H、Q、W、X五个有亲缘关系的物种，它们的进化历程及亲缘关系如图所示。(1)由共同祖先进化形成上述五个不同物种的外部因素是________和________。(2)H、W两物种都生活在海洋中，体形都为纺锤形的事实能够说明_________________________________________________________________。(3)如果W物种始终处在一个没有地理隔离的环境中，W物种在它所生存的环境中会进化吗？________。为什么？_________________________________。解析：(1)物种的形成需要经过隔离，一个物种在特定的环境中生存时，必然受到环境的自然选择。(2)这是一种趋同进化现象，是相同环境定向选择的结果。(3)生物是随着环境的变化在不断进化的。答案：(1)自然选择隔离(2)自然选择是定向的(环境对生物的选择是定向的)(3)会生物在繁衍过程中会产生各种可遗传的变异，W物