新教材生物苏教版必修第二册学案第二节 生物的多样性和适应性是进化的结果

第二节生物的多样性和适应性是进化的结

果

新课程标准学业质量目标

4.1.1尝试通过化1.运用结构与功能观阐明当今生物具有

石记录、比较解剖共同特征。（生命观念）

学和比较胚胎学等2.基于生物学事实,反驳神创论。（社会

事实，说明当今生责任）

合格

物具有共同的祖先3.基于生物学事实和证据,归纳概括适应

考试

4.1.2尝试通过细的概念。（生命观念）

胞生物学和分子生4.基于对隔离与物种形成的作用的理解，

物学等知识，说明认识环境保护与物种多样性的作用。（社

当今生物在新陈代会责任）

谢、DNA的结构与1.尝试通过化石、比较解剖学和比较胚胎

功能等方面具有许学等证据，证明当今生物具有共同的祖

多共同特征先。（科学思维）

4.2.1举例说明种等级2.基于分子生物学知识，阐明当今生物在

群内的某些可遗传考试新陈代谢、DNA的结构与功能等方面具有

变异将赋予个体在许多相似之处。（科学探究）

特定环境中的生存3.运用进化与适应观，阐述适应是自然选

和繁殖优势择的结果。（科学思维）

）必备知识-自主学习C

一、生物进化的证据

1.古生物学证据：

选一选:化石是通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或

生活痕迹等，是研究生物进化最直接、最重要的证据。通过化石的研究

可以证明①③④⑤。

①地球上的各种生物之间有一定的亲缘关系

②地球上的各种生物是一次性同时出现的

③现在的各种生物是经过漫长的地质年代进化而来的

④生物的进化呈现从低等到高等的规律

⑤利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物的种类及其形态、结构、

行为等特征

⑥化石不能记录地球和生物进化的历史

2.当今生物体上进化的印迹----其他方面的证据：

判一判：当今生物体在进化上存在很多进化的印迹，据此判断下列说法

的正误。

⑴人和鱼的胚胎发育经历了有鲤裂及有尾的阶段，这可以用人与鱼有

共同祖先来解释。(4

⑵比较解剖学发现，不同种类的哺乳动物的前肢在形态上差别很大，

这说明这些哺乳动物不是由共同祖先进化来的。(x1

提示：不同种类的哺乳动物的前肢在形态上差别很大，但结构基本一致，

这说明这些哺乳动物是由共同祖先进化来的。

⑶细胞具有共同的物质基础和结构基础,这说明生物有共同的祖先。(4

（4）当今生物体上进化的印迹，相互独立，单独证明了生物是由共同祖

先进化来的。(X：

提示：当今生物体上进化的印迹，互为补充，相互印证，证明了生物是由

共同祖先进化来的。

⑸几乎所有生物都共用一套遗传密码，说明生物有共同的祖先。(«

二、生物的多样性和适应性及其形成

1.生物进化的方式：

⑴分歧进化：由一个原始物种经过漫长的地质年代，因适应不同的环

境而向不同的方向进化,逐渐形成新物种的方式。

⑵趋同进化：由于相似或相同的生活环境，一些丕同种类的生物在自

然选择下出现形态结构向着同二方囱进化的方式。

⑶协同进化（共同进化）: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。

2.五界系统：

原核生物都是一些微小的单细胞生物

原生生物最简单的真核生物

真核生物，无（填“有”或“无”）叶绿素，多数营腐生生活,

真菌

如花菇。

真核生物,有细胞壁,多数植物体具有根、茎、叶和分化的繁

植物

殖器官,能进行光合作用

动物真核生物,无细胞壁,结构复杂,具有完善的器官系统

3.生物的多样性和适应性:

⑴生物的多样性:生物多样性是指地球上生物的物种多样性和遗传多

样性以及由这些生物与环境相互作用所构成的生态系统多样性。

⑵生物的适应性:地球上丰富多样的生物物种来自共同的祖先,自然

选择促进它们更好地适应特定的生存环境。所以,生物的多样性和适应

性都是生物进化的结果。

——「关键能力-合作学习「

…知这点二…生物进化的证据….

1.古生物学证据：

⑴从化石证据看生物进化的历程

⑵从化石证据看生物进化的方向

①结构：原核单细胞f真核单细胞f真核多细胞

②生殖方式:无性生殖f有性生殖

体外受精和发育f体内受精和发育

③消化类型:细胞内消化f细胞外消化

④呼吸类型:无氧呼吸一有氧呼吸

⑤趋势:简单一复杂;水生一陆生;低等一高等

特别提醒:生物化石的两点说明

①不同深度的地层中埋藏着不同类型的生物化石，埋藏越深的地层中

的生物化石所代表的生物的结构与现代生物的结构差别越大。

②一般来说,越早形成的地层中的化石所代表的生物结构越简单、分类

地位越低等;越晚形成的地层中的化石所代表的生物结构越复杂、分类

地位越高等。

2.当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据:

项目证据结论

蝙蝠的翼手、鲸的鳍、猫

比较解剖它们的起源相同；都是由共

的前肢、人的上肢所在部

学证据同的原始祖先进化而来的

位和结构组成相似

人和鱼在发育早期都有脊椎动物都是由共同的祖先

比较胚胎

鲤裂和尾,随着发育的进进化而来的，它们之间存在

学证据

行,人的鲤裂和尾消失了着或远或近的亲缘关系

生物都有能进行生长、增

细胞生物支持生物是由共同的祖先进

殖的细胞,细胞有共同的

学证据化而来的

物质基础和结构基础

两种生物的亲缘关系越

分子生物近,DNA单链通过分子杂①生物有共同的祖先；

学证据交形成双螺旋片段的程②生物亲缘关系或远或近

度越高

特别提醒：

①一切高等动物的胚胎发育都是从一个受精卵开始的，这说明生物是

由单细胞向多细胞进化的。

②亲缘关系越近的生物，其DNA或蛋白质分子的差异性就越小；亲缘关

系越远的生物,其DNA或蛋白质分子的差异性就越大。

【思考探究】

1.拓展探究：曾经在地球上生存过的生物只有一小部分能够形成化石。

请依据化石的概念，分析为什么只有一小部分能够形成化石？（科学思

维）

提示：大部分生物不具有能够持久保存的硬体部分，如骨骼、枝叶等；大

部分生物个体太小，则不易成为化石或不易被发现。

2.情境探究:科学家运用分子生物学技术分析甲、乙、丙、丁四种不同

动物的血红蛋白，发现在构成血红蛋白的氨基酸中与人体血红蛋白存

在不同程度的差异。（科学思维）

⑴根据血红蛋白的差异，能否推断四种动物与人的亲缘关系的远近？

为什么？

提示：能。蛋白质是生命活动的主要承担者，所以可以通过比较人与四

种不同动物的血红蛋白的差异，确定四种动物与人的亲缘关系的远近，

血红蛋白差别越小与人亲缘关系越近。

⑵假若丙、丁两种生物的血红蛋白差异最大，两种生物的共同祖先距

今越早还是越晚?为什么？

提示：越早。两种生物的共同祖先生活的年代距今越早，这两种生物的

蛋白质产生差异的时间也越早，差异性可能越大。

3.【情境探究】如图是科学家在地层中发现的未被破坏的沉积岩石的

次序，图中n层中有物种A的化石，I层中有物种B的化石。

据图探究问题：

在n层里能否找到物种B的化石?为什么？（科学思维）

提示：有可能。物种B出现时间早，可能已经灭绝，也可能是部分物种B

变异后逐渐进化为物种A,还可能是物种B一直适应环境，直到物种A

出现时仍然存在。

典例示范

没有人能亲历生物进化的全过程，科学家们通过各种方法研究生物的

进化，下列叙述错误的是（）

A.化石是研究生物进化非常重要的证据

B.比较法是研究生物进化中常采用的办法

C.通过对鸟化石的研究可以推断鸟类可能是由古代爬行类动物进化来

的

D.对兔抗人血清免疫实验的研究结果进行分析，可以得出人类是由黑

猩猩进化来的

【解题思维】解答本题需突破以下两个关键点：

【解析】选D。化石是研究生物进化最直接、最重要的证据，化石是指

通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等，A

正确。比较法是指根据一定的标准，把彼此有某种联系的事物加以对照,

确定它们的相同和不同之处。通过对各个事物特征的比较，可以把握事

物之间的内在联系，认识事物的本质。比较法是研究生物进化的基本方

法,B正确。孔子鸟的身体结构既和爬行动物有相似之处，又和鸟类有相

似之处，根据以上特征，科学家认为鸟类可能起源于古代的爬行类动

物,C正确。兔抗人血清免疫实验的研究结果显示黑猩猩和人类的沉淀

量仅差3%,表明人类和黑猩猩的亲缘关系很近，但不能表明人类是由黑

猩猩进化来的，D错误。

【方法规律】运用比较法研究生物的进化

比较不同类型生物的化石在地层中出现的顺序，从而判断

比较化石

生物的进化顺序

比较形态、比较脊椎动物的器官、系统的形态和解剖学特征,判断生

结构物间的进化关系和亲缘关系

比较发育比较动物胚胎的形成和发育过程，为生物进化提供发育方

过程面的证据

比较分子水利用组成生物体的一些重要物质的共同点和差异性，来比

平上的差异较生物之间的亲缘关系

知识点二生物进化导致生物的多样性和适应性

1.三种进化方式的比较：

进化方

对象进化方向实例

式

早期爬行类经过分歧进化

分歧1个原向着不同的方向

逐步形成现代爬行类、现

进化始物种进化

代鸟类、现代哺乳类

鸟和蝙蝠因适应飞翔生活

趋同向着同一方向进

不同的物种形成具有相同功能的翼和

进化化

翼手

捕食者的捕食能力因被捕

不同物种之

协同在相互影响中不食者的防御得以提高，被

间，生物与无

进化断进化和发展捕食者的防御能力因捕食

机环境之间

者的捕猎得以提高

特别提醒:对协同进化的理解

①不同物种之间相互影响：生物生活在复杂的环境中，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,它们相互选择,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。

2.生物的进化导致了生物物种的多样性：

⑴生物多样性：

①概念:生物多样性是指地球上生物的物种多样性和遗传多样性，以及

由这些生物与环境相互作用所构成的生态系统多样性。

［遗传多样性

,物种多样性

②层次生态系统多样性

③生物多样性的形成过程：

原始生命

真核‘生物

a.自养型原核生物出现的意义

生物由消耗有机物变为制造有机物

1能产生大量氧气为需氧型生物的出现提供了条件

b.真核生物出现的意义

I为有性生殖的产生奠定了基础

1推动了动植物的进化

④生物多样性形成的原因

a.从分子水平看

DNA的多样性.蛋白质多样性一生物性状多样性

（根本原因）赢（直接原因）f（即生物多样性）

b.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。

⑵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：

a.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。

b.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。

思考探究

情境探究：动物与动物之间存在着捕食与被捕食的关系。捕食者一般不

会把所有的猎物都吃掉，这在生物进化中被称为“精明的捕食者”策

略。该策略对人类利用生物资源有什么启示？（社会责任）

提示：地球上的生物资源是有限的，人类不应该掠夺式地开发和利用生

物资源，而应该合理有度地开发和利用生物资源，做一个“精明的捕食

者”。

典例示范

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

植物的唯一传粉者。由此无法推断出

舌头

,

长舌帽从长筒花中取食花蜜

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,协同进化

【解题思维】解答本题需突破以下两个关键点：

长舌蜗能从长筒花狭长

的花冠筒底部取食花蜜.

—审清题意

—且为该植物的唯一传粉

者.

自然选择决定种群频率

日迹D——明确关系的定向改变,生物多样

性是协同进化的结果

【解析】选Bo只有长舌蝠才能取食长筒花的花蜜，避开了和其他蝙蝠

的竞争，A正确；只有长舌蝠能从长筒花狭长的花冠筒底部取食花蜜，且

为该植物的唯一传粉者，长筒花在没有长舌蝠的地方不能繁衍后代，B

错误；长筒花狭长的花冠筒是自然选择的结果，C正确；只有长舌蝠才能

取食长筒花的花蜜，二者相互适应，协同进化，D正确。

【审答误区】本题常见错因有两种：

⑴长筒花的繁殖要靠长舌蝠进行传粉、繁殖后代，误认为长筒花可单

独生存。

⑵长舌蝠和长筒花之间是相互适应、协同进化的,而不能单独生存。

【母题追问】

若由于环境发生变化，使长舌蝠全部灭绝，会对长筒花产生怎样的影

响？

提示：会导致长筒花灭绝。

类题精练如果环境剧变或某种植物病害暴发，下列植物中生存概率最

大的是

A.栽培小麦B.栽培玉米

C.野生小麦D.野生玉米

【解析】选C。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。

【补偿训练】

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,都能使种群基因频率发生定向改变

D.古老地层中都是简单生物的化石，而新近地层中含有复杂生物的化

石

【解析】选Ao种群中所有个体所含有的基因才是这个物种的全部基

因，A项错误；各大洲人之间并没有生殖隔离，B项正确；无论是自然选择

还是人工选择，都可使种群基因频率发生定向改变，C项正确；越古老的

地层中的化石所代表的生物结构越简单，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，说明生物是由简单到复杂进化的，D

项正确。

「核心素养-情境探究」一

【生活情境】科研人员向养殖乳牛的牛棚和牛身上喷洒了杀虫剂A,苍

蝇几乎死光。过了一段时间，苍蝇又多起来了，又喷洒了杀虫剂A,大多

数苍蝇死了，没过多久，苍蝇又多起来,又喷洒杀虫剂A,如此反复进行

了5次,会发现杀虫剂A的效果一次比一次差。

探究：

⑴科研人员猜测，时间久了，杀虫剂失效了。请你简要解释如何验证科

研人员的这个猜测。（科学探究）

提示：将新配制的杀虫剂和原来配制的杀虫剂同时用于两组相同的且

没有接触过该杀虫剂的苍蝇，观察它们的效果。

⑵科研人员用苍蝇抗药性增强来解释杀虫剂A的效果一次比一次差。

请你从变异和进化的角度解释杀虫剂的效果一次比一次差的原因。（科

学探究）

提示：具有抗药性的苍蝇能够生存下来，并遗传给下一代，导致杀虫剂A

的效果一次比一次差。

——「课堂检测-素养达标一^

1.比较解剖学、比较胚胎学和分子生物学,都为生物进化提供了证据。

下面有关生物的起源和进化的论述中，科学的是O

①比较胚胎学和比较解剖学的研究为生物进化提供了直接证据

②通过对不同生物种类的形态结构进行比较，可以推断它们之间的亲

缘关系

③形形色色的生物物种是由上帝创造的

④物种形成后可随环境发生变化

⑤不同物种间具有非常近的亲缘关系

⑥彼此不同而又相似的物种，由一个祖先物种发展而来

⑦蛋白质和DNA都是大分子物质，都可以为研究生物进化提供证据

【解析】选②④⑥⑦。化石是保存在岩层中的古生物遗物和生活遗迹,

直接说明了古生物的结构或生活习性，因此生物进化的直接证据是化

石证据，①错误；通过对不同生物种类的形态结构进行比较，可以推断

它们之间的亲缘关系，②正确；形形色色的生物物种不是由上帝创造

的，③错误；物种形成后可随环境改变而变化，④正确；不同物种间具有

或近或远的亲缘关系，⑤错误；彼此不同而又相似的物种，由一个祖先

物种发展而来,⑥正确；蛋白质和DNA都可以为研究生物进化提供证据,

这是分子生物学研究的内容,⑦正确。

2.化石证据表明，有的物种只存活了短暂的时期就灭绝了。下列哪种说

法最准确（）

A.这些生物体缺乏可遗传的变异

B.它们的生活环境太恶劣

C.这些生物体的食量太大

D.它们的生殖能力太弱

【解析】选A。当环境发生改变特别是环境发生剧烈变化时，生物如果

没有产生适应变化了的环境的可遗传变异，就会被环境淘汰。即凡是生

存下来的生物都是适应环境的，而被淘汰的生物都是对环境不适应的，

这就是适者生存、不适者被淘汰,B、C、D错误,A正确。

3.（根据“思辨题”改编）下列不能作为生物进化的证据的是

A.DNA序列B.发育过程

C.身体大小D.身体结构

【解析】选C。亲缘关系越近的生物,DNA等生物大分子的共同点越多，

可以根据DNA序列来判断生物间的亲缘关系和在进化史上出现的顺

序，A正确；发育过程或身体结构存在相似性的生物可能有共同的祖

先,B、D正确;生物个体的大小与生物进化没有必然的关系，C错误。

4.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

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

A.①②B.②③C.①③D.①②③

【解析】选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。

5.按照动物进化历程排序,正确的是

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.①④②③⑤⑥B.①②③④⑤⑥

C.④①②③⑤⑥D.①②④⑤③⑥

【解析】选Ao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，由低等到高等。对于动物是原始单细胞动物一原始无脊

椎动物―古代鱼类f原始两栖类f原始爬行类f原始鸟类和哺乳类。

6.如图表示生物多样性的三个不同层次,下列叙述正确的是

*畸竣窗©及

n1降播66

A.图I、n、m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反映出具有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HI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】选C。生物多样性包括三个层次的内容，即遗传多样性、物种

多样性和生态系统多样性；基因重组不会导致新基因及等位基因的产

生，可以产生新的基因型；不同的生态系统可以形成不同的气候特点，

所以A、B、D三项都错误。具有生殖隔离的生物在同一个环境中相对

稳定地共存，这是所有生态系统中都具有的现象，所以C项正确。

7.下列有关生物多样性和生物进化的叙述中，不正确的是

A.细菌在接触青霉素后会产生具有抗药性的突变个体，青霉素的选择

作用使其生存

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

互适应特征

C.生物多样性的形成过程,不能说是新物种不断形成的过程

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】选Ao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活下来，其他个体不能生存，青霉素对细菌进行

了选择，所以并不是细菌接触青霉素后产生突变个体，而是青霉素选择

出了抗药突变个体,A错误;共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，所以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特征,B正确；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，生物

多样性的形成过程，不能说是新物种不断形成的过程,C正确；生物的变

异是不定向的，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，D正确。

8.如图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

答下列问题：

⑴不同体色的甲虫体现了生物多样性中的多样性。

⑵在种群中出现了基因型为A'A的甲虫，A'基因最