第 4 節(jié) 新課程標(biāo)準(zhǔn)協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性的形成核心素養(yǎng)1.生命觀念理解協(xié)同進(jìn)化和生物多樣性 的概念。1.理解協(xié)同進(jìn)化。 2.科學(xué)思維結(jié)合具體實(shí)例明確協(xié)同進(jìn)化 2.理解生物多樣性是進(jìn)化的結(jié)果。 與生物多樣性形成的關(guān)系。3.社會(huì)責(zé)任了解和關(guān)注生物進(jìn)化理論的 發(fā)展。知識(shí)點(diǎn)協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性的形成1協(xié)同進(jìn)化(1)概念(2)實(shí)例協(xié)同進(jìn)化類型不同物種之間種間斗爭(zhēng)包含類型種間互助捕食寄生競(jìng)爭(zhēng)實(shí)例蜂鳥(niǎo)與鳳梨科一種植物 獵豹和斑馬T2 噬菌體和大腸桿菌 作物與雜草生物與無(wú)機(jī)環(huán) 境之間生物影響環(huán)境，環(huán)境影響 生物地球早期無(wú)氧環(huán)境厭氧型生物光合生物 出現(xiàn)空氣中有氧氣需氧型生物2生物多樣性的形成 (1)內(nèi)容(2)生物多樣性的進(jìn)化歷程生物進(jìn)化的總體趨勢(shì)a從結(jié)構(gòu)上看：簡(jiǎn)單復(fù)雜(原核細(xì)胞真核細(xì)胞；單細(xì)胞多細(xì)胞)。 b從功能上看：低等高等。c從生存環(huán)境上看：水生陸生。代謝的進(jìn)化生殖方式的進(jìn)化無(wú)性生殖有性生殖。生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的進(jìn)化兩極生態(tài)系統(tǒng)(無(wú)消費(fèi)者)三極生態(tài)系統(tǒng)(生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者)。(3)生物進(jìn)化歷程中的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)真核生物出現(xiàn)以后，有性生殖方式出現(xiàn)：生物進(jìn)化的速度明顯加快。寒武紀(jì)大爆發(fā)：大量的動(dòng)物構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的第三極消費(fèi)者，對(duì)植物的進(jìn)化產(chǎn) 生重要影響。原始陸生植物和原始兩棲類的出現(xiàn)：生物的登陸改變著陸地的環(huán)境，陸地上復(fù)雜的 環(huán)境為生物的進(jìn)化提供了廣闊的舞臺(tái)。3生物進(jìn)化理論在發(fā)展(1)觀點(diǎn)一基因突變對(duì)生物適應(yīng)性的影響并不是非益即害的，大量的基因突變是中性的。 決定生物進(jìn)化方向的是中性突變的逐漸積累，而不是自然選擇。(2)觀點(diǎn)二物種形成并不都是漸變的過(guò)程，而是物種長(zhǎng)期穩(wěn)定與迅速形成新種交替出現(xiàn)的過(guò)程。 (3)影響廣泛和深遠(yuǎn)的觀點(diǎn)是以自然選擇學(xué)說(shuō)為核心的進(jìn)化理論。(1)協(xié)同進(jìn)化是指不同物種之間不斷進(jìn)化與發(fā)展。(×)(2)捕食者的存在有利于增加物種的多樣性，在相互影響中共同進(jìn)化。()(3)有性生殖的出現(xiàn)豐富了進(jìn)化的原材料，大大加快了生物進(jìn)化的步伐。()(4)生物多樣性的形成即是新物種的形成。(×)1(生命觀念)“精明的捕食者”策略對(duì)人類利用生物資源有什么啟示？提示：地球上的生物資源是有限的，人類不應(yīng)掠奪式地開(kāi)發(fā)和利用生物資源，而應(yīng)合 理有度地利用生物資源，做一個(gè)“精明的捕食者”。2(科學(xué)思維)從協(xié)同進(jìn)化角度分析，地球上最早出現(xiàn)的生物屬于什么代謝類型？說(shuō)明 原因。提示：異養(yǎng)厭氧型。生物進(jìn)化過(guò)程中，首先出現(xiàn)無(wú)氧呼吸，然后出現(xiàn)光合作用有了氧 氣，最后出現(xiàn)有氧呼吸，因此最早出現(xiàn)的生物屬于異養(yǎng)厭氧型。3(生命觀念)用草原上狼和羊解釋生物與生物之間發(fā)生的協(xié)同進(jìn)化。提示：草原上，狼捕食羊，速度慢的羊逐漸被狼吃掉，而速度慢的狼，因?yàn)椴荒塬@得 足夠的食物，也逐漸被餓死，這樣，在狼追逐羊的過(guò)程中，狼和羊的速度都得到了提升， 實(shí)現(xiàn)了協(xié)同進(jìn)化。4(生命觀念)生物多樣性形成的根本原因和直接原因分別是什么？提示：根本原因：遺傳(基因)多樣性。直接原因：蛋白質(zhì)的多樣性。5(科學(xué)思維)通過(guò)學(xué)習(xí)，你能從多個(gè)角度歸納下生物進(jìn)化的趨勢(shì)嗎？提示：簡(jiǎn)單復(fù)雜，低等高等，水生陸生，異養(yǎng)自養(yǎng)，厭氧需氧，原核生物 真核單細(xì)胞生物多細(xì)胞生物，無(wú)性生殖有性生殖。1生物多樣性的形成過(guò)程分析2生物多樣性的關(guān)系及原因分析(1)從分子水平看：DNA 多樣性(根本原因)蛋白質(zhì)多樣性(直接原因)生物性狀多樣 性。(2)從進(jìn)化角度看：物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性主要是生物的不定向變異與定向選擇 在進(jìn)化過(guò)程中共同作用的結(jié)果。(3)生物多樣性物種多樣性：物種多樣性只是生物多樣性的一個(gè)方面。3生物多樣性的形成協(xié)同進(jìn)化是物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性形成的原因。4用現(xiàn)代生物進(jìn)化理論分析生物的進(jìn)化、適應(yīng)性和新物種的形成進(jìn)化的原因進(jìn)化的結(jié)果內(nèi)因外因相互作用適應(yīng)性多樣性、新 物種形成進(jìn)化遺傳和變異生物生存的各種環(huán)境條件生物生存的各種環(huán)境條件對(duì)生物的變異進(jìn)行選擇，淘汰不利變異， 積累和加強(qiáng)有利變異環(huán)境對(duì)生物的變異進(jìn)行定向選擇，使有利的變異在生物種群中得到 積累和加強(qiáng)，形成了生物的適應(yīng)性同一物種的不同種群，由于生活環(huán)境的變化，形成了具有不同適應(yīng) 性的生物類群，當(dāng)變異積累到一定程度而出現(xiàn)生殖隔離時(shí)，便形成 了新物種；同一物種的不同類型及新物種的出現(xiàn)均體現(xiàn)了生物的多 樣性種群的基因頻率發(fā)生定向改變(生物的進(jìn)化)。新物種的形成是生物 進(jìn)化的質(zhì)的飛躍1不同物種之間、生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間，在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展。下列說(shuō)法錯(cuò) 誤的是( )A捕食者往往捕食個(gè)體數(shù)量多的物種，這有利于增加物種多樣性B一個(gè)物種的形成或滅絕，會(huì)影響到若干其他物種的進(jìn)化C地衣在裸巖上定居，可為苔蘚的生長(zhǎng)提供土壤條件D在生物的進(jìn)化過(guò)程中，好氧生物的出現(xiàn)早于光合生物解析：選 D 捕食者往往捕食個(gè)體數(shù)量多的物種，為其他物種的生存提供機(jī)會(huì)，增加物 種多樣性，A 正確；生物與生物之間存在著各種種間關(guān)系，共同進(jìn)化，故一個(gè)物種的形成或 滅絕，會(huì)影響到若干其他物種的進(jìn)化，B 正確；地衣在裸巖上定居，能分泌有機(jī)酸加速巖石 風(fēng)化形成土壤，故可為苔蘚的生長(zhǎng)提供土壤條件，C 正確；隨著光合生物的出現(xiàn)，大氣中有 了氧氣，為好氧生物的出現(xiàn)創(chuàng)造了條件，D 錯(cuò)誤。2下列關(guān)于協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性的敘述，錯(cuò)誤的是( )A不同物種之間可以相互選擇協(xié)同進(jìn)化B捕食者的存在有利于增加物種的多樣性C生物多樣性的形成就是新物種不斷產(chǎn)生的過(guò)程D生態(tài)系統(tǒng)多樣性形成的原因可概括為協(xié)同進(jìn)化解析：選 C 協(xié)同進(jìn)化指不同物種之間或生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間，在相互影響中不斷進(jìn)化 和發(fā)展，故不同物種之間可以相互選擇、協(xié)同進(jìn)化；捕食者的存在使食物鏈中的生物通過(guò) 反饋進(jìn)行調(diào)節(jié)，有利于增加物種的多樣性；生物多樣性包括物種多樣性、基因多樣性和生 態(tài)系統(tǒng)多樣性；生物多樣性的形成是協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果。特別提醒現(xiàn)代生物進(jìn)化理論中的“兩兩三三”要語(yǔ)必背·網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建1不同物種之間、生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展，這就是協(xié)同進(jìn) 化。2生物多樣性主要包括三個(gè)層次的內(nèi)容：遺傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。 3適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果。4種群是生物進(jìn)化的基本單位。5突變和基因重組提供進(jìn)化的原材料，自然選擇導(dǎo)致種群基因頻率的定向改變，進(jìn)而 隔離形成新的物種。6生物進(jìn)化的過(guò)程實(shí)際上是生物與生物、生物與無(wú)機(jī)環(huán)境協(xié)同進(jìn)化的過(guò)程。 7生物多樣性是生物進(jìn)化的結(jié)果。1下列關(guān)于生命起源與生物進(jìn)化的敘述，錯(cuò)誤的是( )A單細(xì)胞生物是地球上最早出現(xiàn)的生命形式B捕食者的捕食有利于被捕食者種群的發(fā)展C加拉帕戈斯群島上不同種地雀的形成是它們之間相互選擇、協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果D雜交育種過(guò)程中，汰劣留良的人工選擇使種群的基因頻率發(fā)生了定向改變解析：選 C 加拉帕戈斯群島上不同種地雀的形成，是分布到不同島嶼上的地雀種群適 應(yīng)不同島嶼環(huán)境的結(jié)果，而不是它們之間協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果，C 錯(cuò)誤。2無(wú)花果的隱頭花序花托的頂端有一個(gè)很小的開(kāi)孔，專有的、高度特化的榕小蜂雌蜂 進(jìn)入小孔后在花上產(chǎn)卵，雌蜂在花序上爬行時(shí)能進(jìn)行傳粉，無(wú)花果隱頭花序是榕小蜂幼體 唯一的棲息場(chǎng)所和食物來(lái)源。下列分析正確的是( )A榕小蜂特殊的生殖行為決定了無(wú)花果的變異方向B兩者的依存關(guān)系是相互選擇協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果C花序的特化是無(wú)花果新物種形成的必要條件D兩種生物所發(fā)生的可遺傳的變異決定了進(jìn)化的方向解析：選 B 變異是不定向的，榕小蜂特殊的生殖行為只是起了選擇作用；榕小蜂和無(wú) 花果之間互利共生，兩者的依存關(guān)系是相互選擇協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果；花序的特化并未產(chǎn)生生 殖隔離，故不是新物種形成的必要條件；自然選擇決定生物進(jìn)化的方向。3生物多樣性是協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果。下列事實(shí)不屬于協(xié)同進(jìn)化的是( )A隨著工業(yè)的發(fā)展，導(dǎo)致大量溫室氣體排放，全球氣溫升高B隨著光合生物的出現(xiàn)，大氣中有了氧氣，為好氧生物的出現(xiàn)創(chuàng)造了條件C生活在草原上的斑馬和獵豹都能迅速奔跑，是長(zhǎng)期相互選擇的結(jié)果D4 億年前形成了原始的陸生植物，隨后出現(xiàn)了適應(yīng)陸地生活的動(dòng)物解析：選 A隨著工業(yè)的發(fā)展，導(dǎo)致大量溫室氣體排放，全球氣溫升高引起溫室效應(yīng)，屬于環(huán)境問(wèn)題，不屬于協(xié)同進(jìn)化。4下列關(guān)于生物進(jìn)化與生物多樣性的敘述，錯(cuò)誤的是( )A不同物種之間、生物與環(huán)境之間共同進(jìn)化導(dǎo)致生物多樣性形成B捕食者的存在，有利于增加物種多樣性C有性生殖的出現(xiàn)加快了生物進(jìn)化的步伐D物種之間的共同進(jìn)化都是通過(guò)物種之間的生存斗爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)的解析：選 D 物種之間的共同進(jìn)化不只是通過(guò)物種之間的生存斗爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)，物種之間的互 利共生等關(guān)系也會(huì)實(shí)現(xiàn)共同進(jìn)化，D 錯(cuò)誤。5昆蟲(chóng)的保護(hù)色越來(lái)越逼真，天敵的視覺(jué)也越來(lái)越發(fā)達(dá)。以上實(shí)例能說(shuō)明( )A自然選擇不起作用B生物發(fā)生定向變異C天敵在斗爭(zhēng)中占優(yōu)勢(shì)D雙方相互選擇、協(xié)同進(jìn)化解析：選 D 在昆蟲(chóng)與其天敵的斗爭(zhēng)中，二者互相選擇，協(xié)同進(jìn)化，各自發(fā)展自己的特 征，所以昆蟲(chóng)的保護(hù)色越來(lái)越逼真，天敵的視覺(jué)也越來(lái)越發(fā)達(dá)。A、B、C 錯(cuò)誤，D 正確。6研究化石時(shí)發(fā)現(xiàn)，某地區(qū)在距今 10 000 年前生活著長(zhǎng)尾山雞和中長(zhǎng)尾山雞。距今 5 000 年前，該區(qū)域出現(xiàn)了一條寬闊的大河，將該地區(qū)分割為甲、乙兩區(qū)域。距今約30 年前， 統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)甲區(qū)域山雞仍為長(zhǎng)尾和中長(zhǎng)尾山雞，乙區(qū)域全部為短尾山雞。研究發(fā)現(xiàn)，甲區(qū)域 的長(zhǎng)尾和中長(zhǎng)尾山雞能正常交配、產(chǎn)生可育后代；甲區(qū)域的長(zhǎng)尾和中長(zhǎng)尾山雞與乙區(qū)域的 短尾山雞均能交配，但受精卵不能發(fā)育?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)甲區(qū)域的山雞個(gè)體間尾部形態(tài)的差異，體現(xiàn)的是_多樣性。(2)乙區(qū)域出現(xiàn)的短尾山雞_(填“是”或“不是”)一個(gè)新物種。用現(xiàn)代生物進(jìn) 化理論解釋，乙區(qū)域出現(xiàn)短尾山雞的原因：_ 。 (3)近些年，甲區(qū)域的環(huán)境發(fā)生劇烈變化，研究人員對(duì)該區(qū)域山雞的數(shù)量與山雞的翅色基因(A/a)和翅形基因(B/b)頻率的研究數(shù)據(jù)如下表：中長(zhǎng)尾山雞長(zhǎng)尾山雞1980 年1988 年1997 年2006 年數(shù)量/只8 0007 9005 9004 200A31%29%30%31%B66%57%48%32%數(shù)量/只5 9006 0506 0005 950A38%41%40%39%B59%60%57%61%分析表中數(shù)據(jù)可知，近些年發(fā)生明顯進(jìn)化的山雞是_。1997 年時(shí)，長(zhǎng)尾山雞中 基因型為 AA 的個(gè)體數(shù)量為_(kāi)只。解析：(1)甲區(qū)域內(nèi)山雞是同一種群，所以個(gè)體間尾部形態(tài)的差異，體現(xiàn)的是遺傳多樣性。(2)乙區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的短尾山雞是一個(gè)新物種。因?yàn)榧讌^(qū)域的兩種山雞與乙區(qū)域的短尾山 雞雖均能雜交，但受精卵不能發(fā)育，說(shuō)明短尾山雞與甲區(qū)域的山雞間產(chǎn)生了生殖隔離。乙 區(qū)域短尾山雞出現(xiàn)的原因是突變導(dǎo)致種群的基因頻率發(fā)生改變，大河阻礙甲、乙區(qū)域山雞 間的基因交流，自然選擇使山雞的基因頻率發(fā)生定向改變，從而使基因庫(kù)逐漸產(chǎn)生明顯差 異，最終導(dǎo)致生殖隔離。(3)生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變，分析表格數(shù)據(jù)可知， 中長(zhǎng)尾山雞的 B 基因頻率變化很大，所以明顯進(jìn)化的山雞是中長(zhǎng)尾山雞。在 1997 年時(shí)，長(zhǎng) 尾山雞 A 基因頻率為 40%，所以基因型為 AA 的占 40%×40%16%，那么長(zhǎng)尾山雞中基因型 為 AA 的個(gè)體數(shù)量為 6 000×16%960(只)。答案：(1)基因 (2)是突變和基因重組使甲、乙兩個(gè)地區(qū)的山雞產(chǎn)生不同的變異；大河阻礙甲、乙兩區(qū)域山雞間的基因交流；自然選擇使山雞的基因頻率發(fā)生定向改變；基 因庫(kù)逐漸產(chǎn)生明顯差異，最終導(dǎo)致生殖隔離 (3)中長(zhǎng)尾山雞 960