生物人教版 (2019)第4节 协同进化与生物多样性的形成导学案

这是一份生物人教版 (2019)第4节 协同进化与生物多样性的形成导学案，共15页。

第4节　协同进化与生物多样性的形成

课标要求
核心素养
概述现代生物进化理论以自然选择学说为核心，为地球上的生命进化史提供了科学的解释。
1.生命观念：初步运用进化和功能观，阐明协同进化。
2.科学思维：运用归纳的方法，概括出生物多样性形成的原因。

　[学生用书P90]
一、协同进化

二、生物多样性的形成
1．生物多样性

2．形成过程


三、生物进化理论在发展
1．现代生物进化理论的要点
(1)适应是自然选择的结果。
(2)种群是生物进化的基本单位。
(3)突变和基因重组提供进化的原材料，自然选择导致种群基因频率的定向改变，进而通过隔离形成新的物种。
(4)生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程。
(5)生物多样性是协同进化的结果。
2．生物进化理论在发展
(1)观点一
①基因突变对生物适应性的影响并不是非益即害的，大量的基因突变是中性的。
②决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择。
(2)观点二
物种形成不都是渐变的过程，而是物种长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。
(3)影响广泛和深远的观点是以自然选择学说为核心的进化理论。

(1)同种生物之间也存在协同进化。(×)
(2)捕食者的存在不利于被捕食者的生存。(×)
(3)生物多样性包括遗传(基因)多样性、个体多样性和生态系统多样性。(×)
(4)协同进化只能发生在生物与生物之间。(×)
(5)最早出现的生物是单细胞的厌氧型生物。(√)

知识点　协同进化与生物多样性的形成[学生用书P91]

1．协同进化
(1)不同生物之间的协同进化有的通过种间互助实现，有的通过生存斗争实现。
(2)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、共同演变的，生物与无机环境之间的协同进化是通过二者的相互影响实现的。
2．生物多样性三个层次之间的联系

遗传(基因)多样性是形成物种和生态系统多样性的基础，反过来物种和生态系统多样性又影响遗传(基因)多样性。
3．生物进化历程中的三个关键点
(1)真核生物出现以后，有性生殖方式的出现：生物进化的速度明显加快。
(2)寒武纪大爆发：形成生态系统的第三极——消费者，对植物的进化产生重要影响。
(3)原始陆生植物和原始两栖类的出现：生物的登陆改变着陆地的环境，陆地上复杂的环境又为生物的进化提供了广阔的舞台。
发展素养
1．某细长口器的蛾是某种兰花专门的传粉昆虫，这对兰花繁衍后代和该种蛾有什么意义？(生命观念)
提示：特定昆虫给特定的植物传粉，这样可以提高传粉的效率，并且昆虫也可得到较多的食物或保护。
2．用草原上狼和羊解释生物与生物之间发生的协同进化。(科学思维)
提示：草原上，狼捕食羊，速度慢的羊逐渐被狼吃掉，而速度慢的狼，因为不能获得足够的食物，也逐渐被饿死，这样，在狼追逐羊的过程中，狼和羊的速度都得到了提升，实现了协同进化。

1．(2020·江西九江高一检测)科研人员调查某地不同植物花冠筒的深度与昆虫口器长度之间的关系，结果如下图所示。下列相关叙述错误的是(　　)

A．昆虫口器的不同长度是吸食不同深度花冠筒花蜜造成的
B．花冠筒的不同深度有利于减弱昆虫间生存斗争的强度
C．各种昆虫口器的长度差异体现了遗传多样性和物种多样性
D．昆虫口器不同长度、花冠筒不同深度是长期相互选择的结果
解析：选A。昆虫口器的不同长度是与花冠筒的不同深度协同进化的结果，A错误；分析题图可知，花冠筒的不同深度有利于减弱昆虫间生存斗争的强度，B正确；各种昆虫口器的长度差异体现了遗传多样性和物种多样性，C正确；昆虫口器不同长度、花冠筒不同深度是长期相互选择、协同进化的结果，D正确。
2．生物多样性是协同进化的结果，下列事实不属于协同进化的是(　　)
A．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
B．随着光合生物的出现，大气中有了氧气，为好氧生物出现创造了条件
C．随着工业的发展，大量温室气体被排放出来，全球气温升高
D．约4亿年前出现了原始的陆生植物，随后出现了适应陆地生活的动物
解析：选C。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，A不符合题意；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；随着工业的发展，大量温室气体被排放出来，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，C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。
核心知识小结
[要点回眸]

[规范答题]
1．协同进化发生于不同物种之间或生物与无机环境之间。
2．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。
3．适应是自然选择的结果。
4．种群是生物进化的基本单位。
5．突变和基因重组提供进化的原材料。
6．自然选择导致种群基因频率的定向改变，进而通过隔离形成新的物种。
7．生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程。
8．生物多样性的形成是协同进化的结果。


[随堂检测][学生用书P92]
1．协同进化不会发生在(　　)
A．猎豹和斑马之间
B．浅色桦尺蛾和深色桦尺蛾之间
C．好氧型生物和环境之间
D．杂草和水稻之间
解析：选B。协同进化发生在不同物种之间、生物与无机环境之间，A、C、D不符合题意；浅色桦尺蛾和深色桦尺蛾属于同一物种，B符合题意。
2．关于捕食者在进化中的作用，科学家提出了“收割理论”，下列说法不合理的是(　　)
A．捕食者往往捕食年老、体弱或年幼的个体
B．捕食者往往在个体数量较少的种群中捕食
C．捕食者往往在个体数量较多的种群中捕食
D．捕食者一般不会将所有的猎物都吃掉
解析：选B。捕食者往往捕食年老、体弱或年幼的个体，促进种群的发展，A合理；捕食者往往在个体数量较多的种群中捕食，B不合理，C合理；捕食者一般不会将所有的猎物都吃掉，这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，D合理。
3．下列关于生物进化与多样性的叙述，正确的是(　　)
A．从分子水平看，生物的性状具有多样性的直接原因是基因的多样性
B．生物多样性的形成也就是新物种的不断形成过程
C．物种之间的协同进化都是通过生存斗争实现的
D．有性生殖的出现推动了生物进化，增强了生物的变异
解析：选D。生物性状具有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，A错误；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，所以不能说生物多样性的形成就是新物种的不断形成过程，B错误；物种之间的协同进化是通过物种之间的相互影响、共同进化、共同发展的，不同物种之间包括种间互助和种间竞争，C错误；有性生殖的出现使后代重组出更多的变异类型，推动了生物的进化，D正确。
4．(2020·江苏扬州高一期末)家住荷花池小区的卞大爷，栽种的一株21年的琼花开花了，朵朵琼花花瓣均为双层，极为少见。运用生物多样性的原理对这种现象的正确解释是(　　)
A．遗传多样性　　　　 B．物种多样性
C．生态系统多样性 D．个体多样性
解析：选A。一株琼花开花，朵朵琼花花瓣均为双层的性状是由遗传物质控制的，体现了遗传多样性。
5．在生物进化过程中，有关生物类型出现顺序的几种描述，可能性最大的是 (　　)
A．自养、异养厌氧、异养需氧
B．异养需氧、异养厌氧、自养
C．自养厌氧、异养需氧、光合自养
D．异养厌氧、光合自养、异养需氧
解析：选D。地球形成初期，原始大气中没有氧气，早期的原核生物构造简单，不能将无机物转化为有机物，一般认为是异养厌氧型。随着光合自养生物的出现，原始大气中才逐渐有了氧气。氧气的出现为需氧型生物的产生创造了前提条件，出现了异养需氧型生物。
6．某岛屿上甲、乙两种植物依靠一种蜂鸟传粉。甲种植物的花距直而短，乙种植物的花距弯而深。蜂鸟中雌鸟的长鸟喙适于在弯曲的长筒状花距中采蜜，雄鸟的短鸟喙适于在短小笔直的花距中采蜜。下列相关叙述错误的是(　　)
A．甲、乙两种植物花距形态的差异是蜂鸟采蜜对它们进行选择的结果
B．花距形态与鸟喙长度相适应是突变和基因重组的结果
C．雌雄蜂鸟在不同植物上采蜜缓解了雌雄蜂鸟间的生存斗争
D．蜂鸟和这两种植物相互选择、协同进化
解析：选B。甲、乙两种植物花距形态的差异是蜂鸟采蜜对其进行选择的结果，A正确；花距形态与鸟喙长度相适应是协同进化的结果，B错误；雌雄蜂鸟在不同植物上采蜜缓解了雌雄蜂鸟间的生存斗争，C正确；蜂鸟和这两种植物相互选择、协同进化，D正确。
[课时作业][学生用书P151(单独成册)]
【A级　合格性考试】
1．协同进化就是“生态的舞台，共同的表演”。下列关于协同进化的说法，错误的是(　　)
A．协同进化可发生在不同物种之间
B．协同进化可发生在生物与无机环境之间
C．猎豹与斑马之间的“军备竞赛”实现了二者的协同进化
D．研究协同进化无法预测某物种的存在
解析：选D。协同进化可发生在不同物种之间，也可发生在生物与无机环境之间，A、B正确；猎豹与斑马之间的“军备竞赛”淘汰了二者中的老、弱、病、残等个体，实现了二者的协同进化，C正确；研究协同进化可预测某物种的存在，如达尔文根据某种兰花具有细长花距而预测出为其传粉的某种昆虫应具有吸管似的口器，D错误。
2．(2020·湖北武汉高一检测)下列属于生物协同进化实例的是(　　)
①通过捕食关系，猎豹跑得越来越快，羚羊跑得也越来越快
②某种兰花和专门为它传粉的蛾
③随着光合生物的出现原始大气中有了氧气，这为好氧型生物的出现创造了前提条件
A．1个 B．2个
C．3个 D．都不是
解析：选C。协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，①②③均属于生物协同进化的实例。
3．下列关于生物多样性的叙述，错误的是(　　)
A．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
B．生物多样性是生物进化的结果
C．生物多样性是人类赖以生存和发展的物质基础
D．保护生物多样性就是保护生态系统的多样性
解析：选D。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，A正确；生物多样性是生物进化的结果，B正确；生物多样性是人类赖以生存和发展的物质基础，C正确；保护生物多样性是在三个层次上对生物多样性进行保护，D错误。
4．盲鱼常栖息在漆黑的岩洞中，其眼睛退化，却拥有发达的嗅觉和触觉。下列相关叙述正确的是(　　)
A．若盲鱼和某种浅水鱼种群的基因库有显著差异，则两者一定不能相互交配
B．盲鱼个体间在生存斗争过程中相互选择、协同进化
C．原始鱼类进化为盲鱼的根本原因是漆黑的生存环境
D．盲鱼和原始鱼类即使再次生活在相同环境也不能进化为同一物种
解析：选D。若盲鱼和某种浅水鱼种群的基因库存在着明显的差异，则两者存在生殖隔离，两者之间可能能交配，但不能产生可育后代，A错误；协同进化发生在不同种生物之间或生物与无机环境之间，而不是发生在同种生物个体之间，B错误；原始鱼类进化为盲鱼的根本原因是基因突变或染色体变异，即产生了各种各样的变异，然后由漆黑的生存环境对其进行选择，C错误；现代生物进化理论认为生物进化过程是不可逆的，盲鱼和原始鱼类即使再次生活在相同环境也不能进化为同一物种，D正确。
5．某种兰花有细长的花距(如下图所示)，花距顶端贮存着花蜜，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距变异的方向
B．花距变长是兰花新种形成的必要条件
C．口器与花距的相互适应是协同进化的结果
D．蛾的口器会因吸食花蜜而越变越长
解析：选C。变异是不定向的，蛾口器的特征不能决定兰花花距变异的方向，A错误；新物种产生的必要条件是隔离，B错误；口器与花距的相互适应是相互选择、协同进化的结果，C正确；口器的变长是自然选择的结果，D错误。
6．广东省的鼎湖山是我国建立的第一个国家级自然保护区，因其完整保存了具有400多年历史的地带性植被——南亚热带季风常绿阔叶林，被中外科学家誉为“北回归线沙漠带上的绿洲”。建立该自然保护区的主要目的是保护 (　　)
A．物种 B．种群
C．群落 D．生态系统
解析：选D。建立自然保护区不仅保护了生物，而且保护了生物的生存环境，所以属于生态系统的层次。
7．(2020·广西南宁高一期末)以下与生物进化有关的叙述，错误的是(　　)
A．有性生殖的出现加快了生物进化的速度
B．恐龙的灭绝为哺乳动物的兴盛提供了可能
C．生物进化的过程只发生在陆地上
D．地球上的许多物种都已灭绝
解析：选C。有性生殖过程中，基因重组和雌雄配子的随机结合导致后代具有更大的变异性，为生物进化提供了原材料，加快了生物进化的速度，A正确；恐龙的灭绝为哺乳动物的兴盛提供了空间，B正确；陆地环境和水环境均可能使种群的基因频率发生变化，使生物发生进化，C错误；由于自然选择的作用，地球上许多不适应环境的物种都已经灭绝了，D正确。
8．下列叙述中，符合中性学说的是(　　)
A．中性突变一般不引起生物性状的改变，因此中性突变不是突变
B．当自然选择作用于中性突变时，有利的变异被积累
C．当环境恶劣时，中性突变的进化速率加快
D．中性学说并没有否认选择的作用，承认形态、行为和生态性状，即生物的表型是在自然选择下进化的
解析：选D。中性突变学说是指生物的进化主要由中性突变决定，这些中性突变经自然选择保留下来，再经隔离形成新物种，因此中性突变也存在基因突变，A错误；中性突变是指基因突变对生物体的生存既没有好处，也没有害处，也就是说，对生物的生殖力和生活力没有影响，因而自然选择对它们不起作用，B错误；当环境恶劣时，中性突变的进化速率会变慢，C错误；中性学说没有否认选择的作用，承认形态、行为和生态性状，即生物的表型是在自然选择下进化的，所以，中性学说是在现代生物科学发展的水平上，对达尔文进化学说的补充和发展，D正确。
9．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基因不断产生的过程
D．生态系统多样性形成的原因可概括为协同进化
解析：选C。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、遗传多样性和生态系统多样性，所以生物多样性的形成不仅仅是新基因不断产生的过程；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协同进化的结果。
10.

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右图所示。回答下列问题：
(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？________(填“会”或“不会”)。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变异，W物种所处的环境条件也会发生不断的变化
【B级　等级性考试】
11．下列符合现代生物进化理论的内容的有(　　)
①适应是自然选择的结果
②种群是生物进化的基本单位
③突变和基因重组提供进化的原材料
④自然选择导致种群基因频率的定向改变，进而通过隔离形成新物种
⑤获得性遗传和共同由来
⑥地理隔离是新物种形成的必要条件
⑦生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程
⑧生物多样性是协同进化的结果
A．①②③④⑥⑦⑧ B．①②③④⑥⑦
C．①②③④⑦⑧ D．②③④⑥⑦⑧
解析：选C。现代生物进化理论的主要内容：适应是自然选择的结果；种群是生物进化的基本单位；突变和基因重组提供进化的原材料，自然选择导致种群基因频率的定向改变，进而通过隔离形成新物种；生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程；生物多样性是协同进化的结果。故①②③④⑦⑧正确。获得性遗传是拉马克的观点，共同由来学说是达尔文的观点，地理隔离并非新物种形成的必要条件。
12．下列有关种群及生物进化的叙述，正确的是(　　)
A．自然选择直接作用于个体的表型，并决定了生物的进化方向
B．只有突变和基因重组才能导致种群的基因频率发生改变
C．被捕食者大多是年老、病弱或年幼的个体，捕食者的存在不利于被捕食种群的发展
D．研究种群间差异的关键是它们能否出现地理隔离和形成生殖隔离
解析：选A。自然选择直接作用于个体的表型，并决定了生物的进化方向，A正确；突变和基因重组、自然选择等都能导致种群的基因频率发生改变，B错误；捕食者吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到促进种群发展的作用，因此捕食者的存在利于被捕食种群的发展，C错误；研究种群间差异的关键是研究它们的种群特征，D错误。
13．草本植物报春花多数为二型花柱，少数为同型花柱。二型花柱的花中，花药的位置明显低于柱头的为长柱型花，柱头位置明显低于花药的为短柱型花。同型花柱的花中，花药与柱头高度相近。研究发现随着海拔增加，高山上环境温度降低，传粉昆虫减少，同型花柱的花比例增大。为研究产生上述现象的原因，科研人员进行相关的模拟实验，处理及实验结果如下图所示。下列分析不正确的是(　　)

A．套袋处理可以防止外来花粉的干扰，模拟了高山上传粉昆虫减少的条件
B．同型花柱的花主要进行自花传粉，二型花柱的花更依赖异花传粉
C．二型花柱的花可以有效避免自花传粉，有利于增加物种多样性
D．不同海拔报春花的分布与传粉昆虫多少的对应关系体现了生物间的协同进化
解析：选C。分析题意可知，“高山上环境温度降低，传粉昆虫减少”，套袋处理可以防止外来花粉的干扰，模拟了高山上传粉昆虫减少的条件，A正确。分析题图，套袋处理后，同型花柱的花结实率较高，二型花柱的花结实率明显降低，据此推测同型花柱的花主要进行自花传粉，二型花柱的花更依赖异花传粉，异花传粉有利于增加报春花的遗传多样性，B正确，C错误。不同海拔报春花的分布与传粉昆虫多少的对应关系体现了生物间的协同进化，D正确。
14．(2020·云南丘北高一月考)Ⅰ.生物进化中的“中性学说”认为每种生物信息大分子都有一定的进化速率，进化的主导因素不是自然选择。下图为几种蛋白质的进化过程中氨基酸的置换速率。回答下列问题：

(1)通过上述可知，中性学说认为，①突变大多是______的，突变对生物既无利也无害时，自然选择对它________；②生物进化速率取决于______________
_______________________________________________________________。
(2)由图可知，不同蛋白质________________不同，________________的年进化速率最高。
(3)科学家认为蛋白质分子引起生物体的形态和生理发生差异后，________________才发挥作用。
Ⅱ.下图表示生物多样性的形成过程。

(1)由于外界________________的变化，及生物体内部________________因素的影响，进而形成________________，使比较原始的哺乳类向不同的方向发展。
(2)生物种类的数量变化为________________。
(3)上述(1)(2)可以归纳并用于解释生物的________性和________性。
解析：Ⅰ.(1)中性学说认为，①突变大多是中性的，突变对生物既无利也无害时，自然选择对它不起作用；只有当蛋白质分子引起生物体的性状发生改变时，自然选择才起作用。②生物进化速率取决于分子的置换速率。(2)由图可知，不同蛋白质氨基酸的年置换速率不同，其中组蛋白H4的进化速率最低，血纤肽的进化速率最高。(3)科学家认为蛋白质分子引起生物体的形态和生理发生差异后，自然选择才发挥作用。
Ⅱ.(1)生物多样性的形成可以概括为协同进化，外因是外界环境的变化；内因是生物体内部可遗传变异为自然环境提供原材料，进而形成生殖隔离，使比较原始的哺乳类向不同的方向发展。(2)生物进化的过程中，生物种类由少到多，而且不同生物适应不同的生存环境。(3)上述(1)(2)可以归纳并用于解释生物的多样性和适应性。
答案：Ⅰ.(1)①中性　不起作用　②分子的置换速率　
(2)氨基酸的置换速率　血纤肽
(3)自然选择
Ⅱ.(1)自然环境　可遗传变异　生殖隔离
(2)由少到多
(3)多样　适应
15．回答下列有关生物进化和生物多样性的问题：
(1)现代生物进化理论认为生物进化的基本单位是________________。
材料一　某种蛾易被蝙蝠捕食，千百万年之后，此种蛾中的一部分当感受到蝙蝠的超声波时，便会运用复杂的飞行模式逃脱危险，其身体也发生了一些其他改变。当人工使变化后的蛾与祖先蛾交配后，产出的受精卵不具有生命力。
材料二　蛙的幼体生活于水中，成体可生活于水中或陆地的动物。由于剧烈的地质变化，使某种蛙生活的水体分开，蛙被隔离为两个种群。千百万年之后，这两个种群不能自然交配。
依据以上材料，回答下列问题。
(2)这两则材料中发生的相似事件是______(填编号)。
A．共同进化 B．地理隔离
C．生存竞争 D．生殖隔离
(3)在材料一中，蛾复杂飞行模式的形成是__________的结果。
(4)在材料二中，若发生剧烈地质变化后，其中一个蛙种群生活的水体逐渐干涸，种群中个体数减少，导致该种群的________变小。
(5)下表为V基因在种群A和B中的基因型个体数。
基因型
VaVb
VaVa
VbVc
VcVc
VaVc
A种群(个)
200
50
100
150
100
B种群(个)
0
120
200
50
80

计算Va在A种群中的频率为________。
(6)就V基因而言，比较A种群和B种群的遗传多样性，并利用表中数据陈述判断依据：_______________________________________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
解析：(1)生物进化的基本单位是种群。(2)两则材料中的生物交配后不能产生正常后代或不能交配，说明存在生殖隔离。(3)材料一中，蛾能生存是长期自然选择的结果。(4)种群中个体数减少，导致部分基因消失，种群的基因库变小。(5)Va在A种群中的基因频率为[(200＋50×2＋100)/1 200]×100%≈33%。(6)A种群中的基因型多于B种群，A种群的生物多样性高于B种群。
答案：(1)种群　(2)D　(3)自然选择(或适者生存)　(4)基因库　(5)33%　(6)A种群的遗传多样性高于B种群，因为A种群的基因型为5种，B种群的基因型为4种(或A种群的基因型多于B种群的基因型)