生物必修2《遗传与进化》第4节 协同进化与生物多样性的形成学案设计

这是一份生物必修2《遗传与进化》第4节 协同进化与生物多样性的形成学案设计，共14页。学案主要包含了重点笔记，问题探讨，思考·讨论，旁栏思考题，练习与应用，任务驱动，过程评价等内容，欢迎下载使用。

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
素养达成
1.初步运用进化和适应观，阐明协同进化。（生命观念）
2.运用归纳的方法概括生物多样性形成的原因。（科学思维）
在自然界中，捕食者和被捕食者都面临生存压力。在自然选择的作用下，它们是如何相互选择，而又导致双方都没有被淘汰的呢？
学习主题一 协同进化
任务一 如图为猎豹追捕羚羊的镜头，请据图回答相关问题：
1.捕食者的存在促进被捕食者种群发展的理由是什么？
2.根据生态学家斯坦利的“收割理论”，食性广的捕食者的存在有利于增加物种多样性，在这个过程中，捕食者使物种多样性增加的方式是什么？
任务二 物种之间的协同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的吗？
1.协同进化
（1）实例
③生物影响环境、环境影响生物：地球上最早是无氧环境→厌氧生物→光合生物出现→空气中有了氧气→出现好氧生物。
（2）协同进化的概念：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，这就是协同进化。
2.协同进化的范围及对无机环境的影响
（1）范围：生物与生物之间的协同进化仅发生在不同物种之间，同种生物之间不存在协同进化。
（2）对无机环境的影响：无机环境的选择作用可定向改变种群的基因频率，导致生物朝着一定方向进化；生物的进化反过来又会影响无机环境。
【重点笔记】
名师提醒
（1）不同物种之间的影响既包括种间互助，也包括种间斗争。任何一个物种都不是单独进化的。
（2）无机环境的选择作用可定向改变种群的基因频率，导致生物朝着一定方向进化；生物的进化反过来又会影响无机环境。
（3）协同进化是千姿百态的物种和多种多样的生态系统形成的原因。

1.（合格考）某种兰花有细长的花距（如图），花距底部储存着花蜜，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．蛾的口器会因吸食花蜜而越变越长
B．花距变长是兰花新物种形成的必要条件
C．蛾口器的特征决定兰花花距变异的方向
D．口器与花距的相互适应是协同进化的结果
2.（等级考）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．工业的发展导致大量温室气体排放，使全球气温升高
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．生活在草原上的羚羊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
学习主题二 生物多样性的形成及生物进化理论在发展
任务一 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。试探究分析：
1.生物多样性产生的直接原因和根本原因是什么？运用进化论观点分析生物多样性形成的原因。
2.三种生物多样性之间的关系是怎样的？
任务二 用草原上狼和羊之间的关系解释生物与生物之间发生的协同进化。
任务三 通过以上学习，你能从多个角度归纳下生物进化的趋势吗？
任务四 中性突变学说与现代生物进化理论的主要差异是什么？
任务五 根据上题分析，你是否认为中性突变学说完全否决了现代生物进化理论？
1.生物多样性的内容：包括遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性。
①遗传多样性：由于生物存在各种各样的变异，并且变异是不定向的，进而出现了遗传多样性。
②物种多样性：基因控制蛋白质的合成，遗传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：生态系统是由生物群落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。
2.生物多样性各层次间的关系
遗传多样性是形成物种多样性和生态系统多样性的基础，物种多样性和生态系统多样性反过来又影响遗传多样性。
【重点笔记】
归纳总结





1.（合格考）生物多样性的根本原因是（ ）
A．遗传多样性 B．蛋白质多样性
C．生态系统多样性 D．物种多样性
2.（合格考）生物多样性是指（ ）
A．种群多样性、群落多样性和生态系统多样性
B．遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性
C．森林多样性、草原多样性和湿地多样性
D．动物多样性、植物多样性和微生物多样性
3.（等级考）下列有关生物多样性与进化的叙述中，不正确的是（ ）
A．蜂鸟细长的喙与倒挂金钟的筒状花萼是它们长期协同进化形成的相互适应特征
B．细菌在接触青霉素后会产生抗药性的突变个体，青霉素的选择作用使其生存
C．异地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
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
4.（等级考）（不定项）北美洲某种臭虫以当地无患子科植物的气球状蔓生果为食，臭虫需要用锋利的喙刺穿果实，据统计喙长如图1所示；1920年，有人从亚洲引进平底金苏雨树，其果实的果皮比较薄，据统计到1980年以它为食的臭虫的喙长如图2所示。下列叙述合理的是（ ）
A.平底金苏雨树与臭虫间发生了协同进化
B．平底金苏雨树与当地植物存在竞争关系
C．臭虫体内控制喙长度的基因发生突变可能早于引进平底金苏雨树
D．生活在无患子科植物和平底金苏雨树上的臭虫间形成了生殖隔离
5.下列叙述中，不符合中性突变学说的是（ ）
A．基因突变大多数是中性的，自然选择对它们不起作用
B．中性突变被随机地固定，日积月累、积少成多
C．生物性状的改变大多数是中性的，无利也无害
D．种群间遗传物质出现较大差别是中性突变积累的结果
6.如图为现代生物进化理论的概念图。请据图回答下列相关问题：
（1）图中①③分别指 、 。在生物进化过程中， 为生物进化提供原材料。
（2）④指遗传多样性、物种多样性和 多样性。
（3）某植物种群中基因型为AA的个体占20%，基因型为aa的个体占50%。倘若人为舍弃隐性性状仅保留显性性状，令其自交，则自交子一代中基因型为AA的个体占 ，A的基因频率为 ，经过这种人工选择作用，该种群是否发生了进化： （填“是”或“否”），原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

1.下列有关生物进化的表述，不正确的是（ ）
A．捕食者的存在可促进被捕食者的进化
B．生物之间的相互关系影响生物的进化
C．突变是产生进化原材料的唯一途径
D．生物多样性的形成是协同进化的结果
2.狼和鹿是捕食和被捕食的关系，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进化的作用
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
3.如图是现代生物进化理论的概念图，下列说法正确的是（ ）
A．①是突变和基因重组
B．②是自然选择
C．③是自然选择学说
D．④是物种多样性
4.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
5.无花果的隐头花序花托的顶端有一个很小的开孔，专有的、高度特化的榕小蜂雌蜂进入小孔后在花上产卵，雌蜂在花序上爬行时能进行传粉，无花果隐头花序是榕小蜂幼体唯一的栖息场所和食物来源。下列分析正确的是（ ）
A．榕小蜂特殊的生殖行为决定了无花果的变异方向
B．两者的依存关系是相互选择协同进化的结果
C．花序的特化是无花果新物种形成的必要条件
D．两种生物所发生的可遗传的变异决定了进化的方向
6.由于农田的存在，某种松鼠被分隔在若干森林斑块中。人工生态通道可以起到将森林斑块彼此连接的作用。下列叙述正确的是（ ）
A．农田的存在，增加了松鼠的活动空间
B．林木密度相同的不同斑块中松鼠为进化提供原材料的变异的种类不同
C．不同森林斑块中的松鼠属于不同种群，存在生殖隔离
D．人工生态通道有利于保护该种松鼠的遗传多样性
7.如图表示几种哺乳动物的起源情况，回答问题。
（1）图示表明现存的各类哺乳动物具有共同的 。
（2）原始哺乳动物（A）能进化成各种不同的哺乳动物，从内在原因看是 ，从外部原因看是 。
（3）本图示可以很好地体现生物的 性和 性。
（4）如果改变图中动物的生活环境， 的动物能在新的环境中生存下来，而 的动物则被淘汰。
教材第119页►【问题探讨】
1.既然细长的花距底部储存着花蜜，必然有这样的昆虫吸食花蜜。
2.如果后来未发现这样的蛾类昆虫，也不能说明达尔文的推测是错误的。因为可能是这样的昆虫尚未被发现，也可能是该生物已灭绝。
教材第122页►【思考·讨论】
1.最早出现的生物是厌氧的单细胞生物，它们生活在海洋中。
2.先出现的是陆生植物，后出现的是陆生动物。植物为动物提供物质条件。
3.当时陆地上还是一片荒芜，生物都生活在海洋中。
4.恐龙是在白垩纪末全部绝灭的。物种绝灭对生物多样性的影响是复杂的，恐龙的绝灭有利于哺乳动物的繁盛。
教材第124页►【旁栏思考题】
略。
教材第124页►【练习与应用】
一、概念检测
1.（1）√ 任何一个物种都不是单独进化的。
（2）× 物种之间协同进化也可以通过种间互助来实现。
（3）× 早期生态系统是只有生产者和分解者的两极生态系统。
（4）× 生物多样性的形成与新物种的形成并不是同一概念。生物多样性主要包括三个层次的内容：遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。
2.C 在原始大气中是没有氧气的，最早出现的生物应是进行无氧呼吸的单细胞生物。
二、拓展应用
1.提示：生态指的是生物与环境的相互关系，进化指的是生物界的历史演变；如果把进化看作由各种生物表演的一部历史剧，那么，上演这部历史剧的舞台就是生物与环境之间复杂的相互关系。物种进化的表演受舞台背景的制约，舞台背景也要与上演的内容相协调。
2.提示：假如物种之间没有一定的关系，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。
3.开放性试题，合理即可。
第4节 协同进化与生物多样性的形成
夯基提能·分层突破
学习主题一
【任务驱动】
任务一
1．提示：捕食者所吃掉的大多数是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到了促进种群发展的作用。
2．提示：捕食者往往捕食个体数量多的物种，为其他物种的形成腾出空间。
任务二
提示：不是。物种之间的协同进化有通过种间互助实现的，如某种兰花和专门给它传粉的蛾；也有通过种间斗争实现的，如猎豹和斑马。
【过程评价】
1．解析：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，这就是协同进化。该种兰花的花距和蛾口器的变异应属于协同进化，不是蛾吸食花蜜的结果。单纯的说蛾的口器特征决定兰花花距变异的方向或蛾的口器会因吸食花蜜而越变越长均属于片面的结论，故A、C错误，D正确；新物种形成的必要条件是隔离，花距变长不是兰花新物种形成的必要条件，B错误。
答案：D
2．解析：工业的发展导致大量温室气体排放，全球气温升高，这属于环境污染，不属于协同进化。其他三个选项体现了生物与生物、生物与无机环境之间的相互选择，所以属于协同进化。
答案：A
学习主题二
【任务驱动】
任务一
1．提示：生物多样性的直接原因是蛋白质多样性，根本原因是遗传物质多样性。生物多样性的形成是多种多样的环境对生物不定向变异进行选择的结果。
2．提示：遗传多样性是形成物种多样性和生态系统多样性的基础，物种多样性和生态系统多样性又可影响基因多样性。
任务二
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，狼和羊的奔跑速度都得到了提升，实现了协同进化。
任务三
提示：简单→复杂，低等→高等，水生→陆生，异养→自养，厌氧→需氧，原核生物→真核单细胞生物→真核多细胞生物，无性生殖→有性生殖。
任务四
提示：中性突变学说认为：（1）生物进化的主导因素不是自然选择，而是中性突变的逐渐积累。（2）DNA分子产生的大量的基因突变是中性的，对生物适应性的影响并不是非益即害的。
任务五
提示：不是；中性突变学说侧重于微观水平，而现代生物进化理论侧重于宏观水平，二者相互补充，更好地阐述了生物进化的本质。
【过程评价】
1．解析：：从遗传学角度看，生物多样性的根本原因在于遗传物质（DNA）具有多样性，A正确。
答案：A
2．解析：生物多样性包括三个层次：遗传多样性（所有生物拥有的全部基因）、物种多样性（指生物圈内所有的动物、植物、微生物）、生态系统多样性。故选B。
答案：B
3．解析：细菌在未接触青霉素前就产生了抗药性的突变，在青霉素的选择作用下抗药性变异逐渐变成有利变异，B符合题意。
答案：B
4．解析：平底金苏雨树引进后，臭虫喙长变短，因此它们在相互影响中发生了协同进化；平底金苏雨树与当地植物竞争阳光和土壤中水分和养分；臭虫体内控制喙长度的基因发生突变的时间可能早于引进平底金苏雨树的时间，平底金苏雨树只不过起了选择作用；生活在无患子科植物和平底金苏雨树上的臭虫种群，由于自然选择的差异，基因频率定向改变，导致两个种群的基因库有差异，但从图中无法判断是否已达到生殖隔离的程度。
答案：ABC
5．解析：中性突变学说认为生物基因的突变大多数是中性的，无利也无害，并不是生物性状的改变是中性的，C错误。
答案：C
6．解析：（3）某植物种群中基因型为AA的个体占20%，基因型为aa的个体占50%，则基因型为Aa的个体占30%，倘若人为舍弃隐性性状仅保留显性性状，则基因型为AA的个体占40%，基因型为Aa的个体占60%，令其自交，则自交子一代中基因型为AA的个体占40%＋60%×1/4＝55%，基因型为aa的个体占60%×l/4＝15%，基因型为Aa的个体占30%，此时种群中A的基因频率＝55%＋1/2×30%＝70%。没有经过人工选择之前种群中A的基因频率为20%＋1/2×30%＝35%，因为种群的基因频率发生了改变，所以该种群发生了进化。
答案：（1）种群 种群基因频率的改变 突变和基因重组 （2）生态系统 （3）55% 70% 是 种群的基因频率发生了改变
高效课堂·实践运用
1．解析：捕食者与被捕食者相互选择协同进化，A正确；生物之间是相互关系影响生物的进化，B正确；突变和基因重组为生物进化提供原材料，C错误；生物多样性的形成是协同进化的结果，D正确。
答案：C
2．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，对对方进行选择，相互选择的结果是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，不能说鹿的进化速度比狼的进化速度快。
答案：D
3．解析：①是基因频率的变化；②是突变和基因重组以及自然选择；③是自然选择学说；④是遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。
答案：C
4．解析：协同进化指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，故不同物种之间可以相互选择协同进化；捕食者的存在有利于增加物种的多样性；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，新物种的产生只是生物多样性形成的一个方面；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。
答案：C
5．解析：变异是不定向的，榕小蜂特殊的生殖行为只是起了选择作用；榕小蜂和无花果之间互利共生，两者的依存关系是相互选择、协同进化的结果；花序的特化并未产生生殖隔离，故不是新物种形成的必要条件；自然选择决定生物进化的方向。
答案：B
6．解析：农田的存在，使松鼠被分隔在若干森林斑块中，即形成了地理隔离，因此减少了松鼠的活动空间，A错误；突变和基因重组为生物的进化提供原材料，因此林木密度相同的不同斑块中松鼠为进化提供原材料的变异的种类相同，B错误；不同森林斑块中的松鼠属于不同种群，存在地理隔离，但不一定形成生殖隔离，C错误；人工生态通道可以起到将森林斑块彼此连接的作用，有利于保护该种松鼠的遗传多样性（基因多样性），D正确。
答案：D
7．解析：（1）图中表明现存的哺乳动物（B～G）具有共同的原始祖先是原始哺乳动物。（2）原始哺乳动物进化为各种不同哺乳动物的内在原因是生物的变异是不定向的，而外部原因则是生存环境多样化。（3）自然选择不断地进行，通过一代代的生存环境的选择作用，物种变异被定向地向着一个方向积累，于是性状逐渐和原来的祖先不同了，这样新的物种就形成了。因为生物所在的环境是多种多样的，生物适应环境的方式也是多种多样的，所以经过自然选择也就形成了物种的多样性。经过自然选择存活下来的生物都是适应环境的，该图可显示生物的多样性和适应性。（4）在新环境中，只有适应新环境的变异类型才能被保留下来，而不能适应新环境的变异类型则被淘汰。
答案：（1）原始祖先 （2）生物的变异是不定向的 环境是多样的 （3）多样 适应 （4）适应新环境的变异类型 不能适应新环境的变异类型
网
络
建
构
主
干
落
实
1.协同进化指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。
2.生物多样性主要包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次的内容。
3.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。