高中生物第七章第2节第2课时物种的形成共同进化和生物多样性教学案新人教版必修2.docx

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高中生物第七章第2节第2课时物种的形成共同进化和生物多样性教学案新人教版必修2

第2课时　物种的形成、共同进化和生物多样性

[学习导航]　1.解释物种的概念，并举例说明隔离在物种形成中的作用。

2.结合具体实例简述生物的共同进化和多样性形成的原因。

[重难点击]　物种形成的过程。

据英国《每日邮报》网站报道，美国南卡罗来纳州诞生了世界仅有的四只白色狮虎兽。

它们的父亲是一只白狮，而它们的母亲是一只白虎。

世界上大约有300只白狮和1200只白虎，而世界上大约有1000只狮虎兽，但白色的狮虎兽几乎没有。

所以这次孕育的白色狮虎兽在世界上极其罕见，也可称为世界仅有的四只白色狮虎兽。

狮虎兽是一个新的物种吗？

新物种形成的标志是什么？

一、隔离与物种的形成

1．物种的概念

能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物。

易混辨析　物种和种群

种群强调的是同一自然区域、同种生物的全部个体，物种则强调能相互交配并产生可育后代的一群生物。

同一种群的个体一定属于同一物种，同一物种的个体可能分布于不同的区域形成不同的种群。

不同种群的个体可能属于同一物种，不同物种的个体一定属于不同的种群。

2．隔离

（1）马和驴虽然能生下骡，但骡是不育的。

因此不同物种之间一般不能交配，即使能交配也不能产生可育后代，这种现象称为生殖隔离。

（2）东北虎和华南虎属于同一种生物，但由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能相遇进行基因交流，这种现象称为地理隔离。

（3）综上所述，我们把不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象叫做隔离。

3．隔离在物种形成中的作用

（1）新物种的形成过程

↓

↓

（2）结论：

隔离是形成新物种的必要条件。

如图是我国黄河两岸某种生物a的演化过程模型，请据图分析回答下列问题：

1．自然状态下，b、c之间能进行基因交流吗？

为什么？

答案　不能。

存在地理隔离。

2．b、c进化的方向相同吗？

为什么？

答案　不同。

两地的环境条件不同，自然选择的方向不同。

3．研究表明，某基因在b、d之间的频率有很大差别，是否说明二者不是同一物种了？

答案　不一定。

是否是同一物种要看是否存在生殖隔离。

4．若长期进化后，b、c形成了两个物种，这反映出物种形成的一般途径是怎样的？

答案　长期的地理隔离产生生殖隔离。

5．黄河北岸的b迁移到黄河南岸后，不与c进化为同一物种，其原因可能是什么？

答案　在二者间已形成生殖隔离。

6．若在黄河南岸由于某种原因，二倍体的c加倍成了四倍体的e，那么c、e之间存在生殖隔离吗？

这说明什么？

答案　二倍体的c与四倍体的e杂交，其后代是三倍体，三倍体是不育的，所以二者存在生殖隔离。

这说明不经过地理隔离也能产生生殖隔离。

知识整合　突变和基因重组、自然选择、隔离是物种形成的三个环节，长期的地理隔离产生生殖隔离是物种形成的一般方式，但是有时候长期地理隔离没有产生生殖隔离，也就没有形成新物种，而有时候不经过地理隔离也能产生生殖隔离。

1．下列关于隔离的叙述，不正确的是（　　）

A．种群基因库的差异是产生生殖隔离的根本原因

B．隔离阻止了种群间的基因交流

C．不同的物种之间必然存在着生殖隔离

D．对所有物种来说，地理隔离必然导致生殖隔离

答案　D

解析　物种间必然存在隔离，不管是地理隔离还是生殖隔离，导致的结果是阻止了基因的交流，从而使种群基因库的差异变大，地理隔离是一个量变过程，只有足够长的时间后才能达到生殖隔离。

2．下列能形成新物种的是（　　）

A．二倍体的西瓜经秋水仙素处理成为四倍体西瓜

B．桦尺蠖体色的基因频率由S（灰色）95%变为s（黑色）95%

C．马与驴交配产生了骡

D．克隆多利羊

答案　A

解析　判断是否形成新物种的标准是新形成的物种与原来物种间是否存在生殖隔离，若存在生殖隔离，说明已形成了新物种，否则还没有形成新物种。

A项中，四倍体西瓜自交能产生可育后代，说明四倍体西瓜属于一个物种，四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交产生的三倍体西瓜高度不育，说明二者存在生殖隔离，则四倍体西瓜是一个新物种；B项中，基因频率发生了改变，说明生物进化了，但未突破种的界限，仍属于同一物种；C项中骡子不育，不是一个物种；D项中多利羊是无性繁殖产生的，其遗传组成基本不变，仍属原来的物种。

3．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

答案　B

解析　区分物种的关键是看是否存在生殖隔离，存在地理隔离的不同种群，可能属于不同物种，也可能属于同一物种。

b和d存在地理隔离，不一定达到生殖隔离；由于a1和a2的地理隔离，d和c有可能存在生殖隔离。

种群基因频率改变是生物进化的实质，而不是形成新物种的标志。

a1中外迁群体与当时留居群体的基因频率不一定相同；a1中外迁群体与当地a2种群的基因频率不一定相同，但如果只发生地理隔离，而没有发生生殖隔离，则c和d可能是同一物种。

易错提醒　关于物种和物种形成的几个易错点

（1）形态、结构一致≠同一物种。

形态、结构一致的生物，有可能具有生殖隔离，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≠同一物种。

两个个体能够交配产生后代，有可能子代高度不育，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。

①生物进化的实质是种群基因频率的改变，即生物进化不一定导致新物种的形成。

②新物种一旦形成，则说明生物肯定进化了。

二、共同进化与生物多样性的形成

1．共同进化

（1）实例

①某种兰花长着细长的花矩，为之传粉的蛾具有细长的、吸管似的口器，二者互利互惠，同生共死。

这种关系是长期共同进化的结果。

②猎豹和斑马是捕食关系，被猎豹吃掉的往往是年老、病弱或者年幼的个体，这对斑马种群的进化是有利（有害、有利）的。

如果猎豹把斑马全部吃光，猎豹不能（能、不能）生存。

这说明，二者是共同进化的。

③由于地球上原始大气中是没有氧气的，因此最早出现的生物都是厌氧的；最早的光合生物的出现，使得原始大气中有了氧气，这就为好氧生物的出现创造了前提条件。

这说明，生物的进化和无机环境的变化也是相互影响的。

（2）共同进化的概念：

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。

（3）共同进化的意义：

共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。

2．生物多样性的形成

（1）内容：

基因多样性、物种多样性、生态系统多样性。

（2）形成原因：

生物的进化。

（3）研究生物进化历程的主要依据：

化石。

3．生物进化历程中的几个关键事件

（1）有性生殖的出现，实现了基因重组，加快了进化速度。

（2）第三极——消费者的出现，使生态系统具有更复杂的结构；对植物的进化产生重要影响。

（3）生物的登陆改变着陆地环境。

4．生物进化理论在发展

（1）中性突变学说：

大量的基因突变是中性的，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）间断平衡学说：

物种形成并不都是渐变的过程，而是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。

1．“精明的捕食者”策略对人类利用生物资源有什么启示？

答案　地球上的生物资源是有限的，人类不应当掠夺式地开发和利用生物资源，而应合理有度地利用生物资源，做一个“精明的捕食者”。

2．在捕食者与被捕食者的共同进化中，从生物个体和种群两个方面分析，是有利的还是有害的？

答案　从个体考虑，对被淘汰的个体来说是有害的；从种群考虑，无论是对捕食者还是对被捕食者，都有利于种群的发展。

3．导致生物多样性的根本原因和直接原因分别是什么？

答案　根本原因：

基因（DNA分子结构）的多样性。

直接原因：

蛋白质的多样性。

4．通过以上学习，你能从多个角度归纳下生物进化的趋势吗？

答案　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→多细胞生物，无性生殖→有性生殖。

知识整合　生物进化的基本单位是种群，从种群考虑，无论是对捕食者还是对被捕食者，都有利于种群的进化；生物多样性的根本原因是基因DNA分子结构的多样性，直接原因是蛋白质的多样性；生物进化的过程是：

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→多细胞生物，无性生殖→有性生殖。

4．生物的共同进化，可以从哪些方面表现出来（　　）

①同种生物之间　②不同种生物之间　③生物与无机环境之间　④亲代与子代之间

A．①③B．②④

C．②③D．①④

答案　C

解析　生物的共同进化可表现为生物与生物间及生物与无机环境间。

5．下列关于生物进化的叙述，正确的是（　　）

A．在进化地位上越高等的生物，适应能力越强

B．生态系统多样性形成的原因可以概括为共同进化

C．生物多样性包括基因多样性、物种多样性和变异多样性

D．最早登陆的生物是适应陆地生活的原始的两栖类

答案　B

解析　不同的生物适应不同的环境，进化地位上越高等的生物，适应能力不一定越强；生物多样性中最高层次为生态系统多样性；最早登陆的生物为植物，主要是蕨类植物。

1．下列关于物种的叙述，正确的是（　　）

A．不同种群的生物肯定不属于同一物种

B．物种是能相互交配的一群生物个体

C．隔离是形成新物种的必要条件

D．在新物种形成过程中必须有地理隔离和生殖隔离

答案　C

解析　同一物种的个体不但能相互交配，而且必须产生可育的后代，两个条件必须同时满足；不同种群的生物若能交配并能产生可育后代，说明它们属于同一物种；爆发式形成新物种时可以不经过地理隔离。

2．隔离在物种形成中的作用是（　　）

A．导致种群基因频率不断改变

B．阻止了种群间的基因交流

C．决定了生物进化的方向

D．导致不同种群出现不同的突变和基因重组

答案　B

解析　隔离阻止了种群间的基因交流，是物种形成的必要条件。

3．原始生命出现之后，最可能符合生物进化趋势的是（　　）

A．光合作用→无氧呼吸→有氧呼吸

B．无氧呼吸→有氧呼吸→光合作用

C．有氧呼吸→光合作用→无氧呼吸

D．无氧呼吸→光合作用→有氧呼吸

答案　D

解析　原始大气中不存在氧气，所以首先出现的是进行无氧呼吸的厌氧生物。

随着光合作用的出现，原始大气中有了氧气，为有氧呼吸生物的出现提供了条件。

4．在北极的一个山脉中，原始的狼已经在体格和生活习性上进化成不同的变种，其中一种狼的体重较轻，四肢发达而灵活，以猎鹿为主；另一种狼的体重较重，足短而力强，常常攻击羊群。

下列叙述错误的是（　　）

A．狼的性状分歧是自然选择的结果

B．上述现象说明自然选择在一定程度上是不定向的

C．在生存斗争中，捕食者和被捕食者之间进行着相互选择

D．自然选择对不同种群的基因频率的改变所起的作用有所差别，最终导致这些种群的基因库差异很大，并逐步出现生殖隔离

答案　B

解析　狼的实例恰恰解释了自然选择是定向的，因环境不同，选择不同，导致种群基因库改变并逐渐出现生殖隔离，而且捕食者与被捕食者相互选择而共同进化。

5．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。

据图回答下列问题：

（1）图中五个物种中，基因库相似程度最高的两个物种最可