生物进化的生物多样性 教师版.docx
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生物进化的生物多样性教师版
辅导教案
课程主题：
生物进化和生物多样性
授课时间：
教学内容
一、生物进化
【知识梳理】
1.生物进化历程
（1）生物进化的证据
A.胚胎学证据
B.比较解剖学证据
同源器官：
有共同来源而在形态和功能上不完全相同的器官。
C.痕迹器官
D.生物化学证据
E.古生物化石证据
（2）陆生脊椎动物的进化历程
两栖动物----爬行动物----哺乳动物-----人
2.生物进化规律
从水生到陆生
低等高等
简单复杂
适应辐射：
来自同一祖先的后裔，因适应不同的环境而分化成不同种类的的现象。
可极大地增强物种多样性，是生物进化的形式之一。
复杂化：
是指生物体的形态结构，生理功能逐渐从简单到复杂，从低级向高级发展。
3.生物进化理论
拉马克：
用进废退和获得性遗传。
达尔文-----以自然选择为基础的生物进化学说。
变异和遗传
繁殖过剩
生存斗争
适者生存
1.自然选择学说
（1）变异与遗传
分类：
可遗传变异与不可遗传变异
可遗传变异是生物进化的内在因素
（2）繁殖过剩
自然界的各种生物普遍具有很强的繁殖力，植物的，是自然选择发生作用的基础。
植物的繁殖力较动物较强，但是却没有显著的增加，为什么？
因为
（3）生存斗争
分类：
同无机环境之间的斗争；种内斗争；种间斗争。
导致
（4）适者生存
有利变异的保存和有害变异的个体则被淘汰的过程称为适者生存（自然选择）。
（5）意义
阐明了生物界发展的原因，解释了生物多样性和适应性的起源（自然选择）。
2.自然选择的作用
（1）适应是自然选择的结果
（2）自然选择从不同的选择选择则生物的变异，是生物的变异朝着不同的方向积累，生物的形状逐渐产生分歧，最后形成多样性的物种。
3.现代进化理论
进化是在生物种群中实现的，而突变、选择和隔离是生物进化和物种形成过程中的三个基本环节。
（1）种群是生物进化的基本单位
种群：
生活在同一区域内的同种生物个体的中和。
物种：
品种：
来自同一祖先（物种），具有为人类需要的某种经济形状，基本遗传性稳定一直，能满足人类物质资料生产及科学研究目的的一种栽培职务或家养动物的群体。
群落：
生物群落是指具有直接或间接关系的多种生物种群的有规律的组合，具有复杂的种间关系。
我们把在一定生活环境中的所有生物种群的总和叫做生物群落。
生态系统：
在特定的生境中栖息着特定的生物群落，群落和其生境相互作用构成生态系统。
对地球上得各种化学元素进行循环和维持能量在个组分之间的正常流动。
种群的杂种性：
每个种群中的个体具有基本相同的遗传信息，但也存在一定的差异。
基因库：
一个种群中能进行生殖的生物个体所含有的全部基因。
基因频率：
某一基因在它的全部等位基因中所占的比率。
基因频率的计算方式：
A的数量=2*纯合子+杂合子
A基因频率：
A的数量/总基因的个数
【例题精讲】
在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a,从该种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA，Aa,aa的个体分别为30个，60个，10个。
求A的基因频率。
解答：
每个个体可看做含有两个基因，100个个体有200个基因。
所以：
A基因的数量：
2*30+60=120个
A的基因频率：
120/200=60%。
（2）基因突变和基因重组为生物进化提供原材料
突变引起基因频率的改变是普遍存在的。
虽然突变自然发生的频率相当低，但是因为种群的数量特别多，所以每个种群都会产生大量的变异。
特点：
随机，不定向
（3）自然选择主导进化的方向
突变的方向是不确定的，但是一旦产生，就在自然界中受到选择的作用。
自然选择不断地淘汰不适应环境的类型，从而定向地改变种群中的基因频率向适应环境的方向演化。
意义:
自然选择不断地调整着生物与环境的关系，定向地改变种群的基因频率。
如何将改变了的基因频率在种群中相对固定下来，进而形成性的适应于环境的生物类型
（4）隔离是物种形成的标志
作用：
使不同种群之间停止基因交流，使一个种群中所发生的突变不会扩散到另一个种群中去，是不同的种群朝着不同的方向演变。
分类：
地理隔离和生殖隔离。
（5）意义
阐明了生物进化过程中，内因（生物的遗传与变异）和外因（环境变化）、偶然性（突变）和必然性（选择）的辩证关系，阐述了进化的中心问题------物种形成的过程。
5.灭绝
一个物种的全部个体在地球上不复存在。
每次灭绝发生后往往会跟随一次大辐射进化的到来。
推测原因：
对原有生存环境高度适应，导致基因库变小，当环境发生突然变化后，对变化后新环境的适应程度下降为零，可能是导致物种灭绝的内在原因。
4.人类的起源和发展
（1）人在生物界的地位和特征
特征：
在不同的人群间存在地理隔离和文化隔离，但是并没有导致生殖隔离。
区别于其他哺乳动物的区别：
人直立行走；发达的大脑；语言文字。
发展：
长臂猿--猩猩--大猩猩--黑猩猩---能人--直立人---智人
（2）人类文化的发展，一方面削弱了人类某些生物进化的动力，另一方面又开拓了人类新的进化动力，
丰富了生物进化的内涵。
内在因素
动力
决定的方向
结界
遗传变异（可遗传变异）
生存斗争
自然选择
多样性和适者生存
随堂练习：
1.在一个随机交配的大种群中，某对相对性状中的显性个体占19%，那么种群中该性状的杂合子的频率是（ ）
A.1% B.18% C.9% D.81%
2.下列叙述符合现代生物进化理论的是
A．自然选择决定生物进化的方向B．是否形成新物种是生物进化的标志
C．若环境条件保持稳定，则种群的基因频率不会发生改变
D．只有生殖隔离能阻止种群间的基因交流
3.某研究小组研究了某地的两个湖泊。
这一地区有时会发洪水。
每个湖中生活着两种相似的鱼：
红褐色鱼和金黄色鱼。
他们不清楚这两种鱼之间的关系，
于是作出如图所示的两种假设。
（1）在假说甲和假说乙中，湖Ⅰ和湖泊Ⅱ中的两种鱼的祖先各是哪种鱼？
______________________。
（2）DNA分析表明，湖泊Ⅰ中红褐色鱼与湖泊Ⅱ中红褐色鱼亲缘关系最近，这一证据支持哪个假说？
________。
（3）假说甲是否符合当地实际情况？
_____。
为什么？
_______________。
（4）什么证据可以帮助你确定湖泊Ⅰ中的红褐色鱼和金黄色鱼不是一个物种？
_________________________________________________。
有人在一块长期弃耕农田中，对某种菊科的入侵植物和本地的几种菊科植物的种群密度进行了连续五年的调查，所得结果如表所示（单位：
株/m2）。
年份
植物
2001
2002
2003
2004
2005
A
10.4
9.2
8.2
6.8
5.5
B
3.0
2.1
1.2
0.6
0.2
C
0.3
0.5
0.9
1.5
2.4
D
3.2
2.0
0.4
0
0
E
3.5
2.8
1.7
1.3
0.7
（5）得到表中数据所用的调查方法一般为__________。
外来入侵的物种可能是表中的______。
通过调查分析，得出入侵物种的种群基因型频率如下表：
基因型
入侵前，原地
2003年，本地
2005年，本地
AA
51%
57%
61%
Aa
38%
26%
18%
（6）分析表中数据，该入侵物种是否发生了进化？
________；理由是_______________。
（7）该物种入侵前后种群中纯合体基因型频率的变化是_______，造成这种变化的原因可能是_____________________________________。
4.近20年，林地的降水量显著减少，气温上升，研究人员对乙区、丙区的B、D蝶的数量与蝶的翅色（T-t）、翅形基因（H-h）频率的研究数据如下表：
B蝶
D蝶
数量
T
H
数量
T
H
1990年
4000
26%
66%
2800
39%
59%
1993年
3950
26%
63%
3000
40%
60%
1996年
3200
25%
48%
2700
38%
57%
1999年
2100
27%
32%
2900
42%
61%
（1）1996年时，基因型为TT的B蝶数量为_________
（2）影响B蝶数量减少的基因可能是____________
（3）已知B、D蝶个体基因数几乎相同。
1999年时，B蝶比D蝶的基因库____________（填“大”或“小”或“相同”）
二、生物多样性
【知识梳理】
1、遗传多样性
物种内基因和基因型的多样性称为遗传多样性。
现象：
同一物种内存在形状差异。
原因：
同一物种的不同种群经过长期进化，在形态、生理、生态等方面都可能发生适应各自生活环境的变化。
实质：
遗传物质的改变（变异）
（1）不可遗传的变异：
由环境引起没有基因改变的形状差异。
（2）可遗传的变异：
物种遗传物质发生改变。
A：
基因突变
B：
基因重组
C：
染色体变异
三种由于遗传物质改变而引起的生物体形状的改变，属于遗传多样性。
检测：
（1）聚合酶链反应（PCR）扩增技术：
扩增出DNA片段之后，比较差异性
（2）测定不同亚种、不同种群的基因组序列，可靠，但是工作量十分巨大。
意义：
（1）遗传多样性能有效地增大种群基因库，有利于物种适应环境变化而长期生存。
（2）遗传多样性还为物种提供进化的材料，有利于物种的进化和发展，为新物种
的形成打下基础，从而促进物种多样性乃至整个生物多样性的发展。
2、物种多样性
地球上动物、植物和微生物等生物物种的多样化，包括某一特定区域内物种的丰富度以及物种分布均匀性。
指标：
群落中，物种种类数越多，且各物种的个体数越相近，物种多样性就越高，=》一定区域中生物资源丰富程度越高。
意义：
是群落及生态系统结构稳定的基础，物种度养型的变化必然会引起生态系统结构及功能的改变。
测量方式：
（1）标记重捕法
种群的总量=有标记的数量*捕获的总量/捕获到有标记的数量
（2）物种丰富度（一定空间范围物种数量的分布频率）=辛普森指数
【例题精讲】
一个群落中有三个物种，其中一个物种个体数为10，一个物种个体数为5，还有一个物种个体数为3，求辛普森指数为多少？
讲解：
3、生态系统多样性
生物圈内生境，生物群落和生态系统结构和功能的多样性。
生境：
每个生态系统都有其独特的无机环境（如气候、土壤、地貌、水温等）。
基础：
生境的多样性
生物群落的多样性可以反映生态系统类型的多样化
分类：
森林生态系统：
最为复杂=》物种多样性组为复杂。
荒漠和沼泽生态系统
前提：
保护环境、减缓荒漠化进程
4、生物多样性的价值
（1）经济价值
（2）生态学价值：
涵养水源（森林生态系统），保护土壤，调节气候，对污染物质的吸收和分解（植物、真菌和微生物）。
5、
人口和生物多样性
人类对自然资源的需求：
（1）土地资源与粮食
（2）水资源
（3）森林资源
人口对环境的压力：
人口激增、工业迅速发展之后：
（1）过度砍伐森林，削弱了生态系统的代偿能力和进化能力。
（2）排向环境的大量废物，超出了自然界的自净能力。
造成：
生物多样性降低。
措施：
控制人口增长速度，合理利用资源，走可持续发展道路。
6、人类活动对生物多样性的影响
濒危物种：
在不久的将来可能会灭绝，而且只为因素仍然存在的物种。
渐危物种：
在不久的将来可能成为濒危物种。
物种多样性减少的原因：
（1）人类对生物资源的过度利用。
（2）毁坏栖息地。
（3）环境污染。
除此之外,还有过度放牧、开垦荒地、偷猎走私，大规模城市化建设、水利工程建设、外来物种的引入等等。
7、生物多样性的保护与可持续发展
两大公约：
物种多样性公约和濒危野生动植物种国际贸易公约
有效措施：
就地保护：
保护生态系统和自然生境以及维持和恢复物种在自然环境中有生存力的种群。
迁地保护：
是指将濒危动植物迁移到人工环境中或易地实施保护。
离体保护：
是将生物个体的某一部分保存在特殊的环境中。
习题精解：
1．下列关于生物进化和生物多样性的描述正确的是
A．变异在长期自然选择的作用下积累定能产生新的生物类型
B．不同区域内，其生物物种数越多，辛普森指数也一定越高
C．任何基因频率的改变，不论其变化大小如何，都属于进化的范畴
D．抗药性强的害虫所产生的后代都具有很强的抗药性
答案：
C
2、回答有关生物进化与多样性的问题。
（9分）
美国西部某山林生活着不少彩蝶，分别集中分布于该山林的甲、乙、丙三个区域。
从琥珀类“化石”分析来看，距今1000年前的A、B、C三个品种的彩蝶形状差异很大；距今500年前，在乙、丙两区之间曾出现过一条宽阔的大河。
如今大河早就干涸，该地区依然保留A、B两种彩蝶，C种彩蝶已经绝迹，出现的是D种彩蝶，且甲、乙两区结合处的A、B彩蝶依然能互相交配产生可育后代；乙、丙地区结合处的B、D彩蝶能杂交，但雌蝶所产受精卵不能发育变成成虫。
31.甲地区的全部A彩蝶称为___________。
32.近20年，三种彩蝶中能体现遗传多样性的是___________（填编号）彩蝶。
33.调查甲区A蝶的数量，调查人员将甲区的山林划成20个大小面积相等的小区，选择其中一个小区统计：
用100个捕蝶网诱捕，一天捕获68只A蝶，对捕获的A蝶的翅进行标记后放飞，隔天后再用100个捕蝶网诱捕，捕捉到50只A蝶，其中有标记的蝶占20%，则整个甲区共有A蝶约____________只。
34.请用现代进化理论解释丙区D蝶出现的机制：
______________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
答案：
31．种群32.AB33.6800（2分）34.D蝶基因突变是进化发生的内因，导致种群的基因频率发生改变；大河的出现隔离了D蝶与其他蝶类的基因交流；经过漫长时间的自然选择，D蝶的基因频率逐渐定向改变；当基因频率变化积累到一定的程度，最终出现了与其他蝶类出现生殖隔离现象。
（2分）
3、回答下列有关生物进化与生物多样性的问题：
下图表示蒙古冰草和沙生冰草两物种形成的进化机制
38、生活在浑善达克沙地地区的蒙古冰草的总和称为。
种群1内部个体间形态和大小方面的差异，体现的是_____多样性。
该多样性的实质是_____多样性。
39、由冰草原种群进化成为蒙古冰草和沙生冰草两个物种要经历几百万年的历程，成为两个不同物种的标志是。
其形成的过程，经历了生物进化环节的突变、
和隔离。
b的实质变化是。
下列关于这一进化历程的叙述，不正确的是_____（多选）。
A．种群1中的个体发生了可遗传的突变
B．蒙古冰草中每个个体是进化的基本单位
C．蒙古冰草和沙生冰草一直利用相同的生物和非生物资源
D．自然选择的直接对象是种群中不同的等位基因
40、某同学在一个面积为100hm2草地上对蒙古冰草的种群密度进行调查，他设计了以下四个调查方案，其中最可行的是（）
A．计数该草地上该种植物的全部个体数目再除以草地面积
B．设置1个1m2样方，计数样方中该种植物的个体数目
C．随机设置1m2样方若干，计数每个样方中该种植物的个体数目，取平均值
D．在该种植物密集处设置1m2样方若干，计数每个样方中该种植物的个体数目，取平均值
答案：
38、种群遗传 基因和基因型/遗传物质/DNA的脱氧核苷酸序列
39、生殖隔离选择基因频率变化的不断积累或基因频率的改变BCD
40.C
4、回答下列有关生物进化与多样性的问题。
（10分）
研究者对某保护区内鸟类资源调查过程中，发现保护区内有MG、CE、DP、DW四个地雀种群，其中只有地雀MG与地雀CE可以交配产生可育后代，其余地雀之间不能互相交配。
在不同生活季节中，地雀数量有很大差异。
图
（1）所示为三年间地雀DW种群越冬个体某种基因频率的调查结果。
ALX1
31．DW种群是否发生进化？
，理由是 。
研究显示，保护区内地雀喙的形态与ALX1基因高度相关。
图2显示MG、CE、DP、DW四种地雀ALX1基因的核苷酸序列多样性。
32．造成地雀ALX1基因的核苷酸序列多样性的本质是 。
以下分析错误的是（）。
A．与MG亲缘关系最近的是CEB．与DP亲缘关系最远的是DW
C．DP和DW之间存在生殖隔离D．地雀喙的形态差异是自然选择的结果
研究者发现，保护区内很多地雀都爱捕食某种蛾，这种娥因具有多种体色而被捕率不同。
对该种娥的两个种群进行种群密度调查结果如下表。
基因型
A种群（只）
B种群（只）
WaWb
200
0
WaWa
50
120
WbWc
100
200
WcWc
150
50
WaWc
100
80
33．调查保护区内娥的种群密度采用 法。
由于地雀的捕食，B种群中WbWc的个体明显增多。
对这个现象的解释，正确的是（）。
A．人工选择B．适者生存C．用进废退D．定向变异
34．以下对A种群和B种群的分析比较正确的有（）（多选）
A．Wa基因在A种群中的频率为33%
B．B种群中具有WaWb的物种已经灭绝
C．地雀对娥的选择性捕食决定了娥的进化方向
D．就W基因而言，A种群的遗传多样性高于B种群
35．已知上述A和B种群中每个个体有
对基因，每个基因的突变几率都是
，则种群A中出现突变的基因数是 。
答案：
31、是因为该种群的基因频率在不断改变
32、ALX1基因中碱基对的替换、缺失或增加（2分）B
33、标记重捕B34、ACD35、120
5、亲缘关系较远的物种，如果生存环境相似则会产生相似性状的演化，这种现象被称为趋同进化。
在趋同进化过程中（ ）
A．不同物种的基因库趋于相同
B．自然选择对不同物种的影响效果相近
C．同一区域的不同物种之间不存在相互选择、相互影响
D．不同物种将演化为形态结构相似的同一物种，从而打破生殖隔离
答案：
B
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