学年高中生物第五章生物的进化第二节生物进化和生物多样性学案苏教版必修2.docx
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学年高中生物第五章生物的进化第二节生物进化和生物多样性学案苏教版必修2
第二节 生物进化和生物多样性
1.说明生物进化的基本历程。
（重点） 2.概述共同进化与生物多样性的形成。
（难点）
一、阅读教材P120～123第二段分析生物进化的历程与证据
1．生物进化的基本历程
2．生物进化的主要依据：
化石和同源器官。
二、阅读教材P123最后一段～P128分析共同进化与生物多样性的形成
1．生物多样性是指地球上所有生物、它们所包含的基因以及由这些生物与环境相互作用所构成的生态系统的多样化程度。
包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。
2．共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。
3．五界系统
（1）内容：
原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界。
（2）意义
①显示了生命发展史的三大阶段：
原核单细胞阶段、真核单细胞阶段和真核多细胞阶段。
②揭示了进化的三大方向：
进行光合作用的植物，为自然界的生产者；分解和吸收有机物的真菌，为自然界的分解者；摄食有机物的动物，为自然界的消费者。
判一判
（1）细菌、蓝藻等生物在地球上生长繁衍最早。
（√）
（2）中生代又称裸子植物和两栖动物的时代。
（×）
（3）中生代在动物进化史上的两个重大事件是原始哺乳类和鸟类的出现。
（√）
（4）在中生代，鸟类、哺乳类和被子植物得到了更大的发展。
（×）
（5）同源器官的存在表明具有同源器官的生物是由共同的原始祖先进化而来的。
（√）
（6）生物多样性包括物种多样性、种群多样性和生态环境多样性。
（×）
连一连
生物进化的基本历程
生命是由非生命物质经过极其复杂的化学过程和漫长的时间一步步演变而来的。
结合教材P121表Ⅰ完成以下探究。
探究1 植物进化的主要历程
海洋中出现原始生命→藻类繁盛→陆生维管植物出现→种子蕨出现→石松、问荆和蕨类繁盛→松柏类出现→裸子植物和蕨类植物统治地球→苏铁等裸子植物繁盛→显花植物广泛分布→被子植物多样化→现代显花植物科的演化→草本被子植物繁盛→草本植物广泛分布并多样化。
探究2 动物进化的主要历程
海洋中出现原始生命→具外骨骼的无脊椎动物→无颌鱼类及脊椎动物首次出现→有颌鱼类首次出现→昆虫、两栖类首次出现→爬行类首次出现→哺乳类、恐龙类首次出现→鸟类出现→胎盘哺乳类和现代昆虫类群出现→原始灵长类、草食类、肉食类、虫食类出现→叶食哺乳类及类猴灵长类出现→人科灵长类首次出现→现代人类出现。
真核生物的出现为何使生物进化的过程大大加快了？
提示：
真核生物出现后，生物的生殖方式也由无性生殖向有性生殖进化，而有性生殖方式的出现产生了基因重组，生物的变异类型增多，所以生物进化的速度明显加快。
生物进化的趋势
（1）生物进化的大致顺序：
简单→复杂，低等→高等，水生→陆生。
（2）代谢：
异养厌氧→光能自养→异养需氧。
（3）结构：
原核单细胞→真核单细胞→真核多细胞。
（4）生殖：
无性生殖→有性生殖，自体受精→异体受精，体外受精和发育→体内受精和发育。
（5）消化：
细胞内消化→细胞外消化。
（6）呼吸：
无氧呼吸→有氧呼吸。
突破1 重要进化事件
1．真核生物的出现在生物进化历史上具有重要的意义，这主要表现在（ ）
①结构和功能更加完善
②出现有丝分裂，为有性生殖的产生奠定基础
③通过有性生殖实现了基因重组，推动了生物进化
A．①② B．②③
C．①③D．①②③
解析：
选D。
真核生物在生物进化历史上具有重要意义，这主要表现在以下两个方面：
一是与原核细胞相比，真核细胞的结构和功能复杂得多；二是真核细胞通过有丝分裂增殖，这是减数分裂出现的前提，即为有性生殖奠定了基础。
通过有性生殖出现了基因重组，推动了生物进化。
几个重要进化事件
（1）真核生物出现后有性生殖方式的出现：
使生物进化速度明显加快。
（2）寒武纪生物大爆发：
形成了生态系统的第三极，对植物的进化产生重要影响。
（3）原始两栖类的出现：
生物的登陆改变着陆地环境，陆地上复杂的环境为生物的进化提供了条件。
突破2 生物进化历程
2．按照动物进化历程排序，正确的是（ ）
①原始单细胞动物
②古代鱼类
③原始两栖类
④原始无脊椎动物
⑤原始爬行类
⑥原始鸟类和哺乳类
A．①④②③⑤⑥B．①②③④⑤⑥
C．④①②③⑤⑥D．①②④⑤③⑥
解析：
选A。
生物进化的顺序是由单细胞到多细胞，由简单到复杂，由水生到陆生，由低等到高等。
对于动物是由单细胞动物（无脊椎动物）到（脊椎动物）鱼类到两栖类到爬行类再到鸟类和哺乳类。
生物多样性与共同进化
大自然经过漫长而复杂的进化过程，使我们这个星球上涵盖了所有的动物和植物在内的整个细胞生命群体，最终形成现在这个复杂多样、多姿多彩的地球世界。
结合教材P123～126内容完成以下探究。
探究1 完善下面问题，理解生物多样性的三个层次
遗传多样性：
指生物遗传信息的总和，包括地球上所有动物、植物、微生物的基因
↓
物种多样性：
指生物种类的丰富程度，目前已经有记录的生物大约有200万种
↓
生态系统多样性：
指地球上生态系统的组成、功能的多样性以及各种生态过程的多样性
探究2 分析下列材料，理解生物的共同进化
材料一 在亚马逊热带雨林，蜂鸟取食凤梨科一种植物的花蜜，这种植物花筒的形状似乎刚好能容纳细长的蜂鸟喙，细长的喙刚好适于花筒（如图所示）。
上述材料中植物花筒的形状与蜂鸟的喙刚好适合，是动物与植物彼此共同进化的结果。
材料二 下图为动物之间的捕食者与被捕食者的关系
（1）图1中捕食者吃掉的大多是被捕食者中的“老弱病残”个体，健壮个体得以逃脱而生存下来。
（2）图2所示的是被捕食者发生变异提高了防御能力，捕食者也会相应增强捕食能力，与被捕食者共同进化。
材料三 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。
可见，生物的进化不是孤立的，而是和环境及其他生物相互影响，共同进化，从而形成了生物的多样性。
1．生物多样性之间的相互关系
2．共同进化的实例
共同进化类型
包含类型
实例
不同物种之间
种间互助
蜂鸟与凤梨科一种植物
种间
斗争
捕食
猎豹和斑马
寄生
黏液瘤病毒和兔子
竞争
作物与杂草
生物与无机环境之间
生物影响环境，环境影响生物
地球早期无氧环境→厌氧生物→光合生物出现→空气中有氧气→需氧生物
突破1 生物多样性
1．如图表示生物多样性的三个不同层次，下列叙述正确的是（ ）
A．图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示遗传多样性、种群多样性和生态系统多样性
B．图Ⅰ说明基因重组导致多种等位基因的产生，从而形成遗传多样性
C．图Ⅱ反映出具有生殖隔离的生物可以在同一个环境中相对稳定地共存
D．图Ⅲ反映出的河流、森林和城市生态系统具有相同的小气候特点
解析：
选C。
生物多样性包括三个层次的内容，即遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性；基因重组不会导致新基因及等位基因的产生，可以产生新的基因型；不同的生态系统可以形成不同的气候特点，所以A、B、D三项都不正确。
具有生殖隔离的生物在同一个环境中相对稳定地共存，这是所有生态系统中都具有的现象。
突破2 生物多样性和生物进化
2．下列有关生物多样性和生物进化的叙述中，不正确的是（ ）
A．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
B．蜂鸟细长的喙与倒挂金钟的筒状花萼是它们长期共同进化形成的相互适应特征
C．生物多样性的形成过程，不能说是新物种不断形成的过程
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
解析：
选A。
细菌中原本存在各种各样的突变个体，接触青霉素后，有抗药性的突变个体存活下来，其他个体不能生存，青霉素对细菌进行了选择，所以并不是细菌接触青霉素后产生突变个体，而是青霉素选择出了抗药突变个体，A错误；共同进化是不同物种之间，生物与无机环境之间，在相互影响中不断进化和发展，所以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正确；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，生物多样性的形成过程，不能说是新物种不断形成的过程，C正确；生物的变异是不定向的，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，D正确。
生物进化与生物多样性形成的关系
原因
内因
遗传保留有利变异，变异为选择提供原始材料
外因
生物生存的各种环境条件，如生态因素对生物的影响
相互作用
生物生存的各种环境条件对生物的变异进行选择，淘汰不利变异，积累和加强有利变异，推动着生存斗争，表现为生物的进化
结果
适应性
环境对生物的变异进行定向选择，使有利的变异在生物类群中得到积累和加强，形成了生物的适应性
多样性、物种形成
同一物种的不同种群，由于生活环境的变化，形成了具有不同适应性的生物类群，当变异积累到一定程度而出现生殖隔离时，便形成了新物种；同一物种的不同类型及新物种的出现均表现为生物的多样性
进化
生物新类型的形成导致生物进化。
物种的形成是生物进化的质的飞跃
核心知识小结
[网络构建]
[关键语句]
1.生物进化的历程是：
由单细胞到多细胞，从简单到复杂，从水生到陆生，从低级到高级。
2.生物进化的最直接证据是生物化石。
3.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。
4.共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。
5.五界系统包括：
原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界。
[随堂检测]
知识点一 生物进化的基本历程
1．根据生物进化的基本历程，下列说法错误的是（ ）
A．地球最早出现的生命是古细菌
B．古生代原始裸子植物和原始爬行动物出现并发展
C．原始的哺乳类和鸟类的出现是中生代在进化史上的两个重大事件
D．人类出现于新生代的第三纪
解析：
选D。
从生物学的角度看，人类是最高级的生物，应该出现得最晚，即新生代第四纪的更新世。
2．下列对在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，厌氧异养，需氧异养
B．需氧异养，厌氧异养，自养
C．厌氧自养，需氧异养，光能合成自养
D．厌氧异养，光能合成自养，需氧异养
解析：
选D。
原始地球环境无氧气，那时生物代谢类型应为异养厌氧型，地球上出现光能自养型生物后，才有了氧气，从而为异养需氧型生物的出现创造了条件。
3．下列关于生物进化的叙述，错误的是（ ）
A．某物种仅存一个种群，该种群中每个个体均含有这个物种的全部基因
B．虽然亚洲与澳洲之间存在地理隔离，但两洲人之间并没有生殖隔离
C．无论是自然选择还是人工选择作用，都能使种群基因频率发生定向改变
D．古老地层中都是简单生物的化石，而新近地层中含有复杂生物的化石
解析：
选A。
种群中所有个体所含有的基因才是这个物种的全部基因，A项错误；各大洲人之间并没有生殖隔离，B项正确；无论是自然选择还是人工选择作用，都可使种群基因频率发生定向改变，C项正确；越古老的地层中的化石所代表的生物结构越简单，在距今越近的地层中，挖掘出的化石所代表的生物结构越复杂，说明生物是由简单到复杂进化的，D项正确。
知识点二 生物多样性与共同进化
4．如果环境剧变或某种植物病害爆发，下列植物中生存几率最大的是（ ）
A．栽培小麦 B．栽培玉米
C．野生小麦D．野生玉米
解析：
选C。
由图分析可知：
野生小麦的遗传多样性最为丰富，为进化提供了更多的原材料。
当环境发生剧变时，更容易适应环境的变化。
5．下列有关生物的进化和生物多样性的叙述，错误的是（ ）
A．自然界中种群的基因频率总是不断变化的，基因频率的变化是导致基因库变化的原因
B．狼和鹿通过捕食和被捕食进行着相互选择，实现共同进化
C．从分子水平上看，生物的性状具有多样性的直接原因是遗传的多样性
D．生物进化导致了生物多样性
解析：
选C。
共同进化过程可以发生在生物与生物之间，也可以发生在生物与无机环境之间；生物多样性的直接原因是蛋白质分子的多样性，遗传多样性是生物多样性的根本原因。
6．下图表示五界分类系统示意图，据图分析回答下列问题：
（1）该分类系统主要是根据生物细胞的________和______________的基本差异，将生物界划分为五界。
（2）从生物发展史方面来分析，显示了生物进化的三个阶段，即____________阶段、____________阶段和____________阶段。
（3）从各界生物相互关系方面来分析，反映了真核多细胞生物进化的三大方向，即：
进行光合作用的________，属于________；分解和吸收有机物的________，属于________；摄取吸收有机物的________，属于________。
（4）①和④的营养方式特征分别为________和________________________；
②的细胞类型为________；③的细胞数目特征为____________；⑤的运动特点为__________________。
解析：
面对多样化的生物，生物学家除了描述物种的特征外，还要揭示生物之间的进化顺序和亲缘关系。
1969年美国科学家根据生物细胞的结构特征和能量利用方式的基本差异，首先提出将生物界分为五界：
原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界。
目前科学界倾向于五界系统，并用进化树来表示五界之间的进化关系。
答案：
（1）结构特征 能量利用方式
（2）原核单细胞 真核单细胞 真核多细胞 （3）植物 生产者 真菌 分解者 动物 消费者 （4）自养或异养 自养 真核细胞 单细胞或多细胞 大多数能自由运动，少数营固着生活
[课时作业]
一、选择题
1．在没有被破坏的地层中有关化石分布的情况，下列说法中不正确的是（ ）
A．古老地层中的生物化石简单、低等
B．在极古老的地层中也可找到高等生物化石
C．新近地层中的生物化石复杂、高等
D．新近的地层中也可找到低等生物化石
答案：
B
2．据研究，原始大气的成分与现代大气成分大不相同，在完成原始大气向现代大气的演变过程中，起决定作用的是（ ）
A．绿色植物B．异养型细菌
C．蓝藻D．绿藻
解析：
选C。
原始大气的成分无氧气。
自蓝藻出现后，自然界开始通过光合作用产生氧气，促进了生物的进化。
3．古生物学提供揭示生物进化顺序的最可靠证据是（ ）
A．最古老的细菌化石出现在34亿年前的沉积岩中
B．单细胞的绿藻化石形成于14亿年前的白云石中
C．存在着的各种过渡类型化石
D．各类生物化石在地层里出现有一定的顺序
解析：
选D。
A、B、C都是只说明某一地质年代中生存的某种生物。
各类生物化石在地层里出现有一定顺序才能揭示生物进化的顺序。
例如，在越早形成的地层里，成为化石的生物越简单，越低等；越晚年代形成的地层里，成为化石的生物越复杂，越高等。
这就揭示了生物是由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化顺序。
4．鲸和鲨鱼是不同纲的两种动物，但它们却有着相同的生活环境和相似的体形，这是因为（ ）
A．相同变异的结果
B．进化的方向相同
C．起源于共同的原始祖先
D．相同的环境对它们进行自然选择的结果
解析：
选D。
鲸和鲨鱼都生活在海洋里，相同的生活环境对它们的体形进行了相似的选择。
5．古生物学上关于各个地质年代马的化石的研究证实（ ）
A．始祖马是一种中间过渡类型的动物化石
B．生物由水生到陆生的进化顺序
C．哺乳类由鸟类进化而来
D．物种是经过漫长的地质年代逐渐进化而来的
答案：
D
6．2017年5月17日，在上海南汇东滩海滩上，民间野生动物志愿者偶然发现一只不幸夭折的江豚幼体尸体。
江豚是国家二级保护动物，其数量已少于大熊猫。
下列相关分析错误的是（ ）
A．江豚死亡可能与生态环境变化、食物缺乏有关
B．若不及时采取措施，几十年后江豚有可能灭绝
C．江豚死亡造成生物多样性减少
D．江豚死亡不利于生物进化
解析：
选D。
在生物进化过程中，“适者生存，不适者被淘汰”是一个普遍规律，江豚死亡仍表明生物在进化。
7．通过化石的研究表明，恐龙等生物曾在地球上生存过较长一段时期，但后来灭绝了，能够解释这些物种短暂生存的最充分理由是（ ）
A．这些物种不会发生变异
B．恐龙与环境斗争的结果使恐龙发生了变化
C．这些物种缺乏具有适应环境的可遗传的变异
D．环境变化导致这些物种的灭绝
解析：
选C。
任何生物都有不定向的变异，并且生物与环境之间不断进行生存斗争，由于恐龙没有产生适应环境的变异，而被自然环境所淘汰。
8．同源器官是比较解剖学在生物进化方面提供的有力证据之一。
下列各器官属于同源器官的是（ ）
A．蝴蝶的翅和鸟类的翼
B．人的手和蝙蝠的翼手
C．猫的前肢和人的上肢
D．鲨鱼的鳍和鲸的鳍
解析：
选C。
根据同源器官的概念可知，作为同源器官，必须起源相同，结构和部位相似，但功能不一定相同。
蝴蝶的翅和鸟类的翼虽功能相同，但起源不同，结构也不同，故A错；与蝙蝠翼手是同源器官的应该是人的上肢，手只是其中的一部分，故B错；鲨鱼是鱼类，它的鳍有多个部位上的多种鳍，而鲸则是哺乳动物，它的鳍就相当于人的上肢，与鱼类的不同，故D错。
9．五界学说在各界生物相互关系方面，反映出真核多细胞生物进化的三大方向是指（ ）
A．植物界、动物界和原生生物界
B．原核生物界、原生生物界和真菌界
C．植物界、动物界和真菌界
D．原核生物界、真菌界和动物界
解析：
选C。
五界学说将生物分成原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界。
在各界生物相互关系方面，反映真核多细胞生物进化的三大方向是指植物界、动物界和真菌界，在这一点上要注意与五界学说在生物发展史方面显示的生物进化的三个阶段区别开来。
10．保护生物多样性的三个层次中，最核心的并关系其他两个层次存亡的是（ ）
A．遗传多样性
B．物种多样性
C．生物群落多样性
D．生态系统的多样性
解析：
选D。
生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次，保护生物多样性在这三个层次上进行，其中最核心的为保护生态系统多样性，因它不仅保护了生物，也保护了生物的生存环境，这样其他两个层次自然也被保护了。
11．科学家用人工合成的染色体片段，替代了酵母菌的第6号和第9号染色体的部分片段，得到的重组酵母菌能存活，未见明显异常，关于该重组酵母菌的叙述，错误的是（ ）
A．还可能发生变异
B．表现型仍受环境的影响
C．增加了酵母菌的遗传多样性
D．改变了酵母菌的进化方向
解析：
选D。
酵母菌还可能发生基因突变和染色体变异，A正确。
表现型＝基因型＋环境，B正确。
人工合成的染色体片段可能增加酵母菌的遗传多样性，C正确。
自然选择决定进化方向，可遗传变异提供进化的原材料，不决定变异方向，D错。
二、非选择题
12．根据以下资料回答问题：
根据分类学的记载，地球上生活着的生物约有200多万种，但是每年都有新种被发现。
近年来在深海中，海底3000米的深海热泉孔周围，发现了以前没有记载的生物。
这就说明，生物界的物种还有待人们去继续发现。
请根据以上材料分析回答下列问题：
（1）从分子水平看，生物的性状具有多样性的直接原因是____________________，根本原因是_________________________________________。
（2）从遗传水平看，生物新性状的出现主要是________________的结果，而进行有性生殖的生物后代的不同表现型主要是________的结果。
（3）从进化角度看，生物物种的多样性主要是__________________________________。
（4）我国的四川、甘肃等地，在海拔2000m～4000m的高山中生活着珍稀动物大熊猫，据统计，目前野生大熊猫仅存800只左右。
而汶川大地震又使大熊猫的生存环境变得更加恶劣。
①造成大熊猫濒危的因素很多，如食物结构简单，繁殖力________，但主要原因是
________________________________________________________________________。
②从生物多样性的角度看，如果大熊猫灭绝，就意味着该物种所拥有的全部________从地球上永远消失，从长远发展来看，必定会对生态系统的稳定性造成影响。
③有的学者提出，通过克隆技术大量繁殖大熊猫，然后再将它们送回野生环境以增加其种群数目。
从遗传多样性的角度分析，这样做的最大弊端是_________________________。
解析：
（1）蛋白质是生物性状的承担者，而蛋白质的结构和功能是由相应的基因所决定的，故从分子水平看，生物性状具有多样性的直接原因是蛋白质的多样性，其根本原因是基因的多样性。
（2）既然基因从根本上决定着性状，那么，新性状的出现便是基因突变的结果。
进行有性生殖的生物，后代出现不同表现型主要是基因重组的结果。
（3）物种多样性是长期进化的结果，其具体原理是：
生物不断地变异（基因突变、基因重组、染色体变异），多样的环境对其不断地进行自然选择，同时地理隔离也发挥作用，久而久之便形成了多种多样的生物物种。
（4）①人类活动对大熊猫生活环境的干扰和破坏是导致大熊猫濒危的主要因素。
②一个物种就是一个基因库，若大熊猫灭绝，就会使该物种的基因永久性地从地球上消失。
③因为克隆的本质是无性繁殖，所以用克隆技术繁殖大熊猫，会降低该物种的遗传多样性，进而破坏基因的多样性。
答案：
（1）蛋白质的多样性 基因的多样性
（2）基因突变 基因重组
（3）环境的多样性、突变和基因重组、自然选择及隔离综合作用的结果
（4）①很弱 人类的活动干扰和破坏了大熊猫的生活环境 ②基因 ③造成了种群基因库中遗传多样性的破坏
13．如图1显示了某种甲虫的两个种群基因库的动态变化过程。
种群中每只甲虫都有相应的基因型，A和a这对等位基因没有显隐性关系，共同决定甲虫的体色，甲虫体色的基因型和表现型如图2所示，请据图回答下列问题：
（1）不同体色的甲虫体现了生物多样性中的__________________多样性。
（2）在种群中出现了基因型为A′A的甲虫，A′基因最可能的来源是__________________，该来源为生物进化__________________。
A′A个体的出现将会使种群基因库中的__________________发生改变。
（3）图中箭头表示通过迁移，两个种群的基因库之间有机会进行__________。
由此可知，种群Ⅰ和种群Ⅱ之间不存在__________________。
（4）根据图1两个种群中不同体色的甲虫分布比例，可以初步推测出处于工业污染较为严重的环境中的是种群__________，该环境对甲虫的生存起到了________作用。
解析：
（1）由于基因控制生物的性状，不同体色的甲虫体现了生物多样性中的遗传多样性。
（2）A′基因最可能的来源是基因突变，基因突变为生物进化提供了原材料，A′A个体的出现会使种群基因库的基因频率发生改变。
（3）由于两个种群的个体之间能相互迁移，基因库之间的基因能进行交流，故两个种群不存在生殖隔离。
（4）由于种群Ⅰ中黑色个体多，故可能生活在工业污染较为严重的环境中，这是自然选择的结果。
答案：
（1）遗传
（2）基
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