第6章 第34节 第2课时 物种的形成协同进化与生物多样性的形成.docx

第6章 第34节 第2课时 物种的形成协同进化与生物多样性的形成.docx

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第6章第34节第2课时物种的形成协同进化与生物多样性的形成

第2课时　物种的形成、协同进化与生物多样性的形成

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。

2．隔离

（1）概念：

不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。

（2）常见类型

　　　项目

类型

发生范围

结果

生殖隔离

不同物种间

①不能相互交配

②即使交配成功，也不能产生可育后代

地理隔离

同种生物

使种群间不能发生基因交流

3．隔离在物种形成中的作用

（1）新物种的形成过程

↓

↓

（2）结论：

隔离是物种形成的必要条件。

（1）二倍体西瓜和四倍体西瓜通过杂交可产生三倍体西瓜，因此二倍体西瓜和四倍体西瓜是同一物种（　　）

（2）生物进化一定会形成新物种（　　）

（3）不同种群间的个体不能进行基因交流，说明种群间存在生殖隔离（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）×

易错警示

（1）三倍体西瓜不可育，所以二倍体西瓜和四倍体西瓜不是同一物种。

（2）物种形成的标志是产生生殖隔离，生物进化只能说明种群基因频率改变，不一定产生生殖隔离。

（3）不能进行基因交流说明种群间存在隔离，包括地理隔离和生殖隔离。

结合教材P117“思考·讨论”，回答下列问题：

（1）南美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈斯群岛后，在不同岛屿上形成不同种群，在自然状态下，这些不同种群之间能进行基因交流吗？

为什么？

提示　不能；因为存在地理隔离。

（2）不同岛屿上的地雀种群进化方向相同吗？

为什么？

提示　不同；因为不同岛屿上的环境不同，自然选择的方向不同。

（3）研究表明，后来即使将不同岛屿上的地雀种群混合饲养，它们之间也不能繁殖，为什么？

提示　因为它们之间已存在生殖隔离，已进化为不同物种。

（4）通过地雀的形成过程，说明物种形成需要以下环节：

①突变和基因重组为生物的进化提供原材料；②自然选择决定生物进化的方向；③隔离是物种形成的必要条件。

生殖隔离的出现意味着新物种的产生。

（5）物种的形成必须经过长期的地理隔离吗？

能否在短时间内就形成生殖隔离？

请举例说明。

提示　不是必须的；如用低温或秋水仙素处理萌发的二倍体西瓜幼苗即可获得四倍体西瓜，四倍体西瓜是新物种，没有经过长期的地理隔离。

归纳总结

（1）物种形成的三个环节

（2）物种形成与生物进化的关系

内容

物种形成

生物进化

标志

生殖隔离出现

基因频率改变

变化后生物与原生物关系

属于不同物种

可能属于一个物种

二者关系

生物进化的实质是基因频率改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种的界限，生物进化不一定导致新物种的形成

二、协同进化与生物多样性的形成

1．协同进化

（1）含义：

指生物的不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。

（2）生物与生物之间的协同进化

①某种兰花具有细长的花距

某种蛾类具有细长的吸管似的口器。

②羚羊的奔跑速度加快

猎豹的奔跑速度加快。

（3）生物与环境之间的协同进化

地球上的原始大气中没有氧气，所以那时生物的呼吸类型只能是无氧呼吸；当地球上出现了进行光合作用的生物以后，才使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。

（4）协同进化的原因：

生物与生物之间的相互选择和生物与无机环境之间的相互影响。

2．生物多样性的形成

（1）内容：

遗传多样性（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，增强了生物变异的多样性，生物进化的速度明显加快，多细胞植物和动物的种类不断增多。

（2）生态系统第三极——消费者的出现，使生态系统具有更加复杂的结构。

（3）生物的登陆改变着陆地环境，陆地上复杂的环境又为生物的进化提供了广阔的舞台。

4．生物进化理论在发展

（1）现代生物进化理论：

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的物种；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。

（2）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。

（3）间断平衡学说：

物种形成并不都是渐变的过程，而是物种长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。

（1）捕食者的存在有利于增加物种多样性（　　）

（2）协同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的（　　）

（3）生物多样性包括遗传多样性、种群多样性和生态系统多样性三个层次（　　）

答案　

（1）√　

（2）×　（3）×

易错警示

　协同进化是通过物种之间或生物与无机环境之间的相互影响实现的，其中物种之间的协同进化主要通过生存斗争实现，也可以在互利的条件下相互选择，协同进化。

1．生物多样性形成的根本原因和直接原因分别是什么？

提示　根本原因：

基因的多样性。

直接原因：

蛋白质的多样性。

2．通过学习，你能从多个角度归纳下生物进化的趋势吗？

提示　简单→复杂，低等→高等，水生→陆生，异养→自养，厌氧→好氧，原核生物→真核生物，单细胞生物→多细胞生物，无性生殖→有性生殖。

1．物种指的是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。

2．隔离指的是不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象，分为地理隔离和生殖隔离。

隔离是物种形成的必要条件，生殖隔离的形成是新物种形成的标志。

3．协同进化发生于不同物种之间或生物与无机环境之间。

4．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。

5．生物多样性的形成是协同进化的结果。

1．（2019·天津南开中学高一质检）下列关于隔离的叙述，错误的是（　　）

A．隔离包括地理隔离和生殖隔离

B．地理隔离阻止了种群间的基因交流

C．种群基因库间的差异是产生生殖隔离的根本原因

D．不同的种群之间必然存在着生殖隔离

答案　D

2．（2019·河北邯郸一中高一月考）下列关于新物种形成的叙述，正确的是（　　）

A．生物进化的结果就是形成新物种

B．生殖隔离是地理隔离的必然结果

C．产生生殖隔离是形成新物种的必要条件

D．基因突变一定能导致新物种的产生

答案　C

解析　生物进化的实质是种群基因频率的改变，但不一定形成新物种，A错误；地理隔离不一定导致生殖隔离，如东北虎和华南虎，二者打破地理隔离可以产生可育后代，B错误；基因突变可以产生新基因，但不一定形成新物种，D错误。

3．下列关于捕食者在生物进化中的作用的说法，正确的是（　　）

A．捕食者往往捕食个体数量少的物种

B．捕食者的存在有利于增加物种多样性

C．捕食者的存在往往导致被捕食者的绝灭

D．捕食者的存在可导致部分被捕食者在生态系统中占绝对优势

答案　B

解析　捕食者往往捕食个体数量多的物种，A错误；捕食者的存在一般不会导致被捕食者的绝灭，否则捕食者失去食物来源也将绝灭，C错误；捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样可避免部分被捕食者在生态系统中占绝对优势，D错误。

4．生物多样性主要包括的层次有（　　）

①物种多样性　②种群多样性　③生态系统多样性　④遗传多样性

A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④

答案　C

5．某经常刮大风的海岛上生活着一群昆虫，经调查翅的长度和个体数的关系如图中曲线（纵坐标为翅的长度，横坐标为个体数）所示。

下列叙述错误的是（　　）

A．该昆虫的性状不同是自然选择的结果

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，生物和无机环境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形成明显的差异

答案　B

解析　自然选择是定向的，B错误。

6．加拉帕戈斯群岛由许多互不相连、彼此独立的小岛组成。

达尔文在该群岛发现地雀有13种，如图表示这13种地雀之间的进化关系。

请回答下列问题：

（1）从图中可以看出这些不同种的地雀都是由________这一共同祖先进化而来的。

（2）每一种地雀都有其特定的觅食场所，这些场所分布在不同的小岛上。

每一种地雀喙的大小、形状、尺寸等性状存在差异，这是由于各小岛上不同的________环境因素作用的结果。

该因素在地雀的进化过程中起到了__________的作用。

（3）由于各小岛彼此独立，生活在这些小岛上的原始地雀之间存在着________隔离。

在长期的进化历程中，各个小岛上的地雀分别累积各自的有利变异，从而彼此之间逐渐形成________隔离，最终形成了地雀新种。

（4）若某个小岛上的地雀均为莺雀，则该小岛上的全部莺雀个体称为________，这是生物进化的____________。

（5）加拉帕戈斯群岛上的13种地雀体现了生物的______多样性。

答案　

（1）南美洲地雀　

（2）食物　（自然）选择　（3）地理　生殖　（4）种群　基本单位　（5）物种

A组　基础对点练

题组一　隔离与物种的形成

1．（2019·山东潍坊二中高一下月考）下列关于物种的说法不正确的是（　　）

A．不同种群的生物可能属于同一个物种

B．一个物种只含有一个生物

C．同一物种具有相似的形态和生理特征

D．同一物种在自然状态下，能通过有性生殖繁殖后代，且后代也有繁殖能力

答案　B

解析　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称为一个物种，所以不同种群的生物可能属于同一物种，A、D正确；一个物种一般含有多个生物，B错误；同一物种的形态结构和生理功能表现相似，C正确。

2．（2019·江西临川二中月考）隔离在生物进化中发挥着非常重要的作用，下列有关隔离的叙述，错误的是（　　）

A．隔离是物种形成的必要条件

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地理隔离

D．马和驴杂交产生了后代骡，但二者仍存在生殖隔离

答案　C

解析　不同的物种之间必然存在着生殖隔离，即使生活在同一个区域也不能进行基因交流，C错误。

3．（2020·上海浦东新区模拟）下图为太平洋岛屿鸟类的分布情况，甲岛分布着S、L两种鸟，乙岛的鸟类是S鸟的迁移后代，下列相关叙述错误的是（　　）

A．甲岛所有的鸟类称为一个种群

B．可遗传的变异为乙岛鸟类进化提供了可能

C．乙岛的鸟类与S鸟可能具有生殖隔离

D．甲、乙岛的自然条件决定了鸟类的进化方向

答案　A

解析　种群是生活在一定区域的同种生物全部个体的集合，甲岛分布着S、L两种鸟，甲岛所有的鸟类不能称为一个种群，A项错误。

4．（2019·宁夏银川一中月考）下图表示生物新物种形成的基本环节，对图示分析不正确的是（　　）

A．a表示基因突变和基因重组，为生物进化提供原材料

B．b表示生殖隔离，生殖隔离是新物种形成的标志

C．c表示新物种形成，与原物种不能进行基因交流

D．d表示地理隔离，新物种形成不一定需要地理隔离

答案　A

解析　a表示突变和基因重组，是生物进化的原材料，A错误。

5．（2019·辽宁沈阳东北育才学校期中）普氏野马是目前地球上唯一存活的野生马。

据《兰州晨报》报道，甘肃濒危动物研究中心精心挑选出了两个家族的25匹普氏野马，将其放归到保护区中。

有人预计，数年后这些野马将发展成为一个野生种群。

根据以上材料，下列叙述正确的是（　　）

A．野外的普氏野马的基因突变频率将不断增加

B．野外的普氏野马与圈养的普氏野马基因库相同

C．野外的普氏野马在自然选择的压力下，种群中某些基因的频率可能会发生变化

D．野外的普氏野马与圈养的普氏野马因环境不同而产生了生殖隔离

答案　C

解析　由于自然选择的作用，野外的普氏野马的基因频率将发生改变，但基因突变频率不一定因此增加，A错误；野外的普氏野马与圈养的普氏野马因生存环境的不同而导致其自然选择的方向不同，进而引起基因库出现差异，B错误；野外的普氏野马与圈养的普氏野马因环境不同而产生了地理隔离，但不一定形成生殖隔离，D错误。

题组二　协同进化与生物多样性的形成

6．协同进化是生物进化中一种常见的现象，下列叙述错误的是（　　）

A．有细长花距的兰花和有细长的吸管似口器的蛾，两者相互选择协同进化

B．猎豹与羚羊的“军备竞赛”是协同进化的结果

C．捕食者的存在有利于增加物种多样性

D．协同进化就是生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展

答案　D

解析　协同进化包括生物与生物之间、生物与无机环境之间的相互影响。

7．（2020·安徽淮北一中月考）下列有关生物进化的说法，正确的是（　　）

A．研究生物进化历程的主要依据是化石，消费者的出现明显加快了生物进化的速度

B．现代生物进化理论认为生物个体是生物进化的基本单位，自然选择决定生物进化的方向

C．种群基因频率的变化一定会导致生物的进化，地理隔离的形成标志着新物种的产生

D．狼和兔奔跑力的提高是两者协同进化的结果，漫长的协同进化逐渐形成生物多样性

答案　D

解析　化石在地层中出现的先后顺序反映生物的进化历程，可作为研究生物进化的主要依据，有性生殖生物的出现加快了生物进化的速度，A错误；现代生物进化理论认为种群是生物进化的基本单位，B错误；生殖隔离的形成是新物种形成的标志，C错误；捕食者（狼）与被捕食者（兔）奔跑力的提高是两者协同进化的结果，生物与生物或生物与无机环境间共同发展、协同进化，增加了生物的多样性，D正确。

8．下列关于生物多样性的说法，不正确的是（　　）

A．地球上所有的植物、动物和微生物，它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统，共同构成了生物多样性

B．过度的人为干扰会导致生物多样性降低

C．对人类来说，生物多样性具有非常重要的价值

D．保护生物多样性就是在物种及生态系统两个层次上采取保护战略和措施

答案　D

解析　生物的多样性包括遗传多样性、物种多样性及生态系统多样性，故在保护生物多样性时应在三个层次上进行。

9．下列有关生物多样性和进化的叙述，正确的是（　　）

A．长期自然选择和协同进化的结果导致生物多样性的形成

B．基因突变产生的有利变异决定生物进化的方向

C．不同的物种及其所包含的基因共同构成了生物多样性

D．基因重组是生物变异的根本来源，并加速了生物进化

答案　A

解析　自然选择决定生物进化的方向，B错误；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三个层次，C错误；基因突变是生物变异的根本来源，基因重组只是生物变异的来源之一，D错误。

10．（2019·甘肃兰州一中期中）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________________________________。

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

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%×1/4＝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。

B组　综合强化练

11．下列关于物种和种群的说法，错误的是（　　）

A．同一种群一般不存在地理隔离B．同一物种可包括多个种群

C．同一物种不存在隔离D．不同物种一定存在生殖隔离

答案　C

解析　同一物种不存在生殖隔离，但可能存在地理隔离，C错误。

12．（2019·湖南长郡中学期中）大约一万年前，某大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成两个种群，两个种群现在已经发生了明显的变化，过程如图所示。

下列有关说法正确的是（　　）

A．地球上新物种的形成都必须先经历a过程

B．自然选择在b过程发挥作用

C．①～⑥仅能表明物种形成过程中基因突变是不定向的

D．品系1、2间存在生殖隔离，物种1和物种2间存在地理隔离

答案　B

解析　突变和基因重组、自然选择和隔离是新物种形成的机制，隔离分地理隔离和生殖隔离，新物种的形成标志是生殖隔离的形成，但不一定非要经过地理隔离，如多倍体植株的形成，A错误；b过程是自然选择，其具有定向性，可定向改变生物进化的方向，生物进化的实质是种群基因频率的改变，B正确；①～⑥表示生物的可遗传变异，生物可遗传变异主要来源于基因突变、基因重组和染色体变异，C错误；新物种形成的标志是生殖隔离的形成，品系1和品系2并不是两个物种，不存在生殖隔离，物种1和物种2形成了生殖隔离，D错误。

13．（2019·广东江门调研）某研究小组研究了某地的两个湖泊。

这个地区有时会发洪水。

每个湖中都生活着两种相似的鱼：

红褐色的和金黄色的。

他们不清楚这两种鱼之间的关系，于是作出两种假说：

假说甲认为红褐色鱼和金黄色鱼起源于同一种灰色鱼；假说乙认为湖Ⅰ中原来只有红褐色鱼，湖Ⅱ中原来只有金黄色鱼。

DNA分析表明，湖Ⅰ中红褐色鱼与湖Ⅱ中的红褐色鱼亲缘关系最近。

下列有关叙述，错误的是（　　）

A．假说甲没有考虑到隔离在物种形成中的作用

B．假说乙认为发洪水时这两个湖中的鱼发生了混杂

C．DNA分析结果支持假说甲

D．如果红褐色鱼和金黄色鱼不能杂交，说明它们不是一个物种

答案　C

解析　这个地区有时会发洪水，其结果会导致两个湖泊的鱼互相混合在一起，假说甲认为红褐色鱼和金黄色鱼起源于同一种灰色鱼，即红褐色的鱼和金黄色的鱼是发生基因突变的结果，假说甲既没有考虑隔离在物种形成中的作用，也没有考虑到洪水的作用，A正确；DNA分析结果支持假说乙，C错误；如果红褐色鱼和金黄色鱼不能杂交，或杂交后不能产生可育后代，都能说明它们不是同一个物种，D正确。

14．（2020·山东济南外国语学校高二月考）一个全部由基因型为Aa的豌豆植株组成的种群，经过连续4代自交，获得的子代中，Aa的频率为

，AA和aa的频率均为

。

根据现代生物进化理论，可以肯定该种群在这些年中（　　）

①发生了隔离　②发生了基因突变　③发生了自然选择　④发生了隐性性状所占比例的增加　⑤发生了基因型频率的改变

A．①②③B．②③④　C．③⑤D．④⑤

答案　D

解析　根据题意可知，该种群连续自交，没有发生隔离，①错误；子代基因型频率的改变是由连续自交引起的，没有发生基因突变，②错误；该种群没有发生自然选择，③错误；隐性性状的个体的比例由0增加到了

，④正确；根据题干信息可知，种群本来只有Aa个体，后来出现了AA（

）、Aa（

）、aa（

）三种基因型的个体，说明该种群发生了基因型频率的改变，⑤正确。

故选D。

15．下列关于生物进化与生物多样性的形成，正确的说法是（　　）

A．生物多样性的形成经历了漫长的进化历程

B．地球上最早出现的生物是单细胞生物，进行有氧呼吸

C．生物多样性形成也就是新物种不断形成的过程

D．生物与无机环境之间是不会相互影响、协同进化的

答案　A

解析　生物的进化是由简单到复杂，由低等到高等，则先有单细胞生物，后有多细胞生物，早期地球与现代地球相比，没有氧气，最早出现的生物都是厌氧的，B错误；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，C错误；自然选择决定生物进化的方向，因此生物的进化与无机环境的变化是相互影响的，D错误。

16．（2020·山东济南历城二中月考）现代生物进化理论是在达尔文自然选择学说的基础上发展起来的。

现代生物进化理论的观点对自然选择学说的完善和发展表现在（　　）

①突变和基因重组产生进化的原材料　②种群是生物进化的基本单位　③自然选择是通过生存斗争实现的　④生物进化的实质是种群基因频率的改变　⑤隔离导致物种的形成　⑥自然选择决定生物进化的方向

A．①②④⑤B．②③④⑤⑥　C．①②③④⑤D．①②③⑤

答案　A

17．科学家在研究北美两种不同种果蝇（物种1与物种2）的进化过程时发现：

①在百万年之前，北美大陆只有一种果蝇，其基因型为aabbccDDeeff，随后不同区域的果蝇出现了不同的基因型（如图所示）；②当基因A与B同时出现在个体中时会发生胚胎早亡；同样，基因C与D或基因E与F同时出现也发生胚胎早亡。

回答下列问题：

（1）甲地所有的果蝇可被称为________________。

（2）北美大陆不同区域在阶段Ⅰ出现了基因结构的差异，这种变化说明基因突变是____的。

（3）果蝇最多只能飞越邻近两地的距离。

对历史阶段Ⅰ而言，甲地与乙地果蝇之间差异的最高级别属于______（填“物种”“个体”或“基因”）之间的差异。

判断的理由是_________。

（4）北美大陆在阶段Ⅱ时，一些地区的果蝇类型消失，其消失的原因可能有______（多选）。

A．某些类型的果蝇不适应逐渐改变的环境

B．环境导致果蝇的基因发生定向突变

C．突变产生了新的致胚胎早亡的基因

D．某些类型的果蝇天敌大规模增加

答案　

（1）一个果蝇种群　

（2）不定向　（3）物种　甲、乙两地果蝇交配产生的后代不能存活（胚胎早亡），说明存在生殖隔离　（4）ACD

解析　

（1）生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫作种群，故甲地所有的果蝇称为种群。

（2）北美大陆不同区域的果蝇间出现了基因结构的差异，这说明基因突变是不定向的。

（3）甲、乙两地果蝇之间存在生殖隔离，它们之间的差异体现了物种多样性。

（4）基因突变是不定向的，环境起选择作用。

18．（2019·江西上饶县中学期中）某时期，在一条大河的南岸的大块农田中发生某种甲虫的虫害，承包土地的农民起初在农田里喷洒某种杀虫剂R，取得较好的效果，但几年后又不得不以放养青蛙来代替喷洒农药。

如图为在此时期内这种甲虫种群密度变化示意图，请据图回答下列问题：

（1）从A点到B点，在施用杀虫剂的初期，害虫种群密度都急剧下降，但仍有极少数个体得以生存，原因是______________________________________。

（2）从B点到C点曲线回升的原因是这种抗药性的变异是可以__________的，通过一代代的积累，使害虫种群的抗药性增强了，在这个过程中，农药对害虫起__________作用，这是通过农药与害虫之间的__________实现的，农药对害虫所起作用的实质就是定向地改变害虫种群中的________，使害虫向更易产生抗药性的方向演化。

（3）如果从A到D都为农药防治期，这说明在C点时，农民在使用农药时可能采取了某种措施，这种措施最可能是______________________________________。

（4）若在这条大河的北岸也发现了与南岸的甲虫外形很相似的甲虫种群，将两岸甲虫放在一起饲养，