生物人教版 (2019)第4节 协同进化与生物多样性的形成导学案

第4节　协同进化与生物多样性的形成

【主干知识梳理】

一、协同进化

1．概念

2．实例

3．结果：通过漫长的协同进化过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种，丰富多彩的基因库，而且形成了多种多样的生态系统。

二、生物多样性的形成

1．生物多样性的含义

2．生物多样性的形成过程

三、生物进化理论在发展

1．现代生物进化理论对自然界的生命史作出了科学的解释

(1)适应是自然选择的结果。

(2)种群是生物进化的基本单位。

(3)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。

(4)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。

(5)生物多样性是协同进化的结果。

2．生物进化理论的发展

(1)观点1：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)观点2：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。

(3)影响广泛的观点：以自然选择学说为核心的生物进化理论。

【教材微点发掘】

据图(教材第119页图612)回答相关问题：

(1)大自然中，猎物可通过快速奔跑来逃脱被捕食，而捕食者则通过更快速的奔跑来获得捕食猎物的机会，猎物和捕食者的每一点进步都会促进对方发生改变，这种现象在生态学上称为协同进化。

(2)捕食者的存在促进被捕食者种群发展的理由是捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到了促进种群发展的作用。

(3)根据生态学家斯坦利的“收割理论”，食性广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。

 教材问题提示

(一)思考·讨论(教材第122页)

1．最早出现的生物是厌氧的单细胞生物，它们生活在原始海洋中。

2．植物先登陆，否则动物登陆后就会饿死。

3．当时陆地上还是一片荒芜，生物都生活在海洋中。

4．恐龙是在中生代后期绝灭的。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。

(二)旁栏思考(教材第124页)

这是一道开放性问题，可结合所学的物理和化学知识各抒己见。(略)

新知探究(一)　协同进化

【拓展·深化】

(一)协同进化的实例

(1)某种兰花具有细长的花矩某种蛾类具有细长的吸管似的口器。

(2)斑马的奔跑速度加快猎豹的奔跑速度加快。

(3)生物影响环境、环境影响生物：地球最早是无氧环境→厌氧生物→光合生物出现→空气中有了氧气→出现好氧生物。

(二)对协同进化的理解

(1)不同物种之间的影响既包括种间互助，也包括种间竞争。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的形成原因。

[思考·讨论]

(1)协同进化只是生物之间共同进化吗？

提示：协同进化包括生物之间以及生物与无机环境之间共同进化和发展。

(2)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？

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。

【典题·例析】

[典例1]　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，下列不属于协同进化实例的是(　　)

A．猎豹捕食斑马

B．某种长有细长花矩的兰花和生有细长口器专门为它传粉的蛾

C．草原上狼的灭绝造成鹿的数量剧增

D．昆虫的保护色越来越逼真，而它们天敌的视觉也越来越发达

[解析]　猎豹捕食斑马是二者相互选择的结果，属于协同进化，A不符合题意；某种长有细长花矩的兰花和生有细长口器专门为它传粉的蛾是通过长期的协同进化形成的，B不符合题意；草原上狼的灭绝造成鹿的数量剧增不属于协同进化，在这种情况下鹿群由于缺乏捕食者的选择作用，很可能会退化，C符合题意；昆虫的保护色越来越逼真，能够避免被天敌捕食，而它们的天敌视觉也越来越发达，以方便捕食昆虫，这是双方在相互选择中协同进化，D不符合题意。

[答案]　C

[典例2]　安第斯山区有数十种蝙蝠以花蜜为食，其中长舌蝠的舌长为体长的1.5倍，只有长舌蝠能从长筒花狭长的花冠筒底部取食花蜜，且为该植物的唯一传粉者。下列叙述错误的是(　　)

A．长筒花狭长的花冠筒是自然选择的结果

B．不同舌长的蝙蝠个体之间出现存活率和繁殖率的差异

C．蝙蝠微小的长舌变异经过长期自然选择积累为显著变异

D．上述实例说明自然选择是进化的唯一因素

[解析]　长筒花狭长的花冠筒是自然选择的结果，A正确；不同舌长的蝙蝠个体之间出现存活率和繁殖率的差异，B正确；蝙蝠微小的长舌变异经过长期自然选择积累为显著变异，C正确；上述实例说明自然选择是进化的主要因素，D错误。

[答案]　D

易错提醒—————————————————————————————————

有关协同进化的两个注意点

(1)生物与生物之间的协同进化，仅发生在不同物种之间，同种生物不存在协同进化。

(2)生物与无机环境间的协同进化，表现在生物能够适应一定的环境，也能影响环境。

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【应用·体验】

1．下列选项不支持协同进化观点的是(　　)

A．昆虫和体内共生菌的关系

B．有长着细长花距的兰花，就必有同样长着细长吸管似的口器的昆虫

C．除草剂杀死玉米田中的杂草，玉米长势良好

D．随着光合放氧生物蓝细菌的出现，地球上有了氧气，这为好氧生物的出现创造了前提条件

解析：答案：C　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；A、B两项都属于物种之间的协同进化，D项属于生物与无机环境之间的协同进化；不同物种在进化过程中相互选择，协同进化，并非彼此孤立，杂草灭绝，玉米由于竞争者减少，长势良好，但这并不属于协同进化。故选C。

2.某种兰花有细长的花距(如图)，花距顶端贮存着花蜜，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．蛾口器的特征决定兰花花距变异的方向

B．花距变长是兰花新物种形成的必要条件

C．蛾的口器与花距的相互适应是协同进化的结果

D．蛾的口器会因吸食花蜜而越变越长

解析：答案：C　兰花花距的变异是不定向的，蛾口器的特征和兰花花距起到相互选择的作用。物种形成的必要条件是生殖隔离。蛾的口器与花距的相互适应正是协同进化的结果。蛾的口器越来越长是自然选择的结果，而不是因吸食花蜜。故选C。

新知探究(二)　生物多样性的形成

【拓展·深化】

(一)生物多样性三个层次之间的联系

(1)遗传(基因)多样性：生物存在各种各样的变异，并且变异是不定向的，因而出现了遗传多样性。

(2)物种多样性：遗传的多样性决定了蛋白质的多样性，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。

(二)生物进化的历程

【典题·例析】

[典例1]　下列关于生物多样性及生物进化历程的叙述，错误的是(　　)

A．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

B．生物多样性的形成原因是生存斗争

C．地球上生物进化的历程是由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生

D．研究生物进化历程的主要证据是化石

[解析]　生物多样性的形成原因是协同进化。故选B。

[答案]　B

[典例2]　下列关于生物进化的说法正确的组合是(　　)

①“收割理论”提出捕食者的存在有利于增加生物多样性　②生物之间的协同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的　③有性生殖方式的出现，加快了生物进化的速度　④生物多样性的形成也就是新的物种不断形成的过程

A．①②③　B．③④　C．①③　D．②③④

[解析]　“收割理论”指出：捕食者往往捕食数量多的物种，这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间，因此捕食者的存在有利于增加物种的多样性，①正确；协同进化是指生物与生物之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，因此物种之间的生存斗争只是其中一种影响，②错误；有性生殖经过两性生殖细胞的结合，因而子代具有父母双方的遗传物质，其优点是后代产生更多的变异类型，使后代产生新的性状，生活力比较强，更有利于适应环境，有利于种族的繁衍，加快了生物进化的速度，③正确；生物多样性的内容包括：遗传(基因)的多样性、物种的多样性和生态系统的多样性，故生物多样性的形成不一定有新物种的产生，④错误。

[答案]　C

归纳拓展—————————————————————————————————

生物多样性的形成

(1)内容：遗传(基因)多样性、物种多样性、生态系统多样性。

(2)形成原因：协同进化。

(3)研究生物进化历程的主要依据：化石。

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【应用·体验】

1．已知物种甲的化石比物种乙的化石在地层中出现晚得多，由此可知(　　)

A．物种甲比物种乙数量多

B．物种甲比物种乙结构复杂

C．物种甲一定从物种乙进化而来

D．物种乙一定从物种甲进化而来

解析：答案：B　根据进化论，乙的化石在甲的化石之前出现，所以甲的化石是经过了物种竞争之后生存下来的，相对来说，甲的结构肯定比乙复杂，但是甲是否由乙进化而来，取决于它们的亲缘关系。故选B。

2．人类祖先的毛发颜色都是深色的，之后发生了多个基因突变，毛发颜色在一定程度上都变浅了：东亚人的直而浓密的黑头发与EDAR基因发生突变有关，所罗门群岛人群的金黄色头发与TYRPI基因发生突变有关，全球不到1%的“红发”人的出现与MCIR基因发生突变有关。下列有关叙述错误的是(　　)

A．题中所述可体现基因突变具有随机性的特点

B．全球不到1%的“红发”人是进化产生的新物种

C．人类头发颜色可能是基因与环境相互作用的结果

D．人类头发颜色多种多样体现了基因的多样性

解析：答案：B　基因突变的随机性可表现在细胞不同的DNA分子上，题干中各种毛发突变的基因各不相同，这体现了基因突变的随机性，A正确；全球不到1%的“红发”人与其他地区的人种属于同一物种，B错误；生物体的性状是由基因和环境因素共同决定的，C正确；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，人类头发颜色多种多样体现了基因的多样性，D正确。