2023-2024學(xué)年 人教版 必修二協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性的形成 學(xué)案

第3節(jié)種群基因組成的變化與物種的形成第2課時(shí)隔離在物種形成中的作用第4節(jié)協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性的形成學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)1.說(shuō)明隔離在物種形成中的作用2.舉例說(shuō)明協(xié)同進(jìn)化3.概述生物多樣性及其形成過(guò)程1.生命觀念：協(xié)同進(jìn)化讓學(xué)生加深了對(duì)生命的進(jìn)化與適應(yīng)觀的理解，逐漸形成生物和諧生存的發(fā)展觀2.科學(xué)思維：通過(guò)一系列的資料證據(jù)，總結(jié)出協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性形成的關(guān)系知識(shí)點(diǎn)1隔離在物種形成中的作用1．物種的概念：能夠在自然狀態(tài)下相互eq\x(\s\up1(01))交配并且產(chǎn)生eq\x(\s\up1(02))可育后代的一群生物稱(chēng)為一個(gè)物種。2．隔離(1)概念：eq\x(\s\up1(03))不同群體間的個(gè)體，在自然條件下基因不能eq\x(\s\up1(04))自由交流的現(xiàn)象，統(tǒng)稱(chēng)為eq\x(\s\up1(05))隔離。(2)類(lèi)型①eq\x(\s\up1(06))不同物種之間一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能產(chǎn)生eq\x(\s\up1(07))可育后代，這種現(xiàn)象稱(chēng)為eq\x(\s\up1(08))生殖隔離，例如馬和驢交配產(chǎn)生不可育的騾，故馬和驢為不同物種。②eq\x(\s\up1(09))同種生物由于eq\x(\s\up1(10))地理障礙而分成不同的種群，使得種群間不能發(fā)生eq\x(\s\up1(11))基因交流的現(xiàn)象，叫作eq\x(\s\up1(12))地理隔離。1．二倍體西瓜和四倍體西瓜是不是同一物種？為什么？三倍體西瓜是不是一個(gè)物種？為什么？四倍體西瓜是一個(gè)新物種嗎？6月份開(kāi)花的雛菊和8月份開(kāi)花的雛菊是同一物種嗎？提示：不是。因?yàn)槎扼w西瓜和四倍體西瓜雜交產(chǎn)生的三倍體西瓜不可育，存在生殖隔離，所以不是同一物種。三倍體西瓜不是一個(gè)物種，因?yàn)樽匀粻顟B(tài)下不能相互交配產(chǎn)生可育后代。四倍體西瓜是一個(gè)新物種，因?yàn)榕c二倍體相比已產(chǎn)生生殖隔離，且自身可育，所以是一個(gè)新物種。兩種雛菊不能自由交配存在生殖隔離，不是同一物種。3．隔離在物種形成中的作用(1)新物種的形成過(guò)程(以通過(guò)地理隔離形成新物種為例)(2)結(jié)論eq\x(\s\up1(22))隔離是物種形成的必要條件。2．新物種的形成一定要經(jīng)過(guò)地理隔離嗎？提示：不一定，但一定要經(jīng)過(guò)生殖隔離，如低溫造成某植株染色體加倍形成新物種，沒(méi)有經(jīng)過(guò)地理隔離。知識(shí)點(diǎn)2協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性的形成1．協(xié)同進(jìn)化(1)概念：eq\x(\s\up1(01))不同物種之間、eq\x(\s\up1(02))生物與eq\x(\s\up1(03))無(wú)機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展。(2)實(shí)例①生物與生物之間協(xié)同進(jìn)化。捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的個(gè)體，客觀上起到了eq\x(\s\up1(04))促進(jìn)種群發(fā)展的作用。②生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間協(xié)同進(jìn)化。地球上的原始大氣中是沒(méi)有氧氣的，最早出現(xiàn)的生物都是eq\x(\s\up1(05))厭氧(進(jìn)行無(wú)氧呼吸)的；最早的光合生物的出現(xiàn)，使得原始大氣中有了氧氣，為好氧生物的出現(xiàn)創(chuàng)造了前提條件。邊角知識(shí)“收割理論”：捕食者往往捕食個(gè)體數(shù)量多的物種，這樣就會(huì)避免出現(xiàn)一種或少數(shù)幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的局面，為其他物種的形成騰出空間。(3)結(jié)果：通過(guò)漫長(zhǎng)的eq\x(\s\up1(06))協(xié)同進(jìn)化過(guò)程，地球上不僅出現(xiàn)了千姿百態(tài)的eq\x(\s\up1(07))物種，豐富多彩的基因庫(kù)，而且形成了多種多樣的eq\x(\s\up1(08))生態(tài)系統(tǒng)。2．生物多樣性的形成(1)生物多樣性的主要內(nèi)容eq\x(\s\up1(09))遺傳多樣性(基因多樣性)、物種多樣性和eq\x(\s\up1(10))生態(tài)系統(tǒng)多樣性。(2)生物進(jìn)化歷程中的關(guān)鍵事件①最初地球上的生物主要是海洋中種數(shù)不多的原核生物——細(xì)菌(包括藍(lán)細(xì)菌)。這一時(shí)期的生態(tài)系統(tǒng)中只有eq\x(\s\up1(11))生產(chǎn)者和分解者。②真核生物出現(xiàn)以后，有性生殖出現(xiàn)了，有性生殖的出現(xiàn)，使生物實(shí)現(xiàn)了eq\x(\s\up1(12))基因重組，增強(qiáng)了生物變異的eq\x(\s\up1(13))多樣性，生物進(jìn)化的速度明顯eq\x(\s\up1(14))加快，多細(xì)胞植物和動(dòng)物的種類(lèi)不斷eq\x(\s\up1(15))增多。③寒武紀(jì)大爆發(fā)：海洋中大量的無(wú)脊椎動(dòng)物物種爆發(fā)式地迅速形成。大量的動(dòng)物構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的第三極——eq\x(\s\up1(16))消費(fèi)者，使生態(tài)系統(tǒng)具有更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。④生物的登陸改變著陸地的環(huán)境，陸地上復(fù)雜的環(huán)境又為生物的進(jìn)化提供了廣闊的舞臺(tái)。最初原始的陸生植物主要是eq\x(\s\up1(17))蕨類(lèi)植物。⑤在進(jìn)化過(guò)程中，許多物種由于eq\x(\s\up1(18))不適應(yīng)環(huán)境的變化而絕滅，例如恐龍?？铸埖慕^滅為eq\x(\s\up1(19))哺乳類(lèi)的興盛騰出了空間，使生物進(jìn)化翻開(kāi)了嶄新的一頁(yè)。特別提醒生物多樣性三個(gè)層次之間的聯(lián)系3．生物進(jìn)化理論在發(fā)展(1)以自然選擇學(xué)說(shuō)為核心的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論對(duì)自然界的生命史作出了科學(xué)的解釋?zhuān)篹q\x(\s\up1(20))適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果；eq\x(\s\up1(21))種群是生物進(jìn)化的基本單位；eq\x(\s\up1(22))突變和基因重組提供進(jìn)化的原材料，eq\x(\s\up1(23))自然選擇導(dǎo)致種群基因頻率的eq\x(\s\up1(24))定向改變，進(jìn)而通過(guò)eq\x(\s\up1(25))隔離形成新的物種；生物進(jìn)化的過(guò)程實(shí)際上是eq\x(\s\up1(26))生物與生物、eq\x(\s\up1(27))生物與無(wú)機(jī)環(huán)境協(xié)同進(jìn)化的過(guò)程；eq\x(\s\up1(28))生物多樣性是協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果。(2)中性突變學(xué)說(shuō)：大量的基因突變是eq\x(\s\up1(29))中性的，自然選擇對(duì)這些基因突變不起作用，這些基因突變經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期積累，會(huì)導(dǎo)致種群間遺傳物質(zhì)出現(xiàn)較大的差別。因此有人主張，決定生物進(jìn)化方向的是eq\x(\s\up1(30))中性突變的逐漸積累，而不是eq\x(\s\up1(31))自然選擇。有些學(xué)者認(rèn)為，基因突變并不都是中性的，不能否認(rèn)自然選擇的作用。(3)間斷平衡學(xué)說(shuō)：根據(jù)許多物種是在eq\x(\s\up1(32))短時(shí)間內(nèi)迅速形成的現(xiàn)象，有人提出物種形成并不都是eq\x(\s\up1(33))漸變的過(guò)程，而是物種eq\x(\s\up1(34))長(zhǎng)期穩(wěn)定與eq\x(\s\up1(35))迅速形成新種交替出現(xiàn)的過(guò)程，其原因仍在探索中。(1)生物進(jìn)化一定會(huì)形成新物種。(×)(2)新物種形成了，標(biāo)志著一定發(fā)生了進(jìn)化。(√)(3)種群基因頻率定向改變一定會(huì)形成新物種。(×)(4)協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果是形成了生物多樣性。(√)課堂小結(jié)1．(目標(biāo)1)下列關(guān)于物種的說(shuō)法不正確的是()A．不同種群的生物可能屬于同一個(gè)物種B．突變和基因重組可以使種群產(chǎn)生定向變異，因而可能導(dǎo)致新物種的形成C．自然選擇可以定向改變種群的基因頻率，因而可能導(dǎo)致新物種的形成D．同一物種在自然狀態(tài)下，能通過(guò)有性生殖繁殖后代，且后代也有繁殖能力答案B2．(目標(biāo)2)昆蟲(chóng)的保護(hù)色越來(lái)越逼真，它們的天敵的視覺(jué)也越來(lái)越發(fā)達(dá)，結(jié)果雙方都沒(méi)有取得明顯的優(yōu)勢(shì)，這說(shuō)明()A．自然選擇不起作用B．生物為生存而進(jìn)化C．雙方在斗爭(zhēng)中不分勝負(fù)D．雙方相互選擇，協(xié)同進(jìn)化答案D3．(目標(biāo)1、2)下圖為太平洋島嶼鳥(niǎo)類(lèi)的分布情況，甲島分布著S、L兩種鳥(niǎo)，乙島的鳥(niǎo)類(lèi)是S鳥(niǎo)的遷移后代，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．甲島所有的鳥(niǎo)類(lèi)稱(chēng)為一個(gè)種群B．可遺傳的變異為乙島鳥(niǎo)類(lèi)進(jìn)化提供了可能C．乙島的鳥(niǎo)類(lèi)與S鳥(niǎo)可能具有生殖隔離D．甲、乙島的自然條件決定了鳥(niǎo)類(lèi)的進(jìn)化方向答案A解析種群是生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體的集合，甲島分布著S、L兩種鳥(niǎo)，甲島所有的鳥(niǎo)類(lèi)不能稱(chēng)為一個(gè)種群，A錯(cuò)誤。4．(不定項(xiàng))(目標(biāo)2、3)下列有關(guān)生物的進(jìn)化和生物多樣性的敘述，正確的是()A．人類(lèi)的生存和發(fā)展始終受益于生物多樣性，保護(hù)生物多樣性就是保護(hù)人類(lèi)自己B．狼和鹿通過(guò)捕食和被捕食進(jìn)行著相互選擇，實(shí)現(xiàn)協(xié)同進(jìn)化C．從分子水平上看，生物的性狀具有多樣性的根本原因是基因的多樣性D．生物多樣性包括遺傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性答案ABCD5．(目標(biāo)1)如圖是加拉帕戈斯群島上物種演化的模型：圖中上半部分為甲島的物種演化模型，下半部分為乙島的物種演化模型，A、B、C、D為四個(gè)物種及其演化關(guān)系。請(qǐng)看圖回答問(wèn)題：(1)由A物種進(jìn)化為B、C兩個(gè)物種的內(nèi)因是____________，外因是__________________________________________________________，進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是__________________________。(2)甲島上的B物種遷到乙島后，不與C物種發(fā)生基因交流，其原因是____________________。(3)假設(shè)達(dá)到遺傳平衡的某種群中有一對(duì)等位基因A、a，A的基因頻率為0.1，a的基因頻率為0.9，那么AA、Aa、aa三種基因型的頻率分別為_(kāi)_______________；若環(huán)境的選擇作用使a的頻率逐漸下降，A的頻率逐漸上升，則后代中aa基因型個(gè)體數(shù)量的變化趨勢(shì)是________________。答案(1)遺傳變異甲、乙兩島環(huán)境不同且有地理隔離種群基因頻率的改變(2)已形成生殖隔離(3)1%、18%、81%逐漸下降解析(1)漸變式物種形成的內(nèi)因是遺傳變異，外因是地理隔離和自然選擇，即甲、乙兩島環(huán)境不同且有地理隔離，進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變。(2)當(dāng)兩個(gè)種群不能發(fā)生基因交流時(shí)，說(shuō)明二者之間存在生殖隔離。(3)A的基因頻率為0.1，a的基因頻率為0.9，所以AA的基因型頻率為0.01，aa的基因型頻率為0.81，Aa的基因型頻率＝1－0.01－0.81＝0.18。若a的頻率逐漸下降，A的頻率逐漸上升，則后代中aa基因型個(gè)體數(shù)量的變化趨勢(shì)是逐漸下降。題型一新物種形成過(guò)程考查[例1]如圖為某哺乳動(dòng)物種群因河道改變而發(fā)生的變化，下列與之相關(guān)的說(shuō)法正確的是()A．河道的改變使同一種群的生物變成了不同的物種B．河道的改變使兩個(gè)種群失去了基因交流的機(jī)會(huì)C．B種群和C種群基因頻率的不同僅與環(huán)境的變化有關(guān)D．地理隔離必然導(dǎo)致生殖隔離，生殖隔離必然源于地理隔離解題分析河道的改變使一個(gè)種群被分割成兩部分，從而形成兩個(gè)種群，這兩個(gè)種群因河流的阻隔，形成地理隔離，失去了基因交流的機(jī)會(huì)，但是并沒(méi)有證據(jù)說(shuō)明B、C兩種群的生物成為了兩個(gè)物種，A錯(cuò)誤，B正確；種群基因頻率的差異與環(huán)境的選擇作用有關(guān)，還與突變和基因重組等有關(guān)，C錯(cuò)誤；長(zhǎng)期的地理隔離有可能導(dǎo)致生殖隔離，生殖隔離未必就一定源自地理隔離，例如多倍體的形成過(guò)程，D錯(cuò)誤。答案B[例2]下圖所示為種群與物種的關(guān)系圖解，關(guān)于它們的敘述不正確的是()A．圖中可以看出，一個(gè)物種可以有很多種群，這些種群間只是因?yàn)榈乩砀綦x阻礙了基因交流B．若物種2是由物種1形成的，則這個(gè)過(guò)程中一定發(fā)生了基因頻率的改變C．物種1形成物種2的必要條件是隔離D．若種群1與種群2的基因頻率發(fā)生了非常大的改變，則這兩個(gè)種群變成了兩個(gè)物種解題分析同一物種的不同種群間不存在生殖隔離，只是因?yàn)榈乩砀綦x阻礙了基因交流，若沒(méi)有了地理隔離，同一物種的不同種群仍可完成基因交流，A正確；生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變，物種1形成物種2的過(guò)程中一定發(fā)生了基因頻率的改變，B正確；若種群1和種群2的基因頻率發(fā)生了非常大的改變，說(shuō)明這兩個(gè)種群都發(fā)生了進(jìn)化，但不一定形成兩個(gè)物種，D錯(cuò)誤。答案D技法提升判斷是否形成新物種類(lèi)試題的解法(1)判斷依據(jù)：是否產(chǎn)生生殖隔離。(2)判斷方法：雜交后不能產(chǎn)生可育后代，或就不能雜交，則說(shuō)明出現(xiàn)了新物種。(3)生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是基因頻率的改變，這種改變可大可小，不一定會(huì)導(dǎo)致新物種的形成。題型二協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性的形成[例3]下列有關(guān)生物進(jìn)化和生物多樣性的敘述，正確的是()A．一個(gè)物種的形成或滅絕，會(huì)影響到若干其他物種的進(jìn)化B．物種之間的協(xié)同進(jìn)化都是通過(guò)物種之間的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)的C．生物多樣性的形成是指新物種不斷形成的過(guò)程D．地球上的生態(tài)系統(tǒng)從古到今都是由生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者組成的答案A