
目 標(biāo) 素 養(yǎng)1.通過(guò)協(xié)同進(jìn)化相關(guān)實(shí)例的分析和討論,闡明協(xié)同進(jìn)化的概念,認(rèn)同進(jìn)化與適應(yīng)的基本觀點(diǎn)。2.通過(guò)觀察生物進(jìn)化歷程的示意圖,分析、探討生物多樣性的形成原因,解釋生物的適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果,概述保護(hù)生物多樣性的意義。3.概述以自然選擇學(xué)說(shuō)為核心的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的要點(diǎn),并認(rèn)同科學(xué)理論是不斷發(fā)展的。
一、協(xié)同進(jìn)化1.方式(1)生物與生物之間的協(xié)同進(jìn)化①某種蘭花具有細(xì)長(zhǎng)的花距,某種蛾類(lèi)具有細(xì)長(zhǎng)的吸管似的口器。②羚羊的奔跑速度加快,獵豹的奔跑速度也加快。
(2)生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間的協(xié)同進(jìn)化地球上的原始大氣中沒(méi)有氧氣,所以那時(shí)生物的呼吸類(lèi)型只能是無(wú)氧呼吸;當(dāng)?shù)厍蛏铣霈F(xiàn)了進(jìn)行光合作用的生物以后,才使大氣中有了氧氣,這就為好氧生物的出現(xiàn)創(chuàng)造了前提條件。
3.結(jié)果:通過(guò)漫長(zhǎng)的協(xié)同進(jìn)化過(guò)程,地球上不僅出現(xiàn)了千姿百態(tài)的物種,豐富多彩的基因庫(kù),而且形成了多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)。
微思考1生物與環(huán)境之間的協(xié)同進(jìn)化體現(xiàn)的是環(huán)境對(duì)生物的選擇,它是單向的。這種說(shuō)法正確嗎?為什么?提示:不正確。生物與環(huán)境之間的協(xié)同進(jìn)化是環(huán)境與生物之間相互影響,即環(huán)境選擇生物,同時(shí)生物也能改變環(huán)境。
微判斷1基于協(xié)同進(jìn)化的概念和意義,判斷下列表述是否正確。(1)協(xié)同進(jìn)化就是指生物與生物之間協(xié)同進(jìn)化。( )(2)“收割理論”就是指捕食者主要捕食老弱病殘的個(gè)體。( )(3)協(xié)同進(jìn)化導(dǎo)致了生物多樣性的形成。( )(4)捕食者的存在有利于增加物種多樣性。( )(5)協(xié)同進(jìn)化都是通過(guò)物種之間的生存斗爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)的。( )
微訓(xùn)練1協(xié)同進(jìn)化就是“生態(tài)的舞臺(tái),共同的表演”。下列關(guān)于協(xié)同進(jìn)化的說(shuō)法,錯(cuò)誤的是( )A.協(xié)同進(jìn)化可發(fā)生在不同物種之間B.協(xié)同進(jìn)化可發(fā)生在生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間C.獵豹與斑馬之間的“軍備競(jìng)賽”實(shí)現(xiàn)了二者的協(xié)同進(jìn)化D.研究協(xié)同進(jìn)化無(wú)法預(yù)測(cè)某物種的存在答案:D
解析:協(xié)同進(jìn)化可發(fā)生在不同物種之間,也可發(fā)生在生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間,A、B兩項(xiàng)正確。獵豹與斑馬為捕食關(guān)系,捕食過(guò)程中淘汰了二者中的老、弱、病、殘等個(gè)體,實(shí)現(xiàn)了二者的協(xié)同進(jìn)化,C項(xiàng)正確。研究協(xié)同進(jìn)化可預(yù)測(cè)某物種的存在,如達(dá)爾文根據(jù)某種蘭花具有細(xì)長(zhǎng)花距而預(yù)測(cè)出為其傳粉的某種昆蟲(chóng)應(yīng)具有細(xì)長(zhǎng)的吸管似的口器,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
二、生物多樣性的形成1.生物多樣性的內(nèi)容
2.生物多樣性的形成過(guò)程
微思考2生物具有多樣性的直接原因和根本原因分別是什么?提示:直接原因是蛋白質(zhì)具有多樣性;根本原因是基因(遺傳物質(zhì))具有多樣性。
微判斷2生物多樣性的形成經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的進(jìn)化歷程。判斷下列表述是否正確。(1)不同的生物之間的相互影響形成了生物的多樣性。( )(2)生物多樣性包括遺傳多樣性、種群多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性三個(gè)層次。( )(3)最早登陸陸地的是陸生動(dòng)物。( )(4)生物進(jìn)化的過(guò)程中,不適應(yīng)環(huán)境的物種會(huì)絕滅。( )(5)恐龍的絕滅為哺乳類(lèi)的興盛騰出了空間。( )
三、生物進(jìn)化理論在發(fā)展1.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論對(duì)自然界的生命史作出的科學(xué)解釋(1)適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果。(2)種群是生物進(jìn)化的基本單位。(3)突變和基因重組提供進(jìn)化的原材料,自然選擇導(dǎo)致種群基因頻率的定向改變,進(jìn)而通過(guò)隔離形成新的物種。(4)生物進(jìn)化的過(guò)程實(shí)際上是生物與生物、生物與無(wú)機(jī)環(huán)境協(xié)同進(jìn)化的過(guò)程。(5)生物多樣性是協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果。
2.生物進(jìn)化理論在發(fā)展(1)觀點(diǎn)1:大量的基因突變是中性的,決定生物進(jìn)化方向的是中性突變的逐漸積累,而不是自然選擇。(2)觀點(diǎn)2:物種形成并不都是漸變的過(guò)程,而是物種長(zhǎng)期穩(wěn)定與迅速形成新種交替出現(xiàn)的過(guò)程。(3)影響廣泛的觀點(diǎn):以自然選擇學(xué)說(shuō)為核心的生物進(jìn)化理論。
微訓(xùn)練2下列敘述與現(xiàn)代生物進(jìn)化理論相符的是( )A.施用農(nóng)藥可使害蟲(chóng)種群的耐藥基因頻率提高B.生物體所發(fā)生的變異都可為進(jìn)化提供原材料C.基因頻率的改變一定會(huì)導(dǎo)致新物種的形成D.物種是生物進(jìn)化和繁殖的基本單位答案:A解析:施用農(nóng)藥后通過(guò)其選擇作用可使害蟲(chóng)種群的耐藥基因頻率提高;只有可遺傳的變異才能為生物進(jìn)化提供原材料;基因頻率的改變可引起生物進(jìn)化,但不一定會(huì)導(dǎo)致新物種的形成;種群是生物進(jìn)化和繁殖的基本單位。
一 協(xié)同進(jìn)化問(wèn)題探究資料1 一種蘭花長(zhǎng)著細(xì)長(zhǎng)的花距,其底部?jī)?chǔ)存著花蜜,有一種昆蟲(chóng)生有同樣細(xì)長(zhǎng)的吸管似的口器,可以專(zhuān)門(mén)從花距中吸取花蜜,幫助這種蘭花傳粉。資料2 動(dòng)物學(xué)家對(duì)生活在非洲大草原一條大河兩岸的羚羊進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn),東岸的羚羊的奔跑速度比西岸的羚羊快得多。經(jīng)過(guò)觀察和科學(xué)實(shí)驗(yàn),動(dòng)物學(xué)家終于明白,東岸的羚羊之所以強(qiáng)健,是因?yàn)樗鼈兏浇幸粋€(gè)狼群,時(shí)時(shí)處于危險(xiǎn)之中。
資料3 地球上的原始大氣中是沒(méi)有氧氣的,但是隨著光合生物的出現(xiàn),使得原始大氣中有了氧氣,這就為好氧生物的出現(xiàn)創(chuàng)造了前提條件。
1.據(jù)資料1分析,昆蟲(chóng)傳粉的專(zhuān)門(mén)化對(duì)植物繁衍后代有什么意義?提示:特定昆蟲(chóng)給特定的植物傳粉,可以提高傳粉的效率,并且昆蟲(chóng)也可得到較多的食物。但這種一對(duì)一的關(guān)系建立在不受環(huán)境影響的條件下,如果環(huán)境遭受破壞,一種生物的絕滅就會(huì)導(dǎo)致另一種相關(guān)生物的絕滅。
2.據(jù)資料2分析,狼和羚羊之間在進(jìn)化方面存在怎樣的關(guān)系?提示:狼和羚羊之間進(jìn)行相互選擇。一方面捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的個(gè)體,客觀上起到促進(jìn)羚羊種群發(fā)展的作用;另一方面狼群中跑得慢的個(gè)體由于得不到食物而被淘汰。
3.物種之間的協(xié)同進(jìn)化都是通過(guò)物種之間的生存斗爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)的嗎?提示:不都是。物種之間的協(xié)同進(jìn)化有通過(guò)種間互助實(shí)現(xiàn)的,如某種蘭花和專(zhuān)門(mén)給它傳粉的蛾;也有通過(guò)種間斗爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)的,如獵豹和斑馬。4.據(jù)資料3,你能得出怎樣的結(jié)論?提示:生物的進(jìn)化與無(wú)機(jī)環(huán)境的變化相互影響。
歸納總結(jié)1.協(xié)同進(jìn)化的實(shí)例分析
2.協(xié)同進(jìn)化的范圍及對(duì)無(wú)機(jī)環(huán)境的影響(1)范圍:生物與生物之間的協(xié)同進(jìn)化,僅發(fā)生在不同物種之間,同種生物之間不存在協(xié)同進(jìn)化。(2)對(duì)無(wú)機(jī)環(huán)境的影響:無(wú)機(jī)環(huán)境的選擇作用可定向改變種群的基因頻率,導(dǎo)致生物朝著一定的方向進(jìn)化;生物的進(jìn)化反過(guò)來(lái)又會(huì)影響無(wú)機(jī)環(huán)境。
典例剖析【例1】 某種蘭花有細(xì)長(zhǎng)的花距,花距底部?jī)?chǔ)存著花蜜,這種蘭花的傳粉需借助具有細(xì)長(zhǎng)口器的蛾在吸食花蜜的過(guò)程中完成。下列敘述正確的是( )A.蛾的口器會(huì)因吸食花蜜而越變?cè)介L(zhǎng)B.花距變長(zhǎng)是蘭花新物種形成的必要條件C.蛾的口器的特征決定蘭花花距變異的方向D.口器與花距的相互適應(yīng)是協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果答案:D
解析:蛾的口器越來(lái)越長(zhǎng)是自然選擇的結(jié)果,蛾的口器會(huì)因吸食花蜜而越變?cè)介L(zhǎng)是用進(jìn)廢退的內(nèi)容。新物種形成的必要條件是隔離,花距變長(zhǎng)不是蘭花新物種形成的必要條件。變異是不定向的,蛾的口器的特征不能決定蘭花花孢變異的方向,只是對(duì)變異進(jìn)行定向選擇。
學(xué)以致用1.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:D
二 生物多樣性問(wèn)題探究下圖表示生物多樣性的三個(gè)不同層次,請(qǐng)結(jié)合圖示回答下列問(wèn)題。
1.圖中Ⅰ、Ⅱ分別體現(xiàn)哪種類(lèi)型多樣性?提示:分別體現(xiàn)遺傳(基因)多樣性和物種多樣性。2.根據(jù)你的理解,分析三種生物多樣性之間的關(guān)系。提示:遺傳多樣性是形成物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性的基礎(chǔ),反過(guò)來(lái)物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性又影響遺傳多樣性。3.通過(guò)學(xué)習(xí),你能從多個(gè)角度歸納生物進(jìn)化的趨勢(shì)嗎?提示:簡(jiǎn)單→復(fù)雜,低等→高等,水生→陸生,異養(yǎng)→自養(yǎng),厭氧→需氧,原核生物→單細(xì)胞真核生物→多細(xì)胞真核生物,無(wú)性生殖→有性生殖。
歸納總結(jié)1.生物多樣性的內(nèi)容(1)遺傳(基因)多樣性:由于生物存在各種各樣的變異,并且變異是不定向的,進(jìn)而出現(xiàn)了遺傳(基因)多樣性。(2)物種多樣性:遺傳(基因)多樣性決定了蛋白質(zhì)多樣性,遺傳(基因)多樣性是形成物種多樣性的根本原因,蛋白質(zhì)多樣性是形成物種多樣性的直接原因。(3)生態(tài)系統(tǒng)多樣性:生態(tài)系統(tǒng)是由生物和非生物的環(huán)境共同組成的,所以物種的多樣性和無(wú)機(jī)環(huán)境的多樣性共同組成了生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。
2.生物多樣性的原因(1)根本原因:遺傳(DNA分子結(jié)構(gòu))的多樣性。不同DNA分子中脫氧核苷酸的數(shù)目、種類(lèi)、排列順序不同,決定了DNA分子結(jié)構(gòu)的多樣性。(2)直接原因:蛋白質(zhì)的多樣性。蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者,組成蛋白質(zhì)的氨基酸種類(lèi)、數(shù)目、排列順序和蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)等決定了蛋白質(zhì)的多樣性。(3)從生物進(jìn)化的角度看,生物的多樣性是多種多樣的環(huán)境對(duì)生物的不定向變異進(jìn)行定向選擇的結(jié)果。
3.生物多樣性三個(gè)層次之間的聯(lián)系
典例剖析【例2】下列關(guān)于生物進(jìn)化與多樣性的敘述,正確的是( )A.從分子水平看,生物的性狀具有多樣性的直接原因是遺傳的多樣性B.生物多樣性的形成也就是新物種的不斷形成過(guò)程C.物種之間的協(xié)同進(jìn)化都是通過(guò)生存斗爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)的D.有性生殖的出現(xiàn)推動(dòng)了生物進(jìn)化,增強(qiáng)了生物的變異答案:D
解析:生物性狀具有多樣性的直接原因是蛋白質(zhì)的多樣性,根本原因是遺傳的多樣性,A項(xiàng)錯(cuò)誤。生物多樣性包括遺傳(基因)多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性,所以不能說(shuō)生物多樣性的形成就是新物種的不斷形成過(guò)程,B項(xiàng)錯(cuò)誤。物種之間的協(xié)同進(jìn)化是通過(guò)物種之間的相互影響而不斷進(jìn)化和發(fā)展的,不同物種之間包括種間互助和種間競(jìng)爭(zhēng),C項(xiàng)錯(cuò)誤。有性生殖的出現(xiàn)使后代重組出更多的變異類(lèi)型,推動(dòng)了生物的進(jìn)化,D項(xiàng)正確。
學(xué)以致用2.下列關(guān)于協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性的敘述,錯(cuò)誤的是( )A.無(wú)機(jī)環(huán)境能與生物協(xié)同進(jìn)化B.協(xié)同進(jìn)化是生物多樣性形成的原因C.化石是了解生物進(jìn)化歷程的主要依據(jù)D.生物多樣性就是指生物種類(lèi)多種多樣答案:D解析:生物多樣性包括遺傳(基因)多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。
1.曾經(jīng)有一位進(jìn)化生物學(xué)家針對(duì)物種進(jìn)化提出了紅皇后假說(shuō):在環(huán)境條件穩(wěn)定時(shí),一個(gè)物種的任何進(jìn)化改進(jìn)可能構(gòu)成對(duì)其他物種的競(jìng)爭(zhēng)壓力,即使物理環(huán)境不變,種間關(guān)系也可能推動(dòng)生物進(jìn)化。所以,物種之間的進(jìn)化保持著一種動(dòng)態(tài)的平衡。下列關(guān)于對(duì)紅皇后假說(shuō)的理解,正確的是( )A.即使無(wú)機(jī)環(huán)境沒(méi)有改變,生物也會(huì)進(jìn)化B.協(xié)同進(jìn)化就是指生物之間的相互影響C.各物種之間的協(xié)同進(jìn)化與環(huán)境無(wú)關(guān)D.一個(gè)生物的進(jìn)化會(huì)促使其他各種生物發(fā)生進(jìn)化
解析:協(xié)同進(jìn)化是指不同物種之間及生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展,物種之間的協(xié)同進(jìn)化與環(huán)境有關(guān),B、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤。若該種群的進(jìn)化未改變與其他種群的關(guān)系,也沒(méi)有構(gòu)成對(duì)其他物種的競(jìng)爭(zhēng)壓力,可能不會(huì)促使其他種群發(fā)生進(jìn)化,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.下列關(guān)于生物進(jìn)化理論發(fā)展的敘述,錯(cuò)誤的是( )A.大多數(shù)情況下生物的進(jìn)化會(huì)導(dǎo)致生物對(duì)環(huán)境的相對(duì)適應(yīng)B.寒武紀(jì)生物大爆發(fā)支持達(dá)爾文進(jìn)化漸進(jìn)觀點(diǎn)C.生物進(jìn)化是通過(guò)傳代過(guò)程中基因頻率的變化而實(shí)現(xiàn)的D.中性的分子進(jìn)化屬于既無(wú)利也無(wú)害的基因突變答案:B
解析:由于長(zhǎng)期的自然選擇,大多數(shù)情況下生物的進(jìn)化會(huì)導(dǎo)致生物對(duì)環(huán)境的相對(duì)適應(yīng),A項(xiàng)正確。達(dá)爾文進(jìn)化理論不能解釋許多物種在短時(shí)間內(nèi)迅速形成的現(xiàn)象,如寒武紀(jì)生物大爆發(fā), B項(xiàng)錯(cuò)誤。在生物不斷進(jìn)化過(guò)程中,基因頻率也發(fā)生著變化,C項(xiàng)正確。中性突變是指這種突變對(duì)生物體的生存既沒(méi)有好處,也沒(méi)有害處,D項(xiàng)正確。
3.下列關(guān)于生物多樣性的敘述,正確的是( )A.生物多樣性包括遺傳多樣性、個(gè)體多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性三個(gè)層次的內(nèi)容B.生物多樣性的形成是不同物種之間、生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果C.物種的絕滅不利于生物多樣性的形成D.個(gè)別物種的形成或絕滅對(duì)其他物種的進(jìn)化沒(méi)有影響答案:B
解析: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,A項(xiàng)錯(cuò)誤。生物多樣性的形成是協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果,協(xié)同進(jìn)化是不同物種之間、生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展,B項(xiàng)正確。絕滅的物種一般是不適應(yīng)環(huán)境的,它會(huì)被新物種替代,物種的絕滅有利于生物多樣性的形成,C項(xiàng)錯(cuò)誤。個(gè)別物種的形成或絕滅對(duì)其他物種存在影響,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
4.將A地區(qū)某甲種群的一部分個(gè)體遷移到B地區(qū)形成乙種群,若兩地區(qū)的氣候等環(huán)境條件差異較大,則下列敘述正確的是( )A.A地區(qū)所有生物個(gè)體的全部基因構(gòu)成種群基因庫(kù)B.B地區(qū)的環(huán)境條件會(huì)誘使乙種群發(fā)生定向變異C.乙種群只能與B地區(qū)當(dāng)?shù)厮猩锇l(fā)生協(xié)同進(jìn)化D.B地區(qū)的乙種群一定會(huì)進(jìn)化,但不一定形成新物種答案:D
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