1、第2课时物种的形成、共同进化和生物多样性学习导航1.解释物种的概念，并举例说明隔离在物种形成中的作用。2.结合具体实例简述生物的共同进化和多样性形成的原因。重难点击物种形成的过程。【课堂导入】据英国每日邮报网站报道，美国南卡罗来纳州诞生了世界仅有的四只白色狮虎兽。它们的父亲是一只白狮，而它们的母亲是一只白虎。世界上大约有300只白狮和1 200只白虎，而世界上大约有1 000只狮虎兽，但白色的狮虎兽几乎没有。所以这次孕育的白色狮虎兽在世界上极其罕见，也可称为世界仅有的四只白色狮虎兽。狮虎兽是一个新的物种吗？新物种形成的标志是什么？解决学生疑难点一、隔离与物种的形成1.物种的概念能够在自然状态下
2、相互交配并且产生可育后代的一群生物。2.隔离(1)马和驴虽然能生下骡，但骡是不育的。因此不同物种之间一般不能交配，即使能交配也不能产生可育后代，这种现象称为生殖隔离。(2)东北虎和华南虎属于同一种生物，但由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能相遇进行基因交流，这种现象称为地理隔离。(3)综上所述，我们把不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象叫做隔离。3.隔离在物种形成中的作用(1)新物种的形成过程(2)结论：隔离是形成新物种的必要条件。合作探究1.物种和种群有什么区别？二者存在什么关系？答案种群强调的是同一自然区域、同种生物的全部个体，物种则强调能相互交配并产生可育后代
3、的一群生物。同一种群的个体一定属于同一物种，同一物种的个体可能分布于不同的区域形成不同的种群。不同种群的个体可能属于同一物种，不同物种的个体一定属于不同的种群。2.物种形成的三个基本环节是什么？答案突变和基因重组、自然选择以及隔离。3.地理隔离一定会产生生殖隔离吗？举例说明。答案不一定。长期的地理隔离可能会产生生殖隔离，但是也不一定，如华南虎和东北虎，虽然经过长期的地理隔离，但是没有产生生殖隔离。4.若由于某种原因，某二倍体植物加倍成了四倍体植物，那么该四倍体和二倍体之间存在生殖隔离吗？这说明什么？答案二倍体植物加倍成了四倍体，杂交后代是三倍体，三倍体是不育的，所以二者存在生殖隔离。说明有时候
4、不经过地理隔离也能产生生殖隔离。1.如图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群a1和a2，经过漫长的进化，分别形成新物种b和c。在此进程中的某一时刻，a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布，向d方向进化。下列有关叙述正确的是()A.b和d存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离B.c和d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离C.a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，则b和d是同一物种D.a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，则c和d是不同物种答案B解析区分物种的关键是看是否存在生殖隔离，存在地理隔离的不同种群，可能属于不同物种，也可能属于同一物种。b和d存在地理隔离
5、，不一定达到生殖隔离；由于a1和a2的地理隔离，d和c有可能存在生殖隔离。种群基因频率改变是生物进化的实质，而不是形成新物种的标志。a1中外迁群体与当时留居群体的基因频率不一定相同；a1中外迁群体与当地a2种群的基因频率不一定相同，但如果只发生地理隔离，而没有发生生殖隔离，则c和d可能是同一物种。一题多变(1)a物种进化为新物种b和c的内因是什么？答案突变和基因重组(或可遗传变异)。(2)若b物种迁入到c物种生活的区域，足够长的时间后一定会进化为新物种吗？答案不一定，也可能因为不适应环境而被淘汰。二、共同进化与生物多样性的形成1.共同进化(1)实例某种兰花长着细长的花矩，为之传粉的蛾具有细长的
6、、吸管似的口器，二者互利互惠，同生共死。这种关系是长期共同进化的结果。猎豹和斑马是捕食关系，被猎豹吃掉的往往是年老、病弱或者年幼的个体，这对斑马种群的进化是有利(有害、有利)的。如果猎豹把斑马全部吃光，猎豹不能(能、不能)生存。这说明，二者是共同进化的。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。(2)共同进化的概念：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)共同进化的意义：共同进化是千姿百态的物种和多种多样的生态系统形
7、成的原因。2.生物多样性的形成(1)内容：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，加快了进化速度。(2)第三极消费者的出现，使生态系统具有更复杂的结构；对植物的进化产生重要影响。(3)生物的登陆改变着陆地环境。4.生物进化理论在发展(1)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。(2)间断平衡学说：物种形成并不都是渐变的过程，而是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。合作探究1.“精明的捕食者”策略对人
8、类利用生物资源有什么启示？答案地球上的生物资源是有限的，人类不应当掠夺式地开发和利用生物资源，而应合理有度地利用生物资源，做一个“精明的捕食者”。2.在捕食者与被捕食者的共同进化中，从生物个体和种群两个方面分析，是有利的还是有害的？答案从个体考虑，对被淘汰的个体来说是有害的；从种群考虑，无论是对捕食者还是对被捕食者，都有利于种群的发展。3.导致生物多样性的根本原因和直接原因分别是什么？答案根本原因：基因(DNA分子结构)的多样性。直接原因：蛋白质的多样性。4.通过以上学习，你能从多个角度归纳下生物进化的趋势吗？答案简单复杂，低等高等，水生陆生，异养自养，厌氧需氧，原核生物真核单细胞生物多细胞生
9、物，无性生殖有性生殖。2.下列关于生物进化的叙述正确的是()A.在进化地位上越高等的生物，适应能力越强B.生态系统多样性形成的原因可以概括为共同进化C.生物多样性包括基因多样性、物种多样性和变异多样性D.最早登陆的生物是适应陆地生活的原始的两栖类答案B解析不同的生物适应不同的环境，进化地位越高等，说明适应环境的能力越强，但适应是有一定范围的；生物多样性中最高层次为生态系统多样性；最早登陆的生物为植物，主要是蕨类植物。 1.下列关于物种的叙述，正确的是()A.不同种群的生物肯定不属于同一物种B.物种是能相互交配的一群生物个体C.隔离是形成新物种的必要条件D.在新物种形成过程中必须有地理隔离和生殖
10、隔离答案C解析同一物种的个体不但能相互交配，而且必须产生可育的后代，两个条件必须同时满足；不同种群的生物若能交配并能产生可育后代，说明它们属于同一物种；爆发式形成新物种时可以不经过地理隔离。2.隔离在物种形成中的作用是 ()A.导致种群基因频率不断改变B.阻止了种群间的基因交流C.决定了生物进化的方向D.导致不同种群出现不同的突变和基因重组答案B解析隔离阻止了种群间的基因交流，是物种形成的必要条件。3.新物种形成最显著的标志是()A.具有一定的形态结构B.具有一定的生理功能C.产生了生殖隔离D.改变了基因频率答案C解析具有一定的形态结构和生理功能是作为物种存在的一种必要的特征，但标志新物种形成
11、的应是生殖隔离。基因频率的改变情况只能说明生物进化情况。4.关于共同进化的表述，正确的是()A.物种可以单独进化B.捕食者的存在对被捕食者无益C.物种之间的共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的D.一个物种的形成或灭绝，会影响到其他若干物种的进化答案D解析物种生存在开放的环境中，受生存环境的生物因素和非生物因素的影响，不能单独进化；捕食者所吃掉的大多是被捕食者中较弱的个体，有利于种群的生存和发展；物种间共同进化的方式除了通过生存斗争外，还有种间互助等；不同的物种之间存在着不同的种间关系，它们相互影响，相互促进，一旦灭绝，会影响到与之有关的生物的生存和进化。5.现有G、H、Q、W、X五个有亲缘
12、关系的物种，它们的进化历程及亲缘关系如图所示。据图回答下列问题：(1)图中五个物种中，基因库相似程度最高的两个物种最可能是_。(2)由共同祖先进化形成上述五个不同物种的外部因素是_和_。(3)H、W两物种都生活在海洋中，体形都为纺锤形的事实能够说明_。(4)如果将W物种始终处在一个没有地理隔离的环境中，W物种将会在进化过程中分化成两个或两个以上的物种吗？_，为什么？_；W物种在它所生存的环境中将会进化吗？_，为什么？_。答案(1)X、Q(2)自然选择隔离(3)自然选择是定向的(环境对生物的选择是定向的)(4)不会没有地理障碍，群体中的个体可以相互进行基因交流会生物在繁衍过程中会产生各种可遗传的
13、变异，W所处的环境条件也会发生不断的变化解析(1)基因库相似程度越高的生物应是亲缘关系越近的物种。(2)物种的形成需要经过隔离，一个物种在特定的环境中生存时，必然受到环境的自然选择。(3)这是一种趋同进化现象，是相同环境定向选择的结果。(4)没有隔离就不会分化出不同的物种，但生物是随着环境的变化在不断进化的。基础过关1.下列关于物种的叙述，不正确的是()A.同一物种的个体之间在自然条件下能够相互交配和繁殖，并能够产生可育后代B.经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是物种形成比较常见的一种方式C.区分物种有多种依据，但最主要的是看有无生殖隔离D.不同物种的种群在自然条件下基因不能自由交流答案C解析同
14、一物种的个体之间不存在生殖隔离，能产生可育后代；经过地理隔离会使基因库产生差异，长期进化就有可能产生生殖隔离；物种的区分依据就是看是否存在生殖隔离；不同种群间的个体，由于有生殖隔离，所以在自然条件下基因不能自由交流。2.下列关于隔离的叙述，不正确的是()A.阻止了种群间的基因交流B.物种的形成都必定先经过长期的地理隔离C.基因组成上的差异是产生生殖隔离的根本原因D.多倍体植物的产生不需要经过地理隔离答案B解析地理隔离使自然选择的方向不同，但物种的形成最终是阻止种群间的基因交流，即生殖隔离。突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的
15、形成。3.在同一区域中生长着两种杜鹃花，在人工条件下，它们之间都可以杂交成功。但在自然状态下不能杂交，因为一种杜鹃花在6月初产生花粉，另一种在6月下旬产生花粉，这种现象属于()A.优胜劣汰 B.过度繁殖C.生殖隔离 D.性状分离答案C解析在自然状态下，这两种杜鹃花是不能杂交的，所以存在生殖隔离，不属于同一物种。虽然人工条件下可杂交成功，但不符合物种的标准。4.如图为现代生物进化理论的概念图，以下说法正确的是()A.是生物的突变和基因重组B.是自然选择C.是自然选择学说D.是物种多样性答案C解析生物进化的实质是基因频率的改变；突变和基因重组导致了基因频率的改变；现代生物进化理论的核心是自然选择学
16、说；生物的多样性包含三个层次：基因的多样性、物种的多样性和生态系统多样性。因此、代表的含义叙述错误。5.狼和鹿是捕食者和被捕食者的关系，从进化的角度分析，下列说法不正确的是()A.狼在客观上起着促进鹿发展的作用B.狼的存在有利于增加物种多样性C.鹿奔跑速度的加快可加速狼的进化D.鹿的进化速度比狼的进化速度快答案D解析任何一个物种都不是单独进化的，不同物种之间在相互影响中共同进化和发展。狼和鹿互为对方的生物环境，互相进行选择。相互选择的结果使双方都朝着快速奔跑的方向进化，它们的进化速度是相当的，不能说谁快谁慢。6.如图是我国黄河两岸a、b、c、d 4个物种及其演化关系的模型，请据图分析下列说法错
17、误的是()A.由a物种进化为b、c两个物种经历了从地理隔离到生殖隔离的过程B.黄河北岸的b物种迁移到黄河南岸后，不与c物种进化为同一物种，其原因在于二者间已形成生殖隔离C.c物种的种群基因频率发生了变化，则该物种一定在进化D.判断d物种是否是不同于b物种的新品种的方法是观察两个物种的生物能否交配，并产生后代答案D解析a物种分布在黄河两岸进化为b、c两个物种经历了从地理隔离到生殖隔离的过程；b物种迁移到黄河南岸后，与c物种之间存在生殖隔离；生物进化的实质是种群基因频率发生了变化，只要种群的基因频率发生了改变，则生物一定发生了进化；不同物种的生物之间不能交配，或交配后不能产生“可育后代”。7.下列
18、关于生物进化的叙述，正确的是()A.用皮康霜治疗皮肤病，使用一段时间后，药效下降，这是由于引起皮肤病的病原体接触药物后，产生了对皮康霜药物有效成分的抗药性变异B.海南热带野生动植物园的公狮和母虎交配，产下不育的“狮虎兽”，说明狮子和老虎存在生殖隔离C.华南虎和东北虎的形成，是由于地理隔离导致生殖隔离的结果D.19世纪的英国工业革命，使灰色桦尺蠖变成新物种黑色桦尺蠖答案B解析由于突变是不定向的，在使用皮康霜之前，有的病原体就会因突变而对皮康霜有抗性，皮康霜对病原体进行了选择，保留了抗药性的个体；狮和虎是不同物种，它们之间存在生殖隔离；华南虎和东北虎为同一物种，不存在生殖隔离；黑色和灰色桦尺蠖之间
19、只是一个性状的差异，两者仍为同一物种。8.生物多样性是共同进化的结果。下列事实不属于共同进化的是()A.随着工业的发展，大量温室气体排放，导致全球气温升高B.随着光合生物的出现，大气中有了氧气，为好氧生物的出现创造了条件C.生活在草原上的斑马和猎豹都能迅速奔跑，这是它们长期相互选择的结果D.4亿年前形成了原始的陆生植物，随后出现了适应陆地生活的动物答案A解析随着工业的发展，大量温室气体排放，导致全球气温升高，这属于环境污染，不属于共同进化。光合生物与环境中的氧气、好氧生物之间存在相互作用，使生物的种类多样化；斑马与猎豹相互选择，增强了奔跑能力；陆生植物与陆生动物的出现，都体现了生物与生物、生物
20、与环境之间的相互选择，属于共同进化。能力提升9.生物的共同进化，可以从哪些方面表现出来()同种生物之间不同种生物之间生物与无机环境之间亲代与子代之间A. B. C. D.答案C解析生物的共同进化可表现为生物与生物间及生物与无机环境间。10.原始生命出现之后，最可能符合生物进化趋势的是()A.光合作用无氧呼吸有氧呼吸B.无氧呼吸有氧呼吸光合作用C.有氧呼吸光合作用无氧呼吸D.无氧呼吸光合作用有氧呼吸答案D解析原始大气中不存在氧气，所以首先出现的是进行无氧呼吸的厌氧生物。随着光合作用的出现，原始大气中有了氧气，为有氧呼吸生物的出现提供了条件。11.人们在1.5亿年前的沉积物中发现了已灭绝的剑尾动物
21、化石，对每个个体背甲的长/宽比都进行了测量，这一长/宽比用S表示。在下图中，p曲线表示1.5亿年前时该动物S值的分布。在1亿年前的沉积物中，在三个不同地点发现了三个不同剑尾动物的群体，图中a、b、c分别表示3种动物群体中S值的分布情况，请据图回答下列问题：(1)在a、b、c三个群体中，最可能出现新物种的是_，理由是_。(2)在发现该动物的三个地区中，环境最可能保持不变的是_，理由是_。(3)S值的变化实质是反映了_的变化，这种变化是_的结果，这种作用还决定了生物进化的方向。(4)要形成新的物种必须经过_、_、_三个环节。答案(1)c变异类型最多，有可能出现适应环境的变异类型而形成新物种(2)a
22、群体性状与1.5亿年前的群体p最相似(3)基因频率自然选择(4)突变和基因重组自然选择隔离解析图文转换认清a、b、c三曲线与p曲线的区别之处，其中a曲线和p曲线最相似，生物的差别很小，也就是说生物的变异较小，两种化石生物的生存环境最相似。12.加拉帕戈斯群岛由许多互不相连、彼此独立的小岛组成。1835年，达尔文在该群岛发现地雀有13种，下图表示这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
23、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13.美国医学会杂志周刊曾刊登一份政府调查报告说，被称为“超级病菌”的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)在美国国内正呈蔓延趋势，每年预计有超过9万
24、人严重感染这一病菌。请回答下列有关“超级细菌”的问题：(1)从细胞结构来看，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)属于_生物，其可遗传变异的来源是_。(2)抗生素在“超级细菌”进化过程中起到了_作用，使细菌的_发生定向改变。(3)请设计一个实验，证明“抗生素诱导耐甲氧西林金黄色葡萄球菌产生了适应性的变异”的观点是错误的。材料和器具：青霉素、培养皿以及对青霉素敏感的普通耐甲氧西林金黄色葡萄球菌。将实验完善：实验步骤：步骤1：取培养皿A若干个(A1、A2、A3)，加入普通细菌培养基；取培养皿B若干个(B1、B2、B3)，加入_的细菌培养基。步骤2：将适量细菌培养液涂在培养皿A1的培养基表面，放在适宜
25、的条件下培养一段时间，培养基表面会出现一些细菌菌落。步骤3：用灭菌后的丝绒包上棉花制成一枚“印章”，在A1上轻盖一下，再在B1上轻盖一下，这样A1中的细菌就按一定的位置正确地“复制”到B1中，将B1培养一段时间后，B1中一定部位出现了少量菌落。步骤4：根据B1中菌落出现的方位，将A1中对应位置的菌落取出，均匀涂抹在A2表面，培养一段时间后，培养基表面又会出现许多菌落。反复重复步骤3、4。预期结果：在B2、B3中保留下来的菌落越来越多，直到最后，所有复制到B中的菌落全部保留下来，都具有了对青霉素的抗药性。本实验的原理：_，说明细菌抗药性变异的产生与抗生素无关。答案(1)原核基因突变(2)选择基因
26、频率(3)含有青霉素A组细菌从未接触过抗生素，而细菌的抗药性不断增强解析(1)耐甲氧西林金黄色葡萄球菌是细菌，属于原核生物，不含染色体，其变异方式只有基因突变这一种。(2)抗生素属于环境选择因素，具有定向性，其实质是改变种群的基因频率。(3)设置一组含有青霉素的对照组，实验证明先变异，后选择。走进高考14.(2014广东卷，3)某种兰花有细长的花矩(如图)，花矩顶端贮存着花蜜，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矩变异的方向B.花矩变长是兰花新种形成的必要条件C.口器与花矩的相互适应是共同进化的结果D.蛾的口器会因吸食花蜜而
27、越变越长答案C解析A项，兰花花矩的变异是不定向的，蛾的口器对兰花花矩仅起到选择作用。B项，新物种形成的标志是与原来的物种形成生殖隔离，隔离是新物种形成的必要条件。C项，任何一个物种都不是单独进化的，生物与无机环境以及生物与生物之间都存在着进化上的密切联系，蛾的口器与花矩的相互适应正是共同进化的结果。D项，蛾的口器与花矩进行着相互选择，花矩变长对蛾的口器具有选择作用，使蛾种群中口器较长的个体容易生存下来，经过多代选择，蛾的口器会越变越长。因此，蛾的口器不会因吸食花蜜而越变越长。15.(2013江苏卷，12)如图为四个物种的进化关系树(图中百分数表示各物种与人类的DNA相似度)。DNA碱基进化速率按1%/百万年计算，下列相关论述合理的是()A.四个物种都由共同祖先通过基因突变而形成B.生殖隔离是物种朝不同方向发展的决定性因素C.人类与黑猩猩的DNA差异经历了约99万年的累积D.大猩猩和人类的亲缘关系，与大猩猩和非洲猴的亲缘关系的远近相同答案C解析物种的形成是遗传变异、选择和隔离三个环节共同作用的结果，A错误；自然选择决定生物进化的方向，B错误；人与黑猩猩的DNA差异百分比是0.99%，而碱基进化速率为1%/百万年，通过计算可知人与黑猩猩的DNA差异经历99万年左右的积累，C正确；通过DNA的差异百分比可知，人与大猩猩的亲缘关系较大猩猩与非洲猴的亲缘关系近得多，D错误。