新人教（2019）生物必修2同步学案：第6章 第3、4节 第2课时　物种的形成、协同进化与生物多样性的形成

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新人教（2019）生物必修2同步学案
6.3、6.4　种群基因组成的变化与物种的形成、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．①②③ B．①②④ C．①③④ D．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