第4节 协同进化与生物多样性的形成
课程要求
核心素养
知识导图
说明自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境。
1．形成生物进化的观点和生物进化理论在发展的观念；认同协同进化是普遍存在的。(生命观念)2．探讨物种多样性的形成原因，解释生物的适应是自然选择的结果。(科学思维)
基础知识·双基夯实
一、协同进化
二、生物多样性的形成
三、现代生物进化理论
〔活学巧练〕
判断下列叙述的正误
(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。( × )
〔思考〕
1．“精明的捕食者”策略对人类利用生物资源有什么启示？
提示：地球上的生物资源是有限的，人类不应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．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(DNA分子结构)的多样性。直接原因：蛋白质的多样性。
3．通过学习，你能从多个角度归纳生物进化的趋势吗？
提示：简单→复杂，低等→高等，水生→陆生，异养→自养，厌氧→需氧，原核生物→真核单细胞生物→多细胞生物，无性生殖→有性生殖。
〔学霸记忆〕
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，这就是协同进化。
2．生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。
课内探究·名师点睛
知识点? 协同进化与生物多样性的形成
要点归纳
1．对协同进化概念的理解
(1)生物与生物之间的协同进化仅发生在不同物种之间，同种生物之间不存在协同进化。
(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。
2．生物多样性三个层次之间的联系
(1)遗传多样性：生物存在各种各样的变异，并且变异是不定向的，进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。
3．生物多样性形成的进化历程
时间
生物类型
35亿年前
古细菌、蓝藻、细菌
15亿年前
真核生物
5.4亿～5.0亿年前
海洋中大量的无脊椎动物(寒武纪大爆发)
4亿年前
原始陆生植物(蕨类)、原始两栖类
2亿年前
裸子植物、被子植物、鸟类、哺乳类
归纳如图：
生物进化历程中的三个关键点：
(1)真核生物出现以后有性生殖方式的出现：生物进化速度明显加快。
(2)寒武纪大爆发：形成生态系统的第三极——消费者，对植物的进化产生重要影响。
(3)原始陆生植物和原始两栖类的出现：生物的登陆改变了陆地环境，陆地上复杂的环境为生物的进化提供了广阔的舞台。
归纳总结
(1)生存斗争包括种内竞争、种间斗争以及生物与无机环境之间的斗争3个方面，强调的是“斗争”；
(2)协同进化包括不同物种之间基于种间斗争和种间互助而相互选择，以及生物与无机环境之间相互影响，从而不断的进化和发展。
典例剖析
典例1 下列有关生物多样性和生物进化的叙述错误的是( B )
A．生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性
B．种群内部个体间的差异体现了物种多样性
C．化石研究为生物进化提供了直接的证据
D．可遗传变异提高了种群的遗传多样性
[解析] 生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性，A正确；种群内部所有个体属于同一物种，其个体间的差异体现了遗传多样性，物种多样性指多个物种之间的差异，B错误；化石研究为生物进化提供了直接的证据，C正确；可遗传变异为生物进化提供原材料，提高了种群的遗传多样性，D正确。
┃┃变式训练1__■
(2020·重庆一中月考改编)下列有关协同进化的叙述，错误的是( B )
A．协同进化导致了生物多样性
B．协同进化对被捕食者不利
C．虫媒花与为其传粉的昆虫间表现出惊人的相互适应，是协同进化的结果
D．协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展
[解析] 协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，协同进化导致了生物多样性的形成，A、D正确。协同进化过程中，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，起到促进被捕食者种群发展的作用，对被捕食者有利，B错误。只有拥有适应昆虫传粉的结构的花才能得到更多受精机会，而只有适应花的结构的昆虫才可以采到花蜜得以生存、繁衍，这是协同进化的结果，C正确。
指点迷津·拨云见日
一、自然选择学说与现代生物进化理论的比较
1．主要内容：
自然选择学说
现代生物进化理论
研究水平
个体
分子
进化单位
个体
种群
进化材料
不定向的变异
突变和基因重组
进化方向
自然选择使有利变异定向积累
自然选择使种群基因频率发生定向改变
物种形成
有利变异积累
隔离导致物种形成
缺陷
不能解释遗传和变异的本质与物种大爆发现象
不完善
共同点
现代生物进化理论以自然选择学说为核心。二者都能够解释生物的多样性和适应性
2．自然选择的实质：直接选择的是生物的表型，从根本上来说，选择的是控制某一性状的基因。
典例2 根据现代生物进化理论判断，下列说法正确的是( C )
A．在自然选择过程中，黑色与灰色桦尺蛾表现为协同进化
B．超级细菌感染病例的出现，是因为抗生素的滥用促使细菌发生基因突变
C．持续选择条件下，决定某不良性状的基因频率将逐渐减小
D．隔离与新物种形成是达尔文自然选择学说的主要内容
[解析] 黑色桦尺蛾与灰色桦尺蛾为同一物种，不能表现为协同进化；基因突变是自发的，抗生素可以选择抗药性细菌，但不会促使细菌发生基因突变；持续选择条件下，决定某不良性状的基因频率将逐渐减小；隔离与新物种形成是现代生物进化理论的主要内容之一。
二、物种形成与生物进化
1．物种形成与生物进化的比较：
内容
物种形成
生物进化
标志
生殖隔离出现
种群基因频率改变
进化后与原生物的关系
属于不同物种
可能属于同一个物种，也可能属于不同物种
联系
物种形成一定发生了进化；而生物发生进化不一定形成新物种
2．物种形成的两种典型模式比较：
(1)渐变式——先长期地理隔离，最后产生生殖隔离。
(2)骤变式——主要是通过染色体变异的方式形成新物种，一旦出现可以很快形成生殖隔离。此种方式多见于植物。
3．物种形成的三大环节及其相互关系：
(1)三大环节：
(2)相互关系：
典例3 由地震形成的海洋中有大小相似的甲、乙两个小岛，研究某时间段中其鸟的种类和数量随时间变化的情况如图所示，下列有关叙述中正确的是( A )
①甲、乙岛存在地理隔离，不同种的鸟存在着生殖隔离 ②甲岛上鸟的种类较多，可能是因为甲岛的环境变化较剧烈 ③甲、乙两岛的鸟各形成一个种群基因库，并且两个基因库之间的差异将越来越大 ④最终甲、乙两岛上鸟的种类和数量趋于相同
A．①②
B．②③
C．③④
D．①③
[解析] 依题意，甲、乙两岛上有不同种(物种)的鸟，故彼此之间存在着生殖隔离；甲岛上鸟的种类较乙岛多，可能是因为甲岛的环境变化较剧烈，从而导致物种多样性增加；种群基因库是指同种生物构成的同一种群的全部个体的全部基因，甲岛和乙岛都有不同种类的鸟。
教材问题·解疑答惑
?问题探讨?P119
1．提示：否则这种花不能很好地完成传粉，这一物种也就不可能存在。
2．提示：不是，可能还没找到这种昆虫。
?思考讨论?P122
1．提示：最早出现的是原核生物。它们生存在海洋无氧的环境里。
2．提示：陆生植物先登陆，因为植物可以为动物提供食物和栖息地。
3．提示：寒武纪海洋中出现无脊椎动物—物种大爆发，但是没有脊椎动物。
4．提示：恐龙是在白垩纪末绝灭的。物种绝灭对生物多样性的影响是多方面的，恐龙的绝灭为哺乳类的兴盛腾出了空间，有利于生物多样性的形成。
?旁栏思考?P124
爱因斯坦和玻尔关于量子力学的争论，当时玻尔提出了“互补理论”，认为量子力学遵循互补原理，遭到了爱因斯坦的反对。
?练习与应用?P124
一、概念检测
1．(1)√ 因为物种之间是协同进化的，所以一个物种的形成或绝灭是会影响其他物种的进化的。
(2)× 物种之间的协同进化既有竞争也有互助还有寄生、共生等种间关系。
(3)× 地球上最早出现的是单细胞的异养生物，生产者是后来出现的。
(4)× 生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。
2．C 原始的地球没有氧气，最早的生命是单细胞生物，所以地球上最早出现的是进行无氧呼吸的单细胞生物。
二、拓展应用
1．提示：生态指的是生物与环境的相互关系，进化指的是生物界的历史演变；如果把进化看作由各种生物表演的一部历史剧，那么，上演这部历史剧的舞台就是生物与环境之间复杂的相互关系。物种进化的表演受舞台背景的制约，舞台背景也要与上演的内容相协调。
2．提示：假如那样，生物界纷繁复杂的现象就很难用统一的观点和理论来解释，作为生物学基本观点之一的进化观点将难以建立，生物学就不可能形成现在这样一个科学的框架体系，学习生物学将缺少基本观点和方法的指导和统领。
3．提示：这样修铁路可以尽可能减小对生物多样性的影响。这种方法是可以推广的。第6章 第4节
A组基础题组
一、单选题
1．下列各项中不属于生物协同进化实例的是( D )
A．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
B．猎豹捕食斑马
C．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
D．草原上狼的灭绝造成鹿的数量激增
[解析] 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，是生物与环境之间的协同进化，A正确；猎豹捕食斑马是生物与生物之间通过种间斗争实现的协同进化，B正确；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生物与生物之间通过种间互助实现的协同进化，C正确；草原上狼的灭绝造成鹿的数量激增，只对被捕食者单方面有影响，不属于协同进化，D错误。
2．(2020·河南南阳市期末)以下对生物进化的叙述，正确的是( C )
A．二倍体生物用秋水仙素处理形成四倍体，二者之间不存在生殖隔离
B．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
C．不同物种之间、生物与环境之间共同进化导致生物多样性
D．突变和基因重组都会引起种群基因频率的定向改变
[解析] 二倍体和四倍体的后代是三倍体，高度不育，所以二倍体和四倍体之间存在着生殖隔离，A错误；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，这就是共同进化，B错误；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，通过漫长的共同进化过程，形成了生物多样性，C正确；突变和基因重组都是不定向的，D错误；故选C。
3．下列有关生物的进化和生物多样性的叙述，错误的是( C )
A．自然界中种群的基因频率总是在不断变化的，基因频率的变化是导致基因库变化的原因
B．狼和鹿通过捕食和被捕食进行着相互选择，实现共同进化
C．从分子水平上看，生物的性状具有多样性的直接原因是基因的多样性
D．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
[解析] 种群中基因频率改变一定会导致基因库的改变；共同进化过程可以发生在生物与生物之间，也可以发生在生物与无机环境之间；生物多样性的直接原因是蛋白质分子的多样性，基因多样性是生物多样性的根本原因；生物多样性从不同的层次上可以包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。
4．(2020·广东省中山市中山市高一期末)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( D )
A．蛾的口器会因吸食花蜜而越变越长
B．花矩变长是兰花新种形成的充分条件
C．蛾口器的特征决定兰花花矩变异的方向
D．口器与花矩的相互适应是协同进化的结果
[解析] 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，这就是协同进化。该种兰花的花矩和蛾口器的变异应属于协同进化，不是蛾吸食花蜜的结果。单纯的说蛾的口器特征决定兰花花矩变异的方向或蛾的口器会因吸食花蜜而越变越长均属于片面的结论，故A、C错误，D正确。新物种形成的必要条件是隔离。花矩变长不是兰花新种形成的必要条件，故B错误。
5．(2020·海南省文昌中学高一期末)下列关于生物进化与多样性的叙述中，正确的是( A )
A．有性生殖出现推动了生物进化是因为增强了生物的变异
B．物种之间的协同进化都是通过生存斗争实现的
C．生物多样性的形成也就是新物种的不断形成过程
D．一个物种的形成或灭绝，不会影响到其他物种的进化
[解析] 有性生殖出现实现了基因重组，增强了生物的变异性，A正确。物种之间的协同进化主要是通过物种之间的生存斗争实现的，也可以是在互利的条件下，相互选择，协同进化，B错误。生物多样性包括基因多样性、物种多样性、生态系统多样性，C错误。一个物种的形成或灭绝，会影响到其他物种的进化，D错误。
6．美洲热带的切叶蚁只吃它们用叶子碎片“种”出来的真菌A；真菌B会攻击并毁坏切叶蚁的菌圃；—种生活在切叶蚁身上的放线菌能产生抑制真菌B生长的抗生素；这种放线菌主要靠切叶蚁独特的腺体分泌物生存。根据上述信息，不能得出的推论是( B )
A．切叶蚁单一的食性是自然选择的结果
B．上述生物相互影响，共同构成了生物群落
C．切叶蚁和真菌B的种群数量相互制约
D．切叶蚁和放线菌互惠互利，协同进化
[解析] 生物群落包括该地区所有的生物，题干中只有少数生物，B错误。
二、非选择题
7．图1显示了某种甲虫的两个种群基因库的动态变化过程。种群中每只甲虫都有相应的基因型，A和a这对等位基因没有显隐性关系，共同决定甲虫的体色，甲虫体色的基因型和表型如图2所示，请据图回答下列问题：(最初该种群只有A和a基因)
(1)不同体色的甲虫体现了生物多样性中的__基因__多样性。用于检测该多样性的十分可靠方法是测定不同亚种、不同种群的__基因组序列__。
(2)在种群Ⅰ中出现了基因型为A′A的甲虫，A′基因最可能的来源是__基因突变__。该来源为生物进化__提供原始材料__。A′A个体的出现将会使种群Ⅰ基因库中的__基因频率__发生改变。
(3)图中箭头表示通过迁移，两个种群的基因库之间有机会进行__基因交流__。由此可知，种群Ⅰ和种群Ⅱ之间不存在__生殖隔离__。
(4)根据图1两个种群中不同体色的甲虫分布比例，可以初步推测出处于工业污染较为严重的环境中的是种群Ⅰ，该环境对甲虫的生存起到__选择__作用。
[解析] (1)生物多样性包括基因(遗传)多样性、物种多样性和生态系统多样性，甲虫的不同体色体现了基因多样性，检测方法是测定其基因组序列。(2)新基因产生的来源是基因突变，基因突变为生物进化提供原始材料，新基因的出现，改变了种群基因库中相应的基因频率。(3)由于两地的种群可以进行基因交流，并产生可育后代，说明两种群之间没有形成生殖隔离。(4)环境对生物个体的存在起到选择作用。
B组能力题组
一、单选题
1．(2020·广东省中山市中山市高一期末)狼和鹿是捕食和被捕食的关系，从进化的角度分析下列说法，不正确的是( D )
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
[解析] 狼在客观上起着促进鹿发展的作用，因为二者之间存在协同进化，A正确；捕食者(狼)的存在可以控制被捕食者的数量，从而为其他生物的生存提供资源和空间，有利于增加物种多样性，B正确；鹿奔跑速度的加快可加速狼的进化，因为奔跑速度快的个体在生存斗争过程中适者生存，而奔跑速度慢的个体不适者被淘汰，C正确；狼和鹿的进化速度是相当的，不能说谁快谁慢，D错误。故选D。
2．下列有关生物多样性和进化的叙述中，不正确的是( D )
A．新物种的形成通常要经过突变和基因重组、自然选择及隔离三个基本环节
B．蜂鸟细长的喙与倒挂金钟的筒状花萼是它们长期协同进化形成的相互适应特征
C．自然选择能定向改变种群的基因频率，决定了生物进化的方向
D．细菌在接触青霉素后会产生抗药性的突变个体，青霉素的选择作用使其生存
[解析] 新物种形成的三个基本环节是突变和基因重组、自然选择及隔离，A正确；蜂鸟细长的喙与倒挂金钟的筒状花萼是它们长期协同进化形成的相互适应特征，B正确；自然选择决定生物进化的方向，生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，C正确；细菌中原本存在各种各样的突变个体，在接触青霉素后，有抗药性的突变个体存活了下来，没有抗药性的个体被淘汰，青霉素选择出了抗药突变个体，而不是细菌接触青霉素后产生抗药性的突变个体，D错误。
3．某花农爱好者栽种的一株琼花开出花瓣均为双层的花朵，极为少见。运用生物多样性的原理对这种现象的正确解释是( A )
A．基因多样性
B．物种多样性
C．生态系统多样性
D．个体多样性
[解析] 琼花花瓣均为双层的性状是由遗传物质控制的，体现了基因多样性。
4．下列有关生物多样性和进化的叙述中，不正确的是( C )
A．生物的多样性包括基因、物种和生态系统的多样性
B．自然选择能定向改变种群的基因频率，决定了生物进化的方向
C．细菌在接触抗生素后才会产生抗药性的变异个体
D．丝兰蛾细长的吸管式口器与丝兰的细长花矩是它们长期协同进化形成的
[解析] 生物的多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性，A正确；自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，B正确；细菌在接触抗生素前就产生抗药性的突变个体，只是抗生素对其起了选择作用，C错误；丝兰蛾细长的吸管似口器与丝兰的细长花矩是它们长期协同进化相互适应的结果，D正确。故选C。
二、不定项选择题
5．亲缘关系较远的物种，如果生存环境相似则会产生相似性状的演化，这种现象被称为协同进化。在协同进化过程中( BC )
A．不同物种的基因库趋于相同
B．自然选择对不同物种的影响效果相近
C．同一区域的不同物种之间存在相互选择、相互影响
D．不同物种将演化为形态结构相似的同一物种，从而打破生殖隔离
[解析] 不同物种的基因型不同，不能打破生殖隔离，A、D错。
6．全球范围内生物多样性有降低的趋势，对此所作的分析正确的是( ACD )
A．栖息地总量减少和栖息地多样性降低是重要原因
B．栖息地破碎化造成小种群有利于维持生物多样性
C．这种变化是由于新物种产生量少于现有物种灭绝量
D．过度的人为干扰导致生物多样性降低
[解析] 人类活动导致栖息地总量减少和栖息地多样性降低是生物多样性降低的重要原因，故A正确。栖息地的破碎化主要是人为因素造成的，它使种群之间的基因交流受阻，小种群对疾病抵抗力的降低、对环境变化适应力的减弱和繁殖率的降低，不利于维持生物多样性，故B错误，D正确。生物多样性降低的直接原因是新物种的产生量少于现有物种的灭绝量，故C正确。
三、非选择题
7．(2020·海南省文昌中学高一期末)综合大熊猫化石及现存种类生活习性和生活环境等多方面的研究，传统的观点认为大熊猫的濒危是进化历程的必然。最新群体遗传学的研究表明，现存大熊猫并未走到进化历史的尽头，仍然具有进化潜力。研究发现该物种现存种群仍保持较高的遗传多样性和长期续存的进化潜力，大熊猫在末次冰期消融后还经历了强烈的种群扩张，而现存种群的衰退仅始于几千年前。请依据现代生物进化理论的主要观点和内容及上述资料回答以下问题：
(1)一个大熊猫种群的全部个体所含的全部基因，是这个种群的__基因库__，如果大熊猫种群仍然保持较高的遗传多样性，实际上反映了种群中基因的__多样性__。
(2)现代生物进化理论认为，种群是生物进化的基本单位。影响种群基因频率变化的因素有多种，如自然选择、__基因突变__、__基因重组__和__染色体变异__等。
(3)大熊猫在末次冰期消融后还经历了强烈的种群扩张的事实说明，其实质是大熊猫种群的__基因频率__在进化过程中发生了动态变化。突变和基因重组、__(自然)选择__和__隔离__是物种形成和生物进化的机制。
[解析] (1)一个大熊猫种群的全部个体所含的全部基因，是这个种群的基因库。遗传多样性，实际上反映了种群中基因的多样性。(2)影响种群基因频率变化的因素有自然选择、基因突变、基因重组、染色体变异。(3)大熊猫在末次冰期消融后还经历了强烈种群扩张的事实说明其在进化，实质是种群的基因频率在发生变化。突变和基因重组、自然选择和隔离是物种形成和生物进化的机制。(共45张PPT)
第6章
生物的进化
第4节 协同进化与生物多样性的形成
课内探究·名师点睛
指点名津·拨云见日
教材问题·解疑答惑
巩固训练·课堂达标
夯基提能作业
基础知识·双基夯实
课程要求
核心素养
说明自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境。
1．形成生物进化的观点和生物进化理论在发展的观念；认同协同进化是普遍存在的。(生命观念)
2．探讨物种多样性的形成原因，解释生物的适应是自然选择的结果。(科学思维)
知识导图
基础知识·双基夯实
一、协同进化
二、生物多样性的形成
三、现代生物进化理论
〔活学巧练〕
判断下列叙述的正误
(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。
( )
√
×
×
〔思考〕
1．“精明的捕食者”策略对人类利用生物资源有什么启示？
提示：地球上的生物资源是有限的，人类不应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．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(DNA分子结构)的多样性。直接原因：蛋白质的多样性。
3．通过学习，你能从多个角度归纳生物进化的趋势吗？
提示：简单→复杂，低等→高等，水生→陆生，异养→自养，厌氧→需氧，原核生物→真核单细胞生物→多细胞生物，无性生殖→有性生殖。
〔学霸记忆〕
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，这就是协同进化。
2．生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。
课内探究·名师点睛
1．对协同进化概念的理解
(1)生物与生物之间的协同进化仅发生在不同物种之间，同种生物之间不存在协同进化。
(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。
一
协同进化与生物多样性的形成
要点归纳
2．生物多样性三个层次之间的联系
(1)遗传多样性：生物存在各种各样的变异，并且变异是不定向的，进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。
3．生物多样性形成的进化历程
时间
生物类型
35亿年前
古细菌、蓝藻、细菌
15亿年前
真核生物
5.4亿～5.0亿年前
海洋中大量的无脊椎动物(寒武纪大爆发)
4亿年前
原始陆生植物(蕨类)、原始两栖类
2亿年前
裸子植物、被子植物、鸟类、哺乳类
归纳如图：
生物进化历程中的三个关键点：
(1)真核生物出现以后有性生殖方式的出现：生物进化速度明显加快。
(2)寒武纪大爆发：形成生态系统的第三极——消费者，对植物的进化产生重要影响。
(3)原始陆生植物和原始两栖类的出现：生物的登陆改变了陆地环境，陆地上复杂的环境为生物的进化提供了广阔的舞台。
(1)生存斗争包括种内竞争、种间斗争以及生物与无机环境之间的斗争3个方面，强调的是“斗争”；
(2)协同进化包括不同物种之间基于种间斗争和种间互助而相互选择，以及生物与无机环境之间相互影响，从而不断的进化和发展。
归
纳
整
合
下列有关生物多样性和生物进化的叙述错误的是
( )
A．生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性
B．种群内部个体间的差异体现了物种多样性
C．化石研究为生物进化提供了直接的证据
D．可遗传变异提高了种群的遗传多样性
典例剖析
典例
1
B
[解析] 生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性，A正确；种群内部所有个体属于同一物种，其个体间的差异体现了遗传多样性，物种多样性指多个物种之间的差异，B错误；化石研究为生物进化提供了直接的证据，C正确；可遗传变异为生物进化提供原材料，提高了种群的遗传多样性，D正确。
(2020·重庆一中月考改编)下列有关协同进化的叙述，错误的是
( )
A．协同进化导致了生物多样性
B．协同进化对被捕食者不利
C．虫媒花与为其传粉的昆虫间表现出惊人的相互适应，是协同进化的结果
D．协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展
变式训练1
B
[解析] 协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，协同进化导致了生物多样性的形成，A、D正确。协同进化过程中，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，起到促进被捕食者种群发展的作用，对被捕食者有利，B错误。只有拥有适应昆虫传粉的结构的花才能得到更多受精机会，而只有适应花的结构的昆虫才可以采到花蜜得以生存、繁衍，这是协同进化的结果，C正确。
指点迷津·拨云见日
一、自然选择学说与现代生物进化理论的比较
1．主要内容：
?
自然选择学说
现代生物进化理论
研究水平
个体
分子
进化单位
个体
种群
进化材料
不定向的变异
突变和基因重组
进化方向
自然选择使有利变异定向积累
自然选择使种群基因频率发生定向改变
2．自然选择的实质：直接选择的是生物的表型，从根本上来说，选择的是控制某一性状的基因。
?
自然选择学说
现代生物进化理论
物种形成
有利变异积累
隔离导致物种形成
缺陷
不能解释遗传和变异的本质与物种大爆发现象
不完善
共同点
现代生物进化理论以自然选择学说为核心。二者都能够解释生物的多样性和适应性
根据现代生物进化理论判断，下列说法正确的是
( )
A．在自然选择过程中，黑色与灰色桦尺蛾表现为协同进化
B．超级细菌感染病例的出现，是因为抗生素的滥用促使细菌发生基因突变
C．持续选择条件下，决定某不良性状的基因频率将逐渐减小
D．隔离与新物种形成是达尔文自然选择学说的主要内容
典例
2
C
[解析] 黑色桦尺蛾与灰色桦尺蛾为同一物种，不能表现为协同进化；基因突变是自发的，抗生素可以选择抗药性细菌，但不会促使细菌发生基因突变；持续选择条件下，决定某不良性状的基因频率将逐渐减小；隔离与新物种形成是现代生物进化理论的主要内容之一。
二、物种形成与生物进化
1．物种形成与生物进化的比较：
内容
物种形成
生物进化
标志
生殖隔离出现
种群基因频率改变
进化后与原生物的关系
属于不同物种
可能属于同一个物种，也可能属于不同物种
联系
物种形成一定发生了进化；而生物发生进化不一定形成新物种
2．物种形成的两种典型模式比较：
(1)渐变式——先长期地理隔离，最后产生生殖隔离。
(2)骤变式——主要是通过染色体变异的方式形成新物种，一旦出现可以很快形成生殖隔离。此种方式多见于植物。
3．物种形成的三大环节及其相互关系：
(1)三大环节：
(2)相互关系：
由地震形成的海洋中有大小相似的甲、乙两个小岛，研究某时间段中其鸟的种类和数量随时间变化的情况如图所示，下列有关叙述中正确的是
( )
①甲、乙岛存在地理隔离，不同种的鸟存在着生殖隔离 ②甲岛上鸟的种类较多，可能是因为甲岛的环境变化较剧烈 ③甲、乙两岛的鸟各形成一个种群基因库，并且两个基因库之间的差异将越来越大 ④最终甲、乙两岛上鸟的种类和数量趋于相同
A．①②
B．②③
C．③④
D．①③
典例
3
A
[解析] 依题意，甲、乙两岛上有不同种(物种)的鸟，故彼此之间存在着生殖隔离；甲岛上鸟的种类较乙岛多，可能是因为甲岛的环境变化较剧烈，从而导致物种多样性增加；种群基因库是指同种生物构成的同一种群的全部个体的全部基因，甲岛和乙岛都有不同种类的鸟。
教材问题·解疑答惑
?问题探讨?P119
1．提示：否则这种花不能很好地完成传粉，这一物种也就不可能存在。
2．提示：不是，可能还没找到这种昆虫。
?思考讨论?P122
1．提示：最早出现的是原核生物。它们生存在海洋无氧的环境里。
2．提示：陆生植物先登陆，因为植物可以为动物提供食物和栖息地。
3．提示：寒武纪海洋中出现无脊椎动物—物种大爆发，但是没有脊椎动物。
4．提示：恐龙是在白垩纪末绝灭的。物种绝灭对生物多样性的影响是多方面的，恐龙的绝灭为哺乳类的兴盛腾出了空间，有利于生物多样性的形成。
?旁栏思考?P124
爱因斯坦和玻尔关于量子力学的争论，当时玻尔提出了“互补理论”，认为量子力学遵循互补原理，遭到了爱因斯坦的反对。
?练习与应用?P124
一、概念检测
1．(1)√ 因为物种之间是协同进化的，所以一个物种的形成或绝灭是会影响其他物种的进化的。
(2)× 物种之间的协同进化既有竞争也有互助还有寄生、共生等种间关系。
(3)× 地球上最早出现的是单细胞的异养生物，生产者是后来出现的。
(4)× 生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。
2．C 原始的地球没有氧气，最早的生命是单细胞生物，所以地球上最早出现的是进行无氧呼吸的单细胞生物。
二、拓展应用
1．提示：生态指的是生物与环境的相互关系，进化指的是生物界的历史演变；如果把进化看作由各种生物表演的一部历史剧，那么，上演这部历史剧的舞台就是生物与环境之间复杂的相互关系。物种进化的表演受舞台背景的制约，舞台背景也要与上演的内容相协调。
2．提示：假如那样，生物界纷繁复杂的现象就很难用统一的观点和理论来解释，作为生物学基本观点之一的进化观点将难以建立，生物学就不可能形成现在这样一个科学的框架体系，学习生物学将缺少基本观点和方法的指导和统领。
3．提示：这样修铁路可以尽可能减小对生物多样性的影响。这种方法是可以推广的。第6章 第4节
1．(2020·湖北部分重点中学期中改编)下列属于生物协同进化实例的是( C )
①通过捕食关系，猎豹跑得越来越快，羚羊跑得也越来越快 ②某种兰花和专门为它传粉的蛾 ③随着光合生物的出现地球上有了氧气，这为需氧型生物的出现提供了条件
A．1个
B．2个
C．3个
D．都不是
[解析] 协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，①②③均属于生物协同进化的实例。
2．下列各项说法与现代生物进化理论不符的是( D )
①基因突变和基因重组可使庞大种群中出现大量的可遗传变异 ②可遗传的变异是生物进化的原材料 ③环境改变可使生物产生适应性变异 ④隔离是物种形成的必要条件 ⑤突变和基因重组可决定生物进化的方向 ⑥自然选择使种群的基因频率定向改变，并决定生物进化的方向 ⑦一个种群的基因突变和基因重组一定会影响另一个种群的基因频率
A．①②④
B．②④⑤
C．④⑤⑥
D．③⑤⑦
[解析] 变异是不定向的，是生物进化的原材料，环境对变异进行定向选择，③错误；可遗传的变异只是为生物的进化提供原材料，自然选择决定了生物进化的方向，⑤错误；如果不同种群之间存在地理隔离，就不能进行基因交流，所以，一个种群的基因突变和基因重组对另一个种群的基因频率没有影响，⑦错误。
3．在生物进化过程中，有关生物类型出现顺序的几种描述，可能性最大的是( D )
A．自养、异养厌氧、异养需氧
B．异养需氧、异养厌氧、自养
C．自养厌氧、异养需氧、光合自养
D．异养厌氧、光合自养、异养需氧
[解析] 地球形成初期，原始大气中没有氧气，早期的原核生物构造简单，不能将无机物转化为有机物，一般认为是异养厌氧型。随着光合自养生物的出现，原始大气中才逐渐有了氧气。氧气的出现为好氧生物的产生提供了条件，出现了异养需氧型生物。
4．(不定项选择)(2020·辽宁大连期末)下列有关现代生物进化理论的叙述，正确的是( ABCD )
A．突变和基因重组为生物进化提供原材料
B．自然选择使种群基因频率发生定向改变
C．生殖隔离是新物种形成的标志
D．协同进化导致生物多样性的形成
[解析] 突变和基因重组为生物进化提供原材料，A正确；自然选择使种群基因频率发生定向改变，B正确；生殖隔离是新物种形成的标志，C正确，协同进化导致生物多样性的形成，D正确。
5．现有G、H、Q、W、X五个有亲缘关系的物种，它们的进化历程及亲缘关系如图所示。
(1)由共同祖先进化形成上述五个不同物种的外部因素是__自然选择__和__隔离__。
(2)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__自然选择是定向的(环境对生物的选择是定向的)__。
(3)如果W物种始终处在一个没有地理隔离的环境中，W物种在它所生存的环境中会进化吗？__会__。为什么？__生物在繁衍过程中会产生各种可遗传的变异，W物种所处的环境条件也会发生不断的变化__。
[解析] (1)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。(2)这是一种趋同进化现象，是相同环境定向选择的结果。(3)生物是随着环境的变化在不断进化的。
