2023-2024學年 人教版 必修二協(xié)同進化與生物多樣性的形成 學案

第3節(jié)種群基因組成的變化與物種的形成第2課時隔離在物種形成中的作用第4節(jié)協(xié)同進化與生物多樣性的形成學習目標核心素養(yǎng)1.說明隔離在物種形成中的作用2.舉例說明協(xié)同進化3.概述生物多樣性及其形成過程1.生命觀念：協(xié)同進化讓學生加深了對生命的進化與適應觀的理解，逐漸形成生物和諧生存的發(fā)展觀2.科學思維：通過一系列的資料證據(jù)，總結出協(xié)同進化與生物多樣性形成的關系知識點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為一個物種。2．隔離(1)概念：eq\x(\s\up1(03))不同群體間的個體，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)稱為eq\x(\s\up1(05))隔離。(2)類型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物種？為什么？四倍體西瓜是一個新物種嗎？6月份開花的雛菊和8月份開花的雛菊是同一物種嗎？提示：不是。因為二倍體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物種，因為自然狀態(tài)下不能相互交配產(chǎn)生可育后代。四倍體西瓜是一個新物種，因為與二倍體相比已產(chǎn)生生殖隔離，且自身可育，所以是一個新物種。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)新物種的形成過程(以通過地理隔離形成新物種為例)(2)結論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)過地理隔離嗎？提示：不一定，但一定要經(jīng)過生殖隔離，如低溫造成某植株染色體加倍形成新物種，沒有經(jīng)過地理隔離。知識點2協(xié)同進化與生物多樣性的形成1．協(xié)同進化(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))無機環(huán)境之間在相互影響中不斷進化和發(fā)展。(2)實例①生物與生物之間協(xié)同進化。捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的個體，客觀上起到了eq\x(\s\up1(04))促進種群發(fā)展的作用。②生物與無機環(huán)境之間協(xié)同進化。地球上的原始大氣中是沒有氧氣的，最早出現(xiàn)的生物都是eq\x(\s\up1(05))厭氧(進行無氧呼吸)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“收割理論”：捕食者往往捕食個體數(shù)量多的物種，這樣就會避免出現(xiàn)一種或少數(shù)幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對優(yōu)勢的局面，為其他物種的形成騰出空間。(3)結果：通過漫長的eq\x(\s\up1(06))協(xié)同進化過程，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，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)生物進化歷程中的關鍵事件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——細菌(包括藍細菌)。這一時期的生態(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)，使生物實現(xiàn)了eq\x(\s\up1(12))基因重組，增強了生物變異的eq\x(\s\up1(13))多樣性，生物進化的速度明顯eq\x(\s\up1(14))加快，多細胞植物和動物的種類不斷eq\x(\s\up1(15))增多。③寒武紀大爆發(fā)：海洋中大量的無脊椎動物物種爆發(fā)式地迅速形成。大量的動物構成了生態(tài)系統(tǒng)的第三極——eq\x(\s\up1(16))消費者，使生態(tài)系統(tǒng)具有更加復雜的結構。④生物的登陸改變著陸地的環(huán)境，陸地上復雜的環(huán)境又為生物的進化提供了廣闊的舞臺。最初原始的陸生植物主要是eq\x(\s\up1(17))蕨類植物。⑤在進化過程中，許多物種由于eq\x(\s\up1(18))不適應環(huán)境的變化而絕滅，例如恐龍?？铸埖慕^滅為eq\x(\s\up1(19))哺乳類的興盛騰出了空間，使生物進化翻開了嶄新的一頁。特別提醒生物多樣性三個層次之間的聯(lián)系3．生物進化理論在發(fā)展(1)以自然選擇學說為核心的現(xiàn)代生物進化理論對自然界的生命史作出了科學的解釋：eq\x(\s\up1(20))適應是自然選擇的結果；eq\x(\s\up1(21))種群是生物進化的基本單位；eq\x(\s\up1(22))突變和基因重組提供進化的原材料，eq\x(\s\up1(23))自然選擇導致種群基因頻率的eq\x(\s\up1(24))定向改變，進而通過eq\x(\s\up1(25))隔離形成新的物種；生物進化的過程實際上是eq\x(\s\up1(26))生物與生物、eq\x(\s\up1(27))生物與無機環(huán)境協(xié)同進化的過程；eq\x(\s\up1(28))生物多樣性是協(xié)同進化的結果。(2)中性突變學說：大量的基因突變是eq\x(\s\up1(29))中性的，自然選擇對這些基因突變不起作用，這些基因突變經(jīng)過長期積累，會導致種群間遺傳物質(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。有些學者認為，基因突變并不都是中性的，不能否認自然選擇的作用。(3)間斷平衡學說：根據(jù)許多物種是在eq\x(\s\up1(32))短時間內(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))漸變的過程，而是物種eq\x(\s\up1(34))長期穩(wěn)定與eq\x(\s\up1(35))迅速形成新種交替出現(xiàn)的過程，其原因仍在探索中。(1)生物進化一定會形成新物種。(×)(2)新物種形成了，標志著一定發(fā)生了進化。(√)(3)種群基因頻率定向改變一定會形成新物種。(×)(4)協(xié)同進化的結果是形成了生物多樣性。(√)課堂小結1．(目標1)下列關于物種的說法不正確的是()A．不同種群的生物可能屬于同一個物種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，因而可能導致新物種的形成D．同一物種在自然狀態(tài)下，能通過有性生殖繁殖后代，且后代也有繁殖能力答案B2．(目標2)昆蟲的保護色越來越逼真，它們的天敵的視覺也越來越發(fā)達，結果雙方都沒有取得明顯的優(yōu)勢，這說明()A．自然選擇不起作用B．生物為生存而進化C．雙方在斗爭中不分勝負D．雙方相互選擇，協(xié)同進化答案D3．(目標1、2)下圖為太平洋島嶼鳥類的分布情況，甲島分布著S、L兩種鳥，乙島的鳥類是S鳥的遷移后代，下列相關敘述錯誤的是()A．甲島所有的鳥類稱為一個種群B．可遺傳的變異為乙島鳥類進化提供了可能C．乙島的鳥類與S鳥可能具有生殖隔離D．甲、乙島的自然條件決定了鳥類的進化方向答案A解析種群是生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體的集合，甲島分布著S、L兩種鳥，甲島所有的鳥類不能稱為一個種群，A錯誤。4．(不定項)(目標2、3)下列有關生物的進化和生物多樣性的敘述，正確的是()A．人類的生存和發(fā)展始終受益于生物多樣性，保護生物多樣性就是保護人類自己B．狼和鹿通過捕食和被捕食進行著相互選擇，實現(xiàn)協(xié)同進化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為四個物種及其演化關系。請看圖回答問題：(1)由A物種進化為B、C兩個物種的內(nèi)因是____________，外因是__________________________________________________________，進化的實質(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)假設達到遺傳平衡的某種群中有一對等位基因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________________；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基因型個體數(shù)量的變化趨勢是________________。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，進化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變。(2)當兩個種群不能發(fā)生基因交流時，說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基因型個體數(shù)量的變化趨勢是逐漸下降。題型一新物種形成過程考查[例1]如圖為某哺乳動物種群因河道改變而發(fā)生的變化，下列與之相關的說法正確的是()A．河道的改變使同一種群的生物變成了不同的物種B．河道的改變使兩個種群失去了基因交流的機會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D．地理隔離必然導致生殖隔離，生殖隔離必然源于地理隔離解題分析河道的改變使一個種群被分割成兩部分，從而形成兩個種群，這兩個種群因河流的阻隔，形成地理隔離，失去了基因交流的機會，但是并沒有證據(jù)說明B、C兩種群的生物成為了兩個物種，A錯誤，B正確；種群基因頻率的差異與環(huán)境的選擇作用有關，還與突變和基因重組等有關，C錯誤；長期的地理隔離有可能導致生殖隔離，生殖隔離未必就一定源自地理隔離，例如多倍體的形成過程，D錯誤。答案B[例2]下圖所示為種群與物種的關系圖解，關于它們的敘述不正確的是()A．圖中可以看出，一個物種可以有很多種群，這些種群間只是因為地理隔離阻礙了基因交流B．若物種2是由物種1形成的，則這個過程中一定發(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，則這兩個種群變成了兩個物種解題分析同一物種的不同種群間不存在生殖隔離，只是因為地理隔離阻礙了基因交流，若沒有了地理隔離，同一物種的不同種群仍可完成基因交流，A正確；生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變，物種1形成物種2的過程中一定發(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，說明這兩個種群都發(fā)生了進化，但不一定形成兩個物種，D錯誤。答案D技法提升判斷是否形成新物種類試題的解法(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，則說明出現(xiàn)了新物種。(3)生物進化的實質(zhì)是基因頻率的改變，這種改變可大可小，不一定會導致新物種的形成。題型二協(xié)同進化與生物多樣性的形成[例3]下列有關生物進化和生物多樣性的敘述，正確的是()A．一個物種的形成或滅絕，會影響到若干其他物種的進化B．物種之間的協(xié)同進化都是通過物種之間的競爭實現(xiàn)的C．生物多樣性的形成是指新物種不斷形成的過程D．地球上的生態(tài)系統(tǒng)從古到今都是由生產(chǎn)者、消費者和分解者組成的答案A