2024-2025版高中生物4.2.1-2生物多樣性簡介生物多樣性的形成學(xué)案中圖版必修2

PAGEPAGE12第一節(jié)生物多樣性簡介其次節(jié)生物多樣性的形成目標導(dǎo)航1.結(jié)合實例，簡述生物多樣性的概念以及生物多樣性三個層次之間的關(guān)系。2.結(jié)合實例和探究活動，理解生物多樣性與生物進化的關(guān)系。一、生物多樣性1.生物多樣性的概念生物多樣性反映了地球上的植物、動物、菌類等在內(nèi)的一切生命各不相同的特征及其生存環(huán)境，他們相互間存在著錯綜困難的關(guān)系，包括遺傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。2.遺傳多樣性(1)概念：物種內(nèi)不同種群和個體間的遺傳變異總和，又稱為基因多樣性。(2)層次：3個eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(分子水平：分為DNA的多樣性和蛋白質(zhì)的多樣性,細胞水平：主要指染色體的多樣性,個體水平：指表現(xiàn)型的多樣性))(3)規(guī)律：一個物種的遺傳多樣性越豐富，對環(huán)境的適應(yīng)性越廣，同時反映了物種的進化潛力。3.物種多樣性(1)概念：是物種水平的生物多樣性，是用一個區(qū)域的物種種類的豐富程度和分布特征來衡量的。(2)內(nèi)容：物種多樣性的現(xiàn)狀、物種多樣性的形成、演化及維護機制。(3)探討規(guī)律：一般說，一個物種的種群越大，它的遺傳多樣性就越大，但可使一個地區(qū)的物種多樣性削減。(4)意義：物種多樣性是生物多樣性最直觀、最基本的表現(xiàn)。(5)瀕危緣由：人口的壓力，棲息地的破壞，環(huán)境的污染。4.生態(tài)系統(tǒng)多樣性(1)概念：是指生物圈內(nèi)生境、生物群落和生態(tài)過程的多樣化，以及生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)生境差異和生態(tài)過程的多樣性。(2)生境的含義及意義①生境主要指無機環(huán)境，如地貌、氣候、土壤和水文等。②生境多樣性是生物群落多樣性甚至整個生物多樣性的基本條件。5.生物多樣性三個層次的關(guān)系從某種意義上看，一個物種有其獨特的遺傳多樣性。一般說一個物種的種群越大，它的遺傳多樣性就越豐富。遺傳多樣性導(dǎo)致了物種多樣性，物種多樣性與多種多樣的生境構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)多樣性。二、生物多樣性的形成1.生物多樣性的形成物種是生物存在的基本方式，物種的形成是新基因庫產(chǎn)生和發(fā)展的基礎(chǔ)，生物多樣性的形成集中反映在物種形成上。2.物種形成的方式(1)漸變式物種形成一個物種的種群生存條件發(fā)生變更，它的命運確定于它的遺傳多樣性。遺傳多樣性越豐富，進化的可能性越大。這種進化要經(jīng)過長期的地理隔離和演化而達到生殖隔離，形成新物種。(2)爆發(fā)式物種形成由于個體的染色體結(jié)構(gòu)變異、染色體加倍以及遠源雜交，再經(jīng)自然選擇而成為新的物種。3.生物多樣性的形成緣由(1)生物的生活受到無機環(huán)境和其他生物的影響，并與其他生物保持相互協(xié)調(diào)、相互選擇、協(xié)同進化。(2)一個物種是在另一個物種基礎(chǔ)上形成的，是繼承的發(fā)展，一個物種形成了，又為下一個物種的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。因此，全部生物起源于共同的原始祖先。(3)物種的形成過程就是生物多樣性的增加過程，隨著物種多樣性的增加，生物的分布范圍增大，分布的生境類型增多，形成了生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。(4)遺傳多樣性導(dǎo)致了物種多樣性。生態(tài)系統(tǒng)多樣性為物種多樣性的形成和發(fā)展供應(yīng)了基礎(chǔ)。遺傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性的維持，使得生態(tài)和進化過程也將接著。推斷正誤：(1)物種的形成可以不經(jīng)過隔離。()(2)隔離產(chǎn)生后，自然選擇對不同種群基因頻率的變更所起的作用是有差別的。()(3)生物多樣性包括基因多樣性、種群多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。()(4)一個物種的遺傳多樣性越豐富，對環(huán)境的適應(yīng)性就越強，越有可能保存下來或形成新物種。()(5)植物和動物以及它們擁有的全部基因構(gòu)成了生物多樣性。()(6)生物多樣性的豐富程度與自然選擇無關(guān)。()(7)過度的人為干擾會導(dǎo)致生物多樣性降低。()(8)種群在生態(tài)系統(tǒng)中所占據(jù)的位置變更可以提高物種的多樣性。()答案(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×(6)×(7)√(8)√一、生物多樣性的內(nèi)涵及各層次之間的關(guān)系1.生物多樣性的內(nèi)涵2.三個層次間的聯(lián)系3.成因：生物與環(huán)境共同進化的結(jié)果。生物多樣性就是指生物數(shù)量多、種類多，對嗎？答案生物多樣性不是指生物數(shù)量多，也不僅僅指生物種類多，而是包括遺傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。1.以下不屬于生物遺傳多樣性內(nèi)容的是()A.DNA分子、蛋白質(zhì)分子的多樣性B.物種種類的多樣性C.基因重組、基因突變和染色體變異D.同種生物表現(xiàn)型豐富多彩問題導(dǎo)析(1)遺傳多樣性主要是指DNA分子多樣性，它是由構(gòu)成基因的脫氧核苷酸排列依次的多樣性確定的。(2)基因通過轉(zhuǎn)錄和翻譯確定了蛋白質(zhì)分子的多樣性，進而反映誕生物表現(xiàn)型的多樣性。(3)物種種類的多樣性是物種多樣性的內(nèi)涵。答案B一題多變馬和鼠體細胞具有相同數(shù)目的染色體，但性狀差異很大，緣由是()A.DNA分子中堿基排列依次不同B.生活環(huán)境不同C.DNA分子中堿基配對方式不同D.著絲粒數(shù)目不同答案A二、生物多樣性的形成1.遺傳多樣性的形成基因的多樣性是由構(gòu)成基因的脫氧核糖核苷酸排列依次確定的?；蚨鄻有缘漠a(chǎn)生與變異有關(guān)，其中基因突變能產(chǎn)生新的基因，再通過基因重組，使后代產(chǎn)生眾多的基因型，這就形成了遺傳多樣性。2.物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性是漫長的進化歷程地球上生物生存的環(huán)境是多種多樣的，在不同的環(huán)境中自然選擇的方向是不同的，不同的選擇方向形成不同的生物類型，最終形成不同的物種。不同的物種，其基因庫中的基因組成也是不同的。隨著物種多樣性的增加，生物的分布范圍增大、分布的生境類型增多，形成了生態(tài)系統(tǒng)多樣性。3.生物多樣性關(guān)系圖解及分析(1)遺傳多樣性是物種多樣性的基礎(chǔ)，遺傳多樣性在肯定條件下能夠?qū)е挛锓N多樣性的發(fā)生。(2)環(huán)境(包括非生物環(huán)境和生物環(huán)境)條件變更和隔離都能夠在遺傳多樣性的基礎(chǔ)上促進物種形成。(3)生殖隔離可以由環(huán)境變更積累引起，也可以由地理隔離導(dǎo)致，還可以通過雜交和染色體變異的方式實現(xiàn)。(4)物種多樣性與環(huán)境相互作用形成了生態(tài)系統(tǒng)多樣性；生態(tài)系統(tǒng)多樣性和物種多樣性又豐富了遺傳多樣性。(5)遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性共同維持生物進化；生物進化進一步發(fā)展了生物多樣性。4.物種形成的兩種方式(1)漸變式(2)爆發(fā)式如：以染色體數(shù)目變更的方式形成新物種，一旦出現(xiàn)很快達到生殖隔離(以植物為例)物種形成與生物進化的關(guān)系如何？答案內(nèi)容物種形成生物進化標記生殖隔離出現(xiàn)基因頻率變更變更后生物與原生物關(guān)系屬于不同物種可能屬于一個物種二者聯(lián)系①生物進化的實質(zhì)是基因頻率變更，這種變更可大可小，不肯定會突破物種的界限，即生物進化不肯定導(dǎo)致新物種形成②新物種的形成是生物長期進化的結(jié)果2.如圖是物種形成的一種模式。物種a因為地理障礙分隔為兩個種群a1和a2，經(jīng)過漫長的進化，分別形成新物種b和c。在此進程中的某一時刻，a1種群的部分群體越過障礙外遷與a2同域分布，向d方向進化。下列有關(guān)敘述正確的是()A.b和d存在地理隔離，所以肯定存在生殖隔離B.c和d不存在地理隔離，卻可能存在生殖隔離C.a1中的外遷群體與當時留居群體的基因頻率相同，則b和d是同一物種D.a1中的外遷群體與當時a2種群的基因頻率不同，則c和d是不同物種問題導(dǎo)析(1)明確：區(qū)分物種的關(guān)鍵是看是否存在生殖隔離，存在地理隔離的不同種群，可能屬于不同物種，也可能屬于同一物種。b和d存在地理隔離，不肯定達到生殖隔離；由于a1和a2的地理隔離，d和c有可能存在生殖隔離。(2)理解：種群基因頻率的變更是生物進化的實質(zhì)，而不是形成新物種的標記。a1中外遷群體與當時留居群體的基因頻率不肯定相同；a1中外遷群體與當?shù)豠2種群的基因頻率不肯定相同，但假如只發(fā)生地理隔離，而沒有發(fā)生生殖隔離，則c和d可能是一個物種。答案B一題多變(1)a物種進化為新物種b和c的內(nèi)因是什么？答案突變和基因重組(或遺傳變異)。(2)若b物種遷入到c物種生活的區(qū)域，足夠長的時間后肯定會進化為新物種嗎？答案不肯定，也可能因為不適應(yīng)環(huán)境而被淘汰。1.生物多樣性包括()①遺傳多樣性②物種多樣性③生態(tài)系統(tǒng)多樣性④變異多樣性⑤群落多樣性A.①②③B.①②④C.②③④D.①③⑤答案A解析生物多樣性包括地球上的一切生物，這些生物所擁有的基因及它們所處的多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)。因而生物多樣性應(yīng)包含遺傳多樣性、物種多樣性及生態(tài)系統(tǒng)多樣性。題中④應(yīng)包含在遺傳多樣性中，⑤應(yīng)包含在生態(tài)系統(tǒng)多樣性中。2.下列有關(guān)生物進化的描述錯誤的是()A.基因突變的方向和環(huán)境之間沒有明確的因果關(guān)系B.自然選擇的實質(zhì)是選擇種群的有利基因，不確定新基因的產(chǎn)生C.隔離是新物種形成的必要條件，隔離包括地理隔離和生殖隔離D.共同進化指生物與無機環(huán)境之間的進化，不包括生物多樣性的形成答案D3.科學(xué)家對化石探討表明：有很多物種只存活了短暫的一段時間就滅亡了，對生存短暫的緣由最合理的說明是()A.繁殖實力弱，使其生存機會削減B.體內(nèi)結(jié)構(gòu)簡潔，難以生存下去C.缺少產(chǎn)生變異的條件D.缺少適應(yīng)環(huán)境的可遺傳的有利變異答案D解析由題干所述的這些物種在地球上只存活了短暫的時間，從進化的角度來看，不是因為繁殖實力弱，假設(shè)只因繁殖實力弱而后代適應(yīng)環(huán)境的有利變異多，也不會短暫生存，這類生物只能是由于缺乏適應(yīng)環(huán)境的有利變異，而不能適應(yīng)變更了的環(huán)境而滅亡的。4.下列有關(guān)多倍體植物的形成，下列說法正確的是()A.經(jīng)過長期的地理隔離，進而形成生殖隔離B.沒經(jīng)過隔離，就形成新物種C.多倍體的形成沒經(jīng)過地理隔離，只有生殖隔離D.多倍體物種的形成不屬于生物進化答案C解析多倍體植物的形成屬于爆發(fā)式物種形成，沒有經(jīng)過地理隔離而干脆達到生殖隔離。5.達爾文在南美加拉帕戈斯群島的不同島嶼上發(fā)覺分別生活著15種陸上龜類，它們的形態(tài)各異，食性和棲息場所也各不相同。但是，經(jīng)過探討發(fā)覺它們都保留著南美西海岸大陸龜類痕，是由大陸龜進化而來的。請用現(xiàn)代綜合進化論分析說明大陸龜?shù)倪M化過程及其緣由。(1)在大陸龜?shù)暮蟠芯哂衉_______________變異，為大陸龜進化供應(yīng)了________________。(2)剛起先進化時，不同島嶼之間的龜類因為有________隔離而不能進行________________。(3)不同島嶼上的地理環(huán)境條件不同，使得不同島嶼上的龜?shù)腳_______向不同方向發(fā)生定向變更，當這種變更達到肯定程度就會發(fā)生________，導(dǎo)致眾多新物種形成。答案(1)多種可遺傳的原材料(2)地理基因溝通(3)基因頻率生殖隔離解析由于大陸龜后代中存有很多可遺傳的變異，這些變異為大陸龜進化供應(yīng)了原材料。由于不同島嶼之間的地理隔離，使龜類不能進行基因溝通，又由于不同島嶼上地理環(huán)境條件不同，使得不同島嶼上的龜基因頻率發(fā)生不同方向變更，最終產(chǎn)生生殖隔離?；A(chǔ)鞏固1.下列關(guān)于物種多樣性的敘述，不正確的是()A.可用物種種類豐富程度、分布特征來衡量B.是生物多樣性最直觀的表現(xiàn)C.一個物種種群越大，其遺傳多樣性越大D.一個物種種群增加不會影響其他物種的多樣性答案D解析物種多樣性是用一個區(qū)域的物種種類的豐富程度和分布特征來衡量的。一般說，一個物種的種群越大，它的遺傳多樣性就越大，但是，一些物種種群的增加，可能導(dǎo)致其他物種種群的衰退，從而使一個地區(qū)的物種多樣性削減。2.下列有關(guān)環(huán)境與生物進化關(guān)系的說明，正確的是()A.環(huán)境在進化中的作用表現(xiàn)在對變異的定向選擇和積累B.環(huán)境確定生物的進化C.環(huán)境是生物進化的根本緣由D.環(huán)境的變更對生物的進化沒有影響答案A解析達爾文的自然選擇學(xué)說認為，生物的變異是不定向的，而環(huán)境對變異的選擇是定向的，并且總是選擇與環(huán)境相適應(yīng)的變異個體，從而確定生物進化的方向。3.在同一環(huán)境條件下生存的基本相同的兩個物種，當環(huán)境條件發(fā)生變更時，一個物種絕滅了，另一個物種進化為一個新的物種，導(dǎo)致這種差異出現(xiàn)的最可能緣由是()A.個體的大小 B.遺傳的多樣性C.遷移的實力 D.種群的大小答案B解析遺傳的多樣性可使同一物種形成很多表現(xiàn)型的個體，這樣就為自然選擇供應(yīng)了更多的選擇材料，當環(huán)境條件發(fā)生變更時，有些適應(yīng)環(huán)境的變異類型保留下來漸漸形成一個新物種。遺傳多樣性少的物種往往被淘汰。4.對于一個被地理隔離的小種群來說，當種群數(shù)量進一步削減時，潛在的最危急的結(jié)果是()A.丟失遺傳的多樣性B.有害基因的頻率將增大C.進一步導(dǎo)致生殖隔離D.個體間的種內(nèi)斗爭加劇答案A解析這個小種群個體數(shù)量削減，生活條件更加充裕，所以種內(nèi)斗爭不會加劇。這種變更對生殖隔離和有害基因頻率的變更也不會有干脆的影響。而種群數(shù)量削減，假如遇到突發(fā)狀況，則很簡潔滅亡，從而丟失遺傳的多樣性。5.下列有關(guān)生物多樣性的敘述中，正確的是()A.愛護生物的多樣性就是在基因、物種和群落三個層次上實行愛護措施B.生物多樣性是培育生物新品種不行缺少的基因庫C.昆蟲多數(shù)以植物為食，它們的存在對植物的多樣性是一種威逼D.為了增加當?shù)匚锓N的多樣性，可以大量引進外來物種答案B6.下列不屬于生殖隔離的是()A.鳥類和青蛙B.馬和驢雜交的后代不育C.東北虎和華南虎D.山羊和綿羊雜交后雜種不活答案C解析所謂生殖隔離，是指種群間的個體不能自由交配，或者交配后不能生出可育后代的現(xiàn)象。鳥類和青蛙分屬于不同的物種，不能進行基因溝通(即交配)。馬和驢可以產(chǎn)生雜交后代騾，但騾不育。山羊和綿羊雜交后代在胚胎時就致死，不能得到后代。只有東北虎和華南虎仍屬于同一物種，還未形成生殖隔離。鞏固提升7.某種蘭花有瘦長的花矩(如圖)，花矩頂端貯存著花蜜，這種蘭花的傳粉需借助具有瘦長口器的蛾在吸食花蜜的過程中完成。下列敘述正確的是()A.蛾口器的特征確定蘭花花矩變異的方向B.花矩變長是蘭花新種形成的必要條件C.口器與花矩的相互適應(yīng)是共同進化的結(jié)果D.蛾的口器會因吸食花蜜而越變越長答案C解析A項，蘭花花矩的變異是多方向的，蛾的口器對蘭花花矩僅起到選擇作用。B項，新物種形成的標記是與原來的物種形成生殖隔離，隔離是新物種形成的必要條件。C項，任何一個物種都不是單獨進化的，生物與無機環(huán)境以及生物與生物之間都存在著進化上的親密聯(lián)系，蛾的口器與花矩的相互適應(yīng)正是共同進化的結(jié)果。D項，蛾的口器與花矩進行著相互選擇，花矩變長對蛾的口器具有選擇作用，使蛾種群中口器較長的個體簡潔生存下來，經(jīng)過多代選擇，蛾的口器會越變越長。因此，蛾的口器不會因吸食花蜜而越變越長。8.如圖為現(xiàn)代生物進化理論的概念圖，下列說法正確的是()A.①是生物的突變和重組B.②是自然選擇C.③是達爾文自然選擇學(xué)說D.④是物種多樣性答案C解析生物進化的實質(zhì)是基因頻率的變更，突變、重組和自然選擇導(dǎo)致了基因頻率的變更，現(xiàn)代生物進化理論的核心是達爾文自然選擇學(xué)說，生物的多樣性包含三個層次：基因的多樣性、物種的多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。因此①②④代表的含義敘述錯誤。9.下列有關(guān)物種與生物進化的敘述中，正確的是()A.物種的形成過程就是生物多樣性的增加過程B.物種之間的協(xié)同進化都是通過物種之間的生存斗爭實現(xiàn)的C.一個區(qū)域的物種數(shù)量增加將會導(dǎo)致該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性增加D.二倍體植物用秋水仙素處理形成四倍體，二者之間不存在生殖隔離答案A解析新物種的形成增加了生物的種類，也就是增加了生物的多樣性。生物的協(xié)同進化是不同物種之間、生物與無機環(huán)境之間在相互影響中不斷進化和發(fā)展。物種數(shù)量增加不肯定使生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性增加，比如外來物種入侵。人工誘導(dǎo)產(chǎn)生的四倍體與原二倍體物種雜交產(chǎn)生的三倍體是不育的，兩者之間存在著生殖隔離。10.為限制野兔種群數(shù)量，澳洲引入一種主要由蚊子傳播的兔病毒。引入初期強毒性病毒比例最高，兔被強毒性病毒感染后很快死亡，致兔種群數(shù)量大幅下降，兔被中毒性病毒感染后可存活一段時間。幾年后中毒性病毒比例最高，兔種群數(shù)量維持在低水平。由此無法推斷出()A.病毒感染對兔種群的抗性具有選擇作用B.毒性過強不利于維持病毒與兔的寄生關(guān)系C.中毒性病毒比例上升是因為兔抗病毒實力下降所致D.蚊子在兔和病毒之間的協(xié)同(共同)進化過程中發(fā)揮了作用答案C解析A項，病毒感染對兔種群的抗性進行選擇，抗性較強的個體保留下來，抗性弱的個體被淘汰；B項，若病毒毒性過強，兔被感染后會死亡，種群數(shù)量急劇削減，則病毒也失去了宿主，不利于維持病毒與兔的寄生關(guān)系；C項，兔病毒對兔具有選擇作用，抗病毒實力強的兔數(shù)量增多，低毒性病毒被兔體內(nèi)的免疫物質(zhì)殺死，中毒性病毒比例上升，因此中毒性病毒比例上升是兔抗性增加的結(jié)果；D項，兔病毒主要由蚊子傳播，故蚊子在兔和病毒的共同進化中發(fā)揮了作用。11.依據(jù)以下資料回答下面的問題。近年來在3000m深的深海熱泉孔四周，發(fā)覺了以前沒有記載的生物。這就說明，生物界還有待人們的接著發(fā)覺，有人估計現(xiàn)存生物的實際種類應(yīng)當在450萬種左右。(1)從分子水平看，生物的性狀具有多樣性的干脆緣由是___________________________，根本緣由是__________________________________________________________________。(2)從遺傳水平看，生物新性狀的出現(xiàn)主要是________的結(jié)果，而進行有性生殖的生物，后代的不同表現(xiàn)型主要是________的結(jié)果。(3)從進化角度看，生物物種的多樣性主要是由于____________________________________________________________________________________________________________________。(4)我國的四川、甘肅等地，在海拔2000～4000m的高山中生活著珍稀動物大熊貓，據(jù)統(tǒng)計目前野生大熊貓僅存800只左右。①從生物多樣性的角度看，假如大熊貓滅亡，就意味著該物種所擁有的全部________從地球上恒久消逝，從長遠發(fā)展來看，必定會對生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成影響。②有的學(xué)者提出，通過克隆技術(shù)大量繁殖大熊貓，然后再將它們送回野生環(huán)境中以增加其種群數(shù)目。從遺傳多樣性的角度分析，這樣做的最大弊端是__________________________________________________________________________________________________________。答案(1)蛋白質(zhì)的多樣性遺傳物質(zhì)(DNA)的多樣性(2)基因突變基因重組(3)環(huán)境的多樣性及突變和基因重組、自然選擇及隔離的綜合作用(4)①基因②造成種群基因庫中基因多樣性的破壞解析生物具有多樣性，可以從分子水平、進化、生態(tài)等不同層次和角度進行探討。從分子水平看，蛋白質(zhì)是一切生命活動的體現(xiàn)者，蛋白質(zhì)分子的多樣性干脆影響生物性狀表現(xiàn)的多樣性，而蛋白質(zhì)的合成受基因限制，特定的基因限制特定蛋白質(zhì)的合成，所以遺傳物質(zhì)的多樣性是生物多樣性的根本緣由。從生物變異的角度看，新性狀的出現(xiàn)主要是由于基因突變的結(jié)果，基因突變是生物變異的根原來源；進行有性生殖的生物，后代的不同性狀主要是由于限制不同性狀的基因重新組合，即基因重組形成的；從生物與環(huán)境的關(guān)系看，不同環(huán)境條件下，適應(yīng)于不同的環(huán)境進行自然選擇也是生物多樣性形成的重要緣由。對那些繁殖實力很差的動物，僅靠愛護很難使它們的數(shù)量增多，只能實行克隆、細胞培育等先進技術(shù)手段，使其數(shù)量漸漸增多。12.圖1顯示了某種甲蟲的兩個種群基因庫的動態(tài)變更過程。種群中每只甲蟲都有相應(yīng)的基因型，A和a這對等位基因沒有顯隱性關(guān)系，共同確定甲蟲的體色，甲蟲體色