第3節(jié)種群基因組成的變化與物種的形成第4節(jié)協(xié)同進化與生物多樣性的形成第2課時隔離在物種形成中的作用、協(xié)同進化與生物多樣性的形成第6章生物的進化1．闡述變異、選擇和隔離可導(dǎo)致新物種的形成。2．概述現(xiàn)代生物進化理論以自然選擇學(xué)說為核心，為地球上的生物進化史提供了科學(xué)的解釋。課標(biāo)內(nèi)容要求1．運用生物進化觀念闡明隔離在物種形成中的作用；初步運用進化和功能觀，闡明協(xié)同進化。2．能夠從構(gòu)建模型的角度闡明物種概念的模型；運用分類與比較觀念分析地理隔離和生殖隔離在物種形成中的作用；運用歸納的方法，概括出生物多樣性形成的原因。3．基于對隔離與物種形成的作用的理解，認(rèn)識環(huán)境保護與物種多樣性的作用。核心素養(yǎng)對接必備知識·自主預(yù)習(xí)儲備01一、隔離在物種形成中的作用1．物種：能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生____后代的一群生物。2．隔離(1)概念：不同群體間的個體，在自然條件下____不能自由交流的現(xiàn)象?？捎?2)常見類型項目類型發(fā)生范圍結(jié)果生殖隔離不同物種之間①不能相互交配②即使交配成功，也不能產(chǎn)生__________地理隔離____生物使得種群間不能發(fā)生________可育的后代同種基因交流微思考馬和驢是同一物種嗎？為什么？提示：不是。它們的后代騾子不可育，因此馬和驢之間存在生殖隔離，是不同的物種。3．隔離在物種形成中的作用(1)新物種的形成過程突變和基因重組基因頻率(2)結(jié)論：隔離是物種形成的________。

食物棲息條件基因頻率基因庫必要條件微思考將樹雀和仙人掌地雀放在同一小島足夠長的時間，能否形成同一物種？試解釋。提示：不能，兩種地雀之間已經(jīng)形成生殖隔離，基因不能得以交流。二、協(xié)同進化1．概念：指________之間、______________之間在相互影響中不斷進化和發(fā)展。2．生物與生物之間的協(xié)同進化不同物種生物與無機環(huán)境3．“收割理論”(1)捕食者往往捕食個體數(shù)量__的物種。(2)避免出現(xiàn)一種或少數(shù)幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占________的局面，為其他物種的形成騰出空間。捕食者的存在有利于增加__________。多絕對優(yōu)勢物種多樣性4．生物與無機環(huán)境之間的協(xié)同進化5．結(jié)果：通過漫長的協(xié)同進化過程，地球上不僅出現(xiàn)了千姿百態(tài)的____，豐富多彩的______，而且形成了多種多樣的________。

好氧厭氧光合物種基因庫生態(tài)系統(tǒng)微思考狼的存在對羚羊有什么意義？提示：狼吃掉的多是年老、病弱或年幼的個體，客觀上起到了促進羚羊種群發(fā)展的作用。三、生物多樣性的形成1．生物多樣性的層次(1)遺傳多樣性(基因多樣性)。(2)物種多樣性。(3)生態(tài)系統(tǒng)多樣性。2．生物多樣性的形成過程細(xì)菌(包括藍細(xì)菌)真核生物出現(xiàn)真核生物出現(xiàn)鳥類、哺乳類3．原因：________。4．進化歷程(1)結(jié)構(gòu)上：單細(xì)胞→多細(xì)胞。(2)呼吸方式：厭氧型→好氧型。(3)生殖方式：____生殖→____生殖。(4)生態(tài)系統(tǒng)：兩極生態(tài)系統(tǒng)→三極生態(tài)系統(tǒng)。(5)生活環(huán)境：水生→陸生。協(xié)同進化無性有性四、生物進化理論在發(fā)展1．現(xiàn)代生物進化理論對自然界的生命史作出了科學(xué)的解釋(1)____是自然選擇的結(jié)果。(2)種群是生物進化的基本單位。(3)______________提供進化的原材料，自然選擇導(dǎo)致種群________的定向改變，進而通過____形成新的物種。(4)生物進化的過程實際上是__________________________________的過程。(5)生物多樣性是________的結(jié)果。適應(yīng)突變和基因重組基因頻率隔離生物與生物、生物與無機環(huán)境協(xié)同進化協(xié)同進化2．生物進化理論在發(fā)展(1)觀點1：大量的基因突變是______，決定生物進化方向的是________的逐漸積累，而不是________。(2)觀點2：基因突變并不都是______，有些基因突變反映在個體的____上，與環(huán)境相適應(yīng)的程度有差異，因此，不能否認(rèn)________的作用。(3)觀點3：物種形成并不都是漸變的過程，而是物種________與____________交替出現(xiàn)的過程。(4)影響廣泛的觀點：以____________為核心的進化理論。中性的中性突變自然選擇中性的性狀自然選擇長期穩(wěn)定迅速形成新種自然選擇學(xué)說判一判(正確的打“√”，錯誤的打“×”)1．種群基因頻率改變一定導(dǎo)致新物種的形成。 (

)提示：基因頻率改變只能說明生物發(fā)生了進化，但不一定突破物種的界限，即不一定形成新物種。2．存在生殖隔離的兩個種群，不一定存在地理隔離。 (

)3．不同物種之間的相互影響形成了生物的多樣性。 (

)提示：生物多樣性的形成不僅包括不同物種之間的相互影響，還包括生物和無機環(huán)境之間的相互影響。×√×4．捕食者的存在有利于增加物種的多樣性。 (

)5．生物通過有性生殖，實現(xiàn)了基因重組，增強了生物變異的多樣性。 (

)6．生物的登陸改變著陸地環(huán)境，陸地上復(fù)雜的環(huán)境又為生物進化提供了更廣闊的舞臺。 (

)√√√關(guān)鍵能力·重難探究達成02核心點一隔離在物種形成中的作用核心點二協(xié)同進化與生物多樣性的形成核心點一隔離在物種形成中的作用加拉帕戈斯群島由許多互不相連、彼此獨立的小島組成。1835年，達爾文發(fā)現(xiàn)該群島上有13種地雀，如圖表示這13種地雀之間的進化關(guān)系。1．南美洲大陸的一種地雀來到加拉帕戈斯群島后，在不同島嶼上形成不同種群，在自然狀態(tài)下，這些不同種群之間能進行基因交流嗎？為什么？提示：不能。因為存在地理隔離。2．不同島嶼上的地雀種群，產(chǎn)生突變的情況一樣嗎？為什么？提示：不一樣。因為突變是隨機的、不定向的。3．不同島嶼上的地雀種群，進化方向相同嗎？為什么？提示：不相同。因為不同島嶼上的環(huán)境不同，自然選擇的方向不同。4．請設(shè)計實驗驗證不同島嶼上的地雀屬于不同的物種。提示：讓不同島嶼上的地雀交配，發(fā)現(xiàn)不能產(chǎn)生后代或產(chǎn)生的后代不可育。1．地理隔離和生殖隔離的比較(1)圖中A屬于地理隔離，一旦發(fā)生某種地質(zhì)變化，兩個分開的小種群重新相遇，可以再融合在一起。(2)圖中B屬于生殖隔離，一旦形成就保持物種間基因的不可交流性，從而保證了物種的相對穩(wěn)定。地理隔離是物種形成的量變階段，生殖隔離是物種形成的質(zhì)變階段。2．物種形成的兩種方式(1)漸變式

此方式經(jīng)過長期的地理隔離達到生殖隔離，形成新物種。(2)爆發(fā)式

此方式通過異源多倍體的染色體變異方式形成新物種，一旦出現(xiàn)，在很短時間內(nèi)即可形成生殖隔離(基因頻率改變)。3．物種形成的三個環(huán)節(jié)(1)內(nèi)容①突變和基因重組提供進化的原材料。②自然選擇決定生物進化的方向。③隔離導(dǎo)致物種形成。(2)關(guān)系圖對點練習(xí)1．將同批親緣關(guān)系較近的孔雀魚隨機等量投放到A、B兩個不相連通的人工水潭，A水潭中孔雀魚的天敵是一種花鳉，專以小的和未成熟的孔雀魚為食，B水潭中孔雀魚的天敵是一種狗魚，喜歡捕食大而成熟的孔雀魚，實驗進行了3年。根據(jù)現(xiàn)代生物進化理論，下列推斷正確的是(

)A．兩個水潭中的孔雀魚因地理隔離而導(dǎo)致生殖隔離從而進化成兩個新物種B．兩個水潭中的孔雀魚因環(huán)境不同而導(dǎo)致變異的不同從而基因組成完全不同C．3年后與B水潭中孔雀魚相比，A水潭中孔雀魚成熟早、成熟體重較輕D．水潭的其他生物、非生物環(huán)境綜合起作用控制著其進化的方向√D

[該實驗只進行了3年，這兩個孔雀魚種群可能還沒有形成生殖隔離，還不是兩個新物種，A錯誤；兩個水潭中的孔雀魚生活環(huán)境不同，變異后保留下來的類型也不同，但因為原本是同批親緣關(guān)系較近的孔雀魚，因此基因組成不完全相同，而不是完全不同，B錯誤；A水潭中孔雀魚的天敵是花鳉，專以小的和未成熟的孔雀魚為食，A水潭中對孔雀魚有利的變異是大而成熟，不容易被花鳉捕食，C錯誤；水潭的其他生物、非生物環(huán)境綜合起作用相當(dāng)于自然選擇，自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進化的方向，D正確。]2．峽谷和高山的阻隔都可能導(dǎo)致新物種形成。兩個種的羚松鼠分別生活在某大峽谷的兩側(cè)，它們的共同祖先生活在大峽谷形成之前；某高山兩側(cè)間存在有限的“通道”，陸地蝸牛和很多不能飛行的昆蟲可能會在“通道”處形成新物種。下列分析不合理的是(

)A．大峽谷分隔形成的兩個羚松鼠種群間難以進行基因交流B．能輕易飛越大峽谷的鳥類物種一般不會在大峽谷兩側(cè)形成兩個物種C．高山兩側(cè)的陸地蝸牛利用“通道”進行充分的基因交流D．某些不能飛行的昆蟲在“通道”處形成的新物種與原物種存在生殖隔離√C

[大峽谷分隔形成的地理隔離，使兩個羚松鼠種群間難以進行基因交流，A合理；能輕易飛越大峽谷的鳥類物種能進行基因交流，一般不會在大峽谷兩側(cè)形成兩個物種，B合理；由題意可知，某高山兩側(cè)間存在的“通道”是有限的，陸地蝸牛不能利用“通道”進行充分的基因交流，C不合理；不同物種之間存在生殖隔離，在“通道”處形成的新物種與原物種存在生殖隔離，D合理。]核心點二協(xié)同進化與生物多樣性的形成材料1動物與動物之間存在著捕食與被捕食的關(guān)系。捕食者一般不會把所有的獵物都吃掉，這在生物進化中被稱為“精明的捕食者”策略。材料2進化樹是根據(jù)各種生物物種特征的相似性和差異，顯示它們之間的進化關(guān)系，歷史上主要是基于各種物種解剖結(jié)構(gòu)的相似性和差異進行編排。新研究表明，通過比較解剖學(xué)而不是分子水平上的基因序列來確定生物進化樹的做法嚴(yán)重誤導(dǎo)了幾個世紀(jì)以來的物種分類工作，這源于普遍存在的趨同進化。趨同進化是指源自不同祖先的生物，由于相似的生活方式，整體或部分形態(tài)結(jié)構(gòu)向著同一方向改變。1．對協(xié)同進化的理解(1)不同物種之間的影響既包括種間互助，也包括種間競爭。任何一個物種都不是單獨進化的。(2)無機環(huán)境的選擇作用可定向改變種群的基因頻率，導(dǎo)致生物朝著一定方向進化；生物的進化反過來又會影響無機環(huán)境。(3)協(xié)同進化是千姿百態(tài)的物種和多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)形成的原因。2．生物多樣性各層次間的關(guān)系遺傳多樣性是形成物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性的基礎(chǔ)，反過來物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性又影響遺傳多樣性。3．生物多樣性的進化歷程(1)生物進化的總趨勢①從結(jié)構(gòu)上看：簡單→復(fù)雜(原核細(xì)胞→真核細(xì)胞，單細(xì)胞→多細(xì)胞等)。②從功能上看：低等→高等。③從生存環(huán)境上看：水生→陸生。(2)代謝的進化

(3)生殖方式的進化無性生殖→有性生殖。(4)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的進化兩極生態(tài)系統(tǒng)(生產(chǎn)者、分解者)→三極生態(tài)系統(tǒng)(生產(chǎn)者、消費者、分解者)。對點練習(xí)3．月亮魚是“全身恒溫”的魚類。研究發(fā)現(xiàn)月亮魚基因組中多個與肌肉發(fā)育、收縮以及逆流熱交換血管系統(tǒng)形成相關(guān)的基因發(fā)生特異性擴張，與氧化磷酸化、糖代謝等過程相關(guān)的多個基因也發(fā)生適應(yīng)性變化。這些適應(yīng)性變化，可能共同驅(qū)動了月亮魚恒溫性狀的發(fā)生與維持。月亮魚是研究恒溫早期起源和不同恒溫物種趨同進化的理想對象(趨同進化是源自不同祖先的生物，由于相似的生活方式，演化出相似形態(tài)特征或構(gòu)造的現(xiàn)象)。下列敘述錯誤的是(

)A．趨同進化過程中月亮魚的基因頻率發(fā)生了定向改變B．“全身恒溫”是月亮魚與無機環(huán)境協(xié)同進化的結(jié)果C．基因的適應(yīng)性變化是相似生活方式引發(fā)的基因突變D．漫長的趨同進化后不同生物的基因庫依然存在差異√C

[生物進化的實質(zhì)是種群的基因頻率發(fā)生了定向改變，因此在趨同進化過程中月亮魚的基因頻率發(fā)生了定向改變，A正確；生物多樣性的形成是生物與無機環(huán)境共同作用的結(jié)果，即“全身恒溫”是月亮魚與無機環(huán)境協(xié)同進化的結(jié)果，B正確；基因的適應(yīng)性變化是由于相似的生活方式，通過自然選擇，篩選出具有相似形態(tài)特征或構(gòu)造的生物，并不是發(fā)生基因突變，C錯誤；趨同進化是指由于相似的生活方式，整體或部分形態(tài)結(jié)構(gòu)向著同一方向改變的現(xiàn)象，這種趨同只表現(xiàn)在形態(tài)結(jié)構(gòu)上，不會造成基因庫的趨同，也不會造成物種合并，即漫長的趨同進化后不同生物的基因庫依然存在差異，D正確。]4．草本植物報春花多數(shù)為二型花柱，少數(shù)為同型花柱。二型花柱的花中，花藥的位置明顯低于柱頭的為長柱型花，柱頭位置明顯低于花藥的為短柱型花。同型花柱的花中，花藥與柱頭高度相近。研究發(fā)現(xiàn)，隨著海拔增加，高山上溫度降低，傳粉昆蟲減少，同型花柱的花比例增大。為研究產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因，科研人員進行了相關(guān)的模擬實驗，處理及實驗結(jié)果如圖所示。下列分析錯誤的是(

)A．套袋處理可以防止外來花粉的干擾，模擬了高山上傳粉昆蟲減少的條件B．同型花柱的花主要進行自花傳粉，二型花柱的花更依賴異花傳粉C．二型花柱的花可以有效避免自花傳粉，有利于增加物種多樣性D．不同海拔報春花的分布與傳粉昆蟲多少的對應(yīng)關(guān)系體現(xiàn)了生物間的協(xié)同進化√C

[由題干信息“高山上溫度降低，傳粉昆蟲減少”可知，套袋處理可以防止外來花粉的干擾，模擬了高山上傳粉昆蟲減少的條件，A正確；分析題圖可知，套袋處理后，同型花柱的花結(jié)實率較高，二型花柱的花結(jié)實率明顯降低，據(jù)此推測同型花柱的花主要進行自花傳粉，二型花柱的花更依賴異花傳粉，異花傳粉有利于增加報春花的遺傳多樣性，B正確、C錯誤；不同海拔報春花的分布與傳粉昆蟲多少的對應(yīng)關(guān)系體現(xiàn)了生物間的協(xié)同進化，D正確。]應(yīng)用創(chuàng)新·問題情境探究03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，它們所處的環(huán)境條件不同，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種群的部分個體越過障礙外遷，與a2同域分布，向d方向進化。通過分析物種進化的一種模型，并運用分類與比較歸納出一個新物種形成的基本環(huán)節(jié)包括突變和基因重組、自然選擇及隔離。進而利用進化與適應(yīng)觀認(rèn)識生物多樣性是協(xié)同進化的結(jié)果等。(1)嘗試表述進化出b和c兩個物種的過程。提示：由于a1和a2發(fā)生的突變和基因重組可能不同，食物和棲息條件互不相同，通過自然選擇保留下來的基因也不相同，久而久之，a1和a2的基因庫就會形成明顯的差異，從而進化出b和c兩個物種。(2)c和d生活在同一區(qū)域，卻是兩個不同的物種，如何確定它們不是同一個物種？提示：若c和d不能相互交配或交配后不能產(chǎn)生可育后代，說明它們不是同一個物種。1．物種是指能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物。2．隔離是指不同群體間的個體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。3．協(xié)同進化：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。4．隔離是物種形成的必要條件。5．捕食者的存在有利于增加物種多樣性。6．協(xié)同進化導(dǎo)致生物多樣性的形成。7．生物多樣性主要包括三個層次的內(nèi)容：遺傳多樣性(基因多樣性)、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。學(xué)習(xí)效果·隨堂評估自測041．下列關(guān)于物種的敘述，不正確的是(

)A．物種是形態(tài)上類似的，彼此能夠相互交配并產(chǎn)生可育后代的，要求類似環(huán)境條件的生物個體的總和B．物種是一個具有共同基因庫的，與其他類群有生殖隔離的類群C．區(qū)分物種有多種依據(jù)，但最主要的是看有無生殖隔離D．不同物種的種群若生活在同一地區(qū)，也會有基因交流12345√D

[物種是形態(tài)上類似、自然條件下彼此能夠相互交配并產(chǎn)生可育后代的，要求類似環(huán)境條件的生物個體的總和，A正確；物種是一個具有共同的基因庫且與其他類群有生殖隔離的類群，B正確；有無生殖隔離是判斷生物是否屬于同一物種的重要依據(jù)，C正確；不同物種之間存在生殖隔離，即使生活在同一地區(qū)也不會有基因交流，D錯誤。]12345A．圖中A表示基因突變和基因重組，為進化提供了原材料B．圖中B表示地理隔離，地理隔離使種群間的基因交流受阻C．圖中C表示生殖隔離，指兩種生物不能交配D．種群基因型頻率的定向改變是新物種形成的標(biāo)志2．下圖表示漸進式新物種形成的基本環(huán)節(jié)，下列對圖示分析正確的是(

)12345√B

[題圖中A表示突變和基因重組，為進化提供了原材料，A錯誤；題圖中B表示地理隔離，自然條件下，由于地理障礙導(dǎo)致種群間不能進行基因交流，B正確；題圖中C表示生殖隔離，指兩種生物不能交配或者即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育后代，C錯誤；新物種形成的標(biāo)志是形成生殖隔離，而不是基因型頻率的改變，D錯誤。]123453．生物多樣性是協(xié)同進化的結(jié)果，下列與進化和生物多樣性有關(guān)的敘述，正確的是(

)A．地球上的生態(tài)系統(tǒng)從古至今都是由生產(chǎn)者、消費者和分解者組成的B．生物多樣性的形成是指新的物種不斷形成的過程C．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D．一個物種的形成或滅絕會影響到若干其他物種的進化12345√D

[最初形成的兩極生態(tài)系統(tǒng)沒有消費者，A錯誤；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，并非簡單的指物種多樣性，B錯誤；物種之間的協(xié)同進化都是通過物種之間以及生物與無機環(huán)境之間的相互作用實現(xiàn)的，C錯誤；一個物種的形成或滅絕會影響到若干其他物種的進化，D正確。]123454．近年來我國生態(tài)文明建設(shè)卓有成效，粵港澳大灣區(qū)的生態(tài)環(huán)境也持續(xù)改善。研究人員對該地區(qū)的水鳥進行研究，記錄到146種水鳥，隸屬9目21科，其中有國家級保護鳥類14種，近海與海岸帶濕地、城市水域都是水鳥的主要棲息地。該調(diào)查結(jié)果直接體現(xiàn)了生物多樣性中的(

)A．基因多樣性和物種多樣性B．種群多樣性和物種多樣性C．物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性D．基因多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性12345√C

[生物多樣性主要包括三個方面：遺傳多樣性(基因多樣性)、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。題干中描述的“146種水鳥”，是物種多樣性的直接體現(xiàn)，題干中描述的“近海與海岸帶濕地”“城市水域”等是生態(tài)系統(tǒng)多樣性的直接體現(xiàn)。因此該調(diào)查結(jié)果直接體現(xiàn)了生物多樣性中的物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性，C正確。]12345123455．某研究小組研究了某地的兩個湖泊。該地區(qū)有時會發(fā)洪水。每個湖泊中生活著兩種相似的魚：紅褐色魚和金黃色魚。已知魚的體色由一對等位基因控制，但不清楚這兩種魚之間的關(guān)系，于是作出兩種假說，如圖所示。請回答下列問題：(1)在假說甲中，湖泊Ⅰ中的紅褐色魚和金黃色魚的祖先是同一種灰色魚。假說甲認(rèn)為，湖泊Ⅰ、Ⅱ會形成上述兩種魚，是因為灰色魚通過__________形成金黃色魚和紅褐色魚，并在__________的作用下，適應(yīng)環(huán)境的金黃色魚和紅褐色魚生存下來，而不適應(yīng)環(huán)境的灰色魚被淘汰。(2)假說乙認(rèn)為，湖泊Ⅰ中原有的紅褐色魚，由于洪水的作用，一部分進入湖泊Ⅱ中，從而產(chǎn)生____________，以致無法進行基因交流。若湖泊Ⅰ中的紅褐色魚與湖泊Ⅱ