共同进化和生物多样性的形成

动物学家对生活在非洲大草原奥兰治河两动物学家对生活在非洲大草原奥兰治河两岸的羚羊进行研究时发现，东岸的羚羊群的奔岸的羚羊进行研究时发现，东岸的羚羊群的奔跑速度比西岸的羚羊每分钟竟快跑速度比西岸的羚羊每分钟竟快1313米。为何差米。为何差距如此之大？距如此之大？经过观察和科学实验，动物学家终于明白，经过观察和科学实验，动物学家终于明白，东岸的羚羊之所以强健，是因为它们附近有一东岸的羚羊之所以强健，是因为它们附近有一个狼群，生存时时处于危险之中。个狼群，生存时时处于危险之中。一、共同进化一、共同进化捕捕食食思考：思考：在捕食者和被捕食者当中在捕食者和被捕食者当中怎样的个体才会生存下来？为什怎样的个体才会生存下来？为什么？么？自然选择中能适应环境的，具自然选择中能适应环境的，具有有利变异的个体才会生存下来。有有利变异的个体才会生存下来。如猎豹和斑马，自然选择有利如猎豹和斑马，自然选择有利于斑马种群中肌肉发达、动作敏捷于斑马种群中肌肉发达、动作敏捷的个体，同样也有利于猎豹种群中的个体，同样也有利于猎豹种群中跑得快的个体。跑得快的个体。两者相互选择。两者相互选择。思考：思考：捕食者的存在是不是对捕食者的存在是不是对 被捕食者有害无益呢？被捕食者有害无益呢？捕食者所捕食的大多是被捕食捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到观上起到促进种群发展促进种群发展的作用。的作用。捕食者一般不能将所有的猎物捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存吃掉，否则自己也无法生存 提示：对资源不能过度提示：对资源不能过度索取，而要合理利用索取，而要合理利用 达尔文曾发现一种兰达尔文曾发现一种兰花长着细长的花矩，其顶花长着细长的花矩，其顶端贮存着花蜜，可为传粉端贮存着花蜜，可为传粉的昆虫提供食物。而这昆的昆虫提供食物。而这昆虫要虫要有吸管式的长口器才有吸管式的长口器才能吸到花蜜。大约能吸到花蜜。大约5050年后年后研究人员发现这样的蛾！研究人员发现这样的蛾！它们互相影响着，这些变它们互相影响着，这些变异不断积累，从而成为今异不断积累，从而成为今天的这种兰花和兰花蛾。天的这种兰花和兰花蛾。在自然界，一种植物专门由一种昆虫传粉的在自然界，一种植物专门由一种昆虫传粉的情形很常见。情形很常见。又如倒挂金钟的花对蜂鸟传粉的适应。又如倒挂金钟的花对蜂鸟传粉的适应。昆虫传粉的专门化对植昆虫传粉的专门化对植物繁衍后代有何意义？物繁衍后代有何意义？想一想想一想共同进化的含义共同进化的含义1：不同物种之间会共同进化：不同物种之间会共同进化不同生物之间在进化上密切相不同生物之间在进化上密切相关，那生物的进化与无机环境关，那生物的进化与无机环境的变化是否也有关系呢？的变化是否也有关系呢？地球形成时原地球形成时原始大气中没有氧气，始大气中没有氧气，但随着光合细菌、但随着光合细菌、蓝藻的出现，使得蓝藻的出现，使得大气中有了氧气，大气中有了氧气，为好氧生物的出现为好氧生物的出现提供了条件。提供了条件。共同进化的含义共同进化的含义2：生物和无机环境之间也：生物和无机环境之间也存在着共同进化。存在着共同进化。共同进化共同进化不同物种之间，生物与无机环境之间在相互不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展影响中不断进化和发展通过漫长的共同进化过程，地球上不仅出现了通过漫长的共同进化过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种，而且形成了多种多样的生态千姿百态的物种，而且形成了多种多样的生态系统，也就是形成了系统，也就是形成了生物的多样性生物的多样性 意意 义义综上所述：综上所述：任何一个物种都不是单独进化的任何一个物种都不是单独进化的“收割理论收割理论”捕食者往往捕食个体数量多的物种，捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或几种生物在这样就会避免出现一种或几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间，有利于增加他物种的形成腾出空间，有利于增加物种的多样性。物种的多样性。二、生物多样性的形成二、生物多样性的形成1 1、生物多样性的内容：、生物多样性的内容：基因多样性基因多样性 物种多样性物种多样性 生态系统多样性生态系统多样性2 2、生物多样性的形成的进化历程、生物多样性的形成的进化历程化石化石埋藏在地层中的埋藏在地层中的古代生物的遗体、遗迹和古代生物的遗体、遗迹和遗物，石化后形成的。遗物，石化后形成的。是研究生物进化最直是研究生物进化最直接的证据接的证据最早的生物化石最早的生物化石35亿年前古细菌化石亿年前古细菌化石思考与讨论：思考与讨论：1 1、最早出现的生物是厌氧的单细胞生物。最早出现的生物是厌氧的单细胞生物。它们生活在海洋之中。它们生活在海洋之中。这一时期的生态系统是只有生产者和这一时期的生态系统是只有生产者和分解者的分解者的两级生态系统两级生态系统。因为在此之后大约因为在此之后大约2020亿年的漫长岁月中，地亿年的漫长岁月中，地球上的生物主要是海洋中的种类不多的蓝藻球上的生物主要是海洋中的种类不多的蓝藻和细菌。和细菌。思考与讨论：思考与讨论：多细胞生物大约在多细胞生物大约在寒武纪时期出现的。寒武纪时期出现的。（寒武纪大爆发：海洋（寒武纪大爆发：海洋 中大量的无脊椎动物物中大量的无脊椎动物物种爆发式地迅速形成种爆发式地迅速形成构成了消费者）构成了消费者）2 2、真核生物出现后，、真核生物出现后，新的繁殖方式有性生殖新的繁殖方式有性生殖出现了，实现了出现了，实现了基因重基因重组组，增加了生物变异的增加了生物变异的多样性多样性，所以加快了生，所以加快了生物进化速度。物进化速度。大约四亿年前，由于造山运动使海洋缩小，大约四亿年前，由于造山运动使海洋缩小，陆地扩大，一些海洋植物开始适应陆地生活，陆地扩大，一些海洋植物开始适应陆地生活，形成原始的陆地植物形成原始的陆地植物主要是蕨类植物主要是蕨类植物随后出现适应陆地随后出现适应陆地生活的生活的原始两栖类原始两栖类裸子、被子植物先后裸子、被子植物先后扮演生产者中的主角扮演生产者中的主角 鸟类和哺乳类成为优鸟类和哺乳类成为优势动物类群势动物类群复杂多样的复杂多样的陆地生态陆地生态系统系统形成形成思考与讨论：思考与讨论：5 5、在中生代、在中生代“统治统治”地球达地球达1 1亿年之久的各亿年之久的各种恐龙，在后期即种恐龙，在后期即白白垩纪末垩纪末全部灭绝。全部灭绝。物种绝灭对生物多样性物种绝灭对生物多样性的影响是复杂的。的影响是复杂的。恐龙恐龙的绝灭有利于哺乳动物的绝灭有利于哺乳动物的繁盛的繁盛地球形成地球形成原始生命：古细菌（厌氧异养）原始生命：古细菌（厌氧异养）（35亿年前）亿年前）原核生物：蓝藻原核生物：蓝藻 细菌（自养）细菌（自养）真核生物：真核生物：出现了有性生物出现了有性生物（15亿年前）亿年前）植物：植物：厥类植物厥类植物裸子植物裸子植物被子植物被子植物动物：动物：两栖类动物两栖类动物爬行动物爬行动物 恐龙时代恐龙时代哺乳动物哺乳动物 人类时代人类时代古生代（古生代（寒武纪寒武纪）中生代中生代新生代新生代二、生物多样性的形成二、生物多样性的形成1 1、生物多样性的内容：、生物多样性的内容：基因基因多样性多样性 物种物种多样性多样性 生态系统生态系统多样性多样性2 2、生物多样性的形成的进化历程、生物多样性的形成的进化历程化石化石了解进化历程的主要依据是了解进化历程的主要依据是 ：生物的进化历程可概括为：生物的进化历程可概括为：从原核生物到真核生物从原核生物到真核生物从无性生殖到有性生殖从无性生殖到有性生殖 由简单到复杂，由低等到高等由简单到复杂，由低等到高等 由水生到陆生，由水生到陆生，由原始异养厌氧到自养厌氧到自养需氧由原始异养厌氧到自养厌氧到自养需氧核心核心：自然选择学说：自然选择学说发展发展三、生物进化理论在发展三、生物进化理论在发展中性突变理论：中性突变理论：决定生物进化的方向是中决定生物进化的方向是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择性突变的逐渐积累，而不是自然选择间断平衡学说：间断平衡学说：物种形成并不都是渐变的物种形成并不都是渐变的结果，而是种群长期稳定与迅速形成新种交结果，而是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程替出现的过程2 2、有性生殖的出现加快了生物进化的步伐，、有性生殖的出现加快了生物进化的步伐，原因是有性生殖（原因是有性生殖（）A A、能产生大量后代、能产生大量后代 B B、产生的后代成活率较高、产生的后代成活率较高 C C、能出现更多的突变类型、能出现更多的突变类型 D D、使基因重组产生更多变异类型、使基因重组产生更多变异类型1 1、对生物多样性描述，不正确一项是（、对生物多样性描述，不正确一项是（）A A、基因多样性、基因多样性 B B、物种多样性、物种多样性 C C、种群多样性、种群多样性 D D、生态系统多样性、生态系统多样性 3 3、下列叙述中不正确的是（、下列叙述中不正确的是（）（多选）（多选）、一个物种的形成或灭绝，会影响到其、一个物种的形成或灭绝，会影响到其他若干物种的进化他若干物种的进化B B、物种之间的共同进化都是通过物种之间、物种之间的共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的的生存斗争实现的C C、生物多样性的形成过程，也就是新物种、生物多样性的形成过程，也就是新物种不断形成的过程不断形成的过程D D、捕食者的存在有利于增加物种的多样性、捕食者的存在有利于增加物种的多样性5 5、多种海鱼一次产卵量可达数万粒至数百万粒以、多种海鱼一次产卵量可达数万粒至数百万粒以上，但鱼苗死亡率很高，发育为成鱼的数量很少。上，但鱼苗死亡率很高，发育为成鱼的数量很少。这些鱼的高产卵量现象是（）这些鱼的高产卵量现象是（）A.A.长期定向变异的结果长期定向变异的结果 B.B.对低成活率的适应对低成活率的适应 C.C.受非生物因素制约的结果受非生物因素制约的结果 D.D.适应相对性的表现适应相对性的表现4 4、在生物的进化历程中，捕食者与被捕食者之、在生物的进化历程中，捕食者与被捕食者之间的关系是（间的关系是（）A A、不利于被捕食者，使被捕食者数量减少、不利于被捕食者，使被捕食者数量减少B B、对二者均不利，双方最终都趋向消亡、对二者均不利，双方最终都趋向消亡C C、二者得失相当，和平共处、二者得失相当，和平共处D D、对两者均有利，共同进化、对两者均有利，共同进化6 6、根据分类学的记载，现在地球上生活着的生物、根据分类学的记载，现在地球上生活着的生物约有约有200200多万种，但是每年都有新种被发现。近年多万种，但是每年都有新种被发现。近年来在深海中海底来在深海中海底30003000米的深海热泉孔周围，都发米的深海热泉孔周围，都发现了以前没有记载的生物。这就说明，生物界的物现了以前没有记载的生物。这就说明，生物界的物种还待人们去继续发现。请根据以上材料分析：种还待人们去继续发现。请根据以上材料分析：（1 1）从分子水平看，生物的性状具有多样性的直）从分子水平看，生物的性状具有多样性的直接原因是接原因是_，根本原因是根本原因是_。（2 2）从遗传水平看，生物新性状的出现主要是由）从遗传水平看，生物新性状的出现主要是由 于于_的结果，而进行有性生殖的生的结果，而进行有性生殖的生 物，后代的不同表现型主要是由于物，后代的不同表现型主要是由于_ 的结果。的结果。蛋白质多样性蛋白质多样性DNADNA的多样性的多样性基因突变基因突变基因重组基因重组1.1.下列哪种生物不是经自然选择而形成的（下列哪种生物不是经自然选择而形成的（）A.A.纯种长毛垂耳狗纯种长毛垂耳狗B.B.因工业污染而发生黑化的某种蛾因工业污染而发生黑化的某种蛾C.C.对抗生素有抗性的某些细菌对抗生素有抗性的某些细菌D.D.头发里经头发里经DDTDDT处理后仍存活下来的变种虱子处理后仍存活下来的变种虱子【解析【解析】选选A A。一种新性状出现的根本原因是基因突变，而。一种新性状出现的根本原因是基因突变，而经过自然选择作用后，适应环境的性状保留下来，不适应经过自然选择作用后，适应环境的性状保留下来，不适应的被淘汰。例如，黑化蛾、具有抗性的细菌、对的被淘汰。例如，黑化蛾、具有抗性的细菌、对DDTDDT具有抗具有抗性的变种虱子，都是经突变后对环境具有适应能力的个体。性的变种虱子，都是经突变后对环境具有适应能力的个体。A3.3.在生物的进化过程中，有的物种只生存了极短的时间在生物的进化过程中，有的物种只生存了极短的时间就灭绝了，这是因为就灭绝了，这是因为()()A.A.该物种没有变异该物种没有变异B.B.该物种是进行无性繁殖的该物种是进行无性繁殖的C.C.缺乏有适应性价值的可遗传变异缺乏有适应性价值的可遗传变异D.D.人为因素造成其灭绝人为因素造成其灭绝【解析【解析】选选C C。自然选择的实质是适者生存，不适者被淘汰。自然选择的实质是适者生存，不适者被淘汰。在生物进化过程中，物种只生存了极短时间就灭绝的原因是在生物进化过程中，物种只生存了极短时间就灭绝的原因是缺乏有适应性价值的可遗传变异。缺乏有适应性价值的可遗传变异。C4.4.下列哪项形成了新物种（下列哪项形成了新物种（）A.A.二倍体的西瓜经秋水仙素处理成为四倍体西瓜二倍体的西瓜经秋水仙素处理成为四倍体西瓜B.B.桦尺蠖体色的基因频率由桦尺蠖体色的基因频率由S S（灰色）（灰色）95%95%变为变为s(s(黑黑色色)95%)95%C.C.马与驴交配产生了骡子马与驴交配产生了骡子D.D.克隆多利羊克隆多利羊【解析【解析】选选A A。A A项中，四倍体西瓜自交能产生可育后代，说项中，四倍体西瓜自交能产生可育后代，说明四倍体西瓜属于一个新物种；明四倍体西瓜属于一个新物种；B B项中，基因频率发生了改变，项中，基因频率发生了改变，说明生物进化了，但未突破种的界限，仍属于同一物种；说明生物进化了，但未突破种的界限，仍属于同一物种；C C项项中骡子不育，不是一个物种；中骡子不育，不是一个物种；D D项中多利羊是无性繁殖产生的，项中多利羊是无性繁殖产生的，其遗传组成基本不变，仍属原来的物种。其遗传组成基本不变，仍属原来的物种。A5.5.下列能提高生物多样性的是下列能提高生物多样性的是()()A.A.把生物进行分类把生物进行分类 B.B.不同环境的自然选择不同环境的自然选择 C.C.来自共同祖先的遗传来自共同祖先的遗传 D.D.用进废退用进废退【解析【解析】选选B B。生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生。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。基因多样性是指地球上生物所携带的遗传信态系统多样性。基因多样性是指地球上生物所携带的遗传信息多种多样；物种多样性是指生物种类的丰富程度；生态系息多种多样；物种多样性是指生物种类的丰富程度；生态系统多样性主要是指地球上生态系统的组成、功能的多样性以统多样性主要是指地球上生态系统的组成、功能的多样性以及各种生态过程的多样性。及各种生态过程的多样性。不同环境的自然选择可提高物种不同环境的自然选择可提高物种多样性，从而提高基因多样性和生态系统多样性。多样性，从而提高基因多样性和生态系统多样性。B6.6.下列关于生物多样性的叙述中，错误的是（下列关于生物多样性的叙述中，错误的是（）A.A.生物多样性主要包括基因多样性、物种多样性和生生物多样性主要包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次态系统多样性三个层次B.B.生物多样性是生物进化的结果生物多样性是生物进化的结果C.C.生物多样性包括各种生命形式的资源生物多样性包括各种生命形式的资源D.D.生物多样性的形成也就是新的物种不断形成的过程生物多样性的形成也就是新的物种不断形成的过程【解析【解析】选选D D。生物多样性中不仅包括了各种生命形式的资。生物多样性中不仅包括了各种生命形式的资源，而且也包括了多种生存环境，所以不能把它简单地概源，而且也包括了多种生存环境，所以不能把它简单地概括成物种多样性的形成。括成物种多样性的形成。D7.7.（20092009惠州高一检测）在调查某小麦种群时发现惠州高一检测）在调查某小麦种群时发现T T（抗锈病）对（抗锈病）对t t（易感锈病）为显性，在自然情况下该小（易感锈病）为显性，在自然情况下该小麦种群可以自由交配，据统计麦种群可以自由交配，据统计TTTT为为20%20%，TtTt为为60%60%，tttt为为20%20%，该小麦种群突然大面积感染锈病，致使全部的易感，该小麦种群突然大面积感染锈病，致使全部的易感锈病小麦在开花之前全部死亡。计算该小麦在感染锈病之锈病小麦在开花之前全部死亡。计算该小麦在感染锈病之前与感染锈病之后基因前与感染锈病之后基因T T的频率分别是多少的频率分别是多少()()A.50%A.50%和和50%B.50%50%B.50%和和62.5%62.5%C.62.5%C.62.5%和和50%D.50%50%D.50%和和100%100%B8.8.（20082008山东高考）下列与生物进化相关的描述，正确的是山东高考）下列与生物进化相关的描述，正确的是()()A.A.进化总是由突变引起的进化总是由突变引起的B.B.进化时基因频率总是变化的进化时基因频率总是变化的C.C.变异个体总是适应环境的变异个体总是适应环境的D.D.进化改变的是个体而不是群体进化改变的是个体而不是群体【解析】选【解析】选B B。突变和基因重组为生物进化提供了原材料，突。突变和基因重组为生物进化提供了原材料，突变是不定向的，自然选择导致基因频率发生定向变化，决定了变是不定向的，自然选择导致基因频率发生定向变化，决定了进化的方向。进化的结果是使种群的适应性进一步增强。进化进化的方向。进化的结果是使种群的适应性进一步增强。进化过程中，种群的基因频率是处于不断变化中的。过程中，种群的基因频率是处于不断变化中的。B9.9.（20082008广东高考）普通栽培稻是由普通野生稻进化而来的，广东高考）普通栽培稻是由普通野生稻进化而来的，以下叙述正确的是（多选）以下叙述正确的是（多选）()()A.A.普通野生稻在进化过程中丧失了部分遗传多样性普通野生稻在进化过程中丧失了部分遗传多样性B.B.普通野生稻的遗传变异决定了普通栽培稻的进化方向普通野生稻的遗传变异决定了普通栽培稻的进化方向C.C.落粒性突变对普通野生稻有利，对普通栽培稻不利落粒性突变对普通野生稻有利，对普通栽培稻不利D.D.普通野生稻含有抗病虫基因，是水稻育种的有用资源普通野生稻含有抗病虫基因，是水稻育种的有用资源【解析】选【解析】选A A、D D。自然选择决定生物进化的方向。落粒性突变。自然选择决定生物进化的方向。落粒性突变有利于种群的扩散，对普通野生稻和普通栽培稻的生存都是有有利于种群的扩散，对普通野生稻和普通栽培稻的生存都是有利的。利的。A D实验实验探究探究10.10.（1818分）自然选择学说的创立，为生物进化提供了可行性的分）自然选择学说的创立，为生物进化提供了可行性的依据，阅读以下材料：依据，阅读以下材料：材料一：材料一：科学家做了下面的实验：把家蝇分成多组，每组再分为科学家做了下面的实验：把家蝇分成多组，每组再分为A A、B B两两部分，用部分，用DDTDDT处理每组的处理每组的A A部分，部分，B B部分不接触部分不接触DDTDDT。处理后选死。处理后选死亡率最低的那一组的亡率最低的那一组的B B部分饲养繁殖，再把后代分成许多组：每部分饲养繁殖，再把后代分成许多组：每组分成组分成A A、B B两部分，重复上述实验。这样一代一代选择下去，两部分，重复上述实验。这样一代一代选择下去，就可以从就可以从B B部分选出强抗药性的家蝇。部分选出强抗药性的家蝇。材料二：材料二：镰刀型细胞贫血症患者在幼年时期会夭折，但在疟疾流行的地镰刀型细胞贫血症患者在幼年时期会夭折，但在疟疾流行的地区，镰刀型细胞贫血症基因的携带者对疟疾的感染率比正常人区，镰刀型细胞贫血症基因的携带者对疟疾的感染率比正常人低得多。现对低得多。现对A A、B B两地区进行调查，其中两地区进行调查，其中B B地区流行疟疾。地区流行疟疾。回答下列问题：回答下列问题：（1 1）材料一的实验说明：）材料一的实验说明：抗药性的出现是抗药性的出现是_ 的结果，的结果，DDTDDT起起_ 作用。作用。_ 是不定向的，是不定向的，_ 是定向的。是定向的。(2)(2)材料一中，若家蝇的长翅（材料一中，若家蝇的长翅（T T）对残翅（）对残翅（t t）为显性，长肢）为显性，长肢（R R）对短肢（）对短肢（r r）为显性，在随机交配后，表现型比例为长翅）为显性，在随机交配后，表现型比例为长翅长肢长肢63%63%，长翅短肢，长翅短肢21%21%，残翅长肢，残翅长肢12%12%，残翅短肢为，残翅短肢为4%4%，则基，则基因型为因型为TT_ _TT_ _和和TTRRTTRR的个体所占的比例分别为的个体所占的比例分别为_、_ 。基因突变基因突变选择选择基因突变基因突变自然选择自然选择36%9%（3 3）材料二中）材料二中A A地区人群中各种基因型比例如下图：地区人群中各种基因型比例如下图：计算计算A A地区中地区中A A的基因频率为的基因频率为_。画出画出B B地区人群中各种基因的大致比例图。地区人群中各种基因的大致比例图。镰刀型细胞贫血症的出现反映了基因对性状控制的途径是镰刀型细胞贫血症的出现反映了基因对性状控制的途径是_。通过上述材料充分说明了生物进化的实质为通过上述材料充分说明了生物进化的实质为_。94%通过控制蛋白质的结构直接控制性状通过控制蛋白质的结构直接控制性状种群基因频率的定向改变种群基因频率的定向改变