第4章 第2节 生物的多样性和适应性是进化的结果(Word教参)-【精讲精练】2024-2025学年高中生物必修2（苏教版2019）

第二节　生物的多样性和适应性是进化的结果 [学习目标] 1．通过化石分析生物的进化，总结概述当今生物在器官、胚胎发育、细胞和分子水平上分别具有哪些共同特征。 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；认同生物多样性和适应性是进化的结果。 知识点一　生物进化的证据越来越多 新知梳理　素养奠基 1．生物进化的古生物学证据——化石 化石是指经过自然界的作用，保存在地层中的古生物遗体、遗物和它们的生活遗迹等。 2．生物进化的其他证据 (1)比较解剖学证据——同源器官 ①起源相同，结构和部位相似，而形态和功能不同的器官。 ②同源器官的存在，表明具有同源器官的生物是由共同的原始祖先进化而来的，只是在进化过程中，由于生活环境的不同，同源器官逐渐出现了形态和结构的差异。 ③例如，蝙蝠的翼手、鲸的鳍、猫的前肢、猿的上肢和人的上肢。 (2)比较胚胎学上的证据 ①各类脊椎动物形态结构的差异很大，但是在胚胎发育的早期都会出现鳃裂和尾等特征。 ②支持人和其他脊椎动物有共同祖先的观点。 (3)细胞生物学和分子生物学上的证据 ①每个物种细胞内的染色体数量和每条染色体的形态结构都是恒定的，细胞代谢方面也具有共同特征。 ②不同生物的DNA分子可以杂交。 【判断正误】 1．生物的遗物或生活痕迹也可能形成化石。(√) 2．有共同祖先的生物个体在结构上没有差异。(×) 3．比较解剖学发现，不同种类的哺乳动物的前肢在形态上差别很大，这说明这些哺乳动物不是由共同祖先进化来的。(×) 4．人与鱼的胚胎在早期都出现鳃裂和尾可以说明生物的进化是由水生到陆生的。(√) 5．不同生物之间的DNA序列都有一定的差异性，说明生物不是由共同祖先进化来的。(×) 探究学习　素养形成 1．为什么说化石是研究生物进化的最直接证据？ 提示：利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物的种类及其形态、结构、行为等特征，它记录着地球和生物进化的历史。 2．下图分别为人和其他脊椎动物不同时期胚胎的比较，以及人的上肢和其他动物的前肢骨骼的比较，独立思考： (1)根据图1可以看出，人和其他脊椎动物在胚胎发育初期，不仅外形像鱼，而且在结构上都有鳃裂和尾，这说明了什么？到了胚胎发育晚期，除鱼之外，人和其他脊椎动物的鳃裂都消失了，人的尾也消失了，这又说明了什么？ (2)根据图2观察，人的上肢、猫的前肢和蝙蝠的翼手，在结构组成方面相同吗，这说明了什么？它们在形态方面一样吗，这又说明了什么？ 提示：(1)这说明这些生物都起源于一个共同的原始祖先，并且它们的共同原始祖先生活在水中；由于它们生活环境的不同，为适应不同的生活环境，这些器官在进化过程中，逐渐出现了形态和功能上的不同。 (2)在结构组成方面相同，这说明这些生物是由共同原始祖先进化而来的；在形态方面不一样，又说明这些生物在不同的环境中向着不同方向进化。 【归纳总结】 1．化石是指保存于地层中的古生物遗体、遗物和它们的生活遗迹 (1)遗体化石：指古生物遗体本身几乎全部或部分保存下来的化石。 (2)遗迹化石：是古生物活动或存在过的痕迹的化石，其中最主要的是足迹。 (3)遗物化石：是指古代动物的粪便、卵(蛋)以及人类祖先使用的工具等。 2．对人的上肢、猫的前肢、鲸的鳍和蝙蝠的翼手在结构上相似性的分析 (1)从外形来看，这些器官很不同，但是比较它们的内部结构，却基本上一致，它们属于同源器官，由于它们生活环境的不同，逐渐出现了形态和功能上的差异。 (2)这些器官结构上的相似性可以说明这些生物都是由共同的原始祖先进化而来的。 3．比较人、鱼、龟和鸡胚胎发育的相似性 人、鱼、龟和鸡胚胎发育的相同或相似说明高等脊椎动物是从古代的某些低等脊椎动物进化而来的。也就是说，脊椎动物和人都是由共同的古代原始祖先进化而来的。 4．细胞生物学证据和结论 (1)证据 ①无论是原核生物还是真核生物，它们的细胞都有相似的基本结构。 ②原核细胞中的蓝细菌和真核细胞中的叶肉细胞都有与光合作用有关的色素和酶等，它们都能进行光合作用，把光能转化为化学能，将无机物转化为贮藏能量的有机物。 (2)结论：现存生物都是由共同的祖先进化来的，它们有着或远或近的亲缘关系，亲缘关系越近的生物之间，就具有越多的共同特征。 5．分子生物学证据和结论 (1)证据 ①DNA分子水平：大多数生物的遗传物质都是DNA，它们的DNA在组成、结构和功能上有许多共同之处。 ②基因水平：多种生物的血红蛋白基因中部分碱基序列有一定的相似性。 ③蛋白质分子水平：不同生物细胞色素c的氨基酸序列存在很高的相似度。 (2)结论 ①不同生物之间的特征DNA序列都有一定的相似性，亲缘关系越近的生物，其DNA序列的相似性越高。 ②不同生物之间特定的蛋白质中的氨基酸序列相似度与生物之间的亲缘关系密切相关。 题组通关　素养案例 1．化石之所以能证明生物的进化，根本原因是(　　) A．化石是保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹 B．地壳岩石的形成有一定的顺序 C．各类生物的化石在地层里出现有一定的顺序 D．化石是古生物学研究的对象 解析　化石在地层中出现的顺序是人们研究生物进化的一个重要的方面，不同生物化石的出现和地层的形成有着平行的关系，也就是说，在越古老的地层中，挖掘出的化石所代表的生物，结构越简单，分类地位越低等；在距今越近的地层中，挖掘出的化石所代表的生物，结构越复杂，分类地位越高等。这种现象说明了生物是由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生逐渐进化而来的，另外，科学家还发现在最古老的地层中是没有化石的，说明地球上最初是没有生命的。 答案　C 2．人体内残留了哺乳动物体内相当发达的阑尾，这可作为生物进化中哪一方面的证据？(　　) A．化石证据 B．比较解剖学证据 C．胚胎学证据 D．生物遗传方面的证据 解析　生物进化的证据主要有化石证据、比较解剖学证据、胚胎学证据等。化石是指保存在地层中的古生物遗体、遗物和它们的生活遗迹；比较解剖学是对各类脊椎动物的器官和系统进行解剖和比较研究的科学；胚胎学是研究动植物的胚胎形成和发育过程的科学。人体内残存了哺乳动物体内相当发达的阑尾，是属于比较解剖学上的证据。 答案　B 知识点二　生物进化导致生物的多样性和适应性 新知梳理　素养奠基 1．生物进化的方式 (1)分歧进化 ①概念：由一个原始物种经过漫长的地质年代，因适应不同的环境而向不同的方向进化，逐渐形成新物种的方式。 ②举例：化石记录说明，早期爬行类经过分歧进化逐步形成现代爬行类、现代鸟类、现代哺乳类。 (2)趋同进化 ①概念：由于相似或相同的生活环境，一些不同种类的生物在自然选择下出现形态结构向着同一方向进化的方式。 ②举例：鸟和蝙蝠因适应飞翔生活而趋同进化，形成具有相同功能的翼和翼手。 (3)协同进化 ①任何一个物种都不是单独进化的。 ②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，这被称为协同进化或共同进化。 ③协同进化现象在自然界普遍存在。 2．生物的进化导致了生物物种的多样性 (1)在漫长的进化历程中，生物体在形态结构、生理功能等方面发生着全面的进化。 (2)多种多样的生物是由共同的祖先经过长期进化形成的，即生物的进化导致了生物物种的多样性。 3．五界系统 (1)内容：原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界。 (2)意义 ①显示了生命发展史的三大阶段：原核单细胞阶段、真核单细胞阶段和真核多细胞阶段。 ②揭示了进化的三大方向：进行光合作用的植物，为自然界的生产者；分解和吸收有机物的真菌，为自然界的分解者；摄食有机物的动物，为自然界的消费者。 4．生物多样性 (1)生物多样性层次 (2)生物多样性与生物进化的关系：生物多样性是生物进化的结果。 【判断正误】 1．在生物进化史上，被子植物比裸子植物出现的早。(×) 2．中生代在动物进化史上的两个重大事件是原始哺乳类和鸟类的出现。(√) 3．协同进化只是指生物与生物之间在相互影响中不断进化。(×) 4．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。(×) 探究学习　素养形成 1．在亚马逊热带雨林，蜂鸟取食一种凤梨科植物的花蜜，这种植物花筒的形状刚好能容纳细长的蜂鸟喙，细长的喙刚好适合花筒(如图所示)。这是一种什么现象？ 提示：是动物与植物彼此协同进化的结果。 2．地球上原始大气中没有氧气，因此最早出现的生物都是厌氧的；光合生物的出现，使得原始大气中有了氧气，这就为好氧生物的出现创造了条件。这说明了什么？ 提示：生物的进化不是孤立的，而是和环境及其他生物相互影响，协同进化，从而形成了生物的多样性。 3．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：遗传(DNA分子结构)多样性。直接原因：蛋白质的多样性。 4．根据你的理解，分析生物多样性之间的关系。 提示：遗传多样性是形成物种多样性和生态系统多样性的基础，物种多样性和生态系统多样性又影响遗传多样性。 【归纳总结】 1．生物多样性及其之间的联系 (1)遗传(基因)多样性：由于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。 (4)生物多样性形成的原因 ①从分子水平看 DNA的多样性蛋白质多样性―→生物性状多样性 　(根本原因)　　　(直接原因)　　　(生物多样性) ②从进化的角度看 生物的变异是不定向的，而自然选择是定向的，有利的变异逐代积累，从而形成了适应环境的新类型，而环境是多变的，不同的变异类型适应不同的环境，逐渐形成了适应各种环境的多种多样的生物。 2．协同进化的实例 协同进 化类型 包含类型 实例 不同物 种之间 种间互助 蜂鸟与某种风梨科植物 种间 斗争 捕食 猎豹和斑马 寄生 黏液瘤病毒和兔子 竞争 作物与杂草 生物与 无机环 境之间 生物影响环境， 环境影响生物 地球早期无氧环境→厌氧生物→光合生物出现→空气中有氧气→好氧生物 题组通关　素养案例 生物多样性是协同进化的结果。下列事实不属于协同进化的是(　　) A．工业的发展导致大量温室气体排放，全球气温升高 B．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 C．生活在草原上的羚羊和猎豹都能迅速奔跑，是长期相互选择的结果 D．4亿年前形成了原始的陆生植物，随后出现了适应陆地生活的动物 解析　工业的发展导致大量温室气体排放，全球气温升高，这属于环境污染，不属于协同进化。其他三个选项体现了生物与生物、生物与无机环境之间的相互选择，所以属于协同进化。 答案　A [生活情境] 科研人员向养殖乳牛的牛棚和牛身上喷洒了杀虫剂A，苍蝇几乎死光。过了一段时间，苍蝇又多起来了，又喷洒了杀虫剂A，大多数苍蝇死了，没过多久，苍蝇又多起来，又喷洒杀虫剂A，如此反复进行了5次，会发现杀虫剂A的效果一次比一次差。 探究： (1)科研人员猜测，时间久了，杀虫剂失效了。请你简要解释如何验证科研人员的这个猜测。 (2)科研人员用苍蝇抗药性增强来解释杀虫剂A的效果一次比一次差。请你从变异和进化的角度解释杀虫剂的效果一次比一次差的原因。 提示：(1)将新配制的杀虫剂和原来配制的杀虫剂同时用于两组相同的且没有接触过该杀虫剂的苍蝇，观察它们的效果。 (2)具有抗药性的苍蝇能够生存下来，并遗传给下一代，导致杀虫剂A的效果一次比一次差。 [课堂小结] 1．重要概念：生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程；通过协同进化形成了生物多样性。 2．生命观念：自然界的各种生物和生态系统都是协同进化的结果。 3．社会责任：自然界的各种生物和生态系统是作为一个整体不断发展的，因此人类应当尊重自然、顺应自然、保护自然，与大自然和谐相处。 学科网（北京）股份有限公司 $$