4.2生物的多样性和适应性是进化的结果导学案-2024-2025学年高一下学期生物苏教版必修2

4.2 生物的多样性和适应性是进化的结果 学习目标 1.能够列举生物进化的各类证据，如化石证据、比较解剖学证据、胚胎学证据等，准确说明这些证据在生物进化研究中的作用。 2.深入理解生物进化与生物多样性、适应性之间的内在联系，熟练阐述生物多样性和适应性形成的进化机制。 3.通过对生物进化证据和进化结果的学习，培养逻辑推理和综合分析能力，树立生物进化的观点，认识生物界的发展变化规律。 教学重难点 重点： 生物进化的主要证据及其对进化理论的支持。 生物多样性和适应性是生物进化结果的具体体现。 难点：理解不同类型生物进化证据之间的关联性；深入剖析生物多样性和适应性形成的复杂进化过程 。 预习新知 知识点一：生物进化的证据越来越多 1.化石证据 化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的______、遗物或生活痕迹等。化石是研究生物进化最直接、最重要的证据，因为化石在地层中的出现是有一定顺序的，越古老的地层中，挖掘出的化石所代表的生物，结构越______，分类地位越______；距今越近的地层中，挖掘出的化石所代表的生物，结构越______，分类地位越高等。 例如，______化石的发现，揭示了爬行类可能是由古代两栖类进化而来的；______化石为鸟类起源于古代爬行类提供了重要证据 。 2.比较解剖学证据：比较不同生物的______器官，发现这些器官在形态和功能上存在差异，但它们的______却相同，而且在胚胎发育过程中有相似的______。这说明这些生物是由共同的原始祖先进化而来的，例如，人的上肢、猫的前肢、鲸的鳍和蝙蝠的翼手，它们的外形和功能各不相同，但内部结构模式相似。 3.胚胎学证据：胚胎学是指研究动植物胚胎的______、形成和发育过程的学科。研究发现，人和鱼的胚胎在发育早期都出现鳃裂和尾，这说明人和其他脊椎动物之间存在着______关系，它们都是由共同的原始祖先进化而来的，而且它们的共同原始祖先生活在______中。 4.细胞和分子水平的证据：从细胞水平看，无论原核生物还是真核生物，它们的细胞都有相似的基本结构；从分子水平看，地球上几乎所有生物都共用一套______，遗传信息的传递都遵循______，不同生物的 DNA 和蛋白质等生物大分子的______，揭示了当今生物种类之间具有一定的亲缘关系以及各种生物在进化史上出现的顺序。 知识点二：生物进化导致生物的多样性和适应性 1.生物多样性 生物多样性主要包括______多样性、物种多样性和______多样性。遗传多样性是指地球上生物所携带的各种______；物种多样性是指地球上动物、植物、微生物等生物种类的丰富程度；生态系统多样性是指地球上的生态系统，如森林、草原、荒漠、海洋、湿地等的多样化。 生物多样性的形成是生物进化的结果，在进化过程中，由于不同的环境对生物进行选择，使得生物的______不断发生改变，种群基因库也逐渐产生差异，最终导致新物种的形成，从而增加了物种多样性；同时，不同物种之间、生物与无机环境之间相互影响、共同进化，进一步形成了生态系统的多样性和遗传的多样性。 2.生物适应性 生物的适应性是指生物在形态、结构和生理功能等方面与环境相适应的现象。生物对环境的适应具有______性和相对性。普遍性表现在现存的生物，都具有与其生活环境相适应的形态结构和生活方式，例如，仙人掌的叶退化成刺，减少水分散失，适应干旱的沙漠环境；竹节虫的形态像竹节，利于躲避敌害。 相对性是指生物对环境的适应只是在一定程度上的适应，并不是绝对的、完全的适应，因为环境条件是不断变化的，当环境发生剧烈变化时，生物可能就不能适应新环境，例如，大熊猫以竹子为主要食物，当竹子大面积开花死亡时，大熊猫的生存就会受到威胁。 生物适应性的形成是长期______的结果，在自然选择的作用下，具有适应环境变异的个体被保留下来，不适应环境的个体被淘汰，经过逐代积累，生物就逐渐形成了与环境相适应的特征。 知识点一答案 1.遗体；简单；低等；复杂；鱼石螈；始祖鸟 2.：同源；起源；发育过程 3.形成；亲缘；水中 4.遗传密码；中心法则；相似程度 知识点二答案 1.遗传；生态系统；遗传信息；基因频率 2.普遍；自然选择 易错提示 1.进化证据理解偏差：混淆不同类型进化证据的作用，例如错误认为化石证据是唯一的进化证据；对比较解剖学证据中同源器官的概念理解不清，将同源器官与同功器官（功能相同但起源不同的器官）混淆 。 2.生物多样性概念模糊：不理解遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性之间的层次关系，误认为物种多样性就是生物多样性的全部；在分析生物多样性形成原因时，忽略基因频率改变在物种形成中的关键作用 。 3.生物适应性认知错误：对生物适应性的相对性认识不足，认为生物一旦适应环境就永远适应；错误认为生物的所有特征都是适应环境的结果，忽略了一些特征可能是进化过程中的残余或伴随现象 。 深化探究 问题 1：为什么说化石是研究生物进化最直接、最重要的证据？ 参考答案：化石是保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹，它直接记录了古代生物的形态、结构等特征 。通过对不同地层中化石的研究，可以清晰地看到生物在漫长地质年代中的演化顺序 。由于地层的形成具有一定的时间顺序，越古老的地层中化石代表的生物越简单、低等，越新的地层中化石代表的生物越复杂、高等，这直观地展示了生物从简单到复杂、从低等到高等的进化历程 。与其他证据相比，化石证据是实实在在存在的古代生物的遗留物，能够最直接地反映生物进化的过程，所以是研究生物进化最直接、最重要的证据 。 问题 2：如何理解生物多样性和适应性形成过程中自然选择的作用？ 参考答案：在生物多样性形成过程中，自然选择起着关键作用 。不同的环境条件对生物进行选择，使得具有适应不同环境变异的个体得以生存和繁殖 。例如，在不同的生态环境中，自然选择会使生物的基因频率向不同方向改变，导致种群间的差异逐渐增大，最终形成新的物种，从而增加了物种多样性 。同时，物种之间以及生物与无机环境之间相互作用，自然选择促使生物在与其他生物和环境的相互关系中不断进化，进一步形成了生态系统的多样性和遗传的多样性 。 在生物适应性形成方面，自然选择决定了哪些变异是有利的，哪些是不利的 。具有适应环境变异的个体，在生存斗争中具有更大的优势，能够更好地存活并繁殖后代，将适应环境的基因传递下去；而不适应环境的个体则被淘汰 。经过长期的自然选择，适应环境的特征在生物种群中逐渐积累，使得生物在形态、结构和生理功能等方面与环境相适应，从而形成了生物的适应性 。 问题 3：举例说明生物适应性相对性的原因。 参考答案：生物适应性的相对性是由于环境的不断变化和生物自身进化的局限性导致的 。例如，雷鸟在冬季会换上白色羽毛，使其与雪地环境融为一体，有利于躲避天敌，这体现了生物对环境的适应性 。然而，当冬季降雪延迟时，雷鸟依然按照固有规律换上白色羽毛，此时白色羽毛反而使其在未积雪的环境中格外显眼，容易被天敌发现，这就是适应性的相对性 。 再如，桦尺蛾在工业革命前，浅色个体因与树干颜色相近，不易被鸟类捕食，数量较多；但随着工业污染使树干变黑，黑色桦尺蛾因更适应污染后的环境而数量增加 。这说明当环境发生变化时，原本适应环境的特征可能不再适应新环境，体现了生物适应性的相对性 。生物的进化是一个漫长的过程，环境的变化速度可能超过生物进化的速度，导致生物的适应性只能是相对的，在一定程度上适应环境 。 巩固训练 1.下列属于生物进化化石证据的是（ ） A. 同源器官的比较 B. 始祖鸟化石 C. 人和鱼胚胎发育早期的比较 D. 不同生物 DNA 的相似程度 2.人的上肢、猫的前肢、鲸的鳍和蝙蝠的翼手，它们的外形和功能各不相同，但内部结构模式相似，这属于生物进化的（ ） A. 化石证据 B. 比较解剖学证据 C. 胚胎学证据 D. 细胞和分子水平的证据 3.人和鱼的胚胎在发育早期都出现鳃裂和尾，这一事实说明（ ） A. 人是由鱼进化而来的 B. 人和鱼都用鳃呼吸 C. 人和鱼的生活环境相同 D. 人和其他脊椎动物有共同的原始祖先 4.地球上几乎所有生物都共用一套遗传密码，这属于生物进化的（ ） A. 化石证据 B. 比较解剖学证据 C. 胚胎学证据 D. 细胞和分子水平的证据 5.生物多样性不包括（ ） A. 遗传多样性 B. 物种多样性 C. 生态系统多样性 D. 环境多样性 6.生物对环境的适应具有普遍性和相对性，下列能体现生物适应性相对性的是（ ） A. 北极熊的皮毛为白色，与北极环境颜色相近 B. 竹节虫的形态像竹节，利于躲避敌害 C. 当环境温度突然降低时，一些昆虫会被冻死 D. 仙人掌的叶退化成刺，减少水分散失 7.生物多样性形成的原因是（ ） A. 基因突变和基因重组 B. 自然选择 C. 生物进化 D. 地理隔离 8.生物适应性形成的根本原因是（ ） A. 环境的不断变化 B. 生物的变异 C. 自然选择 D. 生物的遗传 9.化石在地层中的出现规律是（ ） A. 越古老的地层中，化石所代表的生物越复杂、高等 B. 越古老的地层中，化石所代表的生物越简单、低等 C. 距今越近的地层中，化石所代表的生物越简单、低等 D. 化石在地层中的出现没有规律 10.下列关于生物进化证据和结果的叙述，正确的是（ ） A. 只有化石证据能证明生物的进化 B. 生物的适应性是绝对的，永远适应环境 C. 生物多样性的形成与生物进化无关 D. 细胞和分子水平的证据揭示了生物之间的亲缘关系 参考答案及解析 1.答案：B 解析：同源器官的比较属于比较解剖学证据，A 错误；始祖鸟化石为鸟类起源于古代爬行类提供了重要证据，属于化石证据，B 正确；人和鱼胚胎发育早期的比较属于胚胎学证据，C 错误；不同生物 DNA 的相似程度属于细胞和分子水平的证据，D 错误。 2.答案：B 解析：人的上肢、猫的前肢、鲸的鳍和蝙蝠的翼手，它们外形和功能不同，但内部结构模式相似，属于同源器官，这是生物进化的比较解剖学证据，B 正确；不属于化石证据、胚胎学证据和细胞与分子水平的证据，A、C、D 错误。 3.答案：D 解析：人和鱼的胚胎在发育早期都出现鳃裂和尾，说明人和其他脊椎动物之间存在着亲缘关系，它们都是由共同的原始祖先进化而来的，D 正确；人是由古代原始的脊椎动物进化而来，不是由鱼进化而来，A 错误；人用肺呼吸，鱼用鳃呼吸，B 错误；人和鱼生活环境不同，C 错误。 4.答案：D 解析：地球上几乎所有生物都共用一套遗传密码，从分子水平揭示了生物之间的联系，属于生物进化的细胞和分子水平的证据，D 正确；不属于化石证据、比较解剖学证据和胚胎学证据，A、B、C 错误。 5.答案：D 解析：生物多样性主要包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性，不包括环境多样性，D 符合题意，A、B、C 不符合题意。 6.答案：C 解析：北极熊的皮毛为白色，与北极环境颜色相近；竹节虫的形态像竹节，利于躲避敌害；仙人掌的叶退化成刺，减少水分散失，这些都体现了生物对环境适应的普遍性，A、B、D 错误；当环境温度突然降低时，一些昆虫会被冻死，说明生物对环境的适应只是在一定程度上的适应，体现了生物适应性的相对性 ，C 正确。 7.答案：C 解析：生物多样性的形成是生物进化的结果，在进化过程中，不同的环境对生物进行选择，导致新物种形成，增加了物种多样性，同时生物与生物、生物与无机环境相互作用，形成了生态系统多样性和遗传多样性，C 正确；基因突变和基因重组为生物进化提供原材料，A 错误；自然选择是生物进化的动力，B 错误；地理隔离可能导致新物种形成，但不是生物多样性形成的根本原因，D 错误。 8.答案：C 解析：生物适应性形成的根本原因是自然选择，在自然选择的作用下，具有适应环境变异的个体被保留下来，不适应环境的个体被淘汰，经过逐代积累，生物逐渐形成了与环境相适应的特征，C 正确；环境的不断变化是生物进化的诱因，A 错误；生物的变异是生物进化的原材料，B 错误；生物的遗传保证了生物性状的稳定传递，但不是适应性形成的根本原因，D 错误。 9.答案：B 解析：化石在地层中的出现是有一定顺序的，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；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，B 正确，A、C、D 错误。 10.答案：D 解析：除了化石证据，还有比较解剖学证据、胚胎学证据、细胞和分子水平的证据等都能证明生物的进化，A 错误；生物的适应性是相对的，不是绝对的，环境变化时生物可能不适应新环境，B 错误；生物多样性的形成是生物进化的结果，C 错误；细胞和分子水平的证据，如不同生物 DNA 和蛋白质等生物大分子的相似程度，揭示了当今生物种类之间具有一定的亲缘关系以及各种生物在进化史上出现的顺序，D 正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$