6.4协同进化与生物多样性的形成（教学设计）生物人教版必修2

该高中生物学教学设计聚焦协同进化、生物多样性形成及进化理论发展，通过达尔文兰花与蛾类的案例导入，衔接前序自然选择、物种形成知识，搭建从微观到宏观的进化学习支架。 该资料以核心素养为导向，用猎豹与羚羊“军备竞赛”、彗星兰花与飞蛾等实例，结合小组讨论和地质年代时间轴，培养进化与适应观的生命观念和辩证分析的科学思维，习题巩固与教学反思助力教师高效教学，提升学生生物多样性保护的社会责任意识。

第 6 章 基因突变及其他变异 第4节　协同进化与生物多样性的形成 年级 高一年级 授课时间 1课时 课题 第4节　协同进化与生物多样性的形成 教材分析 本节课是必修2第6章第4节“协同进化与生物多样性的形成”，是对达尔文自然选择学说的延伸和总结，也是全章的收尾。在学习了种群基因频率变化、物种形成机制之后，本节将进化视野从单个物种拓展到物种之间以及生物与无机环境之间的相互关系，从宏观角度阐释生物多样性的成因。主要包括三大内容： 1.协同进化：包括不同物种之间（如捕食者与猎物、传粉昆虫与植物）以及生物与无机环境之间的相互影响、共同进化，理解“收割理论”和“精明的捕食者策略”。 2.生物多样性的形成：阐述生物多样性的三个层次（遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性）及其形成原因，概述生物进化历程（从原核生物到真核生物，从水生到陆生，从简单到复杂）。 3.生物进化理论在发展：总结以自然选择学说为核心的现代生物进化理论对生命史的科学解释，并简要介绍中性突变理论、间断平衡学说等对达尔文进化论的发展。 本节课帮助学生建立整体进化观，理解生物进化的复杂性，并为保护生物多样性提供理论依据。 学情分析 【已有知识基础】 1.已掌握种群、基因频率、自然选择、物种形成等核心概念，了解达尔文进化论的基本观点。 2.对生物多样性有感性认识，知道生物种类很多，但对其形成机制不甚了解。 3.具备一定的进化史知识（如恐龙的灭绝、人类的起源）和生态学基础。 【可能存在的学习困难】 1.协同进化概念的深度理解：容易将“协同进化”简单理解为“同时进化”，忽略其“相互选择、相互适应”的动态过程。 2.“精明的捕食者策略”和“收割理论”的辩证关系：学生可能认为捕食者只会对猎物产生负面影响，难以理解其对种群发展的积极意义。 3.生物多样性形成的宏观时间尺度：对前寒武纪、古生代、中生代、新生代等地质年代的生物演化顺序不易记忆，对“灭绝创造机会”的理解较浅。 4.不同进化理论的比较：对中性突变理论、间断平衡学说等与现代综合进化论的关系可能感到困惑。 【教学策略】 1.通过“猎豹与羚羊”、“彗星兰花与飞蛾”等生动案例讲解协同进化，并利用视频增加直观性。 2.用“收割理论”解释捕食者增加物种多样性的原因，帮助学生树立辩证观点。 3.利用地质年代时间轴和关键生物类群图片，帮助学生构建生物进化历程的时空框架。 4.通过小组讨论，引导学生归纳现代生物进化理论的核心观点，并了解其发展动态。 教学目标 【知识目标】 1.阐明协同进化的概念、实例及意义 2.说明生物多样性的三个层次及其形成原因 3.概述生物进化的主要历程和现代生物进化理论的发展 4.认同保护生物多样性的重要性，形成生态道德观 【素养目标】 1.生命观念：理解协同进化是生物多样性形成的重要机制，认同生物与生物、生物与环境之间相互依存、协同发展的生命观念。 2.科学思维：能够运用协同进化理论解释自然界中的适应现象；能够分析捕食关系对种群发展的双重影响，培养辩证思维能力。 3.科学探究：通过分析彗星兰花与飞蛾、猎豹与羚羊等实例，探究协同进化的证据；尝试查阅资料，归纳生物进化的主要历程。 4.社会责任: 理解生物多样性的价值，增强保护生物多样性的意识；认识到人类活动对其他物种进化的影响，树立可持续发展的观念。 教学重、难点 【教学重点】 1.协同进化的概念及实例； 2.生物多样性的三个层次； 3.生物进化的历程。 【教学难点】 1.协同进化在物种形成和生物多样性形成中的作用； 2.中性突变理论、间断平衡学说对达尔文进化论的补充。 教学过程 教学内容 教师活动 学生活动 新课导入 【情景材料】 达尔文曾发现一种兰花长着细长的花距，其底部储存着花蜜。达尔文推测，这种花的形成绝不是偶然的，肯定存在这样的昆虫，它们生有同样细长的吸管似的口器，可以从花距中吸到花蜜。大约50年以后，研究人员果然发现了这样的蛾类昆虫。 【讨论】 1．达尔文作出上述推测的理由是什么？ 2．如果后来未发现这样的蛾类昆虫，是否说明达尔文的推测是错误的？ 引出: 协同进化概念 阅读资料，思考并回答问题。 明确本节课探究主题。 一、协同进化 在自然界，一种植物专门由一种昆虫传粉的情形并不少见。 讨论: (1)昆虫传粉的专门化对植物繁衍后代有什么意义？ (2)虫媒花的进化与传粉昆虫的进化有怎样的关系？ 【探究活动1】阅读课本p119-120，小组合作完成任务。 讨论: (1)协同进化的概念及其实例？ (2)收割理论的提出者及其内容？ 【知识讲解】协同进化 自然选择➡有利于羚羊种群中肌肉发达、动作敏捷的个体，也有利于猎豹种群中跑得快的个体。两个物种的进化过程宛如一场漫长的“军备竞赛”。 思考: 捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？ 精明的捕食者策略：捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。 捕食者在进化中的作用 收割理论: 美国生态学家斯坦利: 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少数几种生物在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。捕食者的存在有利于增加物种多样性。 生物的进化与无机环境的变化间的相互影响:地球上的原始大气中是没有氧气的，因此，最早出现的生物都是厌氧的，进行无氧呼吸；最早的光合生物的出现，使得原始大气中有了氧气，这就为好氧生物的出现创造了前提条件。 氧气的产生也促使臭氧及臭氧层的形成，臭氧层吸收了大量的紫外线，为陆生生物的出现创造了条件。 1.协同进化 (1)概念: 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。 (2)实例 不同物种之间的协同进化 生物与无机环境之间的协同进化 (3)意义:通过漫长的协同进化过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种，丰富多彩的基因库，而且形成了多种多样的生物。 注意: ①生物与生物之间的协同进化仅发生在不同物种之间，同种生物之间不存在协同进化。 ②一种生物灭绝导致另一种生物数量激增，不属于协同进化。 ③无机环境的选择作用可定向改变种群的基因频率，导致生物朝着一定方向进化；生物的进化反过来又会影响无机环境。 阅读课本，思考并回答问题。 认真听讲，做笔记。 思考并回答问题。 二、生物多样性的形成 【探究活动2】阅读课本p121-123，小组合作完成任务。 讨论: (1)生物多样性主要包括哪几个层次的内容及其形成原因分别为？ (2)完成p122思考·讨论中的问题 【知识讲解】生物多样性的形成 1.生物多样性 (1)内容 ① 遗传多样性(基因多样性) ② 物种多样性 ③ 生态系统多样性 (2)形成原因 ➡长期自然选择、协同进化的结果 (3)关系 【思考·讨论】分析生物多样性的形成 仔细观察课本图6-13，或自己搜集资料， 就以下问题进行讨论。 讨论: (1)最早出现的生物是哪一类生物？它们生活在什么环境中? (2)陆生植物和陆生动物的出现谁先谁后？前者为后者提供了什么条件？ (3)同今天你所看到的地球相比，寒武纪时地球上的生态系统有什么特点？ (4)恐龙大约是什么时候绝灭的？物种绝灭对生物多样性会产生怎样的影响？ (4)形成过程 前寒武纪(至5.4亿年前) 早古生代生物(寒武纪大爆发，至5.0亿年前) 晚古生代生物 (至2.45亿年前) 中生代生物（至6600万年前） 【与社会的联系】 人类也是生物进化的产物。大约300万年前，森林古猿的一支离开森林，告别树栖生活，走上了向现代人类进化的漫漫长路。在自然界的生存斗争中，人类凭借非凡的大脑、灵巧的双手和群体的力量，已经拥有了其他生物无可比拟的生存优势，并且对其他物种的进 化产生了重要影响，不少物种由于人类活动的影响走向绝灭。我们须臾不能忘记的是，包括人类 在内的所有生物都是在相互依存、相互制约中生存和发展的，人类的生存和发展始终受益于生物 多样性，保护生物多样性就是保护人类自己。 阅读课本，思考并回答问题。 认真听讲，做笔记。 思考并回答问题。 三、生物进化理论在发展 【探究活动3】阅读课本p124，小组合作完成任务。 讨论: (1)以自然选择学说为核心的现代生物进化理论对自然界的 生命史作出了科学的解释为？ 【知识讲解】生物进化理论在发展 以自然选择学说为核心的现代生物进化理论对自然界的 生命史作出了科学的解释： ①适应是自然选择的结果； ②种群是生物进化的基本单位； ③突变和基因重组提供进化的原材料，自然选择导致种群基因频率的定向改变，进而通过隔离形成新的物种； ④生物进化的过程实际: 生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程； ⑤生物多样性是协同进化的结果。 【知识拓展】 中性突变理论：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。 间断平衡学说：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替出现的过程。 生物进化论不会停滞不前，而是在不断发展。 思考并回答问题。 认真听讲，做笔记。 【习题巩固】 1．自然选择学说和现代生物进化理论为生物进化奠定了理论基础。下列叙述错误的是（    ） A．生殖隔离产生的根本原因是种群基因库的差异 B．精明的捕食者往往会导致数量少的猎物种群率先灭绝 C．适应相对性的根本原因是遗传的稳定性和环境不断变化之间的矛盾 D．物种间的竞争可促进协同进化，生物多样性是协同进化的结果 【答案】B 【详解】A、生殖隔离的本质是不同种群的基因库出现了显著差异，最终导致它们无法交配，或交配后无法产生可育后代。基因库差异越大，生殖隔离的程度越高，A正确； B、精明的捕食者策略倾向于捕食数量多的猎物，以避免自身食物资源枯竭，不会导致数量少的猎物种群率先灭绝， B错误； C、遗传的稳定性使生物特征不易改变，而环境变化导致原有适应不完全，故适应相对性的根本原因是遗传的稳定性和环境不断变化之间的矛盾，C正确； D、协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，物种间的竞争可促进协同进化，生物多样性是协同进化的结果，D正确。 2．遗传瓶颈效应是指种群数量短期内大幅减少导致基因库缩小的现象。近年扬子鳄野生种群数量虽然持续增长，但遗传瓶颈效应仍显著。目前发现，圈养扬子鳄种群基因库有多个野生种群缺失的等位基因，二者种群基因库开始出现了差异。下列叙述错误的是（　　） A．圈养扬子鳄与野生扬子鳄之间不存在生殖隔离 B．基因突变可导致圈养扬子鳄种群特有等位基因的产生 C．遗传瓶颈效应会导致扬子鳄种群的所有基因频率持续下降 D．将圈养扬子鳄放归野外可提高野生种群的遗传多样性 【答案】C 【详解】A、生殖隔离指不同物种间无法交配、或交配后无法产生可育后代的现象，圈养与野生扬子鳄仍属于同一物种，仅基因库存在部分差异，未形成生殖隔离，A正确； B、基因突变是新等位基因产生的根本途径，因此圈养扬子鳄种群的特有等位基因可通过基因突变产生，B正确； C、遗传瓶颈效应会导致种群基因库缩小，但不会使所有基因频率持续下降，部分等位基因的频率可能因种群个体骤减反而上升，且种群数量恢复后基因频率也不会持续下降，C错误； D、圈养扬子鳄种群含有野生种群缺失的等位基因，放归野外可丰富野生种群的等位基因种类，提高野生种群的遗传多样性，D正确。 3．斑点钝口螈胚胎与绿藻存在独特的内共生关系，绿藻常聚集在斑点钝口螈胚胎细胞线粒体周围，通过光合作用为其提供有机物，下列叙述错误的是（    ） A．两者的内共生关系的形成，是长期协同进化的结果 B．光照下斑点钝口螈胚胎细胞的有氧呼吸速率高于黑暗环境 C．绿藻周围的线粒体能及时将葡萄糖氧化分解供能 D．线粒体能够从绿藻中获得氧气，也能为绿藻提供二氧化碳 【答案】C 【详解】A、不同物种之间在相互影响中不断进化和发展属于协同进化，两者的内共生关系是长期相互选择、协同进化的结果，A正确； B、光照下绿藻可通过光合作用为斑点钝口螈胚胎细胞提供有机物和氧气，有氧呼吸的原料更充足，因此光照下其有氧呼吸速率高于黑暗环境，B正确； C、有氧呼吸第一阶段葡萄糖分解为丙酮酸发生在细胞质基质，葡萄糖不能直接进入线粒体被氧化分解，线粒体仅能分解丙酮酸，C错误； D、绿藻光合作用产生的氧气可扩散进入线粒体参与有氧呼吸第三阶段，线粒体有氧呼吸产生的二氧化碳可扩散进入绿藻作为光合作用的原料，D正确。 4．以自然选择为核心的现代生物进化理论为地球上的生命史提供了科学的解释。下列叙述错误的是（　　） A．生物的多样性和适应性是自然选择的结果 B．通过自然选择淘汰不利变异，使有害基因消失 C．地球上的生物进化过程是一个有利变异积累的过程 D．自然选择是在个体不定向变异基础上定向改变群体基因频率 【答案】B 【详解】A、自然选择可保留适应环境的有利变异、淘汰不适应环境的不利变异，长期的自然选择既推动生物形成适应性特征，也推动物种多样性形成，因此生物的多样性和适应性是自然选择的结果，A正确； B、自然选择会淘汰表现出不利性状的个体，但如果有害基因为隐性基因，其可在杂合子中存在且不表现有害性状，不会被自然选择淘汰，因此有害基因不会完全消失，B错误； C、生物进化过程中，有利变异通过自然选择被逐代保留、积累，不利变异被淘汰，因此进化的过程就是有利变异不断积累的过程，C正确； D、生物的变异是不定向的，自然选择会定向保留适应环境的变异个体，定向改变种群的基因频率，决定生物进化的方向，D正确。 5．趋同进化指的是不同起源、亲缘关系较远的生物，在相似环境或选择压力下，独立进化出形态、功能或表型相似的特征。研究发现，全球3种吸血蝙蝠（白翼吸血蝠、毛腿吸血蝠、普通吸血蝠）分属不同类群，亲缘关系较远，分布于不同地区，却独立进化出相同的吸血习性。下列叙述正确的是（　　） A．全球3种吸血蝙蝠的吸血习性是趋同进化的结果 B．白翼吸血蝠与毛腿吸血蝠的种群基因库完全不同 C．在进化过程中，吸血蝙蝠在选择压力下发生了变异 D．果实、昆虫等常规食物充沛是蝙蝠吸血习性的诱因 【答案】A 【详解】A、趋同进化是亲缘关系较远的生物在相似选择压力下独立进化出相似特征，3种吸血蝙蝠亲缘较远、独立进化出相同吸血习性，符合趋同进化的定义，A正确； B、种群基因库是种群中全部个体所含的全部基因，两种吸血蝙蝠虽亲缘较远，但作为同纲生物，仍存在大量控制基础生命活动的相同基因，基因库不可能完全不同，B错误； C、变异是不定向且普遍存在的，选择压力只起到定向筛选变异的作用，不会诱导变异发生，C错误； D、若果实、昆虫等常规食物充沛，吸血的变异性状没有生存优势，不会被定向选择保留，常规食物匮乏等选择压力才是吸血习性形成的诱因，D错误。 6．被昆虫取食时，一些植物能够产生有毒的次生代谢物（如酚糖）。烟粉虱通过水平基因转移途径（遗传物质在细胞间进行的直接传递）从植物中获得酚糖丙二酰基转移酶基因BtPMaT1，从而获得了代谢酚糖的能力。下列叙述错误的是（　　） A．植物产生有毒的次生代谢物有利于抵御昆虫取食 B．植物和烟粉虱等昆虫之间存在着协同进化的现象 C．水平基因转移的前提是烟粉虱和植物的遗传物质结构相同 D．水平基因转移使烟粉虱定向产生适应性变异，增强其生存能力 【答案】D 【详解】A、植物产生有毒的次生代谢物有利于抵御昆虫取食，A正确； B、植物和烟粉虱等昆虫在相互影响中发生进化，二者之间存在着协同进化的现象，B正确； C、烟粉虱和植物的遗传物质都是DNA，且都是双螺旋结构，这是水平基因转移的前提，C正确； D、水平基因转移属于基因重组，是变异的来源之一，但变异是不定向的，烟粉虱不会定向产生适应性变异，D错误。 7．某生态学家研究某种植物和其传粉昆虫的协同进化，将植物种群分为两组，甲组引入其专属传粉昆虫并持续观察，乙组去除传粉昆虫。多代后发现，甲组植物的花结构与昆虫口器的契合度基因频率从10%升至85%；乙组保持10%不变。下列叙述正确的是（　　） A．协同进化直接作用于植物和昆虫的基因 B．昆虫的取食诱导植物产生花结构突变，导致契合度基因频率升高 C．甲组契合度提高的前提是处理前种群中已存在相关变异个体 D．乙组基因频率不变说明植物和昆虫未发生协同进化 【答案】C 【详解】A、协同进化过程中的相互选择属于自然选择范畴，自然选择直接作用于生物个体的表现型，而非基因，A错误； B、变异是不定向的，花结构与昆虫口器契合度的相关突变在昆虫取食前就已经存在，昆虫仅起到定向选择的作用，并非诱导突变产生，B错误； C、可遗传变异是生物进化的原材料，自然选择只能对种群中已存在的变异进行定向选择，因此甲组契合度提高的前提是处理前种群中已存在相关变异个体，C正确； D、乙组基因频率不变仅能说明该植物种群未发生相关进化，无法推导二者是否发生协同进化，D错误。 8．中性突变学说认为：基因突变对生物适应性的影响并不是非益即害的，大量的基因突变是中性的。下列事实中支持该学说的是（    ） A．减数分裂过程中非姐妹染色单体的互换可产生新的配子类型 B．很多基因突变改变氨基酸的序列，但没有改变蛋白质的功能 C．野生鲫鱼产生基因突变，经人工选育杂交得到观赏金鱼 D．碱基替换引起基因碱基序列改变，导致镰状细胞贫血症 【答案】B 【详解】A、减数分裂过程中非姐妹染色单体的互换属于基因重组，不属于基因突变，且该过程产生新配子类型仅体现了变异的多样性，与中性突变无关，A不符合题意； B、基因突变改变了氨基酸序列，但未改变蛋白质功能，说明该突变既没有提升生物的适应性，也没有损害生物的适应性，属于中性突变，可支持中性突变学说，B符合题意； C、野生鲫鱼的基因突变可通过人工选育得到观赏金鱼，说明该突变能改变生物性状且有选择价值，不属于中性突变，C不符合题意； D、碱基替换引起镰状细胞贫血症，该突变会损害生物的生存能力，属于有害突变，不属于中性突变，D不符合题意。 做习题，巩固知识。 课堂 小结 板书 设计 第4节 协同进化与生物多样性的形成 一、协同进化 1. 概念：不同物种之间、生物与无机环境之间相互影响、共同进化。 2. 实例：猎豹与羚羊（军备竞赛）、捕食者与猎物（精明的捕食者策略、收割理论）、兰花与飞蛾、生物与无机环境（氧气与生物登陆）。 3. 意义：形成生物多样性。 二、生物多样性的形成 1. 三个层次：遗传(基因)多样性、物种多样性、生态系统多样性。 2. 形成原因：长期自然选择、协同进化的结果。 3. 进化历程： 前寒武纪：原核生物→真核生物（有性生殖） 古生代：寒武纪大爆发（无脊椎动物）→蕨类、两栖类（登陆） 中生代：爬行动物（恐龙）、裸子植物→被子植物、鸟类 新生代：哺乳动物、人类。 三、生物进化理论的发展 1. 现代生物进化理论（核心内容） ①适应是自然选择的结果；②种群是基本单位；③突变和重组提供原材料；④自然选择定向改变基因频率；⑤隔离形成新物种；⑥生物多样性是协同进化的结果。 2. 理论发展：中性突变理论、间断平衡学说。 课后作业 1．某些非洲山地大猩猩种群以蕨类植物作为其主要食物来源，数十年来，当地蕨类植物的有毒物质含量增加了近一倍，而非洲山地大猩猩的解毒能力也明显增强。根据所学知识分析，下列叙述正确的是（　　） A．非洲山地大猩猩和蕨类植物在长期进化过程中存在协同进化 B．以蕨类植物为食的非洲山地大猩猩和不以蕨类植物为食的非洲山地大猩猩存在生殖隔离 C．有毒物质含量低的变异蕨类植物不能为进化提供原材料 D．蕨类植物的有毒物质诱导非洲山地大猩猩发生解毒基因突变 【答案】A 【详解】A、协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，蕨类植物有毒物质升高会定向选择解毒能力强的大猩猩，大猩猩解毒能力增强也会定向选择毒性更强的蕨类，二者存在协同进化，A正确； B、生殖隔离是不同物种之间无法交配、或交配后无法产生可育后代的现象，食性不同的非洲山地大猩猩仍属于同一物种，不存在生殖隔离，B错误； C、可遗传变异是生物进化的原材料，有毒物质含量低的变异如果属于可遗传变异，就可以为进化提供原材料，C错误； D、基因突变具有不定向性，蕨类植物的有毒物质仅起到选择作用，筛选种群中已经存在的解毒突变个体，不会诱导大猩猩定向发生解毒基因突变，D错误。 2．自然选择有3种类型：①稳定选择，把种群中极端变异个体淘汰，保留中间类型；②裂选择，把种群中极端变异个体按照不同方向保留，淘汰中间个体；③单向选择，在群体中保存趋于某一极端变异个体，淘汰另一极端变异个体。3种自然选择类型建模如I~Ⅲ，相关说法错误的是（　　） A．若I与进化起点最相似，则进化过程中生存环境最稳定的可能是I B．Ⅱ中的自然选择是不定向的，可能形成两个物种 C．三种自然选择类型都会导致种群基因频率发生改变 D．三种类型的自然选择过程中，生物与环境之间都会发生协同进化 【答案】B 【详解】A、稳定选择保留中间类型，种群性状分布与进化起点差异最小。 环境稳定时，中间类型更适应环境，故Ⅰ最可能对应稳定选择，生存环境最稳定，A正确； B、自然选择的方向由环境决定，始终是定向的，裂选择（Ⅱ）只是保留了两种极端变异。 Ⅱ可能使种群分化为两个类群，但能否形成物种还需看是否产生生殖隔离，B错误； C、自然选择的本质是保留适应环境的基因、淘汰不适应的基因，必然改变种群基因频率。 无论哪种选择类型，都会引发基因频率的定向改变，C正确； D、协同进化是生物与生物、生物与环境间相互影响的进化过程。 自然选择中，生物适应环境的同时，环境也会因生物的作用发生变化，故均存在协同进化，D正确。 故选B。 3．番茄在遭受番茄潜叶蛾持续取食胁迫时能够招募与防御相关的微生物，进而激活一系列代谢过程，使防御物质显著增加，但番茄潜叶蛾唾液携带的蒙氏肠球菌可影响植物的防御能力，若减少幼虫口腔内的蒙氏肠球菌数量，番茄的防御能力增强。番茄产生的黄酮类对番茄潜叶蛾的毒杀效果显著，而番茄潜叶蛾的取食会减少番茄中黄酮类的合成与积累。下列叙述错误的是（    ） A．在番茄潜叶蛾取食番茄过程中，番茄的防御反应被激活 B．番茄潜叶蛾唾液携带的蒙氏肠球菌可降低番茄的防御能力 C．微生物在番茄潜叶蛾适应性进化与番茄抗性形成中具有关键作用 D．推测番茄潜叶蛾可能对黄酮类物质的解毒能力较强 【答案】D 【详解】A、番茄遭受番茄潜叶蛾持续取食胁迫时，番茄能够招募与防御相关的微生物，使防御物质显著增加，所以番茄的防御反应被激活，A正确； B、若减少幼虫口腔内的蒙氏肠球菌数量，使番茄的防御能力增强，说明番茄潜叶蛾唾液携带的蒙氏肠球菌可降低番茄的防御能力，B正确； C、番茄潜叶蛾取食番茄过程中，其防御能力的变化与微生物有关，所以，微生物在番茄潜叶蛾适应性进化与番茄抗性形成中具有关键作用，C正确； D、黄酮类对番茄潜叶蛾的毒杀效果显著，然而，番茄潜叶蛾的取食会减少番茄中黄酮类的合成与积累，据此推测，番茄潜叶蛾可能对黄酮类物质的解毒能力弱，并进化出此种反防御机制以减轻其毒害，D错误。 4．我国西南的褐花杓兰和西藏杓兰是两种珍稀兰科植物，分布区域存在交叉。西藏杓兰具有口袋状花囊，能模拟熊蜂蜂王的产卵巢穴，吸引蜂王钻入并完成传粉。下列相关分析错误的是（　　） A．若褐花杓兰和西藏杓兰能够杂交并产生可育后代，说明属同一物种 B．控制西藏杓兰花囊大小的全部等位基因构成西藏杓兰种群的基因库 C．观察比较两种杓兰花的形态特征可为生物进化提供比较解剖学证据 D．西藏杓兰的花形态特殊，是长期自然选择下与熊蜂协同进化的结果 【答案】B 【详解】A、物种的判定依据是是否存在生殖隔离，若两种生物能杂交并产生可育后代，说明二者无生殖隔离，属于同一物种，A正确； B、种群基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因，仅控制花囊大小的全部等位基因不能代表种群全部基因，无法构成种群基因库，B错误； C、比较解剖学证据是通过对比不同生物的器官、形态结构特征，分析生物的进化关系，两种杓兰花的形态特征比较可为生物进化提供比较解剖学证据，C正确； D、协同进化指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中共同进化，西藏杓兰的特殊花形态是长期自然选择下，与传粉的熊蜂相互选择、协同进化的结果，D正确。 5．某地一种专食性鸟以翅上有模糊的大块色斑的蝴蝶甲为食，蝴蝶甲的A基因突变使其翅上出现猫头鹰眼睛斑纹，当感受到威胁时，蝴蝶甲会张开翅膀露出猫头鹰眼睛斑纹，从而吓退其天敌，但这并不能使其完全免于被天敌捕食。下列叙述错误的是（    ） A．该地蝴蝶甲种群中突变的A基因的频率可能逐渐增加 B．一段时间后翅上有猫头鹰眼睛斑纹蝴蝶大量出现是自然选择的结果 C．蝴蝶甲翅上斑纹出现的变异，丰富了该地的物种多样性 D．该实例体现了适应的相对性，这可能与该地环境多变有关 【答案】C 【详解】A、A基因突变产生的猫头鹰眼睛斑纹能吓退天敌，提升蝴蝶甲的生存繁殖优势，因此突变的A基因的频率可能逐渐增加，A正确； B、自然选择定向保留有利变异，有猫头鹰眼睛斑纹的个体生存能力更强，该性状个体大量出现是自然选择定向选择的结果，B正确； C、蝴蝶甲的斑纹变异属于同种生物内部的性状差异，属于基因（遗传）多样性的范畴，并未产生新物种，因此不会丰富该地的物种多样性，C错误； D、猫头鹰眼睛斑纹可吓退天敌但不能让蝴蝶甲完全免于被捕食，体现了适应的相对性，适应的相对性通常与环境不断变化有关，D正确。 6．研究发现，在进化过程中，蛇菰科植物丢失了包括根系形态建成等基因，但其具有特殊的吸器结构与寄主根部连接，能吸收寄主水分。下列叙述错误的是（　　） A．蛇菰科植物出现特殊的吸器结构是为了适应寄生生活 B．根系形态建成基因的缺失，是受环境定向选择的结果 C．蛇菰科植物虽丢失了大量基因，但可改变遗传多样性 D．吸器结构与寄主根部形态匹配是两者协同进化的结果 【答案】A 【详解】A、生物的变异是不定向的，蛇菰科植物出现特殊吸器结构是变异的结果，并非 “为了适应寄 生生活”而主动产生，适应寄生生活是这种变异被环境选择保留下来的结果，A错误； B、蛇菰科植物营寄 生生活，不需要发达的根系，根系相关基因的缺失使植株更适应寄生环境，这是环境定向选择的结果，B正确； C、虽然蛇菰科植物失去了许多基因，但这些基因的缺失在特定环境中却变成了新的适应性特征，从而改变了种群的遗传多样性，C正确； D、协同进化指的是不同物种之间、生物与无机环境之间通过相互作用而共同进化的发展过程。蛇菰科植物的吸器结构与其寄主根部的形态相适配，这是两者长期相互选择、共同进化的结果，D正确。 教学反思 成功之处与预期效果 1.案例导入生动有趣，达尔文的预言故事激发了学生的好奇心，快速聚焦主题。 2.协同进化的实例丰富且贴近生活，学生能理解相互选择的动态过程，并通过“收割理论”的讲解，转变了对捕食者作用的片面认识。 3.地质年代时间轴和关键进化事件的梳理，帮助学生构建了清晰的生物进化时空框架，小组合作填写时间轴效果良好。 4.现代生物进化理论的总结使学生对全章知识有了系统的回顾，同时简要介绍中性突变理论等，开阔了视野，理解科学理论的不断发展。 实施难点与应对策略 1.“收割理论”理解困难：策略——用“草原上狼与羊的生态效应”类比，说明捕食者优先捕食数量多的物种，防止优势种过度繁殖而破坏生态平衡，从而增加生物多样性。 2.进化历程时间跨度大，记忆困难：策略——采用“口诀”辅助记忆（如“原核真核，水生登陆，蕨类两栖，裸子爬行，被子哺乳”），并配以示意图反复强化。 3.学生可能误以为协同进化只发生在不同物种间：策略——明确强调也包括生物与无机环境之间的协同进化，并举例（氧气与需氧生物的出现）。 4.对中性理论的理解可能过于肤浅：策略——仅作拓展介绍，不要求深入掌握，重点强调自然选择仍是进化的主导机制。 改进建议 1.可引入更多本土协同进化实例（如某些特有植物与其传粉者的关系），增强亲切感。 2.利用化石模型或3D动态演化视频，进一步丰富生物进化历程的教学素材。 3.课后布置小课题：让学生调查当地一种入侵物种对本地生物多样性的影响，并进行课堂汇报，将所学知识用于现实问题。 4.结合当前生物多样性保护的紧迫性（如联合国生物多样性大会），设计相关的讨论或演讲活动，提升社会责任意识。 / 学科网（北京）股份有限公司 $