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第4节　协同进化与生物多样性的形成
课时作业
(时间:30分钟　分值:57分)
第1～7题每题3分,第8～11题每题6分,共计45分。
基础对点练
知识点1　协同进化
1.根据现代生物进化理论,下列关于协同进化的叙述错误的是(　　)
[A] 不同物种之间、生物与无机环境之间都存在协同进化,从而导致生物多样性的形成
[B] 在自然选择过程中,黑色桦尺蛾与浅色桦尺蛾之间表现为协同进化
[C] 非洲野牛与狮子之间可通过捕食等实现协同进化
[D] 光合生物产生了氧气,而氧气也为好氧生物的出现创造了条件,这属于生物与环境之间的协同进化
【答案】 B
【解析】 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。黑色桦尺蛾与浅色桦尺蛾为同一物种,二者之间不存在协同进化。
2.丝兰的唯一传粉者是丝兰蛾。丝兰蛾将卵产在丝兰的子房内,产卵结束后主动帮助丝兰传粉,孵化出的幼虫会取食少量丝兰种子。如果丝兰蛾产卵过多,这朵花就会败育,幼虫也会因缺乏食物而死亡。下列相关叙述错误的是(　　)
[A] 突变和基因重组为丝兰蛾的进化提供了原材料
[B] 丝兰蛾的产卵量与丝兰对其选择作用密切相关
[C] 可预测,若干年后,丝兰蛾的产卵量会越来越少
[D] 丝兰和丝兰蛾种间关系的形成是协同进化的结果
【答案】 C
【解析】 自然选择会淘汰产卵过多和过少的个体,可预测,若干年后,丝兰蛾的产卵量会稳定在适量范围内。
3.(2025·成都期末)美国白蛾是外来入侵物种,其对果树等农作物造成了严重的危害。科学家利用某病毒防治该害虫,防治结果如下图所示。下列有关分析错误的是(　　)
[A] a→b年间,美国白蛾能适应入侵地的环境
[B] c年时,美国白蛾种群的基因库与b年时的相同
[C] 该病毒对美国白蛾种群的抗性具有选择作用
[D] 美国白蛾和该病毒与当地物种相互适应、协同进化
【答案】 B
【解析】 a→b年间,美国白蛾的种群数量增长较快,说明其能适应入侵地的环境;由于病毒对美国白蛾的选择作用,c年时,美国白蛾种群的基因库与b年时的可能不同;引入病毒后,一段时间内美国白蛾种群数量逐渐下降,只有对病毒有抗性的个体能够生存,说明该病毒对美国白蛾种群的抗性具有选择作用;c年后,美国白蛾种群数量增长,说明美国白蛾和该病毒与当地物种间发生了协同进化。
知识点2　生物多样性的形成
4.下列关于生物进化与生物多样性的叙述,正确的是(　　)
[A] 浅色桦尺蛾与黑色桦尺蛾同时存在体现了遗传多样性
[B] 豌豆是严格自花传粉的植物,种群内个体之间存在生殖隔离
[C] 生物多样性的形成是不同物种之间协同进化的结果
[D] 种群基因型频率的改变是生物进化的实质,但不是物种形成的必要条件
【答案】 A
【解析】 浅色桦尺蛾与黑色桦尺蛾属于同种生物,它们同时存在体现了遗传多样性(基因多样性);严格自花传粉的豌豆种群内个体属于同种生物,它们不存在生殖隔离;生物多样性的形成是不同物种之间、生物和无机环境之间协同进化的结果;生物进化的实质是种群基因频率的改变,隔离是物种形成的必要条件。
5.地球上已有的生物约200万种,其中只进行无性生殖的原始种类仅占1%～2%,而进行有性生殖的种类占绝对优势。下列关于这一事实的叙述,错误的是(　　)
[A] 有性生殖提高了物种的变异性
[B] 有性生殖大大加快了生物进化的步伐
[C] 有性生殖出现在真核细胞起源之前
[D] 有性生殖形成合子,丰富了子代的遗传信息
【答案】 C
【解析】 有性生殖出现在真核细胞起源之后。
知识点3　生物进化理论在发展
6.现代生物进化理论是在达尔文自然选择学说的基础上发展起来的。现代生物进化理论的观点对自然选择学说的完善和发展表现在(　　)
①突变和基因重组提供进化的原材料　②种群是生物进化的基本单位　③自然选择是通过生存斗争实现的　④生物进化的实质是种群基因频率的改变　⑤隔离导致物种的形成　⑥自然选择决定生物进化的方向
[A] ①②④⑤ [B] ②③④⑤⑥
[C] ①②③④⑤ [D] ①②③⑤
【答案】 A
【解析】 ③和⑥是自然选择学说本来就有的内容,①②④⑤是现代生物进化理论的观点,是对自然选择学说的完善和发展。
7.下列叙述中,不符合中性突变学说的是(　　)
[A] 基因突变大多数是中性的,自然选择对它们不起作用
[B] 中性突变被随机地固定,日积月累、积少成多
[C] 生物性状的改变大多数是中性的,无利也无害
[D] 种群间遗传物质出现较大差别是中性突变积累的结果
【答案】 C
【解析】 中性突变学说认为生物基因的突变大多数是中性的,无利也无害,并不是生物性状的改变是中性的。
综合提升练
8.(2025·武汉期末)蚂蚁和蚜虫之间具有悠久的共同演化史,蚜虫会分泌一种甜蜜的汁液吸引蚂蚁,供蚂蚁取食,而蚂蚁则会保护蚜虫,防止蚜虫被其他昆虫捕获。下列叙述错误的是(　　)
[A] 蚂蚁和蚜虫之间的共同演化属于协同进化
[B] 蚂蚁和蚜虫之间的进化符合自然选择学说
[C] 说明生物多样性的形成有生物与生物的相互作用
[D] 二者之间的共同演化体现个体水平上的协同进化
【答案】 D
【解析】 二者之间的共同演化体现了种群水平上的协同进化。
9.(2025·邢台期末)为研究捕食者在协同进化中的作用,生态学家通过实验获得了如下表所示的数据。下列有关分析错误的是(　　)
项目 引入捕食 者之前 适当引入捕食者 10年之后
生物有机物的量/(kJ·hm-2·a-1) 15 108 14 829
物种的种类数 425 451
[A] 协同进化只发生在生物与生物之间
[B] 实验数据的变化可以用“收割理论”来解释
[C] 实验数据表明,适当引入捕食者对生物有机物的量影响不大
[D] 实验数据表明,适当引入捕食者有利于增加物种多样性
【答案】 A
【解析】 协同进化可以发生在不同物种之间,也可以发生在生物与无机环境之间。
10.(2024·湖南卷)我国科学家成功用噬菌体治疗方法治愈了耐药性细菌引起的顽固性尿路感染。下列叙述错误的是(　　)
[A] 运用噬菌体治疗时,噬菌体特异性侵染病原菌
[B] 宿主菌经噬菌体侵染后,基因定向突变的概率变大
[C] 噬菌体和细菌在自然界长期的生存斗争中协同进化
[D] 噬菌体繁殖消耗宿主菌的核苷酸、氨基酸和能量等
【答案】 B
【解析】 噬菌体是一种特异性侵染细菌的病毒,运用噬菌体治疗时,噬菌体特异性侵染病原菌;基因突变具有不定向性;噬菌体和细菌在自然界长期的生存斗争中协同进化;噬菌体作为病毒,侵染细菌后利用宿主细胞的核苷酸、氨基酸和能量等来维持自身的生命活动。
11.某昆虫种群存在深色个体(S)和浅色个体(s),在其进化的过程中发生的现象正确的是(　　)
[A] 种群中SS个体的比例上升,则S的基因频率会相应增加
[B] 若深色和浅色两个种群出现生殖隔离,其根本原因是种群的基因库差异太大
[C] 种群中S基因频率逐渐上升是因为深色个体和浅色个体发生了协同进化
[D] 在生态系统稳定后,种群的基因频率就不会改变了
【答案】 B
【解析】 种群中SS个体的比例上升,S的基因频率不一定会相应增加;现代生物进化理论认为,两个种群出现生殖隔离的原因是种群的基因库差异太大,无法进行基因交流;种群中S基因频率逐渐上升是因为深色个体更适应环境,是自然选择的结果;在生态系统稳定后,仍会发生突变和重组,种群的基因频率会改变。
12.(12分)(2025·福州期末)下图为现代生物进化理论的概念图。回答下列问题。
(1)图中①为　　　　　　　　　　　　　　。导致①改变的②中　　　　　　　　　　　　为生物进化提供了原材料,并且在　　　　的作用下,生物朝着一定的方向不断进化。
(2)图中③包括 　 。
(3)达尔文曾预测,在马达加斯加必定生活着一种蛾,它们的喙能够伸到25～28 cm长,从而为具有细长花距的彗星兰传粉。41年后,研究人员找到了这种蛾类昆虫——长喙天蛾,进一步研究发现彗星兰花距越长,长喙天蛾获取花蜜时挤压和摩擦花冠越用力,传粉效率越高。自然界中彗星兰向花距更长的方向进化,长喙天蛾则向口器更长的方向进化,说明协同进化可以发生在　　　　 　　　之间。长喙天蛾种群中细长口器相关基因的基因频率逐渐上升,原因是
　 　 。
【答案】 (每空2分)
(1)种群基因频率定向改变　突变(基因突变和染色体变异)和基因重组　自然选择
(2)遗传(基因)多样性、物种多样性、生态系统多样性
(3)不同物种　与短口器个体相比,细长口器个体更易从彗星兰的细长花距中获得花蜜,有更多的生存和繁殖机会
【解析】 (1)题图中①为进化的实质,即种群基因频率定向改变。②为可遗传的变异和自然选择,其中突变(基因突变和染色体变异)和基因重组为生物进化提供了原材料,在自然选择的作用下,生物朝着一定的方向不断进化。
(2)生物多样性包括遗传(基因)多样性、物种多样性、生态系统多样性。
(3)分析题意可知,彗星兰与长喙天蛾在相互影响中协同进化,说明协同进化可发生在不同物种之间。与短口器个体相比,细长口器个体更易从彗星兰的细长花距中获得花蜜,有更多的生存和繁殖机会,从而使长喙天蛾种群中细长口器相关基因的基因频率逐渐上升。(共39张PPT)
第4节　协同进化与生物多样性的形成
1.概述协同进化的概念和意义。2.概述生物多样性的层次和形成过程。
3.举例说明生物进化理论的发展。
[学习目标]
预习案·自主学习
一、协同进化
1.协同进化的含义: 之间、 之间在相互影响中不断进化和发展。
2.实例
(1)生物与生物之间的协同进化。
不同物种
生物与无机环境
(2)生物与环境之间的协同进化。
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 (进行 呼吸)的;最早的光合生物的出现,使得原始大气中有了氧气,这就为 生物的出现创造了前提条件。
3.结果:通过漫长的协同进化过程,地球上不仅出现了千姿百态的 ,丰富多彩的 ,而且形成了多种多样的 。
厌氧
无氧
好氧
物种
基因库
生态系统
二、生物多样性的形成
1.生物多样性的含义
2.生物进化历程
(1)进化历程。
细菌(包括蓝细菌)
真核生物出现
(2)进化历程中的几个关键点。
①有性生殖方式的出现:生物进化速度明显 。
②寒武纪大爆发:大量的动物构成了生态系统的第三极( ),使生态系统结构更加复杂。
③原始陆生植物和原始两栖类的出现:生物的登陆改变着陆地的环境,陆地上复杂的环境又为生物的进化提供了广阔的舞台。
加快
消费者
三、生物进化理论在发展
1.现代生物进化理论的主要内容
(1)适应是 的结果。
(2) 是生物进化的基本单位。
(3) 提供进化的原材料,自然选择导致种群 的定向改变,进而通过 形成新的物种。
(4)生物进化的过程实际上是 的过程。
(5)生物多样性是 的结果。
自然选择
种群
突变和基因重组
基因频率
生物与生物、生物与无机环境协同进化
隔离
协同进化
2.生物进化理论在发展
(1)中性突变学说:大量的基因突变是 ,决定生物进化方向的是
的逐渐积累,而不是 。
(2)间断平衡学说:物种形成并不都是渐变的过程,而是物种 与
交替出现的过程。
中性的
中性突变
自然选择
长期稳定
迅速形成新种
判断正误
(1)协同进化只发生在生物和生物之间。(　　)
【提示】 协同进化发生于生物与生物之间,以及生物与无机环境之间。
×
(2)捕食者的存在有利于增加物种多样性。(　　)
√
(3)生物多样性的根本原因是物种多样性。(　　)
×
【提示】 生物多样性的根本原因是遗传多样性。
(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三个层次。
(　　)
×
【提示】 生物多样性包括遗传多样性(基因多样性)、物种多样性和生态系统多样性三个层次。
(5)地球上最初的生态系统是只有生产者和分解者的两极生态系统。(　　)
√
探究案·互动探究
任务一　分析协同进化
生物多样性是协同进化的结果,有学者认为协同进化就是“生态的舞台,进化的表演”。回答下列问题。
(1)协同进化是指 之间在相互影响中不断进化和发展。
(2)为研究捕食者在协同进化中的作用,生态学家通过实验发现,适当引入食性广的捕食者后,会使物种的种类数增加,出现该结果的原因是
。
不同物种之间、生物与无机环境
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
(3)据调查得知,蝙蝠有超强的防御能力,能与数千种病毒长期共存,请用协同进化观点分析、推测:现存蝙蝠身上病毒的毒性 (填“较弱”“中等”或“较强”),原因是
。
中等
毒性较弱的病毒会被蝙蝠的免疫系统淘汰,毒性过强的
病毒已经随蝙蝠的死亡而失去了繁殖的机会,只有毒性中等的、繁殖力强的病毒在与蝙蝠长期协同进化过程中保留了下来
「典型例题」
1.在进化过程中,不同物种之间相互影响,下列叙述错误的是(　　)
[A] 任何一个物种都不是单独进化的
[B] 捕食者的存在对被捕食者有害无益
[C] 一种物种的形成或绝灭,会影响到若干其他物种的进化
[D] 寄生关系使寄生者和宿主在生存斗争的过程中协同进化发展
B
【解析】 捕食者的存在对被捕食者并不是有害无益的,捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体,客观上起到了促进种群发展的作用。
2.(2025·郑州期末)某种兰花有细长的花距,花距底部贮存着花蜜,这种兰花的传粉需具有细长口器的蛾在吸食花蜜的过程中完成。下列叙述正确的是(　　)
[A] 口器与花距的相互适应是协同进化的结果
[B] 花距和口器的进化与花距遗传变异无关
[C] 蛾的口器会因吸食花蜜而越变越长
[D] 蛾口器的特征决定兰花花距变异的方向
A
【解析】 遗传变异是生物进化的基础,兰花的花距和蛾的口器的进化与遗传变异息息相关;蛾的口器越来越长是自然选择的结果;变异是不定向的,蛾的口器对兰花花距进行了选择,但不能决定兰花花距变异的方向。
任务二　分析生物多样性的形成
阅读教材P120～124,结合“图6-13生物进化的历程示意图”分析生物进化的历程。回答下列问题。
(1)最早出现的是哪一种生物 它们生活在什么环境中 这一时期的生态系统的成分是怎样的
【提示】 古细菌。它们生活在海洋中。这一时期的生态系统是只有生产者和分解者的两极生态系统。
(2)原始多细胞生物生活在什么环境中 这一时期生态系统的特点是怎样的
【提示】 生活在海洋中。由于有大量的动物构成了生态系统的第三极——消费者,使生态系统具有更加复杂的结构。
(3)生物多样性产生的直接原因和根本原因分别是什么 运用进化论观点分析生物多样性形成的原因。
【提示】 生物多样性产生的直接原因是蛋白质多样性,根本原因是基因(遗传)多样性。生物多样性的形成是多种多样的环境对生物不定向的变异进行定向选择的结果。
(4)基因多样性、物种多样性及生态系统多样性三者之间的关系是怎样的
【提示】 基因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会影响基因多样性。
「核心归纳」
1.生物多样性的关系及原因分析
2.生物多样性的进化历程
项目 进化历程 意义
细胞数目 单细胞→多细胞 为功能复杂化提供结构基础
细胞结构 原核细胞→真核细胞 结构和功能更加完善
代谢类型 厌氧型→需氧型 能量供应更加充足
生殖 方式 无性生殖→有性生殖 实现基因重组,增强了变异的多样性,明显加快进化的速度
生态 系统 成分 两极生态系统(生产者、分解者)→三极生态系统(生产者、消费者、分解者) ①光合自养生物的出现改变了原始大气成分,为需氧型生物的出现创造了条件;
②消费者的出现使生态系统结构更加复杂,对植物进化更加有利
生活 环境 海洋→陆地 陆地复杂的环境为生物进化提供了广阔的舞台
「典型例题」
3.(2025·盐城期末)生物多样性的形成经历了漫长的进化历程,下列不属于生物多样性层次的是(　　)
[A] 物种多样性 [B] 种群多样性
[C] 生态系统多样性 [D] 遗传多样性
B
【解析】 生物多样性包括:基因多样性(遗传多样性)、物种多样性和生态系统多样性。种群多样性不属于生物多样性层次。
4.生物进化论是生物学中重要的基础理论,下列叙述最不合理的是(　　)
[A] 有性生殖是在无性生殖的基础上进化而来的
[B] 有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上进化而来的
[C] 真核细胞是在原核细胞的基础上进化而来的
[D] 原核细胞是由结构更简单的病毒进化而来的
D
【解析】 早期的生物无性别分化,逐渐进化后出现性别分化,在无性生殖的基础上出现有性生殖;地球早期处于无氧状态,生物都进行无氧呼吸,出现氧气后才出现有氧呼吸;生物的进化是由简单到复杂,真核细胞功能和机制复杂,而原核细胞简单,因此真核细胞是由原核细胞进化而来的;病毒没有细胞结构,必须依赖活细胞才能生存繁殖,故原核细胞不是由病毒进化而来的。
思维导图
随堂检测
1.(2025·芜湖期末)协同进化就是“生态的舞台,进化的表演”,下列有关协同进化的说法错误的是(　　)
[A] 地球通过漫长的协同进化过程,形成了多种多样的生态系统
[B] 协同进化发生在同种生物之间以及生物与无机环境之间
[C] 猎豹捕食羚羊的过程中实现了二者的协同进化
[D] 适应是自然选择的结果,生物多样性是协同进化的结果
B
【解析】 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。
2.下列不属于协同进化实例的是(　　)
[A] 光合生物的出现与好氧生物的出现
[B] 英国曼彻斯特地区树干的颜色与桦尺蛾的体色变化
[C] 虫媒花的构造与传粉昆虫口器的形态相适应
[D] 草原上的狼的绝灭与鹿的数量激增
D
【解析】 光合生物的出现使得原始大气中有了氧气,为好氧生物的出现创造了条件,属于生物与无机环境之间的协同进化;英国曼彻斯特地区树干的颜色与桦尺蛾的体色变化,属于生物与无机环境之间的协同进化;虫媒花的构造与传粉昆虫口器的形态相适应,属于不同物种之间的协同进化;草原上的狼的绝灭引起鹿的数量激增,不能体现协同进化。
3.(2025·临沂期末)有关生物进化与生物多样性形成的叙述,错误的是(　　)
[A] 长期使用抗生素使病原体产生适应性变异
[B] 协同进化是生物多样性形成的重要条件
[C] 有性生殖的出现,使生物进化的速度明显加快
[D] 现代生物进化理论认为突变和基因重组产生进化的原材料
A
【解析】 抗生素对病原体起选择作用,而不是使病原体产生适应性变异。
4.(2025·遵义期末)下列有关现代生物进化理论的叙述,错误的是(　　)
[A] 自然选择决定生物进化的方向
[B] 自然选择导致有利变异不断积累
[C] 捕食关系的存在有利于物种间的协同进化
[D] 种群间不能进行基因交流意味着新物种形成
D
【解析】 种群间不能进行基因交流并不一定会形成新物种,比如种群间存在地理隔离,但并不存在生殖隔离。
5.(2025·合肥期末)某植物叶片含有对昆虫有毒的香豆素,经紫外线照射后香豆素毒性显著增强。乌凤蝶可以将香豆素降解,消除其毒性。织叶蛾能将叶片卷起,取食内部叶片,不会受到毒害。下列叙述错误的是(　　)
[A] 乌凤蝶进化形成香豆素降解体系,是香豆素对其定向选择的结果
[B] 影响乌凤蝶对香豆素降解能力的基因突变具有不定向性
[C] 为防止取食含有强毒素的部分,织叶蛾采用卷起叶片再摄食的策略
[D] 植物的香豆素防御体系和昆虫的避免被毒杀策略是协同进化的结果
C
【解析】 乌凤蝶中存在对香豆素降解能力强和降解能力弱的个体,香豆素可对降解能力强的个体选择并保存下来,故乌凤蝶进化形成香豆素降解体系,是香豆素对其定向选择的结果;基因突变是不定向的,自然选择是定向的;经紫外线照射后香豆素毒性显著增强,织叶蛾将叶片卷起可避免取食毒性增强的香豆素,该行为是香豆素对其进行选择的结果,而非织叶蛾主动适应环境的结果;任何一个物种都不是单独进化的,因此植物的香豆素防御体系和昆虫的避免被毒杀策略是协同进化的结果。
联系实际 迁移应用
适应辐射现象表现为由一个祖先物种进化产生各种各样不同的新物种,从而适应不同环境,形成一个同源的辐射状的进化系统,如图1所示。通常适应辐射可以分为3种基本类型:Ⅰ.环境性适应,指物种能够在不断变化的环境中生存,并分化出不同物种;Ⅱ.普遍性适应,指物种形成了一种全新的特性或能力来适应新环境;Ⅲ.群岛化适应,指生物类群迁入一系列相互隔离的生态系统中(如岛屿和山地),进而发生快速适应性进化。
(1)由以上材料可以分析出适应辐射是什么的结果
【提示】 (长期)自然选择的结果。
(2)达尔文在加拉帕戈斯群岛发现的13种地雀就是适应辐射的产物,属于适应辐射中的哪种类型 这13种地雀的存在体现了生物的哪种多样性
【提示】 群岛化适应(Ⅲ)。体现了生物的物种多样性。
(3)为了探索鼠尾草属部分植物的适应辐射机制,科研小组对传粉者熊蜂的体长与鼠尾草花冠长度的关系进行研究,统计结果如图2所示。熊蜂的体长与鼠尾草花冠长度呈什么关系 这一结果与传统上“长口器吸食长花冠内的花蜜”的进化模式相悖,分析该现象产生的原因。
【提示】 负相关。可能是当体长大的熊蜂访问花冠长的花时,因受花冠口限制而无法完全进入花冠内吸食花蜜,影响传粉。第4节　协同进化与生物多样性的形成
[学习目标]　1.概述协同进化的概念和意义。2.概述生物多样性的层次和形成过程。3.举例说明生物进化理论的发展。
一、协同进化
1.协同进化的含义: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
(1)生物与生物之间的协同进化。
(2)生物与环境之间的协同进化。
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(进行无氧呼吸)的;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。
3.结果: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态系统。
二、生物多样性的形成
1.生物多样性的含义
2.生物进化历程
(1)进化历程。
(2)进化历程中的几个关键点。
①有性生殖方式的出现:生物进化速度明显加快。
②寒武纪大爆发:大量的动物构成了生态系统的第三极(消费者),使生态系统结构更加复杂。
③原始陆生植物和原始两栖类的出现:生物的登陆改变着陆地的环境,陆地上复杂的环境又为生物的进化提供了广阔的舞台。
三、生物进化理论在发展
1.现代生物进化理论的主要内容
(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上是生物与生物、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。
2.生物进化理论在发展
(1)中性突变学说:大量的基因突变是中性的,决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累,而不是自然选择。
(2)间断平衡学说:物种形成并不都是渐变的过程,而是物种长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。
判断正误
(1)协同进化只发生在生物和生物之间。(　　)
【答案】 ×
【提示】 协同进化发生于生物与生物之间,以及生物与无机环境之间。
(2)捕食者的存在有利于增加物种多样性。(　　)
【答案】 √
(3)生物多样性的根本原因是物种多样性。(　　)
【答案】 ×
【提示】 生物多样性的根本原因是遗传多样性。
(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三个层次。(　　)
【答案】 ×
【提示】 生物多样性包括遗传多样性(基因多样性)、物种多样性和生态系统多样性三个
层次。
(5)地球上最初的生态系统是只有生产者和分解者的两极生态系统。(　　)
【答案】 √
任务一　分析协同进化
　　生物多样性是协同进化的结果,有学者认为协同进化就是“生态的舞台,进化的表演”。回答下列问题。
(1)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。
(2)为研究捕食者在协同进化中的作用,生态学家通过实验发现,适当引入食性广的捕食者后,会使物种的种类数增加,出现该结果的原因是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。
(3)据调查得知,蝙蝠有超强的防御能力,能与数千种病毒长期共存,请用协同进化观点分析、推测:现存蝙蝠身上病毒的毒性中等(填“较弱”“中等”或“较强”),原因是毒性较弱的病毒会被蝙蝠的免疫系统淘汰,毒性过强的病毒已经随蝙蝠的死亡而失去了繁殖的机会,只有毒性中等的、繁殖力强的病毒在与蝙蝠长期协同进化过程中保留了下来。
典型例题
1.在进化过程中,不同物种之间相互影响,下列叙述错误的是(　　)
[A] 任何一个物种都不是单独进化的
[B] 捕食者的存在对被捕食者有害无益
[C] 一种物种的形成或绝灭,会影响到若干其他物种的进化
[D] 寄生关系使寄生者和宿主在生存斗争的过程中协同进化发展
【答案】 B
【解析】 捕食者的存在对被捕食者并不是有害无益的,捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体,客观上起到了促进种群发展的作用。
2.(2025·郑州期末)某种兰花有细长的花距,花距底部贮存着花蜜,这种兰花的传粉需具有细长口器的蛾在吸食花蜜的过程中完成。下列叙述正确的是(　　)
[A] 口器与花距的相互适应是协同进化的结果
[B] 花距和口器的进化与花距遗传变异无关
[C] 蛾的口器会因吸食花蜜而越变越长
[D] 蛾口器的特征决定兰花花距变异的方向
【答案】 A
【解析】 遗传变异是生物进化的基础,兰花的花距和蛾的口器的进化与遗传变异息息相关;蛾的口器越来越长是自然选择的结果;变异是不定向的,蛾的口器对兰花花距进行了选择,但不能决定兰花花距变异的方向。
任务二　分析生物多样性的形成
　　阅读教材P120～124,结合“图6-13生物进化的历程示意图”分析生物进化的历程。回答下列问题。
(1)最早出现的是哪一种生物 它们生活在什么环境中 这一时期的生态系统的成分是怎样的
【提示】 古细菌。它们生活在海洋中。这一时期的生态系统是只有生产者和分解者的两极生态系统。
(2)原始多细胞生物生活在什么环境中 这一时期生态系统的特点是怎样的
【提示】 生活在海洋中。由于有大量的动物构成了生态系统的第三极——消费者,使生态系统具有更加复杂的结构。
(3)生物多样性产生的直接原因和根本原因分别是什么 运用进化论观点分析生物多样性形成的原因。
【提示】 生物多样性产生的直接原因是蛋白质多样性,根本原因是基因(遗传)多样性。生物多样性的形成是多种多样的环境对生物不定向的变异进行定向选择的结果。
(4)基因多样性、物种多样性及生态系统多样性三者之间的关系是怎样的
【提示】 基因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会影响基因多样性。
核心归纳
1.生物多样性的关系及原因分析
2.生物多样性的进化历程
项目 进化历程 意义
细胞 数目 单细胞→多细胞 为功能复杂化提供结构基础
细胞 结构 原核细胞→真核细胞 结构和功能更加完善
代谢 类型 厌氧型→需氧型 能量供应更加充足
生殖 方式 无性生殖→有性生殖 实现基因重组,增强了变异的多样性,明显加快进化的速度
生态 系统 成分 两极生态系统(生产者、分解者)→三极生态系统(生产者、消费者、分解者) ①光合自养生物的出现改变了原始大气成分,为需氧型生物的出现创造了条件; ②消费者的出现使生态系统结构更加复杂,对植物进化更加有利
生活 环境 海洋→陆地 陆地复杂的环境为生物进化提供了广阔的舞台
典型例题
3.(2025·盐城期末)生物多样性的形成经历了漫长的进化历程,下列不属于生物多样性层次的是(　　)
[A] 物种多样性 [B] 种群多样性
[C] 生态系统多样性 [D] 遗传多样性
【答案】 B
【解析】 生物多样性包括:基因多样性(遗传多样性)、物种多样性和生态系统多样性。种群多样性不属于生物多样性层次。
4.生物进化论是生物学中重要的基础理论,下列叙述最不合理的是(　　)
[A] 有性生殖是在无性生殖的基础上进化而来的
[B] 有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上进化而来的
[C] 真核细胞是在原核细胞的基础上进化而来的
[D] 原核细胞是由结构更简单的病毒进化而来的
【答案】 D
【解析】 早期的生物无性别分化,逐渐进化后出现性别分化,在无性生殖的基础上出现有性生殖;地球早期处于无氧状态,生物都进行无氧呼吸,出现氧气后才出现有氧呼吸;生物的进化是由简单到复杂,真核细胞功能和机制复杂,而原核细胞简单,因此真核细胞是由原核细胞进化而来的;病毒没有细胞结构,必须依赖活细胞才能生存繁殖,故原核细胞不是由病毒进化而
来的。
随堂检测
1.(2025·芜湖期末)协同进化就是“生态的舞台,进化的表演”,下列有关协同进化的说法错误的是(　　)
[A] 地球通过漫长的协同进化过程,形成了多种多样的生态系统
[B] 协同进化发生在同种生物之间以及生物与无机环境之间
[C] 猎豹捕食羚羊的过程中实现了二者的协同进化
[D] 适应是自然选择的结果,生物多样性是协同进化的结果
【答案】 B
【解析】 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。
2.下列不属于协同进化实例的是(　　)
[A] 光合生物的出现与好氧生物的出现
[B] 英国曼彻斯特地区树干的颜色与桦尺蛾的体色变化
[C] 虫媒花的构造与传粉昆虫口器的形态相适应
[D] 草原上的狼的绝灭与鹿的数量激增
【答案】 D
【解析】 光合生物的出现使得原始大气中有了氧气,为好氧生物的出现创造了条件,属于生物与无机环境之间的协同进化;英国曼彻斯特地区树干的颜色与桦尺蛾的体色变化,属于生物与无机环境之间的协同进化;虫媒花的构造与传粉昆虫口器的形态相适应,属于不同物种之间的协同进化;草原上的狼的绝灭引起鹿的数量激增,不能体现协同进化。
3.(2025·临沂期末)有关生物进化与生物多样性形成的叙述,错误的是(　　)
[A] 长期使用抗生素使病原体产生适应性变异
[B] 协同进化是生物多样性形成的重要条件
[C] 有性生殖的出现,使生物进化的速度明显加快
[D] 现代生物进化理论认为突变和基因重组产生进化的原材料
【答案】 A
【解析】 抗生素对病原体起选择作用,而不是使病原体产生适应性变异。
4.(2025·遵义期末)下列有关现代生物进化理论的叙述,错误的是(　　)
[A] 自然选择决定生物进化的方向
[B] 自然选择导致有利变异不断积累
[C] 捕食关系的存在有利于物种间的协同进化
[D] 种群间不能进行基因交流意味着新物种形成
【答案】 D
【解析】 种群间不能进行基因交流并不一定会形成新物种,比如种群间存在地理隔离,但并不存在生殖隔离。
5.(2025·合肥期末)某植物叶片含有对昆虫有毒的香豆素,经紫外线照射后香豆素毒性显著增强。乌凤蝶可以将香豆素降解,消除其毒性。织叶蛾能将叶片卷起,取食内部叶片,不会受到毒害。下列叙述错误的是(　　)
[A] 乌凤蝶进化形成香豆素降解体系,是香豆素对其定向选择的结果
[B] 影响乌凤蝶对香豆素降解能力的基因突变具有不定向性
[C] 为防止取食含有强毒素的部分,织叶蛾采用卷起叶片再摄食的策略
[D] 植物的香豆素防御体系和昆虫的避免被毒杀策略是协同进化的结果
【答案】 C
【解析】 乌凤蝶中存在对香豆素降解能力强和降解能力弱的个体,香豆素可对降解能力强的个体选择并保存下来,故乌凤蝶进化形成香豆素降解体系,是香豆素对其定向选择的结果;基因突变是不定向的,自然选择是定向的;经紫外线照射后香豆素毒性显著增强,织叶蛾将叶片卷起可避免取食毒性增强的香豆素,该行为是香豆素对其进行选择的结果,而非织叶蛾主动适应环境的结果;任何一个物种都不是单独进化的,因此植物的香豆素防御体系和昆虫的避免被毒杀策略是协同进化的结果。
　　适应辐射现象表现为由一个祖先物种进化产生各种各样不同的新物种,从而适应不同环境,形成一个同源的辐射状的进化系统,如图1所示。通常适应辐射可以分为3种基本类型:Ⅰ.环境性适应,指物种能够在不断变化的环境中生存,并分化出不同物种;Ⅱ.普遍性适应,指物种形成了一种全新的特性或能力来适应新环境;Ⅲ.群岛化适应,指生物类群迁入一系列相互隔离的生态系统中(如岛屿和山地),进而发生快速适应性进化。
(1)由以上材料可以分析出适应辐射是什么的结果
【提示】 (长期)自然选择的结果。
　　(2)达尔文在加拉帕戈斯群岛发现的13种地雀就是适应辐射的产物,属于适应辐射中的哪种类型 这13种地雀的存在体现了生物的哪种多样性
【提示】 群岛化适应(Ⅲ)。体现了生物的物种多样性。
　　(3)为了探索鼠尾草属部分植物的适应辐射机制,科研小组对传粉者熊蜂的体长与鼠尾草花冠长度的关系进行研究,统计结果如图2所示。熊蜂的体长与鼠尾草花冠长度呈什么关系 这一结果与传统上“长口器吸食长花冠内的花蜜”的进化模式相悖,分析该现象产生的原因。
【提示】 负相关。可能是当体长大的熊蜂访问花冠长的花时,因受花冠口限制而无法完全进入花冠内吸食花蜜,影响传粉。
课时作业
(时间:30分钟　分值:57分)
第1～7题每题3分,第8～11题每题6分,共计45分。
基础对点练
知识点1　协同进化
1.根据现代生物进化理论,下列关于协同进化的叙述错误的是(　　)
[A] 不同物种之间、生物与无机环境之间都存在协同进化,从而导致生物多样性的形成
[B] 在自然选择过程中,黑色桦尺蛾与浅色桦尺蛾之间表现为协同进化
[C] 非洲野牛与狮子之间可通过捕食等实现协同进化
[D] 光合生物产生了氧气,而氧气也为好氧生物的出现创造了条件,这属于生物与环境之间的协同进化
【答案】 B
【解析】 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。黑色桦尺蛾与浅色桦尺蛾为同一物种,二者之间不存在协同进化。
2.丝兰的唯一传粉者是丝兰蛾。丝兰蛾将卵产在丝兰的子房内,产卵结束后主动帮助丝兰传粉,孵化出的幼虫会取食少量丝兰种子。如果丝兰蛾产卵过多,这朵花就会败育,幼虫也会因缺乏食物而死亡。下列相关叙述错误的是(　　)
[A] 突变和基因重组为丝兰蛾的进化提供了原材料
[B] 丝兰蛾的产卵量与丝兰对其选择作用密切相关
[C] 可预测,若干年后,丝兰蛾的产卵量会越来越少
[D] 丝兰和丝兰蛾种间关系的形成是协同进化的结果
【答案】 C
【解析】 自然选择会淘汰产卵过多和过少的个体,可预测,若干年后,丝兰蛾的产卵量会稳定在适量范围内。
3.(2025·成都期末)美国白蛾是外来入侵物种,其对果树等农作物造成了严重的危害。科学家利用某病毒防治该害虫,防治结果如下图所示。下列有关分析错误的是(　　)
[A] a→b年间,美国白蛾能适应入侵地的环境
[B] c年时,美国白蛾种群的基因库与b年时的相同
[C] 该病毒对美国白蛾种群的抗性具有选择作用
[D] 美国白蛾和该病毒与当地物种相互适应、协同进化
【答案】 B
【解析】 a→b年间,美国白蛾的种群数量增长较快,说明其能适应入侵地的环境;由于病毒对美国白蛾的选择作用,c年时,美国白蛾种群的基因库与b年时的可能不同;引入病毒后,一段时间内美国白蛾种群数量逐渐下降,只有对病毒有抗性的个体能够生存,说明该病毒对美国白蛾种群的抗性具有选择作用;c年后,美国白蛾种群数量增长,说明美国白蛾和该病毒与当地物种间发生了协同进化。
知识点2　生物多样性的形成
4.下列关于生物进化与生物多样性的叙述,正确的是(　　)
[A] 浅色桦尺蛾与黑色桦尺蛾同时存在体现了遗传多样性
[B] 豌豆是严格自花传粉的植物,种群内个体之间存在生殖隔离
[C] 生物多样性的形成是不同物种之间协同进化的结果
[D] 种群基因型频率的改变是生物进化的实质,但不是物种形成的必要条件
【答案】 A
【解析】 浅色桦尺蛾与黑色桦尺蛾属于同种生物,它们同时存在体现了遗传多样性(基因多样性);严格自花传粉的豌豆种群内个体属于同种生物,它们不存在生殖隔离;生物多样性的形成是不同物种之间、生物和无机环境之间协同进化的结果;生物进化的实质是种群基因频率的改变,隔离是物种形成的必要条件。
5.地球上已有的生物约200万种,其中只进行无性生殖的原始种类仅占1%～2%,而进行有性生殖的种类占绝对优势。下列关于这一事实的叙述,错误的是(　　)
[A] 有性生殖提高了物种的变异性
[B] 有性生殖大大加快了生物进化的步伐
[C] 有性生殖出现在真核细胞起源之前
[D] 有性生殖形成合子,丰富了子代的遗传信息
【答案】 C
【解析】 有性生殖出现在真核细胞起源之后。
知识点3　生物进化理论在发展
6.现代生物进化理论是在达尔文自然选择学说的基础上发展起来的。现代生物进化理论的观点对自然选择学说的完善和发展表现在(　　)
①突变和基因重组提供进化的原材料　②种群是生物进化的基本单位　③自然选择是通过生存斗争实现的　④生物进化的实质是种群基因频率的改变　⑤隔离导致物种的形成　⑥自然选择决定生物进化的方向
[A] ①②④⑤ [B] ②③④⑤⑥
[C] ①②③④⑤ [D] ①②③⑤
【答案】 A
【解析】 ③和⑥是自然选择学说本来就有的内容,①②④⑤是现代生物进化理论的观点,是对自然选择学说的完善和发展。
7.下列叙述中,不符合中性突变学说的是(　　)
[A] 基因突变大多数是中性的,自然选择对它们不起作用
[B] 中性突变被随机地固定,日积月累、积少成多
[C] 生物性状的改变大多数是中性的,无利也无害
[D] 种群间遗传物质出现较大差别是中性突变积累的结果
【答案】 C
【解析】 中性突变学说认为生物基因的突变大多数是中性的,无利也无害,并不是生物性状的改变是中性的。
综合提升练
8.(2025·武汉期末)蚂蚁和蚜虫之间具有悠久的共同演化史,蚜虫会分泌一种甜蜜的汁液吸引蚂蚁,供蚂蚁取食,而蚂蚁则会保护蚜虫,防止蚜虫被其他昆虫捕获。下列叙述错误的是(　　)
[A] 蚂蚁和蚜虫之间的共同演化属于协同进化
[B] 蚂蚁和蚜虫之间的进化符合自然选择学说
[C] 说明生物多样性的形成有生物与生物的相互作用
[D] 二者之间的共同演化体现个体水平上的协同进化
【答案】 D
【解析】 二者之间的共同演化体现了种群水平上的协同进化。
9.(2025·邢台期末)为研究捕食者在协同进化中的作用,生态学家通过实验获得了如下表所示的数据。下列有关分析错误的是(　　)
项目 引入捕食 者之前 适当引入捕食者 10年之后
生物有机物的量/(kJ·hm-2·a-1) 15 108 14 829
物种的种类数 425 451
[A] 协同进化只发生在生物与生物之间
[B] 实验数据的变化可以用“收割理论”来解释
[C] 实验数据表明,适当引入捕食者对生物有机物的量影响不大
[D] 实验数据表明,适当引入捕食者有利于增加物种多样性
【答案】 A
【解析】 协同进化可以发生在不同物种之间,也可以发生在生物与无机环境之间。
10.(2024·湖南卷)我国科学家成功用噬菌体治疗方法治愈了耐药性细菌引起的顽固性尿路感染。下列叙述错误的是(　　)
[A] 运用噬菌体治疗时,噬菌体特异性侵染病原菌
[B] 宿主菌经噬菌体侵染后,基因定向突变的概率变大
[C] 噬菌体和细菌在自然界长期的生存斗争中协同进化
[D] 噬菌体繁殖消耗宿主菌的核苷酸、氨基酸和能量等
【答案】 B
【解析】 噬菌体是一种特异性侵染细菌的病毒,运用噬菌体治疗时,噬菌体特异性侵染病原菌;基因突变具有不定向性;噬菌体和细菌在自然界长期的生存斗争中协同进化;噬菌体作为病毒,侵染细菌后利用宿主细胞的核苷酸、氨基酸和能量等来维持自身的生命活动。
11.某昆虫种群存在深色个体(S)和浅色个体(s),在其进化的过程中发生的现象正确的是(　　)
[A] 种群中SS个体的比例上升,则S的基因频率会相应增加
[B] 若深色和浅色两个种群出现生殖隔离,其根本原因是种群的基因库差异太大
[C] 种群中S基因频率逐渐上升是因为深色个体和浅色个体发生了协同进化
[D] 在生态系统稳定后,种群的基因频率就不会改变了
【答案】 B
【解析】 种群中SS个体的比例上升,S的基因频率不一定会相应增加;现代生物进化理论认为,两个种群出现生殖隔离的原因是种群的基因库差异太大,无法进行基因交流;种群中S基因频率逐渐上升是因为深色个体更适应环境,是自然选择的结果;在生态系统稳定后,仍会发生突变和重组,种群的基因频率会改变。
12.(12分)(2025·福州期末)下图为现代生物进化理论的概念图。回答下列问题。
(1)图中①为　　　　　　　　　　　　　　。导致①改变的②中　　　　　　　　　　　　为生物进化提供了原材料,并且在　　　　的作用下,生物朝着一定的方向不断进化。
(2)图中③包括 　 。
(3)达尔文曾预测,在马达加斯加必定生活着一种蛾,它们的喙能够伸到25～28 cm长,从而为具有细长花距的彗星兰传粉。41年后,研究人员找到了这种蛾类昆虫——长喙天蛾,进一步研究发现彗星兰花距越长,长喙天蛾获取花蜜时挤压和摩擦花冠越用力,传粉效率越高。自然界中彗星兰向花距更长的方向进化,长喙天蛾则向口器更长的方向进化,说明协同进化可以发生在　　　　 　　　之间。长喙天蛾种群中细长口器相关基因的基因频率逐渐上升,原因是
　 　 。
【答案】 (每空2分)
(1)种群基因频率定向改变　突变(基因突变和染色体变异)和基因重组　自然选择
(2)遗传(基因)多样性、物种多样性、生态系统多样性
(3)不同物种　与短口器个体相比,细长口器个体更易从彗星兰的细长花距中获得花蜜,有更多的生存和繁殖机会
【解析】 (1)题图中①为进化的实质,即种群基因频率定向改变。②为可遗传的变异和自然选择,其中突变(基因突变和染色体变异)和基因重组为生物进化提供了原材料,在自然选择的作用下,生物朝着一定的方向不断进化。
(2)生物多样性包括遗传(基因)多样性、物种多样性、生态系统多样性。
(3)分析题意可知,彗星兰与长喙天蛾在相互影响中协同进化,说明协同进化可发生在不同物种之间。与短口器个体相比,细长口器个体更易从彗星兰的细长花距中获得花蜜,有更多的生存和繁殖机会,从而使长喙天蛾种群中细长口器相关基因的基因频率逐渐上升。

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