高中生物必修二优质学案：7.2.2 隔离与物种的形成 共同进化与生物多样性的形成

第2课时 隔离与物种的形成 共同进化与
生物多样性的形成 学习目标导引
核心素养对接
关键术语
1.掌握隔离的概念和隔离在生物进化过程中的作用；
2.举例说明共同进化和生物多样性形成的原因。

1.生命观念——形成生物进化的观
点和生物进化理论在发展的观念；
认同共同进化是普遍存在的； 2.科学思维——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。

物种隔离 生物多样性
|预知概念|
一、隔离与物种
1.物种的概念 能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物。

2.隔离
（1）概念：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。

（2）常见类型 项目
类型
发生范围 结果 生殖隔离
不同物种间 ①不能相互交配 ②即使交配成功，也不能产生可育的后代 地理隔离 同一种生物
使种群间不能发生基因交流 二、隔离在物种形成中的作用
以加拉帕戈斯群岛上地雀的进化为例，同一种地雀，从南美洲大陆迁来后，分布到不同的岛屿上，通过地理隔离，从而逐渐产生生殖隔离。

1.内因⎩⎨⎧不同种群出现不同的突变和基因重组不同种群间不发生基因交流
2.外因⎩⎨⎧食物和栖息条件互不相同自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用不同
3.结果 基因库形成明显的差异，并逐步出现生殖隔离，从而形成不同种的地雀。

4.结论 隔离是形成新物种的必要条件。

三、共同进化与生物多样性的形成
1.共同进化
2.生物多样性的形成
（1）生物多样性的三个层次
（2）形成过程：
3.生物进化理论在发展
主要出现的生物进化理论中影响最广泛和最深远的是以自然选择学说为核心的现代生物进化理论。

|过程评价|
1.马和驴可以交配产生后代，所以马和驴是同一个物种（ ）
2.不同种群间的个体在自然条件下基因不能自由交流的现象叫做隔离（ ）
3.不同物种形成的种群间存在生殖隔离（ ）
4.同一物种在不同环境条件下基因频率发生不同方向的变化，且只要基因频率发生定向的改变就意味着产生了新的物种（）
5.共同进化只能发生在生物与生物之间（）
6.生物多样性有基因多样性、物种多样性和生态系统多样性（）
答案 1.× 2.√ 3.√ 4.× 5.× 6.√
|联想·质疑|
★马和驴虽能交配产生后代骡子，但骡子不育，所以马和驴不属于同一物种
★物种的形成过程
★豹与鹿的共同进化：豹的奔跑速度越快越有利于捕到鹿；鹿的奔跑速度越快越有利于避免被捕食。

捕食者与被捕食者间共同进化
★共同进化
科学探究1隔离与物种的形成
1.马和驴虽然可以交配产生后代，但马和驴并不是一个物种，为什么？
提示因为它们交配产生的后代（骡子）是不可育的。

2.如图表示骤变式物种形成方式。

（1）请完善该图。

（2）这种物种形成方式的原理是什么？
提示主要是通过染色体变异的方式形成新物种，一旦出现可以很快形成生殖隔离。

【探究应用】
1.如图所示为种群与物种的关系图解，关于它们的叙述错误的是（）
A.从图中可以看出，一个物种可以有很多种群，这些种群间只是因为地理隔离，阻碍了基因交流
B.若物种2是由物种1形成的，则物种1一定发生了基因频率的改变
C.由物种1形成物种2的必要条件是地理隔离
D.若种群1与种群2的基因频率都发生了改变，则这两个种群都在进化
解析种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变。

隔离是新物种形成的必要条件，新物种的形成通常要经过长期的地理隔离而达到生殖隔离，但并不是所有新物种的形成都需要经过地理隔离，故选C。

答案 C
突变和基因重组、自然选择、隔离是物种形成的三个环节，长期的地理隔离产生生殖隔离是物种形成的一般方式，但是有时候长期地理隔离没有产生生殖隔离，也就没有形成新物种，而有时候不经过地理隔离也能产生生殖隔离。

2.如图为某哺乳动物种群因河道改变而发生的变化，下列与之相关的说法正确的是（）
A.河道的改变使同一种群的生物变成了不同的物种
B.河道的改变使两个种群失去了基因交流的机会
C.B种群和C种群基因频率的不同仅与环境的变化有关
D.地理隔离必然导致生殖隔离，生殖隔离必然源于地理隔离
解析河道的改变使一个种群被分割成两部分，从而形成两个种群，这两个种群
因河流的阻隔，形成地理隔离，失去了基因交流的机会，但是并没有证据说明B、C两种群的生物成为了两个物种，故A错误、B正确；种群基因频率的差异与环境的选择作用有关，还与基因的突变有关，C错误；长期的地理隔离有可能导致生殖隔离，但是生殖隔离未必就一定源自地理隔离，D错误。

答案 B
科学探究2共同进化
图1表示某种兰花与某种蛾的共同进化实例，图2表示斑马和猎豹间共同进化的实例。

请据图回答下列问题：
（1）兰花与蛾相互之间存在怎样的利益关系？二者如果不再发生共同进化，对于兰花来说可能会出现怎样的结局？
提示兰花为蛾提供食物，蛾为兰花传粉。

如果没有蛾对兰花进行传粉，则兰花不可能存在。

（2）从自然选择的角度解释，斑马和猎豹通过共同进化，为什么都保留了肌肉发达、行动敏捷的个体？
提示肌肉发达、行动敏捷，有利于斑马逃避猎豹的追捕，否则就会被环境所淘汰。

猎豹也只有肌肉发达、行动敏捷的个体才能追捕到斑马作为食物，否则就会被饿死。

（3）共同进化除了图中所示的类型外，还有哪种类型？请举一实例说明。

提示生物与无机环境间也存在共同进化，例如地球最初没有氧气，所以只能有厌氧型生物，后来出现了能进行光合作用的生物，使得空气中出现了氧气，进而
又出现了好氧型生物。

共同进化的范围及对无机环境的影响
（1）范围：①生物与生物之间的共同进化。

生物与生物之间的共同进化仅发生在不同物种之间，同种生物不存在共同进化；②生物与无机环境间的共同进化，即生物能够适应一定的环境，也能影响环境。

（2）对无机环境的影响：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。

【探究应用】
1.狼和鹿是捕食者和被捕食者的关系，从进化的角度分析下列说法，错误的是（）
A.狼在客观上起着促进鹿发展的作用
B.狼的存在有利于增加物种多样性
C.鹿奔跑速度的加快可加速狼的进化
D.鹿的进化速度比狼的进化速度快
解析任何一个物种都不是单独进化的，不同物种之间在相互影响中共同进化和发展。

狼和鹿互为对方的生物环境，互相进行选择。

相互选择的结果使双方都朝着快速奔跑的方向进化，它们的进化速度是相当的，不能说谁快谁慢。

答案 D
2.世界自然基金会发表报告指出，1998～2008年这10年间，在新几内亚岛上发现了1 060种新物种，其中有12种为哺乳动物，如居住在火山里的羊毛鼠、惹人喜爱的扁鳍海豚等。

下列关于共同进化与生物多样性形成的叙述中，正确的是（）
A.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
B.生物多样性的形成过程也就是新的物种不断形成的过程
C.一个物种的形成或灭绝会影响到其他若干物种的进化
D.不同物种之间在相互影响中不断进化和发展，这就是共同进化
解析物种之间的共同进化也可能是种间互助，如兰花与专门给它传粉的蛾，A 错误；新物种不断形成是生物多样性形成的基础，B错误；一个物种的形成与灭绝会影响到与之相关的其他若干物种，C正确；共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不断进化和发展，D错误。

答案 C
知识脉络要点晨背
1.物种指的是能够在自然状态下相互交
配且能产生可育后代的一群生物。

2.隔离指的是不同种群间的个体，在自
然条件下基因不能自由交流的现象，分
为地理隔离和生殖隔离。

3.隔离是物种形成的必要条件，不同种
群间如果存在生殖隔离才是不同的物
种。

4.共同进化发生于不同物种之间或生物
与无机环境之间。

5.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。

1.下列能形成新物种的是（）
A.二倍体的西瓜经秋水仙素处理成为四倍体西瓜
B.桦尺蠖体色的基因频率由s（灰色）95%变为S（黑色）95%
C.马与驴交配产生了骡子
D.克隆多利羊
解析判断是否形成新物种的标志是新形成的种与原来种间是否存在生殖隔离，若存在生殖隔离，说明已形成了新物种，否则还没有形成新物种。

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物种。

四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交产生的三倍体西瓜高度不育，说明二者存在生殖隔离，则四倍体西瓜是一个新物种，A符合题意；基因频率发生了改变，说明生物进化了，但并未突破种的界限，仍属于同一物种，B不符合题意；马与驴交配产生了骡子，但骡子不育，没
有形成新物种，C不符合题意；多利羊是无性生殖产生的，其遗传组成基本不变，仍属于原来的物种，D不符合题意。

答案 A
2.经地震形成的海洋中有大小相似的甲、乙两个小岛，某时间段内岛上鸟类的种类和数量随时间变化的情况如图所示。

下列有关叙述中，错误的是（）
A.两岛上的鸟类可能存在地理隔离，不同种的鸟类之间存在着生殖隔离
B.甲岛较乙岛鸟类的种类增加更多，可能是甲岛的环境变化更大
C.两岛上的鸟类各形成一个种群基因库，且两个基因库间的差异越来越大
D.两岛上鸟类的种类虽然不同，但最终两岛上鸟类的数量趋于相同
解析每个岛上的鸟类有多种，所以它们是多个种群，每个种群都存在一个基因库。

由于两岛位置不同，所以两岛上的鸟类可能存在地理隔离，但无论是否是一个岛，不同种类的鸟类之间都存在生殖隔离。

由于甲岛上环境变化较大，促使基因库中的基因频率发生变化的速率快，所以甲岛上鸟类的种类增加更多。

由题图可知，两岛上鸟类总的数量趋于相同。

答案 C
3.下列对捕食者的说法中，错误的是（）
A.捕食者的存在对被捕食者的进化来说是不利的
B.捕食者的存在对被捕食者来说有利于种群的发展
C.捕食者的存在有利于增加物种多样性
D.捕食者与被捕食者相互选择，共同进化
解析捕食者的存在对被捕食者来说有利于种群的发展，因为捕食者对被捕食者起选择作用，使生存下来的个体更适于生存斗争。

捕食者与被捕食者之间通过相互选择，共同进化。

生物多样性的形成是共同进化的结果。

答案 A
4.生物多样性是共同进化的结果。

下列事实不属于共同进化的是（）
A.随着工业的发展，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.生活在草原上的斑马和猎豹都能迅速奔跑，是长期相互选择的结果
D.约4亿年前出现了原始的陆生植物，随后出现了适应陆地生活的动物
解析共同进化是指生物与生物之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，而A选项中没有涉及到生物。

答案 A
5.回答下列有关生物进化和生物多样性的问题：
材料一：某种蛾易被蝙蝠捕食，千百万年之后，此种蛾中的一部分当感受到蝙蝠的超声波时，便会运用复杂的飞行模式，逃脱危险，其身体也发生了一些其他改变。

当人工使变化后的蛾与祖先蛾交配后，产出的受精卵不具有生命力。

材料二：蛙是幼体生活于水中，成体可生活于水中或陆地的动物。

由于剧烈的地质变化，使某种蛙生活的水体分开，蛙被隔离为两个种群。

千百万年之后，这两个种群不能自然交配。

依据以上材料，回答下列问题：
（1）现代生物进化理论认为生物进化的基本单位是____________________________________。

（2）这两则材料中发生的相似事件是。

A.适应辐射
B.地理隔离
C.生存竞争
D.生殖隔离
（3）在材料一中，蛾复杂飞行模式的形成是的结果。

（4）在材料二中，若发生剧烈地质变化后，其中一个蛙种群生活的水体逐渐干涸，种群中个体数减少，导致该种群的变小。

下表为V基因在种群A和B中的基因型个体数。

（5）计算V a在A种群中的频率约为。

（6）就V基因而言，比较A种群和B种群的基因多样性，并利用表中数据陈述判断依据。

解析材料一中所述变化后的蛾与祖先蛾交配的后代不具有生命力，说明两种蛾产生了生殖隔离。

材料二中被隔离的蛙的两个种群不能自然交配，说明它们之间存在生殖隔离。

A种群共有600个个体，其中V a V a有50个，占A种群的1/12，V a V b占200/600＝1/3，V a V c占100/600＝1/6。

则V a基因的频率为1/12＋1/2×1/3＋1/2×1/6＝1/3≈33%。

B种群没有基因型为V a V b和V a V a的个体，因此A种群的基因多样性高于B种群。

答案（1）种群（2）D
（3）自然选择（适者生存）（4）基因库
（5）33%
（6）A种群的基因多样性高于B种群。

因为A种群的基因型为5种，B种群的基因型为3种。