第6章生物的進(jìn)化第1節(jié)生物有共同祖先的證據(jù)1.P100問題探討：達(dá)爾文(C.R.Darwin,1809--1882)在《物種起源》一書中明確提出，地球上的當(dāng)今生物都是由共同祖先進(jìn)化來的，人和猿有共同的祖先。這一論斷給當(dāng)時(shí)占統(tǒng)治地位的“神創(chuàng)論”帶來了巨大沖擊，有人在漫畫中把達(dá)爾文畫威半人半猴的形象，以此發(fā)泄對(duì)達(dá)爾文的不滿。直到今天，仍有人對(duì)“共同由來學(xué)說”“人猿共祖說”持排斥態(tài)度。討論：1.反對(duì)共同由來學(xué)說的人能拿出有說服力的證據(jù)嗎?2.你能說出什么證據(jù)來支持達(dá)爾文的觀點(diǎn)?提示:不能。反對(duì)共同由來學(xué)說的人主要包括支持神創(chuàng)論、物種不變論的人，也有人認(rèn)為，進(jìn)化論只是一一種假說，不是科學(xué)事實(shí)。反對(duì)的人可能會(huì)拿出這些說法來進(jìn)行反駁，但這些都不是有說服力的證據(jù)。2.你能說出什么證據(jù)來支持達(dá)爾文的觀點(diǎn)？提示:學(xué)生在初中已學(xué)習(xí)了化石、同源器官、基因、蛋白質(zhì)等方面的證據(jù)，可能會(huì)說出這些證據(jù)，但學(xué)生的理解還不夠深入。2.P101思考?討論1：化石證據(jù)對(duì)共同由來學(xué)說的支持（1）圖6-2所示資料支持達(dá)爾文的共同由來學(xué)說嗎?提示:圖6-2所示資料支持達(dá)爾文的共同由來學(xué)說。不同地層的形成年代不同，越早形成的地層中首次出現(xiàn)的生物越低等，生物特征越簡單;越晚形成的地層中首次出現(xiàn)的生物越高等，生物特征越復(fù)雜。例如，21億年前的地層中首次出現(xiàn)單細(xì)胞真核生物，7億年前的地層中出現(xiàn)了多細(xì)胞生物，這說明多細(xì)胞生物出現(xiàn)的時(shí)間晚于單細(xì)胞真核生物，可判斷多細(xì)胞生物是由單細(xì)胞真核生物進(jìn)化來的。同理，根據(jù)圖6-2可判斷地球上所有的生物都是由原始的共同祖先進(jìn)化來的。2.2009年，我國科學(xué)家在遼寧省建昌縣發(fā)現(xiàn)了完整的赫氏近島龍化石，其身體骨架與恐龍非常接近，但其骨架周圍有清晰的羽毛印痕，顯示其后肢和尾郵都有飛羽;后肢發(fā)達(dá)，顯示其善跑不善飛。科學(xué)家認(rèn)為這一化石為鳥類起源于恐龍的假說提供了有力證據(jù)，這是為什么?提示:基于化石證據(jù)可判斷赫氏近鳥龍既具有恐龍的特征，也具有鳥類的特征，屬于恐龍和鳥類的過渡類型，這說明鳥類很可能是由恐龍進(jìn)化來的。3.在東非大裂谷地帶，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了許多早期古人類化石，其中有318萬年前的少女露西的骨骼化石，其上肢骨的結(jié)構(gòu)與黑猩猩的相似，適于攀緣，下肢骨與現(xiàn)代人類接近，適于直立行走。這一證據(jù)支持人猿共祖說嗎?提示:露西既有智人的特征，也有黑猩猩的特征，說明人和黑猩猩可能有共同的祖先，都起源于一類森林古猿。2.P102思考?討論：比較三種脊椎動(dòng)物的前肢和人的上肢骨骼（1）這四種前(上)肢骨骼是否都有肱骨、穩(wěn)骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨?其種類有一致性嗎?提示:都有肱骨、橈骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨，其種類有一致性。（2）從上到下看這四種前(上)肢骨骼，這些骨的排列順序一致嗎?提示:排列順序一致。（3）這四種前(上)肢骨骼的功能迥異，外形差別也很大，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)模式為什么如此一致?提示:這四種前(上)肢骨骼有共同的起源，說明它們可能是由共同的祖先進(jìn)化來，的。在漫長的進(jìn)化過程中，由于適應(yīng)不同的環(huán)境，逐漸出現(xiàn)了形態(tài)和功能的不同。（4）人與蝙蝠、鯨和貓的骨骼結(jié)構(gòu)還有哪些類同點(diǎn)?哺乳動(dòng)物與魚在骨骼站構(gòu)上有哪些類同點(diǎn)?這是否支持現(xiàn)有的脊推動(dòng)物有著共同的原始祖先?提示:人與蝙蝠、鯨和貓的骨骼結(jié)構(gòu)十分發(fā)達(dá)，脊柱、肋骨、胸骨等形成支架起到支撐身體、保護(hù)內(nèi)部器官的作用;頭骨骨塊減少或愈合，使頭骨堅(jiān)硬，起到保護(hù)作用，等等。哺乳動(dòng)物和魚都具有頭骨、脊柱、肋骨及附肢骨骼等。此外，一些具體的骨也有共同.點(diǎn)，如哺乳類中耳的3塊聽小骨鐙骨、砧骨、錘骨分別與魚類的舌頜骨、方骨、關(guān)節(jié)骨有共同的起源。不同類群動(dòng)物的骨骼結(jié)構(gòu)具有許多共同點(diǎn)，支持現(xiàn)有的脊椎動(dòng)物有著原始的共同祖先。3.P103思考?討論：從細(xì)胞和分子水平看當(dāng)今生物的共同特征（1）當(dāng)今生物的細(xì)胞在結(jié)構(gòu)上與古細(xì)葡有哪些其同點(diǎn)?這說明了什么?提示:都有細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核糖體和DNA。地球上現(xiàn)存的古細(xì)菌與最古老的古細(xì)菌有相同的細(xì)胞結(jié)構(gòu)模式，說明二者有共同的祖先。（2）舉例說出當(dāng)今生物的細(xì)胞在代謝上的美同點(diǎn)。提示:都有呼吸作用，代謝中的酶類非常相似，都有相同的能量“貨幣”---ATP,綠色植物能進(jìn)行光合作用，等等。（3）人和類人猿在DNA的堿基序列或基因組方面高度接近說明了什么?提示:說明人和猩猩、長臂猿、黑猩猩等類人猿可能有共同的祖先。（4）關(guān)于人與其他生物的親緣關(guān)系，從細(xì)胞色素c的相關(guān)資料可以得出什么結(jié)論?這些數(shù)據(jù)是否支持生物有著共同的起源?提示:人和其他生物的細(xì)胞中普遍含有細(xì)胞色素c,說明這些生物都有共同的祖先。細(xì)胞色素c的氨基酸序列差異的大小揭示了不同生物之間親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近，差異越小，表明親緣關(guān)系越近。4.P104練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測1.關(guān)于生物的進(jìn)化，只能靠運(yùn)用證據(jù)和邏輯來推測。判斷以下有關(guān)生物進(jìn)化證據(jù)和結(jié)論的說法是否合理。(1)通過化石可以了解已經(jīng)絕滅的生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，推測其行為特點(diǎn)。(√)(2)人和魚的胚胎發(fā)育經(jīng)歷了有鰓裂及有尾的階段,這可以用人與魚有共同祖先來解釋。(√)(3)比較解剖學(xué)發(fā)現(xiàn)，不同種類的哺乳動(dòng)物的前肢在形態(tài)上差別很大，這說明這些哺乳動(dòng)物不是由共同祖先進(jìn)化來的。(×)2.生物進(jìn)化的證據(jù)是多方面的，其中能作為直接證據(jù)的是(A)A.化石證據(jù)B.胚胎學(xué)證據(jù)C.比較解剖學(xué)證據(jù)D.分子生物學(xué)證據(jù)3.生物都有共同的祖先，下列各項(xiàng)不能作為支持這一論點(diǎn)的證據(jù)的是(D)A.所有生物共用一套逾傳密碼B.所有生物都由ATP直接供能C.各種生物的細(xì)胞具有基本相同的結(jié)構(gòu)D.所有生物的生命活動(dòng)都是掌能量驅(qū)動(dòng)的二、拓展應(yīng)用1.如果有人堅(jiān)持認(rèn)為生物是自古以來就如此的，你認(rèn)為能夠反駁他的最有效的證據(jù)是什么?為什么?當(dāng)你提供了你認(rèn)為最有效的證據(jù)后，他還可能如何辯解?你又如何進(jìn)-步反駁?提示：可以舉出本節(jié)教材中的各種證據(jù)，如不同地質(zhì)年代中相繼出現(xiàn)的生物類群。已經(jīng)滅絕的物種，物種大爆發(fā)事件，地殼劇烈運(yùn)動(dòng)、氣候劇烈變化和小行星碰撞地球等事件對(duì)生物的影響，也可以引用達(dá)爾文論證生物進(jìn)化時(shí)列舉的大量證據(jù)，如在加拉帕戈斯群島所發(fā)現(xiàn)的大量物種形成的事實(shí)。需要從所選擇的證據(jù)出發(fā)，厘清與所反駁的觀點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系，進(jìn)行由針對(duì)性的論述。2.我國地城遼闊，古生物化石種類繁多，在生物進(jìn)化的研究中起著非常重要的作用。下面是我國發(fā)現(xiàn)的一些著名的化石群:澄江生物化石群、熱河生物化石群、山旺生物化石群、和政生物化石群、關(guān)嶺生物化石群等。請(qǐng)任選一個(gè)化石群或當(dāng)?shù)匾寻l(fā)現(xiàn)的化石群，查找相關(guān)資料，向全班同學(xué)介紹該化石群中主要的化石，以及該化石群的發(fā)現(xiàn)在研究生物進(jìn)化中的重要意義。提示：以澄江生物化石群為例，說明該化石群的發(fā)現(xiàn)在研究生物進(jìn)化中的意義，澄江生物化石群分布在中國云南省澄江縣，保存了大量具軟軀體或弱礦化外殼的后生動(dòng)物化石，展示了5.3億年前的海洋生態(tài)系統(tǒng)，是研究寒武紀(jì)大爆發(fā)事件最重要的化石寶庫之一。澄江生物化石群的科學(xué)意義在于：(1)在前寒武紀(jì)到早寒武紀(jì)的生命演進(jìn)過程中，填補(bǔ)了從埃迪卡拉生物化石群(發(fā)現(xiàn)于澳大利亞的前寒武紀(jì)晚期地層)到布爾吉斯頁巖生物化石群(發(fā)現(xiàn)于加拿大的中寒武紀(jì)地層)之間長達(dá)數(shù)千萬年的古生物資料空白；：(2)呈現(xiàn)出一個(gè)前所未有的僅在二三百萬年的瞬間時(shí)空”里生物(特別是動(dòng)物)大規(guī)模涌現(xiàn)的突發(fā)生物事件，是寒武紀(jì)生命大爆發(fā)的最好例證。第2節(jié)自然選擇與適應(yīng)的形成1.P106問題探討：右圖為同一環(huán)境中的兩種蝴蝶。討論：（1）枯葉蝶的翅很像一片枯葉，這有什么適應(yīng)意義?提示：這是擬態(tài)現(xiàn)象，使枯葉蝶不易被天敵發(fā)現(xiàn)。（2）從進(jìn)化的角度，怎樣解釋這種適應(yīng)的形成?提示：枯葉蝶的祖先種群中出現(xiàn)翅似枯葉的變異個(gè)體后，由于這種變異是可遺傳的有利變異，這種變異的個(gè)體生存和留下后代的機(jī)會(huì)多，久而久之，使這類蝴蝶具有翅似枯葉的適應(yīng)性特征。（3）同一環(huán)境中不乏翅色鮮艷的蝴蝶，這與你剛才作的解釋有矛盾嗎?如果有，又怎樣解釋?提示：這與對(duì)枯葉蝶適應(yīng)性的解釋看似矛盾。其實(shí)，翅色鮮艷的蝴蝶可能具有其他防御敵害的適應(yīng)性特征，如翅上有類似猛禽眼睛的眼斑等。2.P106思考?討論：分析適應(yīng)的相對(duì)性（1）上網(wǎng)查查祜葉蝶的天敵有哪些。枯葉蝶能完全免于天敵的捕食嗎?提示：枯葉蝶的天敵有捕食性鳥類、步甲、土蜂、胡蜂、獵蝽、青蛙、蟾蜍等。枯葉蝶不能完全免于天敵的捕食。（2）雷鳥在冬季來臨前將羽毛換成白色的，這有利于在白雪皚皚的環(huán)境中保護(hù)自己。這種適應(yīng)現(xiàn)象有沒有局限性?提示：有局限性。例如，如果降雪延遲，已經(jīng)換成一-身雪白羽毛的雷鳥反而容易被天敵發(fā)現(xiàn)。（3）在進(jìn)行以上分析的基礎(chǔ)上，請(qǐng)你用自己的話概括適應(yīng)相對(duì)性的原因。提示：適應(yīng)性特征來自遺傳，即來源于可遺傳的有利變異的逐代積累，是對(duì)之前的環(huán)境適應(yīng)的結(jié)果。由于環(huán)境總是處于不斷變化中的，遺傳的穩(wěn)定性與環(huán)境不斷變化之間的矛盾是適應(yīng)相對(duì)性的根本原因。3.P107批判性思維：你能舉例反駁用進(jìn)廢退、獲得性遺傳的觀點(diǎn)嗎?提示：例如，人用眼過度，視力反而下降。健美運(yùn)動(dòng)員的后代，如果不進(jìn)行專業(yè)訓(xùn)練，也不會(huì)擁有健美運(yùn)動(dòng)員那樣發(fā)達(dá)的肌肉和健壯的體格。4.P108思考?討論：運(yùn)用自然選擇學(xué)說解釋適應(yīng)的形成（1）長頸鹿主要以樹葉為食，而在漫長的干早季節(jié)，食物的缺乏是經(jīng)常發(fā)生的。設(shè)想在某個(gè)歷史時(shí)期，長頸鹿的祖先群體中出現(xiàn)了頸長的個(gè)體，這一變異是可以遺傳的。這樣的個(gè)體在生存和繁殖上具有什么優(yōu)勢?提示：容易吃到高處的樹葉，留下后代的機(jī)會(huì)多。（2）經(jīng)過若干代的繁殖，長頸鹿祖先群體中頸長的個(gè)體所占的比例將會(huì)怎樣變化?提示：逐漸增大。（3）枯葉蝶在停息時(shí)形似枯葉這一適應(yīng)性特征的形成，能否同樣用自然選擇學(xué)說來解釋?提示：能。（4）在進(jìn)行以上分析的基礎(chǔ)上，請(qǐng)你用自己的話概括適應(yīng)是如何形成的。提示：在一定環(huán)境的選擇作用下，可遺傳的有利變異會(huì)賦予某些個(gè)體生存和繁殖的優(yōu)勢，經(jīng)過代代繁殖，群體中這樣的個(gè)體就會(huì)越來越多，有利變異通過逐代積累而成為顯著的適應(yīng)性特征。5.P108批判性思維：有學(xué)者認(rèn)為，個(gè)體即使產(chǎn)生可遺傳的有利變異，如果不能繁殖后代，在進(jìn)化上也沒有意義。因此主張將“適者生存”改為“適者繁殖”。你同意這種觀點(diǎn)嗎?提示：這種觀點(diǎn)有定的道理。不過，“適著生存”的原意也包含有更多的機(jī)會(huì)繁殖后代，不改也是可以的。6.P109思考?討論：分析生物進(jìn)化觀點(diǎn)對(duì)人們思想觀念的影響請(qǐng)搜集生物進(jìn)化論的相關(guān)資料，討論以下問題。討論：（1）達(dá)爾文的生物進(jìn)化論和神創(chuàng)論的主要沖突是什么?達(dá)爾文提出生物進(jìn)化論之后，為什么遭到許多人的攻擊、謾罵和譏諷?提示：在西方國家，當(dāng)時(shí)“神創(chuàng)論”和“物種不變論”占統(tǒng)治地位,人們普遍認(rèn)為所有的物種都是神創(chuàng)造的，自古以來既沒有物種的絕滅，也沒有新物種的產(chǎn)生。達(dá)爾文認(rèn)為所有的生物都是由原始的共同祖先進(jìn)化來的，生物界通過自然選擇不斷進(jìn)化，這一觀點(diǎn)否定了“神創(chuàng)論"，不能為當(dāng)時(shí)的宗教觀念所容，因此，遭到許多人的攻擊、謾罵和譏諷。（2）19世紀(jì)末，嚴(yán)復(fù)、梁啟超等以自然選擇學(xué)說中“物競天擇，適者生存”的觀點(diǎn)，作為喚起同胞救國圖強(qiáng)的警鐘。這一做法在當(dāng)時(shí)起到了什么作用?提示：激勵(lì)國人奮發(fā)圖強(qiáng)，使中華民族能夠自立于世界民族之林。（3）馬克思讀了達(dá)爾文的《物種起源》后，在寫給恩格斯的一封信中說:“雖然這本書用英文寫得很粗略，但是它為我們的觀點(diǎn)提供了自然史的基礎(chǔ)。”馬克思所說的“我們的觀點(diǎn)”是指什么觀點(diǎn)?提示：馬克思在這封信中所說的“我們的觀點(diǎn)”是指辯證唯物主義觀點(diǎn)。（4）這爾文的生物進(jìn)化論對(duì)于人們正確認(rèn)識(shí)人類在自然界的地位有什么啟示?提示：人類與其他生物有著共同的祖先。人類是大自然的一員，而不是凌駕于其他物種之上的“主宰”。7.P109練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測1.適應(yīng)的形成離不開生物的遺傳和變異(內(nèi)因)與環(huán)境(外因)的相互作用。判斷下列與適應(yīng)及其形成相關(guān)的表述是否正確。(1)適應(yīng)不僅是指生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)，也包括生物的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)。(√)(2)具有有利變異的個(gè)體，都能成功地生存和繁殖后代;具有不利變異的個(gè)體，會(huì)過早死亡，不能留下后代。(×)(3)適應(yīng)相對(duì)性的根本原因是遺傳的穩(wěn)定性與環(huán)境不斷變化之間的矛盾。(√)2.拉馬克是研究生物進(jìn)化的先驅(qū)。下列表述哪一項(xiàng)不是拉馬克的觀點(diǎn)(A)A.生物的種類從古至今是一樣的B.生物的種類是隨著時(shí)間的推移而變化的C.生物某器官的發(fā)達(dá)與否取決于用與不用D.環(huán)境的變化使生物出現(xiàn)新的性狀，并且將這些性狀遺傳給后代二、拓展應(yīng)用1.有人認(rèn)為，工蜂不能繁殖后代，因此，它們適于采集花粉的性狀在進(jìn)化上沒有意義。你同意這種觀點(diǎn)嗎?為什么?提示：工蜂雖然不能繁殖后代，但它們適于采集花粉的性狀在進(jìn)化上仍是有意義的。因?yàn)闆Q定這些性狀(有利變異)的基因存在于蜂王和雄蜂的基因組中，可以遺傳給后代。也正是由于工蜂有這些性狀，才能使蜂王獲得充足的食物來繁殖后代。2.人類對(duì)瀕危動(dòng)植物進(jìn)行保護(hù)，會(huì)不會(huì)干擾自然界正常的自然選擇?為什么?提示：在自然界，物種絕滅的速率本來是很緩慢的，人類活動(dòng)大大加快了物種絕滅的速率。現(xiàn)在許多瀕危物種之所以瀕危，在很大程度上是人為因素造成的。因此，一般來說，人類對(duì)瀕危物種的保護(hù)，是在彌補(bǔ)自己對(duì)自然界的過失，不能說是干擾了自然界正常的自然選擇。從另一個(gè)角度看，自然選擇所淘汰的物種并不是毫無價(jià)值，因此，不能完全從自然選擇的角度來判斷現(xiàn)有物種的存留意義。注意：本題的目的是活躍學(xué)生的思維，不一定要求統(tǒng)一答案，只要學(xué)生說出的支持或反對(duì)的理由合理即可。3.“人們現(xiàn)在都生活在各種人工環(huán)境中，因此，人類的進(jìn)化不再受到自然選擇的影響。”你同意這一觀點(diǎn)嗎?寫段文字闡明你支持或反對(duì)的理由。提示：人工環(huán)境與自然環(huán)境不可能完全隔絕，人也不可能離開自然界而生存，因此，人類的進(jìn)化不可能完全擺脫自然界的影響。但是，人類畢竟早已遠(yuǎn)離風(fēng)餐露宿、“與狼共舞”的時(shí)代，工農(nóng)業(yè)的發(fā)展和醫(yī)療水平的提高，使人們的生活條件不斷改善，健康水平不斷提高，嬰幼兒死亡率顯著下降，平均壽命顯著延長，來自自然界的選擇壓力在變小，來自人類社會(huì)內(nèi)部的選擇因素在增加。注意：本題的目的是活躍學(xué)生的思維，不一定要求統(tǒng)一答案，只要學(xué)生說出的支持或反對(duì)的理由合理即可。第3節(jié)種群基因組成的變化與物種的形成1.P110問題探討：先有雞還是先有蛋?甲同學(xué)說:當(dāng)然是先有雞蛋了，因?yàn)橹挥猩臣?xì)胞產(chǎn)生的基因突變才能遺傳給后代，體細(xì)胞即使發(fā)生了基固突變，也不能影響后代的性狀。乙同學(xué)說:不對(duì)，人們?cè)陴B(yǎng)雞過程中，是根據(jù)雞的性狀來選擇的，只讓符合人類需求的雞繁殖后代，因此是先有雞后有蛋。討論：你同意哪位同學(xué)的觀點(diǎn)?你的答案和理由是什么?提示：這兩種觀點(diǎn)都有一定的道理，但都不全面。因?yàn)樗鼈兒鲆暳穗u和蛋在基因組成上的一致性，也忽視了生物的進(jìn)化是以種群為單位而不是以個(gè)體為單位這一重要觀點(diǎn)。生物進(jìn)化的過程是種群基因庫在環(huán)境的選擇作用下定向改變的過程，以新種群與祖先種群形成生殖隔離為標(biāo)志，并不是在某一時(shí)刻突然有一個(gè)個(gè)體或一個(gè)生殖細(xì)胞成為一個(gè)新物種。2.P111思考?討論：用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化（1）假設(shè)上述昆蟲種群非常大，所有的雌雄個(gè)體間都能自由交配并產(chǎn)生后代，沒有遷入和遷出，不同翅色的個(gè)體生存和繁殖的機(jī)會(huì)是均等的，基圖A和a都不產(chǎn)生突變，根據(jù)孟德爾的分離定律計(jì)算。①該種群產(chǎn)生的A配子和a配子的比值各是多少?提示：A配子占60%，a配子占40%。②子代基因型的頻率各是多少?提示：子代的基因型頻率:AA占36%，Aa占48%，aa占有16%。③子代種群的基因頻率各是多少?提示：子代種群的基因頻率:A占60%，a占40%。④將計(jì)算結(jié)果輸入右表，想一想，子二代、子三代以及若干代以后，種群的基因頻率會(huì)同子一代一樣嗎?提示：種群的基因頻率會(huì)同子一代一樣。（2）上述計(jì)算結(jié)果是建立在5個(gè)假設(shè)條件基礎(chǔ)上的。對(duì)自然界的種群來說，這5個(gè)條件都成立嗎?你能舉出哪些實(shí)例?提示：對(duì)自然界的種群來說，這5個(gè)條件不可能同時(shí)都成立。例如，翅色與環(huán)境色彩較一致的，被天敵發(fā)現(xiàn)的機(jī)會(huì)就少些。（3）如果該種群出現(xiàn)新的突變型(基因型為A2a或A2A2),也就是產(chǎn)生新的等位基因Ax，種群的基因頻率會(huì)發(fā)生變化嗎?基因A2的頻率可能會(huì)怎祥變化?提示：突變產(chǎn)生的新基因會(huì)使種群的基因頻率發(fā)生變化。基因A2的頻率是上升還是下降，要看這一突變對(duì)生物體是有利的還是有害的。3.P112知識(shí)鏈接：回憶前面所學(xué)的知識(shí)，想一想，染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)的變異都能引起種群基因頻率的變化嗎?提示：都能4.P113探究?實(shí)踐:探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響討論：（1）樹干變黑會(huì)影響樺尺蛾種群中淺色個(gè)體的出生率嗎?為什么?提示：樹干變黑會(huì)影響樺尺蛾種群中淺色個(gè)體的出生率，這是因?yàn)闃涓勺兒螅瑴\色個(gè)體容易被天敵發(fā)現(xiàn)，被捕食的概率增加，許多淺色個(gè)體可能在沒有交配、產(chǎn)卵前就已被天敵捕食，導(dǎo)致其個(gè)體數(shù)減少，進(jìn)而影響出生率。（2）在自然選擇過程中，直接受選擇的是基因型還是表型?為什么?提示：直接受選擇的是表型(體色)，而不是基因型。基因型并不能在自然選擇中起直接作用，因?yàn)樘鞌吃诓妒硺宄叨陼r(shí)，看到的是樺尺蛾的體色而不是控制體色的基因。5.P113探究?實(shí)踐:2：探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用討論：（1）為什么要從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細(xì)菌?提示：因?yàn)橐志吘壣L的細(xì)菌可能是耐藥菌。（2）你的數(shù)據(jù)是否支持“耐藥菌是普遍存在的”這一說法?說說你的理由。提示:根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果回答。（3）在本實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)條件下，耐藥菌所產(chǎn)生的變異是有利還是有害的?你怎么理解變異是有利還是有害的?提示:在本實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)條件下，耐藥菌產(chǎn)生的耐藥變異對(duì)它是有利的。有利于生物在特定環(huán)境中生存和繁殖的變異就是有利變異。（4）你認(rèn)為你的數(shù)據(jù)和結(jié)論是有效的嗎?(提示:將你的數(shù)據(jù)和結(jié)論與其他同學(xué)的進(jìn)行比較。)提示:將自己實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)和結(jié)論與其他同學(xué)的進(jìn)行比較，根據(jù)實(shí)際情況來回答。（5）濫用抗生素的現(xiàn)象十分普遍。例如，有人生病時(shí)覺得去醫(yī)院很麻煩，就直接吃抗生案;有的禽高養(yǎng)殖者將抗生素添加到動(dòng)物飼料中。你認(rèn)為這些做法會(huì)有什么后果?請(qǐng)你查閱貴料，舉出更多濫用抗生素的實(shí)例。提示:這些做法都會(huì)促進(jìn)耐藥菌的產(chǎn)生。5.P114練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測1.從基因水平看，生物進(jìn)化的過程就是種群基因頻率發(fā)生定向改變的過程。判斷下列相關(guān)表述是否正確。(1)某地區(qū)紅綠色盲患者在男性中約占8%,在女性中約占0.64%，由此可知，紅綠色肓基因x?的基因頻率約為8%。(√)(2)基因頻率變化是由基因突變和基因重組引起的，不受環(huán)境的影響。(×)(3)生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率在自然選擇作用下的定向改變。(√)2.種群是物種在自然界的存在形式，也是一個(gè)繁殖單位。下列生物群體中屬于種群的是(D)A.一個(gè)湖泊中的全部魚B.一片森林中的全部蛇C.一間屋中的全部蟑螂D.臥龍自然保護(hù)區(qū)中的全部大熊貓3.某一瓢蟲種群中有黑色和紅色兩種體色的個(gè)體，這性狀由一對(duì)等位基因控制，黑色(B)對(duì)紅色(b)為顯性。如果基因型為BB的個(gè)體占18%，基因型為Bb的個(gè)體占78%，基因型為b的個(gè)體占4%。基因B和b的頻率分別為(C)A.18%、82%B.36%、64%C.57%、43%D.92%、8%4.一種果蠅的突變體在21℃的氣溫下，生存能力很差，但是，當(dāng)氣溫上升到255℃時(shí)，突變體的生存能力大大提高。這說明(C)A.突變是不定向的B.突變是隨機(jī)發(fā)生的C.突變的有害成有利取決于環(huán)境條件D.環(huán)境條件的變化對(duì)突變體都是有害的二、拓展應(yīng)用1.舉出人為因素導(dǎo)致種群基因頻率定向改變的實(shí)例。提示:如選擇育種和雜交育種。2.如果將一個(gè)瀕臨滅絕的生物種拼釋放到一個(gè)新的環(huán)境中，那里有充足的食物，沒有天敵，這個(gè)種群將發(fā)生怎樣的變化?請(qǐng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)作出預(yù)測。提示:如果氣候條件等其他條件也合適，并且這個(gè)種群具有一定的繁殖能力，該種群的個(gè)體總數(shù)會(huì)迅速增加。否則，也可能仍然處于瀕危狀態(tài)甚至滅絕。3.碳青霉烯類抗生素是治療重度感染的一類藥物。下表為2005-2008年，該類抗生素在某醫(yī)院住院患者中的人均使用量，以及從患者體內(nèi)分離得到的某種細(xì)菌對(duì)該類抗生素的耐藥率變化。據(jù)表回答下列問題。(1)這種細(xì)菌耐藥率的變化與抗生素的使用量之間是否存在關(guān)聯(lián)?依據(jù)是什么?提示:二者存在正相關(guān)的關(guān)系。依據(jù)是調(diào)查數(shù)據(jù)。(2)試從進(jìn)化的角度解釋耐藥率升高的原因。提示:隨著抗生素人均使用量的增加，不耐藥的細(xì)菌生存和繁殖的機(jī)會(huì)減少，耐藥菌生存和繁殖的機(jī)會(huì)增加，耐藥性基因在細(xì)菌種群中的基因頻率逐年上升。(3)我國衛(wèi)生部門建立了全國抗菌藥物臨床應(yīng)用監(jiān)測網(wǎng)和細(xì)菌耐藥監(jiān)測網(wǎng)，并要求醫(yī)療機(jī)構(gòu)開展細(xì)菌耐藥監(jiān)測工作，建立細(xì)菌耐藥預(yù)警機(jī)制。例如，當(dāng)某抗菌藥物的主要目標(biāo)細(xì)菌耐藥率超過30%時(shí)，醫(yī)療機(jī)構(gòu)應(yīng)及時(shí)將這一預(yù)警信息進(jìn)行通報(bào)。請(qǐng)分析這一要求的合理性。提示:由于細(xì)菌繁殖很快，耐藥率的上升速度也較快，因此需要加強(qiáng)監(jiān)控。我國衛(wèi)生部門建立了相關(guān)檢測機(jī)制，說明黨和政府關(guān)注民生。醫(yī)療機(jī)構(gòu)及時(shí)通報(bào)預(yù)警信息，有利于全國各醫(yī)院機(jī)構(gòu)共同及時(shí)采取措施，如更換新的抗生素類藥物將細(xì)菌耐藥率控制在低水平。(4)人類不斷研發(fā)和使用新的抗生素，細(xì)菌對(duì)新藥的耐藥性也在不斷提高，二者之間仿佛發(fā)生了一場競賽。作為這場競賽的參與者，你可以做些什么呢?提示：合理使用抗生素，防止濫用抗生素。P115探究.實(shí)踐：討論

（1）為什么要從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細(xì)菌?提示：因?yàn)橐志吘壣L的細(xì)菌可能是耐藥菌

（2）你的數(shù)據(jù)是否支持“耐藥菌是普遍存在的”這一說法?說說你的理由。

提示：支持。（3）在本實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)條件下，耐藥菌所產(chǎn)生的變異是有利還是有害的?你怎么理解變異是有利還是有害的?

提示:在本實(shí)驗(yàn)條件下，耐藥菌產(chǎn)生的變異一般來說是有利的，有利于生物在特定環(huán)境中生存和繁殖的變異在此環(huán)境中就是有利變異。

（4）你認(rèn)為你的數(shù)據(jù)和結(jié)論是有效的嗎?

(提示:將你的數(shù)據(jù)和結(jié)論與其他同學(xué)的進(jìn)行比較。)

提示:將自己實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)與其他同學(xué)的進(jìn)行比較，根據(jù)實(shí)際情況來回答。（5）濫用抗生素的現(xiàn)象十分普遍。例如，有人生病時(shí)覺得去醫(yī)院很麻煩，就直接吃抗生素;有的禽畜養(yǎng)殖者將抗生素添加到動(dòng)物飼料中。你認(rèn)為這些做法會(huì)有什么后果?請(qǐng)你查閱資料，舉出更多濫用抗生素的實(shí)例。提示：這些做法都會(huì)促進(jìn)耐藥菌的產(chǎn)生。

6.P117思考?討論：隔離在物種形成中的作用討論：（1）設(shè)想南美洲大陸的一種地雀來到加拉帕戈斯群島后，先在兩個(gè)島嶼上形成兩個(gè)初始種群。這兩個(gè)種群的個(gè)體提示：數(shù)量都不多。它們的基因頻率一樣嗎?由于這兩個(gè)種群的個(gè)體數(shù)量都不夠多，基因頻率可能是不一樣的。（2）不同島嶼上的地雀種群，產(chǎn)生突變的情況一祥嗎?提示：不一樣。因?yàn)橥蛔兪请S機(jī)發(fā)生的。（3）對(duì)不同島嶼上的地雀種群來說，環(huán)境的作用有沒有差別?這對(duì)種群基因頻率的變化會(huì)產(chǎn)生什么影響?提示：不同島嶼的地形和植被條件不一樣，因此環(huán)境的作用會(huì)有差別，導(dǎo)致種群基因頻率朝不同的方向改變。（4）如果這片海域只有一個(gè)小島，還會(huì)形成這么多種地雀嗎?提示：不會(huì)。因?yàn)閭€(gè)體間有基因的交流。7.P118旁欄思考題：被子植物的出現(xiàn)為傳粉昆蟲的形成創(chuàng)造了條件，后者又成為食蟲鳥類繁盛的前奏。你還能舉出其他例子嗎?提示：最先在裸露的巖石上生長的植物往往是地衣，地衣的出現(xiàn)促進(jìn)巖石的分解，形成土壤，為苔蘚植物的生長創(chuàng)造條件。8.P118練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測1.判斷下列與隔離有關(guān)的表述是否正確。(1)在曼徹斯特的樺尺蛾種群中，黑色個(gè)體與淺色個(gè)體之間未出現(xiàn)生殖隔離。(√)(2)加拉帕戈斯群島不同島嶼上的地雀種群之間由于地理隔離而逐漸形成了生殖隔離。(√)2.19世紀(jì)70年代，10對(duì)原產(chǎn)于美國的灰松鼠被引人英國，結(jié)果在英國大量繁殖、泛濫成災(zāi)。對(duì)生活在兩國的灰松鼠種群，可以作出的判斷是(D)A.兩者簡未形成兩個(gè)物種B.兩者的外部形態(tài)有明顯差別C.兩者之間已經(jīng)出現(xiàn)生殖隔離D.兩者的基因庫向不同方向改變二、拓展應(yīng)用1.斑馬的染色體數(shù)為22對(duì)，驢的染色休數(shù)為31對(duì)，斑馬和驢雜交產(chǎn)生的后代兼具斑馬和驢的特征，稱為斑驢獸或驢斑獸，俗稱“斑驢”。斑馬和驢雜交產(chǎn)生的后代是可有的嗎?你能從染色體組的角度作出解釋嗎?提示：斑馬和驢雜交產(chǎn)生的后代是不育的。由題中所給斑馬和驢的染色體數(shù)可知，其雜交后代的染色體數(shù)為53條(不是偶數(shù))，雜交后代無法通過減數(shù)分裂產(chǎn)生正常的配子。2.在自然界，獅和虎是不可能相遇的。在動(dòng)物園里，一般也將這兩種動(dòng)物分開圈養(yǎng)。近年來才出現(xiàn)將它們的幼崽放在一起飼養(yǎng)的做法，目的是獲得有觀賞價(jià)值的雜交后代——獅虎獸或虎獅獸，你對(duì)這種做法有什么看法?提示：學(xué)生可以從不同角度提出看法并交流。例如，從科學(xué)研究角度看，這樣做可以幫助人們更多地了解生命的奧秘；從生命倫理角度看，獅虎雜交后代中容易出現(xiàn)免疫力低、夭折的個(gè)體，這些個(gè)體會(huì)承受一定的痛苦，因此這種做法不宜提倡；從生物學(xué)角度看，獅和虎的自然分布區(qū)不同，分布在草原上，虎分布在森林里，動(dòng)物園飼養(yǎng)獅和虎時(shí)，應(yīng)盡量提供符合它們天然分布和習(xí)性特點(diǎn)的生活環(huán)境，將二者分區(qū)域飼養(yǎng)，以體現(xiàn)對(duì)自然和生命的尊重。第4節(jié)協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性的形成1.P119問題探討：達(dá)爾文曾發(fā)現(xiàn)一種蘭花長著細(xì)長的花距，其底部儲(chǔ)存著花蜜。達(dá)爾文推測，這種花的形成絕不是偶然的，肯定存在這樣的昆蟲，它們生有同樣細(xì)長的吸管似的口器，可以從花距中吸到花蜜。大約50年以后，研究人員果然發(fā)現(xiàn)了這樣的蛾類昆蟲。討論：（1）達(dá)爾文作出上述推測的理由是什么?提示：理由是蘭花的生殖離不開傳粉昆蟲。如果沒有與這種蘭花結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的傳粉昆蟲(靠細(xì)長的口器獲取花距底部的花蜜)，這種蘭花就難以完成傳粉受精，這個(gè)物種也就不存在了。（2）如果后來未發(fā)現(xiàn)這樣的蛾類昆蟲，是否說明達(dá)爾文的推測是錯(cuò)誤的?提示：如果后來未發(fā)現(xiàn)這樣的蛾類昆蟲，達(dá)爾文的推測就僅僅是-種猜想，不能被證實(shí)。當(dāng)然，未發(fā)現(xiàn)這樣的蛾類昆蟲，不等于這樣的昆蟲一定不存在，因此并不能說明達(dá)爾文的推測-定是錯(cuò)誤的。2.P122思考?討論：分析生物多樣性的形成仔細(xì)觀察圖6-13，或自已搜集資料，就以下問題進(jìn)行討論。討論：（1）最早出現(xiàn)的生物是哪一類生物?它們生活在什么環(huán)境中?提示：最早出現(xiàn)的生物是厭氧的單細(xì)胞生物，它們生活在原始海洋中。（2）陸生植物和陸生動(dòng)物的出現(xiàn)誰先誰后?前者為后者提供了什么條件?提示：植物先登陸，否則動(dòng)物登陸后就會(huì)餓死。（3）同今天你所看到的地球相比，寒武紀(jì)時(shí)地球上的生態(tài)系統(tǒng)有什么特點(diǎn)?提示：當(dāng)時(shí)陸地上還是一片荒蕪，生物都生活在海洋中。（4）恐龍大約是什么時(shí)候絕滅的?物種絕滅對(duì)生物多祥性會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響?提示：恐龍是在中生代后期絕滅的。物種絕滅對(duì)生物多樣性的影響是復(fù)雜的。恐龍的絕滅有利于哺乳動(dòng)物的繁盛。3.P124旁欄思考題：物理和化學(xué)中有哪些理論問題現(xiàn)在仍有爭議?有哪些疑點(diǎn)有待解決?你能舉出例子嗎?提示:這是道開放性問題，鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合所學(xué)的物理和化學(xué)知識(shí)各抒己見。4.P124練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測1.生物多樣性是協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果。判斷下列與進(jìn)化和生物多樣性有關(guān)的表述是否正確。(1)一個(gè)物種的形成成絕滅，會(huì)影響到若干其他物種的進(jìn)化。(√)(2)物種之間的協(xié)同進(jìn)化都是通過物種之間的競爭實(shí)現(xiàn)的。(×)(3)地球上的生態(tài)系統(tǒng)從古至今都是由生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者組成的。(×)(4)生物多樣性的形成是指新的物種不斷形成的過程。(×)2.基于早期地球的特殊環(huán)境推測，地球上最早出現(xiàn)的生物是(C)A.單細(xì)胞生物，進(jìn)行有氧呼吸B.多細(xì)胞生物，進(jìn)行有氧呼吸C.單細(xì)胞生物，進(jìn)行無氧呼吸D.多細(xì)胞生物，進(jìn)行無氧呼吸二、拓展應(yīng)用1.用一位學(xué)者的話說，協(xié)同進(jìn)化就是“生態(tài)的舞臺(tái)，進(jìn)化的表演”(Theecologicaltheaterandevolutionaryplay)。根據(jù)本節(jié)所學(xué)內(nèi)容，談?wù)勀銓?duì)這句話的理解。提示：生態(tài)指的是生物與環(huán)境的相互關(guān)系，進(jìn)化指的是生物界的歷史演變；如果把進(jìn)化看作由各種生物表演的一部歷史劇，那么，上演這部歷史劇的舞臺(tái)就是生物與環(huán)境之間復(fù)雜的相互關(guān)系。生物進(jìn)化的表演受舞臺(tái)背景的制約，舞臺(tái)背景也要與上演的內(nèi)容相協(xié)調(diào)。2.假如物種之間沒有一定的關(guān)系(如親緣關(guān)系和機(jī)互影響)，也不隨時(shí)間而改變，那么我們的生物學(xué)觀點(diǎn)會(huì)發(fā)生怎樣的變化?生物學(xué)是更容易學(xué)習(xí)還是更難學(xué)習(xí)?提示：假如那樣，生物界紛繁復(fù)雜的現(xiàn)象就很難用統(tǒng)一的觀點(diǎn)和理論來解釋，作為生物學(xué)基本觀點(diǎn)之一的進(jìn)化觀點(diǎn)將難以建立，生物學(xué)就不可能形成現(xiàn)在這樣一個(gè)科學(xué)的框架體系，學(xué)習(xí)生物學(xué)將缺少基本觀點(diǎn)和方法的指導(dǎo)和統(tǒng)領(lǐng)。3.我國在修建青藏鐵路時(shí)，不惜耗資修建了許多高架橋和涵洞。這對(duì)保護(hù)生物多樣性有什么意義?這種做法適合在其他地區(qū)推廣嗎?請(qǐng)綜合運(yùn)用本章各節(jié)所學(xué)知識(shí)，從基因、物種和生態(tài)系統(tǒng)三個(gè)方面來論證。感興趣的話，你還可以從經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等角度提出自己的看法。提示：這是一道開放性問題。基本要點(diǎn)是：種群是生物繁殖的基本單位，也是生物進(jìn)化的基本單位，一個(gè)種群就是一個(gè)獨(dú)特的基因庫；不同物種之間、生物與無機(jī)環(huán)境之間是在相互影響中協(xié)同進(jìn)化的；生態(tài)系統(tǒng)是生物與環(huán)境相互作用形成的有機(jī)整體。修建鐵路和高速公路時(shí)，如果沒有修建高架橋和涵洞，就會(huì)影響動(dòng)物的遷移，縮小動(dòng)物覓食、繁殖等活動(dòng)的范圍，影響植物種子的傳播，人為阻斷種群中個(gè)體間的基因交流，影響生態(tài)系統(tǒng)的整體性和生物的協(xié)同進(jìn)化。我國在修建青藏鐵路時(shí)，不惜耗資修建了許多高架橋和涵洞，體現(xiàn)了我國政府和相關(guān)企業(yè)對(duì)保護(hù)生物多樣性的重視。這一做法在其他地區(qū)也是常見的。當(dāng)然，修建高架橋和涵洞的具體數(shù)量和方式，還要考慮地形、地質(zhì)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等多方面的因素，做到因地制宜。5.P124復(fù)習(xí)與提高一、選擇題對(duì)種群的基因頻率沒有影響的是(A)

A.隨機(jī)交配B.基因突變C.自然選擇D.染色體變異

2.生態(tài)系統(tǒng)多樣性形成的原因可以概括為(C)

A.基因突變B.基因重組C.協(xié)同進(jìn)化D.地理隔離

3.下列關(guān)于生物進(jìn)化的表述，錯(cuò)誤的是(D)A.隔離是物種形成的必要條件B.突變和基因重組都具有隨機(jī)性

C.自然選擇決定生物進(jìn)化的方向D.只有有利變異才是進(jìn)化的原材料

4.關(guān)于有性生殖在進(jìn)化上的意義，下列說法錯(cuò)誤的是(B)

A.實(shí)現(xiàn)了基因重組B.提高了繁殖速率C.加快了進(jìn)化的進(jìn)程D.豐富了變異的原材料

二、非