第一节 生物的多样性、统一性和进化

第一节生物的多样性、统一性和进化

目标导航 1. 通过资料分析，举例说明生物具有多样性和统一性。2. 运用生物进化的观点，理解生物的多样性和统一性。

一、生物体既相似又相异

1．物种和生殖隔离

(1)物种是生物分类的基本单位，同种个体之间能互相交配并产生有生育能力的后代。

(2)生殖隔离：不同种的个体之间不能互相交配，或者在交配后不能产生有生育能力的后代。2．物种相异性

(1)物种之间存在生殖隔离。

(2)200万种以上的物种在结构、功能、行为、生活方式等方面都有各自的特点。

3．物种统一性

二、进化论对生物的统一性和多样性的解释

1．特创论观点

(1)形形色色的生物物种是由上帝分别创造的。

(2)它们是天生完美的，一经创造出来就不会再发生改变。

(3)不同物种之间没有亲缘关系。

2．进化论观点

(1)随着时间的推移，一个物种在自然选择等因素的作用下能演变为另一个物种。

(2)同一物种的不同种群生活在不同的环境中，可以发生不同的变化来适应各自的环境。

(3)种群之间发生性状的分歧，一个物种可以发展出多个物种，一种类型可以发展出多种类型。

(4)彼此不同而又相似的物种，由一个祖先物种发展而来。

判断正误：

(1)东北虎与华南虎属于两个不同的物种。( )

(2)马和驴杂交能产生骡子，说明马和驴是同一个物种。( )

(3)不同种生物的个体间存在生殖隔离。( )

(4)生活在不同种群中的生物一定不是同一物种。( )

(5)在生物大分子层次上整个生物界存在高度统一性。( )

(6)不同物种由一个祖先物种发展而来，遗传的力量使它们具有统一性。( )

答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)√(6)√

一、生物体既相似又相异

1．物种与种群的区别

续表

(1)若图中虚线不存在时，种群1和种群2属于同一物种，说明物种可以包括多个种群(例如同种鲫鱼可以生活在不同的池塘、湖泊等，形成一个个彼此被陆地隔离的种群)，长期发展下去可以成为不同的亚种，进而虚线出现，形成新物种。

(2)若图中虚线存在时，种群1和种群2属于不同物种，此时两个种群必然存在着生殖隔离。

(3)物种是分类学的单位，反映了生物的本质属性；种群是同一物种个体的集合体，也是物种存在的具体形式，是物种繁殖、进化的基本单位。

3．判断两群生物个体是否属于同一物种的方法

4．生物界的统一性

(1)生物界的所有生物都具有共同的生命特点，如代谢、遗传、变异、进化、环境适应性等。

(2)生物界的所有生物，都具有共同的物质基础和结构基础。

①物质基础：a.真核生物和原核生物的细胞是由相同类型的分子组成的，在分子层次上具有高度的统一性；b.遗传信息的表达方式基本相同，共用一套遗传密码。

②结构基础：除病毒以外的生物都是由细胞构成的，其细胞结构也基本相同。

(3)所有生物在进化上具有共同的祖先。

1．如何确定不同类群的生物是否是同一物种？

答案看不同类群的生物之间是否存在生殖隔离。若有，则是不同物种；若没有，则是同一物种。

2．不同类群生物之间若存在性状差异就一定会发展成不同的物种吗？

答案不一定。性状的差异必须达到产生生殖隔离的程度才能形成不同的物种。

3．从分子水平和进化角度分析生物多样性的成因。

答案①从分子水平看，DNA多样性是生物多样性的根本原因；蛋白质多样性是生物多样性的直接原因；

②从进化角度看，生物多样性是自然选择的结果。

1．对比人和大猩猩的骨骼可以说明( )。

A．统一的细胞模式将动物、植物、真菌和众多的原生生物联系在一起

B．同种个体之间能互相交配并产生有生育能力的后代

C．生物体层次上存在某种结构与功能的统一模式

D．人类与猩猩的生物体结构和功能完全相同

问题导析

(1)对比人和大猩猩的骨骼可知，人身体上的每一块骨骼，大猩猩身体上都有，只是大小比例有所不同，这说明人类与大猩猩在生物体这一层次上，存在着特有的结构和功能的统一模式。

(2)A选项说明了所有真核生物之间在细胞这一层次上存在着统一性。

答案 C

一题多变

人与大猩猩、黑猩猩等动物的形态有一定的差别，行为特征也很不相同，这体现了什么？这种差别是怎样产生的呢？

答案生物多样性。在不同环境中长期进化(自然选择)产生的。

二、生物的多样性、统一性和生物进化

1．生物多样性三方面的分析

2．生物统一性的三个层次

(1)有利变异和不利变异：

样性共同形成的。多样的环境必然对生物进行多方向的选择，选择的结果必然是形成不同环境中多种多样的生物。

1．试用进化论的观点解释生物多样性的原因。

答案物种的形成一般要经过漫长的进化。同一物种的生物生活在不同的环境中，经过长期的自然选择，可以发生不同的变化来适应各自的环境，性状发生改变后，就可能发展出多个物种，最终就可以进化产生足够多的生物种类。

2．分析生物界既有统一性，又有多样性的原因是什么？

答案因为它们都有共同的由来，又由于生活环境不同，同一物种的不同种群分别发展进化形成多个适应各自环境的物种。

2．下列观点符合生物统一性的是( )。

A．动物、植物、真菌等生物在结构、功能和生活方式等方面各有特点

B．人类和大猿的脑容量相差较大，人能直立行走，能用工具制造工具

C．人的手臂、海豚的鳍肢、鸟和蝙蝠的翼手，它们的外形和功能各不相同

D．爬行动物、鸟类、哺乳动物都是脊椎动物

问题导析

(1)动物、植物、真菌等生物在结构、功能和生活方式等方面各有特点，说明了差异性；

(2)人类和大猿的脑容量相差较大，人能直立行走，能用工具制造工具，说明了差异性；

(3)人的手臂、海豚的鳍肢、鸟和蝙蝠的翼手，它们的外形和功能各不相同，说明了差异性；

(4)爬行动物、鸟类、哺乳动物都是脊椎动物，说明了统一性。

答案 D

一题多变

下列可以成为真核细胞和原核细胞具有统一性的证据的是( )。

A．两者都具有细胞膜、细胞质、细胞核等结构

B．都由蛋白质、核酸等生物大分子物质组成

C．都有线粒体，都能进行需氧呼吸

D．细胞中都有细胞壁结构

答案 B

解析真核生物具有细胞核、线粒体，而原核生物只有拟核，无线粒体，因此，都不能作为

二者统一性的依据。蛋白质和核酸是真、原核生物在分子水平上统一性的证据。真核细胞有的具有细胞壁(如植物细胞)，有的不具有细胞壁(如动物细胞)，原核细胞多数具有细胞壁。

1．下列哪项不属于生物多样性( )。

A．遗传多样性B．物种多样性

C．生态系统多样性D．无机环境的多样性

答案 D

解析生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。

2．用高倍显微镜观察酵母菌和乳酸菌，可以用来鉴别两者差异的主要结构是( )。

A．细胞壁B．细胞膜

C．细胞质D．核膜

答案 D

解析酵母菌是真菌，是真核生物，具有各种细胞器，有核膜包被的细胞核；而乳酸菌是原核生物，无细胞核，只有核糖体一种细胞器。原核生物与真核生物最大的区别是原核生物没有由核膜包围的细胞核，而细胞核在高倍显微镜下是很容易分辨出来的。

3．下列关于物种的叙述，不正确的是( )。

A．同一物种可以在自然状态下自由交配产生可育后代

B．物种是生物分类的基本单位，不同物种的个体之间存在着生殖隔离

C．区分不同物种有多种依据，但最主要的是看有无生殖隔离

D．不同物种的种群若生活在同一地区，也会有基因交流

答案 D

解析物种是生物分类的基本单位，同种个体之间能互相交配并产生有生育能力的后代，即同种个体之间可以进行基因交流。不同物种的个体之间不能进行基因交流，即存在着生殖隔离。

4．根据分类学的记载，现在地球上生活着的生物约有200多万种，但是每年都有

新物种被发现。近年来在3 000 m的深海热泉孔周围，就发现了以前没有记

载的生物。这就说明，生物界的物种还有待人们继续去发现，请根据以上材料分析：(1)从分子水平看，生物的性状具有多样性的直接原因是

______________________________________________________________，

根本原因是________________________________________________。

(2)从遗传水平看，生物新性状的出现主要是________________的结果，而进行有性生殖的生物，后代的不同表现型主要是由于________的结果。

(3)从进化角度看，生物物种的多样性主要是由于______________________________________________________________。

(4)现代生物学研究表明，通过______________技术也可以定向创造出动植物的新品种和微生物的新类型。

(5)以上研究成果，有力地抨击了特创论的______________观点。

答案(1)蛋白质的多样性DNA的多样性

(2)基因突变和基因重组基因重组

(3)不同的环境对生物进行自然选择的结果

(4)现代生物工程(或转基因、细胞融合等)

(5)生物是由上帝一次性创造出来的

解析生物多样性的直接原因是蛋白质分子的多样性，根本原因是DNA分子具有多样性，控制形成了不同的蛋白质分子。当生物出现变异，是自然选择决定其生存还是淘汰，所以从进化角度看，生物多样性是自然选择的结果。现代生物技术(如基因工程和细胞工程)能定向改造生物的遗传物质，创造生物新类型。

基础巩固

1．人们将北京巴儿狗、德国猎犬、澳大利亚牧羊犬等归入家犬这个物种的根本原因是( )。A．它们的形态相似B．它们都能吠叫

C．它们没有生殖隔离D．这只是人们的习惯而已

答案 C

解析区分不同物种的最重要依据是同种生物不存在生殖隔离，而不同物种之间存在生殖隔离。

2．下列对生殖隔离的理解，正确的是( )。

A．同种生物个体之间不存在生殖隔离

B．不同种生物个体之间一定不能互相交配

C．同种生物个体之间也可能存在生殖隔离

D．不同种生物个体之间也可能产生可育后代

答案 A

解析不同种的个体之间不能互相交配，或者在交配后不能产生有生育能力的后代，这种现象叫做生殖隔离。根据生殖隔离的概念，可判断A选项正确。

3．下列对于生物多样性和统一性的认识，错误的是( )。

A．生物多样性体现在类型上，而统一性体现在模式上

B．研究的结构层次越基础，越能发现生物的统一性

C．生物的多样性和统一性都可以体现在个体水平上

D．只有到了生物大分子的层次上，才能发现生物界的统一性

答案 D

解析生物多样性和统一性有不同的体现，一是体现在类型上，二是体现在模式上。生物的统一性和多样性都有几个层次的体现，而且在不同的层次上，体现的差别和一致性是不同的，越是最基本的结构层次，越能体现作为生命的高度一致。

4．关于生物的统一性和多样性的解释，特创论和进化论争论的焦点是

( )。A．生物能否适应环境

B．生物能否将性状遗传给后代

C．生物之间是否有亲缘关系以及生物是否会发生性状改变

D．生物适应环境的原因是否为自然选择

答案 C

解析特创论认为形形色色的生物物种是由上帝创造的，一经创造出来不会再发生改变，不同物种之间没有亲缘关系；进化论认为种群可以发生变化，进化可以使一个物种演变为另一个物种。

5．下列叙述符合特创论观点的是( )。

A．形形色色的生物物种是由上帝创造的

B．物种一经创造可随环境发生变化

C．不同物种间具有非常近的亲缘关系

D．彼此不同而又相似的物种，由一个祖先物种发展而来

答案 A

解析特创论认为物种是上帝创造的，不同的物种之间没有亲缘关系。

6．下列关于生物进化与生物多样性的形成的说法，错误的是( )。

A．生物多样性的形成经历了漫长的进化历程

B．消费者的出现不影响生产者的进化

C．生物多样性的形成是共同进化的结果

D．生物的进化与无机环境的变化是相互影响的

答案 B

解析消费者的出现，一方面使生态系统具有更复杂的结构，另一方面对生产者的进化产生重要的影响，如消费者对具有某些性状的某种生产者的捕食可改变该种群的基因频率，进而使该种群朝着一定的方向进化。

巩固提升

7．有关物种的叙述正确的是( )。

①一个种群就是一个物种②具有一定的形态结构和生理功能，能相互交配且产生可育后代的一群生物个体③隔离是新物种形成的必要条件④在物种形成的过程中，地理隔离和生殖隔离是同时出现的

A．①②③B．②③

C．②④D．①④

答案 B

8．下列能提高生物多样性的是( )。

A．把生物进行分类

B．不同环境的自然选择

C．来自共同祖先的遗传

D．用进废退

答案 B

解析不同环境的自然选择可产生物种多样性。

9．下列对于生物多样性和统一性的认识，错误的是( )。

A．生物多样性体现在类型上，而统一性则体现在模式上

B．研究的结构层次越基础，越能发现生物的统一性

C．生物的多样性和统一性都可以体现在个体水平上

D．只有到了生物大分子的层次上，才能发现生物界的统一性

答案 D

解析生物多样性和统一性有不同的体现，一个是体现在类型上，一个是体现在模式上。生物的统一性和多样性都有几个层次的体现，而且，在不同的层次上，体现的统一性和多样性是不同的，越是最基本的结构层次，越能体现作为生命的高度统一性。

10．下列说法正确的是( )。

A．生物界存在统一性，故所有生物同属于一个物种

B．生物间只存在统一性

C．生物间只存在差异性

D．生物间既有差异又相统一

答案 D

解析物种是生物分类的最小单位；生物之间既有差异，又相统一。

11．下列关于生殖隔离的叙述，正确的是( )。

A．不同物种的动物不能自由交配

B．马和驴交配能生骡，故马和驴不存在生殖隔离问题

C．不同物种的植物之间可以相互传粉

D．东北虎和华南虎之间不存在生殖隔离问题

答案 D

解析不同物种的动物有时是可以交配的，但产生的后代是高度不育的，也存在生殖隔离，如马和驴能生骡；不同种的植物由于存在生殖隔离，不能相互传粉；东北虎与华南虎为同一物种的不同亚种，不存在生殖隔离。

12．将两个不同种的果蝇进行杂交，得到杂种。观察杂种的染色体，可以看到在减数分裂时染色体的有些部分可以配对，有些部分不能配对，能配对的部分说明了它们具有相同的基因序列。下列关于这个问题的叙述中不正确的是( )。

A．配对的部分具有相同的遗传物质

B．能配对的部分越多，说明亲缘关系越近

C．能配对的部分越少，说明亲缘关系越近

D．具有配对的部分，说明具有亲缘关系

答案 C

解析题目中提到的染色体配对，应是减数分裂同源染色体的联会过程，而且能联会的部分一定具有相同的基因序列；能联会的部分越多，则亲缘关系越近；能配对、联会，则说明两种果蝇具有亲缘关系或有共同的祖先。通过以上分析，显然C项是错误的。

13．下列说法不能体现生物界具有高度统一性的是( )。

A．DNA是绝大多数生物遗传信息的载体

B．无论真核细胞还是原核细胞，DNA等生物大分子的连接方式相同

C．所有生物共用一套遗传密码

D．动物、植物、真菌三者的生物体结构不同

答案 D

14．马达加斯加岛与非洲大陆只相隔狭窄的海面，但两地生物种类却有许多不同。造成这种现象的原因是( )。

A．它们的祖先不同B．自然选择的方向不同

C．变异的方向不同D．岛上的生物未进化

答案 B

解析进化论认为同一物种的不同种群生活在不同环境中，可以发生不同的变化来适应各自的环境，由于环境的差异，对同一物种不同的变异类型选择的方向也不同，从而造成不同环境下的生物之间存在着差异。

15．如图所示为人和有关动物器官的比较，据图回答下列问题。

(1)图中的生物在分类学上都属于________动物，其中人、蝙蝠和海豚均属于________类。

(2)人的手臂、海豚的鳍肢、鸟的翅膀和蝙蝠的翼手，它们的外形和功能________(填“相同”或“不同”)，却有相似的________，在胚胎阶段都是由相同的________发育而来的。

(3)以上事实说明，脊椎动物之间存在着________。

答案(1)脊椎哺乳(2)不同结构模式组织(3)统一性

解析生物界虽然在类型上具有巨大的多样性，但在模式上具有高度的统一性，每一个或大或小的生物类群，在生物体、细胞或生物大分子等层次上，总会在一个或几个层次的结构和功能上存在着统一模式。题中说明了生物体层次的统一性。

16．分析四种不同动物(甲、乙、丙、丁)的血红蛋白，发现在构成血红蛋白的数万个氨基酸中，仅有四个位置存在差异，列表如下：

(1)据此动物是_____________________________________________________________。

(2)写出作出上述判断的依据。

(3)这是在________方面为生物进化提供的证据，血红蛋白α链的氨基酸每年都会按大约1.2×10－9的速率发生置换。

答案(1)甲与丁

(2)甲与丁血红蛋白的氨基酸组成差异最小

(3)分子生物学

解析生物与生物之间的亲缘关系越近，其化学结构越相似；亲缘关系越远，其化学结构的差异越大。甲与丁之间只有第四位氨基酸的组成不同，其余均相同，在四者之中，甲和丁的

差别最小，所以其亲缘关系也最近。