【高中生物】2023-2024学年人教版 （2019）必修二 协同进化与生物多样性的形成课件

第六章生物的进化第4节

协同进化与生物多样性的形成

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。2.如果后来未发现这样的蛾类昆虫，是否能说达尔文的推测是错误的？1.达尔文作出上述推测的理由是什么？兰花的生殖离不开传粉昆虫。如果没有与这种兰花结构相适应的传粉昆虫（靠细长的口器获取花距底部的花蜜），这种兰花就难以完成传粉受精，这个物种也就不存在了。如果后来未发现这样的蛾类昆虫，达尔文的推测就仅仅是一种猜想，不能被证实。当然，未发现这样的蛾类昆虫，不等于这样的昆虫一定不存在，因此并不能说明达尔文的推测一定是错误的。问题探讨长距彗星兰长喙天蛾在自然界，一种植物专门由一种昆虫传粉的情形很常见，昆虫传粉的专门化有什么意义？特定昆虫给特定的植物传粉，这样可以提高植物传粉的效率，并且昆虫也可得到较多的食物。虫媒花的进化与传粉昆虫的进化有怎样的关系？虫媒花与传粉昆虫在相互影响中不断进化和发展。种间互助一、协同进化资料一：

动物学家对生活在非洲大草原奥兰治河两岸的羚羊进行研究时发现，东岸的羚羊群的奔跑速度比西岸的羚羊群每分钟竟快13米。为何差距如此之大？

经过观察和科学实验，动物学家终于明白，东岸的羚羊之所以强健，是因为它们附近有一个狼群，生存时时处于危险之中。

草原上，狼群捕食羚羊，速度慢的羚羊逐渐被狼吃掉，而速度慢的狼，因为不能获得足够的食物，也逐渐被饿死，这样，在狼捕食羚羊的过程中，狼和羚羊的速度都得到了提升。种间斗争思考：捕食者所吃掉的大多是被捕食者中的年老、病弱或年幼的个体，客观上起到了促进种群发展的作用；

捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。小样！没有我，你也跑不了这么快！没有我，你跑不了这么快！猎豹追捕羚羊“精明的捕食者”策略：

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的多样性。“收割理论”：不同物种之间在相互影响（

、

）中不断进化和发展。种间互助种间斗争捕食者的存在对被捕食者是有害无益的吗？由此可见，任何一个物种都不是单独进化的，资料二：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。生物与无机环境之间在相互影响中也会不断进化和发展。一、协同进化

P121

、

在相互影响中不断进化和发展。不同物种之间生物与无机环境之间注意：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。

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，而且形成了多种多样的生态系统，也就是形成了生物的多样性。一、协同进化

P121生物多样性遗传多样性（基因多样性）物种多样性

生态系统多样性决定形成二、生物多样性的形成

、

在相互影响中不断进化和发展。不同物种之间生物与无机环境之间导致(三个层次)生物多样性010203遗传多样性（基因多样性）物种多样性生态系统多样性生物体内决定性状的遗传因子及其组合的多样性。动物、植物和微生物等生物种类的丰富性。生物圈内生物环境、生物群落和生态过程的多样性。生物多样性形成的原因：长期自然选择、协同进化的结果生物多样性三个层次之间的联系遗传多样性物种多样性生态系统多样性根本

原因组成变异的不定向性蛋白质多样性无机环境的多样性组成直接原因决定导致直接选择（基因多样性）46亿年前地球形成30多亿年前生命的起源5.4亿年前前寒武纪

寒武纪2.45亿年前6600万年前古生代中生代新生代二、生物多样性的形成P121页图6-13P122二、生物多样性的形成

就目前所掌握的证据来看，最早的生物化石是35亿年前的古细菌化石(图6-14)。在此之后大约20亿年的漫长岁月中，地球上的生物主要是海洋中种数不多的细菌（包括蓝细菌），它们都是原核生物。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。1.最早出现的生物是哪一类生物？它们生活在什么环境中？最早出现的生物是厌氧的单细胞生物，它们生活在原始海洋中。讨论寒武纪的海洋生物类群想象图

真核生物出现后，新的繁殖方式有性生殖出现了，实现了基因重组，增加了生物变异的多样性，所以加快了生物进化速度，多细胞植物和动物种类不断增多。生产者、分解者两极生态系统

→生产者、消费者、分解者三极生态系统寒武纪大爆发：海洋无脊椎动物爆发式形成。大量的动物构成了生态系统的第三极——消费者，生态系统结构更加复杂稳定。讨论3.同今天的地球相比，寒武纪时地球上的生态系统有什么特点？当时陆地上还是一片荒芜，生物都生活在海洋中。4亿年前陆地景观想象图大约四亿年前，由于造山运动使海洋缩小，陆地扩大，一些海洋植物开始适应陆地生活，形成原始的陆地植物主要是蕨类植物。随后出现适应陆地生活的原始两栖类。生物的登陆改变了陆地的环境。裸子、被子植物先后扮演生产者中的主角，鸟类和哺乳类成为优势动物类群。复杂多样的陆地生态系统逐渐形成。讨论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？先出现植物，后出现动物，否则动物登陆后就会饿死。低等→高等3水生→陆生2简单→复杂1总的进化趋势在进化过程中，许多物种由于不适应环境的变化而绝灭了。讨论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？恐龙是在中生代后期(白垩纪末)绝灭的。物种绝灭对生物多样性的影响是复杂的。恐龙的绝灭有利于哺乳动物的繁盛，使生物进化翻开了崭新的一页。与社会的联系：人类也是生物进化的产物，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。人类活动加快了物种绝灭的速度，根据协同进化理论，这对我们有什么启示？生物进化历程中的几个关键变化单细胞多细胞(1)结构上：厌氧型需氧型(2)呼吸方式：无性生殖有性生殖(3)生殖方式：两极生态系统三极生态系统(4)生态系统：水生陆生(5)生活环境：二、生物多样性的形成水陆两栖三、生物进化论在发展

P123（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。（4）

导致种群基因频率的定向改变，进而通过

形成新的物种。（5）生物进化的过程实际上是

与

、

与

间

的过程。（6）生物多样性是

的结果。1、现代生物进化理论（核心：

）突变和基因重组自然选择协同进化自然选择学说种群自然选择隔离生物生物生物无机环境协同进化三、生物进化论在发展

P124生物进化论不会停滞不前，而是在不断发展。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。2、其他观点:总结1.协同进化不同物种间的协同进化生物与无机环境之间的协同进化2.生物多样性的形成（1）生物多样性的内容生态系统多样性遗传多样性物种多样性生物的进化历程可概括为：从原核生物到真核生物，从无性生殖到有性生殖，由简单到复杂，由水生到陆生，由低等到高等。（2）生物多样性的形成的进化历程3.生物进化理论在发展课堂练习1．生物多样性是协同进化的结果。判断下列与进化和生物多样性有关的表述是否正确。（1）一个物种的形成或绝灭，会影响到若干其他物种的进化。（）（2）物种之间的协同进化都是通过物种之间的竞争实现的。（）（3）地球上的生态系统从古至今都是由生产者、消费者和分解者组成的。（）（4）生物多样性的形成是指新的物种不断形成的过程。（）√XXX课堂练习2．基于早期地球的特殊环境推测，地球上最早出现的生物是（）A．单细胞生物，进行有氧呼吸B．多细胞生物，进行有氧呼吸C．单细胞生物，进行无氧呼吸D．多细胞生物，进行无氧呼吸C二、拓展应用1.用一位学者的话说，协同进化就是“生态的舞台，进化的表演"（Theecologicaltheaterandevolutionaryplay）。根据本节所学内容，谈谈你对这句话的理解。【答案】生态指的是生物与环境的相互关系，进化指的是生物界的历史演变；如果把进化看作由各种生物表演的一部历史剧，那么，上演这部历史剧的舞台就是生物与环境之间复杂的相互关系。生物进化的表演受舞台背景的制约，舞台背景也要与上演的内容相协调。2.假如物种之间没有一定的关系（如亲缘关系和相互影响），也不随时间而改变，那么我们的生物学观点会发生怎样的变化？生物学是更容易学习还是更难学习？【答案】假如那样，生物界纷繁复杂的现象就很难用统一的观点和理论来解释，作为生物学基本观点之一的进化观点将难以建立，生物学就不可能形成现在这样一个科学的框架体系，学习生物学将缺少基本观点和方法的指导和统领。3.我国在修建青藏铁路时，不惜耗资修建了许多高架桥和涵洞。这对保护生物多样性有什么意义？这种做法适合在其他地区推广吗？请综合运用本章各节所学知识，从基因、物种和生态系统三个方面来论证。感兴趣的话，你还可以从经济和社会等角度提出自己的看法。【提示】这是一道开放性问题。基本要点是：种群是生物繁殖的基本单位，也是生物进化的基本单位，一个种群就是一个独特的基因库；不同物种之间、生物与无机环境之间是在相互影响中协同进化的；生态系统是生物与环境相互作用形成的有机整体。修建铁路和高速公路时，如果没有修建高架桥和涵洞，就会影响动物的迁移，缩小动物觅食、繁殖等活动的范围，影响植物种子的传播，人为阻断种群中个体间的基因交流，影响生态系统的整体性和生物的协同进化。我国在修建青藏铁路时，不惜耗资修建了许多高架桥和涵洞，体现了我国政府和相关企业对保护生物多样性的重视。这一做法在其他地区也是常见的。当然，修建高架桥和涵洞的具体数量和方式，还要考虑地形、地质、经济和社会等多方面的因素，做到因地制宜。复习与提高一、选择题1.对种群的基因频率没有影响的是（

）

A.随机交配B.基因突变

C.自然选择D.染色体变异2.生态系统多样性形成的原因可以概括为（

）

A.基因突变B.基因重组

C.协同进化D.地理隔离AC3.下列关于生物进化的表述，错误的是（

）

A.隔离是物种形成的必要条件

B.突变和基因重组都具有随机性

C.自然选择决定生物进化的方向

D.只有有利变异才是进化的原材料4.关于有性生殖在进化上的意义，下列说法错误的是（

）

A.实现了基因重组

B.提高了繁殖速率

C.加快了进化的进程

D.丰富了变异的原材料DB二、非选择题1.在下面的空白框和括号处填写适当的词语。2.在进化地位上越高等的生物，适应能力越强吗？请说明你的观点和证据。【答案】不一定。进化过程中出现的新物种，有些是靠开辟环境中新的生存位置来生存和繁衍的，不一定就比原来的物种适应能力更强。例如，海洋中的生物登陆后，形成了许多新物种，开辟了新的生存空间，但是不能说这些新物种比海洋藻类的适应能力强。3.与同种或类似的野生种类相比，家养动物的变异较多（如狗的变异比狼多）。对此你如何解释？【答案】与同种或类似的野生种类相比，家养动物的变异往往更多，这与人类根据自身的需要，采取的杂交育种等措施有关。4.

科学家对某地一种蟹的体色深浅进行了研究，结果如下图所示。不同体色的个体数量为什么会形成这样的差别呢？请提出假说进行解释。【答案】中间体色可能与环境色彩较接近，这样的个体不容易被捕食者发现，生存并繁殖后代的机会较多，相应的基因型频率较高。经过长期的自然选择，导致中间体色的个体较多。5.

褐花杓兰和西藏杓兰主要分布于我国西南地区，且分布区域有一定交叉。典型的褐花杓兰，花是深紫色的；典型的西藏杓兰，花是紫红色的。此外，它们还存在花色从浅红到深紫等一系列过渡类型。研究人员通过实验发现，这两种植物能够杂交并产生可育后代。请回答下列问题。（1）这两种兰花的花色存在一系列过渡类型，能否用二者在自然状态下可以杂交来解释？如果能，能否确定过渡类型就是二者杂交形成的？【提示】由于这两种兰花的分布区域有一定交叉，且二者能够杂交并产生可育后代，可以推测杂交后代由于基因重组，花色会出现与典型亲本有一定差异的情况，因此，这两种兰花的花色存在一系列过渡类型能用二者在自然状态下可以