协同进化与生物多样性的形成课件 【知识精讲精研】 高一下学期生物人教版必修2

第四节

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。讨论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。长距彗星兰长喙天蛾问题探讨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？

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。一.协同进化

特定昆虫给特定的植物传粉,这样可以提高传粉的效率,并且昆虫也可得到较多的食物或保护。在自然界中，一种植物专门由一种昆虫传粉的情形很常见。昆虫传粉的专门化对植物繁衍后代有什么意义？（一）捕食者与被捕食者的“军备竞赛”猎豹追捕羚羊小样！没有我，你也跑不了这么快！小样！没有我，你跑不了这么快！

自然选择有利于羚羊种群中肌肉发达、动作敏捷的个体，也有利于猎豹种群中跑得快的个体。这两个物种的进化过程宛如一场漫长的“军备竞赛”。

捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？

实际上，捕食者所吃掉的大多是捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到了促进种群发展的作用。“精明的捕食者”策略：捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。一.协同进化捕食者在进化中的作用(1)提出者:美国生态学家斯坦利(2)内容:

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)意义:②捕食者的存在有利于增加物种多样性。①阐明了捕食者在进化中的作用；一.协同进化（二）“收割理论”

不仅不同种生物之间在进化上密切相关，生物的进化与无机环境的变化也是相互影响的。有氧进化变化最初共同演变环境变化生物进化产生氧气无氧原始大气光合生物出现好氧生物厌氧生物一.协同进化不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是协同进化。(1)定义：(2)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，也就是形成了生物的多样性。一.协同进化生物圈内生物环境、生物群落和生态过程的多样性。(1)内容:①遗传多样性（基因多样性）生物体内决定性状的基因及其组合的多样性。②物种多样性动物，植物和微生物等生物种类的丰富性。③生态系统多样性(2)原因:长期自然选择、协同进化的结果二.生物多样性的形成(3)关系:基因多样性物种多样性生态系统多样性变异的不定向性蛋白质多样性无机环境的多样性根本原因组成导致直接原因组成直接选择决定二.生物多样性的形成二.生物多样性的形成时间轴35亿年前古细菌出现（厌氧异养）35亿~15亿年前主要是细菌（包括蓝细菌—自养）真核生物出现15亿年前5.4亿~5.0亿年前4亿年前随后变化海洋中有大量的无脊椎动物原始陆生植物（厥类）原始两栖类生物通过有性生殖，实现了基因重组，这就增强了生物变异的多样性。寒武纪大爆发，构成消费者，使生态系统更加复杂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。裸子植物和被子植物先后成为主角，鸟类、哺乳类等成为优势类群两极生态系统（只有生产者和分解者）二.生物多样性的形成(4)进化内容:古细菌化石（单细胞生物，约35亿年前）海绵（原始多细胞生物，约6亿年前）原核细胞真核细胞数目上的进化1结构上的进化2为功能复杂化提供结构基础结构和功能更加完善二.生物多样性的形成异养厌氧自养需氧光和细菌出现代谢上的进化3能量供应更加充足(4)进化内容:生殖方式的进化4生物通过有性生殖实现了基因重组，增强了生物变异的多样性。大肠杆菌的二分裂（无性繁殖）甲藻的生活史（有性繁殖）有丝分裂融合合子减数分裂有丝分裂二.生物多样性的形成(4)进化内容: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）生态系统结构的进化5消费者的出现使生态系统的结构更加复杂，对植物进化更加有利二.生物多样性的形成生活方式的进化6(4)进化内容:由简单到复杂由水生到陆生由低等到高等陆地复杂的环境为生物进化提供了广阔的舞台二.生物多样性的形成思考·讨论

分析生物多样性的形成1.最早出现的生物是哪一类生物？它们生活在什么环境中？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？3.同今天你所看到的地球相比，寒武纪时，地球上的生态系统有什么特点？4.恐龙大约是什么时候灭绝的，物种灭绝对生物多样性会产生怎样的影响？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。植物先登陆，否则动物登陆后就会饿死。当时陆地上还是一片荒芜生物,都生活在海洋中。

恐龙是在中生代后期绝灭的。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。二.生物多样性的形成三.现代生物进化理论（1）内容：以自然选择学说为核心，对自然界的生命史作出科学的解释：适应是自然选择的结果；种群是生物进化的基本单位；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；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；生物多样性是协同进化的结果。

生物进化过程复杂而漫长，已经发生的，研究者无法目睹；将要发生的，研究者很难预知。因此，上面所概括的现代生物进化理论的要点，仍有争论和疑点。三.现代生物进化理论

故还有其他进化理论，如中性学说，间断平衡学说等。中性学说间断平衡说三.现代生物进化理论内容：大量的基因突变是中性的，自然选择对这些基因突变不起作用，这些基因突变经过长期积累，导致种群间遗传物质出现较大的差别。争议：更多学者则认为，基因突变并不都是中性的，有些基因突变反映在个体的性状上，与环境相适应的程度有差异，因此，不能否认自然选择的作用。

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，其原因仍在探索中。总结现有的进化理论所不能解释的问题比已经解释的问题还要多。自然选择学说为核心的进化理论比其他学说影响要广泛和深远。生物进化理论在不断发展。练习与应用一、概念检测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。（）√XXX2．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3．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ACDB2．【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．【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．【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．(1)【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杂交来解释。但是，这种解释只是一种合理的假说，除此之外，还可能有其他合理的解释，如这两种兰花的花色是数量性状，或者由于土壤条件等环境因素，使得它们本来就存在