高中生物 人教版 必修二 協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性的形成 課件

1、學(xué)科：生物版本：人教版(2019)教材：高中生物必修2-遺傳與進(jìn)化課程名稱：協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性的形成1第六章 生物的進(jìn)化第4節(jié) 協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性的形成細(xì)長口器蛾類昆蟲的發(fā)現(xiàn) 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。某種蘭花和專門給它傳粉的蛾2. 如果后來未發(fā)現(xiàn)這樣的蛾類昆蟲，是否能說達(dá)爾文的推測是錯誤的？1. 達(dá)爾文作出上述推測的理由是什么？【答案】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

2、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，這個物種也就不存在了。【答案】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一種猜想，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)爾文的推測一定是錯誤的。一、協(xié)同進(jìn)化小樣！沒有我，你也跑不了這么快！小樣！沒有我，你跑不了這么快！ 自然選擇有利于羚羊種群中肌肉發(fā)達(dá)、動作敏捷的個體，也有利于獵豹種群中跑得快的個體。這兩個物種的進(jìn)化過程宛如一場漫長的“軍備競賽”。 實(shí)際上，捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的個體，客觀上起到了促進(jìn)種群發(fā)展的作用。獵豹追捕羚羊“精明的捕食者”策略

3、： 捕食者一般不能將所有的獵物吃掉，否則自己也無法生存。一、協(xié)同進(jìn)化收割理論： 美國生態(tài)學(xué)家斯坦利提出：捕食者往往捕食個體數(shù)量多的物種，這樣就會避免出現(xiàn)一種或少數(shù)幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對優(yōu)勢的局面，為其他物種的形成騰出空間。 捕食者的存在有利于增加物種多樣性。捕食者在進(jìn)化中的作用一、協(xié)同進(jìn)化捕食者是不是就可以“高枕無憂”呢？ 一般來說，只有動作敏捷、跑得快的捕食者個體才能獲得食物，從而生存下來，繁殖后代。因此，羚羊?qū)Σ妒痴叻N群的進(jìn)化也起到了促進(jìn)作用。一、協(xié)同進(jìn)化46億年前 地球形成30多億年前 生命的起源5.4億年前 前寒武紀(jì) 寒武紀(jì)2.45億年前6600萬年前古生代中生代新生代 通過漫長的

4、協(xié)同進(jìn)化過程，地球上不僅出現(xiàn)了千姿百態(tài)的物種，豐富多彩的基因庫，而且形成了多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)。 不同物種之間、生物與無機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展，這就是協(xié)同進(jìn)化。一、協(xié)同進(jìn)化不同物種之間的協(xié)同進(jìn)化類型： 種間互助 動物取食花的花蜜，同時為植物傳粉一、協(xié)同進(jìn)化不同物種之間的協(xié)同進(jìn)化叢林狼捕食老弱兔子，客觀上促進(jìn)了物種的發(fā)展類型： 種間競爭一、協(xié)同進(jìn)化 地球上的原始大氣中是沒有氧氣的，因此，最早出現(xiàn)的生物都是厭氧（進(jìn)行無氧呼吸）的；最早的光合生物的出現(xiàn)，使得原始大氣中有了氧氣，這就為好氧生物的出現(xiàn)創(chuàng)造了前提條件。原始地球生物與無機(jī)環(huán)境之間的協(xié)同進(jìn)化二、生物多樣性的形成 1. 生物多樣性主

5、要包括三個層次的內(nèi)容： 遺傳多樣性（基因多樣性）生物體內(nèi)決定性狀的遺傳因子及其組合的多樣性。 物種多樣性動物，植物和微生物等生物種類的豐富性。 生態(tài)系統(tǒng)多樣性生物圈內(nèi)生物環(huán)境、生物群落和生態(tài)過程的多樣性。2. 生物多樣性形成的原因：長期自然選擇、協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果二、生物多樣性的形成1.【答案】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.【答案】植物先登陸，否則動物登陸后就會餓死。3.【答案】當(dāng)時陸地上還是一片荒蕪，生物都生活在海洋中。4.【答案】恐龍是在中生代后期絕滅的。物種絕滅對生物多樣性的影響是復(fù)雜的。恐龍的絕滅有利于哺乳動物的繁盛。二、生物多樣性的形成基因多樣性物種多樣性生

6、態(tài)系統(tǒng)多樣性變異的不定向性蛋白質(zhì)多樣性無機(jī)環(huán)境的多樣性根本 原因組 成導(dǎo)致直接原因組成直接 選擇決定二、生物多樣性的形成 就目前所掌握的證據(jù)來看，最早的生物化石是35億年前的古細(xì)菌化石(圖6-14)。在此之后大約20億年的漫長歲月中，地球上的生物主要是海洋中種數(shù)不多的藍(lán)藻和細(xì)菌，它們都是原核生物。這一時期的生態(tài)系統(tǒng)是只有生產(chǎn)者和分解者的兩極生態(tài)系統(tǒng)。二、生物多樣性的形成 在5.4億5.0億年前的寒武紀(jì)，海洋中有大量的無脊椎動物物種爆發(fā)式地迅速形成，這就是著名的寒武紀(jì)大爆發(fā)。大量的動物構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的第三極消費(fèi)者，使生態(tài)系統(tǒng)由最早期的只有生產(chǎn)者和分解者的兩極生態(tài)系統(tǒng)具有更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。寒武紀(jì)的海

7、洋生物類群想象圖生產(chǎn)者、分解者兩極生態(tài)系統(tǒng) 生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者三級生態(tài)系統(tǒng)二、生物多樣性的形成4億年前陸地景觀想象圖 大約在4億年前，由于造山運(yùn)動使海洋縮小，陸地擴(kuò)大，一些海洋植物開始適應(yīng)陸地生活，形成了原始的陸生植物，主要是蕨類植物，隨后才出現(xiàn)了適應(yīng)陸地生活的動物原始的兩棲類。生物的登陸改變著陸地的環(huán)境，陸地上復(fù)雜的環(huán)境又為生物的進(jìn)化提供了廣闊的舞臺，裸子植物和被子植物先后扮演了生產(chǎn)者的主角，鳥類、哺乳類等成為地球上占優(yōu)勢的動物類群，復(fù)雜多樣的陸地生態(tài)系統(tǒng)逐漸形成。水生、簡單、低等 陸生、復(fù)雜、高等二、生物多樣性的形成 人類也是生物進(jìn)化的產(chǎn)物。大約300萬年前，森林古猿的一支離開森林，告

8、別樹棲生活，走上了向現(xiàn)代人類進(jìn)化的漫漫長路。在自然界的生存斗爭中，人類憑借非凡的大腦、靈巧的雙手和群體的力量，已經(jīng)擁有了其他生物無可比擬的生存優(yōu)勢，并且對其他物種的進(jìn)化產(chǎn)生了重要影響，不少物種由于人類活動的影響走向絕滅。我們須臾不能忘記的是，包括人類在內(nèi)的所有生物都是在相互依存、相互制約中生存和發(fā)展的，人類的生存和發(fā)展始終受益于生物多樣性，保護(hù)生物多樣性就是保護(hù)人類自己。三、生物進(jìn)化理論在發(fā)展 以自然選擇學(xué)說為核心的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論對自然界的生命史作出了科學(xué)的解釋： 適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果； 種群是生物進(jìn)化的基本單位； 突變和基因重組提供進(jìn)化的原材料，自然選擇導(dǎo)致種群基因頻率的定向改變，進(jìn)而通過

9、隔離形成新的物種； 生物進(jìn)化的過程實(shí)際上是生物與生物、生物與無機(jī)環(huán)境協(xié)同進(jìn)化的過程； 生物多樣性是協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果。三、生物進(jìn)化理論在發(fā)展生物進(jìn)化論不會停滯不前，而是在不斷發(fā)展。核心：自然選擇學(xué)說 中性突變理論：決定生物進(jìn)化的方向是中性突變的逐漸積累，而不是自然選擇。 間斷平衡學(xué)說：物種形成并不都是漸變的結(jié)果，而是種群長期穩(wěn)定與迅速形成新種交替出現(xiàn)的過程。發(fā)展四、課堂小結(jié)課堂練習(xí)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）一個物種的形成或絕滅，會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)

10、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。（ ）XXX課堂練習(xí)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（ ）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C謝謝！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，進(jìn)化的表演（The ecological theater and evolutionary play ）。根據(jù)本節(jié)所學(xué)內(nèi)容，談?wù)勀銓@句話的理解?！敬鸢浮可鷳B(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

11、歷史劇，那么，上演這部歷史劇的舞臺就是生物與環(huán)境之間復(fù)雜的相互關(guān)系。生物進(jìn)化的表演受舞臺背景的制約，舞臺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)系和相互影響），也不隨時間而改變，那么我們的生物學(xué)觀點(diǎn)會發(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)？【答案】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，不惜耗資修建了許多高架橋和涵洞。這對保護(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

12、？請綜合運(yùn)用本章各節(jié)所學(xué)知識，從基因、物種和生態(tài)系統(tǒng)三個方面來論證。感興趣的話，你還可以從經(jīng)濟(jì)和社會等角度提出自己的看法?！咎崾尽窟@是一道開放性問題?；疽c(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，一個種群就是一個獨(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，如果沒有修建高架橋和涵洞，就會影響動物的遷移，縮小動物覓食、繁殖等活動的范圍，影響植物種子的傳播，人為阻斷種群中個體間的基因交流，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，不惜耗資修建了許多高架橋和涵洞，體現(xiàn)了我國政

13、府和相關(guān)企業(yè)對保護(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)和社會等多方面的因素，做到因地制宜。復(fù)習(xí)與提高一、選擇題 1. 對種群的基因頻率沒有影響的是 （ ） 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（ ） A. 基因突變 B.基因重組 C. 協(xié)同進(jìn)化 D.地理隔離AC3. 下列關(guān)于生物進(jìn)化的表述，錯誤的是（ ） 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

14、進(jìn)化上的意義，下列說法錯誤的是 （ ） 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DB二、非選擇題1.在下面的空白框和括號處填寫適當(dāng)?shù)脑~語。2. 在進(jìn)化地位上越高等的生物，適應(yīng)能力越強(qiáng)嗎？請說明你的觀點(diǎn)和證據(jù)?！敬鸢浮坎灰欢?。進(jìn)化過程中出現(xiàn)的新物種，有些是靠開辟環(huán)境中新的生存位置來生存和繁衍的，不一定就比原來的物種適應(yīng)能力更強(qiáng)。例如，海洋中的生物登陸后，形成了許多新物種，開辟了新的生存空間，但是不能說這些新物種比海洋藻類的適應(yīng)能力強(qiáng)。3. 與同種或類似的野生種類相比，家養(yǎng)動物的變異較多（如狗的變異比狼多）。對此你如何解釋？【答案】與同種或類似的

15、野生種類相比，家養(yǎng)動物的變異往往更多，這與人類根據(jù)自身的需要，采取的雜交育種等措施有關(guān)。4. 科學(xué)家對某地一種蟹的體色深淺進(jìn)行了 研究，結(jié)果如下圖所示。不同體色的個體數(shù)量為 什么會形成這樣的差別呢？請?zhí)岢黾僬f進(jìn)行解釋?！敬鸢浮恐虚g體色可能與環(huán)境色彩較接近，這樣的個體不容易被捕食者發(fā)現(xiàn)，生存并繁殖后代的機(jī)會較多，相應(yīng)的基因型頻率較高。經(jīng)過長期的自然選擇，導(dǎo)致中間體色的個體較多。5. 褐花杓蘭和西藏杓蘭主要分布于我國西南 地區(qū)，且分布區(qū)域有一定交叉。典型的褐花杓蘭，花是深紫色的；典型的西藏杓蘭，花是紫紅色的。此外，它們還存在花色從淺紅到深紫等一系列過渡類型。研究人員通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這兩種植物能夠雜交

16、并產(chǎn)生可育后代。請回答下列問題。（1）這兩種蘭花的花色存在一系列過渡類型，能否用二者在自然狀態(tài)下可以雜交來解釋？如果能，能否確定過渡類型就是二者雜交形成的？【提示】由于這兩種蘭花的分布區(qū)域有一定交叉，且二者能夠雜交并產(chǎn)生可育后代，可以推測雜交后代由于基因重組，花色會出現(xiàn)與典型親本有一定差異的情況，因此，這兩種蘭花的花色存在一系列過渡類型能用二者在自然狀態(tài)下可以雜交來解釋。但是，這種解釋只是一種合理的假說，除此之外，還可能有其他合理的解釋，如這兩種蘭花的花色是數(shù)量性狀，或者由于土壤條件等環(huán)境因素，使得它們本來就存在從淺到深的過渡類型。哪種解釋正確，需要通過確鑿的證據(jù)來驗(yàn)證，如自然狀態(tài)下的觀察證據(jù)

17、、基因組學(xué)證據(jù)等。（2）研究人員建議將它們合并為一種。這一建議有道理嗎？【答案】有道理。二者在自然狀態(tài)下可以雜交并產(chǎn)生可育后代，說明二者之間還未形成嚴(yán)格的生殖隔離，因此看作一種也是可以的。6. 20世紀(jì)40年代，DDT開始被用作殺蟲劑，起初非常有效。若干年以后，人們發(fā)現(xiàn)它的殺蟲效果越來越差。人們的解釋是昆蟲產(chǎn)生了抗藥性。請你運(yùn)用本章所學(xué)知識，對昆蟲產(chǎn)生抗藥性作出進(jìn)一步的解釋。【答案】按照達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說，可以作如下解釋：細(xì)菌在繁殖過程中會產(chǎn)生各種可遺傳的變異，其中就有抗藥性強(qiáng)的變異。在未使用抗生素時，抗藥性強(qiáng)的變異不是有利變異，這樣的個體在生存斗爭中不占優(yōu)勢；使用抗生素以后，抗藥性弱的個體大量死亡，抗藥性強(qiáng)的個