高中生物 人教版 必修二 協(xié)同進化與生物多樣性的形成 課件

1、學科：生物版本：人教版(2019)教材：高中生物必修2-遺傳與進化課程名稱：協(xié)同進化與生物多樣性的形成1第六章 生物的進化第4節(jié) 協(xié)同進化與生物多樣性的形成細長口器蛾類昆蟲的發(fā)現 達爾文曾發(fā)現一種蘭花長著細長的花距，其底部儲存著花蜜。達爾文推測，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)現這樣的蛾類昆蟲，是否能說達爾文的推測是錯誤的？1. 達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構相適應的傳粉

2、昆蟲（靠細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?！敬鸢浮咳绻髞砦窗l(fā)現這樣的蛾類昆蟲，達爾文的推測就僅僅是一種猜想，不能被證實。當然，未發(fā)現這樣的蛾類昆蟲，不等于這樣的昆蟲一定不存在，因此并不能說明達爾文的推測一定是錯誤的。一、協(xié)同進化小樣！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、動作敏捷的個體，也有利于獵豹種群中跑得快的個體。這兩個物種的進化過程宛如一場漫長的“軍備競賽”。 實際上，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)同進化收割理論： 美國生態(tài)學家斯坦利提出：捕食者往往捕食個體數量多的物種，這樣就會避免出現一種或少數幾種生物在生態(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。捕食者在進化中的作用一、協(xié)同進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，羚羊對捕食者種群的進化也起到了促進作用。一、協(xié)同進化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 寒武紀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)同進化過程，地球上不僅出現了千姿百態(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、生物與無機環(huán)境之間在相互影響中不斷進化和發(fā)展，這就是協(xié)同進化。一、協(xié)同進化不同物種之間的協(xié)同進化類型： 種間互助 動物取食花的花蜜，同時為植物傳粉一、協(xié)同進化不同物種之間的協(xié)同進化叢林狼捕食老弱兔子，客觀上促進了物種的發(fā)展類型： 種間競爭一、協(xié)同進化 地球上的原始大氣中是沒有氧氣的，因此，最早出現的生物都是厭氧（進行無氧呼吸）的；最早的光合生物的出現，使得原始大氣中有了氧氣，這就為好氧生物的出現創(chuàng)造了前提條件。原始地球生物與無機環(huán)境之間的協(xié)同進化二、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容： 遺傳多樣性（基因多樣性）生物體內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)同進化的結果二、生物多樣性的形成1.【答案】最早出現的生物是厭氧的單細胞生物，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雜的?？铸埖慕^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多樣性無機環(huán)境的多樣性根本 原因組 成導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來看，最早的生物化石是35億年前的古細菌化石(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不多的藍藻和細菌，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，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大爆發(fā)。大量的動物構成了生態(tài)系統(tǒng)的第三極消費者，使生態(tài)系統(tǒng)由最早期的只有生產者和分解者的兩極生態(tài)系統(tǒng)具有更加復雜的結構。寒武紀的海

7、洋生物類群想象圖生產者、分解者兩極生態(tài)系統(tǒng) 生產者、消費者、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，由于造山運動使海洋縮小，陸地擴大，一些海洋植物開始適應陸地生活，形成了原始的陸生植物，主要是蕨類植物，隨后才出現了適應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，陸地上復雜的環(huán)境又為生物的進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、復雜、高等二、生物多樣性的形成 人類也是生物進化的產物。大約300萬年前，森林古猿的一支離開森林，告

8、別樹棲生活，走上了向現代人類進化的漫漫長路。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化產生了重要影響，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，保護生物多樣性就是保護人類自己。三、生物進化理論在發(fā)展 以自然選擇學說為核心的現代生物進化理論對自然界的生命史作出了科學的解釋： 適應是自然選擇的結果； 種群是生物進化的基本單位； 突變和基因重組提供進化的原材料，自然選擇導致種群基因頻率的定向改變，進而通過

9、隔離形成新的物種； 生物進化的過程實際上是生物與生物、生物與無機環(huán)境協(xié)同進化的過程； 生物多樣性是協(xié)同進化的結果。三、生物進化理論在發(fā)展生物進化論不會停滯不前，而是在不斷發(fā)展。核心：自然選擇學說 中性突變理論：決定生物進化的方向是中性突變的逐漸積累，而不是自然選擇。 間斷平衡學說：物種形成并不都是漸變的結果，而是種群長期穩(wěn)定與迅速形成新種交替出現的過程。發(fā)展四、課堂小結課堂練習1生物多樣性是協(xié)同進化的結果。判斷下列與進化和生物多樣性有關的表述是否正確。（1）一個物種的形成或絕滅，會影響到若干其他物種的進化。（ ）（2）物種之間的協(xié)同進化都是通過物種之間的競爭實現的。（ ）（3）地球上的生態(tài)系統(tǒng)

10、從古至今都是由生產者、消費者和分解者組成的。（ ）（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2基于早期地球的特殊環(huán)境推測，地球上最早出現的生物是（ ）A單細胞生物，進行有氧呼吸B多細胞生物，進行有氧呼吸C單細胞生物，進行無氧呼吸D多細胞生物，進行無氧呼吸C謝謝！二、拓展應用1. 用一位學者的話說，協(xié)同進化就是“生態(tài)的舞臺，進化的表演（The ecological theater and evolutionary play ）。根據本節(jié)所學內容，談談你對這句話的理解。【答案】生態(tài)指的是生物與環(huán)境的相互關系，進化指的是生物界的歷史演變；如果把進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)境之間復雜的相互關系。生物進化的表演受舞臺背景的制約，舞臺背景也要與上演的內容相協(xié)調。2. 假如物種之間沒有一定的關系（如親緣關系和相互影響），也不隨時間而改變，那么我們的生物學觀點會發(fā)生怎樣的變化？生物學是更容易學習還是更難學習？【答案】假如那樣，生物界紛繁復雜的現象就很難用統(tǒng)一的觀點和理論來解釋，作為生物學基本觀點之一的進化觀點將難以建立，生物學就不可能形成現在這樣一個科學的框架體系，學習生物學將缺少基本觀點和方法的指導和統(tǒng)領。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、？請綜合運用本章各節(jié)所學知識，從基因、物種和生態(tài)系統(tǒng)三個方面來論證。感興趣的話，你還可以從經濟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。基本要點是：種群是生物繁殖的基本單位，也是生物進化的基本單位，一個種群就是一個獨特的基因庫；不同物種之間、生物與無機環(huán)境之間是在相互影響中協(xié)同進化的；生態(tài)系統(tǒng)是生物與環(huán)境相互作用形成的有機整體。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，體現了我國政

13、府和相關企業(yè)對保護生物多樣性的重視。這一做法在其他地區(qū)也是常見的。當然，修建高架橋和涵洞的具體數量和方式，還要考慮地形、地質、經濟和社會等多方面的因素，做到因地制宜。復習與提高一、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)同進化 D.地理隔離AC3. 下列關于生物進化的表述，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性 C. 自然選擇決定生物進化的方向 D. 只有有利變異才是進化的原材料4. 關于有性生殖在

14、進化上的意義，下列說法錯誤的是 （ ） A. 實現了基因重組 B. 提高了繁殖速率 C. 加快了進化的進程 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的詞語。2. 在進化地位上越高等的生物，適應能力越強嗎？請說明你的觀點和證據。【答案】不一定。進化過程中出現的新物種，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能力更強。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能力強。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，這與人類根據自身的需要，采取的雜交育種等措施有關。4. 科學家對某地一種蟹的體色深淺進行了 研究，結果如下圖所示。不同體色的個體數量為 什么會形成這樣的差別呢？請?zhí)岢黾僬f進行解釋?！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，生存并繁殖后代的機會較多，相應的基因型頻率較高。經過長期的自然選擇，導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。研究人員通過實驗發(fā)現，這兩種植物能夠雜交

16、并產生可育后代。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生可育后代，可以推測雜交后代由于基因重組，花色會出現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來驗證，如自然狀態(tài)下的觀察證據

17、、基因組學證據等。（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)下可以雜交并產生可育后代，說明二者之間還未形成嚴格的生殖隔離，因此看作一種也是可以的。6. 20世紀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)現它的殺蟲效果越來越差。人們的解釋是昆蟲產生了抗藥性。請你運用本章所學知識，對昆蟲產生抗藥性作出進一步的解釋?！敬鸢浮堪凑者_爾文的自然選擇學說，可以作如下解釋：細菌在繁殖過程中會產生各種可遺傳的變異，其中就有抗藥性強的變異。在未使用抗生素時，抗藥性強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，抗藥性強的個