【生物】協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性的形成課件 2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期生物人教版必修2

必修2/第6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什么是協(xié)同進(jìn)化？怎樣理解生物多樣性是進(jìn)化的結(jié)果？生物進(jìn)化理論仍然在發(fā)展嗎？

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。

討論1.達(dá)爾文作出上述推測的理由是什么？某種蘭花和專門給它傳粉的蛾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)的傳粉昆蟲，這種蘭花就難以完成傳粉受精，這個物種也就不存在了。

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。

討論2.如果后來未發(fā)現(xiàn)這樣的蛾類昆蟲，是否說明達(dá)爾文的推測是錯誤的？某種蘭花和專門給它傳粉的蛾如果后來未發(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。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)化在自然界中，一種植物專門由一種昆蟲傳粉的情況并不少見。想一想，昆蟲傳粉的專門化對植物繁衍后代有什么意義？蟲媒花的進(jìn)化與傳粉昆蟲的進(jìn)化有什么關(guān)系？

特定昆蟲給特定的植物傳粉，這樣可以提高傳粉的效率，并且昆蟲也可得到較多的食物或保護(hù)。

蟲媒花與傳粉昆蟲在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展。一.協(xié)同進(jìn)化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”。獵豹追捕羚羊1.捕食者和被捕食者相互選擇捕食者吃掉的大多是被捕食者中老年、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。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。生物的進(jìn)化并非孤立進(jìn)行，而是協(xié)同并進(jìn)的。一.協(xié)同進(jìn)化2.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)幾種生物再生態(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?！熬鞯牟妒痴摺辈呗裕翰妒痴咭话悴荒軐⑺械墨C物吃掉，否則自己也無法生存。由此可見，任何一種生物都不是單獨存在的，它在進(jìn)化的同時也會影響到其他生物，它們相互選擇，共同進(jìn)化。一.協(xié)同進(jìn)化3.生物和無機(jī)環(huán)境間相互影響原始地球地球上的原始大氣中是沒有氧氣的，因此，最早出現(xiàn)的生物都是厭氧的，進(jìn)行無氧呼吸；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。氧氣的產(chǎn)生也促使臭氧及臭氧層的形成，臭氧層吸收了大量的紫外線，為陸生生物的出現(xiàn)創(chuàng)造了條件。這說明生物與無機(jī)環(huán)境之間也存在協(xié)同進(jìn)化。一.協(xié)同進(jìn)化4.協(xié)同進(jìn)化：不同物種之間、生物與無機(jī)環(huán)境之間在互相影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展，這就是協(xié)同進(jìn)化。(1)概念：(2)類型：①不同物種之間：②生物與無機(jī)環(huán)境之間。種間互助（共生）種間斗爭（捕食、寄生、競爭）

通過漫長的協(xié)同進(jìn)化過程，地球上不僅出現(xiàn)了千姿百態(tài)的物種，而且形成了多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)，也就是形成了生物的多樣性。(3)意義：注意：生物與生物之間的協(xié)同進(jìn)化僅發(fā)生在不同物種之間，同種生物之間不存在協(xié)同進(jìn)化。一種生物滅絕導(dǎo)致另一種生物數(shù)量激增，不屬于協(xié)同進(jìn)化。類型實例不同物種之間生物與無機(jī)環(huán)境之間種間互助蘭花和蛾、豆科植物和根瘤菌獵豹和羚羊捕食寄生黏液病毒和兔子競爭作物與雜草種間斗爭生物影響環(huán)境，環(huán)境影響生物歸納小結(jié)：協(xié)同進(jìn)化類型原始大氣無氧氣氧氣需氧型厭氧型原始生物出現(xiàn)光合生物最初代謝類型產(chǎn)生代謝類型大多生物二.生物多樣性的形成1.生物多樣性的內(nèi)容：生物多樣性遺傳多樣性（基因多樣性）物種多樣性生態(tài)系統(tǒng)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動物，植物和微生物等生物種類的豐富性生物圈內(nèi)生物環(huán)境、生物群落和生態(tài)過程的多樣性基因多樣性物種多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性生物多樣性變異的不定向性蛋白質(zhì)多樣性無機(jī)環(huán)境多樣性根本原因組成導(dǎo)致直接原因組成直接選擇決定注意：生物多樣性≠物種多樣性二.生物多樣性的形成2.形成生物多樣性的原因：通過生物進(jìn)化形成了不同種群的基因庫最終形成了基因的多樣性；由于進(jìn)化不斷形成新的物種，構(gòu)成了物種的多樣性；由于生物種類不斷增多，不斷影響著環(huán)境，生物與環(huán)境間相互影響，形成了生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。生物多樣性的形成是協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果生物多樣性的形成是多種多樣的環(huán)境對生物不定向變異進(jìn)行定向選擇的結(jié)果(自然選擇的結(jié)果)。30多億年前生命的起源5.4億年前前寒武紀(jì)二.生物多樣性的形成3.生物進(jìn)化的歷程：46億年前地球形成寒武紀(jì)古生代2.45億年前6600萬年前中生代新生代生物進(jìn)化的歷程示意圖

通過漫長的協(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)。分析生物多樣性的形成仔細(xì)觀察教材圖6-13，或自己搜集資料，就以下問題進(jìn)行討論。1.最早出現(xiàn)的生物是哪一類生物？它們生活在什么環(huán)境中?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。古細(xì)菌化石（放大3萬倍）

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)。分析生物多樣性的形成仔細(xì)觀察教材圖6-13，或自己搜集資料，就以下問題進(jìn)行討論。2.陸生植物和陸生動物的出現(xiàn)誰先誰后？前者為后者提供了什么條件？先出現(xiàn)植物，后出現(xiàn)動物，否則動物登陸后就會餓死。3.同今天的地球相比，寒武紀(jì)時地球上的生態(tài)系統(tǒng)有什么特點？當(dāng)時陸地上還是一片荒蕪，生物都生活在海洋中。寒武紀(jì)的海洋生物類群想象圖

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)。分析生物多樣性的形成仔細(xì)觀察教材圖6-13，或自己搜集資料，就以下問題進(jìn)行討論。3.同今天的地球相比，寒武紀(jì)時地球上的生態(tài)系統(tǒng)有什么特點？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。分析生物多樣性的形成仔細(xì)觀察教材圖6-13，或自己搜集資料，就以下問題進(jìn)行討論。4.恐龍大約是什么時候絕滅的？物種絕滅對生物多樣性會產(chǎn)生怎樣的影響？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。三疊紀(jì)生物復(fù)蘇,開始出現(xiàn)海生爬行動物，脊椎動物得到進(jìn)一步發(fā)展；侏羅紀(jì)是恐龍的天下，發(fā)現(xiàn)始祖鳥、中華龍鳥等，昆蟲類也開始繁盛；白堊紀(jì)末期也是恐龍的滅絕時期，開始出現(xiàn)被子植物。

生物進(jìn)化的歷程時間出現(xiàn)的生物種類46億年前地球形成35億年前原始生命此后約20億年原核生物前寒武紀(jì)真核生物5.4億～5.0億年前寒武紀(jì)大約在2.45億年前古生代植物6600萬年前中生代動物隨后出現(xiàn)新生代大約300萬年前古細(xì)菌藍(lán)細(xì)菌和細(xì)菌海洋無脊椎動物迅速形成原始陸生植物，主要是蕨類陸地生物的動物、原始的兩棲類裸子植物和被子植物、鳥類、哺乳類動物人類有性生殖生物進(jìn)化的方向生物進(jìn)化歷程中的幾個關(guān)鍵變化：結(jié)構(gòu)上：呼吸方式：生殖方式：生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：生活環(huán)境：簡單→復(fù)雜單細(xì)胞生物→多細(xì)胞生物原核生物→真核生物無氧呼吸→有氧呼吸無性生殖→有性生殖兩極生態(tài)系統(tǒng)→三極生態(tài)系統(tǒng)水生生物→陸生生物低等生物→高等生物生物的進(jìn)化歷程可概括為：從原核生物到真核生物，從無性生殖到有性生殖，由簡單到復(fù)雜，由水生到陸生，由低等到高等。二.生物多樣性的形成3.研究生物進(jìn)化的主要依據(jù)：化石化石：埋藏在地層中的古代生物的遺體、遺跡和遺物，石化后形成的?；茄芯可镞M(jìn)化最直接的證據(jù)。古細(xì)菌化石恐龍蛋化石三葉蟲始祖鳥

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。二.生物多樣性的形成三.生物進(jìn)化理論在發(fā)展適應(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)而通過隔離形成新的物種；生物進(jìn)化的過程實際上是生物與生物、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。1.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論以自然選擇學(xué)說為核心的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論對自然界生命史做除了科學(xué)的解釋：三.生物進(jìn)化理論在發(fā)展2.中性突變學(xué)說有些學(xué)者的研究表明，大量的基因突變是中性的，自然選擇對中性突變不起作用，中性突變經(jīng)過積累也可以導(dǎo)致種群間的遺傳差異，因此有人主張，決定生物進(jìn)化方向的是中性突變的逐漸積累，而不是自然選擇。3.間斷平衡學(xué)說

有人提出物種形成并不都是漸變的過程，而是物種長期穩(wěn)定與迅速形成新種交替出現(xiàn)的過程。

生物的進(jìn)化是如此復(fù)雜，現(xiàn)有的進(jìn)化理論所不能解釋的問題比已經(jīng)解釋的問題還要多。在這些理論中，以自然選擇學(xué)說為核心的進(jìn)化理論比其他學(xué)說的影響要廣泛和深遠(yuǎn)，它仍然是以后各個方面研究的基礎(chǔ)。

同其他科學(xué)理論一樣，生物進(jìn)化理論不會停滯不前，而是在不斷地發(fā)展。歸納小結(jié)：概念圖現(xiàn)代生物進(jìn)化理論核心理論自然選擇學(xué)說物種形成的標(biāo)志生殖隔離進(jìn)化結(jié)果生物多樣性包含層次基因多樣性物種多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性進(jìn)化單位種群進(jìn)化實質(zhì)種群基因頻率改變

全部基因基因庫突變、基因重組自然選擇？導(dǎo)致練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測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（）