6-4協(xié)同進化與生物多樣性的形成 教學(xué)課件-高一生物人教版必修二

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達爾文曾發(fā)現(xiàn)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(xiàn)了這樣的蛾類昆蟲。問題探討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。2、如果后來未發(fā)現(xiàn)這樣的蛾類昆蟲，是否說明達爾文的推測是錯誤的？如果后來未發(fā)現(xiàn)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(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，因此并不能說明達爾文的推測一定是錯誤的。討論1、達爾文作出上述推測的理由是什么？一、協(xié)同進化資料1：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”。生物與生物之間協(xié)同進化一、協(xié)同進化

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，有利于增加物種的多樣性。美國生態(tài)學(xué)家斯坦利稱之為“收割理論”。收割理論由此可見，在自然界，捕食者和被捕食者都面臨生存壓力，在自然選擇的作用下，它們也相互選擇，協(xié)同進化。生物不是孤立進化的。大豆和根瘤菌的共生關(guān)系一、協(xié)同進化一、協(xié)同進化思考4：不同種生物之間在進化上密切相關(guān)，生物的進化與無機環(huán)境的進化是否也有關(guān)系呢？資料2：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。生物與無機環(huán)境之間協(xié)同進化。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。協(xié)同進化概念：一、協(xié)同進化不同物種之間的協(xié)同進化種間斗爭叢林狼捕食老弱兔子，客觀上促進了物種的發(fā)展種間互助長舌蝠取食長筒花的花蜜，同時為長筒花傳粉一、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(xiàn)的生物都是厭氧（進行無氧呼吸）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環(huán)境之間的協(xié)同進化厭氧光合好氧一、協(xié)同進化協(xié)同進化意義：通過漫長的協(xié)同進化過程，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)，也就是形成了生物的多樣性。濕地生態(tài)系統(tǒng)森林生態(tài)系統(tǒng)凍原生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同進化的結(jié)果：形成了生物多樣性2、生物多樣性主要包括三個層次的內(nèi)容：協(xié)同進化1、生物多樣性形成原因：二、生物多樣性的形成①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。②物種多樣性

動物，植物和微生物等生物種類的豐富性。③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。二、生物多樣性的形成

基因多樣性是形成物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性的基礎(chǔ),反過來物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性又影響基因多樣性。生物多樣性各層次間的關(guān)系基因多樣性物種多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性變異的不定向性蛋白質(zhì)多樣性無機環(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1．生物多樣性形成的根本原因和直接原因分別是什么？提示：根本原因：基因(DNA分子結(jié)構(gòu))的多樣性。直接原因：蛋白質(zhì)的多樣性。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)不多的細菌（包括藍細菌），它們都是原核生物。這一時期的生態(tài)系統(tǒng)是只有生產(chǎn)者和分解者的兩極生態(tài)系統(tǒng)。古細菌化石（距今35億年）古細菌化石（距今34億年）前寒武紀（至5.4億年前）

13億年前真核生物的紅藻化石

前寒武紀地層的水母化石約15億年前，真核生物出現(xiàn)了以后，有性生殖作為一種新的繁殖方式出現(xiàn)了。生物通過有性生殖實現(xiàn)了基因重組，這就增強了生物變異的多樣性，進化的速度明顯加快，多細胞植物和動物的種類不斷增加。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(gòu)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(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)。寒武紀的海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、消費者、分解者三級生態(tài)系統(tǒng)早古生代生物

（寒武紀大爆發(fā)）二、生物多樣性的形成二、生物多樣性的形成大約四億年前，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(yīng)陸地生活，形成原始的陸地植物，主要是蕨類植物。隨后出現(xiàn)適應(yīng)陸地生活的原始兩棲類。生物的登陸改變了陸地的環(huán)境。裸子、被子植物先后扮演生產(chǎn)者中的主角，鳥類和哺乳類成為優(yōu)勢動物類群。復(fù)雜多樣的陸地生態(tài)系統(tǒng)逐漸形成。4億年前陸地景觀想象圖二、生物多樣性的形成細菌（包括藍細菌）真核生物出現(xiàn)裸子植物和被子植物鳥類、哺乳類生物多樣性的形成過程二、生物多樣性的形成生物進化歷程中的三個關(guān)鍵點(1)真核生物出現(xiàn)以后有性生殖方式的出現(xiàn)：生物進化速度明顯加快。(2)寒武紀大爆發(fā)：形成生態(tài)系統(tǒng)的第三極——消費者，對植物的進化產(chǎn)生重要影響。(3)原始陸生植物和原始兩棲類的出現(xiàn)：生物的登陸改變著陸地的環(huán)境，陸地上復(fù)雜的環(huán)境又為生物的進化提供了廣闊的舞臺。

（1）生物進化的總體趨勢：從結(jié)構(gòu)上看：簡單→復(fù)雜（原核生物→真核生物；但細胞生物→多細胞生物）從功能上看：低等生物→高等生物從生存環(huán)境上看：水生生物→陸生生物（2）代謝的進化：厭氧型→好氧型、異養(yǎng)型→自養(yǎng)型（3）生殖方式的進化：無性生殖→有性生殖（4）生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的進化：兩極生態(tài)系統(tǒng)（無消費者）→三極生態(tài)系統(tǒng)（生產(chǎn)者、消費者、分解者）項目進化歷程意義細胞數(shù)目細胞結(jié)構(gòu)代謝類型生殖方式生態(tài)系統(tǒng)成分生活環(huán)境生物進化的歷程二、生物多樣性的形成單細胞→多細胞為功能復(fù)雜化提供結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)原核細胞→真核細胞結(jié)構(gòu)和功能更加完善無氧呼吸→有氧呼吸能量供應(yīng)更加充足無性生殖→有性生殖實現(xiàn)基因重組，增強了變異的多樣性，明顯加快進化的速度只有分解者→出現(xiàn)生產(chǎn)者→出現(xiàn)消費者①光合自養(yǎng)生物的出現(xiàn)改變了原始大氣成分，為需氧型生物的出現(xiàn)創(chuàng)造了條件②消費者的出現(xiàn)使生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，對植物進化更加有利海洋→陸地陸地復(fù)雜的環(huán)境為生物進化提供了廣闊的舞臺2．通過學(xué)習(xí)，你能從多個角度歸納生物進化的趨勢嗎？提示：簡單→復(fù)雜，低等→高等，水生→陸生，異養(yǎng)→自養(yǎng)，厭氧→需氧，原核生物→真核單細胞生物→多細胞生物，無性生殖→有性生殖。三、生物進化理論在發(fā)展以自然選擇學(xué)說為核心的現(xiàn)代生物進化理論對自然界的生命史作出了科學(xué)的解釋：

①適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果；

②種群是生物進化的基本單位；

③突變和基因重組提供進化的原材料，自然選擇導(dǎo)致種群基因頻率的定向改變，進而通過隔離形成新的物種；

④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；

⑤生物多樣性是協(xié)同進化的結(jié)果。現(xiàn)代生物進化理論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(xué)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(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)展三、生物進化理論在發(fā)展課堂小結(jié)習(xí)題講解—教材課后習(xí)題（124頁）1．生物多樣性是協(xié)同進化的結(jié)果。判斷下列與進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(xiàn)的。（）（3）地球上的生態(tài)系統(tǒng)從古至今都是由生產(chǎn)