協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性的形成課件 【知識(shí)精講精研】 高一下學(xué)期生物人教版必修2

第四節(jié)

協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性的形成

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(chǔ)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？

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（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(gè)物種也就不存在了。長距彗星蘭長喙天蛾問題探討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(cuò)誤的？

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(cuò)誤的。一.協(xié)同進(jìn)化

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)。在自然界中，一種植物專門由一種昆蟲傳粉的情形很常見。昆蟲傳粉的專門化對植物繁衍后代有什么意義？（一）捕食者與被捕食者的“軍備競賽”獵豹追捕羚羊小樣！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(dòng)作敏捷的個(gè)體，也有利于獵豹種群中跑得快的個(gè)體。這兩個(gè)物種的進(jìn)化過程宛如一場漫長的“軍備競賽”。

捕食者的存在是否對被捕食者有害無益？

實(shí)際上，捕食者所吃掉的大多是捕食者中年老、病弱或年幼的個(gè)體，客觀上起到了促進(jìn)種群發(fā)展的作用。“精明的捕食者”策略：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)化捕食者在進(jìn)化中的作用(1)提出者:美國生態(tài)學(xué)家斯坦利(2)內(nèi)容:

捕食者往往捕食個(gè)體數(shù)量多的物種，這樣就會(huì)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。(3)意義:②捕食者的存在有利于增加物種多樣性。①闡明了捕食者在進(jìn)化中的作用；一.協(xié)同進(jìn)化（二）“收割理論”

不僅不同種生物之間在進(jìn)化上密切相關(guān)，生物的進(jìn)化與無機(jī)環(huán)境的變化也是相互影響的。有氧進(jìn)化變化最初共同演變環(huán)境變化生物進(jìn)化產(chǎn)生氧氣無氧原始大氣光合生物出現(xiàn)好氧生物厭氧生物一.協(xié)同進(jìn)化不同物種之間、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。(1)定義：(2)結(jié)果:

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)，也就是形成了生物的多樣性。一.協(xié)同進(jìn)化生物圈內(nèi)生物環(huán)境、生物群落和生態(tài)過程的多樣性。(1)內(nèi)容:①遺傳多樣性（基因多樣性）生物體內(nèi)決定性狀的基因及其組合的多樣性。②物種多樣性動(dòng)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(2)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(3)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(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.生物多樣性的形成二.生物多樣性的形成時(shí)間軸35億年前古細(xì)菌出現(xiàn)（厭氧異養(yǎng)）35億~15億年前主要是細(xì)菌（包括藍(lán)細(xì)菌—自養(yǎng)）真核生物出現(xiàn)15億年前5.4億~5.0億年前4億年前隨后變化海洋中有大量的無脊椎動(dòng)物原始陸生植物（厥類）原始兩棲類生物通過有性生殖，實(shí)現(xiàn)了基因重組，這就增強(qiáng)了生物變異的多樣性。寒武紀(jì)大爆發(fā)，構(gòu)成消費(fèi)者，使生態(tài)系統(tǒng)更加復(fù)雜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(tái)。裸子植物和被子植物先后成為主角，鳥類、哺乳類等成為優(yōu)勢類群兩極生態(tài)系統(tǒng)（只有生產(chǎn)者和分解者）二.生物多樣性的形成(4)進(jìn)化內(nèi)容:古細(xì)菌化石（單細(xì)胞生物，約35億年前）海綿（原始多細(xì)胞生物，約6億年前）原核細(xì)胞真核細(xì)胞數(shù)目上的進(jìn)化1結(jié)構(gòu)上的進(jìn)化2為功能復(fù)雜化提供結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和功能更加完善二.生物多樣性的形成異養(yǎng)厭氧自養(yǎng)需氧光和細(xì)菌出現(xiàn)代謝上的進(jìn)化3能量供應(yīng)更加充足(4)進(jìn)化內(nèi)容:生殖方式的進(jìn)化4生物通過有性生殖實(shí)現(xiàn)了基因重組，增強(qiáng)了生物變異的多樣性。大腸桿菌的二分裂（無性繁殖）甲藻的生活史（有性繁殖）有絲分裂融合合子減數(shù)分裂有絲分裂二.生物多樣性的形成(4)進(jìn)化內(nèi)容:兩極生態(tài)系統(tǒng)（生產(chǎn)者、分解者）三極生態(tài)系統(tǒng)（生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者）生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的進(jìn)化5消費(fèi)者的出現(xiàn)使生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，對植物進(jìn)化更加有利二.生物多樣性的形成生活方式的進(jìn)化6(4)進(jìn)化內(nèi)容:由簡單到復(fù)雜由水生到陸生由低等到高等陸地復(fù)雜的環(huán)境為生物進(jìn)化提供了廣闊的舞臺(tái)二.生物多樣性的形成思考·討論

分析生物多樣性的形成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？2.陸生植物和陸生動(dòng)物的出現(xiàn)，誰先誰后？前者為后者提供了什么條件？3.同今天你所看到的地球相比，寒武紀(jì)時(shí)，地球上的生態(tài)系統(tǒng)有什么特點(diǎn)？4.恐龍大約是什么時(shí)候滅絕的，物種滅絕對生物多樣性會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響？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。植物先登陸，否則動(dòng)物登陸后就會(huì)餓死。當(dāng)時(shí)陸地上還是一片荒蕪生物,都生活在海洋中。

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?？铸埖慕^滅有利于哺乳動(dòng)物的繁盛。二.生物多樣性的形成三.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論（1）內(nèi)容：以自然選擇學(xué)說為核心，對自然界的生命史作出科學(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。

生物進(jìn)化過程復(fù)雜而漫長，已經(jīng)發(fā)生的，研究者無法目睹；將要發(fā)生的，研究者很難預(yù)知。因此，上面所概括的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的要點(diǎn)，仍有爭論和疑點(diǎn)。三.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論

故還有其他進(jìn)化理論，如中性學(xué)說，間斷平衡學(xué)說等。中性學(xué)說間斷平衡說三.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論內(nèi)容：大量的基因突變是中性的，自然選擇對這些基因突變不起作用，這些基因突變經(jīng)過長期積累，導(dǎo)致種群間遺傳物質(zhì)出現(xiàn)較大的差別。爭議：更多學(xué)者則認(rèn)為，基因突變并不都是中性的，有些基因突變反映在個(gè)體的性狀上，與環(huán)境相適應(yīng)的程度有差異，因此，不能否認(rèn)自然選擇的作用。

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，其原因仍在探索中?？偨Y(jié)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。自然選擇學(xué)說為核心的進(jìn)化理論比其他學(xué)說影響要廣泛和深遠(yuǎn)。生物進(jìn)化理論在不斷發(fā)展。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(gè)物種的形成或絕滅，會(huì)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)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。（）√XXX2．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(tái)，進(jìn)化的表演"（Theecologicaltheaterandevolutionaryplay）。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歷史劇，那么，上演這部歷史劇的舞臺(tái)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(tái)背景的制約，舞臺(tái)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(shí)間而改變，那么我們的生物學(xué)觀點(diǎn)會(huì)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(gè)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(shí)，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？請綜合運(yùn)用本章各節(jié)所學(xué)知識(shí)，從基因、物種和生態(tài)系統(tǒng)三個(gè)方面來論證。感興趣的話，你還可以從經(jīng)濟(jì)和社會(huì)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(gè)種群就是一個(gè)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(shí)，如果沒有修建高架橋和涵洞，就會(huì)影響動(dòng)物的遷移，縮小動(dòng)物覓食、繁殖等活動(dòng)的范圍，影響植物種子的傳播，人為阻斷種群中個(gè)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(shí)，不惜耗資修建了許多高架橋和涵洞，體現(xiàn)了我國政府和相關(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(huì)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3．下列關(guān)于生物進(jìn)化的表述，錯(cuò)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)于有性生殖在進(jìn)化上的意義，下列說法錯(cuò)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ACDB2．【答案】不一定。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．【答案】與同種或類似的野生種類相比，家養(yǎng)動(dòng)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．【答案】中間體色可能與環(huán)境色彩較接近，這樣的個(gè)體不容易被捕食者發(fā)現(xiàn)，生存并繁殖后代的機(jī)會(huì)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(gè)體較多。5．(1)【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(huì)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