6.4 协同进化与生物多样性的形成-2023-2024学年高一生物下学期同步教学课件（人教版2019必修2）

6.4 协同进化与生物多样性的形成 贺老师 第6章 生物的进化 1 问题探讨 长距彗星兰花 花蜜 花粉 花距 达尔文曾发现一种兰花长着细长的花距，其底部储存着花蜜。 一定存在具有同样细长口器的昆虫，可以吸到花蜜。 达尔文由储存着花蜜的细长兰花花距 推测 （1）达尔文作出上述推测的理由是什么？ 兰花的生殖离不开传粉昆虫，如果没有与这种兰花结构相适应的传粉昆虫，这种兰花就难以完成传粉受精，这个物种也就不存在。 2 大约50年以后，研究人员果然发现了这样的蛾类昆虫。 长距彗星兰和长喙天蛾 （2）昆虫传粉的专门化对植物繁殖后代有什么意义？ 可以提高传粉的效率，并且昆虫也可得到较多的食物或保护 （3）虫媒花的进化与传粉昆虫的进化有什么关系？ 这两种生物在相互影响中不断进化和发展 问题探讨 协同进化 3 协同进化 ——种间互助 1 不同物种之间的协同进化 小丑鱼 海葵 保护 吸引其它的鱼类靠近， 增加捕食的机会 根瘤菌（固氮菌） 豆科植物 有机物 含氮物质 4 【资料1】动物学家对生活在非洲大草原奥兰治河两岸的羚羊进行研究时发现，东岸的羚羊群的奔跑速度比西岸的羚羊群每分钟竟快13米。为何差距如此之大？ 经过观察和科学实验，动物学家终于明白，东岸的羚羊之所以强健，是因为它们附近有一个狼群，生存时时处于危险之中。 （1）分析为什么东岸羚羊奔跑速度比西岸快？ 协同进化 不同物种之间的相互影响都是种间互助的吗？ 捕食者吃掉的多是老、病弱或年幼个体，这种环境有利于羚羊种群中肌肉发达、动作敏捷的个体生存下来，客观上促进羚羊种群发展。 不同物种之间的相互影响都是种间互助的吗？ 5 没有我，你也跑不了这么快！ 没有我，你跑不了这么快！ 协同进化 ——种间斗争 1 不同物种之间的协同进化 （2） 捕食者是否可以“高枕无忧”？ 不可以，只有动作敏捷、跑得快的才能获得食物。 （3）狼会不会不把所有的猎物吃掉？ “精明的捕食者”策略：捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。 羚羊和狼在相互影响中不断进化和发展 6 捕食者往往捕食个体数量多的物种，美国生态学家斯坦利称之为“收割理论”，这样有什么好处？ 羚羊在某草原上数目众多 捕食者倾向于羚羊 羚羊数量下降 给别的物种 腾出生存空间 物种多样性增加 狼的捕食对象有羚羊、野猪、野驴等，羚羊在草原上数目众多，野猪、野驴、野马等数目较少，狼群会更倾向于捕食哪种生物？ 协同进化 ——种间斗争 1 不同物种之间的协同进化 7 协同进化 原始地球 有氧 进化 变化 最初 协同 进化 环境变化 生物进化 产生氧气 无氧 原始大气 光合生物出现 好氧生物 厌氧生物 生物和环境在相互影响中不断发展 2 生物与无机环境之间的协同进化 以上实例介绍的协同进化都是在不同中生物之间的，同学们思考一下协同进化会发生在生物与无机环境之间吗？ 同今天你所看到的地球相比，原始地球有什么特点？ 综上所述，你能给协同进化下个定义吗？它具有什么意义呢？ 8 不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。 对象 结果 ① 种间互助 ② 种间斗争 1.概念： 2.类型： （1）不同物种之间 （2）生物与无机环境之间 协同进化 ①生物与生物之间的协同进化仅发生在不同物种之间，同种生物之间不存在协同进化。②一种生物灭绝导致另一种生物数量激增，不属于协同进化。③无机环境的选择作用可定向改变种群的基因频率，导致生物朝着一定方向进化；生物的进化反过来又会影响无机环境。 9 46亿年前 地球形成 30多亿年前 生命的起源 5.4亿年前 前寒武纪 寒武纪 2.45亿年前 6600万年前 古生代 中生代 新生代 通过漫长的协同进化过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种，丰富多彩的基因库，而且形成了多种多样的生态系统，也就是形成了生物的多样性。 3.意义： 协同进化 10 生物多样性的形成 ① 遗传多样性（基因多样性） ——生物体内决定性状的基因及其组合的多样性 ② 物种多样性 ——动物、植物和微生物等生物种类的丰富性 ③ 生态系统多样性 （生态系统=生物群落+无机环境） ——生物圈内生物环境、生物群落和生态过程的多样性 1 生物多样性的层次 什么是生物多样性？具有哪些类型呢？它是如何形成的呢？ 11 1．三种生物多样性之间的关系。 生态系统多样性 变异的不定向性 蛋白质多样性 无机环境的多样性 根本 原因 组 成 导致 直接原因 组成 决定 基因多样性 物种多样性 生物多样性的形成 1 生物多样性的层次 12 古细菌化石 （单细胞生物，约35亿年前） 海绵 （原始多细胞生物，约6亿年前） 异养厌氧 自养需氧 光合细菌出现 结构上的进化 1 代谢上的进化 2 2 生物多样性形成的进化历程 生物多样性的形成 生物多样性的形成经历了漫长的进化历程 13 生物多样性的形成 有丝分裂 融合 合子 减数分裂 有丝分裂 大肠杆菌的二分裂 （无性繁殖） 甲藻的生活史 （有性繁殖） 生物通过有性生殖实现了基因重组，增强了生物变异的多样性。 生殖方式的进化 3 2 生物多样性形成的进化历程 14 生物多样性的形成 2 生物多样性形成的进化历程 两极生态系统 （分解者、生产者） 三极生态系统 （生产者、消费者、分解者） 寒武纪，海洋中大量无脊椎动物物种爆发式迅速形成，是生态系统具有更复杂的结构 生态系统结构的进化 4 15 生物多样性的形成 生活方式的进化 5 2 生物多样性形成的进化历程 水生→陆生 造山运动使海洋缩小，一些海洋植物开始适应陆地生活，形成原始陆生植物，主要是蕨类植物，随后出现了适应陆地生活的动物——原始的两栖类。 16 结构上： 呼吸方式： 生殖方式： 生态系统结构： 生活环境： 简单→复杂 单细胞生物→多细胞生物 原核生物→真核生物 无氧呼吸→有氧呼吸 无性生殖→有性生殖 两极生态系统→三极生态系统 水生生物→陆生生物 低等生物→高等生物 生物多样性的形成 2 生物多样性形成的进化历程 17 ①适应是__________的结果 ②_____是生物进化的基本单位 ③_______________提供进化的原材料 ⑤_____是物种形成的必要条件 ⑥生物进化的过程实际上是______与______、 ______与_________之间协同进化的过程 ⑦生物多样性的形成是__________的结果 ④_________导致种群基因频率的定向改变 器官的用进废退 拉马克的进化观点 现代生物进化理论 获得性遗传 达尔文的自然选择学说 过度繁殖 生存斗争 遗传变异 适者生存 遗传变异的本质不清楚 从个体水平解释进化 能解释生物的统一性、适应性、多样性 优点： 不足： 突变和基因重组 自然选择 协同进化 种群 自然选择 隔离 生物 生物 生物 无机环境 生物进化理论在发展 1. 以自然选择学说为核心的现代生物进化理论对自然界的生命史作出了科学的解释： 18 有些学者的研究表明，大量的基因突变是_____的，因此有人主张，决定生物进化方向的是__________的逐渐积累，而不是___________。 有人提出物种形成并不都是渐变的过程，而是物种__________与_______________交替出现的过程。 中性 中性突变 自然选择 长期稳定 迅速形成新种 中性突变学说： 间断平衡学说： 生物进化论不会停滞不前，而是在不断发展! 生物进化理论在发展 19 1．生物多样性是协同进化的结果。判断下列与进化和生物多样性有关的表述是否正确。 （1）一个物种的形成或绝灭，会影响到若干其他物种的进化。（ ） （2）物种之间的协同进化都是通过物种之间的竞争实现的。（ ） （3）地球上的生态系统从古至今都是由生产者、消费者和分解者组成的。（ ） （4）生物多样性的形成是指新的物种不断形成的过程。（ ） √ X X X 2．基于早期地球的特殊环境推测，地球上最早出现的生物是（ ） A．单细胞生物，进行有氧呼吸 B．多细胞生物，进行有氧呼吸 C．单细胞生物，进行无氧呼吸 D．多细胞生物，进行无氧呼吸 C 20 3. 我国在修建青藏铁路时，不惜耗资修建了许多高架桥和涵洞。这对保护生物多样性有什么意义？这种做法适合在其他地区推广吗？请综合运用本章各节所学知识，从基因、物种和生态系统三个方面来论证。感兴趣的话，你还可以从经济和社会等角度提出自己的看法。 修建铁路和高速公路时，如果没有修建高架桥和涵洞，就会影响动物的迁移，缩小动物觅食、繁殖等活动的范围，影响植物种子的传播，人为阻断种群中个体间的基因交流，影响生态系统的整体性和生物的协同进化。我国在修建青藏铁路时，不惜耗资修建了许多高架桥和涵洞，体现了我国政府和相关企业对保护生物多样性的重视。这一做法在其他地区也是常见的。当然，修建高架桥和涵洞的具体数量和方式，还要考虑地形、地质、经济和社会等多方面的因素，做到因地制宜。 21 22 $$