6.4 协同进化与生物多样性的形成-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2

第4节 协同进化与生物多样性的形成 第6章 生物的进化 2024/10/22 2024/10/22 1、通过对比提示进行自主探究学习，能够理解并复述协同进化的内涵。 2、通过教师精讲，再次训练“对比”的科学思维。 学习目标： 某种兰花和专门给它传粉的蛾 讨论：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（靠细长的口器获取花距底部的花蜜），这种兰花就难以完成传粉受精，这个物种也就不存在了。 达尔文发现储存着花蜜的细长兰花花距 一定存在具有同样细长口器的昆虫，可以吸到花蜜。 推测 问题探讨 某种兰花和专门给它传粉的蛾 达尔文发现储存着花蜜的细长兰花花距 一定存在具有同样细长口器的昆虫，可以吸到花蜜。 推测 讨论：2.如果后来未发现这样的蛾类昆虫，是否说明达尔文的推测是错误的？ 未发现这样的蛾类昆虫，达尔文的推测就仅仅是一种猜测，不能被证实。不等于这样的昆虫一定不存在，因此并不能说明达尔文的推测一定是错误的。 1.物种之间的协同进化——①种间互助 1、猎豹捕食羚羊对于二者种群有何意义？ 追问：①容易被捕食的羚羊是哪一些个体？对于羚羊种群有何意义？ ②所有猎豹都能捕食到羚羊吗？可以捕食到羚羊的猎豹是哪些个体？捕食不到羚羊的猎豹个体应该是哪一类？以上对于猎豹种群有何意义？ ③进过几个世代以后的羚羊、猎豹种群和最开始的羚羊、猎豹种群会有什么差异？（性状表现上） 2、若某捕食者只能捕食一种生物，则被捕食者种群数量变化时，对于该捕食者会有什么影响？ 3、若该捕食者能捕食多种生物，则其中一种被捕食者种群数量变化时，对于该捕食者又会有什么影响？ 4、基于以上两问，复述自己对收割理论的理解？ 5、协同进化的概念？ 6、参照以上对比的思路，复述自己对于协同进化能发生在“生物与无机环境之间。 特定昆虫给特定的植物传粉,这样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。 在自然界，一种植物专门由一种昆虫传粉的情形很常见， 昆虫传粉的专门化有什么意义？ 生命观念——进化与适应观 结构与功能观 小丑鱼和海葵 根瘤菌和豆科植物 1.物种之间的协同进化——①种间互助 猎豹追捕羚羊 没有我，你跑不了这么快！ 没有我，你跑不了这么快！ 捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？ 自然选择有利于羚羊种群中肌肉发达、动作敏捷的个体，也有利于猎豹种群中跑得快的个体。这两个物种的进化过程宛如一场漫长的“军备竞赛”。 实际上，捕食者所吃掉的大多是捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到了促进种群发展的作用。 1.物种之间的协同进化——②种间斗争 捕食者是不是就可以“高枕无忧”呢？ 一般来说，只有动作敏捷、跑得快的捕食者个体才能获得食物，从而生存下来，繁殖后代。因此，羚羊对捕食者种群的进化也起到了促进作用。 在自然界，捕食者和被捕食者都面临生存压力。 在自然选择的作用下，它们也相互选择，协同进化。 猎豹追捕羚羊 没有我，你跑不了这么快！ 没有我，你跑不了这么快！ 1.物种之间的协同进化——②种间斗争 收割理论： 美国生态学家斯坦利提出：捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间，有利于增加物种多样性。 “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。 “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。 2.生物和无机环境间的协同进化 原始大气中是没有氧气的 最早出现的生物都是 的（进行 呼吸） 厌氧 无氧 最早的 生物出现，原始大气中有了氧气 光合 好氧生物出现 原始大气 最初 无氧气→ 氧气 需氧型 厌氧型→ 类型 代谢 原始生物 出现光合生物 类型 实例 不同物种之间 种间互助 兰花和蛾、豆科植物和根瘤菌 猎豹和羚羊 捕食 寄生 黏液病毒和兔子 竞争 作物与杂草 种间斗争 生物与无机环境之间 生物影响环境，环境影响生物 原始大气 最初 无氧气→ 氧气 需氧型 厌氧型→ 类型 代谢 原始生物 出现光合生物 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.协同进化的意义 不同 ____之间、 ____与_________ 之间在相互影响中不断进化和发展，这就是协同进化。 物种 生物 无机环境 一、协同进化 1.概念： 任何一个物种都不是单独进化的。 （1）不同物种之间： 2.类型： （2）生物与无机环境之间 ①种间互助（共生） ②种间斗争（捕食、寄生、竞争） 注意：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。 对点训练 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 导 思 生物多样性形成的进化历程 思 仔细观察图6-13生物进化的历程示意图，回答以下问题： 1.最早出现的生物是哪一类生物?它们生活在什么环境中? 2.陆生植物和陆生动物的出现谁先谁后?前者为后者提供了什么条件? 3.同今天你所看到的地球相比，寒武纪时地球上的生态系统有什么特点? 4.恐龙大约是什么时候绝灭的?物种绝灭对生物多样性会产生怎样的影响? 35亿年前 ： 35-15亿年前 ： 15亿年前 ： 5.4-5亿年前 ： 4亿年前 ： 随后变化： 生物多样性形成历程 古细菌 主要是细菌（包括蓝细菌） 海洋中有大量无脊椎动物 真核生物出现 原始陆生植物、原始两栖类 裸子植物、被子植物、鸟类、哺乳类 二、生物多样性的形成 生物进化历程中的三个关键点 生物的登陆改变着陆地的环境， 陆地上复杂的环境又为生物的进化提供了广阔的舞台。 原始陆生植物和原始两栖类的出现 寒武纪大爆发 真核生物出现 出现有性生殖，生物进化速度明显加快。 形成生态系统的第三极——消费者， 对植物的进化产生重要影响。 议 1、进一步阅读教材，找出生物多样性三个层次之间的联系，并总结生物多样形成形成的原因？ 2、总结本章从生物进化、物种形成、生物多样性三方面，提炼出现代生物进化理论的要点，并展示交流（书写在课堂练习本） 1、生物多样性的形成 生物体内决定性状的遗传因子及其组合的多样性。 遗传多样性（基因多样性） 物种多样性（基因多样性） 生态系统多样性（基因多样性） 动物，植物和微生物等生物种类的丰富性。 生物圈内生物环境、生物群落和生态过程的多样性。 展 生物多样性三个层次的相互关系 遗传多样性 物种多样性 生态系统多样性 变异的不定向性 导致 蛋白质的多样性 直接原因 决定 无机环境多样性 组成 组成 根本原因 生物多样性形成的原因：长期自然选择、协同进化的结果 展 1、生物多样性的形成 2、现代生物进化理论（要点） （1）核心：_______________________ （2）适应是_________________________的结果。 （3）________________是生物进化的基本单位。 （4）_____________________提供进化的原材料。 （5）___________导致种群基因频率的定向改变，进而通过_______形成 新的物种。 （6）生物进化的过程实际上是_______________与__________________、 _______________与___________________间__________________的过程。 （7）生物多样性是_____________________的结果。 自然选择学说 自然选择 种群 突变和基因重组 自然选择 隔离 生物 生物 生物 无机环境 协同进化 协同进化 展 三、生物进化理论在发展 发展 中性突变理论： 决定生物进化的方向是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择。 间断平衡学说： 物种形成并不都是渐变的结果，而是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。 评 课堂小结 当堂检测 1.生物多样性的形成是指新的物种不断形成的过程。( ) 2.大量基因突变是中性的,在自然环境非益非害。( ) 3.只有基因突变和基因重组可为生物进化提供原材料。( ) 4.现代生物进化理论是以达尔文的自然选择学说为核心建立的。（ ） 辨析：判断正误、并解析 课后习题 一、选择题 1. 对种群的基因频率没有影响的是 （ ） A. 随机交配 B.基因突变 C.自然选择 D.染色体变异 2. 生态系统多样性形成的原因可以概括为（ ） A. 基因突变 B.基因重组 C. 协同进化 D.地理隔离 A C 3. 下列关于生物进化的表述，错误的是（ ） A. 隔离是物种形成的必要条件 B. 突变和基因重组都具有随机性 C. 自然选择决定生物进化的方向 D. 只有有利变异才是进化的原材料 4. 关于有性生殖在进化上的意义，下列说法错误的是 （ ） A. 实现了基因重组 B. 提高了繁殖速率 C. 加快了进化的进程 D. 丰富了变异的原材料 D B 二、非选择题 1.在下面的空白框和括号处填写适当的词语。 2. 在进化地位上越高等的生物，适应能力越强吗？请说明你的观点和证据。 【答案】不一定。进化过程中出现的新物种，有些是靠开辟环境中新的生存位置来生存和繁衍的，不一定就比原来的物种适应能力更强。 例如，海洋中的生物登陆后，形成了许多新物种，开辟了新的生存空间，但是不能说这些新物种比海洋藻类的适应能力强。 3. 与同种或类似的野生种类相比，家养动物的变异较多（如狗的变异比狼多）。对此你如何解释？ 【答案】与同种或类似的野生种类相比，家养动物的变异往往更多，这与人类根据自身的需要，采取的杂交育种等措施有关。 4. 科学家对某地一种蟹的体色深浅进行了 研究，结果如下图所示。不同体色的个体数量为 什么会形成这样的差别呢？请提出假说进行解释。 【答案】中间体色可能与环境色彩较接近，这样的个体不容易被捕食者发现，生存并繁殖后代的机会较多，相应的基因型频率较高。经过长期的自然选择，导致中间体色的个体较多。 5. 褐花杓兰和西藏杓兰主要分布于我国西南 地区，且分布区域有一定交叉。典型的褐花杓兰，花是深紫色的；典型的西藏杓兰，花是紫红色的。此外，它们还存在花色从浅红到深紫等一系列过渡类型。研究人员通过实验发现，这两种植物能够杂交并产生可育后代。请回答下列问题。 （1）这两种兰花的花色存在一系列过渡类型，能否用二者在自然状态下可以杂交来解释？如果能，能否确定过渡类型就是二者杂交形成的？ 【提示】由于这两种兰花的分布区域有一定交叉，且二者能够杂交并产生可育后代，可以推测杂交后代由于基因重组，花色会出现与典型亲本有一定差异的情况，因此，这两种兰花的花色存在一系列过渡类型能用二者在自然状态下可以杂交来解释。 但是，这种解释只是一种合理的假说，除此之外，还可能有其他合理的解释，如这两种兰花的花色是数量性状，或者由于土壤条件等环境因素，使得它们本来就存在从浅到深的过渡类型。哪种解释正确，需要通过确凿的证据来验证，如自然状态下的观察证据、基因组学证据等。 （2）研究人员建议将它们合并为一种。这一建议有道理吗？ 【答案】有道理。二者在自然状态下可以杂交并产生可育后代，说明二者之间还未形成严格的生殖隔离，因此看作一种也是可以的。 6. 20世纪40年代，DDT开始被用作杀虫剂，起初非常有效。若干年以后，人们发现它的杀虫效果越来越差。人们的解释是昆虫产生了抗药性。请你运用本章所学知识，对昆虫产生抗药性作出进一步的解释。 【答案】按照达尔文的自然选择学说，可以作如下解释：细菌在繁殖过程中会产生各种可遗传的变异，其中就有抗药性强的变异。在未使用抗生素时，抗药性强的变异不是有利变异，这样的个体在生存斗争中不占优势；使用抗生素以后，抗药性弱的个体大量死亡，抗药性强的个体有机会产生更多的后代，一段时间以后，抗生素的杀菌效果就会下降。 7. 学习完“遗传与进化”模块，你对基因、遗传、变异和进化乃至生命本质有哪些深入的体会和独到的理解？请你围绕上述关键词写一篇短文，题目自拟，文体和字数不限。 【提示】这是一道开放性问题，引导学生对本模块所学内容进行整理和提升，加深对遗传与进化原理的理解乃至对生命本质的认识。期待学生在综合概括遗传与进化基本原理的基础上，认识到生物的个体有生有死，但遗传信息是代代相传的，是在继承的基础上不断发展变化并多样化的，这一过程体现了内因（遗传信息）和外因（环境）的相互作用和对立统一。 Lavf57.67.100 $$