6.4协同进化与生物多样性的形成课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

第六章 生物的进化 第四节 协同进化与生物多样性的形成 情境导入 长距彗星兰——长喙天蛾 达尔文由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。 问题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。 问题2: 如果后来未发现这样的蛾类昆虫，是否能说达尔文的推测是错误的？ 一、协同进化 问题3: 依据达尔文的推测，在自然界中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？ 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。 问题4: 虫媒花的进化与传粉昆虫的进化有什么关系？你还能举出类似的实例吗？ 一、协同进化 虫媒花与传粉昆虫在相互影响中不断进化和发展（种间互助） 世界上已知的榕树有800种，98%的榕树种类中，一种榕树只让一种榕小蜂传粉，而一种传粉榕小蜂也仅给一种榕树传粉，它们有着严格的一对一的关系。在漫长的岁月里，榕树和传粉榕小蜂为了彼此的种群繁衍，在结构、行为等方面做出适应性改变。 榕果 阅读教材P119页猎豹追捕羚羊的内容，并结合下面的情景分析下列问题 【情境】：动物学家对非洲大草原奥兰治河两岸的羚羊群进行过研究，发现东岸羚羊群的繁殖能力比西岸强，奔跑速度也比西岸的快。为何两岸的羚羊差异如此之大？研究发现，原来东岸羚羊附近生活着一个狼群。 1.捕食者的存在是否对羚羊有害无益？ 2.根据生态学家斯坦利的“收割理论”，食性广的捕食者的存在有利于增加物种多样性，在这个过程中，捕食者使物种多样性增加的方式是什么？ 一、协同进化 一、协同进化 “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。 捕食者所捕食的大多是被捕食者中老年、病弱或年幼的个体，客观上起到促进被捕食者种群发展的作用。 收割理论 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，有利于增加物种的多样性。美国生态学家斯坦利称之为“收割理论”。 竞争力强 竞争力中 竞争力弱 C B B B B B A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A 捕食者 多吃 捕食者的存在有利于增加物种多样性。 一、协同进化 捕食者是不是就可以“高枕无忧”呢？ 小样，没有我你跑不了这么快！ 小样，没有我你也跑不了这么快！ 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。 问题3: 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？ 一、协同进化 地球上的原始大气中是没有氧气的，因此，最早出现的生物都是厌氧的，进行无氧呼吸；最早的光合生物的出现，使得原始大气中有了氧气，这就为好氧生物的出现创造了前提条件。 氧气的产生也促使臭氧及臭氧层的形成，臭氧层吸收了大量的紫外线，为陆生生物的出现创造了条件。 生物与无机环境之间在相互影响中也会不断进化和发展。 问题4: 综上所述，你能给协同进化下个定义吗？它具有什么意义呢？ 一、协同进化 一、协同进化 1 概念 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。 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。 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。 作用对象 作用结果 2 协同进化的类型及意义 一、协同进化 （1）不同物种之间： （2）生物与无机环境之间 ①种间互助 ②种间斗争 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。 2、协同进化意义 1、协同进化的类型 二、生物多样性的形成 1 生物多样性主要包括三个层次的内容 生物圈中生态环境、生物群落和生态过程的多样性。 地球上生物物种的多样性。 指遗传信息的总和，包括地球上所有动植物、微生物个体的基因。 ①遗传多样性（基因多样性） ②物种多样性 ③生态系统多样性 长期自然选择、协同进化 2 生物多样性形成原因： 二、生物多样性的形成 根据你的理解，分析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 直接 选择 决定 基因多样性 物种多样性 3 生物多样性形成的进化历程 二、生物多样性的形成 时间轴 35亿年前 古细菌出现 （厌氧异养） 35亿~15亿年前 主要是细菌 （包括蓝细菌—自养） 真核生物出现 15亿年前 5.4亿~5.0亿年前 4亿年前 随后变化 海洋中有大量的无脊椎动物 原始陆生植物（厥类） 原始两栖类 生物通过有性生殖，实现了基因重组，这就增强了生物变异的多样性。 寒武纪大爆发，构成消费者，使生态系统更加复杂 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。 裸子植物和被子植物先后成为主角，鸟类、哺乳类等成为优势类群 两极生态系统 （只有生产者和分解者） 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 光和细菌出现 结构上的进化 1 代谢上的进化 2 3 生物多样性形成的进化历程 二、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 3 生物多样性形成的进化历程 二、生物多样性的形成 3 生物多样性形成的进化历程 二、生物多样性的形成 两极生态系统 （生产者、分解者） 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 3 生物多样性形成的进化历程 二、生物多样性的形成 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。 生活方式的进化 5 二、生物多样性的形成 生物多样性形成的进化历程可概括为： （1）生物的结构： （2）生物的等级： （3）细胞的结构： （4）生物的细胞组成： （5）生殖方式： （6）呼吸方式： （7）生活环境： 简单→复杂 低等→高等 原核细胞→真核细胞 单细胞→多细胞 无性生殖→有性生殖 无氧呼吸→有氧呼吸 水生→水陆两栖→陆生 三、生物多样性的形成历程 分析生物多样性的形成 思考.讨论 问题5: 最早出现的生物是哪一类生物？它们生活在什么环境中? 厌氧的单细胞生物，它们生活在原始的海洋中。 问题6: 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？ 陆生植物先登陆，为陆生动物提供了食物。 一些海洋植物开始适应陆地生活，主要是 蕨类植物。 问题7: 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？ 当时陆地上还是一片荒芜，生物都生活在海洋中。 三、生物多样性的形成历程 三、生物多样性的形成历程 问题8: 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？ 恐龙是在中生代后期绝灭的。物种绝灭对生物多样性的影响是复杂的。恐龙的绝灭有利于哺乳动物的繁盛。 四、现代生物进化理论 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： （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， 导致种群基因频率的定向改变，进而通过 形成新的物种。 （4）生物进化的过程实际上是 、 间 的过程。 （5）生物多样性是 的结果。 自然选择 种群 突变和基因重组 自然选择 隔离 生物与生物 生物与无机环境 协同进化 协同进化 解释 核心：自然选择学说 四、现代生物进化理论 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。 生物进化论不会停滞不前，而是在不断发展。 $$