6.4 协同进化与生物多样性的形成（教学课件）-【上好课】高一生物同步高效课堂（人教版2019必修2）

因通常是有遗传 效应的DNA片段 第六章 生物的进化 REN JIAO BAN GAO ZHONG SHENG WU BI XIU ER 第4节 CATALOGUE 情境导入 协同进化 生物多样性的形成 生物进化理论在发展 01 02 03 04 目 录 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。达尔文推测，这种花的形成绝不是偶然的，肯定存在这样的昆虫，它们生有同样细长的吸管似的口器，可以从花距中吸到花蜜。大约50年以后，研究人员果然发现了这样的蛾类昆虫。 问题探讨 1.达尔文作出上述推测的理由是什么? 理由是兰花的生殖离不开昆虫传粉。 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了。 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？ 如果后来未发现这样的蛾类昆虫，达尔文的推测就仅仅是一种猜想，不能被证实。当然，未发现这样的蛾类昆虫，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。 彗星兰与长喙天蛾 情景导入 资料1：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。 请同学阅读分析以下资料： 捕食者吃掉的多是老、弱、病、残或年幼个体，客观上促进羚羊种群发展。 种间关系：捕食 资料1中两种生物的关系是？ 01 捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？ 02 不可以，只有动作敏捷、跑得快的捕食者才能获得食物；反之，则被淘汰。 捕食者是否可以“高枕无忧”？ 03 捕食者与被捕食者的双向选择，共同进化 一 协同进化 资料2：生长在古巴热带雨林的一种藤本植物蜜囊花，其花朵上方的叶片能够回应蝙蝠发出的回声。特化的叶子呈勺子状， 蝙蝠接收到回声后便可在吸食香甜的花蜜的同时帮助植物传粉。这种蜜囊花科藤本植物利用的是专门特化的叶子指引蝙蝠，可称之为“勺子功”。 请同学阅读分析以下资料： 种间关系：互利共生 资料2中两种生物的关系是？ 01 利用蝙蝠完成传粉，同时为蝙蝠提供了食物，互惠互利。 不同物种之间在相互影响，共同进化 这种蜜囊花科藤本植物叶子的进化对自身和蝙蝠有什么意义？ 02 一 协同进化 资料3：在裸岩上，地衣首先定居，分泌的有机酸加速岩石风化形成土壤，使得土壤颗粒和有机物逐渐增多。在此基础上，苔藓便能生长起来，苔藓的生长会进一步使岩石分解，土层加厚，有机物增多，土壤中微生物的群落也越来越丰富。 请同学阅读分析资料3、4回答相关问题： 地衣阶段 苔藓阶段 ON BARE ROCK, LICHENS SETTLED FIRST 一 协同进化 资料4：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；最早的光合生物的出现，使得原始大气中有了氧气，为好氧生物的出现创造了前提条件。氧气的产生也促进臭氧及臭氧层的形成，臭氧层吸收了大量紫外线，为陆生生物的出现创造了条件。 请同学阅读分析资料3、4回答相关问题： 原始的大气环境 蓝细菌 现在的大气环境 一 协同进化 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。 意义 由资料3和资料4可知生物与无机环境相互作用，这对生物和环境的多样性有何影响？ 生物种类越来越多，基因库越来越丰富，环境越来越复杂多样。 综合以上四则资料，请说说什么是协同进化？协同进化有什么意义？ 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，这就是协同进化。 思考与讨论 A A A A 竞争力强 竞争力中 竞争力弱 B B B B C C C C 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再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。 收割理论 A A A A 竞争力强 竞争力中 竞争力弱 B B B B C A A A A A A A A B A A A A A A A A A A A A 捕食者 多吃 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再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。 A A A A B B B B C A A B 捕食者 多吃 C C C C C B 捕食者的存在有利于增加物种多样性。 被捕食者 协同进化 收割理论 同种生物之间的相互影响不属于协同进化。 01 物种之间的协同进化并不都是通过物种之间的生存斗争实现的,也可通过种间互助实现。 02 捕食者的存在有利于增加物种多样性。 03 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。 04 核心●归纳 生物 无机环境 影响 协同进化 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 形成了生物多样性 结果 地球上氧气的出现与代谢类型的进化 兰花与 传粉的蛾 动物的捕食 物种1　　　 物种2 影响 核心●归纳 生物种群之内和种群之间的遗传结构的变异；遗传多样性是生物进化的基础，它决定了物种多样性。 基因多样性（遗传多样性） 生态系统结构和功能的多样性以及生态过程的多样性。 物种的多样性和生活环境的多样性构成了生态系统的多样性。 生态系统多样性 一定区域内物种的丰富程度（物种的数目及分布情况），是生物多样性的关键。 物种多样性 生物多样性的三个层次 二 生物多样性的形成 生物多样性之间的关系： 生物 多样性 基因多样性 物种多样性 生态系统多样性 根本原因 组成 变异的不定向性 导致 蛋白质多样性 直接原因 直接选择 无机环境的多样性 组成 决定 二 生物多样性的形成 EVOLUTION EARTH 21三体综合征原因 生物进化历程 时间 重要事件 时间 重要事件 46亿年前 38亿年前 35亿年前 20亿年前 6亿年前 地球形成 最早的生命 原核细胞出现 真核细胞出现 多细胞生物出现 5亿年前 4亿年前 1.6亿年前 0.6亿年前 0.5亿年前 寒武纪大爆发 生物登陆 哺乳动物出现 恐龙灭绝 灵长类出现 46亿年前地球形成 最早的生物化石：古细菌化石 (单细胞原核/无性繁殖：分裂) 原始多细胞生物：海绵 38多亿年前生命的起源 20多亿年前真核细胞出现 (有性生殖) 6多亿年前多细胞生物出现 BIOLOGICALEVOLUTION PROCESS BIOLOGICALEVOLUTION PROCESS 46亿年前地球形成 结构上的进化 单细胞生物 多细胞生物 原核细胞 真核细胞 生殖上的进化 无性生殖 有性生殖 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。 BIOLOGICALEVOLUTION PROCESS BIOLOGICALEVOLUTION PROCESS 46亿年前地球形成 古细菌： 最早的异养厌氧菌 30多亿年前生命的起源 35多亿年前光合细菌出现 蓝细菌： 自养需氧菌 BIOLOGICALEVOLUTION PROCESS BIOLOGICALEVOLUTION PROCESS 46亿年前地球形成 代谢上的进化 异养厌氧 自养需氧 BIOLOGICALEVOLUTION PROCESS BIOLOGICALEVOLUTION PROCESS 46亿年前地球形成 5.41亿年前 前寒武纪 寒武纪 两极生态系统： 生产者和分解者 寒武纪大爆发：出现大量无脊椎动物 三极生态系统：生产者、分解者和消费者 BIOLOGICALEVOLUTION PROCESS BIOLOGICALEVOLUTION PROCESS 46亿年前地球形成 生态系统结构的进化 两极生态系统 三极生态系统 BIOLOGICALEVOLUTION PROCESS BIOLOGICALEVOLUTION PROCESS 46亿年前地球形成 大约四亿年前，由于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。 5.41亿年前 古生代 2.52亿年前 BIOLOGICALEVOLUTION PROCESS BIOLOGICALEVOLUTION PROCESS 古生代 46亿年前地球形成 2.45亿～6600万年前（中生代），裸子植物、被子植物先后扮演生产者主角；鸟类、哺乳类成为优势动物类群。恐龙 从出现到繁盛到白恶纪绝灭。复杂多样的陆地生态系统逐渐形成。 2.52亿年前 6600万年前 中生代 BIOLOGICALEVOLUTION PROCESS BIOLOGICALEVOLUTION PROCESS 46亿年前地球形成 6600万年～（新生代），哺乳动物、鸟类、被子植物趋向繁盛；大约300万年前，森林古猿的一支离开森林， 告别树栖生活，走上了向人类进化的漫漫长路。 6600万年前 新生代 BIOLOGICALEVOLUTION PROCESS BIOLOGICALEVOLUTION PROCESS 46亿年前地球形成 生活环境的进化 水生 陆生 BIOLOGICALEVOLUTION PROCESS BIOLOGICALEVOLUTION PROCESS 46亿年前地球形成 30多亿年前生命的起源 5.41亿年前前寒武纪 寒武纪 2.52亿年前 6600万年前 从原核生物到真核生物 从无性生殖到有性生殖 从异养厌氧到自养需氧 由简单到复杂 由水生到陆生 由低等到高等 生物的进化历程可概括为 BIOLOGICALEVOLUTION PROCESS BIOLOGICALEVOLUTION PROCESS 真核生物出现以后有性生殖方式的出现 生物进化速度明显加快。 寒武纪大爆发 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。 原始陆生植物和原始两栖类的出现 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。 生物进化历程中的三个关键点 （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 是 的结果 协同进化 生物多样性 核心●归纳 现代生物进化理论的核心: 自然选择学 现代生物进化理论的主要内容 ①适应是自然选择的结果； ②种群是生物进化的基本单位； ③突变和基因重组提供进化的原材料，自然选择导致种群基因频率的定向改变，进而通过隔离形成新的物种； ④生物进化的过程实际是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程； ⑤生物多样性是协同进化的结果。 核心●归纳 中性突变理论 间断平衡学说 ①主张：大量的基因突变是中性的，自然选择对这些基因突变不起作用，这些基因突变经过长期积累，导致种群间遗传物质出现较大的差别。决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择。 ②争议：更多学者则认为，基因突变并不都是中性的，有些基因突变反映在个体的性状上，与环境相适应的程度有差异，因此，不能否认自然选择的作用。 主张：物种形成并不都是渐变的过程，而是物种长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程，其原因仍在探索中。 三 生物进化理论在发展 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。 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 中性突变理论 NEUTRAL MUTATION THEORY 间断平衡学说 PUNCTUATED EQUILIBRIUM THEORY 三 生物进化理论在发展 #总结归纳 基因多样性 物种多样性 生态系统多样性 根本原因 组成 变异的不定向性 导致 蛋白质多样性 直接原因 直接选择 无机环境的多样性 组成 决定 协同 进化 生物多样性 进化结果 #总结归纳 现代生物进化理论 自然选择学说 核心理论 生殖隔离 物种形成的标志 生物多样性 进化结果 进化实质 种群基因频率改变 进化单位 种群 基因库 全部基因 突变、 基因重组、自然选择 包含层次 基因多样性、物种多样性、生态系统多样性 高考链接 1.（2023全国一模）细胞色素C是一种线粒体内膜蛋白，参与呼吸链中的电子传递，在不同物种间具有高度保守性。下列关于细胞色素C的叙述正确的是（　　） A．仅由C、H、O、N四种元素组成 B．是一种能催化ATP合成的蛋白质 C．是由多个氨基酸通过氢键连接而成的多聚体 D．不同物种间氨基酸序列的相似性可作为生物进化的证据 2.（2023江苏高考）下列叙述中，能支持将线粒体用于生物进化研究的是（ ） A．线粒体基因遗传时遵循孟德尔定律 B．线粒体DNA复制时可能发生突变 C．线粒体存在于各地质年代生物细胞中 D．线粒体通过有丝分裂的方式进行增殖 高考链接 3.(2023广东高考)蝙蝠是现存携带病毒较多的夜行性哺乳动物，这与其高体温(40℃)和强大的基因修复功能有关。关于蝙蝠与其携带的病毒，下列叙述错误的是（ ） A．高温利于提高病毒对蝙蝠的致病性 B．病毒有潜在破坏蝙蝠基因的能力 C．病毒与蝙蝠之间存在寄生关系 D．病毒与蝙蝠协同进化 4.（2022天津高考）下列关于生物进化和生物多样性的叙述，错误的是（ ） A．通过杂交育种技术培育出许多水稻新品种，增加了水稻的遗传多样性 B．人类与黑猩猩基因组序列高度相似，说明人类从黑猩猩进化而来 C．新物种的形成意味着生物类型和适应方式的增多 D．生物之间既相互依存又相互制约，生物多样性是协同进化的结果 高考链接 5.（2022河北高考 多选）F值是种群中基因型实际频率偏离遗传平衡理论频率差值的绝对值。野兔的体毛深色（D）对浅色（d）为完全显性，毛色与环境差异大则易被天敌捕食，现将处于遗传平衡的家兔种群（D和d的初始基因频率均为0.5）随机平均分成3份，分别放在不同区域，70年后调查不同区域中野兔的深色表型频率并计算基因频率，结果如下图所示，下列说法错误的是（ ） A．深色熔岩床区中浅色野兔的F值比浅色岩P区的大 B．与浅色岩P区相比，深色熔岩床区野兔的杂合体频率低 C．与浅色岩Q区相比，浅色岩P区野兔的隐性纯合体频率高 D．野兔体色的差异是种群内不同个体之间及生物与环境间协同进化的结果 高考链接 6.（2022广东）《诗经》以“蚕月条桑”描绘了古人种桑养蚕的劳动画面，《天工开物》中“今寒家有将早雄配晚雌者，幻出嘉种”，表明我国劳动人民早已拥有利用杂交手段培有蚕种的智慧，现代生物技术应用于蚕桑的遗传育种，更为这历史悠久的产业增添了新的活力。回答下列问题： ①自然条件下蚕采食桑叶时，桑叶会合成蛋白醇抑制剂以抵御蚕的采食，蚕则分泌更多的蛋白酶以拮抗抑制剂的作用。桑与蚕相互作用并不断演化的过程称为 。 ②家蚕的虎斑对非虎斑、黄茧对白茧、敏感对抗软化病为显性，三对性状均受常染色体上的单基因控制且独立遗传。现有上述三对基因均杂合的亲本杂交，F1中虎斑、白茧、抗软化病的家蚕比例是 ；若上述杂交亲本有8对，每只雌蚕平均产卵400枚，理论上可获得 只虎斑、白茧、抗软化病的纯合家蚕，用于留种。 协同进化 3/64 50 因通常是有遗传 效应的DNA片段 Lavf58.29.100 EVCapture4.1.9软件录制 Lavf58.28.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $$