6.4 协同进化与生物多样性-2024-2025学年高一生物下学期同步授课课件（人教版2019必修2）

第六章 生物的进化 第4节 协同进化与生物多样性 【资料1】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。 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。 某种兰花和专门给它传粉的蛾 讨 论： 问题探讨 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 也可以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并不少见。 想一想：1、昆虫传粉的专门化对植物繁衍后代有什么意义？ 虫媒花与传粉昆虫在相互影响中不断进化和发展 2、虫媒花的进化与传粉昆虫的进化有怎样的关系？ ——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 1.概念： 2.类型： 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 协同进化 【资料2】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”。 该资料说明了什么？ 思考 不同种生物之间在进化上密切相关。 没有我，你也跑不了这么快！ 没有我，你跑不了这么快！ 猎豹追捕羚羊 不同物种之间的协同进化 种间斗争 1.捕食者的存在是否对羚羊有害无益？ 2.捕食者的存在促进被捕食者种群发展的理由是什么？ 3.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？ “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。 小样！没有 我，你也跑不了 这么快！ 没有我，你跑不了这么快！ 猎豹追捕羚羊 实际上，捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到了促进种群发展的作用。 小样！没有 我，你也跑不了 这么快！ 没有我，你跑不了这么快！ 猎豹追捕羚羊 捕食者是不是就可以“高枕无忧”呢？ 解 释 　　美国生态学家斯坦利提出了“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。 意 义 捕食者的存在有利于增加物种多样性 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，它们相互选择，协同进化。由此可见，任何一个物种都不是单独进化的。 小样！没有 我，你也跑不了 这么快！ 没有我，你跑不了这么快！ 猎豹追捕羚羊 【资料3】 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 传粉榕小蜂 雄 雌 种间互助 不同物种之间的协同进化 【资料3】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（进行无氧呼吸）的；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。 原始地球 蓝细菌 生物与无机环境之间 地球上氧气的出现与代谢类型的进化 有氧 进化 变化 最初 共同 演变 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 该资料说明了什么？ 思考 生物与无机环境之间在相互影响中也会不断进化和发展。 协同进化类型 包含类型 实例 不同物种之间 某种兰花和专门给它传粉的蛾 猎豹和羚羊 T2噬菌体和大肠杆菌 作物和杂草 生物与 无机环境之间 地球早期无氧环境→厌氧型生物→光合生物出现→空气中有氧气→需氧型生物 种间互助 种间 斗争 捕食 寄生 竞争 生物影响环境, 环境影响生物. 湿地生态系统 森林生态系统 冻原生态系统 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： 什么是生物多样性，具有哪些层次呢？ 形成了生物多样性。 协同进化的意义 1.内容 遗传多样性（基因多样性）、物种多样性、生态系统多样性。 生态系统多样性 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 变异的不定向性 蛋白质多样性 无机环境的多样性 2.关系 协同进化与生物多样性的形成 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。 生物多样性形成的进化历程 生物多样性形成的进化历程 （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 生物多样性形成的进化历程 长期自然选择、协同进化的结果 生物多样性的形成是多种多样的环境对生物不定向变异进行选择的结果。基因多样性是形成物种多样性和生态系统多样性的基础，反过来物种多样性和生态系统多样性又影响基因多样性。 研究生物进化历程的主要依据 化石 生物多样性的形成原因 1.有性生殖的出现，实现了 ，增强了生物变异的多样性， 生物进化的速度明显加快，多细胞植物和动物的种类不断增多。 2.生态系统第三极—— 的出现， 使生态系统具有更加复杂的结构。 3.生物的登陆改变着陆地环境， 陆地上复杂的环境又为生物的进化提供了广阔的舞台。 基因重组 消费者 生物进化历程中的几个关键事件 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。 1.中性突变学说 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。 2.间断平衡学说 以自然选择为核心的进化理论，更为大多数学者所接受。 生物进化论不会停滞不前，而是在不断发展。 现代生物进化理论在发展 一、概念检测 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 练习与应用(P124 ) C 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 二、拓展应用 1. 用一位学者的话说，协同进化就是“生态的舞台，进化的表演"（The ecological theater and evolutionary play ）。根据本节所学内容，谈谈你对这句话的理解。 【答案】生态指的是生物与环境的相互关系，进化指的是生物界的历史演变；如果把进化看作由各种生物表演的一部历史剧，那么，上演这部历史剧的舞台就是生物与环境之间复杂的相互关系。生物进化的表演受舞台背景的制约，舞台背景也要与上演的内容相协调。 2. 假如物种之间没有一定的关系（如亲缘关系和相互影响），也不随时间而改变，那么我们的生物学观点会发生怎样的变化？生物学是更容易学习还是更难学习？ 【答案】假如那样，生物界纷繁复杂的现象就很难用统一的观点和理论来解释，作为生物学基本观点之一的进化观点将难以建立，生物学就不可能形成现在这样一个科学的框架体系，学习生物学将缺少基本观点和方法的指导和统领。 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。 【提示】这是一道开放性问题。基本要点是：种群是生物繁殖的基本单位，也是生物进化的基本单位，一个种群就是一个独特的基因库；不同物种之间、生物与无机环境之间是在相互影响中协同进化的；生态系统是生物与环境相互作用形成的有机整体。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。 Lavf58.29.100 Lavf58.76.100 $$