6.4协同进化与生物多样性的形成 课件 2025—2026学年高一下学期生物人教版必修2

该高中生物学课件聚焦“协同进化与生物多样性的形成”，通过问题探讨（如达尔文对兰花传粉昆虫的推测）和案例分析（如非洲羚羊与狼群的关系）导入，以协同进化类型（种间互助、捕食者-被捕食者、生物与环境）为基础，衔接生物多样性的三个层次及进化理论发展，构建清晰知识脉络与学习支架。 其亮点在于结合案例分析（如羚羊与狼群的进化关系）和思考讨论培养科学思维，通过青藏铁路修建对生物多样性影响的实例渗透态度责任，用表格归纳进化历程强化生命观念。学生能提升探究能力与责任意识，教师可借助丰富案例和练习提高教学效率。

第6章 生物的进化 第4节 协同进化与生物多样性的形成 本节聚焦 1、什么是协同进化？ 2、怎么理解生物多样性是进化的结果？ 3、生物进化理论仍然在发展吗？ 某种兰花和专门给它传粉的蛾 长距彗星兰花 花蜜 花粉 花距 问题探讨 Q1.达尔文作出上述推测的理由是什么？ Q2.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？ Q3.昆虫传粉的专门化对植物繁殖后代有什么意义？ Q4.虫媒花的进化与传粉昆虫的进化有什么关系？ 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。 未发现并不等于这样的蛾类昆虫不存在，因此并不能说明达尔文的推测一定是错误的。 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。 这两种生物在相互影响中不断进化和发展。 ——种间互助 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 一、协同进化 不同物种之间的协同进化 3 一、协同进化 【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。 思考•讨论 Q1.分析为什么东岸羚羊奔跑速度比西岸快？ Q2.捕食者是否可以“高枕无忧”？ Q3.狼会不会不把所有的猎物吃掉？ 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。 不可以，只有动作敏捷、跑得快的才能获得食物。 羚羊和狼在相互影响中不断进化和发展。 “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。 4 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？ 一、协同进化 ——种间斗争 思考•讨论 多吃 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”。 不同物种之间的协同进化 5 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 一、协同进化 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？ 6 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、概念： 一、协同进化 2、意义： 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。 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。 7 2．（等级考）生物多样性是协同进化的结果。下列事实不属于协同进化的是（　　） A．工业的发展导致大量温室气体排放，使全球气温升高 B．随着光合生物的出现，大气中有了氧气，为好氧生物的出现创造了条件 C．生活在草原上的羚羊和猎豹都能迅速奔跑，是长期相互选择的结果 D．4亿年前形成了原始的陆生植物，随后出现了适应陆地生活的动物 答案：A 遗传多样性 （基因多样性） 物种多样性 生态系统多样性 三个 层次 二、生物多样性的形成 生物多样性 导致 协同进化 蛋白质多样性 直接原因 无机环境的多样性 组成 决定 导致 变异的不定向性 根本 原因 组 成 思考•讨论 分析生物多样性的形成 Q1.最早出现的生物是哪一类生物？它们生活在什么环境中? Q2.陆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？ Q3.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？ Q4.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？ Q5.人类活动加快了物种绝灭速度，根据协同进化理论，这对我们有什么启示？ 厌氧的单细胞生物，它们生活在原始海洋中。 先出现植物，后出现动物，否则动物登陆后就会饿死。 当时陆地上还是一片荒芜，生物都生活在海洋中。 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。 （1）人类同其他物种一样，都是大自然的一员，而不是凌驾于其他物种之上的主宰； （2）每个生物身上都凝聚着数十亿年的进化史，生命来之不易，都是亿万年生物的遗传基因与环境相互作用的产物，因此应当珍爱生命、敬畏生命； （3）人与其他生物、与无机环境相互影响，作为一个有机整体不断发展，我们应当保护自然、保护生物多样性，与大自然和谐共处。 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 二、生物多样性的形成 生物多样性形成的进化历程 生物多样性的形成经历了漫长的进化历程 11 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 二、生物多样性的形成 生物多样性形成的进化历程 12 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 二、生物多样性的形成 生物多样性形成的进化历程 13 生活方式的进化 5 水生 → 水陆两栖 → 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。 二、生物多样性的形成 生物多样性形成的进化历程 14 包括人类在内的所有生物都是在相互依存、相互制约中生存和发展的，人类的生存和发展始终受益于生物多样性，保护生物多样性就是保护人类自己。 二、生物多样性的形成 生物多样性形成的进化历程 项目 进化历程 意义 细胞数目 单细胞→多细胞 为功能复杂化提供结构基础 细胞结构 原核细胞→真核细胞 结构和功能更加完善 代谢类型 厌氧型→需氧型 能量供应更加充足 生殖方式 无性生殖→有性生殖 实现基因重组，增强变异多样性，加快进化的速度 生态系统 两极生态系统→三极 消费者使生态系统结构更复杂，对植物进化更有利 生活环境 海洋→陆地 陆地复杂的环境为生物进化提供了广阔的舞台 二、生物多样性的形成 生物多样性形成的进化历程及意义 4．下列关于协同进化与生物多样性的叙述，错误的是（　　） A．不同物种之间可以相互选择协同进化 B．捕食者的存在有利于增加物种的多样性 C．生物多样性的形成就是新物种不断产生的过程 D．生态系统多样性形成的原因可概括为协同进化 答案：C 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； ④____________导致种群基因频率的定向改变； 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。 器官的用进废退 获得性遗传 拉马克的进化观点 现代生物进化理论 达尔文的自然选择学说 内容：过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存 优点：能解释生物的统一性、适应性、多样性 不足：遗传变异的本质不清楚、从个体水平解释进化 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 三、生物进化理论在发展 核心：自然选择学说 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，大量的基因突变是中性的，因此有人主张，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。 中性突变学说 有人提出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。 间断平衡学说 生物进化论不会停滞不前，而是在不断发展! 三、生物进化理论在发展 其他观点: 19 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 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 练习与应用 20 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。 练习与应用 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。 【答案】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。 练习与应用 22 复习与提高P126 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 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 A C 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。 二、非选择题 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。 $