内容正文:
生物的进化
第6章
第4节 协同进化与生物多样性的形成
本节聚焦
什么是协同进化?
怎样理解生物多样性是进化的结果?
生物进化理论仍然在发展吗?
人教版高一下册生物
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问题探讨
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。
1. 达尔文作出上述推测的理由是什么?
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?
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问题探讨
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。
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。
1. 达尔文作出上述推测的理由是什么?
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?
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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
【情景】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.捕食者是否可以“高枕无忧”?
活动1
一 协同进化
SZ-LWH
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1.捕食者的存在对被捕食者是有害无益的吗?
捕食者所吃掉的大多是被捕食者中的年老、病弱或年幼的个体,客观上起到了促进种群发展的作用。
捕食者的存在有利于增加物种多样性。
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。
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5
捕食者在进化中的作用
一般来说,只有动作敏捷、跑得快的捕食者才能获得食物,从而生存下来,繁育更多的后代。因此,羚羊对捕食者种群的进化也起到了促进作用。
2.捕食者是否可以“高枕无忧”?
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一 协同进化
不仅不同种生物之间在进化上密切相关,生物的进化与无机环境的变化也是相互影响的。
大气
无氧
有氧
无氧呼吸的生物
出现好氧生物
光合作用的生物
最初
不同种生物之间在进化上密切相关,生物的进化与无机环境的进化是否也有关系呢?
资料2: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。
这说明生物与无机环境之间也存在协同进化。
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一 协同进化
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。
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。
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二 生物多样性的形成
生物多样性
01
02
03
物种多样性
生态系统多样性
生物体内决定性状的遗传因子及其组合的多样性。
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。
生物多样性形成的原因:
协同进化
(1)生物多样性的内容:
(三个层次)
遗传多样性
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
蛋白质多样性
无机环境的多样性
组成
直接原因
决定
导致
直接 选择
(2)形成生物多样性的原因:
长期自然选择、协同进化的结果
基因多样性
1、生物多样性的内容
遗传多样性(基因多样性)
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生物多样性形成的根本原因和直接原因分别是什么?
提示 根本原因:遗传(基因)的多样性。
直接原因:蛋白质的多样性。
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思考·讨论:分析生物多样性的形成
结合图,对P122问题进行讨论:
2、生物多样性形成的进化历程
SZ-LWH
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二 生物多样性的形成
思考·讨论:分析生物多样性的形成
1.最早出现的生物是哪一类生物?它们生活在什么环境中?
最早出现的生物是厌氧的单细胞生物,它们生活在原始海洋中。
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?
先出现植物,后出现动物,否则动物登陆后就会饿死。
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二 生物多样性的形成
思考·讨论:分析生物多样性的形成
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?
当时陆地上还是一片荒芜,生物都生活在海洋中。
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?
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。
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(1)最早的生物化石是35亿年前的古细菌化石,此后20亿年地球上的生物主要是海洋中的原核生物,形成只由生产者和分解者构成的两极生态系统。
2、生物多样性形成的进化历程
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(2)真核生物出现后,有性生殖也随之出现,这大大加快了生物进化的速度,多细胞动植物大量出现。在5.4亿~5.0亿年前的寒武纪,海洋中有大量的无脊椎动物物种爆发式地迅速形成,这就是著名的寒武纪大爆发。消费者登场(三极生态系统)
生产者、分解者两极生态系统 → 生产者、消费者、分解者三级生态系统
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二 生物多样性的形成
(3)大约在4亿年前,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。种子植物(裸子植物和被子植物)逐渐成为陆地上生产者的主角,鸟类、哺乳类和昆虫则成为优势动物类群。
水生、简单、低等 → 陆生、复杂、高等
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人既是进化的产物,也参与进化的过程。我们和其它生物以及无机环境之间相互依存、相互制约。保护生物多样性就是保护我们自己。
SZ-LWH
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三 生物进化理论在发展
(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上是生物与生物、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。
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生命史作出了科学的解释:
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三 生物进化理论在发展
中性进化理论:
自然选择对中性突变不起作用,中性突变经过积累也可以导致种群间的遗传差异,决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累。
“间断平衡说”理论:
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。
在这些理论中,以自然选择学说为核心的进化理论比其他学说的影响要广泛和深远。
生物进化理论不会停滞不前,而是在不断发展。
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1.协同进化
不同物种间的协同进化
生物与无机环境之间的协同进化
2.生物多样性的形成
(1)生物多样性的内容
生态系统多样性
遗传多样性
物种多样性
生物的进化历程可概括为:从原核生物到真核生物,从无性生殖到有性生殖,由简单到复杂,由水生到陆生,由低等到高等。
(2)生物多样性的形成的进化历程
3.生物进化理论在发展
课堂小结
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