6.4 协同进化与生物多样性的形成 课件-2025-2026学年高一生物下学期人教版必修2

该高中生物学课件聚焦“协同进化与生物多样性的形成”，以达尔文兰花推测的问题探讨导入，通过羚羊与狼群、蜜囊花与蝙蝠等实例分析，构建从具体现象到协同进化概念，再到生物多样性形成及进化理论完善的学习支架。 其亮点在于以实例为载体，融合生命观念（进化与适应观）、科学思维（基于证据分析）和探究实践（资料分析与课堂小测），如用“收割理论”解释捕食者对物种多样性的影响。采用实例归纳与概念辨析结合的教学方法，帮助学生深化理解，也为教师提供结构化教学资源，提升教学效率。

问题探讨 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。 第6章 生物的进化 第4节 协同进化与生物多样性的形成 人教版 2019 必修二《遗传与进化》 教材分析 课标要求 素养目标 1.概述现代生物进化理论以自然选择学说为核心，为地球上的生命进化史提供了科学的解释。 1.生命观念：理解协同进化是生物多样性形成的重要机制，认同生物与生物、生物与环境之间相互依存、协同发展的生命观念。 2.科学思维：能够运用协同进化理论解释自然界中的适应现象；能够分析捕食关系对种群发展的双重影响，培养辩证思维能力。 3.科学探究：通过分析彗星兰花与飞蛾、猎豹与羚羊等实例，探究协同进化的证据；尝试查阅资料，归纳生物进化的主要历程。 4.社会责任: 理解生物多样性的价值，增强保护生物多样性的意识；认识到人类活动对其他物种进化的影响，树立可持续发展的观念。 难点 重点 4 C o n t e n t s 一.协同进化 二.生物多样性的形成 三.现代生物进化理论的完善 5 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？ 捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？ 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”？ 捕食者与被捕食者的双向选择，共同进化 一.协同进化 “精明的捕食者”策略： 捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到促进种群发展的作用 捕食者与被捕食者双向选择，共同进化 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 （“收割理论”） 捕食者一般不会将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存 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？ 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？ 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： 苔藓阶段 地衣阶段 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 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。 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。 一.协同进化 协同进化类型 包含类型 实例 不同物种之间 彗星兰和非洲长喙天蛾 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. 1.协同进化的类型 一.协同进化 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。 2.收割理论 一.协同进化 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 2.收割理论 一.协同进化 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 2.收割理论 一.协同进化 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 捕食者是不是就可以“高枕无忧”呢？ 2.收割理论 一.协同进化 1. 下列不属于协同进化实例的是（ ） A. 猎豹捕食斑马 B. 同学之间的竞争使大家学习都大幅度进步 C. 某种长有细长花距的兰花和生有细长口器专门为它传粉的蛾 D. 昆虫的保护色越来越逼真，而它们天敌的视觉也越来越发达 B 同学是同一物种，不属于协同进化 课堂小测 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 一.协同进化 生物多样性 01 02 03 遗传多样性(基因多样性) 物种多样性 生态系统多样性 地球上的生物群落和无机环境多样化 动物、植物和微生物等生物种类丰富 生物体内决定性状的遗传因子及其组合多种多样 1.内容 二.生物多样性的形成 基因 物种 生态系统 组成 组成 生物多样性形成的原因： 长期自然选择、协同进化的结果 2.生物多样性之间的关系： 二.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 3.生物多样性形成的进化历程 二.生物多样性的形成 古细菌化石 （单细胞、原核生物，约35亿年前） 海绵 （原始多细胞、真核生物，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 大肠杆菌的二分裂 （无性繁殖） 甲藻的生活史 （有性繁殖） 意义：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 生态系统结构的进化 4 意义：消费者使生态系统结构更复杂， 对植物进化更有利 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 二.生物多样性的形成 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。 生活方式的进化 5 意义：陆地复杂的环境为生物进化 提供了广阔的舞台。 3.生物多样性形成的进化历程 二.生物多样性的形成 （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 3.生物多样性形成的进化历程 生物多样性是协同进化的结果 二.生物多样性的形成 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 4.生物多样性的形成原因 二.生物多样性的形成 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 5.生物进化历程中的几个关键事件 二.生物多样性的形成 1.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。 三.现代生物进化理论的完善 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。 2.现代生物进化理论在发展 三.现代生物进化理论的完善 2.现代生物进化理论在发展 总之，生物进化是如此复杂，现有的进化理论所不能解释的问题比已经解释的问题还要多。 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，它仍然是以后各个方面研究的基础。 同其他科学理论一样，生物进化理论不会停滞不前，而是在不断发展。 三.现代生物进化理论的完善 与社会的联系 32 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 课堂小测 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 课堂小测 高考链接 3.（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 课堂小测 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 4.（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（ ） 课堂小测 复习与提高P126 一、选择题 1.A 2.C 3.D 4.B 二、非选择题 2.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空间来生存和繁衍的， 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.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。 复习与提高P126 5.（1）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用杂交来解释。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）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.昆虫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DDT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DDT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，DDT的杀虫效果就会下降。  1．自然选择学说和现代生物进化理论为生物进化奠定了理论基础。下列叙述错误的是（    ） A．生殖隔离产生的根本原因是种群基因库的差异 B．精明的捕食者往往会导致数量少的猎物种群率先灭绝 C．适应相对性的根本原因是遗传的稳定性和环境不断变化之间的矛盾 D．物种间的竞争可促进协同进化，生物多样性是协同进化的结果 B 精明的捕食者倾向于捕食数量多的猎物，以避免自身食物资源枯竭，不会导致数量少的猎物种群率先灭绝 课堂小测 39 2．遗传瓶颈效应是指种群数量短期内大幅减少导致基因库缩小的现象。近年扬子鳄野生种群数量虽然持续增长，但遗传瓶颈效应仍显著。目前发现，圈养扬子鳄种群基因库有多个野生种群缺失的等位基因，二者种群基因库开始出现了差异。下列叙述错误的是（　　） A．圈养扬子鳄与野生扬子鳄之间不存在生殖隔离 B．基因突变可导致圈养扬子鳄种群特有等位基因的产生 C．遗传瓶颈效应会导致扬子鳄种群的所有基因频率持续下降 D．将圈养扬子鳄放归野外可提高野生种群的遗传多样性 C C错误:遗传瓶颈效应会导致种群基因库缩小，但不会使所有基因频率持续下降，部分等位基因的频率可能因种群个体骤减反而上升，且种群数量恢复后基因频率也不会持续下降. 课堂小测 40 协同进化与生物多样性 的形成 课堂小结 协同进化 生物多样性的形成 (1)内容: 遗传多样性（基因多样性）、物种多样性和生态系统多 (2)形成原因: 生物进化 理论在发展 (3)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物。 (2)实例: (1)概念: 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。 猎豹与羚羊、生物的进化与无机环境协同进化 ➡长期自然选择、协同进化的结果 ④生物进化的过程实际: 生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程； 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； ⑤生物多样性是协同进化的结果。 41 因通常是有遗传 效应的DNA片段 $