内容正文:
第4节 协同进化与生物多样性的形成
第6章 生物的进化
高中生物人教版必修2《遗传与进化》
一、协同进化
二、生物多样性的形成
三、生物进化理论的发展
目录
contents
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。
某种兰花和专门给它传粉的蛾
1. 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。如果没有这样的传粉者,这种兰花早就灭绝了
问题探讨
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?
未发现这样的蛾类昆虫,达尔文的推测就仅仅是一种猜测,不能被证实。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。
一、协同进化
【资料1】每种榕树只对应唯一一种传粉榕小蜂,榕树是隐头花序,花朵全藏在果子内部,只有对应榕小蜂能钻进小孔完成授粉;榕小蜂也只能在该种榕树内部产卵繁衍,二者缺一不可,协同进化 7500 万年。
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很常见,
昆虫传粉的专门化对植物繁衍后代有什么意义?
一、协同进化
1.概念
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。
(1)不同物种之间:①种间互助、②种间斗争
2.类型
(2)生物与无机环境之间
一、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”。
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。
1.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。
2.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
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。捕食者的存在有利于增加物种多样性。
收割理论
生物的进化并非孤立进行,而是相互选择、协同进化的。
“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。
一、协同进化
【资料3】早期地球大气无氧气,全部生物只能无氧呼吸,蓝细菌演化出光合作用,持续释放氧气,改造大气成分;氧气积累后,大气上层形成臭氧层,吸收致命紫外线;臭氧层形成后,陆地不再被强紫外线直射,水生生物逐步登陆演化出陆生植物、动物;陆生植物大量光合作用,进一步提升氧气、降低 CO₂,稳定地表温度。
生物改造无机环境:蓝细菌造氧、催生臭氧层;
无机环境倒逼生物进化:富氧环境催生有氧呼吸生物,臭氧层为陆生生命提供生存条件
习题巩固
1.下列关于进化与生物多样性的叙述,正确的是( )
A.生物多样性的形成就是新物种不断形成的过程
B.生物有性生殖方式的出现加速了生物进化的进程
C.协同进化是指不同物种在相互影响中不断进化和发展
D.“收割理论”认为捕食者的存在不利于增加物种多样性
【答案】B
9
习题巩固
2.蝴蝶幼虫取食植物叶片,萝藦类植物进化出产生CA的能力,CA抑制动物细胞膜上N酶的活性,对动物产生毒性,从而阻止大部分蝴蝶幼虫取食。斑蝶类蝴蝶因N酶发生了一个氨基酸替换而对CA不敏感,其幼虫可以取食萝藦。下列叙述错误的是( )
A.斑蝶类蝴蝶对CA的适应主要源自基因突变和自然选择
B.N酶基因突变导致斑蝶类蝴蝶与其他蝴蝶发生生殖隔离
C.斑蝶类蝴蝶取食萝藦可减少与其他蝴蝶竞争食物
D.萝藦类植物和斑蝶类蝴蝶的进化是一个协同进化的实例
【答案】B
10
二、生物多样性的形成
1.内容
生物多样性主要包括三个层次的内容:
遗传多样性(基因多样性)
物种多样性
生态系统多样性
根本原因
3.生物多样性的形成历程
最早的生物化石——古细菌(距今35亿年)
在此之后大约20亿年的漫长岁月中,地球上的生物主要是海洋中的种类不多的蓝细菌和细菌,它们都是原核生物。
这一时期的生态系统是只有生产者和分解者的两极生态系统。
真核生物出现后,新的繁殖方式有性生殖出现了,实现了基因重组,增加了生物变异的多样性,所以加快了生物进化速度。多细胞植物和动物种类不断增多。
(1)前寒武纪(至5.4亿年前)
二、生物多样性的形成
二、生物多样性的形成
寒武纪大爆发:海洋中大量的无脊椎动物如三叶虫、鹦鹉螺等爆发式地迅速形成。形成生态系统的第三极——消费者,生态系统结构更加复杂稳定。
(2)古生代(至2.45亿年前)
大约四亿年前,由于造山运动使海洋缩小,陆地扩大,一些海洋植物开始适应陆地生活,形成原始的陆地植物主要是蕨类植物。
随后出现适应陆地生活的原始两栖类。生物的登陆改变了陆地的环境。裸子、被子植物先后扮演生产者中的主角,鸟类和哺乳类成为优势动物类群。复杂多样的陆地生态系统逐渐形成。
(3)中生代生物(至6600万年前)
三叠纪生物复苏,开始出现海生爬行动物,脊椎动物得到进一步发展;侏罗纪是恐龙的天下,发现始祖鸟、中华龙鸟等,昆虫类也开始繁盛;白垩纪末期也是恐龙的灭绝时期,开始出现被子植物。
恐龙的绝灭为哺乳动物的兴盛腾出了空间,使生物进化翻开了崭新的一页。
中生代板块、气候、生物演化极大,末期已现现代类型生物群的雏形。
二、生物多样性的形成
14
人类也是生物进化的产物。大约
300万年前,森林古猿的一支离开森林,
告别树栖生活,走上了向现代人类进化
的漫漫长路。
在自然界的生存斗争中,人类凭借非凡的大脑、灵巧的双手和群
体的力量,已经拥有了其他生物无可比拟的生存优势,并且对其他物种的进化产生了重要影响,不少物种由于人类活动的影响走向绝灭。
(4)新生代生物 (至今)
二、生物多样性的形成
15
二、生物多样性的形成
思考讨论:
1.最早出现的生物是哪一类生物?它们生活在什么环境中?
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?
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?
最早出现的生物是厌氧的单细胞生物(原核生物),它们生活在原始海洋中。因为原始大气中没有氧气,所以最早出现的生物进行无氧呼吸
陆生植物先出现。陆生植物为陆生动物提供了食物和多样的栖息场所等条件
寒武纪时陆地上还是一片荒芜,生物都生活在海洋中
二、生物多样性的形成
思考讨论:
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(白垩纪) 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,为生物进化翻开了新的一页
关于恐龙灭绝的原因,科学界最主流、证据也最充分的是小行星撞击说。不过,这并不是一个完全尘埃落定的故事,“小行星撞击”与“大规模火山喷发” 谁才是“主犯”的争论持续了数十年。
目前最受支持的观点倾向于:长期的大规模火山活动可能已让生态系统不堪重负,而小行星的撞击则成为了“压死骆驼的最后一根稻草”
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
18
习题巩固
1.下列有关生物进化历程的叙述,错误的是( )
A.就目前所掌握的证据,最早的生物化石是距今35亿年前的古细菌化石
B.原核生物出现时,生态系统是典型的三级生态系统
C.随着适应陆地生活的原始两栖类出现,陆地环境在改变
D.恐龙的绝灭为哺乳类的兴盛腾出了空间,使生物进化翻开了崭新的一页
【答案】B
19
习题巩固
2.非洲山地大猩猩以蕨类植物作为部分食物,数万年来,当地蕨类植物中有毒物质含量逐渐增加,非洲山地大猩猩的解毒能力也明显增强。下列有关分析正确的是( )
A.非洲山地大猩猩和蕨类植物之间存在协同进化
B.取食蕨类植物的大猩猩和不取食蕨类植物的大猩猩间存在生殖隔离
C.蕨类植物中有毒物质含量低的变异不能为进化提供原材料
D.多种变异类型蕨类植物的出现,仅体现了物种多样性
【答案】A
20
1.现代生物进化理论(核心:自然选择学说 )
三、生物进化理论的发展
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,
④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;
⑥生物多样性是协同进化的结果。
21
生物进化过程复杂而漫长,已经发生的,研究者无法目睹;将要发生的,研究者很难预知。
三、生物进化理论的发展
2.其他学说:
①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;
②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,其原因仍在探索中。
生物进化论不会停滞不前,而是在不断发展。
22
THANKS!
高中生物人教版必修2《遗传与进化》
$