資源簡介

(共31張PPT)
第二節 生物的多樣性和適應性是進化的結果
第四章 生物的進化
課前引入
鳥類的骨薄而脆弱，再加上鳥類在遇到突發的地質災害時，具有迅速逃脫的飛翔能力，因此，形成化石的概率相對較小。完整的古鳥類化石的稀缺導致有關鳥類起源的問題一直是學術界的爭論熱點。20世紀90年代以為，在我國遼寧等地出土了大量的中生代鳥類化石，它們對研究鳥類起源和進化有什么意義呢？
積極思維
鳥類是從古代爬行類進化來的嗎？
事實：
1.到2000年前后，遼寧省朝陽地區共發掘超過1000件孔子鳥屬的化石。中國已成為世界古鳥類研究的中心之一。
2.化石表明，孔子鳥體型大小與雞相近，上下頜已經沒有牙齒，有清晰的羽毛印跡。根據出土地點的地質形成史推斷，孔子鳥生活在距今約1.25億年到1.1億年間。
積極思維
鳥類是從古代爬行類進化來的嗎？
思考
1.概括 列舉在我國發現的其他古鳥類化石。
2.分析 回憶初中生物學課程所學的內容，列舉爬行類和鳥類分別有哪些主要特征。為什么說孔子鳥化石為爬行類進化成鳥類提供了新的證據？
通過對孔子鳥化石的研究，我們發現孔子鳥身體結構既有和爬行動物相似之處，又有和鳥類相同之處，孔子鳥是目前已知的最早擁有角質喙且無齒的鳥類，那么，通過對各種化石的研究，就能證明生物是進化的嗎？除化石外，還有哪些生物進化的證據呢？
糞便化石
牙齒化石
植物化石
生物進化的古生物學證據——化石
化石是指經過自然界的作用，保存在地層中的古生物遺體、遺物和它們的生活遺跡。
生物進化的證據越來越多
根據保存的特點
化石
遺體化石
遺跡化石
遺物化石
古代動物的糞便、卵等
恐龍蛋化石
古代動物活動時留下的痕跡
恐龍足跡化石
化石的分類：
古生物的遺體所形成的化石
硅化木
生物進化的古生物學證據——化石
生物進化的證據越來越多
遼寧古果化石標本
諸城恐龍博物館的化石
三葉蟲化石標本
生物進化的證據越來越多
化石是研究生物進化最直接、最重要的證據。
生物進化的證據越來越多
對化石年齡的研究發現：生物進化的歷程
34億-18億年前
古生代早期
古生代進程中
中生代
新生代
第四紀
地球上生物的主要類群是：細菌、藍細菌等。
原始裸子植物和原始爬行類等陸生生物出現并進一步發展
進入真核藻類和無脊椎動物時代
又稱裸子植物和爬行類的時代，原始的哺乳類和原始鳥類的出現是該時代在動物進化史上的重大事件。
鳥類、哺乳類和被子植物得到了更大的發展
誕生了現代人類
生物進化的證據越來越多
生物進化的證據越來越多
問題與討論：
通過對大量生物化石的對比研究，可以了解地質年代各時期各種生物類群的進化關系。
我們能列舉自己熟悉的化石，說明某種生物的進化過程嗎？
以鳥類進化為例。
始祖鳥的化石結構顯示始祖鳥頭部像鳥，有爪和翅膀，稍能飛行，有牙齒，與爬行動物近似，尾巴很長（尾椎多達20個），由多根尾椎骨構成，除身上有鳥類的羽毛外，一般認為它是爬行動物過渡到鳥類的中間類型，仍屬于恐龍。孔子鳥的形態與始祖鳥有許多相近的特征，例如，頭骨沒有完全愈合，肱骨比橈骨長，手上長有3個帶爪的指等?？鬃峪B個體與雞的大小相近，上下領沒有牙齒，有一個發育的角質喙；它的脊椎骨退化，胸骨發育，尾巴很短。從進化角度來看，孔子鳥的形態特征比始祖鳥顯得進步，生活時代應該比始祖鳥晚。
生物進化的其他證據——比較解剖學
1.研究的對象是動物同源器官。
2.同源器官：_____相同，______________相似，而______________不同的器官。
3.同源器官的存在，表明具有同源器官的生物是由_____________________進化而來的，只是在進化過程中，由于生活環境的不同，同源器官逐漸出現了形態和結構的差異。例如，蝙蝠的翼手、鯨的鰭、貓的前肢、猿的上肢和人的上肢等。
起源
結構和部位
形態和功能
共同的原始祖先
研究比較不同物種之間的身體構造的科學。
肱骨
橈骨
尺骨
腕骨
掌骨
指骨
蝙蝠的翼手
鯨的鰭
貓的前肢
人的上肢
比較解剖學證據：
骨骼的種類一致；
排列順序也一致。
內部結構模式具有一致性
說明這四種動物可能由共同祖先進化而來。
它們有哪些共同點？
不同類群動物的骨骼結構具有許多共同點，支持現有的脊椎動物有著原始的共同祖先。
生物進化的其他證據——比較解剖學
龜（爬行類）與雞（鳥類）、鼠（哺乳類）和人早期胚胎很相似
比較解剖學證據：比較解剖學是研究比較脊椎動物的器官、系統的形態和結構的科學，可以為這些生物是否有共同祖先尋找證據。
比較解剖學為生物進化提供的最重要的證據是同源器官
同源器官：器官的外形，功能不同，但來源相同，在解剖結構上具有相同性或相似性的器官，比如鳥的翅膀、蝙蝠的翼手、鯨的胸鰭、狗的前肢以及人的上肢等
烏龜早期胚胎
雞早期胚胎
鼠早期胚胎
人早期胚胎
生物進化的其他證據——比較胚胎學
資料一：已知最古老的化石是大約35億年前的古細菌化石?，F在,在海洋、湖泊、土壤等環境中還能發現古細菌，這些古細菌都有細胞壁、細胞膜、細胞質、核糖體和DNA。
討論：當今生物的細胞在結構上與古細菌有哪些共同點？這說明了什么？
都有細胞壁、細胞膜、細胞質、核糖體和DNA。說明：古細菌和當今生物的細胞可能有共同祖先。
生物進化的其他證據——細胞生物學
1.在真核生物中，每個物種細胞內的染色體__________和每條染色體的_________都是恒定的。通過比較不同物種的___________________，可以研究不同物種間的親緣關系。
2.對細胞代謝等方面的研究發現，當今生物都具有共同特征。例如，細胞呼吸方式多為細胞有氧呼吸或細胞無氧呼吸。
數量
形態結構
染色體組型和核型
兩者都有細胞壁、細胞膜、細胞質、核糖體和DNA。細胞結構相同，說明二者有共同祖先。
生物進化的其他證據——細胞生物學
邊做邊學：模擬用DNA分子雜交方法分析人猿間的親緣關系
實踐：
1.黑猩猩、人和大猩猩的DNA分子的某個片段，在加熱后形成單鏈，它們的脫氧核苷酸序列（用堿基表示）分別為：
黑猩猩3丿 TCCCGGCAACCTTGGCTAAT5丿
人5丿AGGCATAAACCAACCGATTA3丿
大猩猩3 丿TCCCCCCAACCTTCCTCCCC5丿
2.每組討論并選擇材料模擬DNA單鏈。例如：
用四種顏色的間形針分別表示堿基T（黃）、C（紅）、
A（藍）、G（綠）。
3.先相互連接回形針，模擬三條DNA單鏈，再將它們放
在一起，模擬DNΛ分子雜交。
①一些科學家利用分子生物學技術對不同生物的____________進行組成分析，或利用___________方法，來判斷生物之間的___________和__________。
②分子生物學證據也說明，當今生物具有共同特征。例如，幾乎所有生物都共用一套_________，遺傳信息的傳遞都遵循_________。
生物大分子
分子雜交
親緣關系
進化順序
遺傳密碼
中心法則
說明人、猩猩、長臂猿等類猿人可能有共同祖先。
討論：根據模擬DNA分子雜交的結果，分析黑猩猩與人的親緣關系比大猩猩更近的原因。
生物進化的其他證據——分子生物學
___________是生物進化的結果，而生物的多樣性和適應性與生物進化的方式有關。
分歧進化：
由一個原始物種經過漫長的地質年代，因適應不同的環境而向_____的方向進化，逐漸形成新物種的方式，稱為分歧進化，如早期爬行類的進化發展。分歧進化也可以稱為趨異進化。
生物多樣性
不同
生物進化的方式——分歧進化
概念：
由于相似或相同的生活環境，一些不同種類的生物在___________下出現形態結構向著____________進化的方式，稱為趨同進化。例如，鳥和蝙蝠因適應飛翔生活而趨同進化，形成具有相同功能的翼和翼手。
趨同進化現象說明，不同種類的生物發生_____相似或相同環境的進化，是__________的結果。
自然選擇
同一方向
適應
自然選擇
生物進化的方式——趨同進化
概念：不同_____之間、___________________之間，在____________中不斷進化和發展，這被稱為協同進化或共同進化。
任何一個物種都不是______進化的。協同進化的現象在自然界_____存在。彼此關系密切的生物，如：綠色開花植物和傳粉動物、寄生蟲和寄主，捕食者和被捕食者，雙方相互選擇，協同進化，能更好地適應生存環境。
物種
生物與無機環境
相互影響
單獨
普遍
生物進化的方式——協同進化
積極思維
協同進化是如何影響生物多樣性的？
動物與動物之間可能存在捕食與被捕食的關系。捕食者一般不會把所有的獵物都吃掉，這在生物進化中稱為“精明的捕食者”策略。捕食者吃掉的大多是被捕食者中的老弱病殘個體，而健壯個體得以逃脫并生存下來。同樣，捕食者中能夠捕獵到獵物的也是那些健壯個體。因此，當被捕食者發生變異，提高了防御能力時，捕食者也會相應地增強捕食能力，與被捕食者協同進化，否則就會因為不能適應新變化而被自然選擇所淘汰。
A
A
A
A
競爭力強
競爭力中
競爭力弱
B
B
B
B
C
C
C
C
生物進化的方式——協同進化
A
A
A
A
競爭力強
競爭力中
競爭力弱
B
B
B
B
C
A
A
B
捕食者
多吃
C
C
C
C
C
B
生物進化的方式——協同進化
A
A
A
A
競爭力強
競爭力中
競爭力弱
B
B
B
B
C
A
A
B
捕食者
多吃
C
C
C
C
C
B
收割理論：
美國生態學家斯坦利提出：捕食者往往捕食個體數量多的物種，這樣就會避免出現一種或少數幾種生物再生態系統中占絕對優勢的局面，為其他物種的形成騰出空間。
捕食者的存在有利于增加物種多樣性。
被捕食者
協同進化
生物進化的方式——協同進化
生物進化的方式——協同進化
協同進化的現象在自然界普遍存在。彼此關系密切的生物，如綠色開花植物和傳粉動物、寄生蟲和寄主，捕食者和被捕食者，雙方互相選擇，協同進化，更好的適應生存環境。協同進化促進了多種類型的生物的出現，豐富了生物多樣性。
生物多樣性是指地球上生物的___________________，
以及由這些生物與環境相互作用所構成的_________多樣性。
(1)生物的進化導致了生物______的多樣性
①五界分類法：是由美國生物學家________在1969年提出的。
②五界系統包括：原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和動物界(沒有包含_____)。
物種多樣性和遺傳多樣性
生態系統
物種
魏泰克
病毒
生物進化的方式——協同進化
遺傳多樣性
物種多樣性
生態系統多樣性
根本 原因
組成
變異的不定向性
蛋白質多樣性
無機環境的多樣性
組成
直接原因
決定
導致
直接 選擇
基因多樣性
生物多樣性的關系：
長期自然選擇、協同進化的結果
生物多樣性形成的原因：
生物進化的方式——協同進化
課堂小結
1.依靠風力傳送花粉的植物，叫做風媒植物;依靠昆蟲傳送花粉的植物，叫做蟲媒植物?？茖W家近期研究發現，傳粉昆蟲數量減少，導致一些蟲媒植物正在向“自我受粉”的方向進化，從而導致花蜜減產，進而加劇傳粉昆蟲數量的減少。下列說法錯誤的是( )
A.蟲媒植物的花可能比風媒植物的花更鮮艷
B.傳粉昆蟲可能導致蟲媒植物的基因發生突變
C. 上述蟲媒植物在進化過程中花的結構可能會變化
D.上述現象的發生是自然選擇和協同進化的結果
答案：B
解析：蟲媒植物的花可能比風媒植物的花更鮮艷,利于其吸引昆蟲來傳粉,A正確；傳粉昆蟲對蟲媒植物進行選擇作用,導致其基因頻率定向改變,而不能導致蟲媒植物發生基因突變,B錯誤;蟲媒植物向“自我受粉”的方向進化,其花的結構可能會變化以適應進化后的功能,C正確;蟲媒植物和傳粉昆蟲的變化是自然選擇和協同進化的結果,D正確。
隨堂小測
2.現代生物進化理論是以達爾文的自然選擇學說為基礎建立起來的。下列敘述錯誤的是( )
A.種群中個體的形態結構和化石記錄可為生物的進化提供證據
B.自然選擇和基因突變均可導致種群的基因頻率發生定向改變
C.生物之間既相互制約又相互依存，生物多樣性的形成是協同進化的結果
D.物種的形成過程實質上是種群間基因庫差異不斷增大建立生殖隔離的過程
答案：B
解析：化石是生物進化的最直接證據，種群中個體的形態結構和化石記錄可為生物的進化提供證據，A正確；自然選擇可導致種群的基因頻率發生定向改變，但基因突變屬于變異，變異是不定向的，B錯誤；生物之間既相互制約又相互依存，通過漫長的協同進化，地球上不僅出現了千姿百態的物種、豐富多彩的基因庫，而且形成多種多樣的生態系統，所以生物多樣性是協同進化的結果，C正確；生殖隔離是物種形成的標志，即物種的形成過程實質上是種群間基因庫差異不斷增大建立生殖隔離的過程，D正確。
故選B。
隨堂小測
3.活化石三眼恐龍蝦為恐龍時代生物的代表，其最顯著的特點是頭部有三只眼，位于頭頂部位的第三只眼睛能夠感知包括紫外線和紅外線等不同波長的光線。這種高敏感度的特性與視紫紅質基因的進化有關。目前，從單細胞生物到復雜脊椎動物的多種生物體內均有視紫紅質基因。該基因最初存在于原始的光合作用生物體內，通過某種機制轉移到了動物細胞中，使動物視覺功能逐漸復雜化。下列敘述錯誤的是( )
A.一般在越早形成的地層里，化石生物越簡單、越低等
B.三眼恐龍蝦的形態結構穩定，從恐龍時代至今沒有發生進化
C.生物體內普遍含有視紫紅質基因可作為生物有共同祖先的證據
D.不同生物的視紫紅質基因序列差異可揭示生物之間的親緣關系
答案：B
解析：生物的進化由簡單到復雜、由低等到高等、由水生到陸生，故一般在越早形成的地層里，化石生物越簡單、越低等，A正確；三眼恐龍蝦的形態結構穩定，但也有變化，從恐龍時代至今發生了進化，B錯誤；從單細胞生物到復雜脊椎動物的多種生物體內均有視紫紅質基因，可說明生物由共同祖先進化而來，C正確；不同生物的視紫紅質基因序列差異可揭示生物之間的親緣關系，D正確。
隨堂小測

展開更多......

收起↑