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第六章 生物的進(jìn)化
第4節(jié) 協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性的形成
新人教版 必修二 遺傳和進(jìn)化
學(xué)習(xí)目標(biāo) 核心素養(yǎng)
1.舉例說明協(xié)同進(jìn)化 2.概述生物多樣性及其形成的過程 3.概述以自然選擇學(xué)說為核心的現(xiàn)代進(jìn)化生物理論的要點(diǎn)。 1.初步運(yùn)用進(jìn)化與適應(yīng)觀、結(jié)構(gòu)與功能觀，闡明協(xié)同進(jìn)化、生物多樣性的形成。（生命觀念）
2.認(rèn)同生物進(jìn)化理論仍然在發(fā)展。（科學(xué)思維）
達(dá)爾文曾發(fā)現(xiàn)一種蘭花長(zhǎng)著細(xì)長(zhǎng)的花距，其底部?jī)?chǔ)存著花蜜。達(dá)爾文推測(cè)，這種花的形成絕不是偶然的，肯定存在這樣的昆蟲，它們生有同樣細(xì)長(zhǎng)的吸管似的口器，可以從花距中吸到花蜜。大約50年以后，研究人員果然發(fā)現(xiàn)了這樣的蛾類昆蟲。
問題探討
某種蘭花和專門給它傳粉的蛾
理由是蘭花的生殖離不開傳粉昆蟲。如果沒有與這種蘭花結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的傳粉昆蟲，這種蘭花就難以完成傳粉受精，這個(gè)物種也就不存在了。
2、如果后來未發(fā)現(xiàn)這樣的蛾類昆蟲，是否說明達(dá)爾文的推測(cè)是錯(cuò)誤的？
如果后來未發(fā)現(xiàn)這樣的蛾類昆蟲，達(dá)爾文的推測(cè)就僅僅是一種猜想，不能被證實(shí)。當(dāng)然，未發(fā)現(xiàn)這樣的蛾類昆蟲，不等于這樣的昆蟲一定不存在，因此并不能說明達(dá)爾文的推測(cè)一定是錯(cuò)誤的。
討論
1、達(dá)爾文作出上述推測(cè)的理由是什么？
一種植物專門由一種昆蟲傳粉有什么意義？
特定昆蟲給特定的植物傳粉,這樣可以提高傳粉的效率,并且昆蟲也可得到較多的食物或保護(hù)。
一、協(xié)同進(jìn)化
資料1：自然選擇有利于羚羊種群中肌肉發(fā)達(dá)、動(dòng)作敏捷的個(gè)體，也有利于獵豹種群中跑得快的個(gè)體。這兩個(gè)物種的進(jìn)化過程宛如一場(chǎng)漫長(zhǎng)的“軍備競(jìng)賽”。
一、協(xié)同進(jìn)化
思考1：捕食者的存在是否對(duì)被捕食者有害無益？
捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的個(gè)體，客觀上起到了促進(jìn)種群發(fā)展的作用。
一、協(xié)同進(jìn)化
思考2：捕食者是否可以高枕無憂？
一般來說，只有動(dòng)作敏捷、跑得快的捕食者個(gè)體才能獲得食物，從而生存下來，繁殖后代。因此，羚羊?qū)Σ妒痴叻N群的進(jìn)化也起到了促進(jìn)作用。生物的進(jìn)化并非孤立進(jìn)行，而是協(xié)同并進(jìn)的。
一、協(xié)同進(jìn)化
捕食者往往捕食個(gè)體數(shù)量多的物種，這樣就會(huì)避免出現(xiàn)一種或幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的局面，為其他物種的形成騰出空間，有利于增加物種的多樣性。美國(guó)生態(tài)學(xué)家斯坦利稱之為“收割理論”。
收割理論
由此可見，在自然界，捕食者和被捕食者都面臨生存壓力，在自然選擇的作用下，它們也相互選擇，協(xié)同進(jìn)化。
一、協(xié)同進(jìn)化
思考4：不同種生物之間在進(jìn)化上密切相關(guān)，生物的進(jìn)化與無機(jī)環(huán)境的進(jìn)化是否也有關(guān)系呢？
資料2：地球上的原始大氣中是沒有氧氣的，因此，最早出現(xiàn)的生物都是厭氧(進(jìn)行無氧呼吸)的；最早的光合生物的出現(xiàn)，使得原始大氣中有了氧氣，這就為好氧生物的出現(xiàn)創(chuàng)造了前提條件。
這說明生物與無機(jī)環(huán)境之間也存在協(xié)同進(jìn)化。
不同物種之間，生物與無機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展，這就是協(xié)同進(jìn)化。
協(xié)同進(jìn)化概念：
通過漫長(zhǎng)的協(xié)同進(jìn)化過程，地球上不僅出現(xiàn)了千姿百態(tài)的物種，豐富多彩的基因庫，而且形成了多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)，也就是形成了生物的多樣性。
意義
結(jié)果
形成了生物的多樣性。
注意：
①生物與生物之間的協(xié)同進(jìn)化僅發(fā)生在不同物種之間，同種生物之間不存在協(xié)同進(jìn)化。
②無機(jī)環(huán)境的選擇作用可定向改變種群的基因頻率，導(dǎo)致生物朝著一定方向進(jìn)化；生物的進(jìn)化反過來又會(huì)影響無機(jī)環(huán)境。
一、協(xié)同進(jìn)化
不同物種之間的協(xié)同進(jìn)化
類型：① 種間互助
動(dòng)物取食花的花蜜，同時(shí)為植物傳粉
不同物種之間的協(xié)同進(jìn)化
叢林狼捕食老弱兔子，客觀上促進(jìn)了物種的發(fā)展
類型： ② 種間斗爭(zhēng)
一、協(xié)同進(jìn)化
澳大利亞曾引入粘液瘤病毒控制野兔種群數(shù)量，第一年粘液瘤病毒殺死了99.8%的感染兔子，但在下一個(gè)感染季節(jié)只殺死了90%，第三次只有40%~60%的病兔死亡，最終野兔-病毒之間達(dá)到了一種平衡，粘液瘤病表現(xiàn)為一種低危害的流行病。
一、協(xié)同進(jìn)化
類型： 寄生
① 遺傳多樣性（基因多樣性）
生物體內(nèi)決定性狀的遺傳因子及其組合的多樣性。
② 物種多樣性
動(dòng)物，植物和微生物等生物種類的豐富性。
③ 生態(tài)系統(tǒng)多樣性
生物圈內(nèi)生物環(huán)境、生物群落和生態(tài)過程的多樣性。
內(nèi)容
二、生物多樣性的形成
1、生物多樣性的三個(gè)層次及相互關(guān)系：
二、生物多樣性的形成
2. 生物多樣性形成的原因：
長(zhǎng)期自然選擇、協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果
最早的生物化石－－古細(xì)菌（距今35億年）
生命的起源（30多億年前）
34億年前的古細(xì)胞化石
化石——埋藏在地層中的古代生物的遺體、遺跡和遺物，石化后形成的。
是研究生物進(jìn)化最直接的證據(jù)
不同地層化石模式圖
13億年前真核生物的紅藻化石
水母化石





早古生代生物 （寒武紀(jì)大爆發(fā)，至5.0億年前）
海洋中大量的無脊椎動(dòng)物如三葉蟲、鸚鵡螺等爆發(fā)式地迅速形成。
形成生態(tài)系統(tǒng)的第三極——消費(fèi)者，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜穩(wěn)定。
1984年7月1日，當(dāng)時(shí)還是中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究生的侯先光，在云南澄江帽天山西面山坡上發(fā)現(xiàn)了納羅蟲化石。納羅蟲是海底爬行泥食性無脊椎動(dòng)物。隨后，包括林橋利蟲、云南鰓蝦、日射水母貝以及帽天山蟲等又陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)，距今5.18億年前的“澄江生物群”就這樣首次呈現(xiàn)在世人面前。在國(guó)際上被譽(yù)為“20世紀(jì)最驚人的發(fā)現(xiàn)之一”，為探索寒武紀(jì)生命大爆發(fā)的奧秘，開啟了一扇寶貴的科學(xué)之窗。
納羅蟲化石及復(fù)原圖
人教版高一必修二6.4協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性的形成課件25PPT
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三疊紀(jì)生物復(fù)蘇,開始出現(xiàn)海生爬行動(dòng)物，脊椎動(dòng)物得到進(jìn)一步發(fā)展；侏羅紀(jì)是恐龍的天下，發(fā)現(xiàn)始祖鳥、中華龍鳥等，昆蟲類也開始繁盛；白堊紀(jì)末期也是生物的滅絕時(shí)期，開始出現(xiàn)被子植物 。
中生代生物 （至6600萬年前）
中生代陸地和海洋中的情況
始祖鳥
中生代板塊、氣候、生物演化極大，末期已現(xiàn)現(xiàn)代類型生物群的雛形。
在生物進(jìn)化過程中，許多物種由于不適應(yīng)環(huán)境的變化而絕滅了。
恐龍是什么時(shí)候絕滅的？
恐龍?jiān)诎讏准o(jì)末全部絕滅。
恐龍的絕滅對(duì)生物多樣性產(chǎn)生了怎樣的影響？
恐龍的絕滅為哺乳動(dòng)物的興盛騰出了空間，增加了生物多樣性，使生物進(jìn)化翻開了嶄新的一頁。
約4億年前，由于造山運(yùn)動(dòng)，泥盆紀(jì)生物登陸，蕨類植物、總鰭魚；石炭紀(jì)裸子植物，到處是綠色的世界，是煤炭形成的主要地質(zhì)年代；二疊紀(jì)以生物大量滅絕為特征，可能是由于環(huán)境的變遷。
晚古生代生物 （至2.45億年前）
造山運(yùn)動(dòng)，海洋縮小，陸地?cái)U(kuò)大
→生物登陸
→ 改變陸地環(huán)境
→ 陸生生物進(jìn)化更復(fù)雜：蕨類植物、裸子植物、兩棲動(dòng)物等
→ 陸地生態(tài)系統(tǒng)形成。
新生代少女化石和復(fù)原圖
新生代生物 （至今）
生物進(jìn)化歷程中的三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)
(1)真核生物出現(xiàn)以后有性生殖方式的出現(xiàn)：生物進(jìn)化速度明
顯加快。
(2)寒武紀(jì)大爆發(fā)：形成生態(tài)系統(tǒng)的第三極——消費(fèi)者，對(duì)植
物的進(jìn)化產(chǎn)生重要影響。
(3)原始陸生植物和原始兩棲類的出現(xiàn)：生物的登陸改變著陸
地的環(huán)境，陸地上復(fù)雜的環(huán)境又為生物的進(jìn)化提供了廣闊
的舞臺(tái)。
形成
化石證據(jù)
結(jié)構(gòu)上：
古細(xì)菌化石
（單細(xì)胞生物，約35億年前）
海綿
（原始多細(xì)胞生物，約6億年前）
呼吸方式：
無氧呼吸
有氧呼吸
光和細(xì)菌出現(xiàn)
生殖方式：
有絲分裂
融合
合子
減數(shù)分裂
有絲分裂
大腸桿菌的二分裂
（無性繁殖）
甲藻的生活史
（有性繁殖）
生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：
兩極生態(tài)系統(tǒng)
（生產(chǎn)者、分解者）
三極生態(tài)系統(tǒng)
（生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者）
生活方式：
水生
陸生
坡壘
珙桐
已經(jīng)滅絕或者在我國(guó)境內(nèi)絕跡的物種：
處于瀕臨滅絕狀態(tài)的物種：
新疆虎
野馬
銀杉
人參
野駱駝
金絲猴
大熊貓
二、生物多樣性的形成
分析生物多樣性的形成
仔細(xì)觀察圖6－13，或自己搜集資料，就以下問題進(jìn)行討論。
討論
1.最早出現(xiàn)的生物是哪一類生物？它們生活在什么環(huán)境中？
古細(xì)菌化石
最早出現(xiàn)的生物是厭氧的單細(xì)胞生物，它們生活在原始海洋中。
2.陸生植物和陸生動(dòng)物的出現(xiàn)誰先誰后？前者為后者提供了什么條件？
植物先登陸，否則動(dòng)物登陸后就會(huì)餓死，陸生動(dòng)物后出現(xiàn)。前者為后者提供了食物。
二、生物多樣性的形成
分析生物多樣性的形成
仔細(xì)觀察圖6－13，或自己搜集資料，就以下問題進(jìn)行討論。
寒武紀(jì)生物
討論
3.同今天你所看到的地球相比。寒武紀(jì)時(shí)地球上的生態(tài)系統(tǒng)有什么特點(diǎn)？
當(dāng)時(shí)陸地上還是一片荒蕪，生物都生活在海洋中。
4.恐龍大約是什么時(shí)候絕滅的？物種絕滅對(duì)生物多樣性會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響？
恐龍是在中生代后期絕滅的。物種絕滅對(duì)生物多樣性的影響是復(fù)雜的。恐龍的絕滅有利于哺乳動(dòng)物的繁盛。
原始生命：古細(xì)菌(35億年前)
↓
原核生物：細(xì)菌(含藍(lán)細(xì)菌)
↓
真核生物：有性生殖
植物
海洋植物
↓
裸子植物
↓
被子植物
動(dòng)物
海洋動(dòng)物
↓
原始的兩棲類
↓
爬行動(dòng)物恐龍時(shí)代
↓
鳥類、哺乳類
寒武紀(jì)大爆發(fā)
小結(jié)：生物進(jìn)化的方向
原核生物→真核生物
無性生殖→有性生殖
單細(xì)胞生物→多細(xì)胞生物
水生生物→陸生生物
低等生物→高等生物
簡(jiǎn)單→復(fù)雜
無氧呼吸→有氧呼吸
在進(jìn)化過程中，許多物種由于不適應(yīng)環(huán)境的變化而絕滅了。絕滅的物種為其他的物種的興盛騰出了空間，使生物進(jìn)化翻開了嶄新的一頁。
陸生生物
地球形成
寒武紀(jì)
中生代
新生代
古生代
三、生物進(jìn)化理論在發(fā)展
（1）適應(yīng)是_________________________的結(jié)果。
（2）________________是生物進(jìn)化的基本單位。
（3）_____________________提供進(jìn)化的原材料。
（4）___________導(dǎo)致種群基因頻率的定向改變，進(jìn)而通過_______形成
新的物種。
（5）生物進(jìn)化的過程實(shí)際上是_______________與__________________、
_______________與___________________間__________________的過程。
（6）生物多樣性是_____________________的結(jié)果。
1、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論（核心：________________________）
自然選擇學(xué)說
自然選擇
種群
突變和基因重組
自然選擇
隔離
生物
生物
生物
無機(jī)環(huán)境
協(xié)同進(jìn)化
協(xié)同進(jìn)化
例：填寫下圖中①-⑥所代表的內(nèi)容。
【答案】①種群基因頻率的改變 ②突變和基因重組、自然選擇
③自然選擇學(xué)說 ④基因、物種、生態(tài)系統(tǒng)
⑤種群 ⑥生殖隔離
人教版高一必修二6.4協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性的形成課件25PPT
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【高中生物新教材】協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性的形成優(yōu)秀課件1
【高中生物新教材】協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性的形成優(yōu)秀課件1
人類與保護(hù)生物多樣性
人類也是生物進(jìn)化的產(chǎn)物，人類的進(jìn)化對(duì)其他物種的進(jìn)化產(chǎn)生了重要影響。
包括人類在內(nèi)的所有生物都是在相互依存、相互制約中生存和發(fā)展的，人類的生存和發(fā)展始終受益于生物多樣性，保護(hù)生物多樣性就是保護(hù)人類自己。
人類與保護(hù)生物多樣性
正向利用人類對(duì)生物進(jìn)化的影響力：
1、人工培育家禽、家畜等滿足人類生活需要
2、主導(dǎo)城市生態(tài)系統(tǒng)、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，使能量更多地流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠郑ㄗ裱匀灰?guī)律，保護(hù)生態(tài)平衡，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展）
3、新冠疫情危險(xiǎn)仍未解除，隔離在家，外出口罩，阻斷新冠病毒的傳播。
三、生物進(jìn)化理論在發(fā)展
現(xiàn)代生物進(jìn)化理論在發(fā)展
⑴中性進(jìn)化理論：決定生物進(jìn)化方向的是中性突變的逐漸積累，而不是自然選擇。決定生物進(jìn)化方向的是中性突變的逐漸積累，而不是自然選擇。
更多學(xué)者則認(rèn)為，基因突變并不都是中性的，有些基因突變反映在個(gè)體的性狀上，與環(huán)境相適應(yīng)的程度有差異。因此，不能否認(rèn)自然選擇的作用。
若生物演變是漸進(jìn)的，那么各種適應(yīng)性的器官結(jié)構(gòu)在尚未發(fā)展完善之前，即在還未發(fā)展到有適應(yīng)功能之前是怎樣逃脫自然選擇的壓力的
跳躍式進(jìn)化理論認(rèn)為，生物的進(jìn)化起源于大突變
人們一直找不到化石來說明爬行動(dòng)物如何一步步地進(jìn)化而成現(xiàn)代鳥的。主張漸變化的人對(duì)這一情況很難解釋
三、生物進(jìn)化理論在發(fā)展
⑵間斷平衡理論：物種形成并不都是漸變的過程，而是物種長(zhǎng)期穩(wěn)定與迅速形成新種交替出現(xiàn)的過程。
生物的進(jìn)化是如此復(fù)雜，現(xiàn)有的進(jìn)化理論所不能解釋的問題比已經(jīng)解釋的問題還要多。在這些理論中，以自然選擇學(xué)說為核心的進(jìn)化理論比其他學(xué)說的影響要廣泛和深遠(yuǎn)，它仍然是以后各個(gè)方面研究的基礎(chǔ)。
同其他科學(xué)理論一樣，
生物進(jìn)化理論不會(huì)停滯不前，
而是在不斷地發(fā)展……
四、課堂小結(jié)

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