【高中生物】协同进化与生物多样性的形成 2022-2023学年高一生物（人教版2019必修2）.pptx

第第4节节协同进化与生物多样性的形成协同进化与生物多样性的形成 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。1.1.达尔文作出上述推测的理由是什么？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传粉昆虫。如果没有与这种兰花结构相适应的传粉昆虫（靠理由是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。存在了。2.2.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？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？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。的推测一定是错误的。3.3.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，昆虫传粉的专门化有什么意义？门化有什么意义？特定昆虫给特定植物传粉，可以提高传粉效率，昆虫也可得到较多的食物和保护。特定昆虫给特定植物传粉，可以提高传粉效率，昆虫也可得到较多的食物和保护。任何一个物种都不是单独进化的。任何一个物种都不是单独进化的。（1）东岸存在狼群捕食，这种环境有利于羚羊种群中肌肉发达、动作敏捷的个体生存下来。（2）东岸狼群一直存在，自然选择使得东岸的羚羊肌肉更发达、动作更敏捷，而迁入西岸的狼群由于比较容易捕到羚羊，其捕食能力几乎停留在原有水平。因此，迁回东岸后就很难捕到羚羊了。（3）捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到了促进种群发展的作用。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，同时发现东岸羚羊附近生活着一个狼群。（1）分析为什么东岸羚羊奔跑速度比西岸快。（2）如果某个时期把东岸的狼群引入一部分到西岸，狼群比较容易就捕到了羚羊。若干年后又把西岸的狼群迁回到东岸，发现其很难捕到羚羊了，试分析可能的原因。（3）试从上述狼群和羚羊实例中分析捕食者和被捕食者共同进步的意义。捕食者的存在是不是对被捕食者有害无益呢？捕食者的存在是不是对被捕食者有害无益呢？说明：说明：生物生活于复杂的环境中，必然要和其它生物发生营养生物生活于复杂的环境中，必然要和其它生物发生营养关系。在捕食与被捕食、相互帮助等关系下，共同发展，协同关系。在捕食与被捕食、相互帮助等关系下，共同发展，协同进化，增加了物种多样性。进化，增加了物种多样性。根据生态学家斯坦利的“收割理论”，食性广捕食者的存在有利于增加物种多样性，请分析捕食者使物种多样性增加的方式是什么？捕食者往往捕食数量多的物种，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。捕食者的存在有利于增加物种多样性。不同物种间存在不同物种间存在协同进化协同进化说明：说明：生物能够适应一定环境，也能够影响环境。生物能够适应一定环境，也能够影响环境。3.地球上的原始大气没有_氧气_，最早出现的生物细胞呼吸类型是_无氧呼吸_。进行_光合作用_（生理过程）生物的出现，使得原始大气中有了氧气，这为好氧生物的出现创造了条件。生物和无机环境间也存在协同进化生物和无机环境间也存在协同进化不同物种之间，生物与无机环境之间在相互不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是影响中不断进化和发展，这就是协同进化协同进化。通过漫长的协同进化过程，地球上不仅出现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，而且形成了多种多样的生态了千姿百态的物种，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系统，也就是形成了生物的多样性结果结果生物多样性的内容：生物多样性的内容：物种多样性物种多样性 基因多样性基因多样性生态系统多样性生态系统多样性上述实例中的不同物种之间，生物与上述实例中的不同物种之间，生物与_ _无机环境无机环境_ _之间在相互影之间在相互影响中不断进化和发展，其结果使生物种类逐渐增多，体现了响中不断进化和发展，其结果使生物种类逐渐增多，体现了_ _物种物种_ _多样性。不同生物的遗传物质各不相同，体现了多样性。不同生物的遗传物质各不相同，体现了_ _基因基因_ _多样性，形成的多种多样生态系统体现了多样性，形成的多种多样生态系统体现了_ _生态系统生态系统_ _多样性。多样性。所以说，生物多样性是所以说，生物多样性是_ _协同进化协同进化_ _的结果。的结果。生物多样性的形成生物多样性的形成关系：关系：基因多基因多样性性物种多物种多样性性生生态系系统多多样性性变异的不定向性异的不定向性蛋白蛋白质多多样性性无机无机环境的多境的多样性性根本根本原因原因组组成成导致导致直接原因直接原因组成组成直接直接选择选择决定决定生物进化的历程：生物进化的历程：研究生物进化的主要依据：研究生物进化的主要依据：化石化石化石化石埋藏在地层中的古代生物的遗体、遗迹和遗物，石化后形成的。是研究生物进化最直是研究生物进化最直接的证据接的证据最早的生物化石古细菌（距今最早的生物化石古细菌（距今35亿年）亿年）最早出现的生物是哪一类生物？最早出现的生物是哪一类生物？它们生活在什么环境中？它们生活在什么环境中？厌氧的单细胞生物厌氧的单细胞生物-古细菌，古细菌，它们生活在原始海洋中。它们生活在原始海洋中。1313亿年前真核生物亿年前真核生物的红藻化石的红藻化石 34亿年前的古细胞化石 前寒武纪地层中的水母化石 前寒武纪生物前寒武纪生物（至（至5.4亿年前）亿年前）寒武纪之前寒武纪之前(前寒前寒武纪武纪)，地球上的生命，地球上的生命都是非常低级的，主都是非常低级的，主要是一些单细胞生物、要是一些单细胞生物、环节动物、节肢动物环节动物、节肢动物等。等。多细胞生物大约是什么时期出现的？多细胞生物大约是什么时期出现的？它们生活在什么环境？它们生活在什么环境？大约是在寒武纪，生活在海洋中。大约是在寒武纪，生活在海洋中。早古生代生物早古生代生物（寒武纪大爆发，至（寒武纪大爆发，至5.0亿年前）亿年前）进入早古生代，一些大型的古生物相继出现，如三进入早古生代，一些大型的古生物相继出现，如三叶虫、鹦鹉螺等。出现了生命演化史上的第一次繁荣景叶虫、鹦鹉螺等。出现了生命演化史上的第一次繁荣景象。在中国云南澄江发现的寒武纪古生物是最有代表性象。在中国云南澄江发现的寒武纪古生物是最有代表性的寒武纪生物群的寒武纪生物群.最早登陆的生物是植物还是动物？为什么？最早登陆的生物是植物还是动物？为什么？植物，因为植物为动物提供栖息环境和食物。植物，因为植物为动物提供栖息环境和食物。一些海洋植物开始适应陆地生活，主要是一些海洋植物开始适应陆地生活，主要是蕨类植物。蕨类植物。陆地上还是一片荒芜，生物主要陆地上还是一片荒芜，生物主要生活在海洋中。陆地面积比较小。生活在海洋中。陆地面积比较小。生物主要是无脊椎动物，没有高生物主要是无脊椎动物，没有高等动物。等动物。寒武纪时地寒武纪时地球上的生态系统球上的生态系统有什么特点？有什么特点？晚古生代生物（至晚古生代生物（至2.45亿年前）亿年前）约约4 4亿年前，由于造山运动，泥盆纪生物登陆，蕨类植亿年前，由于造山运动，泥盆纪生物登陆，蕨类植物物 、总鳍鱼；石炭纪裸子植物，到处是绿色的世界，、总鳍鱼；石炭纪裸子植物，到处是绿色的世界，是煤炭形成的主要地质年代；二叠纪以生物大量灭绝为是煤炭形成的主要地质年代；二叠纪以生物大量灭绝为特征，可能是由于环境的变迁。特征，可能是由于环境的变迁。造山运动，海洋缩小，陆地扩大造山运动，海洋缩小，陆地扩大 生物登陆生物登陆 改变陆改变陆地环境地环境 陆生生物进化更复杂：蕨类植物、裸子植物、陆生生物进化更复杂：蕨类植物、裸子植物、两栖动物等两栖动物等 陆地生态系统形成陆地生态系统形成中生代生物（至中生代生物（至6600万年前）万年前）中生代三叠纪生物复苏中生代三叠纪生物复苏,开始出现水生爬行动物，如开始出现水生爬行动物，如鱼龙、蛇颈龙等；鱼龙、蛇颈龙等；侏罗纪侏罗纪是恐龙的天下，发现始祖鸟、是恐龙的天下，发现始祖鸟、中华龙鸟等，昆虫类也开始繁盛；白垩纪末期也是生物中华龙鸟等，昆虫类也开始繁盛；白垩纪末期也是生物的灭绝时期，但开始出现被子植物的灭绝时期，但开始出现被子植物。中生代陆地和海洋中的情况中生代陆地和海洋中的情况始祖鸟始祖鸟新新生生代代少少女女化化石石和和复复原原图图新生代生物（至新生代生物（至今今）在生物进化过程中，许多物种由于不适应环境的变化而绝灭了。如：恐龙在生物进化过程中，许多物种由于不适应环境的变化而绝灭了。如：恐龙 在白垩纪全部绝在白垩纪全部绝灭。恐龙的绝灭有利灭。恐龙的绝灭有利于哺乳动物的繁盛，于哺乳动物的繁盛，使生物进化翻开了崭使生物进化翻开了崭新的一页。新的一页。恐龙是什么时候恐龙是什么时候绝灭的？恐龙的绝灭绝灭的？恐龙的绝灭对生物多样性会产生对生物多样性会产生怎样的影响？怎样的影响？生物的进化历程可概括为：生物的进化历程可概括为：从原核生物到真核生物，从从原核生物到真核生物，从无性生殖到有性生殖，由简单到无性生殖到有性生殖，由简单到复杂，由水生到陆生，由低等到复杂，由水生到陆生，由低等到高等。高等。形成生物多样性的原因：形成生物多样性的原因：长期自然选择、长期自然选择、协同进化协同进化达到结果达到结果 总结以自然选择学说为核心的现代生物进化理论：（1）适应是自然选择的结果；（2）种群是生物进化和繁殖的基本单位；（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（自然选自然选择决定生物进化的方向），择决定生物进化的方向），进而通过隔离形成新的物种（隔离导致物种形成，隔离是物种形隔离导致物种形成，隔离是物种形成的必要条件）成的必要条件）；（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。生物进化是如此复杂的，现有的进化理论所不能解释的问生物进化是如此复杂的，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。题比已经解释的问题还要多。中性进化理论：中性进化理论：决定生物进化的方向是决定生物进化的方向是中性突变中性突变的逐渐积累，而不是自然选择。的逐渐积累，而不是自然选择。中性突变，指那些对生存既无害也无益的变异性状。认为中性中性突变，指那些对生存既无害也无益的变异性状。认为中性突变全凭偶然机会在群体中消失或被固定，与自然选择无关。突变全凭偶然机会在群体中消失或被固定，与自然选择无关。在表现型水平上，有大量的性状是中性的，比如：眼睛的大小、在表现型水平上，有大量的性状是中性的，比如：眼睛的大小、鼻子的高低、毛发的深浅等，一般情况下很难说对生存有多少鼻子的高低、毛发的深浅等，一般情况下很难说对生存有多少影响，但大都被保留下来，显然不存在自然选择的作用。影响，但大都被保留下来，显然不存在自然选择的作用。“间断平衡学说间断平衡学说”理论：理论：生物进化理论在发展物种形成并不都是物种形成并不都是渐变渐变的结果，而是种群长期稳定与迅速形成的结果，而是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。新种交替出现的过程。